腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法
2023-10-16 23:26:14 1
腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法
【專利摘要】本發明公開一種腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法，所述手勢識別系統可包括：多個壓力傳感器，設置在腕帶上的預定位置，以用於檢測用戶做出手勢時所述腕帶所受的壓力值；加速度傳感器，設置於所述可攜式終端的主體內，以用於檢測所述可攜式終端的坐標值；角速度傳感器，設置於所述主體內，以用於檢測所述可攜式終端的轉動角；控制單元，設置於所述主體內，根據所述加速度傳感器、所述角速度傳感器中的至少一個以及所述多個壓力傳感器的檢測值，判斷用戶做出的手勢，並控制所述可攜式終端執行與手勢相應的操作。
【專利說明】腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種腕帶型可攜式終端，尤其涉及一種能夠識別用戶做出的手勢而執行相應的操作的腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法。
【背景技術】
[0002]最近，隨著智能化作業系統的發展，賦予了腕帶型可攜式終端更多的功能。因此，大部分的腕帶型可攜式終端除了擁有撥打電話，發送簡訊的基本功能之外，還具有多媒體播放、網絡瀏覽、拍照攝像以及醫療檢查等功能。
[0003]對於腕帶型可攜式終端的輸入方式而言，除了以往的實體按鍵之外，通過柔性觸控顯示屏等的使用，還可以通過顯示屏直接輸入用戶指令。
[0004]但是，由於腕帶型可攜式終端的體積有限，因此無論是實體按鍵還是虛擬按鍵，尺寸都不可能做的很大，使用的難度增大，非常不方便。
[0005]對此，目前市場上也有MO腕帶之類的手勢控制臂環，通過探測用戶的肌肉產生的電活動並將其轉換成操作命令，藉助軟體以無線網絡的方式傳送給電子設備。
[0006]但是，目前的MO腕帶只有佩戴於上臂時，才可以保證操作靈敏度，而且還需要人手具有明顯劇烈的動作，因此還無法將這樣的MYO腕帶應用到腕帶型可攜式終端。
【發明內容】
[0007]本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種能夠識別用戶做出的手勢而執行相應的操作的腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法
[0008]為了達到目的，根據本發明的一方面，提供一種腕帶型可攜式終端的手勢識別系統，包括:多個壓力傳感器，設置在腕帶上的預定位置，以用於檢測用戶做出手勢時所述腕帶所受的壓力值；加速度傳感器，設置於所述可攜式終端的主體內，以用於檢測所述可攜式終端的坐標值；角速度傳感器，設置於所述主體內，以用於檢測所述可攜式終端的轉動角；控制單元，設置於所述主體內，根據所述加速度傳感器、所述角速度傳感器中的至少一個以及所述多個壓力傳感器的檢測值，判斷用戶做出的手勢，並控制所述可攜式終端執行與手勢相應的操作。
[0009]優選地，所述控制單元可以將檢測出的所述壓力值利用以下數學式轉換為壓差相
對量，
[0010]PK=ANK/WK
[0011]其中，Pk為所述壓差相對量，Λ Nk為第K個壓力傳感器的預定時間間隔的壓力差值，Wk為第K個壓力傳感器的檢測範圍，且K為大於等於I的整數。
[0012]優選地，本發明還可以包括自適應單元，用以調整所述腕帶與用戶手腕之間的相對的位置關係。
[0013]優選地，所述自適應單元可以包括:設置在所述主體的一側的氣泵；設置於所述腕帶上的氣囊；設置在所述腕帶上的預定位置的多個壓力傳感器。[0014]優選地,本發明還可以包括存儲單元,用以存儲手勢映射表,該手勢映射表包含坐標相對值、轉動角中的至少一個以及所述壓差相對量與用戶手勢和所述可攜式終端的操作指令之間的對應關係。
[0015]優選地，本發明還可以包括提醒單元，針對用戶做出的手勢以及所述可攜式終端的設置狀態給予用戶各種提醒。
[0016]優選地，所述控制單元還可以包括類似度判斷單元，用於判斷出所檢測的壓力值或壓差相對量中符合相應手勢的基準值的壓力值或壓差相對量所佔的比率。
[0017]優選地，所述控制單元還可以包括自定義單元，用以根據用戶的習慣設定與操作指令對應的手勢。
[0018]為了達到目的，根據本發明的另一方面，提供一種腕帶型可攜式終端的手勢識別方法，包括如下步驟:a、檢測腕帶的多個部位的壓力值以及腕帶終端的坐標值、轉動角中的一個以上；b、根據所檢測出的所述壓力值以及坐標值、轉動角中的一個以上，判斷用戶做出的手勢。
[0019]優選地，還可以包括步驟:將檢測出的所述壓力值利用以下數學式轉換為壓差相
對量，
[0020]Pk= Δ NK/ffK
[0021]其中，Pk為所述壓差相對量，Λ Nk為第K個壓力傳感器的預定時間內的壓力差值，Wk為該第K個壓力傳感器的檢測範圍，且K為大於等於I的整數。
[0022]優選地，在所述a步驟之前還可以包括用於調整腕帶終端與用戶手腕之間的相對位置的自適應步驟。
[0023]優選地，所述自適應步驟還可以包括如下步驟:利用氣泵對腕帶上的氣囊進行充氣；檢測腕帶上的預定部位的壓力值；將檢測出的壓力值與標準值進行比較；根據比較結果，當壓力值與標準值不同時，通過氣泵調整氣囊的氣體量，以使所述壓力值與標準值相同。
[0024]優選地，所述通過氣泵調整氣囊的氣體量的步驟中，當壓力值大於標準值時，可通過氣泵從氣囊中抽出部分氣體，直到預定部位上的壓力值與標準值相同為止；當壓力值小於標準值時，可通過氣泵繼續給氣囊充氣，直到預定部位上的壓力值與標準值相同為止。
[0025]優選地，所述檢測腕帶上的預定部位的壓力值的步驟之後還可以包括步驟:判斷所檢測到的所述壓力值中是否存在異常的壓力值；若存在異常的壓力值，則提醒用戶調整終端的佩戴位置。
[0026]優選地，在所述b步驟中，可基於手勢映射表判斷用戶做出的手勢，該手勢映射表包含坐標相對值、轉動角中的至少一個以及所述壓差相對量與用戶手勢和所述可攜式終端的操作指令之間的對應關係。
[0027]優選地，在利用所述壓力值或壓差相對量判斷用戶做出的手勢時，若所檢測的壓力值或壓差相對量中符合相應手勢的基準值的壓力值或壓差相對量所佔的比率達到預定值以上，則可以判斷為用戶做出了相應手勢。
[0028]根據本發明提供的腕帶型可攜式終端的手勢識別系統及其方法，用戶可以單手控制可攜式終端的各種操作，由此能夠提高腕帶型可攜式終端的操控性。【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為根據本發明的腕帶型可攜式終端的簡要示意圖。
[0030]圖2為根據本發明的腕帶型可攜式終端的模塊圖。
[0031]圖3為示出根據本發明的腕帶型可攜式終端的壓力傳感器的布置示例的簡要示意圖。
[0032]圖4為根據本發明的腕帶型可攜式終端的手勢識別方法的流程圖。
【具體實施方式】 [0033]以下，參照附圖對於本發明的優選實施例的腕帶型可攜式終端進行詳細的說明。
[0034]圖1為根據本發明的腕帶型可攜式終端的簡要示意圖。圖2為根據本發明的腕帶型可攜式終端的模塊圖。
[0035]由圖可知，從外觀上來看，根據本發明的腕帶型可攜式終端(以下，簡稱為腕帶終端)大致上包括主體100以及通過連接部112與該主體100相連的腕帶110。
[0036]主體100可包括顯示單元102、通信單元(未圖示)以及設置在預定位置的多個實體按鍵(未圖示)。而且，主體100的預定位置還可以設置有攝像頭以及揚聲器等。
[0037]優選地，所述顯示單元102可採用柔性顯示屏，以增加腕帶終端與用戶手腕之間的緊密性。該顯示單元102可以顯示各種用戶界面，例如，系統時間、短消息、網頁內容等。用戶可通過觸摸方式或者利用實體按鍵來輸入用戶指令，以對顯示單元102所顯示的內容進行操作。
[0038]通信單元(未圖示)可包括無線通信天線、藍牙模塊等，從而能夠與外部設備收發信號。
[0039]為了提高用戶輸入指令的效率，便於操作，根據本發明的腕帶終端的手勢識別系統可包括感測單元以及控制單元200。其中，感測單元可包括設置在主體100以及腕帶110的預定部位上的多個壓力傳感器120、設置在主體100內部的加速度傳感器130和角速度傳感器140。其中，角速度傳感器140可以是陀螺儀。
[0040]而且，所述多個壓力傳感器120設置在用戶做出各種手勢時肌肉運動最為激烈的位置。例如，用戶的每一根手指運動時，會引起手腕(即，佩戴腕帶終端的部分)上的不同位置的肌肉產生運動。通過將壓力傳感器120設置在這些部位，可以根據壓力值來大致判斷出是哪些手指做出了動作。
[0041]圖3為示出根據本發明的腕帶型可攜式終端的壓力傳感器的布置示例的簡要示意圖。
[0042]由圖3可知，多個壓力傳感器(MpM2…、Mn)被布置於腕帶110上的各個預定位置，以用於檢測用戶的肌肉運動引起的所述腕帶110所受的壓力值。
[0043]具體而言，當用戶的手指或手腕進行各種活動的時候，手腕和小手臂部分的肌肉將發生相應的運動，該肌肉運動導致腕帶Iio或主體100背面上的各個壓力傳感器(MpM2…、Mn)的壓力值發生變化，且各個部位上的壓力傳感器(Mp M2…、Mn)檢測到的壓力值將不同。即，各個壓力傳感器(Mp M2…、Mn)所檢測的壓力值的變化將對應於用戶的手指或手腕的肌肉活動，即手勢。
[0044]假設各個設壓力傳感器(M1J2…、Mn)所檢測到的壓力向量分別為(N1A2…、Nn)，當用戶的手指或手腕運動時，多個壓力傳感器(Mp M2…、Mn)中的一部分壓力傳感器檢測到的壓力值將發生變化。
[0045]
【權利要求】
1.一種腕帶型可攜式終端的手勢識別系統，其特徵在於，包括: 多個壓力傳感器，設置在腕帶上的預定位置，以用於檢測用戶做出手勢時所述腕帶所受的壓力值； 加速度傳感器，設置於所述可攜式終端的主體內，以用於檢測所述可攜式終端的坐標值； 角速度傳感器，設置於所述主體內，以用於檢測所述可攜式終端的轉動角； 控制單元，設置於所述主體內，根據所述加速度傳感器、所述角速度傳感器中的至少一個以及所述多個壓力傳感器的檢測值，判斷用戶做出的手勢，並控制所述可攜式終端執行與手勢相應的操作。
2.根據權利要求1所述的手勢識別系統，其特徵在於，所述控制單元將檢測出的所述壓力值利用以下數學式轉換為壓差相對量，
Pk= Δ NK/ffK 其中，Pk為所述壓差相對量，Λ Nk為第K個壓力傳感器的預定時間間隔的壓力差值，Wk為第K個壓力傳感器的檢測範圍，且K為大於等於I的整數。
3.根據權利要求1所述的手勢識別系統，其特徵在於，還包括自適應單元，用以調整所述腕帶與用戶手腕之間的相對的位置關係。
4.根據權利要求3所述的手勢識別系統，其特徵在於，所述自適應單元包括: 設置在所述主體的一側的氣泵； 設置於所述腕帶上的氣囊； 設置在所述腕帶上的預定位置的多個壓力傳感器。
5.根據權利要求2所述的手勢識別系統，其特徵在於，還包括存儲單元，用以存儲手勢映射表，該手勢映射表包含坐標相對值、轉動角中的至少一個以及所述壓差相對量與用戶手勢和所述可攜式終端的操作指令之間的對應關係。
6.根據權利要求1至4中的任一項所述的手勢識別系統，其特徵在於，還包括提醒單元，針對用戶做出的手勢以及所述可攜式終端的設置狀態給予用戶各種提醒。
7.根據權利要求2所述的手勢識別系統，其特徵在於，所述控制單元還包括類似度判斷單元，用於判斷出所檢測的壓力值或壓差相對量中符合相應手勢的基準值的壓力值或壓差相對量所佔的比率。
8.根據權利要求1所述的手勢識別系統，其特徵在於，所述控制單元還包括自定義單元，用以根據用戶的習慣設定與操作指令對應的手勢。
9.一種腕帶型可攜式終端的手勢識別方法，其特徵在於，包括如下步驟: a、檢測腕帶的多個部位的壓力值以及腕帶終端的坐標值、轉動角中的一個以上； b、根據所檢測出的所述壓力值以及坐標值、轉動角中的一個以上，判斷用戶做出的手勢。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括步驟:將檢測出的所述壓力值利用以下數學式轉換為壓差相對量，
Pk= Δ NK/ffK 其中，Pk為所述壓差相對量，Λ Nk為第K個壓力傳感器的預定時間內的壓力差值，Wk為該第K個壓力傳感器的檢測範圍，且K為大於等於I的整數。
11.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，在所述a步驟之前還包括用於調整腕帶終端與用戶手腕之間的相對位置的自適應步驟。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述自適應步驟還包括如下步驟: 利用氣泵對腕帶上的氣囊進行充氣； 檢測腕帶上的預定部位的壓力值； 將檢測出的壓力值與標準值進行比 較； 根據比較結果，當壓力值與標準值不同時，通過氣泵調整氣囊的氣體量，以使所述壓力值與標準值相同。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述通過氣泵調整氣囊的氣體量的步驟中， 當壓力值大於標準值時，通過氣泵從氣囊中抽出部分氣體，直到預定部位上的壓力值與標準值相同為止； 當壓力值小於標準值時，通過氣泵繼續給氣囊充氣，直到預定部位上的壓力值與標準值相同為止。
14.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述檢測腕帶上的預定部位的壓力值的步驟之後還包括步驟: 判斷所檢測到的所述壓力值中是否存在異常的壓力值； 若存在異常的壓力值，則提醒用戶調整終端的佩戴位置。
15.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，在所述b步驟中，基於手勢映射表判斷用戶做出的手勢，該手勢映射表包含坐標相對值、轉動角中的至少一個以及所述壓差相對量與用戶手勢和所述可攜式終端的操作指令之間的對應關係。
16.根據權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，在利用所述壓力值或壓差相對量判斷用戶做出的手勢時，若所檢測的壓力值或壓差相對量中符合相應手勢的基準值的壓力值或壓差相對量所佔的比率達到預定值以上，則判斷為用戶做出了相應手勢。
【文檔編號】G06F3/01GK103941860SQ201410127693
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】李鵬, 張影 申請人:天津三星通信技術研究有限公司, 三星電子株式會社