CN112631428A - 一种智能感应的手套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及VR设备技术领域，其公开了一种智能感应的手套，包括手套主体，动捕传感器模组，触控传感器模组和紧固带，紧固带用于固定于操作者的手腕处，动捕传感器模组设置有多组并分布配备于手套主体的各指关节处、手背处和手掌处，触控传感器模组设置有多组并分布配备于手套主体的五指指尖处，通过紧固带对手套进行固定，使手套主体中的动捕传感器模组和触控传感器模组与佩戴者的手部皮肤紧密接触。根据以上技术方案，本发明智能感应的手套及智能感应方法通过在一种智能感应的手套的内侧间隔分布力学传感器，大大减少了传感器的数量，有助于降低成本和智能感应的手套的重量，佩戴更为舒适。
Description
技术领域
本发明涉及VR设备技术领域，更具体地说，它涉及一种智能感应的手套。
背景技术
随着人工智能行业的发展，尤其是5G/VR产业的发展，真实世界、虚拟世界和作为主体的人成为一个有机整体。各行各业通过使用虚拟现实技术进项各种日常交互和生产作业。人与虚实结合环境的自由互动的需求促使了行业对于人类动作识别成为未来多通道多模态交互研究的热点。人体动作识别是指计算机自动检测、分析和理解人体各类运动和行为，如手指、手腕、手臂、头部、面部或者身体姿态以及运动模式等，以判断人的意图并提供相应服务的过程。
现有的人体动作识别技术主要包括计算机视觉技术、运动测量技术和基于肌电信号的人体动作识别技术。计算机视觉技术，采用视觉设备和图像处理技术持续捕捉人体动作，具有追踪全身或局部肢体运动，并获取表情或手势等动作在摄像机平面投影的形状信息的功能。该技术的缺点是所获取信息容易受到摄像机视角和复杂的背景及光照等环境因素的影像，受限于图像精度和处理技术的准确性，很难察觉精细的人体动作，不仅如此，动作分割也是该技术的一大难点，第三方视角的信息捕获方式在某种程度上限制了该技术的易用性。基于运动测量的技术通过在用户身上安置各类传感器设备，例如加速计、磁力计、陀螺仪或数据手套等，通过各类传感器设备测量用户执行动作时产生的物理量，例如位移、角度、加速度或角加速度等，传感器与用户合为一体，无需借助外接设备。人的手作为丰富的运动载体在人机交互中占据了极为重要的位置，而数据手套是该技术中用于检测手势动作的典型设备，它利用位置、方向和弯曲传感器等检测手指与手的运动模式，可以有效反应手势动作信息而具有较高的识别精度和虚拟的力度反馈。
现有的基于动捕手套的识别技术的缺点在于:1.安装和佩戴复杂，不利于进行简约化的交互操作；2.和VR头显匹配时，需要第三方的辅助追踪设备帮助定位，无法独立结合VR头显进行交互作业；3.动捕手套在虚拟环境下无法做到真实环境中触摸物体时得到的触觉反馈；4.需要传感器的数量较多，成本较高；5.频繁使用时，需要不停穿上脱下，较为繁琐。
基于肌电信号的人体动作识别技术，通过测量控制肌肉活动的电信号来判断人的相应肌肉收缩情况，并推算出人体相应的肢体运动，进而进行人的动作识别。现有基于肌电信号的人体动作识别技术的缺点在于:1.精确度较低，只能产生定性的识别；2.有效信号过于微弱，交互质量不易稳定；3.环境适应性较差，如果在较强背景的电磁干扰下，系统可能不能有效工作。
发明内容
针对背景技术中提出的技术问题，本发明智能感应的手套及智能感应方法通过在一种智能感应的手套的内侧间隔分布力学传感器，大大减少了传感器的数量，有助于降低成本和智能感应的手套的重量，佩戴更为舒适。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种智能感应的手套，包括手套主体，动捕传感器模组，触控传感器模组和紧固带，所述紧固带设置于所述手套主体的手腕端，所述紧固带用于固定于操作者的手腕处，所述动捕传感器模组设置有多组并分布配备于所述手套主体的各指关节处、手背处和手掌处，所述触控传感器模组设置有多组并分布配备于所述手套主体的五指指尖处，通过所述紧固带对手套进行固定，使所述手套主体中的所述动捕传感器模组和所述触控传感器模组与佩戴者的手部皮肤紧密接触，实时感应手背肌腱的动作信息，并根据手背肌腱的动作信息识别佩戴者手指运动信息。
通过上述技术方案，①本发明的智能感应的手套及智能感应方法通过在一种智能感应的手套的内侧间隔分布力学传感器，大大减少了传感器的数量，有助于降低成本和智能感应的手套的重量，佩戴更为舒适；
②本发明结构简单，佩戴者在正常工作时无需去除手套，使用更为方便；
③本发明通过获取明显且易获取的肌腱特征以获取交互信息，提高交互准确性，在交互前获取佩戴者的初始手背肌腱信息，在交互过程中得到更为精确的数据；
④本发明系统工作稳定性强，不易受到环境因素的影响。
本发明进一步设置为：
所述动捕传感器模组配置为横向的接触式力学传感器芯片组，所述动捕传感器模组包括七个接触式力学传感器芯片及其附属配件，所述动捕传感器模组横向贴附在所述手套主体中并沿着手背肌腱的方向间隔分布；
所述动捕传感器模组还包括定位传感器，所述动捕传感器模组包括陀螺仪、方向传感器及第一加速度传感器的组合，所述陀螺仪、方向传感器及第一加速度传感器贴附在手套指尖处并沿着手心的方向间隔分布；
所述触控传感器模组为指尖的触摸式力学传感器芯片组，所述触控传感器模组包括5个传感器芯片组及其附属配件；
所述触控传感器为触控传感器，包括力反馈传感器及第二加速度传感器的组合。
本发明进一步设置为：所述手套主体上安装有无线模块，所述无线模块设于所述紧固带处，所述无线模块与所述动捕传感器模组、触控传感器模组均信号连接，通过无线技术将智能感应的手套与需要进行交互的智能设备进行无线连接。
本发明进一步设置为：所述手套主体设置为接近手背曲度的弧形结构，所述紧固带包括腕带和掌带，所述腕带和掌带分别设于所述手套本体的两端。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)大大减少了传感器的数量，有助于降低成本和智能感应的手套的重量，佩戴更为舒适；
(2)结构简单，佩戴者在正常工作时无需去除手套，使用更为方便；
(3)提高交互准确性，在交互前获取佩戴者的初始手背肌腱信息，在交互过程中得到更为精确的数据。
附图说明
图1为智能感应手套立体结构示意图；
图2为动捕传感器模组原理示意图；
图3为触控传感器模组原理示意图。
附图标记：1、手套主体；2、动捕传感器模组；21、陀螺仪；22、方向传感器；23、第一加速度传感器；3、触控传感器模组；31、力反馈传感器；32、第二加速度传感器；4、紧固带；41、腕带；42、掌带；5、无线模块。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种智能感应的手套，结合图1-图3所示，包括手套主体1，动捕传感器模组2，触控传感器模组3和紧固带4，紧固带1设置于手套主体1的手腕端，紧固带4用于固定于操作者的手腕处，动捕传感器模组2设置有多组并分布配备于手套主体1的各指关节处、手背处和手掌处，触控传感器模组3设置有多组并分布配备于手套主体1的五指指尖处，通过紧固带4对手套进行固定，使手套主体1中的动捕传感器模组2和触控传感器模组3与佩戴者的手部皮肤紧密接触，实时感应手背肌腱的动作信息，并根据手背肌腱的动作信息识别佩戴者手指运动信息。
动捕传感器模组2配置为横向的接触式力学传感器芯片组，动捕传感器模组2包括七个接触式力学传感器芯片及其附属配件，动捕传感器模组2横向贴附在手套主体1中并沿着手背肌腱的方向间隔分布。动捕传感器模组2还包括定位传感器，动捕传感器模组2包括陀螺仪21、方向传感器22及第一加速度传感器23的组合，陀螺仪21、方向传感器22及第一加速度传感器23贴附在手套指尖处并沿着手心的方向间隔分布。
触控传感器模组3为指尖的触摸式力学传感器芯片组，触控传感器模组3包括5个传感器芯片组及其附属配件。触控传感器3为触控传感器，包括力反馈传感器31及第二加速度传感器32的组合。
手套主体1上安装有无线模块5，无线模块5设于紧固带4处，无线模块5与动捕传感器模组2、触控传感器模组3均信号连接，通过无线技术将智能感应的手套与需要进行交互的智能设备进行无线连接。手套主体1设置为接近手背曲度的弧形结构，紧固带4包括腕带41和掌带42，腕带41和掌带42分别设于手套本体1的两端。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智能感应的手套，其特征在于，包括手套主体(1)，动捕传感器模组(2)，触控传感器模组(3)和紧固带(4)，所述紧固带(1)设置于所述手套主体(1)的手腕端，所述紧固带(4)用于固定于操作者的手腕处，所述动捕传感器模组(2)设置有多组并分布配备于所述手套主体(1)的各指关节处、手背处和手掌处，所述触控传感器模组(3)设置有多组并分布配备于所述手套主体(1)的五指指尖处，通过所述紧固带(4)对手套进行固定，使所述手套主体(1)中的所述动捕传感器模组(2)和所述触控传感器模组(3)与佩戴者的手部皮肤紧密接触，实时感应手背肌腱的动作信息，并根据手背肌腱的动作信息识别佩戴者手指运动信息。
2.根据权利要求1所述的一种智能感应的手套，其特征在于：
所述动捕传感器模组(2)配置为横向的接触式力学传感器芯片组，所述动捕传感器模组(2)包括七个接触式力学传感器芯片及其附属配件，所述动捕传感器模组(2)横向贴附在所述手套主体(1)中并沿着手背肌腱的方向间隔分布。
3.根据权利要求2所述的一种智能感应的手套，其特征在于：
所述动捕传感器模组(2)还包括定位传感器，所述动捕传感器模组(2)包括陀螺仪(21)、方向传感器(22)及第一加速度传感器(23)的组合，所述陀螺仪(21)、方向传感器(22)及第一加速度传感器(23)贴附在手套指尖处并沿着手心的方向间隔分布。
4.根据权利要求2所述的一种智能感应的手套，其特征在于：所述触控传感器模组(3)为指尖的触摸式力学传感器芯片组，所述触控传感器模组(3)包括5个传感器芯片组及其附属配件。
5.根据权利要求2所述的一种智能感应的手套，其特征在于：所述触控传感器(3)为触控传感器，包括力反馈传感器(31)及第二加速度传感器(32)的组合。
6.根据权利要求1所述的一种智能感应的手套，其特征在于：所述手套主体(1)上安装有无线模块(5)，所述无线模块(5)设于所述紧固带(4)处，所述无线模块(5)与所述动捕传感器模组(2)、触控传感器模组(3)均信号连接，通过无线技术将智能感应的手套与需要进行交互的智能设备进行无线连接。
7.根据权利要求1所述的一种智能感应的手套，其特征在于：所述手套主体(1)设置为接近手背曲度的弧形结构，所述紧固带(4)包括腕带(41)和掌带(42)，所述腕带(41)和掌带(42)分别设于所述手套本体(1)的两端。
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