[發明專利]基于柔性手套的人機交互系統及方法

在審

• 申請號: 201910957400.4
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110780736A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 王鳳霞;章云霖;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 33273 寧波高新區核心力專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 尤瑩

本發明公開了一種基于柔性手套的人機交互系統及方法，所述系統包括：柔性手套，包括手掌及若干指關節，所述指關節之間設有若干柔性傳感器；數據采集模塊，用于采集柔性傳感器的電壓信號；數據處理模塊，用于對柔性傳感器的形變信號進行濾波、放大和降噪處理后輸出電壓信號；數據判別模塊，用于對電壓信號進行判別，將不同的電壓信號轉變為對應的人機交互控制指令。本發明提供的人機交互系統具有制備方法簡單、生物兼容性強、能耗低、制備成本低和程序邏輯信息易于編寫等優勢，且具備柔性、可拉伸等特性，在未來的人機交互領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及柔性傳感技術和人機交互技術領域，特別是涉及一種基于柔性手套的人機交互系統及方法。

背景技術

人機交互(human-machine interaction，HMI)是指人與機器間使用某種對話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務的信息交換過程。隨著科學技術和交互概念的發展，“人機交互”概念在人們生產生活中的存在感越發凸顯。人機交互方式主要經歷了三個階段，分別是批處理界面(batch interface，BI)、命令行界面(command line interface，CLI)和圖形用戶界面(graphical user interface，GUI)。

BI作為最原始的操作界面，是計算機剛剛出現時為降低計算機使用成本而提出的用戶界面，用戶將一批任務上傳給系統之后便不再干預，由系統執行完成所有工作，基本不具備任何交互性；而CLI要求用戶在DOS操作系統中，鍵入特定的命令行代碼才能與計算機完成交互。這種命令行代碼語法有嚴格的規范，容錯率低，操作繁瑣，門檻較高，很難向社會大眾推廣；自發明鼠標以來，人機交互進入圖形交互界面階段。用戶可以直接拖動鼠標，通過點選、框選等動作，與計算機產生直觀交互。

隨著新的交互場景和交互技術的出現，更加自然直觀的自然用戶界面(naturaluser interface，NUI)被認為是下一代交互界面的發展大勢。在這種全新的交互界面下，用戶只要使用生活中最自然的交流方式，比如語音對話或四肢動作，即可與計算機完成交互，讓人機交互發生得更流暢。智能數據手套具有其他交互媒介無法比擬的穩定性和可拓展性，并且不斷向品種多樣化的方向發展。光纖式手套雖在解算精度方面變現出色，但其售價高昂，多用作科研機構的輔助交互設備。肌電式手環，雖反應迅速，但信噪比低，容易受到外部環境的干擾，交互體驗欠佳。力反饋式手套浸入感強，多用于VR游戲體驗的提升，但交互拓展性差。可見，目前智能手套制備工藝較為復雜、成本較高、不利于大范圍人機交互方面的應用。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種基于柔性手套的人機交互系統及方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于柔性手套的人機交互系統及方法，以針對性地解決現有的智能手套的不足，提高智能手套的可推廣性。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：

一種基于柔性手套的人機交互系統，所述系統包括：

柔性手套，包括手掌及若干指關節，所述指關節之間設有若干柔性傳感器；

數據采集模塊，用于采集柔性傳感器的電壓信號；

數據處理模塊，用于對柔性傳感器的形變信號進行濾波、放大和降噪處理后輸出電壓信號；

數據判別模塊，用于對電壓信號進行判別，將不同的電壓信號轉變為對應的人機交互控制指令。

作為本發明的進一步改進，所述指關節包括若干位于手指端部的第一指關節及位于第一指關節和手掌之間的第二指關節。

作為本發明的進一步改進，所述第一指關節上設有第一安裝槽及位于第一安裝槽兩側的第一排線孔，第二指關節上設有第二安裝槽及位于第二指關節兩側的第二排線孔，所述第一安裝槽和/或第二安裝槽用于固定安裝柔性傳感器。