[发明专利]一种通过腕部震动识别的手腕可穿戴系统

说明书

本发明是一种通过腕部震动识别的手腕可穿戴系统。本发明涉及物联网、可穿戴设备、输入设备技术领域，本发明包括手腕键盘、数据采集模块和分类器模块，所述数据采集模块采集手腕键盘数据信息，并对信息进行处理，所述数据采集模块将处理后的信息传输至分类器模块，所述分类器模块对数据信息进行特征提取和分类输出；本发明可以通过在手腕处的压电陶瓷震动传感器识别不同手指在不同位置的敲击，用户无需复杂的学习可以像使用键盘一样进行输入，同时因为其感应的是手指和手的相对位置它摆脱了对桌面位置的依赖可以任意的进行移动适应性和舒适性很强。

技术领域

本发明涉及物联网、可穿戴设备、输入设备技术领域，是一种通过腕部震动识别的手腕可穿戴系统。

背景技术

随着越来越多高性能的智能可穿戴设备的出现，可应用的环境和场合在逐渐增多的同时，对人机交互的要求也越来越复杂。但是由于物联网可穿戴设备的要求是轻便方便，如智能手表等设备的交互界面都较为狭小，一方面是成本考虑一方面是方便性和美观性考虑。这导致我们日常工作中常用的输入设备，例如键盘等不能在这些设备上具有良好的体验，在这种需求下有很多的技术被提出来解决物联网背景下的输入问题。

最常见的是基于语音输入的技术，但是会造成严重的隐私泄露，并且该技术非常容易受到背景噪声的干扰，同时也会带来较多噪声；近年来有大量的手势跟踪和手写识别的技术被提出，如和可以达到毫米级的精准跟踪，但是这一类的技术都只能满足用户的手写识别，和键盘等常用的输入手段相比其输入效率很低，并且便捷性也很差，此外该技术还会带来很大的能源消耗，在对重量敏感的可穿戴设备方面这是一个很大的缺点。

因而一些键入的输入方案也有被提出，其中一类典型的工作是通过识别桌面的敲击震动来进行传感，但是这些方案要么需要增加一个设备用于监听桌面的声音或者震动，要么需要集成到手机电脑等设备中，这种情况下，不论是增加的设备还是手机和键盘的相对位置是固定的，不能很方便的移动，这无疑在舒适性和便捷性上大打折扣，并且额外的设备会带来更高的成本这也是一个很大的问题；另一类工作将身体作为输入设备实现键入，通过对皮肤震动的传感来进行识别和输入，但是这种技术显然不适合持久的输入，多次在身体上敲击是很不舒适的行为，不适用于长时间的输入。

本专利可以通过在手腕处的压电陶瓷震动传感器识别不同手指在不同位置的敲击，用户无需复杂的学习可以像使用键盘一样进行输入，同时因为其感应的是手指和手的相对位置它摆脱了对桌面位置的依赖可以任意的进行移动适应性和舒适性很强，可以实现长时间的输入需求，并且由于压电陶瓷是无源器件，没有维持传感器的电量消耗其功耗非常低可以很容易的集成在智能手环和智能手表中。

发明内容

本发明针对多次在身体上敲击是很不舒适的行为，不适用于长时间的输入，本发明通过在手腕处的压电陶瓷震动传感器识别不同手指在不同位置的敲击，用户无需复杂的学习可以像使用键盘一样进行输入。

本发明提供了一种通过腕部震动识别的手腕可穿戴系统，本发明提供了以下技术方案：

一种通过腕部震动识别的手腕可穿戴系统，所述系统包括手腕键盘、数据采集模块和分类器模块，所述数据采集模块采集手腕键盘数据信息，并对信息进行处理，所述数据采集模块将处理后的信息传输至分类器模块，所述分类器模块对数据信息进行特征提取和分类输出；

所述手腕键盘包括：压电陶瓷、固定带和处理器，通过固定带将压电陶瓷固定在手腕处，所述压电陶瓷采集手腕震动信号，并传输至处理器。

优选地，采用各频率分量、功率谱、强度的信息提取为特征值，并代入多种经典的分类器模型中进行训练，采用10折交叉认证的方式验证各个分类器的性能，并用分类器训练结果作为权值，加权各个分类器得到组合分类器，最终手指在任何平面的敲击产生振动信号，经由收集、处理和分析得到分类结果即为按键输出。