[實用新型]一種數據手套信號處理系統

有效

• 申請號: 201220322339.X
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN202677304U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 楊斌;劉成業
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0346
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本實用新型涉及一種數據手套，具體是指一種數據手套信號處理系統。

背景技術

數據手套是一種虛擬仿真中的常用工具，其設有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導線連接至信號處理電路；在柔性電路板上設有至少兩根導線，以力敏材料包覆于柔性電路板大部，再在力敏材料上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導線與外電路連接。把人手姿態準確實時地傳遞給虛擬環境，而且能夠把與虛擬物體的接觸信息反饋給操作者。使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式與虛擬世界進行交互，大大增強了互動性和沉浸感。并為操作者提供了一種通用、直接的人機交互方式，特別適用于需要多自由度手模型對虛擬物體進行復雜操作的虛擬現實系統。數據手套本身不提供與空間位置相關的信息，必須與位置跟蹤設備連用。

目前市面上所研究出來的手勢識別裝置大多采用較貴重的柔性彎曲傳感材料，其使用壽命較短，致使數據手套價格偏高，有些手套采用機械結構，不方便使用者做其他動作。價格低廉的數據手套使用的傳感器存在使用壽命的問題，而且其信號的處理性能不好，誤差較大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種數據手套信號處理系統，解決目前的數據手套信號的傳輸和處理問題，達到高品質處理、低成本的目的。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種數據手套信號處理系統，包括安裝在手套每個手指上的手指彎曲度傳感器、指間電容極板、以及第一單片機，其中手指彎曲度傳感器通過運放電路與第一單片機連接，指間電容極板通過電容檢測芯片與第一單片機連接，在第一單片機上還連接有加速計和陀螺儀，還包括第二單片機，所述第一單片機通過無線發射模塊與第二單片機的無線接收模塊通信連接，所述第二單片機與上位機通信連接。安裝在手套每個手指上的手指彎曲度傳感器采集手指彎曲的參數，并將該參數傳遞至運放電路，運放電路將手指彎曲的信號進行放大后傳遞至第一單片機，同時，位于手套上的指間電容極板測量手指間的電容值，并將該數據輸入到電容檢測芯片，由電容檢測芯片進行計算，并將該結果傳遞至第一單片機；加速計和陀螺儀，加速計用于測量物體的線性加速度，加速計的輸出值與傾角呈非線性關系，隨著傾角的增加而表現為正弦函數變化，陀螺儀的作用是用來測量角速度信號，通過對角速度積分便能得到角度值；第一單片機將采集到的多個信號數據通過無線發射模塊傳輸至第二單片機，第二單片機與第一單片機通過無限信號建立通信連接，第二單片機將接收到的信號傳輸給上位機，由上位機將接收到的信號進行仿真處理，得到虛擬信號用于虛擬仿真。

所述的運放電路包括依次連接的放大電路、電壓跟隨電路、以及差動電路，放大電路具有兩個輸入端V1和V2，差動電路具有輸出端Vo。運放電路由三個分電路構成，手套上的手指彎曲度傳感器采集的信號為電壓信號，將該信號傳輸至運放電路進行放大、跟隨、然后輸出。

所述的放大電路包括放大器A1、放大器A2，放大器A1、放大器A2分別作為輸入端V1和V2與手指彎曲度傳感器連接，同時，經過放大器A1、放大器A2的分別放大后與電壓跟隨電路連接。

所述的電壓跟隨電路包括與放大電路連接的放大器A3、放大器A4，放大器A3與放大器A4通過滑動變阻器Rp連接，放大器A3的負極和輸出端通過電阻R1連接、以及放大器A4的負極和輸出端通過電阻R2連接后與差動電路連接。

所述差動電路包括放大器A5，放大器A5的正極和負極分別通過電阻R3、電阻R4與電壓跟隨電路連接，放大器A5的負極通過電阻R6接地，放大器A5的正極通過電阻R5輸出Vo。

在所述放大電路的兩個輸入端V1和V2分別連接有模擬開關。進一步講，在兩個輸入端V1和V2前端連接有模擬開關，可以保證芯片可以不失真地傳送模擬信號，這樣就可以五個手指進行循環采樣，節省了運放數量和體積，模擬開關可以為單通道的，也可以采用兩通道的。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

本實用新型一種數據手套信號處理系統，使用的部件較少，大大降低了其成本，用最少的部件完成了手勢的識別，手指彎曲度傳感器可以在無巨大彎折的情況下永久使用，增強了其壽命，手指彎曲度傳感器并不影響手指的活動和抓取等動作，結構簡單，易于實現；在兩個輸入端V1和V2前端連接有模擬開關，可以保證芯片可以不失真地傳送模擬信號，這樣就可以五個手指進行循環采樣，節省了運放數量和體積。

附圖說明

圖1為本實用新型原理框圖；