一种操作动作手势诱发检测系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种操作动作手势诱发系统，包括诱发手势模具、检测装置及内嵌于一计算机中的手势分析模块和手势库模块，检测装置包括手势运动轨迹检测仪、手部肌电反应检测仪和手部作用力传感器，手势分析模块接收被试手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力的信号，并进行数据分析，获得手势操作动作资料，手势库模块与手势分析模块连接，用于存储诱发手势模具所诱发的操作动作手势资料。本发明专利技术通过建立多种诱发手势模具，通过诱发手势建立起对应的多维度标准手势库。在被试产生一个操作动作后，计算机可以根据标准手势库及所采集到的被试的手势运动轨迹、手部肌电反应、手部作用力传感器的信号来识别被试的手部动作及动作意图。

Operation action gesture sensing detection system and method thereof

The invention discloses an operating system induced by gestures, including gesture analysis module and gesture library module on a computer by gesture mold, detection device and embedded detection device comprises a gesture trajectory detector, hand EMG tester and hand force sensor, signal analysis module receives the subjects gesture gesture the motion track, hand EMG and hand force, and data analysis, obtain the gesture motion data, gesture library module and gesture analysis module is connected, for operation data stored by gesture gestures induced by mold. The invention establishes a plurality of standard gesture libraries by inducing gestures by establishing a plurality of evoked gesture moulds. A movement in the subjects, the computer can according to the signal standard gesture base subjects gesture trajectory, collected by hand, hand EMG force sensors to recognize hand movements and action subjects intention.

【技术实现步骤摘要】
一种操作动作手势诱发检测系统及其方法
本专利技术涉及心理学中操作动作诱发
，具体涉及一种操作动作手势诱发检测系统及其方法。
技术介绍
日常生活中，人们需要操作大量的物体，产生不同的操作手势动作，其中的操作动作是指人在抓握或使用物体时产生的动作，是人与物体交互的主要途径。操作动作的研究对于探究操作动作信息在物体表征中的作用，以及人与外界进行交互的机制具有重要意义。在心理学关于操作动作的研究中，需要有效地诱发标准化的操作动作，才能研究操作动作表征和执行的认知神经机制。前人的研究已经根据现实生活中的具体物体，抽取出关键的物体特征，制作相应的操作动作手势诱发模型，来引导被试产生使用特定物体时的动作(Bub,Masson&Cree,2008；Bub&Masson,2010,2012)，包括抓握、捏取等手势动作。但是这些研究中更加关注所诱发的手势的形态，通过模具诱发的手势的视觉形态来启动相应的操作动作系统，而没有关注模具是否有效地诱发了操作动作以及被试在操作物体时的体验。因此，为了有效地诱发被试的操作动作和操作体验，有必要设计更有针对性的手势诱发模具，并且建立标准化的多维度手势库来检验被试是否确实产生了相应的操作动作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同时具有诱发操作动作和增强被试体验感的操作动作手势诱发检测系统及其方法，用于检验诱发的操作手势是否符合标准，从而研究产生相关操作动作的认知机制。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种操作动作手势诱发检测系统，包括诱发手势模具、手势检测装置及内嵌于一计算机中的手势库模块和手势分析模块，所述检测装置包括用于测量被试操作模具时的手势运动轨迹检测仪、手部肌电反应检测仪和手部作用力传感器，所述手势分析模块接收所述检测装置所采集到的被试手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力的信号，并对所采集信号进行数据分析，获得手势操作动作资料，所述手势库模块与所述手势分析模块连接，用于存储所述诱发手势模具所诱发的操作动作手势资料。所述系统还包括一内嵌于计算机中的手势识别模块，其分别与所述手势分析模块、手势库模块连接，所述手势识别模块将所采集的被试手势诱发资料与所述手势库模块中存储的标准操作动作手势资料进行比对，识别被试的手部动作及动作意图。所述手势运动轨迹检测仪为穿戴于被试手部的数据手套。所述的手部肌电反应检测仪为多导生理仪，用于记录被试手部的肌电反应。所述的诱发手势模具包括抓握手势模具、夹持手势模具、旋转操作手势模具、手持式滑动手势模具、按键手势模具、抓握扳机手势模具、扳动手势模具和触屏滑动手势模具中的一种或几种的组合。所述手部作用力传感器包括压力传感器和拉力传感器，压力传感器设置于所述诱发手势模具上的手部按压位置，拉力传感器设置于所述诱发手势模具的回弹装置上。各种所述诱发手势模具的手部接触部位设有防滑层。所述防滑层为软橡胶层，其上成型有多个防滑凸起。另一方面，本专利技术还提供了一种操作动作手势诱发检测方法，所述方法包括如下：步骤一、建立多种诱发手势模具；步骤二、逐一采用各种诱发手势模具诱发多维度手势操作动作，并通过检测装置采集被试在操作诱发手势模具时所产生的手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力信号；步骤三、将检测装置所采集到的信号传输到计算中的手势分析模块中，手势分析模块对所采集信号进行数据分析，获得操作动作手势资料；步骤四、将所获得的与各种诱发手势模具相对应的操作动作手势资料存储到计算机中的手势库模块中，形成操作动作手势的多维度手势库。所述方法还包括对被试进行手势操作动作的识别步骤，其具体方法是：在计算机中建立手势识别模块，通过手势识别模块接收手势分析模块所采集的手势信号的分析数据，将分析数据与所建立的多维度手势库中的标准手势操作动作资料进行比对，识别被试的手部动作及动作意图。本专利技术技术方案，具有如下优点：A.本专利技术建立多种诱发手势模具，使被试通过逐一对诱发手势模具进行标准手势操作动作，检测装置对被试所产生的标准化手势操作动作进行信号采集，手势分析模块对所采集信号进行数据分析，获得每种诱发手势模具的标准化手势资料，从而建立起多维度的手势库，存储到计算机中。在被试产生一个操作动作后，计算机可以通过所建立的多维度的手势库及所采集到的被试的手势运动轨迹、手部肌电反应、手部作用力的信号来识别被试的手部动作及动作意图。B.本专利技术通过建立多种手势诱发模具的手势库，根据被试操作诱发模具时的手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力大小，通过手势识别模块可以判断出被试是否正确地产生了预期的操作动作，在此基础上习得标准化的动作，从而研究产生、学习这些操作动作的认知神经机制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的操作动作手势诱发系统组成框图；图2为本专利技术所提供的第一种抓握动作手势诱发模具结构示意图；图3为本专利技术所提供的第二种抓握动作手势诱发模具结构示意图；图4为本专利技术所提供的夹持手势诱发模具结构示意图；图5为本专利技术所提供的旋转操作手势诱发模具结构示意图。附图标记说明：1-抓握主体；2-压力传感器，3-平面底座，4-支撑杆，5-合页，6-夹持板，7-弹簧，8-底板，9-支撑板，10-旋钮，11-防滑层。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种操作动作手势诱发检测系统，包括诱发手势模具、检测装置及内嵌于一计算机中的手势分析模块和手势库模块，其中的检测装置包括用于测量手势运动轨迹检测仪、手部肌电反应检测仪和手部作用力传感器，其中，手势运动轨迹检测仪优选为穿戴于被试手部的数据手套，手部肌电反应仪为多导生理仪，手部作用力传感器包括压力传感器和拉力传感器，压力传感器设置于诱发手势模具上的手部按压位置，拉力传感器设置于诱发手势模具的回弹装置上；其中的手势分析模块接收检测装置所采集到的被试手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力的信号，并对所采集信号进行数据分析，获得手势操作动作资料，手势库模块与手势分析模块连接，用于存储对应的各种手势操作动作资料。通过建立各种诱发手势模具，被试在对诱发手势模具施加标准的操作动作的过程中，在手势库模块中形成标准化操作动作手势库，多种不同结构的诱发手势模具可以有效地诱发操作动作手势以及被试在操作物体时的体验。建立标准化的手势库后，利用所建立的手势库可以识别被试的手部动作和动作意图。为达到这一目的，本专利技术还在系统中的计算机中内嵌有手势识别模块，其分别与手势分析模块、手势库模块连接，手势识别模块将所采集的被试操作动作手势资料与手势库模块中存储的标准操作动作手势资料进行比对，识别被试的手部动作及动作意图。其中的诱发手势模具包括抓握手势模具、夹持手势模具、旋转操作手势模具、手持式滑动手势模具、按键手势模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作动作手势诱发检测系统，其特征在于，包括诱发手势模具、手势检测装置及内嵌于一计算机中的手势库模块和手势分析模块，所述检测装置包括用于测量被试操作模具时的手势运动轨迹检测仪、手部肌电反应检测仪和手部作用力传感器，所述手势分析模块接收所述检测装置所采集到的被试手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力的信号，并对所采集信号进行数据分析，获得手势操作动作资料，所述手势库模块与所述手势分析模块连接，用于存储所述诱发手势模具所诱发的操作动作手势资料。

【技术特征摘要】
1.一种操作动作手势诱发检测系统，其特征在于，包括诱发手势模具、手势检测装置及内嵌于一计算机中的手势库模块和手势分析模块，所述检测装置包括用于测量被试操作模具时的手势运动轨迹检测仪、手部肌电反应检测仪和手部作用力传感器，所述手势分析模块接收所述检测装置所采集到的被试手势运动轨迹、手部肌电反应和手部作用力的信号，并对所采集信号进行数据分析，获得手势操作动作资料，所述手势库模块与所述手势分析模块连接，用于存储所述诱发手势模具所诱发的操作动作手势资料。2.根据权利要求1所述的操作动作手势诱发检测系统，其特征在于，所述系统还包括一内嵌于计算机中的手势识别模块，其分别与所述手势分析模块、手势库模块连接，所述手势识别模块将所采集的被试手势诱发资料与所述手势库模块中存储的标准操作动作手势资料进行比对，识别被试的手部动作及动作意图。3.根据权利要求1所述的操作动作手势诱发检测系统，其特征在于，所述手势运动轨迹检测仪为穿戴于被试手部的数据手套。4.根据权利要求1所述的操作动作手势诱发检测系统，其特征在于，所述的手部肌电反应检测仪为多导生理仪，用于记录被试手部的肌电反应。5.根据权利要求1-4所述的操作动作手势诱发检测系统，其特征在于，所述的诱发手势模具包括抓握手势模具、夹持手势模具、旋转操作手势模具、手持式滑动手势模具、按键手势模具、抓握扳机手势模具、扳动手势模具和触屏滑动手势模具中的一种或几种的组合。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘烨，於文苑，
申请(专利权)人：中国科学院心理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11