一种用于人机交互的运动捕捉手套设备制造技术

技术编号:15464191 阅读:101 留言:0更新日期:2017-06-01 07:54
本实用新型专利技术公开了一种用于人机交互的运动捕捉设备,其特征在于包括:四指指套、传输线和手背装置;其中所述四指指套包括第一指套,第二指套,第三指套和第四指套,所述手背装置为手环形,所述四指指套分别通过一根传输线连接手背装置。本实用新型专利技术所涉及的手套只有五个运动捕捉模块,使得设备的体积,功耗更小,并提升了用户体验。另外,传统手套以有线方式输出,本实用新型专利技术以无线方式输出,既有原始数据又有处理后的数据,给其他高性能的处理终端提供了数据接口,以便进行更灵活的应用,适配性更强,更方便。

A motion capture glove device for human-computer interaction

The utility model discloses a capture device for man-machine interaction, which comprises four finger finger, transmission line and hand device; wherein the four finger finger includes a first finger, second fingers, third fingers and fourth fingers, the hand device for the four finger shaped bracelet, finger connected the device through a transmission line. The gloves involved in the utility model only have five motion capture modules, so that the volume and the power consumption of the equipment are smaller, and the user experience is improved. In addition, the traditional wired gloves to output, the utility model in wireless mode output, both the original data and processed data, provides data processing terminal interface to other high performance, in order to carry out more flexible applications, adaptation of a stronger, more convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种用于人机交互的运动捕捉手套设备
本技术属于三维运动捕捉
,特别涉及一种用于人机交互的动作识别设备。
技术介绍
运动捕捉技术可以以数字的方式记录对象的动作,当前的运动捕捉技术主要包括机械式运动捕捉、电磁式运动捕捉、声学式运动捕捉、光学式运动捕捉及基于惯性传感器的运动捕捉。机械式运动捕捉依靠机械装置来测量运动,机械装置由多个关节和刚性连杆组成,在关节处装有角度传感器以测量关节角度变化,刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆,并安装位移传感器以测量长度的变化。运动捕捉通过将待捕捉的物体与机械装置相连,运动物体带动机械装置运动,从而通过机械装置上的传感器记录下待测物体运动。机械式运动捕捉成本低、标定简单、精度较高并且容易实现实时数据捕捉而不受场地限制。但是机械式运动捕捉方式难以实现对于多自由度的关节运动捕捉,同时由于自身尺寸和重量,对待测物体的运动(特别是剧烈运动)造成比较严重的阻碍和干涉。电磁式运动捕捉一般由发射源、接收器和数据处理单元组成。发射场产生按一定时空分布的电磁场,接收器安装在待测物体的关键位置,接收器跟随待测物体而运动,并将接收到的信号通过有线方式传递给数据处理单元。这种运动捕捉方式不仅能够得到空间位置信息,还能得到方位信息,并且实时性好。但是这种运动捕捉方式对于环境要求严格,附近不能有金属物品,并且有线电缆对物体的运动限制比较大,而且采样频率较低。声学式运动捕捉与电磁式运动捕捉比较类似,由超声发射器、接收器和处理单元组成。它将多个发射器固定在待测物体的各个部位,发射器持续发出超声波,每个接收器通过计算声波从发射器到接收器的时间得出发射器与接收器之间的距离,3个构成三角形的接收器就可以确定发射器的空间位置。声学式运动捕捉成本较低,但是精度差并且要求发射器与接收器之间无遮挡。光学式运动捕捉通常采用一个、二个或多个可见光相机,视场角覆盖待测物体的运动范围。待测物体的关键部位贴上一些特质的反光点或者发光点作为视觉识别和处理的标志。系统标定后,相机连续拍摄物体的运动并把图像序列保存下来进行分析和处理,计算每一个标志点在某一瞬间的空间位置,并从而得到其准确的运动轨迹。光学式运动捕捉的优点是没有机械装置、有线电缆等的限制,允许物体的运动范围较大,但是这种装置价格昂贵,系统的标定比较繁琐,而且当运动和环境比较复杂时,标志容易混淆、遮挡和受干扰,从而产生错误的结果。传统的机械式惯性传感器长期应用于飞机、船舶的导航,随着微机电系统(MEMS)技术的高速发展,微型惯性传感器的技术成熟,近年来,人们开始尝试基于微型惯性传感器的运动捕捉。基本方法是把惯性测量单元(IMU)连接到待测物体上并跟随待测物体一起运动。惯性测量单元通常包括微加速度计(测量加速度信号)以及微陀螺仪(测量角速度信号),通过对加速度信号的二次积分以及陀螺仪信号的积分,可以得到待测物体的位置信息以及方位信息。由于MEMS技术的应用,IMU的尺寸和重量可以做的很小,从而对待测物体的运动影响很小,并且对于场地的要求低,允许的运动范围大,同时系统的成本比较低。该技术的优点是成本低,可靠性高,其缺点是传感器的积分容易产生漂移,并且传感器本身容易受到干扰,因而对系统设计的要求比较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用于人机交互的运动捕捉设备。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种用于人机交互的运动捕捉设备,其特征在于包括:四指指套、传输线和手背装置;其中所述四指指套包括第一指套,第二指套,第三指套和第四指套,所述手背装置为手环形,所述四指指套分别通过一根传输线连接手背装置。所述手背装置内部集成供电模块、采集模块、第五运动捕捉模块、处理芯片和无线收发装置,其中所述第五运动捕捉模块包括三轴MEMS加速度传感器,三轴MEMS角速度传感器和三轴MEMS磁力计。手背装置两端分别设置有固定粘贴片或者按扣。所述每个指套内部分别设置有运动捕捉模块,所述运动捕捉模块都分别包括三轴MEMS加速度传感器和三轴MEMS角速度传感器。四指指套包括:第一指套,包括第一运动捕捉模块,安置食指的第二指节处,以获得食指的运动信息;第二指套,包括第二运动捕捉模块,安置中指的第二指节处,以获得中指的运动信息;第三指套,包括第三运动捕捉模块,安置无名指的第二指节处,以获得无名指的运动信息;第四指套,包括第四运动捕捉模块,安置小指的第二指节处,以获得小指的运动信息。这四个运动捕获包含三轴MEMS加速度传感器和三轴MEMS角速度传感器。手背装置分别与所述第一指套,第二指套,第三指套和第四指套相连。手背装置集成了供电模块、采集模块、第五运动捕捉模块、处理芯片、无线收发装置。电源模块负责对整个设备的供电管理,包括稳压、充放电管理等;采集模块主要用于五个运动捕捉模块的信息收集,可采用SPI/IIC等总线接口;第五运动捕捉模块用于获得手掌/手背的运动信息,该运动捕捉模块包括三轴MEMS加速度传感器,三轴MEMS角速度传感器和三轴MEMS磁力计;处理芯片对四节手指和手背的传感器数据进行处理,对所述的加速度信号进行二次积分生成位移信息,对角速度信号进行积分生成方位信息,并根据生物力学约束及与外界的接触约束,对所述的方位信息及位移信息进行修正,既可以获得手的运动姿态;无线收发装置通过BLE/WIFI等方式,可将传感器原始数据、经处理芯片处理过的手势数据和手势识别结果发送给其他处理终端,例如PC、手机等。本技术的有益之处在于:基于惯性传感器的运动捕捉手套通常为五指手套,并且在每个手指指节上都安装传感器,节点太多,大大降低了用户体验。本技术所涉及的手套只有五个运动捕捉模块,使得设备的体积,功耗更小,并提升了用户体验。另外,传统手套以有线方式输出,本专利技术以无线方式输出,既有原始数据又有处理后的数据,给其他高性能的处理终端提供了数据接口,以便进行更灵活的应用,适配性更强,更方便。附图说明图1为实施例提供的用于人机交互的运动捕捉手套100。图2为实施例提供的运动捕捉手套100的结构示意图。图3为实施例提供的用虚拟现实系统。具体实施方式为使本技术实施的技术方案表述的更加清楚下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。以下实施例仅为举例说明,本技术并不仅限于实施例中的方案,除此之外,本领域技术人员可在现有技术范围内进行简单变换而得到的技术方案都在本专利技术的保护范围内。实施例本实施例提供一种可用于虚拟现实系统的动作捕捉手套。虚拟现实系统如图3所示,包括运动捕捉手套100和虚拟现实眼镜。运动捕捉手套以无线方式连接虚拟现实眼镜的处理终端(包括一体机与移动手机)。如图1所示,运动捕捉手套100包含四指指套1,传输线2和手背装置3。四指指套包括第一指套,第二指套,第三指套和第四指套。第一指套佩戴在食指的第二指节处,第二指套佩戴在中指的第二指节处,第三指套佩戴在无名指的第二指节处,第四指套佩戴在小指的第二指节处。第一指套包括第一运动捕捉模块10,采集食指的运动原始数据。第二指套包括第二运动捕捉模块20,采集中指的运动原始数据。第三指套包括第三运动捕捉模块30,采集无名指的运动原始数据。第四指套包括第四运动捕捉模块40,采集小指的运动原始数据。手背装置3为手环形与四节指套1通过有线方式相连,手环两本文档来自技高网
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一种用于人机交互的运动捕捉手套设备

【技术保护点】
一种用于人机交互的运动捕捉设备,其特征在于包括:四指指套、传输线和手背装置;其中所述四指指套包括第一指套,第二指套,第三指套和第四指套,所述手背装置为手环形,所述四指指套分别通过一根传输线连接手背装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于人机交互的运动捕捉设备,其特征在于包括:四指指套、传输线和手背装置;其中所述四指指套包括第一指套,第二指套,第三指套和第四指套,所述手背装置为手环形,所述四指指套分别通过一根传输线连接手背装置。2.根据权利要求1所述的用于人机交互的运动捕捉设备,其特征在于:所述手背装置两端分别设置有固定粘贴片或者按扣。3.根据权利要求1所述的用于人机交互的运动捕捉设备,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:王军郭良志王永刚黄再超张蕾杨鹏
申请(专利权)人:江苏南大五维电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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