一种数据手套系统技术方案

技术编号:13515284 阅读:51 留言:0更新日期:2016-08-12 01:30
本发明专利技术涉及一种新型数据手套系统,该手套系统包括若干个传感器、微处理器和数据处理显示单元,其中若干个传感器分别设置在人体的大臂、小臂、手背和每个手指的各个关节之间,用于采集人体上肢不同部位的运动信息;微处理器设置在人体手腕上,用于从传感器接收运动信息,并将所述运动信息发送给数据处理显示单元,数据处理显示单元实时接收微处理器发送的运动信息进行解算,得到人体大臂、小臂、手背以及每个手指的姿态,该手套系统充分考虑人体上肢模型的特征,将各个功能模块进行合理布局,使得穿戴使用更加方便、舒适,稳定性更高,并且在充分考虑人体上肢特征基础上设计的解算方法,使得解算结果更加准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
201610168064

【技术保护点】
一种新型数据手套系统,其特征在于:包括若干个传感器(1)、微处理器(2)、和数据处理显示单元(4),其中若干个传感器(1)分别设置在人体的大臂、小臂、手背和每个手指的各个关节之间,用于采集人体上肢不同部位的运动信息;微处理器(2)设置在人体手腕上,用于从传感器(1)接收运动信息,并将所述运动信息发送给数据处理显示单元(4),数据处理显示单元(4)实时接收微处理器(2)发送的运动信息进行解算,得到人体大臂、小臂、手背以及每个手指的姿态,并进行实时显示;所述运动信息包括人体大臂、小臂、手背和每个手指的各个关节之间手指部分的角速度、加速度和磁场值;其中若干个传感器(1)的具体设置方法为:人体的大臂、小臂上各设置一个传感器(1),中指的根关节(5)与中关节(6)之间、中关节(6)与末端关节(7)之间以及末端关节(7)与指尖之间各设置一个传感器(1),并与手背上设置的一个传感器(1),共四个传感器(1)形成串联连接,其余手指中每个手指的根关节(5)与中关节(6)之间、中关节(6)与末端关节(7)之间以及末端关节(7)与指尖之间各设置一个传感器(1),每个手指上的三个传感器(1)形成串联连接;其中数据处理显示单元(4)实时接收微处理器(2)发送的运动信息进行解算的具体方法如下:(1)、计算当前时刻人体大臂的姿态T1,k,具体公式如下:T1,k=λ1×A1,k+(1‑λ1)×B1,k其中:A1,k为当前时刻大臂的高频姿态,B1,k为当前时刻大臂的低频姿态,λ1为互补系数,取值为0≤λ1≤1;k为时刻序列,取值为≥1的正整数;(2)、计算当前时刻人体小臂的姿态,人体小臂的姿态通过小臂与大臂之间的相对夹角T2,k来表示,具体公式如下:T2,k=arcosa2x,k-a1x,kg]]>其中:a2x,k为沿人体小臂轴方向的加速度,a1x,k为沿人体大臂轴方向的加速度,g为重力加速度;(3)、计算当前时刻人体手的姿态T3,k,具体公式如下:T3,k=λ3×A3,k+(1‑λ3)×B3,k其中:A3,k当期时刻手的高频姿态,B3,k当前时刻手的低频姿态,λ3为互补系数,取值为0≤λ3≤1;(4)、计算当前时刻人体手指根关节(5)与中关节(6)之间手指部分的姿态T4,k,具体公式如下:T4,k=λ4×A4,k+(1‑λ4)×B4,k其中:A4,k为当期时刻手指根关节与中关节之间手指部分的高频姿态,B4,k为当前时刻手指根关节与中关节之间手指部分的低频姿态,λ4为互补系数,取值为0≤λ4≤1;(5)、计算当前时刻人体手指中关节(6)与末端关节(7)之间手指部分的姿态,通过与手指根关节(5)和中关节(6)之间手指部分的夹角T5,k来表示,具体公式如下:T5,k=arcosa5x,k-a4x,kg]]>其中:a5x,k为沿手指中关节与末端关节之间手指部分方向的加速度,a4x,k为沿手指根关节与中关节之间手指部分方向的加速度;(6)、计算当前时刻人体手指末端关节(7)与指尖之间手指部分的姿态,通过与手指中关节(6)与末端关节(7)之间手指部分的夹角T6,k来表示,具体公式如下:T6,k=arcosa6x,k-a5x,kg]]>其中:a6x,k为沿手指末端关节与指尖之间手指部分方向的加速度。...

【技术特征摘要】
1.一种新型数据手套系统,其特征在于:包括若干个传感器(1)、微处理器(2)、和数据处理显示单元(4),其中若干个传感器(1)分别设置在人体的大臂、小臂、手背和每个手指的各个关节之间,用于采集人体上肢不同部位的运动信息;微处理器(2)设置在人体手腕上,用于从传感器(1)接收运动信息,并将所述运动信息发送给数据处理显示单元(4),数据处理显示单元(4)实时接收微处理器(2)发送的运动信息进行解算,得到人体大臂、小臂、手背以及每个手指的姿态,并进行实时显示;所述运动信息包括人体大臂、小臂、手背和每个手指的各个关节之间手指部分的角速度、加速度和磁场值;其中若干个传感器(1)的具体设置方法为:人体的大臂、小臂上各设置一个传感器(1),中指的根关节(5)与中关节(6)之间、中关节(6)与末端关节(7)之间以及末端关节(7)与指尖之间各设置一个传感器(1),并与手背上设置的一个传感器(1),共四个传感器(1)形成串联连接,其余手指中每个手指的根关节(5)与中关节(6)之间、中关节(6)与末端关节(7)之间以及末端关节(7)与指尖之间各设置一个传感器(1),每个手指上的三个传感器(1)形成串联连接;其中数据处理显示单元(4)实时接收微处理器(2)发送的运动信息进行解算的具体方法如下:(1)、计算当前时刻人体大臂的姿态T1,k,具体公式如下:T1,k=λ1×A1,k+(1-λ1)×B1,k其中:A1,k为当前时刻大臂的高频姿态,B1,k为当前时刻大臂的低频姿态,λ1为互补系数,取值为0≤λ1≤1;k为时刻序列,取值为≥1的正整数;(2)、计算当前时刻人体小臂的姿态,人体小臂的姿态通过小臂与大臂
\t之间的相对夹角T2,k来表示,具体公式如下:T2,k=arcosa2x,k-a1x,kg]]>其中:a2x,k为沿人体小臂轴方向的加速度,a1x,k为沿人体大臂轴方向的加速度,g为重力加速度;(3)、计算当前时刻人体手的姿态T3,k,具体公式如下:T3,k=λ3×A3,k+(1-λ3)×B3,k其中:A3,k当期时刻手的高频姿态,B3,k当前时刻手的低频姿态,λ3为互补系数,取值为0≤λ3≤1;(4)、计算当前时刻人体手指根关节(5)与中关节(6)之间手指部分的姿态T4,k,具体公式如下:T4,k=λ4×A4,k+(1-λ4)×B4,k其中:A4,k为当期时刻手指根关节与中关节之间手指部分的高频姿态,B4,k为当前时刻手指根关节与中关节之间手指部分的低频姿态,λ4为互补系数,取值为0≤λ4≤1;(5)、计算当前时刻人体手指中关节(6)与末端关节(7)之间手指部分的姿态,通过与手指根关节(5)和中关节(6)之间手指部分的夹角T5,k来表示,具体公式如下:T5,k=arcosa5x,k-a4x,kg]]>其中:a5x,k为沿手指中关节与末端关节之间手指部分方向的加速度,a4x,k为沿手指根关节与中关节之间手指部分方向的加速度;(6)、计算当前时刻人体手指末端关节(7)与指尖之间手指部分的姿态,通过与手指中关节(6)与末端关节(7)之间手指部分的夹角T6,k来表示,具体公式如下:T6,k=arcosa6x,k-a5x,kg]]>其中:a6x,k为沿手指末端关节与指尖之间手指部分方向的加速度。2.根据权利要求1所述的一种新型数据手套系统,其特征在于:所述步骤(1)中当前时...

【专利技术属性】
技术研发人员:方斌张韬懿范立明
申请(专利权)人:北京轩宇智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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