本发明专利技术公开了一种基于光纤的手部姿态感知手套，属于人机接口技术领域。传感器带一、传感器带二、传感器带三、传感器带四、传感器带五分别固定在手套的拇指、食指、中指、无名指和小指上；光源一、光源二、光源三、光源四、光源五分别固定在手套的拇指、食指、中指、无名指和小指的指尖上；方位传感器、光接收器模块和无线通讯模块一均固定在信号采集及处理电路板上，并与信号采集及处理电路板电连接；信号采集及处理电路板固定在手套上；无线通讯模块二固定在上位机上，并与上位机电连接；无线通讯模块二可与无线通讯模块一进行数据信息传输。本发明专利技术抗电磁干扰，不仅可以监测手指各关节的姿态，还可以监测手掌的方向。
【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤的手部姿态感知手套
本专利技术涉及一种可实现手部姿态监测的人机接口装置，具体涉及一种基于光纤的手部姿态感知手套，采用光纤对手指弯曲度进行测量，是一种虚拟现实系统中手部姿态的监测装置。
技术介绍
人手作为人体与外界进行交流的主要器官，能够传递多种姿态信息。在虚拟现实系统中，将需要大量的能够采集手部姿态的数据手套。目前所出现的数据手套大多是基于电磁技术的，它们易受外界电磁环境的干扰，不能应用于强电磁干扰环境下的手部姿态监测。而光纤最重要的优点之一就是它的易弯曲性和防电磁干扰性能，因此，利用光纤传感技术进行手部姿态的监测可克服电磁式数据手套的不足。申请号为201620333902.1的专利公开了一种光纤植入式手套姿势感知装置，包括一个无上下盖的长方体硬质盒，长方体硬质盒的四个面的内侧各设置一个弹性装置，每个弹性装置均内镶嵌有光纤光栅；长方体硬质盒的四个面的外侧与手指关节通过柔性线状结构连接，当手指做伸展运动时，手指的关节运动通过柔性线状结构施加给硬质盒表面一个力，该力传递给弹性装置，进而带动光纤光栅变形，通过测量光纤光栅的中心波长变化，推算手指的伸展角度。但是，该装置采用了光纤光栅，涉及到对波长的处理，系统复杂，成本较高，在实际应用中受到了较大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于光纤的手部姿态感知手套。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现：基于光纤的手部姿态感知手套，包括传感器带一1-1、传感器带二1-2、传感器带三1-3、传感器带四1-4、传感器带五1-5、光源一3-1、光源二3-2、光源三3-3、光源四3-4、光源五3-5、方位传感器4、信号采集及处理电路板5、手套6、上位机7、光接收器模块8、无线通讯模块一9、无线通讯模块二10，所述传感器带一1-1、传感器带二1-2、传感器带三1-3、传感器带四1-4、传感器带五1-5分别固定在手套6的拇指、食指、中指、无名指和小指上，并随手套6的拇指、食指、中指、无名指和小指的弯曲而弯曲；所述传感器带一1-1的内部封装有光纤一2-1、光纤二2-2、光纤三2-3和光纤四2-4；所述光纤一2-1、光纤二2-2、光纤三2-3和光纤四2-4并排排列；所述传感器带二1-2的内部封装有光纤五2-5、光纤六2-6、光纤七2-7、光纤八2-8和光纤九2-9；所述光纤五2-5、光纤六2-6、光纤七2-7、光纤八2-8和光纤九2-9并排排列；所述传感器带三1-3的内部封装有光纤十2-10、光纤十一2-11、光纤十二2-12和光纤十三2-13；所述光纤十2-10、光纤十一2-11、光纤十二2-12和光纤十三2-13并排排列；所述传感器带四1-4的内部封装有光纤十四2-14、光纤十五2-15、光纤十六2-16、光纤十七2-17和光纤十八2-18；所述光纤十四2-14、光纤十五2-15、光纤十六2-16、光纤十七2-17和光纤十八2-18并排排列；所述传感器带五1-5的内部封装有光纤十九2-19、光纤二十2-20、光纤二十一2-21、光纤二十二2-22和光纤二十三2-23；所述光纤十九2-19、光纤二十2-20、光纤二十一2-21、光纤二十二2-22和光纤二十三2-23并排排列；所述光源一3-1、光源二3-2、光源三3-3、光源四3-4、光源五3-5分别固定在手套6的拇指、食指、中指、无名指和小指的指尖上；所述光纤一2-1、光纤二2-2、光纤三2-3和光纤四2-4与光源一3-1相连接；所述光纤五2-5、光纤六2-6、光纤七2-7、光纤八2-8和光纤九2-9与光源二3-2相连接；所述光纤十2-10、光纤十一2-11、光纤十二2-12和光纤十三2-13与光源三3-3相连接；所述光纤十四2-14、光纤十五2-15、光纤十六2-16、光纤十七2-17和光纤十八2-18与光源四3-4相连接；所述光纤十九2-19、光纤二十2-20、光纤二十一2-21、光纤二十二2-22和光纤二十三2-23与光源五3-5相连接。所述光纤一2-1、光纤二2-2分别在位置A处和位置B处加工有漏光区，且该两处漏光区所在的平面均平行于传感器带一1-1所在的平面；所述光纤三2-3在位置B处加工有漏光区，且该漏光区所在的平面垂直于传感器带一1-1所在的平面；所述光纤五2-5、光纤六2-6、光纤七2-7分别在位置C处、位置D处和位置E处加工有漏光区，且该三处漏光区所在的平面均平行于传感器带二1-2所在的平面；所述光纤八2-8在位置E处加工有漏光区，且该漏光区所在的平面垂直于传感器带二1-2所在的平面；所述光纤十2-10、光纤十一2-11、光纤十二2-12分别在位置F处、位置G处和位置H处加工有漏光区，且该三处漏光区所在的平面均平行于传感器带三1-3所在的平面；所述光纤十四2-14、光纤十五2-15、光纤十六2-16分别在位置I处、位置J处和位置K处加工有漏光区，且该三处漏光区所在的平面均平行于传感器带四1-4所在的平面；所述光纤十七2-17在位置K处加工有漏光区，且该漏光区所在的平面垂直于传感器带四1-4所在的平面；所述光纤十九2-19、光纤二十2-20、光纤二十一2-21分别在位置L处、位置M处和位置N处加工有漏光区，且该三处漏光区所在的平面均平行于传感器带五1-5所在的平面；所述光纤二十二2-22在位置N处加工有漏光区，且该漏光区所在的平面垂直于传感器带五1-5所在的平面；所述漏光区为表面粗糙的凹槽结构，其长度为5mm左右。所述光接收器模块8包含二十三个光接收器，并分别与光纤一2-1、光纤二2-2、光纤三2-3、光纤四2-4、光纤五2-5、光纤六2-6、光纤七2-7、光纤八2-8、光纤九2-9、光纤十2-10、光纤十一2-11、光纤十二2-12、光纤十三2-13、光纤十四2-14、光纤十五2-15、光纤十六2-16、光纤十七2-17、光纤十八2-18、光纤十九2-19、光纤二十2-20、光纤二十一2-21、光纤二十二2-22、光纤二十三2-23相连接；所述方位传感器4、光接收器模块8和无线通讯模块一9均固定在信号采集及处理电路板5上，并与信号采集及处理电路板5电连接；所述光源一3-1、光源二3-2、光源三3-3、光源四3-4、光源五3-5均与信号采集及处理电路板5电连接；所述信号采集及处理电路板5固定在手套6上；所述无线通讯模块二10固定在上位机7上，并与上位机7电连接；所述无线通讯模块二10可与无线通讯模块一9进行数据信息传输。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种基于光纤的手部姿态感知手套，抗电磁干扰，可靠性强；结构简单，成本低；另外，该手套不仅可以监测手指各关节的姿态，还可以监测手掌的方向。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是图1中光纤上漏光区结构示意图。附图中1-1、传感器带一，1-2、传感器带二，1-3、传感器带三，1-4、传感器带四，1-5、传感器带五，2-1、光纤一，2-2、光纤二，2-3、光纤三，2-4、光纤四，2-5、光纤五，2-6、光纤六，2-7、光纤七，2-8、光纤八，2-9、光纤九，2-10、光纤十，2-11、光纤十一，2-12、光纤十二，2-13、光纤十三，2-14、光纤十四，2-15、光纤十五，2-16、光纤十六，2-17、光纤十本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于光纤的手部姿态感知手套，其特征在于，包括传感器带一(1‑1)、传感器带二(1‑2)、传感器带三(1‑3)、传感器带四(1‑4)、传感器带五(1‑5)、光源一(3‑1)、光源二(3‑2)、光源三(3‑3)、光源四(3‑4)、光源五(3‑5)、方位传感器(4)、信号采集及处理电路板(5)、手套(6)、上位机(7)、光接收器模块(8)、无线通讯模块一(9)、无线通讯模块二(10)，所述传感器带一(1‑1)、传感器带二(1‑2)、传感器带三(1‑3)、传感器带四(1‑4)、传感器带五(1‑5)分别固定在手套(6)的拇指、食指、中指、无名指和小指上，并随手套(6)的拇指、食指、中指、无名指和小指的弯曲而弯曲；所述传感器带一(1‑1)的内部封装有光纤一(2‑1)、光纤二(2‑2)、光纤三(2‑3)和光纤四(2‑4)；所述光纤一(2‑1)、光纤二(2‑2)、光纤三(2‑3)和光纤四(2‑4)并排排列；所述传感器带二(1‑2)的内部封装有光纤五(2‑5)、光纤六(2‑6)、光纤七(2‑7)、光纤八(2‑8)和光纤九(2‑9)；所述光纤五(2‑5)、光纤六(2‑6)、光纤七(2‑7)、光纤八(2‑8)和光纤九(2‑9)并排排列；所述传感器带三(1‑3)的内部封装有光纤十(2‑10)、光纤十一(2‑11)、光纤十二(2‑12)和光纤十三(2‑13)；所述光纤十(2‑10)、光纤十一(2‑11)、光纤十二(2‑12)和光纤十三(2‑13)并排排列；所述传感器带四(1‑4)的内部封装有光纤十四(2‑14)、光纤十五(2‑15)、光纤十六(2‑16)、光纤十七(2‑17)和光纤十八(2‑18)；所述光纤十四(2‑14)、光纤十五(2‑15)、光纤十六(2‑16)、光纤十七(2‑17)和光纤十八(2‑18)并排排列；所述传感器带五(1‑5)的内部封装有光纤十九(2‑19)、光纤二十(2‑20)、光纤二十一(2‑21)、光纤二十二(2‑22)和光纤二十三(2‑23)；所述光纤十九(2‑19)、光纤二十(2‑20)、光纤二十一(2‑21)、光纤二十二(2‑22)和光纤二十三(2‑23)并排排列；所述光源一(3‑1)、光源二(3‑2)、光源三(3‑3)、光源四(3‑4)、光源五(3‑5)分别固定在手套(6)的拇指、食指、中指、无名指和小指的指尖上；所述光纤一(2‑1)、光纤二(2‑2)、光纤三(2‑3)和光纤四(2‑4)与光源一(3‑1)相连接；所述光纤五(2‑5)、光纤六(2‑6)、光纤七(2‑7)、光纤八(2‑8)和光纤九(2‑9)与光源二(3‑2)相连接；所述光纤十(2‑10)、光纤十一(2‑11)、光纤十二(2‑12)和光纤十三(2‑13)与光源三(3‑3)相连接；所述光纤十四(2‑14)、光纤十五(2‑15)、光纤十六(2‑16)、光纤十七(2‑17)和光纤十八(2‑18)与光源四(3‑4)相连接；所述光纤十九(2‑19)、光纤二十(2‑20)、光纤二十一(2‑21)、光纤二十二(2‑22)和光纤二十三(2‑23)与光源五(3‑5)相连接。...
【技术特征摘要】
1.一种基于光纤的手部姿态感知手套，其特征在于，包括传感器带一(1-1)、传感器带二(1-2)、传感器带三(1-3)、传感器带四(1-4)、传感器带五(1-5)、光源一(3-1)、光源二(3-2)、光源三(3-3)、光源四(3-4)、光源五(3-5)、方位传感器(4)、信号采集及处理电路板(5)、手套(6)、上位机(7)、光接收器模块(8)、无线通讯模块一(9)、无线通讯模块二(10)，所述传感器带一(1-1)、传感器带二(1-2)、传感器带三(1-3)、传感器带四(1-4)、传感器带五(1-5)分别固定在手套(6)的拇指、食指、中指、无名指和小指上，并随手套(6)的拇指、食指、中指、无名指和小指的弯曲而弯曲；所述传感器带一(1-1)的内部封装有光纤一(2-1)、光纤二(2-2)、光纤三(2-3)和光纤四(2-4)；所述光纤一(2-1)、光纤二(2-2)、光纤三(2-3)和光纤四(2-4)并排排列；所述传感器带二(1-2)的内部封装有光纤五(2-5)、光纤六(2-6)、光纤七(2-7)、光纤八(2-8)和光纤九(2-9)；所述光纤五(2-5)、光纤六(2-6)、光纤七(2-7)、光纤八(2-8)和光纤九(2-9)并排排列；所述传感器带三(1-3)的内部封装有光纤十(2-10)、光纤十一(2-11)、光纤十二(2-12)和光纤十三(2-13)；所述光纤十(2-10)、光纤十一(2-11)、光纤十二(2-12)和光纤十三(2-13)并排排列；所述传感器带四(1-4)的内部封装有光纤十四(2-14)、光纤十五(2-15)、光纤十六(2-16)、光纤十七(2-17)和光纤十八(2-18)；所述光纤十四(2-14)、光纤十五(2-15)、光纤十六(2-16)、光纤十七(2-17)和光纤十八(2-18)并排排列；所述传感器带五(1-5)的内部封装有光纤十九(2-19)、光纤二十(2-20)、光纤二十一(2-21)、光纤二十二(2-22)和光纤二十三(2-23)；所述光纤十九(2-19)、光纤二十(2-20)、光纤二十一(2-21)、光纤二十二(2-22)和光纤二十三(2-23)并排排列；所述光源一(3-1)、光源二(3-2)、光源三(3-3)、光源四(3-4)、光源五(3-5)分别固定在手套(6)的拇指、食指、中指、无名指和小指的指尖上；所述光纤一(2-1)、光纤二(2-2)、光纤三(2-3)和光纤四(2-4)与光源一(3-1)相连接；所述光纤五(2-5)、光纤六(2-6)、光纤七(2-7)、光纤八(2-8)和光纤九(2-9)与光源二(3-2)相连接；所述光纤十(2-10)、光纤十一(2-11)、光纤十二(2-12)和光纤十三(2-13)与光源三(3-3)相连接；所述光纤十四(2-14)、光纤十五(2-15)、光纤十六(2-16)、光纤十七(2-17)和光纤十八(2-18)与光源四(3-4)相连接；所述光纤十九(2-19)、光纤二十(2-20)、光纤二十一(2-21)、光...
【专利技术属性】
技术研发人员：狄海廷，刘珂宇，姜雪松，王秋宇，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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