CN117681203A - 基于场景选择的仿生手控制方法及装置、仿生手 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于场景选择的仿生手控制方法，仿生手包括若干手指，基于场景选择的仿生手控制方法包括：识别接收到的触发信息所对应的场景模式，触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令，每一场景模式对应多个手指的预设角度范围；以及在场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲，手指的弯曲角度在相应的预设角度范围内。本发明公开的基于场景选择的仿生手控制方法能够解决难以精准控制仿生手手指的问题。此外，本发明还公开一种仿生手的控制装置和仿生手。

Description

基于场景选择的仿生手控制方法及装置、仿生手

技术领域

本发明涉及仿生手技术领域，特别涉及一种基于场景选择的仿生手控制方法及装置、仿生手。

背景技术

现有的仿生手各个手指由独立的驱动马达控制屈伸，手指的弯曲角度由控制屈伸的肌电信号决定。在很多应用场景中，如弹琴或打字等，手指并不需要大幅度弯曲，小幅度的弯曲便可达到最佳的动作效果。

然而，现有仿生手的手指难以精准地控制，会影响弹琴或打字动作的精确度和舒适性。同时，若手指过度弯曲，则需要更多的弯曲时间和还原时间，从而影响弹琴或打字的效率。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于场景选择的仿生手控制方法及装置、仿生手，旨在解决难以精准控制仿生手手指的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于场景选择的仿生手控制方法，所述仿生手包括若干手指，所述基于场景选择的仿生手控制方法包括：

识别接收到的触发信息所对应的场景模式，所述触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令，每一所述场景模式对应多个手指的预设角度范围；以及

在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲，所述手指的弯曲角度在相应的预设角度范围内。

优选地，所述在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲包括：

根据所述肌电信号控制相对应的手指从初始角度弯曲至所述预设角度范围的最小角度；以及

在所述手指的弯曲角度达到所述预设角度范围的最大角度，且持续接收到与所述手指相对应的肌电信号时，控制所述手指的弯曲角度维持在所述最大角度。

优选地，所述手指从所述初始角度弯曲至所述预设角度范围的最小角度的速度大于所述手指在所述预设角度范围内进行弯曲的速度。

优选地，在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲之后，所述基于场景选择的仿生手控制方法还包括：

检测到与弯曲的手指相对应的肌电信号消失时，控制所述弯曲的手指弯曲至相应的初始角度。

优选地，所述弯曲的手指弯曲至相应的初始角度的弯曲速度大于所述手指在相应的预设角度范围内的弯曲速度。

优选地，所述在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲包括：

检测到所述场景模式设有特定手指时，判断接收到的肌电信号与所述特定手指是否相对应；

当接收到的肌电信号与所述特定手指相对应时，控制所述特定手指保持不动；以及

当接收到的肌电信号与所述特定手指不对应时，根据所述肌电信号控制相对应的手指进行弯曲。

本发明进一步提出一种仿生手的控制装置，所述仿生手包括若干手指，所述仿生手的控制装置包括：

识别模块，识别接收到的触发信息所对应的场景模式，所述触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令，每一所述场景模式对应多个手指的预设角度范围；以及

第一控制模块，在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲，所述手指的弯曲角度在相应的预设角度范围内。

优选地，所述第一控制模块包括：

第一子控制模块，用于根据所述肌电信号控制相对应的手指从初始角度弯曲至所述预设角度范围的最小角度；以及

第二子控制模块，用于在所述手指的弯曲角度达到所述预设角度范围的最大角度，且持续接收到与所述手指相对应的肌电信号时，控制所述手指的弯曲角度维持在所述最大角度。

优选地，所述仿生手的控制装置还包括：

第二控制模块，用于检测到与弯曲的手指相对应的肌电信号消失时，控制所述弯曲的手指弯曲至相应的初始角度。

本发明进一步还提出一种仿生手，所述仿生手包括仿生手主体和如上所述的仿生手的控制装置，所述仿生手主体包括若干手指，所述控制装置设置于所述仿生手主体，用于驱动所述手指进行弯曲。

本发明技术方案：根据接收到的触发信息识别对应的场景模式，在场景模式下，根据接收到的肌电信号控制相对应的手指弯曲到相对应的预设角度范围，以确保手指仅在相应的预设角度范围内进行弯曲运动，能够更加精准地控制手指的运动，同时有效提高控制效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于场景选择的仿生手控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的基于场景选择的仿生手控制方法的第一子流程图；

图3为本发明实施例提供的基于场景选择的仿生手控制方法的第二子流程图；

图4为本发明实施例提供的仿生手的示意图；

图5为本发明实施例提供的控制设备的结构示意图；

图6为本发明第一实施例提供的仿生手的控制装置的模块示意图；

图7为本发明第二实施例提供的仿生手的控制装置的模块示意图；

图8为图6所示的仿生手的控制装置的第一控制模块的模块示意图；

图9为本发明第三实施例提供的仿生手的控制装置的模块示意图；

图10为本发明实施例提供的仿生手的模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请结合参看图1和图4，图1为本发明实施例提供的基于场景选择的仿生手控制方法的流程图，图4为本发明实施例提供的仿生手的示意图。基于场景选择的仿生手控制方法应用于仿生手1，仿生手1包括若干手指21，基于场景选择的仿生手控制方法用于控制仿生手1的手指21进行屈伸运动。本实施例中，仿生手1设有接收腔30，仿生手1通过接收腔30固定于佩戴者的手臂(残肢)上，接收腔30的腔壁与佩戴者的手臂肌肉相贴合。仿生手1在接收腔30的腔壁上设置有多个肌电电极，肌电电极用于采集肌肉产生的动作电位并形成残肢表面的肌电信号。

仿生手1还包括用于执行基于场景选择的仿生手控制方法的控制设备10，控制设备10与肌电电极电性连接。控制设备10的相关功能可以由一个设备实现，也可以由多个设备共同实现，还可以是由一个设备内的一个或多个功能模块实现，在此不作具体限定。可以理解的是，上述功能既可以是硬件设备中的网络元件，也可以是在专用硬件上运行的软件功能，或者是硬件与软件的结合，或者是平台(例如，云平台)上实例化的虚拟化功能。

基于场景选择的仿生手控制方法具体包括如下步骤。

步骤S102，识别接收到的触发信息所对应的场景模式。

控制设备10接收触发信息，并对触发信息进行识别，以得到与触发信息相对应的场景模式。控制设备10可以控制仿生手1进入相应的场景模式。其中，每一场景模式对应多个手指21的预设角度范围，预设角度范围用于限定手指21弯曲时的动作范围。

本实施例中，触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令。触发信息可以是肌电数据、运动数据和控制指令中的任意一种，也可以是肌电数据、运动数据和控制指令中任意两者及以上的组合。特定动作可以为特定的手势动作，如仿生手1的全部手指21快速地做两次连续握拳张开的动作、仿生手1的单个特定手指21连续多次做出快速弯曲张开的动作、仿生手1的手腕转动的动作。佩戴者可以通过做特定的手势动作以产生肌电数据，作为触发信息；佩戴者可以通过做特定的手势动作以产生运动数据，作为触发信息；佩戴者还可以通过外部设备发送控制指令，作为触发信息。

具体地，控制设备10能够接收肌电电极产生的肌电信号，当佩戴者做出特定的手势动作时，肌电电极将采集到的肌电信号集合成为肌电数据，作为触发信息发送至控制设备10。仿生手1还设有与控制设备10通信连接的惯性传感器(Inertial Measurement Unit，IMU)，当佩戴者做出特定的手势动作时，惯性传感器将采集到的数据集合成为运动数据，作为触发信息发送至控制设备10。控制设备10还与外部设备通信连接，当佩戴者通过外部设备生成控制指令时，外部设备将控制指令作为触发信息发送至控制设备10。

在一些实施例中，识别接收到的触发信息所对应的场景模式包括：检测到触发信息与特定动作相匹配时，获取与特定动作相对应的场景模式。

本实施例中，控制设备10将接收到的触发信息与预先设置的特定动作进行匹配识别。当触发信息与特定动作相匹配时，控制设备10获取与特定动作相对应的场景模式。可以理解的是，当触发信息为肌电数据或者运动数据时，控制设备10才需要将触发信息与特定动作进行匹配识别；当触发信息为控制指令时，控制设备10直接根据控制指令获取相对应的场景模式。即是说，控制指令可以直接控制仿生手1进入相对应的场景模式，每一控制指令与一个场景模式相对应。其中，特定动作与场景模式的具体对应情况可以由佩戴者进行设置，在此不做限定。特定动作可以与仿生手1做日常常规动作不同，以避免佩戴者在日常活动中误触发进入特定的场景模式。场景模式可以包括弹琴场景、打字场景、写字场景、抓取场景等。

本实施例中，可以预先设置不同场景模式下每一手指21进行弯曲时的最佳屈伸角度范围，即预设角度范围。同一场景模式下，不同手指21所对应的预设角度范围可以相同，也可以不同；不同场景模式下，同一手指21所对应的预设角度范围可以相同，也可以不同。预设角度范围可以由佩戴者根据使用习惯或者个人偏好预先设置，也可以由控制训练时提取的肌电数据和手指21的弯曲度数据等分析生成，在此不做限定。但不论预设角度范围如何设置，一个场景模式中，一个手指21仅对应一个预设角度范围。

步骤S104，在场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲。

本实施例中，仿生手1进入相应的场景模式后，控制设备10能够接收肌电电极产生的肌电信号，控制设备10在当前的场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指21进行弯曲。可以理解的是，控制设备10可以检测接收到的肌电信号与哪一个手指21相对应，再控制检测到的手指21进行弯曲。其中，手指21的弯曲角度在相应的预设角度范围内，手指21的弯曲角度可以表示手指21弯曲时手指21的末端部分(对应远节指骨)与手掌平面之间所形成的夹角；弯曲角度越大，手指21的弯曲程度越高。在一些可行的实施例中，角度还可以表示手指21弯曲时手指21的任一部分(对应中节指骨或者近节指骨)与手掌平面之间所形成的夹角。

举例来说，若仿生手1当前的场景模式为打字场景，打字场景中，食指的预设角度范围为0-20°、中指的预设角度范围为5-15°、无名指的预设角度范围为5-20°、尾指的预设角度范围为0-10°。当接收到了食指肌电信号，则控制设备10控制仿生手1的食指弯曲至0-20°范围内；当接收到了中指肌电信号，则控制设备10控制仿生手1的中指弯曲至5-15°范围内；当接收到了无名指肌电信号，则控制设备10控制仿生手1的无名指弯曲至5-20°范围内；当接收到了尾指肌电信号，则控制设备10控制仿生手1的尾指弯曲至0-10°范围内。

在一些实施例中，当场景模式为打字场景时，在场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲包括：根据肌电信号依次控制一个手指进行弯曲。

本实施例中，仿生手1进入打字场景后，控制设备10在同一时间仅能控制一个手指21进行弯曲，并根据肌电信号依次控制相应的一个手指进行弯曲。可以理解的是，对于精确度要求比较高的信息输入场景，如打字场景，每一个时间节点只能有一个手指21打一个字符。因此，控制设备10在同一时间只能采集一种肌电信号，而没办法同时采集多个肌电信号对多个手指21进行控制。

举例来说，在打字场景中，控制设备10根据食指肌电信号控制食指弯曲的过程中，即使接收到其它手指21弯曲的肌电信号，也不会控制其它手指进行弯曲。只有在不再接收到控制食指弯曲的肌电信号，并仅接收到一个新的肌电信号的情况下，控制设备10才会根据新的肌电信号控制其它手指进行弯曲。

在一些可行的实施例中，在一些场景模式下，如弹琴场景，控制设备10可以在同一时间控制多个手指21进行弯曲。也就是说，在不同的场景模式中，控制设备10可以在同一时间控制一个手指21进行弯曲，控制设备10也可以在同一时间控制多个手指21进行弯曲。

在一些实施例中，在场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲之后，基于场景选择的仿生手控制方法还包括：检测到与弯曲的手指相对应的肌电信号消失时，控制弯曲的手指弯曲至相应的初始角度。

本实施例中，控制设备10根据肌电信号控制相应的手指21弯曲后，若检测到与弯曲的手指21相对应的肌电信号消失，即不再检测到相对应的肌电信号时，控制设备10控制弯曲的手指21弯曲至与该手指21相对应的初始角度。其中，每一手指21对应一个初始角度，初始角度为未接收到相应肌电信号时手指21的弯曲角度。具体地，每一场景模式中，每一手指21均对应一个初始角度。同一场景模式下，不同手指21所对应的初始角度可以相同，也可以不同；不同场景模式下，同一手指21所对应的初始角度可以相同，也可以不同。初始角度可以由佩戴者根据使用习惯或者个人偏好预先设置，初始角度也可以由多次训练提取对应的肌电数据和弯曲度数据等分析生成，在此不做限定。

在一些实施例中，弯曲的手指弯曲至相应的初始角度的弯曲速度大于手指在相应的预设角度范围内的弯曲速度。

本实施例中，控制设备10控制手指21从当前的角度弯曲至初始角度的速度记为第一速度，控制设备10控制手指21在相应的预设角度范围内进行弯曲的速度记为第二速度，第一速度大于第二速度。可以理解的是，手指21从当前的弯曲角度弯曲至初始角度的速度较快，手指21在预设角度范围内进行弯曲的速度较慢，手指21快速、慢速运动相结合能够有效提升控制效率。

举例来说，当检测到肌电信号的类型为食指信号时，控制设备10控制食指在预设角度范围内慢速弯曲，若食指信号消失，则控制设备10控制食指从当前的弯曲角度快速达到初始角度。

本实施例技术方案，根据接收到的触发信息识别对应的场景模式，在场景模式下，根据接收到的肌电信号控制相对应的手指弯曲到相对应的预设角度范围。当手指对应的肌电信号消失时，控制手指弯曲至初始角度，以确保手指仅在相应的预设角度范围内进行弯曲运动，能够更加精准地控制手指的运动，同时有效提高控制效率。

请结合参看图2，其为本发明实施例提供的基于场景选择的仿生手控制方法的第一子流程图。步骤S104还包括如下步骤。

步骤S202，根据肌电信号控制相对应的手指从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度。

本实施例中，控制设备10接收肌电电极发送的肌电信号，并根据肌电信号控制与肌电信号相对应的手指21从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度。其中，预设角度范围包括最小角度和最大角度。当接收到肌电信号时，控制设备10根据肌电信号控制相应的手指从初始角度弯曲至最小角度，而后，控制设备10可以根据肌电信号的持续时间，控制手指21在预设角度范围内继续弯曲，直至手指21的弯曲角度达到最大角度。

在一些实施例中，手指从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度的速度大于手指在预设角度范围内进行弯曲的速度。

本实施例中，控制设备10控制手指21从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度的速度记为第三速度，控制设备10控制手指21在预设角度范围内进行弯曲的速度记为第二速度，第三速度大于第二速度。可以理解的是，手指21从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度的速度较快，手指21在预设角度范围内进行弯曲的速度较慢，手指21快速、慢速运动相结合能够有效提升控制效率。

举例来说，当检测到肌电信号的类型为食指信号时，控制设备10控制食指从初始角度快速达到相应预设角度范围的最小角度，食指达到最小角度后，若仍持续接收到食指信号，则控制设备10控制食指在预设角度范围内继续慢速弯曲。

步骤S204，在手指的弯曲角度达到预设角度范围的最大角度，且持续接收到与手指相对应的肌电信号时，控制手指的弯曲角度维持在最大角度。

本实施例中，控制设备10控制手指21进行弯曲的同时，对手指21的弯曲角度进行检测。当检测到手指21的弯曲角度达到相应预设角度范围的最大角度时，控制设备10控制手指21的弯曲角度维持在相应的最大角度处。其中，最大角度为手指在当前场景模式下最合适的动作角度。

举例来说，若仿生手1当前的场景模式为打字场景，打字场景中，食指的预设角度范围为5-20°。当接收到了食指肌电信号，控制设备10控制仿生手1的食指快速弯曲至5°，而后，若持续接收到食指肌电信号，则控制设备10继续控制食指慢速弯曲至20°，而后，仍然接收到食指肌电信号，则控制设备10控制食指的弯曲角度维持在20°。

可以理解的是，在打字场景中，当控制设备10控制其中一个手指21进行弯曲时，只要持续接收到该手指21的肌电信号，不论是否接收到其它手指21的肌电信号，控制设备10都只会控制该手指21进行弯曲。当不再接收到该手指21的肌电信号时，控制设备10控制该手指21弯曲至初始角度。控制设备10不再接收到该手指21的肌电信号后，若接受到其它肌电信号，则根据该肌电信号控制相应的手指21进行弯曲。

本实施例技术方案，当手指的弯曲角度达到预设角度范围的最大角度时，控制手指保持在最大角度的弯曲角度处，控制设备控制手指进行弯曲时，保证手指达到最合适的动作角度，即最大角度后停止继续弯曲更大的角度，能够有效避免肌电信号波动或持续时间过长而导致手指发生过度弯曲的情况。

请结合参看图3，其为本发明实施例提供的基于场景选择的仿生手控制方法的第二子流程图。步骤S104还包括如下步骤。

步骤S302，检测到场景模式设有特定手指时，判断接收到的肌电信号与特定手指是否相对应。

本实施例中，控制设备10判断当前的场景模式是否设有特定手指。当检测到场景模式设有特定手指时，控制设备10判断接收到的肌电信号与特定手指是否相对应。其中，特定手指表示在相应场景模式下，固定不动的手指21。可以理解的是，在某些特定场景模式中，部分手指21可能不需要做任何动作，则将相应场景模式中不需要做动作的手指21设为相应的特定手指。

举例来说，在弹琴场景中，可能需要设置部分手指21，比如大拇指保持不动，则将大拇指预先设定为该场景模式下的特定手指。

当接收到的肌电信号与特定手指相对应时，执行步骤S304；当接收到的肌电信号与特定手指不对应时，执行步骤S306。

步骤S304，控制特定手指保持不动。

当接收到的肌电信号与特定手指相对应时，控制设备10控制特定手指保持不动。本实施例中，为了避免特定手指弯曲导致仿生手1做出错误的动作，即使接收到特定手指的肌电信号，控制设备10也不会根据该肌电信号控制特定手指进行弯曲。

步骤S306，根据肌电信号控制相对应的手指进行弯曲。

当接收到的肌电信号与特定手指不对应时，控制设备10根据肌电信号控制相对应的手指21进行弯曲。

可以理解的是，当场景模式不设有特定手指时，表示控制设备10不论接收到什么肌电信号，都可以根据该肌电信号控制相应的手指21进行弯曲。

本实施例技术方案，若场景模式相应设有特定手指，则当接收到特定手指的肌电信号时，忽略或者屏蔽该肌电信号，仅根据其它肌电信号控制相应的手指进行弯曲，从而能够有效避免特定手指对仿生手动作手势的干扰。根据特定场景模式中特定手指的设置对接收到的肌电信号进行筛选，能够有效提高控制效率，避免仿生手做出错误动作，影响正常工作。

请结合参看图5，其为本发明实施例提供的控制设备的结构示意图。本发明还提出一种控制设备10，控制设备10可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。控制设备10可以包括：处理器1001(例如CPU)、网络接口1004、用户接口1003、存储器1005和通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元，比如键盘(Keyboard)，用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器；存储器1005还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的控制设备10结构并不构成对控制设备10的限定，控制设备10可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及计算机可执行指令。

在图5所示的控制设备10中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的计算机可执行指令，计算机可执行指令被处理器1001调用执行时实现上述的基于场景选择的仿生手控制方法的步骤。

基于前述实施例所提出的计算机可执行指令，本发明还提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令被处理器执行时，实现前述实施例所记载的基于场景选择的仿生手控制方法。

请结合参看图6，其为本发明第一实施例提供的仿生手的控制装置的模块示意图。仿生手的控制装置40包括识别模块41和第一控制模块42。

识别模块41，用于识别接收到的触发信息所对应的场景模式。

识别模块41接收触发信息，并对触发信息进行识别，以得到与触发信息相对应的场景模式。识别模块41可以控制仿生手1进入相应的场景模式。其中，每一场景模式对应多个手指21的预设角度范围，预设角度范围用于限定手指21弯曲时的动作范围。

本实施例中，触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令。触发信息可以是肌电数据、运动数据和控制指令中的任意一种，也可以是肌电数据、运动数据和控制指令中任意两者及以上的组合。特定动作可以为特定的手势动作，如仿生手1的全部手指21快速地做两次连续握拳张开的动作、仿生手1的单个特定手指21连续多次做出快速弯曲张开的动作、仿生手1的手腕转动的动作。佩戴者可以通过做特定的手势动作以产生肌电数据，作为触发信息；佩戴者可以通过做特定的手势动作以产生运动数据，作为触发信息；佩戴者还可以通过外部设备发送控制指令，作为触发信息。

具体地，识别模块41能够接收肌电电极产生的肌电信号，当佩戴者做出特定的手势动作时，肌电电极将采集到的肌电信号集合成为肌电数据，作为触发信息发送至识别模块41。仿生手1还设有与识别模块41通信连接的惯性传感器(Inertial Measurement Unit，IMU)，当佩戴者做出特定的手势动作时，惯性传感器将采集到的数据集合成为运动数据，作为触发信息发送至识别模块41。识别模块41还与外部设备通信连接，当佩戴者通过外部设备生成控制指令时，外部设备将控制指令作为触发信息发送至识别模块41。

第一控制模块42，用于在场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲。

本实施例中，仿生手1进入相应的场景模式后，第一控制模块42能够接收肌电电极产生的肌电信号，第一控制模块42在当前的场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指21进行弯曲。可以理解的是，第一控制模块42可以检测接收到的肌电信号与哪一个手指21相对应，再控制检测到的手指21进行弯曲。其中，手指21的弯曲角度在相应的预设角度范围内，手指21的弯曲角度可以表示手指21弯曲时手指21的末端部分(对应远节指骨)与手掌平面之间所形成的夹角；弯曲角度越大，手指21的弯曲程度越高。在一些可行的实施例中，角度还可以表示手指21弯曲时手指21的任一部分(对应中节指骨或者近节指骨)与手掌平面之间所形成的夹角。

请结合参看图7，其为本发明第二实施例提供的仿生手的控制装置的模块示意图。第一控制模块42包括第一子控制模块421和第二子控制模块422。

第一子控制模块421，用于根据肌电信号控制相对应的手指从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度。

本实施例中，第一子控制模块421接收肌电电极发送的肌电信号，并根据肌电信号控制与肌电信号相对应的手指21从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度。其中，预设角度范围包括最小角度和最大角度。当接收到肌电信号时，第一子控制模块421根据肌电信号控制相应的手指从初始角度弯曲至最小角度，而后，第一子控制模块421可以根据肌电信号的持续时间，控制手指21在预设角度范围内继续弯曲，直至手指21的弯曲角度达到最大角度。

在一些实施例中，手指从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度的速度大于手指在预设角度范围内进行弯曲的速度。

本实施例中，第一子控制模块421控制手指21从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度的速度记为第三速度，第一控制模块42控制手指21在预设角度范围内进行弯曲的速度记为第二速度，第三速度大于第二速度。可以理解的是，手指21从初始角度弯曲至预设角度范围的最小角度的速度较快，手指21在预设角度范围内进行弯曲的速度较慢，手指21快速、慢速运动相结合能够有效提升控制效率。

第二子控制模块422，用于在手指的弯曲角度达到预设角度范围的最大角度，且持续接收到与手指相对应的肌电信号时，控制手指的弯曲角度维持在最大角度。

本实施例中，控制手指21进行弯曲的同时，第二子控制模块422对手指21的弯曲角度进行检测。当检测到手指21的弯曲角度达到相应预设角度范围的最大角度时，第二子控制模块422控制手指21的弯曲角度维持在相应的最大角度处。其中，最大角度为手指在当前场景模式下最合适的动作角度。

可以理解的是，在打字场景中，当第一控制模块42控制其中一个手指21进行弯曲时，只要持续接收到该手指21的肌电信号，不论是否接收到其它手指21的肌电信号，第一控制模块42都只会控制该手指21进行弯曲。当不再接收到该手指21的肌电信号时，第一控制模块42控制该手指21弯曲至初始角度。第一控制模块42不再接收到该手指21的肌电信号后，若接受到其它肌电信号，则根据该肌电信号控制相应的手指21进行弯曲。

请结合参看图8，其为本发明第一实施例提供的第一控制模块的模块示意图。第一控制模块42包括判断模块423、第四子控制模块425以及第四子控制模块425。

判断模块423，用于检测到场景模式设有特定手指时，判断接收到的肌电信号与特定手指是否相对应。

本实施例中，判断模块423判断当前的场景模式是否设有特定手指。当检测到场景模式设有特定手指时，判断模块423判断接收到的肌电信号与特定手指是否相对应。其中，特定手指表示在相应场景模式下，固定不动的手指21。可以理解的是，在某些特定场景模式中，部分手指21可能不需要做任何动作，则将相应场景模式中不需要做动作的手指21设为相应的特定手指。

第四子控制模块425，用于控制特定手指保持不动。

当接收到的肌电信号与特定手指相对应时，第四子控制模块425控制特定手指保持不动。本实施例中，为了避免特定手指弯曲导致仿生手1做出错误的动作，即使接收到特定手指的肌电信号，第四子控制模块425也不会根据该肌电信号控制特定手指进行弯曲。

第四子控制模块425，用于根据肌电信号控制相对应的手指进行弯曲。

当接收到的肌电信号与特定手指不对应时，第四子控制模块425根据肌电信号控制相对应的手指21进行弯曲。

请结合参看图9，其为本发明第三实施例提供的仿生手的控制装置的模块示意图。仿生手的控制装置40还包括第二控制模块43。

第二控制模块43，用于检测到与弯曲的手指相对应的肌电信号消失时，控制弯曲的手指弯曲至相应的初始角度。

本实施例中，第二控制模块43根据肌电信号控制相应的手指21弯曲后，若检测到与弯曲的手指21相对应的肌电信号消失，即不再检测到相对应的肌电信号时，第二控制模块43控制弯曲的手指21弯曲至与该手指21相对应的初始角度。其中，每一手指21对应一个初始角度，初始角度为未接收到相应肌电信号时手指21的弯曲角度。具体地，每一场景模式中，每一手指21均对应一个初始角度。同一场景模式下，不同手指21所对应的初始角度可以相同，也可以不同；不同场景模式下，同一手指21所对应的初始角度可以相同，也可以不同。初始角度可以由佩戴者根据使用习惯或者个人偏好预先设置，初始角度也可以由多次训练提取对应的肌电数据和弯曲度数据等分析生成，在此不做限定。

请结合参看图10，其为本发明实施例提供的仿生手的模块示意图。仿生手1包括仿生手主体20和仿生手的控制装置40，仿生手主体20包括若干手指21，控制装置40设置于仿生手主体20，用于驱动手指21进行弯曲。

本实施例中，仿生手主体20设有接收腔，接收腔的腔壁上设置有多个肌电电极，控制装置40与肌电电极电性连接。仿生手1通过接收腔固定于佩戴者的手臂(残肢)上，接收腔的腔壁与佩戴者的手臂肌肉相贴合，肌电电极可以采集肌肉产生的动作电位，形成残肢表面的肌电信号，并将肌电信号发送至控制装置40。

在一些实施例中，仿生手1还包括设置于仿生手主体20的惯性传感器，惯性传感器与控制装置40通信连接，惯性传感器可以采集佩戴者控制仿生手1进行运动产生的运动数据，并将运动数据发送至控制装置40。

在一些实施例中，控制装置40还可以与外部设备通信连接。佩戴者可以通过外部设备发送控制指令至控制装置40。外部设备可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机或者智能手表等终端。

控制装置40的具体结构参照上述实施例。由于仿生手1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于场景选择的仿生手控制方法，所述仿生手包括若干手指，其特征在于，所述基于场景选择的仿生手控制方法包括：

识别接收到的触发信息所对应的场景模式，所述触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令，每一所述场景模式对应多个手指的预设角度范围；以及

在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲，所述手指的弯曲角度在相应的预设角度范围内。

2.根据权利要求1所述的基于场景选择的仿生手控制方法，其特征在于，所述在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲包括：

根据所述肌电信号控制相对应的手指从初始角度弯曲至所述预设角度范围的最小角度；以及

在所述手指的弯曲角度达到所述预设角度范围的最大角度，且持续接收到与所述手指相对应的肌电信号时，控制所述手指的弯曲角度维持在所述最大角度。

3.根据权利要求2所述的基于场景选择的仿生手控制方法，其特征在于，所述手指从所述初始角度弯曲至所述预设角度范围的最小角度的速度大于所述手指在所述预设角度范围内进行弯曲的速度。

4.根据权利要求1所述的基于场景选择的仿生手控制方法，其特征在于，在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲之后，所述基于场景选择的仿生手控制方法还包括：

检测到与弯曲的手指相对应的肌电信号消失时，控制所述弯曲的手指弯曲至相应的初始角度。

5.根据权利要求4所述的基于场景选择的仿生手控制方法，其特征在于，所述弯曲的手指弯曲至相应的初始角度的弯曲速度大于所述手指在相应的预设角度范围内的弯曲速度。

6.根据权利要求1所述的基于场景选择的仿生手控制方法，其特征在于，所述在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲包括：

检测到所述场景模式设有特定手指时，判断接收到的肌电信号与所述特定手指是否相对应；

当接收到的肌电信号与所述特定手指相对应时，控制所述特定手指保持不动；以及

当接收到的肌电信号与所述特定手指不对应时，根据所述肌电信号控制相对应的手指进行弯曲。

7.一种仿生手的控制装置，所述仿生手包括若干手指，其特征在于，所述仿生手的控制装置包括：

识别模块，识别接收到的触发信息所对应的场景模式，所述触发信息包括特定动作对应的肌电数据、运动数据和/或控制指令，每一所述场景模式对应多个手指的预设角度范围；以及

第一控制模块，在所述场景模式下控制与接收到的肌电信号相对应的手指进行弯曲，所述手指的弯曲角度在相应的预设角度范围内。

8.根据权利要求7所述的仿生手的控制装置，其特征在于，所述第一控制模块包括：

第一子控制模块，用于根据所述肌电信号控制相对应的手指从初始角度弯曲至所述预设角度范围的最小角度；以及

第二子控制模块，用于在所述手指的弯曲角度达到所述预设角度范围的最大角度，且持续接收到与所述手指相对应的肌电信号时，控制所述手指的弯曲角度维持在所述最大角度。

9.根据权利要求7所述的仿生手的控制装置，其特征在于，所述仿生手的控制装置还包括：

第二控制模块，用于检测到与弯曲的手指相对应的肌电信号消失时，控制所述弯曲的手指弯曲至相应的初始角度。

10.一种仿生手，其特征在于，所述仿生手包括仿生手主体和如权利要求7至9中任一项所述的仿生手的控制装置，所述仿生手主体包括若干手指，所述控制装置设置于所述仿生手主体，用于驱动所述手指进行弯曲。