[發明專利]基于加速度傳感器的人機接口設備及人機交互方法

在審

• 申請號: 201310468753.0
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103543843A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李慧奇;呂陽;趙國如;王國杰;李劍
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

1.一種基于加速度傳感器的人機接口設備，其特征在于，所述設備包括：

一用于將所述設備固定于頭部的頭戴部件；

設于頭戴部件頂端的控制電路，所述控制電路包括一加速度傳感器、一控制單元及一無線發送器，所述加速度傳感器、無線發送器均與所述控制單元連接；所述加速度傳感器用于感測用戶頭部移動的速度大小及方向，采集用戶頭部移動的加速度數據、并將采集的加速度數據發送至所述控制單元；所述控制單元用于根據接收到的所述加速度數據來控制所述無線發送器發送信號給計算機，進而控制所述計算機顯示器上鼠標光標隨著頭部的移動而移動或控制所述計算機顯示器上鼠標光標根據頭部的動作實現點擊。

2.根據權利要求1所述的基于加速度傳感器的人機接口設備，其特征在于，所述控制單元包括：

緩存模塊，所述緩存模塊將加速度數據進行緩存；

識別模塊，所述識別模塊內設有一閾值，當緩存模塊中的加速度數據最大值大于閾值時，用預先訓練好的分類器對獲得的加速度數據進行動作識別；

執行模塊，用于根據識別的動作執行相應的指令，使所述無線發送器向計算機發送鼠標光標移動信號或鼠標光標點擊信號。

3.根據權利要求2所述的基于加速度傳感器的人機接口設備，其特征在于，所述控制單元還包括一預處理模塊，用于對加速度數據進行預處理，以去除噪聲和重力加速度的影響，再將加速度數據發送至緩存模塊。

4.根據權利要求1所述的基于加速度傳感器的人機接口設備，其特征在于，所述設備還包括一信號接收模塊，用于接收無線發送器發送的信號、并將信號發送給計算機，所述信號接收模塊與所述計算機連接。

5.根據權利要求1所述的基于加速度傳感器的人機接口設備，其特征在于，所述無線發送器為無線藍牙發送模塊或wifi發送模塊。

6.一種基于加速度傳感器的人機交互方法，利用權利要求3所述的設備進行人機交互，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：人機接口設備的加速度傳感器實時采集加速度數據，將所采集的加速度數據發送至設備的控制單元中；

步驟2：控制單元根據接收到的加速度數據來控制所述無線發送器發送信號給計算機，進而控制所述計算機顯示器上鼠標光標隨著頭部的移動而移動或控制所述計算機顯示器上鼠標光標根據頭部的動作實現點擊。

7.根據權利要求6所述的基于加速度傳感器的人機交互方法，其特征在于，所述步驟2具體包括如下步驟：

步驟a：控制單元對加速度數據以加速度序列的形式進行緩存；

步驟b：設定加速度閾值，當步驟a中緩存的加速度序列的最大值大于所述閾值時，用預先訓練好的分類器對獲得的加速度序列進行動作識別；

步驟c：每個動作對應一個觸發指令，控制單元根據動作識別的結果執行相應的觸發指令，使無線發送器向計算機發送所述觸發指令。

8.根據權利要求7所述的基于加速度傳感器的人機交互方法，其特征在于，所述步驟a具體為：

控制單元對加速度數據進行預處理，去除噪聲和重力加速度影響，獲得精確的加速度序列，并將所述加速度序列進行緩存。

9.根據權利要求7所述的基于加速度傳感器的人機交互方法，其特征在于，所述動作包括頭部向左移動、向右移動、向前移動、向后移動，以及

連續兩次點頭、連續兩次仰頭、連續兩次向右擺頭；

所述動作對應的觸發指令分別為鼠標光標向左移動、鼠標光標向右移動、鼠標光標向上移動、鼠標光標向下移動、鼠標光標單擊左鍵、鼠標光標雙擊左鍵、鼠標光標單擊右鍵。

10.根據權利要求6所述的基于加速度傳感器的人機交互方法，其特征在于，所述步驟1中加速度傳感器是以固定頻率采集加速度數據的。