CN108664127B - 一种基于手势识别输入设备的数据传输方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于手势识别输入设备的数据传输方法，所述手势识别输入设备包括：用于感知不同位置处手势动作的多个节点；其中，所述方法包括：根据所接收动作数据中的通用唯一识别码区分所接收数据的来源，其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码。每个节点都预设有通用唯一识别码，利用通用唯一识别码区分所接收的数据来源，使每个手指能够独立工作并自动识别，避免了因为穿戴者的不同无法区分数据来源而产生不同的动作效果。

Description

一种基于手势识别输入设备的数据传输方法及其设备

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，具体涉及一种手势识别输入设备及其基于该设备的数据传输方法。

背景技术

人们与外界进行交互的过程中手势动作是重要的交互方式。人们用手势动作来表达思想、感知客观世界并完成各种操作。随着虚拟现实技术的快速发展，通过使用动作捕捉设备采集人体手势信息，可以极大地丰富虚拟现实的设计内容，增加内容的可玩性，提高人机交互的效率，拓宽虚拟现实系统的应用范围。

数据手套等输入设备是目前虚拟现实系统中进行手部动作捕捉非常重要的输入设备，它可以跟踪测量穿戴者灵活的手势姿态变化，实时地将其传送至处理单元，最终在显示系统中重现手部运动。虚拟现实技术的高速发展促进了手部动作捕捉技术的应用。动作捕捉手套凭借其自然高效的人机互动方式，已在游戏娱乐、动画设计、手术教学、手语识别、可视化科学研究、机器人控制等领域得到广泛应用。

然而由于每个人的手型不一样，以及每个人的手指大小不一样，因此，数据手套需要区分每个手指节点的传输数据，会出现适配问题，同样的数据手套会因为使用者不同而产生不同的效果。并且现有的数据手套都是整个手套一体设计的，需要整体适配且当单个手指节点需要更换时需要整体更换。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种能够解决数据手套在接收数据时的区分数据来源难且不能单独更换手指节点问题的基于手势识别输入设备的数据传输方法。

根据本发明的一方面，本发明一实施例提供的一种基于手势识别输入设备的数据传输方法，所述手势识别输入设备包括：用于感知不同位置处手势动作的多个节点；其中，所述方法包括：根据所接收动作数据中的通用唯一识别码区分所接收数据的来源，其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码。

在一实施例中，所述多个节点包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点通讯连接。

在进一步的实施例中，所述主节点与所述多个从节点通讯连接包括：所述多个从节点与所述主节点通过通用串行总线通讯连接。

在一实施例中，所述设备进一步包括手套外壳，所述主节点设置于所述手套外壳的手背处，所述多个从节点分别设置于所述手套外壳的多个手指处。

在一实施例中，所述设备进一步包括芯片，每个所述节点通过两条并联的信号线连接所述芯片的使能管脚；其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码进一步包括：当所述使能管脚为高电平时，所述设备上电，给所述多个节点设置通用唯一识别码。

在进一步地实施例中，所述设备进一步包括：所述两条并联的信号线上分别设置一个二极管，两个所述二极管的正极分别连接所述两条并联的信号线、负极分别连接所述使能管脚。

在一实施例中，所述设备还包括接插件，所述接插件设置于所述主节点与多个从节点之间，用以实现所述主节点与多个从节点的即刻连接或即刻断开。

在一实施例中，所述设备进一步还包括存储装置，用以存储所述多个节点的通用唯一识别码；其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码进一步包括：当所述存储装置中存在与当前操作者对应的通用唯一识别码时，将所述对应的通用唯一识别码设置为当前的通用唯一识别码。

在进一步的实施例中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码进一步包括：当所述存储装置中不存在与当前操作者对应的通用唯一识别码，则给所述多个节点设置新通用唯一识别码；以及将所述新通用唯一识别码存储于所述存储装置中。

在一实施例中，所述设备进一步包括接收装置，所述接收装置与所述多个节点通过蓝牙通讯连接；其中，所述方法进一步包括：通过蓝牙测量所述接收装置与所述多个节点之间的距离；以及根据所述距离修正所述多个节点处的手势动作。

根据本发明的另一方面，本发明一实施例提供一种手势识别输入设备，所述设备包括：多个节点，分别用于感知不同位置处手势动作；主控装置，用于根据接收动作数据中的通用唯一识别码来区分接收数据的来源；其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码；所述主控装置进一步包括芯片，每个所述节点分别通过两条并联的信号线连接所述芯片的使能管脚；其中，所述主控装置进一步配置为：当所述使能管脚为高电平时，所述设备上电，所述主控装置给所述多个节点分别设置通用唯一识别码；所述设备进一步还包括存储装置，用以分别存储所述多个节点的通用唯一识别码；其中，所述主控装置进一步配置为：当所述存储装置中存在与当前操作者对应的通用唯一识别码时，将所述对应的通用唯一识别码设置为当前的通用唯一识别码；所述主控装置进一步配置为：当所述存储装置中不存在与当前操作者对应的通用唯一识别码，则给所述多个节点分别设置新通用唯一识别码，并将所述新通用唯一识别码存储于所述存储装置中。

在进一步的实施例中，所述多个节点包括主节点，所述主控装置配置于所述主节点处。

本发明实施例提供的一种基于手势识别输入设备的数据传输方法，每个节点都预设有通用唯一识别码，利用通用唯一识别码区分所接收的数据来源，使每个手指能够独立工作并自动识别，避免了因为穿戴者的不同无法区分数据来源而产生不同的动作效果。

附图说明

图1所示为本发明手势识别输入设备一实施例的结构示意图。

图2所示为本发明主节点与从节点的通讯连接一实施例的示意图。

图3所示为本发明手势识别输入设备另一实施例的结构示意图。

图4所示为本发明节点与芯片的通讯连接一实施例的结构示意图。

图5所示为本发明手势识别输入设备节点预设识别码的流程示意图。

图6所示为本发明节点与芯片的通讯连接另一实施例的结构示意图。

图7所示为本发明手势识别输入设备另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一方面，本发明一实施例提供的一种基于手势识别输入设备的数据传输方法，手势识别输入设备包括：分别用于感知不同位置处手势动作的多个节点；其中，方法包括：根据所接收动作数据中的通用唯一识别码区分所接收数据的来源，其中，多个节点分别预设有通用唯一识别码。

通用唯一识别码(Universally Unique Identifier)是一种软件建构的标准，亦为开放软件基金会组织在分布式计算环境领域的一部分。其目的是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识信息，而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。如此，每个人都可以创建不与其它人冲突的通用唯一识别码。为了方便叙述，以下内容中将通用唯一识别码简称为UUID。

手势识别输入设备可包括多个节点，分别设置于需要感知手势动作的位置，用以感知不同位置的手势动作。该设备的数据传输方法可包括：每个节点分别预先设置UUID，根据接收的动作数据中的UUID来区分所接收数据的来源。利用UUID唯一识别每个节点，保证了每个节点所传输的数据的准确性，避免了因操作者不同或数据干扰而产生的误操作。

在一实施例中，多个节点可以包括主节点与多个从节点，主节点与多个从节点通讯连接。具体的如图1所示，多个节点可以为一个主节点和n个从节点，主节点与每个从节点都通讯连接。应当理解，主节点为只是一个节点，主节点可以与从节点相同，也可以不同，本发明实施例可以根据不同的应用场景选取不同的主节点，本发明实施例对主节点的类型不做限定。

在进一步的实施例中，每个从节点与主节点可以通过通用串行总线通讯连接。通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)是连接外部设备的一个串口总线标准，可以实现即插即拔。为了方便叙述，以下内容中将通用串行总线简称为USB。

如图2所示，本实施例中的每个从节点与主节点的连接方式可以均设置为USB连接方式。其中，P13和P16为两根信号线，P13和P16的一端连接从节点、另一端接入USB的两根差分信号线，即实现从节点与主节点的USB通讯连接。利用USB的即插即拔特性，可以实现各个从节点的独立工作，也为从节点的更换提供了便利，同时降低了维修成本。

在进一步的实施例中，设备还可以包括接插件，接插件设置于主节点与每个从节点之间，用以实现主节点与每个从节点的即刻连接或即刻断开。P13和P16可以通过接插件与USB的两根差分信号线连接，实现即插即拔。通过接插件的连接方式，可以在更换从节点时简单拔出接插件的方式来实现从节点的更换，减小节点更换的难度，同时能够降低设备的维修成本。

在进一步的实施例中，从节点与主节点的通讯连接方式也可以采用I2C、UART、SPI等通讯协议结构。并且协议接口上可以增加电源使能接口，即当协议接口的电平为高电平时，设备上电。

应当理解，本发明实施例可以根据实际应用场景的不同而选取不同的通讯方式，只要所选取的通讯方式能够满足从节点与主节点的信息交互需求即可，本发明对于从节点与主节点之间的通讯方式不做限定。

在一实施例中，设备可以进一步包括手套外壳，主节点设置于手套外壳的手背处，多个从节点分别设置于手套外壳的多个手指处。该手势识别输入设备可以是智能手套等穿戴于手上的外控设备，用以识别手部姿态与动作。具体的如图3所示，设备包括一个主节点、5个从节点，主节点设置于手背处，5个从节点分别设置于五个手指处，主节点与从节点1、从节点2、从节点3、从节点4、从节点5分别设置双向通讯连接。在穿戴该智能手套时，由主节点对从节点1、从节点2、从节点3、从节点4、从节点5分别进行UUID编号。根据UUID自适应配对，不同的穿戴者会设置不同的UUID，防止因为不同穿戴者的手指不同而产生不同的动作效果。

在进一步的实施例中，为了适应游戏操作者的常规操作习惯，从节点的个数可设置为三个，三个从节点可分别设置于拇指、食指、中指处。

应当理解，本实施例只是示例性的，本发明实施例可以根据实际应用场景的不同而选取不同的从节点数量及其设置位置，只要从节点的数量能够满足设备识别手部姿态与动作的需求即可，本发明对于从节点的数量及其设置的位置不做限定。

在一实施例中，设备还可包括芯片，每个节点通过两条并联的信号线连接芯片的使能管脚，其中，当使能管脚为高电平时，设备上电，给节点设置通用唯一识别码。如图4所示，每个节点可通过两条并联的信号线连接芯片的使能管脚。每个节点的两条信号线P13和P16分别连接芯片的使能管脚，当芯片的使能管脚为高电平时设备上电，给节点设置UUID。具体而言，如图5所示，该方法可包括如下步骤：

步骤501：检测芯片使能管脚的电平。实时检测芯片的使能管脚的电平状态，即检测是否有节点发送信号至芯片的使能管脚。

步骤502：判断是否为高电平，若是则转步骤503。否则转步骤501。当芯片的使能管脚为高电平(即有节点发送信号至芯片的使能管脚)时，则准备对该节点设置UUID；否则继续检测芯片的使能管脚的电平。

步骤503：设备上电。当节点采集到操作者在使用设备时，节点发出配对信号，则设备上电，准备设置UUID。

步骤504：设置UUID。当设备上电后，对各个节点进行UUID的设置。

信号线P13和P16中任一一条有信号设备上电，保证了设备能够及时上电进行UUID设置。并且在信号线P13和P16中有一条有信号时即可实现上电，能降低能耗。在本实施例中，芯片也可以设置于主节点处或单独设置于其他位置，本发明对于芯片的位置不做限定。

在进一步地实施例中，两条并联的信号线上可以分别设置一个二极管，两个二极管的正极分别连接两条并联的信号线、负极分别连接使能管脚。如图6所示，信号线P13、P16与芯片的使能管脚之间分别设置一个二极管D1、D2。其中，二极管D1设置于信号线P13与芯片的使能管脚之间，且二极管D1的正极与信号线P13连接、负极与芯片的使能管脚连接，二极管D2设置于信号线P16与芯片的使能管脚之间，且二极管D2的正极与信号线P16连接、负极与芯片的使能管脚连接。通过二极管D1和D2的设置，能够保证信号线P13和P16互不影响、独立工作，提高了设备的工作效率。

在一实施例中，设备进一步还包括存储装置，用以存储多个节点的通用唯一识别码。以当前正在穿戴该输入设备的操作者为对象描述该操作者识别方法，为了叙述方便，以下将当前正在穿戴该输入设备的操作者简称为当前操作者。当存储装置中存在与当前操作者对应的通用唯一识别码时，将对应的通用唯一识别码设置为当前的通用唯一识别码。即对于每个操作者均设置唯一的UUID，并且将该UUID与对应的操作者的信息(比如手指的长度、直径等信息)共同存储于存储装置中；当操作者再次使用设备时，通过识别操作者的信息并在存储装置中查询该操作者的信息以及与该信息对应的UUID，将该UUID设置为当前设备各个节点的UUID。通过设置存储装置，记录每个使用过的操作者信息，能够快速的配对并确定识别该操作者手势动作的相关参数。

在进一步的实施例中，当存储装置中不存在与当前操作者对应的通用唯一识别码，则给节点设置新通用唯一识别码；并且将新通用唯一识别码存储于存储装置中。当新的操作者首次使用设备时，存储装置中没有存储与该操作者对应的UUID，则针对该新操作者设置新UUID，并且将新的UUID存储于存储装置中。

应当理解，本发明实施例可以根据实际应用场景的需求选取设置存储装置；或者也可以不设置存储装置，而在每次使用设备时设置新的UUID或者直接使用同一个UUID。只要设备在数据传输中能够准确区分各节点即可，本发明实施例对于是否设置存储设备不做限定。

在一实施例中，主节点第一次设置UUID后不改变其UUID。虽然不同的操作人员的手指会不同(从节点不同)需要适应配对，但是手背(主节点)的位置基本可以通用。因此，本实施例中可以在主节点第一次设置UUID后不改变其UUID。当然，也可以每次不同的操作者使用时对主节点重新设置UUID，本发明对于主节点是否每次设置UUID不做限定。

在一实施例中，设备进一步包括接收装置，接收装置与多个节点通过蓝牙通讯连接。其中，通过蓝牙测量接收装置与多个节点之间的距离；并根据距离修正多个节点处的手势动作。由于不同操作者的手指长度可能不同，接收装置与各个节点的距离也会不同，若直接根据同一个距离识别操作者手指节点的动作会造成结果不准确。因此，如图7所示，本发明实施例设置与各个节点蓝牙通讯连接的接收装置，用以接收每个节点所采集的手势动作信息。在接收装置接收到各节点的动作数据时，通过蓝牙测量接收装置与各节点之间的距离。并且，根据测量到的距离修正后续识别各个节点的手势动作的计算结果，以提高识别的精度。

应当理解，该接收装置可以单独设置于设备上，也可以设置于主节点处或手势动作识别装置处，本发明对于接收装置的设置位置不做限定。

根据本发明的另一方面，本发明一实施例提供一种手势识别输入设备，设备包括多个节点，分别用于感知不同位置处手势动作；主控装置，用于根据接收动作数据中的通用唯一识别码来区分接收数据的来源；其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码；所述主控装置进一步包括芯片，每个所述节点分别通过两条并联的信号线连接所述芯片的使能管脚；其中，所述主控装置进一步配置为：当所述使能管脚为高电平时，所述设备上电，所述主控装置给所述多个节点分别设置通用唯一识别码；所述设备进一步还包括存储装置，用以分别存储所述多个节点的通用唯一识别码；其中，所述主控装置进一步配置为：当所述存储装置中存在与当前操作者对应的通用唯一识别码时，将所述对应的通用唯一识别码设置为当前的通用唯一识别码；所述主控装置进一步配置为：当所述存储装置中不存在与当前操作者对应的通用唯一识别码，则给所述多个节点分别设置新通用唯一识别码，并将所述新通用唯一识别码存储于所述存储装置中。

利用UUID唯一识别每个节点，保证了每个节点所传输的数据的准确性，避免了因操作者不同或数据干扰而产生的误操作。

在进一步的实施例中，所述多个节点包括主节点，所述主控装置配置于所述主节点处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于手势识别输入设备的数据传输方法，其特征在于，所述手势识别输入设备包括：分别用于感知不同位置处手势动作的多个节点和存储装置，所述存储装置用以分别存储所述多个节点的通用唯一识别码和对应的操作者的信息，其中，所述操作者的信息包括手指的长度和直径；其中，所述方法包括：

当所述操作者再次使用所述手势识别输入设备时，识别所述操作者的信息并在所述存储装置中查询所述操作者的信息以及与所述操作者的信息对应的通用唯一识别码，当所述存储装置中存在与当前操作者对应的通用唯一识别码时，将所述对应的通用唯一识别码设置为当前的所述手势识别输入设备的所述多个节点的通用唯一识别码；

根据接收动作数据中的通用唯一识别码来区分接收数据的来源，其中，所述多个节点分别预设有所述当前的通用唯一识别码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个节点包括主节点与多个从节点，所述主节点与所述多个从节点通讯连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主节点与所述多个从节点通讯连接包括：所述多个从节点与所述主节点通过通用串行总线通讯连接。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设备进一步包括手套外壳，所述主节点设置于所述手套外壳的手背处，所述多个从节点分别设置于所述手套外壳的多个手指处。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备进一步包括芯片，每个所述节点分别通过两条并联的信号线连接所述芯片的使能管脚；

其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码进一步包括：

当所述使能管脚为高电平时，所述设备上电，给所述多个节点分别设置通用唯一识别码。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设备进一步包括：

所述两条并联的信号线上分别设置一个二极管，两个所述二极管的正极分别连接所述两条并联的信号线、负极分别连接所述使能管脚。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码进一步包括：

当所述存储装置中不存在与当前操作者对应的通用唯一识别码，则给所述多个节点分别设置新通用唯一识别码；以及

将所述新通用唯一识别码存储于所述存储装置中。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备进一步包括接收装置，所述接收装置与所述多个节点通过蓝牙通讯连接；其中，所述方法进一步包括：

通过蓝牙测量所述接收装置与所述多个节点之间的距离；以及

根据所述距离修正所述多个节点处的手势动作。

9.一种手势识别输入设备，其特征在于，所述设备包括：

多个节点，分别用于感知不同位置处手势动作；

主控装置，用于根据接收动作数据中的通用唯一识别码来区分接收数据的来源；其中，所述多个节点分别预设有通用唯一识别码；

所述主控装置进一步包括芯片，每个所述节点分别通过两条并联的信号线连接所述芯片的使能管脚；其中，所述主控装置进一步配置为：

当所述使能管脚为高电平时，所述设备上电，所述主控装置给所述多个节点分别设置通用唯一识别码；

所述设备进一步还包括存储装置，用以分别存储所述多个节点的通用唯一识别码和对应的操作者的信息，其中，所述操作者的信息包括手指的长度和直径；其中，所述主控装置进一步配置为：

当所述操作者再次使用所述手势识别输入设备时，识别所述操作者的信息并在所述存储装置中查询所述操作者的信息以及与所述操作者的信息对应的通用唯一识别码，当所述存储装置中存在与当前操作者对应的通用唯一识别码时，将所述对应的通用唯一识别码设置为当前的所述手势识别输入设备的所述多个节点的通用唯一识别码；

所述主控装置进一步配置为：

当所述操作者再次使用所述手势识别输入设备时，通过识别所述操作者的信息并在所述存储装置中查询所述操作者的信息以及与所述操作者的信息对应的通用唯一识别码，当所述存储装置中不存在与当前操作者对应的通用唯一识别码，则给所述多个节点分别设置新通用唯一识别码，并将所述新通用唯一识别码存储于所述存储装置中。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述多个节点包括主节点，所述主控装置配置于所述主节点处。

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