CN110427104A - 一种手指运动轨迹校准系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手指运动轨迹校准系统及方法，所述系统包括：第一类电磁场辐射器、第二类电磁场辐射器、处理器；第一类电磁场辐射器直接或间接安装在用户某个手臂或该手臂对应的手腕或该手臂对应的手掌的预设位置上；第二类电磁场辐射器直接或间接安装在该手臂对应的手指上；处理器获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即第一位置信息；处理器基于手指运动过程中产生的若干第一位置信息获得手指运动轨迹信息，并对手指运动轨迹信息中的误差进行修正；本方法及系统能够消除电磁场辐射移动引起的误差，对误差进行修正，使得最终获得的手指运动轨迹或手势数据准确。
Description
技术领域
本发明涉及计算机科学领域，具体地，涉及一种手指运动轨迹校准系统及方法。
背景技术
手势识别是计算机科学和语言技术中的一个主题，最初的手势识别主要是利用机器设备，直接检测手胳膊各关节的角度和空间位置。这些设备多是通过有线技术将计算机系统与用户相互连接，使用户的手势信息完整无误地传送至识别系统中。
在现有技术中，与手势识别的相关专利有：
CN103809748 A手势识别方法；
该方法提出了使用电磁场强度检测作为媒介,但仅能通过多个接收器的阈值判断进行模式识别,不能准确追踪关心手势中被测手指的运动轨迹。
CN104820377 B智能手环及控制方法；
该方法提出了使用多个主从电磁场感应器件对手势进行分析和处理从而实现手环控制,但仅能分辨电磁场感应器件测量信号的有无和大小并以此来判断手指(或其他被追踪点)的远近,不能计算出被测手指的运动轨迹和准确位置。
CN105631375 A电子标签定位人机交互方法；
CN107533233 A用于增强现实的系统和方法；
该方法基于传统的3方向天线定位技术类似波尔西莫斯公司的专利，不同程度的辅之以惯性传感器和光学定位，综合计算被追踪天线的位置和运动轨迹。由于天线体积和精度的限制，很难用于实际操作中精密的手势追踪
CN107645922 A手势识别传感器；
该方法基于脉冲雷达技术，用调制的射频信号被手势动作反射产生的调制效应来分析手势的动作轨迹，该技术原理基于信号的多普勒特性和解调处理，要求复杂和高速的处理电路，在消费电子产品上的优势存疑
CN108700939 A用于增强现实的系统和方法；
该方法提出了使用电磁传感器辅助深度传感器计算被测系统的姿势信息，该系统的距离信息由深度传感器(光学相机)获得，电磁传感器得到的幅度信息仅作辅助分析使用，所以该方法不是一种独立完整的电磁学姿势获得方法
CN108710442电磁追踪技术；
该方法提出了一种使用永磁装置进行位置分析的方法，由于静态磁场容易被金属干扰的特性，该装置实用性受限
其他基于雷达方程和相位测量，时间差测量的电磁场定位技术，由于与本发明实质方法差距较大，不再敷述。
发明内容
本发明提供了一种手指运动轨迹校准系统及方法，本发明中的系统及方法基于人体姿态获得方法及系统，通过该方法或系统获得手指的运动轨迹或手势，但是发明人发现，手指在运动的过程中，系统或方法中的电磁场辐射器穿戴位置难免发生移动，这导致获得的手指轨迹或手势数据存在误差，本方法及系统能够消除电磁场辐射器穿戴位置移动引起的误差，对误差进行修正，使得最终获得的手指运动轨迹或手势数据准确。
其中，本发明基于CN201711258283专利获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，本发明对CN201711258283专利相关内容不再敷述。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种手指运动轨迹校准系统，所述系统包括：
N个第一类电磁场辐射器、M个第二类电磁场辐射器、处理器，N为大于或等于2的整数，M为大于或等于1的整数；第一类电磁场辐射器直接或间接安装在用户某个手臂或该手臂对应的手腕或该手臂对应的手掌的预设位置上；第二类电磁场辐射器直接或间接安装在该手臂对应的手指上；处理器获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即第一位置信息；处理器基于手指运动过程中产生的若干第一位置信息获得手指运动轨迹信息；
基于处理器获得在用户预设标准手势下第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即标准位置信息；
获得标准位置信息，将标准位置信息与样本集合进行匹配，从样本集合中匹配出相似度最高的标准样本，基于该标准样本获得对应的初始化参数；
获得初始化参数后，手指进入自由活动状态，在手指自由活动过程中，当安装有第二类电磁场辐射器的手指第一次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第一位置信息测量结果与标准位置信息进行比较求差值；或当安装有第二类电磁场辐射器的手指第P次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，P为大于或等于2的整数，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第P次的第一位置信息测量结果与第P-1次的第一位置信息测量结果进行比较求差值；
调用初始化参数，对所求差值进行加权，获得加权后的测量差异结果；
基于加权后的测量差异结果，对第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的1个或2个相对于初始穿戴位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差进行校准。
其中，多个第一类电磁场辐射器、多个第二类电磁场辐射器、处理器(或计算器或芯片或CPU或集成电路，本发明对具体的处理器类型不进行限定)就组成了CN201711258283专利中的相关系统，应用与本发明的环境中时，即组成了手指运动轨迹获得装置，本发明中的方法及系统即对该装置进行校准，其中，本发明中的处理器可以与第一类电磁场辐射器或第二类电磁场辐射器集成，也可以单独固定，或者与其他穿戴设备结合。
其中，系统基于预设电磁场建立测量环境，预设电磁场为第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器施加特定频率的导行电磁波信号形成的呈衰减分布电磁场；校准系统基于所述测量环境对被追踪的电磁场辐射器的位置进行测量并进行轨迹追踪；所述预设电磁场的幅度空间分布特性受到人体的介入或电磁场作用范围内干扰物的扰动产生的畸变程度均满足校准系统的精度需求。
其中，系统在电路上包括第一类电磁场辐射器部分和第二类电磁场辐射器部分,利用该类型辐射器的近场分布特性建立起测试环境，该近场对人体肌肉骨骼运动带来的扰动不敏感,对作用范围内金属等干扰物的扰动也不敏感(通过选择适当波长的激励信号频率，由电磁辐射器装置产生的该类型的电磁场，在该类型的电磁场幅度大于一定阈值的范围内，电磁场的幅度空间分布特性受到人体的介入产生的畸变程度小于系统需要的亚毫米级精度)，整个测量系统依赖该环境对被追踪辐射器的位置进行测量和轨迹追踪。近场指特定频率的交变电流在电磁辐射器装置上流过形成的衰减分布的电磁场，该电磁场在时间上作幅度振荡，在空间上幅度按固定规律衰减，不形成波动传播状态的电磁波。
进一步的，用户摆设预设标准手势，此时第一类电磁辐射器接收到第二类电磁辐射器的场分布，在一定的时间长度内采集多次预设标准手势的第一位置信息数据组,将该数据组作为匹配对象,在预先储存的若干样本数据中匹配出最接近当前第一位置信息数据组的样本数据。
进一步的，第一类电磁场辐射器包括：模拟信号处理电路、数字信号处理电路、电源管理电路；模拟信号处理电路用于将空间分布的衰减电磁场强度转换为电压信号；数字信号处理电路用于对各传感器的电压数据进行计算；电源管理电路用于分配电池电流,为各功能电路模块提供滤波后的供电。
进一步的，模拟信号处理电路包括：电磁辐射器线圈、单刀双掷或四掷选择电路、低噪声放大电路、滤波器、检波器、运算放大电路；电磁辐射器线圈用于接收空间分布的衰减电磁场；单刀双掷或四掷选择电路用于选择不同电磁辐射器接收到的信号作为放大电路的输入；低噪声放大电路用于放大接收到的信号的幅度；滤波器用于去除频带附近的干扰信号；检波器用于将接收到的交流信号的幅度信息转换为直流电压信息；运算放大电路用于放大该直流电压信息。
进一步的，数字信号处理电路包括：蓝牙芯片、ARM芯片、AD芯片；蓝牙芯片用于将处理后的位置信息按规定通讯协议发送给电脑或手机端的应用软件；ARM芯片用于完成由幅度信息计算位置的计算过程算法；AD芯片用于将运算放大器输出的信号幅度信号转换为数字代码；电源电路用于分配电池电流,为各功能电路模块提供滤波后的供电，保护其不受外来电压脉冲的损坏；充电管理电路用于管理电池的充放电，避免电池损坏；锂电池用于提供系统需要的电能；避免电池电压波动影响各功能芯片的正常工作。
进一步的，第二类电磁场辐射器包括电磁辐射器线圈、晶体振荡器、开关调制电路、锂电池、电池充电管理电路，电磁辐射器线圈用于接收空间分布的衰减电磁场；晶体振荡器用于提供稳定的系统时钟和发射信号；开关调制电路用于系统需要的时候发射信号，不需要的时候关闭；锂电池用于提供系统需要的电能；电池充电管理电路用于管理电池的充放电，避免电池损坏；。
进一步的，第一类电磁场辐射器用于测量第二类电磁场辐射器按一定时序发出的周期性脉冲信号，并由ARM芯片进行计算得出被追踪的第二类电磁场辐射器运动轨迹，并不断校准消除电磁场辐射器相对于初始位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差；第二类电磁场辐射器用于发出一定时序的周期性脉冲信号，供第一类电磁场辐射器测量用。
进一步的，第一类电磁场辐射器安装在手环或手表内部，由手环或手表内的电池供电；第二类电磁场辐射器在不使用时放置在表带或手环的预设装置上，同时由第一类电磁场辐射器对其充电；第二类电磁场辐射器在使用时与套设在手指上的固定部件固定连接。
进一步的，第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的非电池和辐射线圈部分为混合集成电路或MCM组件或ASIC形式。
另一方面，本发明还提供了一种手指运动轨迹校准方法，所述方法包括：
获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即第一位置信息；N个第一类电磁场辐射器直接或间接安装在用户某个手臂或该手臂对应的手腕或该手臂对应的手掌的预设位置上；M个第二类电磁场辐射器直接或间接安装在该手臂对应的手指上；N为大于或等于2的整数，M为大于或等于1的整数；
基于手指运动过程中产生的若干第一位置信息获得手指运动轨迹信息；
基于处理器获得在用户预设标准手势下第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即标准位置信息；
获得标准位置信息后，将标准位置信息与样本集合进行匹配，从样本集合中匹配出相似度最高的标准样本，基于该标准样本获得对应的初始化参数；
获得初始化参数后，手指进入自由活动状态，在手指自由活动过程中，当安装有第二类电磁场辐射器的手指第一次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，记录此时的第一位置信息测量结果，将第一位置信息测量结果与标准位置信息进行比较求差值；或当安装有第二类电磁场辐射器的手指第P次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，P为大于或等于2的整数，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第P次的第一位置信息测量结果与第P-1次的第一位置信息测量结果进行比较求差值；
调用初始化参数，对所求差值进行加权，获得加权后的测量差异结果；
基于加权后的测量差异结果，对第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的1个或2个相对于初始穿戴位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差进行校准。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
戴上手指运动轨迹获得装置，用户仅作一个标准校准动作手势，本方法及系统即可确定穿戴状态并初始化计算依据；
在手势动作过程中，不可避免的存在结构件滑动带来的误差，可以由方法及系统根据已经测到的手势运动轨迹，进行模式识别分析，将该运动从手势运动中分离出来，从而消除测量中由安装电磁场辐射器的结构件滑动引起的误差。避免使用其他技术手段对系统进行校准,比如惯性技术用光学进行辅助校准,传统磁场线圈定位技术用惯性传感器进行精度修正等繁琐和不稳定的复合技术手段。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本申请中手指运动轨迹校准系统的组成示意图；
其中，1-第一类电磁场辐射器，2-第二类电磁场辐射器，3-处理器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1，本发明实施例提供了一种手指运动轨迹校准系统，所述系统包括：
N个第一类电磁场辐射器1、M个第二类电磁场辐射器2、处理器3，N为大于或等于2的整数，M为大于或等于1的整数；第一类电磁场辐射器直接或间接安装在用户某个手臂或该手臂对应的手腕或该手臂对应的手掌的预设位置上；第二类电磁场辐射器直接或间接安装在该手臂对应的手指上；
本发明实施例提供了一种手指运动轨迹校准系统及方法，本系统及方法采用CN201711258283为基础，用位于手腕或手背位置的手环(手表)内置第一类电磁场辐射器(可以为并排的2个，也可以扩展为其它排列顺序的多于2个，但最好不多于4个，因为使用的设备越少，用户体验越好，具体的数量用户可以根据实际的需求进行设定，本申请对具体的数量不进行具体的限定)，追踪位于手指的第二类电磁场辐射器的运动轨迹。在具体实施的过程中可以每个手指戴一个辐射器作为追踪依据，这样追踪的手势较为完整和准确，但一般应用只戴1-3个指头即可，因为手指的动作并不十分自由，只能在有限的范围内活动，而用一个点的轨迹和根据这个轨迹能够推算出整个手指的位置和轨迹，目前的光学和惯性动作捕捉系统均采用上述的方式，具体第二类电磁场辐射器的数量用户可以在实际应用的过程中进行调整，申请对具体的数量不进行具体的限定。
本方法及系统首先用基于CN201711258283的计算方法获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，而后基于CN201711258283中所述的方法或系统，基于模式匹配方法通过读取模式识别学习首先匹配当前安装位置的准确初始化距离和角度信息，并不断修正该距离和角度信息，使得人在使用过程中手势不断变化造成的辐射器穿戴位置缓慢漂移引起的误差得到抵消，不需要使用惯性传感器等其他位置传感器就可以获得完整的，持续的被追踪手指轨迹信息，实现穿戴后直接使用，实时校准。实时手指轨迹信息被蓝牙系统传送给使用该手势控制系统的设备(如电脑或手机或手环)，该轨迹信息用于控制该设备的输入鼠标或滚轮控制机制，实现手势控制输入。
其中，系统基于第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器通电形成的电磁场建立测量环境，校准系统基于所述测量环境对被追踪的电磁场辐射器的位置进行测量并追踪轨迹；所述形成的电磁场的幅度空间分布特性受到人体的介入或电磁场作用范围内干扰物的扰动产生的畸变程度均满足校准系统的精度需求。
其中，系统在电路上包括第一类电磁场辐射器部分和第二类电磁场辐射器部分,利用该类型辐射器的近场分布特性建立起测试环境，该近场对人体肌肉骨骼运动带来的扰动不敏感,对作用范围内金属等干扰物的扰动也不敏感(通过选择适当波长的激励信号频率，由电磁辐射器装置产生的该类型的电磁场，在该类型的电磁场幅度大于一定阈值的范围内，电磁场的幅度空间分布特性受到人体的介入产生的畸变程度小于系统需要的亚毫米级精度)，整个测量系统依赖该环境对被追踪辐射器的位置进行测量和轨迹追踪。近场指特定频率的交变电流在电磁辐射器装置上流过形成的衰减分布的电磁场，该电磁场在时间上作幅度振荡，在空间上幅度按固定规律衰减，不形成波动传播状态的电磁波。
本发明中的系统仅使用第一类电磁场辐射器部分接收到第二类电磁场辐射器部分的场分布变化作为计算依据，由此得出用户穿戴好所述装置后的被追踪手指点轨迹，校准过程在测量过程中自动完成，不需要外来附加传感器的信息参考。
本发明中的系统计算结果的轨迹信息由蓝牙芯片发送给连接该系统的使用设备，随应用场景的不同，可以选用wifi等其他无线传输协议和对应芯片进行数据传输。
手指运动轨迹获得装置获得计算结果的过程中，持续用模式识别算法分析结果中的电磁场辐射器相对位置缓慢漂移，抵消该过程引入的偏差。
系统根据初装上去做设定动作的测量结果用建模预存的测量模型对当前状态进行模式识别分析计算，得到最符合当前佩戴状态的初始化模型，作为之后的计算依据。
系统持续记录手指运动轨迹，并根据已经建立好的运动轨迹－结构滑动模型对传感器相对位置缓慢漂移(结构滑动)进行计算。
手指运动轨迹校准系统基本测量原理基于CN201711258283的方法或系统，完成仅依据电磁场测量的3维位置测量及运动轨迹计算。
本系统的实现方法如下：
用户戴上装置后摆一个特定的校准手势，此时第一类电磁场辐射器部分接收到第二类电磁场辐射器部分的场分布，在一定的时间长度(系统设置为1秒)内采集多次(系统设定为500次)校准手势下的幅度数据组，将该数据组作为模式识别对象，(模式是指辐射器在手上穿戴形成的相对位置关系的模式,由于每个人的手结构不同,每次穿戴造成的初始位置也不同,这样就会使得CN201711258283计算方法的依据中很重要的辐射器初始位置约束条件受到干扰，导致精度降低；本发明的核心问题就是识别这种初始位置的变化，将其正确的归类入预先测量存储的上千个穿戴初始化模型中最接近当前状态的那个，作为CN201711258283计算方法的身体位置限制条件依据，为该方法提供正确的参数，而这个过程在数学上为一个标准的集合的模式识别过程，所以可以使用标准的数学算法对测到的校准动作位置角度信息集合进行分类识别，确认他属于哪一个预存的校准数据集合)然后在预先储存的上千个装置佩戴样本集合(由预先采集的不同人不同佩戴状态建模得到，预存的校准数据为某个人某一次穿戴后,作出校准手势，系统采集如500次数据，这500次数据的特征就代表了这种状态的初始化条件特征,作为集合中的一个样本储存下来类似的,将尽量多不同体型的人的不同次穿戴状态储存下来，就成为了计算需要初始化的样本集合，使用者使用时,进行本发明描述的校准计算(模式识别)就得到了当前穿戴所需要的正确初始化数据)中找到最接近当前佩戴状态的一个，实现该过程的模式识别算法可以采用成熟的数学算法包括(K-Nearest Neighbor法,Bayes Classifier方法,Principle ComponentAnalysis方法,Linear Discriminate Analysis方法,Non-negative MatrixFactorization方法,Gauss Mixture Model方法等)以该样本的计算初始化参数作为进一步计算分析的依据，该过程系一查表操作，由ARM芯片完成，需要时间在毫秒量级。
用户摆完第一个特定手势后即可进入自由操作状态，在此过程中，每当被追踪手指划过第一个校准手势所在位置，第一类电磁场辐射器部分都记录此时的测量结果，并与上一次校准结果进行比对，并调用佩戴样本中的初始化参数，用此样本的初始化参数对这两次校准位置的测量结果之差进行加权，(这个加权过程可以是卡尔曼滤波的基本内容,属于卡尔曼滤波的数学应用，其他的加权方式能够达到同样的目的也可，本发明对加权的方式不进行具体的限制)即得到新的时间段内考虑了结构件偏移的测量结果。实现该加权操作的算法可以采用针对此模型进行系数修正的卡尔曼滤波算法实现。
这个反复校准的过程，构成了系统的运动轨迹－结构滑动模型，重复上述过程即可完成对结构滑动误差的修正。
由于用户的自由操作中划过校准位置的概率相对固定，因此测试结果能够以一定的频率得到合理的更新和修正，从而保持系统的精度维持的时间足够长。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种手指运动轨迹校准系统，其特征在于，所述系统包括：
N个第一类电磁场辐射器、M个第二类电磁场辐射器、处理器，N为大于或等于2的整数，M为大于或等于1的整数；第一类电磁场辐射器直接或间接安装在用户某个手臂或该手臂对应的手腕或该手臂对应的手掌的预设位置上；第二类电磁场辐射器直接或间接安装在该手臂对应的手指上；处理器获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即第一位置信息；处理器基于手指运动过程中产生的若干第一位置信息获得手指运动轨迹信息；
基于处理器获得在用户预设标准手势下第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即标准位置信息；
手指进入自由活动状态，在手指自由活动过程中，当安装有第二类电磁场辐射器的手指第一次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第一位置信息测量结果与标准位置信息进行比较求差值；或当安装有第二类电磁场辐射器的手指第P次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，P为大于或等于2的整数，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第P次的第一位置信息测量结果与第P-1次的第一位置信息测量结果进行比较求差值；
基于所求差值，对第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的1个或2个相对于初始穿戴位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差进行校准。
2.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于：
基于标准信位置息获得对应的初始化参数；
获得初始化参数后，手指进入自由活动状态，在手指自由活动过程中，当安装有第二类电磁场辐射器的手指第一次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第一位置信息测量结果与标准位置信息进行比较求差值；或当安装有第二类电磁场辐射器的手指第P次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，P为大于或等于2的整数，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第P次的第一位置信息测量结果与第P-1次的第一位置信息测量结果进行比较求差值；
调用初始化参数，对所求差值进行加权，获得加权后的测量差异结果；
基于加权后的测量差异结果，对第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的1个或2个相对于初始穿戴位置发生穿戴偏移造成的手指运动轨迹误差进行校准。
3.根据权利要求2所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，获得标准位置信息后，将标准位置信息与样本集合进行匹配，从样本集合中匹配出相似度最高的标准样本，基于该标准样本获得对应的初始化参数。
4.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，系统基于预设电磁场建立测量环境，预设电磁场为第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器施加特定频率的导行电磁波信号形成的呈衰减分布电磁场；校准系统基于所述测量环境对被追踪的电磁场辐射器的位置进行测量并追踪轨迹；所述预设电磁场的幅度空间分布特性受到人体的介入或电磁场作用范围内干扰物的扰动产生的畸变程度均满足校准系统的精度需求。
5.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，用户摆设预设标准手势，此时第一类电磁辐射器接收到第二类电磁辐射器的场分布，在一定的时间长度内采集多次预设标准手势的第一位置信息数据组,将该数据组作为匹配对象，在预先储存的若干样本数据中匹配出最接近当前第一位置信息数据组的样本数据。
6.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，第一类电磁场辐射器包括：模拟信号处理电路、数字信号处理电路、电源管理电路；模拟信号处理电路用于将空间分布的衰减电磁场强度转换为电压信号；数字信号处理电路用于对各传感器的电压数据进行计算；电源管理电路用于分配电池电流,为各功能电路模块提供滤波后的供电。
7.根据权利要求6所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，模拟信号处理电路包括：电磁辐射器线圈、单刀双掷或四掷选择电路、低噪声放大电路、滤波器、检波器、运算放大电路；电磁辐射器线圈用于接收空间分布的衰减电磁场；单刀双掷或四掷选择电路用于选择不同电磁辐射器接收到的信号作为放大电路的输入；低噪声放大电路用于放大接收到的信号的幅度；滤波器用于去除频带附近的干扰信号；检波器用于将接收到的交流信号的幅度信息转换为直流电压信息；运算放大电路用于放大该直流电压信息。
8.根据权利要求6所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，数字信号处理电路包括：蓝牙芯片、ARM芯片、AD芯片、电源电路、充电管理电路、锂电池；蓝牙芯片用于将处理后的位置信息按规定通讯协议发送给预设终端的应用软件；ARM芯片用于完成由幅度信息计算位置的计算过程；AD芯片用于将运算放大器输出的信号幅度信号转换为数字代码；电源电路用于分配电池电流,为各功能电路模块提供滤波后的供电；充电管理电路用于管理电池的充放电；锂电池用于提供系统需要的电能。
9.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，第二类电磁场辐射器包括电磁辐射器线圈、晶体振荡器、开关调制电路、锂电池、电池充电管理电路；电磁辐射器线圈用于接收空间分布的衰减电磁场；晶体振荡器用于提供稳定的系统时钟和发射信号；开关调制电路用于系统需要的时候发射信号，不需要的时候关闭；锂电池用于提供系统需要的电能；电池充电管理电路用于管理电池的充放电。
10.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，第一类电磁场辐射器用于测量第二类电磁场辐射器按一定时序发出的周期性脉冲信号，并由ARM芯片进行计算得出被追踪的第二类电磁场辐射器运动轨迹，并不断校准消除电磁场辐射器相对于初始位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差；第二类电磁场辐射器用于发出一定时序的周期性脉冲信号，供第一类电磁场辐射器测量用。
11.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，第一类电磁场辐射器安装在手环或手表内部，由手环或手表内的电池供电；第二类电磁场辐射器在不使用时放置在表带或手环的预设装置上，同时由第一类电磁场辐射器对其充电；第二类电磁场辐射器在使用时与套设在手指上的固定部件固定连接。
12.根据权利要求1所述的手指运动轨迹校准系统，其特征在于，第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的非电池和辐射线圈部分为混合集成电路或MCM组件或ASIC形式。
13.一种手指运动轨迹校准方法，其特征在于，所述方法包括：
获得第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即第一位置信息；N个第一类电磁场辐射器直接或间接安装在用户某个手臂或该手臂对应的手腕或该手臂对应的手掌的预设位置上；M个第二类电磁场辐射器直接或间接安装在该手臂对应的手指上；N为大于或等于2的整数，M为大于或等于1的整数；
基于手指运动过程中产生的若干第一位置信息获得手指运动轨迹信息；
基于处理器获得在用户预设标准手势下第二类电磁场辐射器相对于第一类电磁场辐射器几何中心的距离和角度信息，即标准位置信息；
手指进入自由活动状态，在手指自由活动过程中，当安装有第二类电磁场辐射器的手指第一次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，记录此时的第一位置信息测量结果，将第一位置信息测量结果与标准位置信息进行比较求差值；或当安装有第二类电磁场辐射器的手指第P次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，P为大于或等于2的整数，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第P次的第一位置信息测量结果与第P-1次的第一位置信息测量结果进行比较求差值；
基于所求差值，对第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的1个或2个相对于初始穿戴位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差进行校准。
14.根据权利要求13所述的手指运动轨迹校准方法，其特征在于：
基于标准位置信息获得对应的初始化参数；
获得初始化参数后，手指进入自由活动状态，在手指自由活动过程中，当安装有第二类电磁场辐射器的手指第一次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，记录此时的第一位置信息测量结果，将第一位置信息测量结果与标准位置信息进行比较求差值；或当安装有第二类电磁场辐射器的手指第P次划过预设标准手势下该手指对应的位置时，P为大于或等于2的整数，处理器记录此时的第一位置信息测量结果，将第P次的第一位置信息测量结果与第P-1次的第一位置信息测量结果进行比较求差值；
调用初始化参数，对所求差值进行加权，获得加权后的测量差异结果；
基于加权后的测量差异结果，对第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器中的1个或2个相对于初始穿戴位置发生偏移造成的手指运动轨迹误差进行校准。
15.根据权利要求14所述的手指运动轨迹校准方法，其特征在于，获得标准位置信息后，将标准位置信息与样本集合进行匹配，从样本集合中匹配出相似度最高的标准样本，基于该标准样本获得对应的初始化参数。
16.根据权利要求14所述的手指运动轨迹校准方法，其特征在于，基于预设电磁场建立测量环境，预设电磁场为第一类电磁场辐射器和第二类电磁场辐射器施加特定频率的导行电磁波信号形成的呈衰减分布电磁场；基于所述测量环境对被追踪的电磁场辐射器的位置进行测量和轨迹进行追踪；所述预设电磁场的幅度空间分布特性受到人体的介入或电磁场作用范围内干扰物的扰动产生的畸变程度均满足校准方法的精度需求。
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