[發(fā)明專利]一種基于靜脈識(shí)別的智能交互方法及子母環(huán)智能交互設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011384250.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN112163863B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙國(guó)棟;路曉堅(jiān);李學(xué)雙;張烜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京圣點(diǎn)云信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q20/40
• 分類號(hào): G06Q20/40;G06F3/0488;G06K9/00;H04W4/02;H04W4/80
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 樂俊

1.一種基于靜脈識(shí)別的智能交互方法，其特征在于：所述智能交互方法包括：

1）將母環(huán)佩戴于用戶手腕上，子環(huán)佩戴于用戶手指上，母環(huán)與子環(huán)之間通過藍(lán)牙通信共同構(gòu)成空間定位；母環(huán)上的靜脈識(shí)別單元拍攝當(dāng)前用戶佩戴位置的靜脈圖像并進(jìn)行身份識(shí)別；

2）實(shí)時(shí)獲取母環(huán)和子環(huán)的位置信息，子環(huán)將自身的位置信息發(fā)送給母環(huán)，母環(huán)根據(jù)自身的位置信息和子環(huán)的位置信息實(shí)時(shí)地判斷母環(huán)和子環(huán)在空間內(nèi)的相對(duì)位置，當(dāng)子環(huán)在空間內(nèi)開始移動(dòng)時(shí)，母環(huán)根據(jù)子環(huán)的移動(dòng)和自身的位置變化對(duì)子環(huán)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷，給出子環(huán)在空間內(nèi)的位置改變；所述子環(huán)在空間內(nèi)的位置改變是包括沿虛擬屏幕方向上的改變和垂直虛擬屏幕方向上的改變，當(dāng)子環(huán)與母環(huán)以相對(duì)較小的速度差沿虛擬屏幕方向移動(dòng)且兩者之間相對(duì)距離大于設(shè)定閾值時(shí)，則判定為虛擬屏幕顯示內(nèi)容移動(dòng)；當(dāng)子環(huán)移動(dòng)速度較快且母環(huán)移動(dòng)速度較慢時(shí)，代表子環(huán)在當(dāng)前虛擬屏幕范圍內(nèi)進(jìn)行操作；

所述母環(huán)實(shí)時(shí)比對(duì)子環(huán)在垂直虛擬屏幕方向上的移動(dòng)變化，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)手指觸控操作的監(jiān)控，所述垂直虛擬屏幕方向上的移動(dòng)變化代表用戶對(duì)虛擬屏幕垂直方向上的點(diǎn)觸，用戶在進(jìn)行點(diǎn)觸操作時(shí)，子環(huán)與母環(huán)之間縱向投影距離被拉長(zhǎng)，且母環(huán)未發(fā)生明顯偏移；

判斷母環(huán)和子環(huán)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行同方向動(dòng)態(tài)矢量消減，具體步驟是：

2.1）分別檢測(cè)對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上母環(huán)和子環(huán)各自的運(yùn)動(dòng)矢量變化；

2.2）判斷當(dāng)前母環(huán)和子環(huán)可能使用的功能；

2.3）對(duì)母環(huán)和子環(huán)各自的未知變化信息進(jìn)行簡(jiǎn)單濾波，消除異常干擾；

2.4）對(duì)母環(huán)和子環(huán)運(yùn)動(dòng)方向上的動(dòng)態(tài)矢量進(jìn)行投影，然后沿矢量方向數(shù)值相減；

2.5）進(jìn)行矢量消減后，子環(huán)和母環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都會(huì)被確定下來；

當(dāng)子環(huán)和母環(huán)未進(jìn)行同向運(yùn)動(dòng)時(shí)則認(rèn)為母環(huán)和子環(huán)正在進(jìn)行當(dāng)前視野內(nèi)的屏幕交互，此時(shí)主要檢測(cè)手指垂直屏幕方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，并對(duì)于其他方向上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行遏制；

將運(yùn)動(dòng)方向上的動(dòng)態(tài)變化當(dāng)做期望運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，把其他方向上的運(yùn)動(dòng)變化當(dāng)做噪聲，進(jìn)行卡爾曼濾波，濾波的規(guī)則為：

其中：

和 分別為時(shí)刻與時(shí)刻的后驗(yàn)狀態(tài)估計(jì)，是濾波結(jié)果之一，即更新后的結(jié)果，也叫最優(yōu)估計(jì)；

表示時(shí)刻的先驗(yàn)狀態(tài)估計(jì)，及根據(jù)時(shí)刻的最優(yōu)估計(jì)預(yù)測(cè)時(shí)刻的狀態(tài)；

代表系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，代表系統(tǒng)控制矩陣，代表被控系統(tǒng)；

代表系統(tǒng)過程協(xié)方差，表示狀態(tài)矩陣與實(shí)際過程之間的誤差；

和分別為時(shí)刻與時(shí)刻的后驗(yàn)估計(jì)協(xié)方差，為濾波結(jié)果之一；

為時(shí)刻的先驗(yàn)估計(jì)協(xié)方差；

代表時(shí)刻狀態(tài)變量到觀測(cè)量之間的轉(zhuǎn)換矩陣；

代表時(shí)刻的實(shí)際測(cè)量值，為濾波輸入；

為卡爾曼增益；

代表測(cè)量噪聲協(xié)方差；

為單位矩陣；

代表系統(tǒng)觀測(cè)過程中的采樣時(shí)刻，取值為大于零的自然數(shù)；

經(jīng)過卡爾曼濾波后，母環(huán)和子環(huán)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化更加能反應(yīng)其實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化；

3）根據(jù)母環(huán)和子環(huán)的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間虛擬屏幕或智能設(shè)備的操控。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于靜脈識(shí)別的智能交互方法，其特征在于：步驟2）中采用陀螺儀實(shí)時(shí)獲取母環(huán)和子環(huán)的位置信息，母環(huán)根據(jù)自身的位置信息和子環(huán)的位置信息實(shí)時(shí)地判斷母環(huán)和子環(huán)的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于靜脈識(shí)別的智能交互方法，其特征在于：步驟3）中根據(jù)母環(huán)和子環(huán)的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間虛擬屏幕或智能設(shè)備的操控的具體方法是：

當(dāng)子環(huán)與母環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化相差較大，且子環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大于母環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化則認(rèn)為母環(huán)和子環(huán)在當(dāng)前視野范圍內(nèi)進(jìn)行操控，此時(shí)主要檢測(cè)子環(huán)在垂直于空間虛擬屏幕方向上的運(yùn)動(dòng)，平行于虛擬屏幕方向上的動(dòng)態(tài)變化應(yīng)當(dāng)被遏制；

當(dāng)子環(huán)與母環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化相差較小，但各自運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化較大時(shí)，說明用戶正在挪動(dòng)屏幕，此時(shí)應(yīng)當(dāng)檢測(cè)平行于虛擬屏幕方向上的母環(huán)和子環(huán)共同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，遏制垂直于虛擬屏幕方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。