[發明專利]一種人機交互設備

有效

• 申請號: 201110117664.2
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102184011A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 張博寧;錢躍良;王向東
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/033
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

1.一種人機交互設備，其特征在于，所述設備，包括：

運動位置傳感器，用于采集運動軌跡與姿態；

麥克風，用于采集設備與其他表面的摩擦音頻；

處理模塊，用于根據采集的運動軌跡和與其他表面的摩擦音頻，得到“拖拽”的人機交互命令；以及通過采集到的運動位置傳感器數據和計算出麥克風采集到音頻的瞬時功率對于敲擊動作做出判斷，得到“敲擊”命令的人機交互命令；實現對相應的設備或計算機進行交互。

2.根據權利要求1所述的人機交互設備，其特征在于，所述人機交互設備通過無線的方式和其他設備進行連接實現人機交互。

3.根據權利要求1所述的人機交互設備，其特征在于，所述處理模塊，包括：

拖拽命令模塊，用于根據采集的運動軌跡，判斷在起點和終點之間的設備在運動過程中人的手勢，以及根據與其他表面的摩擦音頻，來確定摩擦發生的起點和終點時間，得到一個拖拽動作；

點擊命令模塊，用于通過計算麥克風的采集音頻瞬時功率和所述運動位置傳感器的一個軸向線加速度，得到相應的數值，利用算法對該數值進行處理判斷是否是一個點擊動作。

4.根據權利要求3所述的人機交互設備，其特征在于，所述拖拽命令模塊，包括：

音頻處理子模塊，用于當與其他表面發生滑動摩擦時，聲波傳導到設備的麥克風中，通過算法來判斷是否是一個摩擦聲，從而得到摩擦的起始點；

位移處理子模塊，用于通過對運動位置傳感器進行建模處理，計算所述設備的位移軌跡。

5.根據權利要求4所述的人機交互設備，其特征在于，所述音頻處理子模塊，通過計算聲音片段的MFCC參數、過零率和功率指標作為特征，利用經過訓練的SVM分類器得到摩擦的起始點。

6.根據權利要求4所述的人機交互設備，其特征在于，所述人機交互設備，設計成一個戒指佩戴在手指上，在戒指的上方部署用于采集手指運動與姿態的傳感器，在戒指的下方安裝一個音孔朝向手指皮膚的麥克風，通過無線的方式和其他設備進行連接。

7.根據權利要求6所述的人機交互設備，其特征在于，所述傳感器是加速度傳感器、陀螺儀中的一個或多個。

8.根據權利要求6所述的人機交互設備，其特征在于，所述音頻處理子模塊，用于當手指與其他表面發生滑動摩擦時，聲波會通過手指骨傳導到設備的麥克風中，通過算法來判斷是否是一個摩擦聲，從而得到摩擦的起始點。

9.根據權利要求1所述的人機交互設備，其特征在于，所述人機交互設備，設計成筆型，所述麥克風和所述運動位置傳感器是安裝在筆尖處。

10.根據權利要求5所述的人機交互設備，其特征在于，所述音頻處理子模塊，具體執行下列操作：

通過麥克風采集到音頻，將音頻變成數字化的信號也就是音頻文件；

通過截斷的方法，把音頻切成片段；

對獲得的片段進行處理，加海明窗，計算片段的MFCC，計算片段的功率，計算片段的過零率作為特征向量；該特征為一個多維的向量由MFCC和片段功率過零率拼接而成；

對獲得的片段的特征進行標注，并訓練SVM模型；

通過SVM對計算出來片段的特征進行分類，分為摩擦和非摩擦。顯然的從非摩擦到摩擦就是一個摩擦的起點，而由摩擦到非摩擦就是終點。