[發明專利]一種手勢識別裝置、遠程寫字系統及其應用方法

在審

• 申請號: 201710594010.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107329578A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 張建民;龍佳樂;陳業成
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0488
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 梁嘉琦

技術領域

本發明涉及人機交互領域，特別是一種手勢識別裝置、遠程寫字系統及其應用方法。

背景技術

大尺寸顯示屏的電腦、智能電視、投影儀的出現，使得基于鼠標、鍵盤的傳統人機交互的不便性日益凸顯，現有的觸摸屏及相關技術也因距離限制缺乏通用性，特別是大型場合，如會議、教室等一對多的平臺上，更是急需創新，如何使人與機器之間的交互能夠模擬人與人之間的自然交流變得越來越重要。

手勢識別作為一種新興技術，目的就是為了解決隔空的人機交流不便的問題，但是目前大部分的關于手勢識別的研究都是采用基于攝像頭圖像處理的方法，若用戶的手在攝像頭中被遮擋，效果將會受到較大的影響。

現在的教學模式基本上都是教師在講臺講課，需要在PPT寫注釋、標注的時候，都要走到講臺或者投影屏幕上用筆寫，在教學和演示過程中較為不便，影響了教學的互動性。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種新型的手勢識別裝置、遠程寫字系統及其應用方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種手勢識別裝置、遠程寫字系統及其應用方法，旨在避免外部環境對手勢識別的干擾，加強教學、演示等場景的互動性。

本發明所采用的技術方案是：

一種手勢識別裝置，包括傳感裝置和從機設備；傳感裝置包括用于獲取手勢信息的傳感器和陀螺儀，所述傳感器和陀螺儀分別設置于手指和手腕上；所述從機設備包括信息處理模塊及無線傳輸模塊，所述信息處理模塊用于處理來自所述傳感裝置的手勢信息，所述無線傳輸模塊用于向主機設備發送手勢信息數據。

所述主機設備是指帶有顯示終端的設備，包括計算機、平板電腦、移動終端等設備。

進一步，所述傳感器包括捕捉手指或手掌的運動數據的位置傳感器；所述位置傳感器安裝在用戶手指的第二指間關節和/或掌指關節上，用于獲取手指的點擊狀態量及位移狀態量；所述陀螺儀安裝在用戶手腕位置，用于獲取手掌位置變化的位移狀態量；具體地，所述傳感裝置獲取的手勢信息包含手指的點擊狀態量、位移狀態量和手掌的位移狀態量。通過安裝在用戶手指關節上的位置傳感器，可以獲取手指上下移動及左右移動時產生的運動數據，手指上下移動時的運動數據對應了手指的點擊狀態量，左右移動時的運動數據對應了手指的位移狀態量；陀螺儀通過全格感測用戶手部移動的角速度，可以高精度、快速獲得手掌每一時刻的位移狀態量。

進一步，所述信息處理模塊為單片機，用于讀取所述手勢信息，并對所述手勢信息進行濾波、誤差分析、補償和融合打包發送至所述無線傳輸模塊；所述無線傳輸模塊分別與信息處理模塊和主機設備連接，用于將信息處理模塊打包后的手勢信息數據通過無線傳輸至主機設備。單片機讀取的手勢信息為傳感器的電壓變化值和陀螺儀的角速度值，經過一系列處理后由無線傳輸模塊，通過無線信號實時傳輸至主機設備，這種傳輸方式響應快，傳輸距離長，且無線信號所在的頻段輻射性小。

一種應用所述手勢識別裝置的遠程寫字系統，還包括設置在主機設備上的寫字板模塊，所述寫字板模塊與無線傳輸模塊相連，用于將用戶的手勢操作轉化為畫筆軌跡。

一種應用所述手勢識別裝置的手勢識別方法，其特征在于，所述方法包括：

A、獲取安裝在用戶手指和手腕上的傳感器及陀螺儀記錄的手勢信息；

B、對手勢信息進行處理；

C、傳輸手勢信息至主機設備；

D、解析手勢信息數據，并將其轉化為對應的圖像信息和鼠標控制信號。

進一步，所述步驟A獲取的手勢信息包括獲取用戶手指的點擊狀態量和位移狀態量，以及手掌的位移狀態量。用戶手指上下移動模擬的點擊操作，以及手指或手掌做出微小移動時的位移操作產生的狀態量都會被捕捉，記錄為手勢信息。

進一步，所述步驟B對手勢信息的處理操作包括濾波、誤差分析、補償和融合打包。通過濾波過濾手勢信息中的干擾信息，然后對手勢信息中出現的誤差進行分析和補償，再將每一項手勢信息融合在一起，進行打包操作等待發送，經過處理后的手勢信息數據占用空間小，便于進行傳輸。

進一步，所述步驟D中解析手勢信息數據的操作包括主機設備對接收到的手勢信息數據進行解壓和分析處理。手勢信息數據在主機設備接收到時已被壓縮打包，主機設備需要對解壓手勢信息數據，分析處理其中的每一項具體數據，包括多組位移狀態量和點擊狀態量。