[發明專利]利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的方法及系統

在審

• 申請號: 201810646129.8
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108897444A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 劉斌;張宇飛;劉志強
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06F3/038
• 分類號: G06F3/038;G06F3/0346
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的方法，其特征在于，包括：

利用可穿戴手環式鼠標中的多個壓力傳感器采集壓力值數據，并按照特定格式排列；

根據排列后的壓力值數據分析腕部壓力總體變化信息，從而判斷手部的運動狀態；

根據手部運動狀態的判斷結果，提取采集到的壓力值數據的時間上相關性信息、空間上相關性信息和能量信息，并以此作為待識別特征信息；

基于預先訓練好的機器學習模型，對所述待識別特征信息進行處理計算，從而完成手勢識別；

根據手勢識別結果，參考預存的手勢和光標操作的對照關系，完成對光標的實時控制。

2.根據權利要求1所述的一種利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的方法，其特征在于，可穿戴手環式鼠標中設有4個壓力傳感器，各個壓力傳感器采集用戶腕部不同位置的壓力數據；4個壓力傳感器分別位于手腕正面、手腕背面、手腕左側與手腕右側；

各個壓力傳感器都能夠采集當前所受到的壓力值，配合多路選擇器輸送相應壓力傳感器采集到的壓力值，并對每一路的壓力值進行模數轉換，獲得數字信號形式的壓力值數據，再將數字信號形式的壓力值數據按照特定格式排列。

3.根據權利要求1或2所述的一種利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的方法，其特征在于，可穿戴手環式鼠標中的壓力傳感器為薄膜壓力傳感器，使用硅膠墊來支撐各個壓力傳感器，硅膠墊的大小隨壓力傳感器的大小調整，使之恰好貼合用戶腕部肌膚。

4.根據權利要求1所述的一種利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的方法，其特征在于，

所述壓力值數據的時間上相關性信息為，各個壓力傳感器在當前時間段的壓力值的均值，代表當前時間段內壓力傳感器所對應區域的壓力情況；

所述壓力值數據的空間上相關性信息為，各個壓力傳感器的壓力均值除以所有壓力傳感器壓力均值中的最大值，表征腕部區域壓力分布情況；

所述壓力值數據的能量信息包括：當前時段各個壓力傳感器數據進行歸一化后的平方項，表征當前時間段下各個壓力傳感器對應區域的壓力數據變化的劇烈情況，以及各個傳感器數據平方項之和，表征當前時間段壓力數據總體變化的劇烈程度。

5.根據權利要求1所述的一種利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的方法，其特征在于，所述根據手勢識別結果，參考預存的手勢和光標操作的對照關系，完成對光標的實時控制包括：

若手勢識別結果為手掌平放的靜止狀態，則控制鼠標保持原位；

若手勢識別結果為手掌向上抬起的靜止狀態，則控制鼠標按預定速度向上移動；

若手勢識別結果為手掌握拳的靜止狀態，則控制鼠標按預定速度向下移動；

若手勢識別結果為手掌向左偏的靜止狀態，則控制鼠標按預定速度向左移動；

若手勢識別結果為手掌向右偏的靜止狀態，則控制鼠標按預定速度向右移動；

若手勢識別結果為食指這一根手指的敲擊動作，則控制鼠標在當前位置進行左鍵單擊操作；

若手勢識別結果為食指和中指這兩根手指的敲擊動作，則控制鼠標在當前位置進行右鍵單擊操作。

6.一種利用可穿戴手環式鼠標實現光標控制的系統，其特征在于，包括：

腕部壓力采集模塊，用于采集多個壓力傳感器的壓力值數據；

信號采集與傳輸模塊，用于獲取多個壓力傳感器的壓力值數據，并按照特定格式排列；

數據處理與狀態判斷模塊，用于根據排列后的壓力值數據分析腕部壓力總體變化信息，從而判斷手部的運動狀態；

特征提取模塊，用于根據手部運動狀態的判斷結果，提取采集到的壓力值數據的時間上相關性信息、空間上相關性信息和能量信息，并以此作為待識別特征信息；

手勢識別模塊，用于基于預先訓練好的機器學習模型，對所述待識別特征信息進行處理計算，從而完成手勢識別；

光標控制模塊，用于根據手勢識別結果，參考預存的手勢和光標操作的對照關系，完成對光標的實時控制。