一种数据手套的多传感数据高速同步采样方法技术

本发明专利技术涉及一种数据手套的多传感数据高速同步采样方法，属于人机交互技术中数据手套领域。包括：微处理器向所述的多个传感器节点发送同步信号；每个传感器节点开始采集传感器数据；将采集到的多组传感器数据存储在传感器节点的缓存区；当传感器节点的缓存区中数据数目达到缓存区大小后，传感器节点向微处理器发送中断请求；微处理器接收到中断请求后，响应中断请求；微处理器与传感器节点建立高速通信，接收传感器节点的缓存区数据；微处理器将接收到的传感数据实时存储；待微处理器的数据传输模块传输数据结束后，微处理器的控制调度模块响应来自其他传感器节点的中断请求，继续接收其他传感器的数据。能够实时对数据手套的多传感数据进行采样。多传感数据进行采样。多传感数据进行采样。

【技术实现步骤摘要】
一种数据手套的多传感数据高速同步采样方法


[0001]本专利技术涉及人机交互技术中数据手套领域，特别是一种数据手套的多传感数据高速同步采样方法。

技术介绍

[0002]近年来人机交互技术发展迅猛，它主要通过相关设备识别人的各种行为动作、身体姿势等与计算机设备进行交互，为用户提供自然、直观、方便的交互体验。数据手套是人机交互常用的手段，它通过光纤、弯曲电阻或者惯性器件实现对人手动作的捕捉，进而为增强现实、智能驾驶、遥操作或者医疗康复等研究课题和应用领域提供数据支撑。
[0003]但是目前数据手套的研究和产品都在数据采样方面存在一些问题，比如：多传感器的采样数据不同步，由于传感器数目的增加导致采样速率大幅度降低等。进而，给相关研究和产品体验带来一定的限制：多传感数据之间存在误差，无法在相同时间间隔内捕捉更多的手部运动特征，无法提供响应速度更快的交互体验等，导致相关研究无法更加细致深入，产品的用户体验较差。

技术实现思路

[0004]要解决的技术问题
[0005]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种数据手套的多传感数据高速同步采样方法，可以提高数据手套多传感数据的采样速度，并确保获取到的数据手套多传感数据为同步数据。
[0006]技术方案
[0007]一种数据手套的多传感数据同步高速采样方法，微处理器和N个搭载于数据手套的传感器节点，所述的微处理器包括控制调度模块、数据传输模块和数据缓存模块；其特征在于步骤如下：
[0008]步骤1：微处理器的控制调度模块向所述的多个传感器节点发送同步信号；
[0009]步骤2：每个传感器节点接收到来自所述微处理器发送的同步信号后，开始采集传感器数据；
[0010]步骤3：每个传感器节点将采集到的多组传感器数据存储在传感器节点的缓存区；
[0011]步骤4：当传感器节点的缓存区中数据数目达到缓存区大小后，传感器节点向微处理器发送中断请求；
[0012]步骤5：微处理器的控制调度模块接收到中断请求后，启动微处理器的数据传输模块响应中断请求；
[0013]步骤6：微处理器的数据传输模块与传感器节点建立高速通信，接收传感器节点的缓存区数据；
[0014]步骤7：微处理器的数据传输模块将接收到的传感数据实时存储在微处理器的数据缓存模块；
[0015]步骤8：待微处理器的数据传输模块传输数据结束后，微处理器的控制调度模块响应来自其他传感器节点的中断请求，重复步骤5～8。
[0016]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的N值满足条件：2≤N≤18，且N取正整数。
[0017]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的搭载于数据手套的传感器节点包括大小为512字节的先进先出缓存区。
[0018]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的搭载于数据手套的传感器节点包括将MEMS惯性传感器和磁力计进行封装后的传感器。
[0019]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的传感器数据为一组包括三轴加速度测量数据、三轴角速度测量数据和三轴磁力计测量数据的数据。
[0020]本专利技术技术方案更进一步的说：所述的采用SPI高速串行通信协议与DMA硬件结合的方式进行数据传输。
[0021]有益效果
[0022]本专利技术相较于现有的数据手套数据采样方法，本专利技术具有的有益效果是：
[0023](1)本专利技术通过微处理器的控制调度模块向所有传感器节点发送帧同步信号，确保数据手套上多个传感器节点同步采样，避免多传感数据之间因采样时间不同导致的误差；
[0024](2)由于传感器节点与微控制器的每次数据传输过程，都存在通信本身的开销。本专利技术在传感器节点设置缓存区，存储传感器节点上连续时刻的传感数据，通过将存储的多组传感数据整体发送，传感器节点与微控制器的通信次数减至一次，从而减少一部分通信开销，降低多传感数据在传感器节点和微处理器数据传输模块的处理时延；并且采用传输速率高的SPI通信总线，降低数据在通信信道上的传播时延；且在微处理器中采用DMA传输，避免等待微处理器CPU的处理，降低多传感数据在微处理器上的排队时延和处理时延。基于以上技术手段，本专利技术能够高速地完成多传感数据从多传感器节点到微处理器的传输；
[0025](3)本专利技术能够高速地完成多传感数据从多传感器节点到微处理器的传输，降低了数据传输造成的时延，因此，本专利技术能够以较高的频率和较好的实时性对数据手套的多传感数据进行采样。
附图说明
[0026]图1是本专利技术数据手套的多传感数据同步高速采样方法的原理框图。
[0027]图2是本专利技术数据手套的多传感数据同步高速采样方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0029]本专利技术针对现有数据手套的数据采样方法所存在的一些问题，提出了一种数据手套的多传感数据同步高速采样方法，通过设计一种数据采集、存储和传输的方法，可以将数据手套的多传感同步数据高速地传输到微处理器，并且与现有数据手套研究和产品相比，该专利技术可以获得更高的数据采样率。
[0030]如图1所示，本专利技术数据手套的多传感数据同步高速采样方法，包括微处理器和N个搭载于数据手套的传感器节点。所述微处理器包括控制调度模块、数据传输模块和数据
缓存模块；所述传感器节点包括一个先进先出缓存区和一个由MEMS惯性传感器和磁力计封装的传感器。
[0031]所述传感器节点的先进先出缓存区是一个大小为512字节的存储区域。数据手套的每一个传感器节点将采集的传感器数据按照固定格式存放在各自传感器节点的先进先出缓存区。其中，一组传感器数据包括三轴加速度测量数据、三轴角速度测量数据和三轴磁力计测量数据，其数据格式如表1所示。所述的先进先出缓存区存储的传感器数据达到512字节时，传感器节点会触发缓存区溢出中断，并且该中断信号可传输到微处理器。
[0032]所述传感器节点可以接收来自微处理器发送的帧同步信号，传感器节点接收到所述的帧同步信号时，启动传感器进行采样。
[0033]表1一组传感器数据的格式
[0034][0035]所述的微处理器控制调度模块，负责整个方法的调度和控制，具体处理以下两种事件：第一，向数据手套的多传感器节点发送帧同步信号；第二，处理来自多个传感器的缓存区溢出中断。
[0036]所述的微处理器数据传输模块，使用SPI高速通信协议与DMA传输相结合的方式接收存储在传感器节点先进先出缓存区的传感器数据。
[0037]I2C和SPI是嵌入式系统中常见的两种串行通信协议，I2C协议是官方标准的串行通信协议，适合远距离通信，不易受噪声干扰，使用方便，由于是官方标准，拥有良好的兼容性；SPI协议是一种事实协议，传输距离较短，易于理解和实施，并且为扩展和变体提供了很大灵活性，可以提供更高的数据传输性能和几乎完全的自由度。所述传感器节点支持I2C和SPI两种通信协议，其中，I2C通信方式的最快速率为400KH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据手套的多传感数据同步高速采样方法，微处理器和N个搭载于数据手套的传感器节点，所述的微处理器包括控制调度模块、数据传输模块和数据缓存模块；其特征在于步骤如下：步骤1：微处理器的控制调度模块向所述的多个传感器节点发送同步信号；步骤2：每个传感器节点接收到来自所述微处理器发送的同步信号后，开始采集传感器数据；步骤3：每个传感器节点将采集到的多组传感器数据存储在传感器节点的缓存区；步骤4：当传感器节点的缓存区中数据数目达到缓存区大小后，传感器节点向微处理器发送中断请求；步骤5：微处理器的控制调度模块接收到中断请求后，启动微处理器的数据传输模块响应中断请求；步骤6：微处理器的数据传输模块与传感器节点建立高速通信，接收传感器节点的缓存区数据；步骤7：微处理器的数据传输模块将接收到的传感数据实时存储在微处理器的数据缓存模块；步骤8：待微处理器的数据传输模块传输数据结束后，微处理器的控制调度模块响应来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海鹏，温豪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：