本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于智能手套的人機(jī)交互方法。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實是近年來新興的具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于娛樂游戲，建筑設(shè)計，醫(yī)療等領(lǐng)域。然而目前大多虛擬現(xiàn)實設(shè)備是頭戴式、視頻顯示的方式，并沒有很好的實現(xiàn)鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)交互設(shè)備的功能，相應(yīng)的，其實現(xiàn)人機(jī)交互的方法也不夠方便、準(zhǔn)確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于智能手套的人機(jī)交互方法，通過慣性傳感器精確捕捉手部在進(jìn)行人機(jī)交互時的動作姿態(tài)，由數(shù)據(jù)處理裝置過濾噪聲并平滑預(yù)估，再通過數(shù)據(jù)收發(fā)裝置與目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，準(zhǔn)確實現(xiàn)信息輸入輸出，提高工作效率。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種基于智能手套的人機(jī)交互方法，包括以下步驟：

步驟1：將智能手套與目標(biāo)設(shè)備建立無線通訊連接；

步驟2：當(dāng)用戶穿戴智能手套運動時，觸發(fā)智能手套上的若干個傳感器捕捉手指、手背的運動數(shù)據(jù)；

步驟3：傳感器將采集到的運動數(shù)據(jù)傳輸至設(shè)置于智能手套手背部位的數(shù)據(jù)處理裝置；

步驟4：數(shù)據(jù)處理裝置對運動數(shù)據(jù)進(jìn)行基于低通濾波的噪聲過濾和基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)平滑預(yù)測估計，得到手部動作數(shù)據(jù)并傳輸至設(shè)置于智能手套手腕部位的數(shù)據(jù)收發(fā)裝置；

步驟5：數(shù)據(jù)收發(fā)裝置將手部動作數(shù)據(jù)發(fā)送至目標(biāo)設(shè)備，目標(biāo)設(shè)備根據(jù)該動作數(shù)據(jù)做出反饋。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟1中智能手套通過發(fā)送連接請求給目標(biāo)設(shè)備來建立通訊連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟1中智能手套通過響應(yīng)目標(biāo)設(shè)備發(fā)來的連接請求來建立通訊連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟1中的無線通訊連接為通過藍(lán)牙方式連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟2中的傳感器為慣性傳感器。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，所述慣性傳感器為六軸慣性傳感器或九軸慣性傳感器。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟2中的運動數(shù)據(jù)包括運動加速度、運動方向和運動軌跡。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟4中的低通濾波采用10Hz低通濾波器實現(xiàn)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟5中數(shù)據(jù)收發(fā)裝置通過藍(lán)牙傳輸模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法，步驟3和步驟4中的數(shù)據(jù)傳輸采用有線方式傳輸。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法能夠精確捕捉人們手指及手背在進(jìn)行人機(jī)交互時的動作姿態(tài)，準(zhǔn)確的向目標(biāo)設(shè)備反饋手部信息；

2、本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法在實際應(yīng)用中，可以有效的節(jié)約操作空間，并充分保證人機(jī)交互的有效性與靈活性；

3、本發(fā)明的基于智能手套的人機(jī)交互方法能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)信息輸入輸出，提高工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖；

圖2是本發(fā)明的方法的實現(xiàn)模塊示意圖；

圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的工作流程圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

如圖1、圖2所示，一種基于智能手套的人機(jī)交互方法，具體包括以下步驟：

步驟1：將智能手套與目標(biāo)設(shè)備通過藍(lán)牙方式建立無線通訊連接，其中，智能手套通過發(fā)送連接請求給目標(biāo)設(shè)備來建立通訊連接，或者，智能手套通過響應(yīng)目標(biāo)設(shè)備發(fā)來的連接請求來建立通訊連接。

步驟2：當(dāng)用戶穿戴智能手套運動時，觸發(fā)智能手套上的若干個傳感器捕捉手指、手背的運動數(shù)據(jù)，所述傳感器為慣性傳感器，包括六軸慣性傳感器和九軸慣性傳感器，所述運動數(shù)據(jù)包括運動加速度、運動方向和運動軌跡。

步驟3：傳感器將采集到的運動數(shù)據(jù)通過有線方式傳輸至設(shè)置于智能手套手背部位的數(shù)據(jù)處理裝置。

步驟4：數(shù)據(jù)處理裝置對運動數(shù)據(jù)進(jìn)行基于低通濾波的噪聲過濾和基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)平滑預(yù)測估計，如圖3所示，得到手部動作數(shù)據(jù)并通過有線方式傳輸至設(shè)置于智能手套手腕部位的數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，所述低通濾波采用10Hz低通濾波器實現(xiàn)。

步驟5：數(shù)據(jù)收發(fā)裝置通過藍(lán)牙傳輸模塊將手部動作數(shù)據(jù)發(fā)送至目標(biāo)設(shè)備，目標(biāo)設(shè)備根據(jù)該動作數(shù)據(jù)做出反饋。

上述智能手套具體包括：

設(shè)置于手指關(guān)節(jié)處的六軸慣性傳感器，用于感知手指的活動軌跡并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳感器個數(shù)至少為5個；

設(shè)置于手背中央的九軸慣性傳感器，用于感知手掌的活動軌跡并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；

設(shè)置于手背部位的數(shù)據(jù)處理裝置，用于對六軸慣性傳感器和九軸慣性傳感器的數(shù)字信號進(jìn)行常規(guī)運算，目的是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)操作輸入HID信號；

設(shè)置于手腕處的數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，用于將HID信號傳送到目標(biāo)設(shè)備的無線信號接收器；

設(shè)置于目標(biāo)設(shè)備上的無線信號接收器，用于接收無線傳輸系統(tǒng)的HID信號并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)USB數(shù)據(jù)；

設(shè)置于手腕處的電源管理電路和電源，用于為六軸慣性傳感器、九軸慣性傳感器、數(shù)據(jù)處理裝置和數(shù)據(jù)收發(fā)裝置供電；

其中，六軸慣性傳感器、九軸慣性傳感器、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置均通過柔性線路與數(shù)據(jù)處理裝置相連接，六軸慣性傳感器、九軸慣性傳感器、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置和數(shù)據(jù)處理裝置均與電源管理電路的一端相連接，電源管理電路的另一端與電源相連接。

實施例1

下面以對計算機(jī)控制為例，說明基于智能手套的人機(jī)交互方法，包括以下步驟：

步驟1：智能手套通過藍(lán)牙傳輸模塊向計算機(jī)發(fā)送連接請求，計算機(jī)響應(yīng)連接請求并與智能手套建立無線通訊連接；

步驟2：用戶穿戴智能手套進(jìn)行運動，觸發(fā)智能手套上的六軸慣性傳感器和九軸慣性傳感器來捕捉手指和手背的運動數(shù)據(jù)，捕捉到的運動數(shù)據(jù)包括運動加速度、運動方向和運動軌跡；

步驟3：傳感器將采集到的運動數(shù)據(jù)通過有線方式傳輸至設(shè)置于智能手套手背部位的數(shù)據(jù)處理裝置；

步驟4：數(shù)據(jù)處理裝置對運動數(shù)據(jù)進(jìn)行基于低通濾波的噪聲過濾和基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)平滑預(yù)測估計，如圖3所示，得到手部動作數(shù)據(jù)并通過有線方式傳輸至設(shè)置于智能手套手腕部位的數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，所述低通濾波采用10Hz低通濾波器實現(xiàn)；

步驟5：數(shù)據(jù)收發(fā)裝置通過藍(lán)牙傳輸模塊將手部動作數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機(jī)上的無線信號接收器，計算機(jī)根據(jù)該動作數(shù)據(jù)做出反饋。

實施例2

下面以控制嵌入式系統(tǒng)為例，說明基于智能手套的人機(jī)交互方法，具體包括以下步驟：

步驟1：嵌入式系統(tǒng)向智能手套發(fā)來連接請求，智能手套通過響應(yīng)其請求來與其建立通訊連接；

步驟2：用戶穿戴智能手套進(jìn)行運動，觸發(fā)智能手套上的六軸慣性傳感器和九軸慣性傳感器來捕捉手指和手背的運動數(shù)據(jù)，捕捉到的運動數(shù)據(jù)包括運動加速度、運動方向和運動軌跡；

步驟3：傳感器將采集到的運動數(shù)據(jù)通過有線方式傳輸至設(shè)置于智能手套手背部位的數(shù)據(jù)處理裝置；

步驟4：數(shù)據(jù)處理裝置對運動數(shù)據(jù)進(jìn)行基于低通濾波的噪聲過濾和基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)平滑預(yù)測估計，如圖3所示，得到手部動作數(shù)據(jù)并通過有線方式傳輸至設(shè)置于智能手套手腕部位的數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，所述低通濾波采用10Hz低通濾波器實現(xiàn)；

步驟5：數(shù)據(jù)收發(fā)裝置通過藍(lán)牙傳輸模塊將手部動作數(shù)據(jù)發(fā)送至嵌入式系統(tǒng)上的無線信號接收器，嵌入式系統(tǒng)根據(jù)該動作數(shù)據(jù)做出反饋。

通過上述實施例中的智能手套和操作方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對計算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等應(yīng)用設(shè)備的單手單點、兩點和多點操控手勢以及雙手多點操控手勢，單點操控手勢包括單擊、雙擊、長按、線性滑動軌跡、單指手寫軌跡等，兩點操控手勢包括兩點放大縮小操作、旋轉(zhuǎn)軌跡等，多點操控手勢包括捏、拍、切、按、推、托等基本動作、揮手動作、抓握動作、抓握放大縮小動作、抓握/旋轉(zhuǎn)/平移組合動作等，雙手多點操控手勢包括以上操控信號的組合。

上述的智能手套僅作為本方法的配套設(shè)備，并不在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。