[发明专利]一种基于手指开关的人机交互系统及其交互方法

说明书

一种基于手指开关的人机交互系统，包括信号采集模块1、交互界面2、信号检测单元3、主控制单元4、控制模块5；该信号采集模块1的输出端口与信号检测单元3的输入端口相连；该信号检测单元3的输出端口与所述主控制单元4的输入端口相连；所述主控单元4的控制端口与所述控制模块5的输入端口相连；所述主控单元4的交互端口与所述交互界面2相连；所述控制模块5用于驱动执行模块工作。采用手指开关信号采集模块，被试者长时间面对虚拟按键闪烁界面进行实验时，不会感到疲乏，进而不会影响手指开关信号识别的准确率。

技术领域

本发明涉及人机交互领域，具体涉及一种基于手指开关的人机交互系统及其工作方法。

背景技术

近年来，我国人口老龄化的问题日益凸显，医疗行业得到了快速的发展，如何通过人机交互的方式来实现医院病人的日常活动成为了近来的热点之一。本文针对瘫痪、残疾等行动不便的病人，提出了一种基于开关手指的人机交互系统。经测试，病人可以进行字符拼写、以及对护理床、电视、空调进行选择控制。

传统的人机交互控制系统是面向正常人的，结合语音识别、手势识别等人机接口技术，其应用已经非常成熟了。然而对于医院中那些基本运动功能丧失的病人，传统的人机交互控制系统并不适用。

随着智慧医疗行业的发展，根据病人的需要，延伸出了利用多种方式来实现家电控制、字符拼写等。其中一种新的人机交互的方式是利用人体生物电的方式，人体生物电主要包括脑电(EEG，Electronecephalogram)、心电(ECG，Electrocardiogram)、肌电(ECM，Electromyography)、眼电(EOG,Electrooculography)等。

其中脑电的电信号十分微弱，容易受噪声干扰，需要复杂的前端采集设备来进行采集，采集设备成本高昂，不具有实用性。眼电需要被试者不断地眨眼，时间一长，给被试者带来了巨大的体力消耗，人眼容易疲乏，可能产生不自主的眨眼或者眨眼的反应时间发生变化，最终降低识别的准确率。例如公开号为CN106708273A的中国发明专利，于2017年2月21日申请的一种基于EOG的开关装置及开关键实现方法，该方法所述ON/OFF键之间闪亮的间隔为600ms，且为一次检测，人眼需要不断地眨眼且不能出错，这给人的眼睛带来了很大的负担。肌电需要被试者具有运动能力、肌肉组织正常，心电难以受被试者的控制。

手指也可以被用来设计用于人机交互的一种信号接口。相对于人来说，手指执行开关闭合动作比较简单，易于控制，不会产生疲乏感，。氯化银，由于阻抗小，导电性能好，常用来采集人体的生物电。基于此，使用两个手指和氯化银干电极布组合就可以产生稳定的开关信号。

基于以上问题，我们提出了一种基于开关手指的人机交互系统，被试者病人通过人机交互的方式，可以有效地实现字符拼写、护理床以及家电的控制，具有重要的实用价值。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种更加简便、实用的基于开关手指的人机交互系统及其交互方法。

具体为，提出一种基于手指开关的人机交互系统，具体技术方案如下：

一种基于手指开关的人机交互系统，其特征在于：包括信号采集模块1、交互界面2、信号检测单元3、主控制单元4、控制模块5；

该信号采集模块1的输出端口与信号检测单元3的输入端口相连；

该信号检测单元3的输出端口与所述主控制单元4的输入端口相连；

所述主控单元4的控制端口与所述控制模块5的输入端口相连；

所述主控单元4的交互端口与所述交互界面2相连；

所述控制模块5用于驱动执行模块工作。