[发明专利]基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统及方法

权利要求书

1.基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统，其特征在于，它包括以下单元：

数据手套传感器初始值记录单元：采集并记录数据手套中每个传感器的初始值，并将该初始值发送至数据手套传感器标定单元，所述初始值为戴有数据手套的人手在数据手套标定实验范式下每个关节的角度值；

数据手套传感器标定单元：利用初始值和实际角度给定值建立实际角度和初始值之间的映射模型和模型参数，并将该映射模型和模型参数发送至标定后传感器实际值获得单元，所述实际角度给定值为预先设定的；

数据手套传感器抓取姿势采集单元：实时采集并记录数据手套中每个传感器的当前值，并将该当前值发送至标定后传感器实际值获得单元，所述当前值为戴有数据手套的人手在每个抓取任务下每个关节的角度值，所述抓取任务为需要获得的人手抓取姿态；

手腕位置姿态数据采集单元：实时采集位置跟踪仪获得的手腕位置姿态数据，并将该手腕位置姿态数据发送至存储单元，所述手腕位置姿态数据为手腕上戴有位置跟踪仪的人手在每个抓取任务下手腕的位置姿态数据；

标定后传感器实际值获得单元：将数据手套中每个传感器的当前值代入映射模型中，获得标定后传感器实际值，并将该标定后传感器实际值发送至存储单元，所述标定后传感器实际值为戴有数据手套的人手在每个抓取任务下每个关节的实际角度值；

存储单元：将同一抓取任务下的标定后传感器实际值和手腕位置姿态数据作为同一组人手运动功能信息进行存储；

显示单元：实时显示数据手套中每个传感器的初始值、映射模型参数、数据手套中每个传感器的当前值、手腕位置姿态数据和标定后传感器实际值；

所述数据手套标定实验范式包括以下姿态：

姿态一：五个手指伸直，手掌和手指平贴在水平面上；

姿态二：拇指与其余四指之间角度为90度伸直；

姿态三：握拳，并使除拇指外的手指均与掌关节呈90度屈曲；

姿态四：除拇指外四个手指的指间关节均呈90度屈曲；

姿态五：拇指外指节屈曲α度，α＝10、30、50和70；

姿态六：拇指掌指关节屈曲β度，β＝10、30、45和60；

姿态七：手掌和手指伸直并平贴在水平面上，每个相邻的手指间夹角为15度；

姿态八：手掌和手指伸直并平贴在水平面上，每个相邻的手指间夹角为30度。

2.根据权利要求1所述的基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统，其特征在于，所有单元均嵌入在PC机中，数据手套和位置跟踪仪通过串口将所采集的信号发送至PC机中。

3.根据权利要求1所述的基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统，其特征在于，存储单元中标定后传感器实际值和手腕位置姿态数据均被依次存储在text文档中。

4.根据权利要求1所述的基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统，其特征在于，显示单元中，数据手套中每个传感器的初始值分为波形图和实际值文本两个部分进行显示，标定后传感器实际值分为波形图显示和实际值文本显示两个部分进行显示。

5.根据权利要求1所述的基于数据手套和位置跟踪仪的人手运动功能捕捉系统，其特征在于，它还包括：人手运动功能实验范式指示单元，展示实验注意事项和实验流程。