一种可穿戴式的输入输出系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可穿戴式的输入输出系统，包括直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统两个子系统。直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统之间采用物理线缆连接；直接人机交互子系统包括分别与数据转换模块A连接的视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块。数据处理及对接子系统包括物理接口模块、数据接口模块、系统控制器模块、蓝牙模块、电源模块、状态显示模块和数据转换模块B。本发明专利技术系统能实现移动设备和交互系统成为两个分开的子系统，从而极大降低了全部整合系统的设计难度，并且各方面系统性能得到了极大提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可穿戴的人机交互设备领域，是一种可穿戴式的输入输出系统。
技术介绍
微型投影机又称口袋式投影，主要通过三色投影光机，把传统庞大的投影机精巧化、便携化、微小化、娱乐化、实用化，使投影技术更加贴近生活和娱乐。目前微型投影机技术可以从两方面进行分类：一、从光源角度分为LED和激光光源;二、从显示芯片角度分为LCOS技术和DLP技术，其中LCOS对色彩的实现方式又分为色序型以及彩色滤光型2种方式。将微投影技术运用在穿戴式人机活动设备上已有企业进行了成功的尝试，例如Googleglass，不过其功能限制极大，只能作为手机等移动设备的辅助设备，例如Applewatch。但是值得注意的是早期美国士兵头盔上的信息系统，的确减少了人机交互步骤，同时更快速的实现战场信息同步，使得人机交互的数据量大幅增加，更加直观便捷。上述设备所具有的优势正是如今便携式设备期许的升级方向。图像作为人类信息获取的最主要方式，在便携设备运用将更加不可或缺。另外其他的一些人机互动领域也在不断发展。其中语音识别技术是最热门领域之一。语音识别听写机在一些领域的应用被美国新闻界评为1997年计算机发展十件大事之一。经过多年的发展，语音识别技术取得显著进步，从实验室走向市场。大量的商业网站开始支持语音输入等输入方法。还有手势识别，表情识别等一系列增进人机互通便利性和信息种类的方法都在日臻完善。随着手机等便携设备越来越普及，现在的人机交互需要一种全新的更加亲近人的方式方法，显然手持设备仍旧大幅限制了人的活动，而且交互体验也不尽如人意，长期使用手机或平板电脑易引起手臂疲劳僵硬，颈椎病变增生，视力下降等诸多问题，现在的移动设备形态亟待一次革新，一大方向即穿戴设备，Apple和Google做了很好的尝试。随之移动处理器性能日益强大，体积和功耗日益减小和降低，将一整个完整的电脑系统或移动处理设备佩戴到身体某个部位变得现实而且容易实现。Applewatch即为很好的例证。但是目前乃至未来10-20年的手机等重量和体积受限的设备都无法满足所有用户对设备功能和性能，连续使用时间等不断提升的需求。人机交互界面模块与负责处理和存储数据，对外通信的处理模块集总设计长期存在系统复杂，笨拙，功耗大，散热困难等等不利因素，严重影响了人机交互体验。所以必须注意到，佩戴位置应该不局限于肩臂，腰背，头部等，分散佩戴也是很好的解决途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动设备与交互系统相互独立的可穿戴式的输入输出系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可穿戴式的输入输出系统，包括直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统两个子系统组成，所述直接人机交互子系统固定于人体头部，所述数据处理及对接子系统佩戴于人体肩、腰或手臂等其他部位；所述直接人机交互子系统包括视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块和数据转换模块A，所述数据转换模块A分别连接视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块；所述数据转换模块A负责将从数据转换模块B模块送过来的串行数据解串并分离出要送到视频投射部分的视频数据，和用于音频播放的音频数据，以及配置和控制各个模块的控制数据；同时将摄像头模块送出的视频数据，音频播放及拾取模块编码后的音频数据，佩戴检测模块以及姿态检测模块获取的数据重新进行串行化编码传给数据转换模块B；数据转换模块A还将数据转换模块B提供的电能解耦合，完成向直接人机交互子系统的供电；所述数据处理及对接子系统，包括分别与物理接口模块、数据接口模块、系统控制器模块、蓝牙模块、电源模块、状态显示模块和数据转换模块B，所述电源模块连接在物理接口模块和数据转换模块B之间，所述数据接口模块连接在数据转换模块B和物理接口模块之间，所述系统控制器模块连接在数据转换模块B和数据接口模块之间，所述系统控制器模块上还连接状态显示模块；所述数据转换模块B，将数据接口模块送过来的音视频数据，系统控制器模块处理后数据进行串行化编码后经由物理线缆传给数据转换模块A；同时数据转换模块B负责将数据转换模块A通过物理线缆传送过来的数据进行串行数据解串然后分离出摄像头模块数据、拾取到的音频数据、佩戴检测模块数据、姿态检测模块数据、环境光检测模块数据；并且由数据转换模块B和数据转换模块A共同建立起一个用于配置和控制各个模块和传输信息的控制和辅助数据流通道；数据转换模块B还将电源模块提供的电能耦合进串行数据总线，完成向直接人机交互子系统的供电，并且实时检测线缆上是否有过流及开短路情况发生。进一步的，所述直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统之间是物理线缆，采用屏蔽双绞线或屏蔽同轴线，高带宽配置下的上下行链路需要两条物理线缆，当系统在某一使用场景下只有单向链路，或上下行链路分时使用，本专利技术系统可以只使用一条物理线缆。进一步的，所述视频投射模块，将从数据转换模块A送来的图像数据转变为光学图像，通过光学系统投影送入人眼，其可分辨率实现D1（704*576）以上的高分辨，并且投射镜组配置有光学调整镜组，使得投射视频清晰与否不受佩戴人士近视或远视影响，并且影像远近可以调整。进一步的，所述音频播放及拾取模块，将从数据转换模块A或蓝牙模块送来的音频数据转换为模拟音频，将声音送入人耳，另外拾取到的音频转换为i2s或pcm编码音频数据送到蓝牙模块。进一步的，所述摄像头模块将外部获取到图像转换为编码视频数据，送入数据转换模块A。进一步的，所述触摸控制模块，提供了人手触摸控制功能，实现简单的控制菜单选择；另外可以作为直接命令下达的快捷键，比如接听电话，开启摄像头。进一步的，所述佩戴检测模块，检测设备是否已经佩戴，并且佩戴是否到位。进一步的，所述姿态检测模块，包含3轴加速度、3轴陀螺仪、3轴地磁传感器，获取人员姿态和头部动作数据。进一步的，所述环境光感测模块，获取人所处环境亮度及变化情况，系统用以动态调整视频投射的亮度及调整色差。进一步的，所述数据转换模块A，负责将从数据转换模块B模块送过来的串行数据解串并分离出要送到视频投射部分的视频数据，和用于音频播放的音频数据，以及配置和控制各个模块的控制数据等。同时将摄像头模块送出的视频数据，音频播放及拾取模块编码后的音频数据，佩戴检测模块以及姿态检测模块获取的数据重新进行串行化编码传给数据转换模块B模块；数据转换模块A还将数据转换模块B提供的电能解耦合，完成向直接人机交互子系统的供电。进一步的，所述物理接口模块负责获取移动设备传输过来的音视频信息，同时向移动设备提供穿戴外设分辨率设置信息、音频回放性能等一些适应设备工作的设置信息；另外还包括usbhub接口，hub下接虚拟的usbmouse，keyboard和摇杆等设备。进一步的，所述系统控制器模块，负责配置和管理直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统以及透过物理接口对外向移动设备提供设备信息和控制数据（比如穿戴设备获取的触摸按键信息等）。进一步的，所述蓝牙模块，作为语音的双向通道和蓝牙辅助外设的无线接口，与移动设备进行无线连接。进一步的，所述电源模块，提供系统各个模块工作需要的不同电压的电能，同时也可以向移动设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可穿戴式的输入输出系统，包括直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统两个子系统，其特征在于，所述直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统之间采用物理线缆连接；所述直接人机交互子系统包括视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块和数据转换模块A，所述数据转换模块A分别连接视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块；所述数据转换模块A负责将从数据转换模块B模块送过来的串行数据解串并分离出要送到视频投射模块的视频数据，和用于音频播放的音频数据，以及配置和控制各个模块的控制数据；同时将摄像头模块送出的视频数据，音频播放及拾取模块编码后的音频数据，佩戴检测模块以及姿态检测模块获取的数据重新进行串行化编码传给数据转换模块B；数据转换模块A还将数据转换模块B提供的电能解耦合，完成向直接人机交互子系统的供电；所述数据处理及对接子系统，包括物理接口模块、数据接口模块、系统控制器模块、蓝牙模块、电源模块、状态显示模块和数据转换模块B，所述电源模块连接在物理接口模块和数据转换模块B之间，所述数据接口模块连接在数据转换模块B和物理接口模块之间，所述系统控制器模块连接在数据转换模块B和数据接口模块之间，所述系统控制器模块上还连接状态显示模块；所述数据转换模块B，将数据接口模块送过来的音视频数据，系统控制器模块处理后数据进行串行化编码后经由物理线缆传给数据转换模块A；同时数据转换模块B负责将数据转换模块A通过物理线缆传送过来的数据进行串行数据解串然后分离出摄像头模块数据、拾取到的音频数据、佩戴检测模块数据、姿态检测模块数据、环境光检测模块数据；并且由数据转换模块B和数据转换模块A共同建立起一个用于配置和控制各个模块和传输信息的控制和辅助数据流通道；数据转换模块B还将电源模块提供的电能耦合进串行数据总线，完成向直接人机交互子系统的供电，并且实时检测线缆上是否有过流及开短路情况发生。...

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴式的输入输出系统，包括直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统两个子系统，其特征在于，所述直接人机交互子系统和数据处理及对接子系统之间采用物理线缆连接；所述直接人机交互子系统包括视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块和数据转换模块A，所述数据转换模块A分别连接视频投射模块、音频播放及拾取模块、触摸控制模块、佩戴检测模块、姿态检测模块、环境光检测模块；所述数据转换模块A负责将从数据转换模块B模块送过来的串行数据解串并分离出要送到视频投射模块的视频数据，和用于音频播放的音频数据，以及配置和控制各个模块的控制数据；同时将摄像头模块送出的视频数据，音频播放及拾取模块编码后的音频数据，佩戴检测模块以及姿态检测模块获取的数据重新进行串行化编码传给数据转换模块B；数据转换模块A还将数据转换模块B提供的电能解耦合，完成向直接人机交互子系统的供电；所述数据处理及对接子系统，包括物理接口模块、数据接口模块、系统控制器模块、蓝牙模块、电源模块、状态显示模块和数据转换模块B，所述电源模块连接在物理接口模块和数据转换模块B之间，所述数据接口模块连接在数据转换模块B和物理接口模块之间，所述系统控制器模块连接在数据转换模块B和数据接口模块之间，所述系统控制器模块上还连接状态显示模块；所述数据转换模块B，将数据接口模块送过来的音视频数据，系统控制器模块处理后数据进行串行化编码后经由物理线缆传给数据转换模块A；同时数据转换模块B负责将数据转换模块A通过物理线缆传送过来的数据进行串行数据解串然后分离出摄像头模块数据、拾取到的音频数据、佩戴检测模块数据、姿态检测模块数据、环境光检测模块数据；并且由数据转换模块B和数据转换模块A共同建立起一个用于配置和控制各个模块和传输信息的控制和辅助数据流通道；数据转换模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄元其，谢秋，
申请(专利权)人：黄元其，谢秋，
类型：发明
国别省市：广东;44