[发明专利]一种用于手腕运动感知采集的装置

说明书

本发明揭示了一种用于手腕运动感知采集的装置，装置设有壳体，壳体设有面板和背板，所述壳体内设有感应区，所述感应器包括背板上的透光板、透光板上方的镜头组、以及镜头组上方的二维矩阵光电传感器，所述壳体内镜头筒的侧面设有脉冲时序光源，所述脉冲时序光源与感应区之间设有透镜组，所述脉冲时序光源发出的光源经透镜组射出透明板。本发明适用于运动情况下的手腕运动感知采集，此装置利用二维矩阵光电传感器作为信息采集器，采用折叠光路，大大降低了装置的高度，可装配到腕表内部。

技术领域

本发明涉及手势识别领域，尤其涉及一种用于手腕运动感知采集的装置。

背景技术

手势识别作为一种直观、快捷、方便的人机交互方式有助于解决诸多技术挑战，如控制假肢、机器人操作、计算机输入等。使用手势识别的概念，可以将手指指向计算机屏幕，使得光标将相应地移动。这可能使常规输入设备(如鼠标，键盘甚至触摸屏)变得冗余。越来越多的电子设备都在使用手势识别功能。顾名思义，手势识别旨在识别人类的物理运动或“手势”。例如，在设备前面以特定模式动动手指可能会告诉它启动特定的应用程序，诸如此类的手势识别经常出现在智能手机和平板电脑中。手势识别也打开了通向输入可能性的全新世界的大门。用户可以尝试其他基于手势的输入形式，而不是仅限于传统的输入形式，有些设备甚至允许用户设置自己的手势。除智能手机和平板电脑外，手势识别还可用于汽车信息娱乐中心、视频游戏控制台、人机界面等。最重要的是，此技术正变得越来越流行，并且没有任何迹象表明它会很快放慢速度。

传统的基于接触式传感器的手势识别，例如基于使用多个传感器的数据手套、加速度计等技术，此类装置需要紧贴皮肤，用户佩戴体验较差，且不适用于测量运动信号。另外还有一类光电管式，虽然采用非接触式解决了上述问题，但用于测量手腕处的运动信号时会由于手势动作导致传感器偏离预计的测量区域，引起位置失配，从而影响手势识别的准确率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种采用二维矩阵光电传感器来代替光电管式传感器，通过二维矩阵光电传感器所捕获的图像进行运动匹配，从而对运动所引起的位移偏差进行补偿的用于手腕运动感知采集装置，大大提升了实际运动情况下的手势识别率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于手腕运动感知采集的装置，装置设有壳体，壳体设有面板和背板，所述壳体内设有感应区，所述感应器包括背板上的透光板、透光板上方的镜头组、以及镜头组上方的二维矩阵光电传感器，所述壳体内镜头筒的侧面设有脉冲时序光源，所述脉冲时序光源与感应区之间设有透镜组，所述脉冲时序光源发出的光源经透镜组射出透明板。

所述脉冲时序光源和透镜组设有两组，对称设置在感应区的两侧，两个所述脉冲时序光源的波长不相同。

所述脉冲时序光源和透镜组设有四组，以感应区为基准中心对称的方式设置在感应区的四周，四个所述脉冲时序光源的波长不相同。

所述透明板用于接触用户手腕，用于获取腕背侧的运动信号，每个所述脉冲时序光源射出光源与透明板的角度相同，且射出角度接近与透明板平行。

每个所述脉冲时序光源射出光源与透明板的角度为θ，所述θ为8-12度。

所述壳体内的边缘设有固定PCB电路板的底座，所述脉冲时序光源固定在PCB电路板上，所述壳体内设有支撑镜头筒和透镜组的支架，所述透光板和镜头筒之间设有供光源射出的间隙或透明填充材料。

所述感应区在壳体的中心位置，所述二维矩阵光电传感器通过机背固定在面板上。

所述壳体的面板和背板之间通过侧板连接构成扁平的密封结构，所述壳体的侧面设有用于固定在用户手腕上的腕带。

所述壳体内固定有电源和处理芯片，所述电源为所有器件供电，所述二维矩阵光电传感器连接并输出所获取腕部运动分析与检测的连续序列图像信号至处理芯片。