[發明專利]一種用于手腕運動感知采集的裝置

在審

• 申請號: 202211023100.7
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115393569A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 胡躍輝;熊軍;姚志勇;郭玉芳;胡穎昭;尹家龍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06V10/147
• 分類號: G06V10/147;G06V40/20
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本發明揭示了一種用于手腕運動感知采集的裝置，裝置設有殼體，殼體設有面板和背板，所述殼體內設有感應區，所述感應器包括背板上的透光板、透光板上方的鏡頭組、以及鏡頭組上方的二維矩陣光電傳感器，所述殼體內鏡頭筒的側面設有脈沖時序光源，所述脈沖時序光源與感應區之間設有透鏡組，所述脈沖時序光源發出的光源經透鏡組射出透明板。本發明適用于運動情況下的手腕運動感知采集，此裝置利用二維矩陣光電傳感器作為信息采集器，采用折疊光路，大大降低了裝置的高度，可裝配到腕表內部。

技術領域

本發明涉及手勢識別領域，尤其涉及一種用于手腕運動感知采集的裝置。

背景技術

手勢識別作為一種直觀、快捷、方便的人機交互方式有助于解決諸多技術挑戰，如控制假肢、機器人操作、計算機輸入等。使用手勢識別的概念，可以將手指指向計算機屏幕，使得光標將相應地移動。這可能使常規輸入設備(如鼠標，鍵盤甚至觸摸屏)變得冗余。越來越多的電子設備都在使用手勢識別功能。顧名思義，手勢識別旨在識別人類的物理運動或“手勢”。例如，在設備前面以特定模式動動手指可能會告訴它啟動特定的應用程序，諸如此類的手勢識別經常出現在智能手機和平板電腦中。手勢識別也打開了通向輸入可能性的全新世界的大門。用戶可以嘗試其他基于手勢的輸入形式，而不是僅限于傳統的輸入形式，有些設備甚至允許用戶設置自己的手勢。除智能手機和平板電腦外，手勢識別還可用于汽車信息娛樂中心、視頻游戲控制臺、人機界面等。最重要的是，此技術正變得越來越流行，并且沒有任何跡象表明它會很快放慢速度。

傳統的基于接觸式傳感器的手勢識別，例如基于使用多個傳感器的數據手套、加速度計等技術，此類裝置需要緊貼皮膚，用戶佩戴體驗較差，且不適用于測量運動信號。另外還有一類光電管式，雖然采用非接觸式解決了上述問題，但用于測量手腕處的運動信號時會由于手勢動作導致傳感器偏離預計的測量區域，引起位置失配，從而影響手勢識別的準確率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是實現一種采用二維矩陣光電傳感器來代替光電管式傳感器，通過二維矩陣光電傳感器所捕獲的圖像進行運動匹配，從而對運動所引起的位移偏差進行補償的用于手腕運動感知采集裝置，大大提升了實際運動情況下的手勢識別率。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種用于手腕運動感知采集的裝置，裝置設有殼體，殼體設有面板和背板，所述殼體內設有感應區，所述感應器包括背板上的透光板、透光板上方的鏡頭組、以及鏡頭組上方的二維矩陣光電傳感器，所述殼體內鏡頭筒的側面設有脈沖時序光源，所述脈沖時序光源與感應區之間設有透鏡組，所述脈沖時序光源發出的光源經透鏡組射出透明板。

所述脈沖時序光源和透鏡組設有兩組，對稱設置在感應區的兩側，兩個所述脈沖時序光源的波長不相同。

所述脈沖時序光源和透鏡組設有四組，以感應區為基準中心對稱的方式設置在感應區的四周，四個所述脈沖時序光源的波長不相同。

所述透明板用于接觸用戶手腕，用于獲取腕背側的運動信號，每個所述脈沖時序光源射出光源與透明板的角度相同，且射出角度接近與透明板平行。

每個所述脈沖時序光源射出光源與透明板的角度為θ，所述θ為8-12度。

所述殼體內的邊緣設有固定PCB電路板的底座，所述脈沖時序光源固定在PCB電路板上，所述殼體內設有支撐鏡頭筒和透鏡組的支架，所述透光板和鏡頭筒之間設有供光源射出的間隙或透明填充材料。

所述感應區在殼體的中心位置，所述二維矩陣光電傳感器通過機背固定在面板上。

所述殼體的面板和背板之間通過側板連接構成扁平的密封結構，所述殼體的側面設有用于固定在用戶手腕上的腕帶。

所述殼體內固定有電源和處理芯片，所述電源為所有器件供電，所述二維矩陣光電傳感器連接并輸出所獲取腕部運動分析與檢測的連續序列圖像信號至處理芯片。