具有感测手或手指位置的传感器以进行可调节的控制的方法和系统技术方案

手柄适于接收一个或多个手指或手的一部分。一组传感器安装在手柄表面上或附近。每个传感器与手柄的不同区域相关联。检测器被设置成检测通过一个或多个手指或手的一部分对一个或多个传感器的接触，以针对各采样间隔产生手柄的观察到的触点图。控制器可以响应于观察到的触点图与参考触点图的匹配或基本相似而在输出的电信号中产生增益或控制响应比，其中电信号是从用户对手柄的运动或移动中获得的。

【技术实现步骤摘要】
具有感测手或手指位置的传感器以进行可调节的控制的方法和系统
本公开涉及具有感测手或手指位置的传感器以进行可调节的控制的方法和系统，例如致动器、电子设备、车辆或工具的控制。
技术介绍
在某些现有技术中，操纵杆传感器只能检测用户的手的移动以产生相应的电信号。例如，对于给定的移动，与操纵杆传感器相关联的控制器产生一致的电气控制信号，而不管使用者如何实际握持、抓握或抓持操纵杆。在一些现有技术中，用户可以手动地输入或手动按压与用户界面相关联的一个或多个附加开关，以启用、禁用或改变操纵杆传感器的信号输出。用户手动激活或按压附加的机械操作开关可能是效率低下、不符合人机工程学或麻烦的。操纵杆传感器的一种可能的应用是对可以长时间段操作的车辆例如越野重型设备进行控制。因此，需要一种具有用于感测手或手指位置的手传感器的方法和系统，其可以根据用户的期望、偏好或对控制器或受控设备的编程来自动检测和自动响应于用户的手或手指位置。
技术实现思路
在一个实施例中，具有用于感测手或手指位置的手传感器的方法和系统能够将手或手指的位置或运动(例如或两个位置和运动)转换成电信号。手柄适于接收一个或多个手指或手的一部分。在手柄表面上或附近安装一组触觉传感器(例如，电容传感器)，每个触觉传感器与手柄的不同区域相关联。检测器被设置以用于检测由一个或多个手指或手的一部分对一个或多个传感器的接触，以产生对于相应采样间隔的对于手柄的所观察到的触点图；响应被观察到的触点图匹配于或基本上类似于参考触点图，控制器可以产生输出(例如，到制动器)的电信号中的增益或控制响应比，其中电信号是从用户对手柄的移动或位移获得的。附图说明图1A是具有用于感测手或手指位置的手传感器的系统的一个实施例的框图。图1B是具有用于感测手或手指位置的手传感器的系统的另一实施例的框图。图2是具有用于感测手柄上的手或手指位置的手传感器的方法的一个实施例的流程图，其中，所述手柄上的手或手指位置可以单独地或与手柄(例如，操纵杆手柄)的任何运动一起转换成可定义的电信号。图3是具有用于感测手柄上的手或手指位置的手传感器的方法的另一实施例的流程图，其中，手柄上的手或手指位置可以单独地或与手柄的任何运动一起转换成可定义的电信号。图4是具有用于感测手柄上的手或手指位置的手传感器的方法的另一个实施例的流程图，其中，手柄上的手或手指位置可以单独地或与手柄的任何运动一起被转换成可定义的电信号。图5是具有用于感测手柄上的手或手指位置的手传感器的方法的另一实施例的流程图，其中，手柄的手或手指位置可以单独地或与手柄的任何运动一起被转换成可定义的电信号。图6A和图6B合起来是具有用于感测用于控制车辆的手或手指位置的手传感器的方法的一个实施例的流程图。图7示出了可用于感测手或手指位置的手传感器的示例性的触觉传感器或电容式传感器的一个实施例的横截面。图8是示例性电容传感器的一个实施例的分解透视图。图9A是具有一个或多个嵌入式触觉或电容传感器的手柄的一侧的透视图。图9B是具有一个或多个嵌入式触觉或电容传感器的图9A的手柄的相反侧的透视图。图10A是从手柄的一侧看去的第一抓握的透视图。图10B是从图10A的相反侧看去的第一抓握的透视图。图11A是从手柄的一侧看去的第二抓握的透视图。图11B是从图11A的相反侧看去的第二抓握的透视图。图12A是从手柄的一侧看去的第三抓握的透视图。图12B是与图12A的相反侧看去的第三抓握的透视图。图13A是从手柄的一侧看去的第四抓握的透视图。图13B是从图13A的相反侧看去的第四抓握的透视图。图14是与手柄上的传感器和接触点相关联的一个可能的图表或查找表，其可以限定对应的示例性抓握。图15是与手柄上的传感器和接触点相关联的另一可能的图表或查找表，其可以限定对应的示例性抓握。图16是与手柄上的传感器和接触点相关联的又一可能的图表或查找表，其可以限定对应的示例性抓握。图17是与手柄上的传感器和接触点相关联的再一个可能的图表或查找表，其可以限定对应的示例性抓握。具体实施方式如本文档中所使用的，“配置为，适于或被布置成”指的是数据处理器用适当的软件指令、软件模块、可执行代码、数据库和/或必需的数据进行编程，以执行与本公开的任何附图中阐述的一个或多个方块相关联的任何引用的函数、数学运算、逻辑运算、计算、确定、过程、方法、算法、子程序或程序。或者，与上述定义分开或累加地，“被配置为，适于或被布置成”可以意味着电子数据处理系统包括本文中描述的作为软件模块、等效电子硬件模块或两者的一个或多个组件来执行任何引用的函数、数学运算、计算、确定、过程、方法、算法、子程序。在本文的整个附图中，类似的附图标记表示装置或系统的类似的元件或特征，或方法的类似的步骤或程序。图1A是具有用于单独地或与由操作者或用户操作的手柄的任何移动相结合地感测手柄(例如操纵杆)上的手或手指位置的手传感器12的系统11的一个实施例的框图。在图1A中，系统11包括手传感器12，其包括以下中的一个或多个：(1)具有一个或多个触觉传感器或电容传感器14的手柄；以及(2)用于检测传感器14的运动(例如加速度，速度)、位置或定向的手柄位移传感器18；和(3)用于检测来自接触或靠近(靠近)一个或多个触觉或电容传感器14的使用者的手指、手指的一部分、手或手的一部分的电容或其他电参数的变化的可选的检测器16。在一种构造中，一个或多个触觉或电容传感器14、手柄位移传感器18和可选的检测器16以及可选的模数转换器13包括检测模块10。在一个实施例中，手传感器12联接到电子数据处理系统22，电子数据处理系统22可以包括控制器。继而，数据处理系统22可以联接到或连接到致动器38(例如，电动液压阀)以用于控制一机构或装置，所述机构或装置例如是与车辆相关联的转向系统、制动系统、工具或器具(例如，联接到悬臂和臂的装载铲斗)。致动器38可以包括电动机、线性致动器、继电器、螺线管、微机电系统(MEMS)、电动液压阀、电控液压泵或电动液压泵、或其它电动或液压机械。此外，数据处理系统22可以联接到用户界面20，用户界面例如可以是小键盘、键盘、显示器、触摸屏显示器、开关或用于输入或输出数据的其它设备。例如，将数据输入或输出到数据处理系统22中可以有助于建立或修改查询表32、文件或其他数据结构，这些查询表32、文件或其他数据结构与握持数据图、触点图或手柄上的用户接触点的参考图或用于被输出以用于控制致动器38(例如，电动液压阀)的电信号的相应的增益(或相应的控制响应比)相关联。查找表32或其他数据结构中的数据可与用户可定义的参数选择、默认出厂设置或其他设置一致。控制响应比或C/R是指输入控制信号与输出控制信号的比值。电子数据处理系统22可以用于基于由手传感器12提供的输入控制信号建立提供给致动器38或电子设备的输出控制信号。在机器或车辆的情形中，较高的C/R值产生较高的控制分辨率(controlresolution)和对于手柄(例如，操纵杆传感器)的参考运动的更慢、更精确的机器运动。精确的运动对于在有限空间内移动机器或器具或者满足诸如建筑结构、光纤电缆、管道、气体管线和电线等周围的施工任务的精确规范或工作计划是理想的。相反，较低的C/R产生较低的控制分辨率，并且对于手柄的相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将手或手指的位置或运动转换为电信号的装置，所述装置包括：手柄，所述手柄用于接收一个或多个手指或接收手的一部分；手柄位移传感器，用于响应于手柄的运动或移动而产生电信号；在手柄的表面上或附近的一组触觉传感器，每个触觉传感器与手柄的不同区域相关联；检测器，用于检测所述触觉传感器中的一个或多个的接触，以针对各采样间隔分别产生用于手柄的观察到的触点图；和电子数据处理器，响应于所述观察到的触点图与参考触点图的匹配或基本相似，所述电子数据处理器在由所述装置输出的电信号中生成增益或控制响应比。

【技术特征摘要】
2016.07.01 US 15/200,6681.一种用于将手或手指的位置或运动转换为电信号的装置，所述装置包括：手柄，所述手柄用于接收一个或多个手指或接收手的一部分；手柄位移传感器，用于响应于手柄的运动或移动而产生电信号；在手柄的表面上或附近的一组触觉传感器，每个触觉传感器与手柄的不同区域相关联；检测器，用于检测所述触觉传感器中的一个或多个的接触，以针对各采样间隔分别产生用于手柄的观察到的触点图；和电子数据处理器，响应于所述观察到的触点图与参考触点图的匹配或基本相似，所述电子数据处理器在由所述装置输出的电信号中生成增益或控制响应比。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述参考触点图与多个其他参考触点图一起存储在数据存储装置中，并且其中所述电子数据处理器在数据存储装置中搜索候选的参考触点图以寻找与所观察到的触点图匹配或基本相似的参考触点图。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述参考触点图与手柄上的一个或多个手指或手的一部分的抓握类型相关联，并且其中所述抓握类型选自包括下述的一种或多种的组：手抓握、手指抓握、全抓握、基部抓握、手掌张开式抓握、指尖抓握、握拳式手抓握、手打开式抓握、侧面操作式手指抓握和顶部操作式手指抓握。4.根据权利要求1所述的装置，其中抓握包括在手柄上的一个或多个手指或手的一部分，并且其中所述抓握在下述情况下被识别：在满足或超过所观察到的触点图和用于被识别的抓握的参考触点图之间的特定的阈值匹配百分比的基础上，所观察到的触点图与所述参考触点图充分匹配、对应或相关。5.根据权利要求4所述的装置，其中，针对参考触点图的每个无关状态在所述阈值匹配百分比的确定中被排除。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述手柄包括操纵杆，所述操纵杆基于所述手柄相对于参考坐标系的运动或移动而产生所述电信号。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述参考坐标系包括在笛卡尔坐标系的X-Y平面中的坐标。8.根据权利要求1所述的装置，其中每个参考触点图与存储在数据存储装置中的相应的增益或相应的控制响应比相关联。9.根据权利要求1所述的装置，还包括：致动器，如果电子数据处理器确认手柄的相应的手抓握为适于该采样间隔的姿势，则基于所述增益或所述控制响应比控制所述致动器。10.根据权利要求1所述的装置，还包括：电动液压阀，如果电子数据处理器确认手柄的手抓握为适于该采样间隔的姿势，则基于所述增益或所述控制响应比控制所述电动液压阀，以将液压流量增加到第一流量水平，该第一流量水平高于一第二流量水平，其中适于所述采样间隔的姿势与由所述电动液压阀所控制的器具的粗略控制相关。11.根据权利要求1所述的装置，还包括：电动液压阀，如果电子数据处理器确认手柄的手指抓握为适于该采样间隔的姿势，则基于所述增益控制所述电动液压阀，以将液压流量降低到低于第一流量水平的第二流量水平，其中适于所述采样间隔的姿势与由所述电动液压阀所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·E·德拉姆，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US