[发明专利]一种柔性穿戴式手部动作姿态识别系统、方法及传感器

说明书

本发明涉及一种柔性穿戴式手部动作姿态识别系统、方法及传感器，属于传感技术及机器人控制技术领域。手部动作姿态识别系统包括动作姿态识别用的上位机，穿戴于被监测对象上的手套，RFID读写模块，及布设在手套上的无线无芯片传感组件；无线无芯片传感组件包括布设在指节套部内的柔性应变传感器，及连接引线与柔性应变传感器并联的RFID标签模块；指节套部至少用于套装在手指上位于两个指关节之间的指节外；在同一手套上，任意两个柔性应变传感器之间的阻值之差大于预设值。以基于柔性传感组件的结构改进而有效地简化手套上传感器的结构，而能实现无线无芯片传感检测，减少传输布线，可广泛应用于机器人控制及无线无芯片检测等技术领域。

技术领域

本发明涉及手部动作姿态识别技术领域，具体地说，涉及一种柔性穿戴式手部动作姿态识别系统、手部动作姿态识别方法及用于构建该手部动作姿态识别系统的柔性拉伸传感器。

背景技术

随着可穿戴技术的发展，尤其是柔性可拉伸传感器在可穿戴技术中的应用，为人体运动姿态检测领域提供了新的解决技术方案。柔性可拉伸传感器作为一种检测装置，其可将外界的物理形变量转化为电信号量并输出，其电子皮肤、健康监测、柔性显示屏和运动娱乐以及探测传感等领域具有很好的应用前景。

在公开号为CN109793295A的专利文献中公开了一种智能手套，其通过在手套本体表面布设柔性导电片，任意两柔性导电片之间不相连且在导电回路中相互形成断路接口，在手指活动使任意两柔性导电片接触时，则该两柔性导电片导电回路中形成通路，从而实现对手指的弯曲姿态进行识别，其不仅结构复杂，还存在较多的信号传输布线。

为了解决上述问题，通常会使用RFID传感器进行构建检测传感器，但是其仍存在需要布设多个检测芯片与无线电能传输的线圈模块，导致整个结构较为复杂，且难以实际应用；此外，其主要用于解决硬表面环境中的检测方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于穿戴式柔性传感组件的手部动作姿态识别方法，以基于柔性传感组件的结构改进而有效地简化手套上的检测传感器的结构，而能实现无线无芯片传感检测，有效地减少信号传输布线；

本发明的另一目的是提供一种基于穿戴式柔性传感组件的手部动作姿态识别系统，以基于柔性传感组件的结构改进而有效地简化手套上的检测传感器的结构，而能实现无线无芯片传感检测，有效地减少信号传输布线；

本发明的再一目的是提供一种可用于构建上述手部动作姿态识别系统的应变传感组件。

为了实现上述主要目的，本发明提供的手部动作姿态识别方法包括以下步骤：

发射步骤，向布设在手套上的无线无芯片柔性传感组件发送问询射频信号；传感组件包括布设在手套的每个指节套部内的柔性应变传感器，及连接引线与柔性应变传感器并联的RFID标签模块；布设有传感组件的指节套部至少用于套装在手指上位于两指关节之间的指节外；在同一手套上，任意两个柔性应变传感器的阻值之差大于预设值；

接收步骤，接收由天线所反馈的射频信号；

识别步骤，基于所接收到的射频信号，利用已训练好的手部动作姿态识别网络模型输出手部动作姿态识别结果。

由于采用在RFID的天线上并联电阻随其形变状态变化的应变片，以构建对手指指节的弯曲/伸直状态进行检测无线无芯片传感器，从而可减少相关信号传输线路布线、无线取电线圈及控制芯片等复杂结构，从而有效地简化手套上的检测传感器的结构。