能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套制造技术

本实用新型专利技术题为“能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套”。所述手套被配置为佩戴在使用者手上，所述手套包括：一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件包括：多个惯性运动单元IMU，每个IMU邻近手骨或指骨定位并被配置为生成指示所述手骨或指骨的运动的信号，其中所述多个IMU被配置为测量所述使用者的所述手和手指中一者或多者的加速度和旋转速率；其中所述手套包括位于每个手指节段或拇指节段上的至少两个IMU；和逻辑部件，所述逻辑部件被配置为：使用所述信号确定所述使用者的关节的一个或多个移动，以及使用来自与所述使用者的手指相关联的所述多个IMU中的至少两个IMU的所述信号确定所述手指的一个或多个移动。

Gloves capable of measuring the movement of a single phalanx and thumbbone

【技术实现步骤摘要】
能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套
本公开涉及一种能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套。
技术介绍
虚拟现实(VR)技术可用于许多应用，诸如军事训练、教育学习和视频游戏。VR技术可使用一个或多个电子设备来模拟虚拟环境和使用者在该虚拟环境中的物理存在。一种类型的VR技术是增强现实(AR)技术，其中使用者的真实环境可由计算机生成的对象或内容进行补充。另一种类型的VR技术是混合现实(MR)技术，其中使用者的真实环境和虚拟环境可混合在一起。可使用一个或多个电子设备来模拟VR/AR/MR技术。一个电子设备可为VR头戴式耳机，其中使用者可使用VR头戴式耳机来查看模拟虚拟环境。当使用者移动他/她的头部以查看周围时，头戴式耳机中包括的显示器可更新以反映使用者的头部移动。另一个电子设备可包括一个或多个相机。一个或多个相机可用于捕获使用者在AR技术中的真实环境和/或可用于定位跟踪。另一个电子设备可包括VR手套。VR手套可佩戴在使用者的手上，并且可允许使用者实时触摸、感觉和握持虚拟对象。可能需要能够在不阻塞的情况下准确检测使用者的手和手指的位置和运动的VR手套。
技术实现思路
本公开涉及能够测量单个指骨和拇指骨的移动的VR手套。VR手套可包括多个惯性测量单元(IMU)以跟踪一个或多个手指节段和/或手节段的移动。IMU可包括一个或多个运动传感器，诸如陀螺仪和加速度计，用于测量IMU可附接的物体(例如，指骨)的取向、位置和速度。IMU可邻近指(或拇指)骨定位并且可测量对应骨的惯性运动。在一些示例中，VR手套可包括磁力仪以确定地磁场的方向。VR手套还可包括一个或多个其他电子部件，诸如多个电极，用于感测航向、实现电容式触摸和/或指尖之间的接触感测。VR手套还可包括力传感器、触觉反馈致动器、温度传感器和加热器。VR手套还可包括逻辑部件，诸如板载控制器、连接器、收发器、电池等。可使用一个或多个总线来承载电子部件之间的信号到例如手上控制器。VR手套可为织物手套，其中一个或多个(例如，所有)电子部件可针织或织造到手套中。在一些示例中，可使用导电线将织物缝合在一起。本公开的示例还可包括通过将由IMU检测到的运动与一个或多个局部坐标系进行比较，从而在不使用磁力仪的情况下检测手套的移动。航向初始化可包括旋转优化器，并且航向校正可包括检测与IMU相关联的节点的无规律情况(例如，碰撞、旋转等)。根据本公开的一个方面，提供了一种能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中所述手套被配置为佩戴在使用者手上，所述手套包括：一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件包括：多个惯性运动单元(IMU)，每个IMU邻近手骨或指骨定位并被配置为生成指示所述手骨或指骨的运动的信号，其中所述多个IMU被配置为测量所述使用者的所述手和手指中一者或多者的加速度和旋转速率；其中所述手套包括位于每个手指节段或拇指节段上的至少两个IMU；和逻辑部件，所述逻辑部件被配置为：使用所述信号确定所述使用者的关节的一个或多个移动，以及使用来自与所述使用者的手指相关联的所述多个IMU中的至少两个IMU的所述信号确定所述手指的一个或多个移动。附图说明图1示出了根据本公开示例的示例性人手模型。图2示出了根据本公开示例的示例性VR手套的后视图。图3示出了根据本公开示例的示例性VR手套的框图。图4A示出了根据本公开示例的用于使用VR手套确定手和手指的定位和运动的示例性过程。图4B示出了根据本公开示例的示例性手参考。图4C示出了根据本公开示例的包括在手参考中的多个手指以及拇指的示例性局部坐标系。图5示出了根据本公开示例的使用x旋转优化器确定初始航向的示例性过程。图6A示出了根据本公开示例的两个或更多个手指的示例性碰撞。图6B示出了根据本公开示例的两个或更多个节点的示例性旋转。具体实施方式本申请要求2017年9月29日提交的美国临时专利申请No.62/566,303的权益，该临时专利申请的全部公开内容出于所有目的以引用方式并入本文。在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性变更。现在将参照如附图所示的示例来详细描述各种技术和过程流步骤。在以下描述中，阐述了众多具体细节，以便提供对其中描述或提到的一个或多个方面和/或特征的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，所述或提到的一个或多个方面和/或特征可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，公知的过程步骤和/或结构未详细描述从而不会模糊本文所述或提到的方面和/或特征中的一些。而且，尽管可按照连续次序描述过程步骤或方法步骤，但是此类过程和方法可被配置为按照任意适合次序来工作。换言之，可在本公开中描述的步骤的任何序列或次序自身未指出需要按该次序执行步骤。此外，尽管被描述或暗示为非同时发生(例如，因为在其他步骤之后描述一个步骤)，但可以同时执行一些步骤。而且，在附图中借助其描述对过程的图示未暗示所示过程不包括其他变型及其修改，未暗示所示过程或其步骤中的任一个必须为示例中的一个或多个，并且未暗示所示过程为优选的。虚拟现实(VR)技术可用于许多应用，诸如军事训练、教育学习和视频游戏。VR技术可使用一个或多个电子设备来模拟虚拟环境和使用者在该虚拟环境中的物理存在。一种类型的VR技术是增强现实(AR)技术，其中使用者的真实环境可由计算机生成的对象或内容进行补充。另一种类型的VR技术是混合现实(MR)技术，其中使用者的真实环境和虚拟环境可混合在一起。可使用一个或多个电子设备来模拟VR/AR/MR技术。一个电子设备可为VR头戴式耳机，其中使用者可使用VR头戴式耳机来查看模拟虚拟环境。当使用者移动他/她的头部以查看周围时，头戴式耳机中包括的显示器可更新以反映使用者的头部移动。另一个电子设备可包括一个或多个相机。一个或多个相机可用于捕获使用者在AR技术中的真实环境和/或可用于定位跟踪。另一个电子设备可包括VR手套。VR手套可佩戴在使用者的手上，并且可允许使用者实时触摸、感觉和握持虚拟对象。VR手套也可用于与虚拟表面进行交互、使用手势传达输入、显示与其他(例如，虚拟)参与者交互的表达情绪等。可能需要能够在不阻塞的情况下准确检测使用者的手和手指的位置和运动的VR手套。VR手套也可用于与真实环境中的对象进行交互，尽管例如当在VR头戴式耳机中显示时，这些对象可能被修改。本公开涉及能够测量单个指骨和拇指骨的移动的VR手套。VR手套可包括多个IMU以跟踪一个或多个手指节段和/或手节段的移动。IMU可邻近指(或拇指)骨定位并且可测量对应骨的惯性运动。在一些示例中，VR手套可包括磁力仪以确定地磁场的方向。VR手套还可包括一个或多个其他电子部件，诸如多个电极，用于感测航向、实现电容式触摸和/或指尖之间的接触感测。VR手套还可包括力传感器、触觉反馈致动器、温度传感器和加热器。VR手套还可包括逻辑部件，诸如板载控制器、连接器、收发器、电池等。可使用一个或多个总线来承载电子部件之间的信号到例如手上(也称为“手套上”)控制器。VR手套可为织物手套，其中一个或多个(例如，所有)电子部件可针织或织造到手套中。在一些示例中，可使用导电线将织物缝合在一起。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中所述手套被配置为佩戴在使用者手上的手套，其特征在于，所述手套包括：一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件包括：多个惯性运动单元IMU，每个IMU邻近手骨或指骨定位并被配置为生成指示所述手骨或指骨的运动的信号，其中所述多个IMU被配置为测量所述使用者的所述手和手指中一者或多者的加速度和旋转速率；其中所述手套包括位于每个手指节段或拇指节段上的至少两个IMU；和逻辑部件，所述逻辑部件被配置为：使用所述信号确定所述使用者的关节的一个或多个移动，以及使用来自与所述使用者的手指相关联的所述多个IMU中的至少两个IMU的所述信号确定所述手指的一个或多个移动。

【技术特征摘要】
2017.09.29 US 62/566,3031.一种能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中所述手套被配置为佩戴在使用者手上的手套，其特征在于，所述手套包括：一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件包括：多个惯性运动单元IMU，每个IMU邻近手骨或指骨定位并被配置为生成指示所述手骨或指骨的运动的信号，其中所述多个IMU被配置为测量所述使用者的所述手和手指中一者或多者的加速度和旋转速率；其中所述手套包括位于每个手指节段或拇指节段上的至少两个IMU；和逻辑部件，所述逻辑部件被配置为：使用所述信号确定所述使用者的关节的一个或多个移动，以及使用来自与所述使用者的手指相关联的所述多个IMU中的至少两个IMU的所述信号确定所述手指的一个或多个移动。2.根据权利要求1所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中所述手套不包括磁力仪。3.根据权利要求1所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中，所述手套还包括：多个总线，所述多个总线包括：第一总线，所述第一总线包括来自所述多个IMU中的所述至少两个IMU的所述信号，和第二总线，所述第二总线包括来自与单独的手指相关联的其他IMU的信号，其中所述确定所述使用者的所述手指的所述一个或多个移动包括使用所述第一总线的所述信号与所述第二总线的所述信号之间的信息的差异。4.根据权利要求3所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中所述多个总线包括五个总线。5.根据权利要求1所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中，所述手套还包括：多个电极，每个电极位于手指节段或拇指节段的一面上，其中所述逻辑部件被进一步配置为：在所述多个电极中的两个电极进行电接触时生成第二信号。6.根据权利要求5所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中一个手指节段仅包括一个电极，三个手指节段包括两个电极，并且所述拇指节段仅包括一个电极。7.根据权利要求1所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中，所述手套还包括：一个或多个力传感器，所述一个或多个力传感器被配置为确定力是否被施加在所述多个手指节段中的至少一个手指节段、所述拇指节段或两者的指尖上并且邻近所述指尖定位。8.根据权利要求7所述的能够测量单个指骨和拇指骨的移动的手套，其中所述一个或多个力传感器包括邻近所述多个手指节段的所述指尖中的每一个指尖定位的一个力传感器和邻近所述拇指节段的所述指尖定位的一个力传感器。9.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·艾里亚斯，A·D·斯特瑞恩，A·帕拉加达，D·D·萨夏恩，J·HC·陆，L·M·尤萨托，S·T·霍恩，Z·P·玛瑟，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：美国,US