[发明专利]一种腕上手势操控系统和方法

权利要求书

1.一种腕上手势操控系统，其特征在于：包括腕表部分(1)和戒指部分(3)，所述腕表部分(1)包括控制主模块(4)和位于手腕部的手势采集模块(5)；所述控制主模块(4)包括三轴加速度模块(14)和倾角模块(15)；所述手势采集模块(5)采集手指的图像；所述控制主模块根据所述手指的图像，得到以手腕原点为坐标原点，指尖(103)的相对位置坐标，确定相对手势识别信息，所述戒指部分(3)包括戒指反馈模块(11)，把对手部动作的反馈信息，传递给手部，所述三轴加速度模块(14)，用来获取手部的运动轨迹；控制主模块(4)通过利用三个坐标方向加速度的二次积分，计算出手腕的位置坐标；所述倾角模块(15)，用于确定手腕的倾斜角；控制主模块(4)根据手腕的倾斜角，计算手心的朝向和/或手指的方向。

2.如权利要求1所述的腕上手势操控系统，其特征在于：所述腕上手势操控系统包括上位机部分(2)，所述上位机部分(2)包括第一无线通讯模块(10)和上位机(9)；控制主模块(4)包括第二无线通讯模块(13)；腕表部分(1)通过第二无线通讯模块(13)和第一无线通讯模块(10)将手势识别信息发送到上位机(9)，实现对上位机(9)的控制。

3.如权利要求1或2所述的腕上手势操控系统，其特征在于：所述腕表部分包括腕带反馈模块(8)；上位机(9)通过腕带反馈模块(8)，把对手部动作的反馈信息，传递给手部。

4.如权利要求1或2所述的腕上手势操控系统，其特征在于：所述戒指反馈模块(11)是震动振子和/或收缩压力环。

5.如权利要求3所述的腕上手势操控系统，其特征在于：所述腕带反馈模块(8)是震动振子和/或收缩压力环。

6.如权利要求1或2所述的腕上手势操控系统，其特征在于：所述腕表部分包括背光LED灯模块(6)，给手势采集模块提供照明。

7.如权利要求1或2所述的腕上手势操控系统，其特征在于：手势采集模块(5)采用分体式结构。

8.如权利要求1或2所述的腕上手势操控系统，其特征在于：控制主模块(4)判断手腕在图像中的位置，然后判断手指根部(102)的位置，循着手指方向向下延伸，自上而下依序识别，识别每一个手指关节，最后确定每个手指指尖(103)的位置坐标。

9.如权利要求1或2所述的腕上手势操控系统，其特征在于：将手势采集模块(5)设于腕表部分(1)的下方边缘处，从与手指握合方向成一定倾斜角的方向拍摄，当手指弯曲时，控制主模块根据拍摄图像中手指呈现出的弯曲程度，采用球面坐标系计算手指到手腕原点的距离坐标r。

10.一种利用腕上手势操控系统操控上位机的腕上手势操控方法，其特征在于：所述腕上手势操控系统包括腕表部分(1)和戒指部分(3)；其中，腕表部分(1)包括控制主模块(4)、三轴加速度模块(14)、倾角模块(15)和位于手腕部的手势采集模块(5)，戒指部分(3)包括戒指反馈模块(11)；所述方法包括手势采集模块(5)采集手指的图像；控制主模块(4)根据所述手指的图像计算指尖(103)位置坐标，进而确定当前手势识别信息，戒指反馈模块(11)把对手部动作的反馈信息，传递给手部，所述三轴加速度模块(14)获取手部的运动轨迹；控制主模块(4)通过利用三个坐标方向加速度的二次积分，计算出手腕的位置坐标；所述倾角模块(15)确定手腕的倾斜角；控制主模块(4)根据手腕的倾斜角，计算手心的朝向和/或手指的方向。

11.如权利要求10所述的腕上手势操控方法，其特征在于：所述腕上手势操控系统包括上位机部分(2)，所述上位机部分(2)包括上位机(9)；腕表部分(1)通过无线通讯将手势识别信息发送到上位机(9)，实现对上位机(9)的控制。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于：所述方法包括判断手腕在图像中的位置，然后判断手指根部(102)的位置，循着手指方向向下延伸，自上而下依序识别，识别每一个手指关节，最后确定每个手指指尖(103)的位置坐标。

13.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于：所述方法包括利用设于腕表部分(1)的下方边缘处的手势采集模块(5)，从与手指握合方向成一定倾斜角的方向采集，当手指弯曲时，根据采集图像中手指呈现出的弯曲程度，采用球面坐标系计算手指到手腕原点的距离坐标r。