仿生手教具及其控制方法、主控设备技术

本发明专利技术公开一种仿生手教具的控制方法，包括：同步采集肌电信号和手势图像；判断肌电信号是否为有效信号；当肌电信号为有效信号时，根据肌电信号获取第一控制指令；判断手势图像是否为有效图像；当手势图像为有效图像时，识别手势图像以得到第二控制指令；判断第一控制指令与第二控制指令是否相同；以及当第一控制指令与第二控制指令相同时，根据第一控制指令或者第二控制指令控制仿生手。本发明专利技术公开的仿生手教具的控制方法能够解决穿戴者注意力不集中导致手势出现失误的问题。此外，本发明专利技术还公开一种主控设备以及仿生手教具。公开一种主控设备以及仿生手教具。公开一种主控设备以及仿生手教具。

【技术实现步骤摘要】
仿生手教具及其控制方法、主控设备


[0001]本专利技术涉及人工智能
，特别涉及一种仿生手教具及其控制方法、主控设备。

技术介绍

[0002]随着科学技术的进步，STEM教育受到越来越多关注。其中，仿生手类的教学用具特别受到青睐。由于肌电控制仿生手具有直接、自然的特点，因此利用表面肌电控制的仿生手已经成为应用数量较多的一类。穿戴者通过穿戴在手臂上的采集传感器对仿生手进行控制。
[0003]然而，由于肌电信号是基于穿戴者的大脑活动产生的，因此，一旦穿戴者注意力不集中，肌电信号就容易出现波动，进而导致操作手势出现失误。例如穿戴者通过肌电信号控制仿生手抓取物品时，若注意力不集中，就容易导致肌电信号出现波动，进而导致抓取的物品掉落。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种仿生手教具及其控制方法、主控设备，旨在解决穿戴者注意力不集中导致手势出现失误的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种仿生手教具的控制方法，所述仿生手教具的控制方法包括：同步采集肌电信号和手势图像；判断所述肌电信号是否为有效信号；当所述肌电信号为有效信号时，根据所述肌电信号获取第一控制指令；判断所述手势图像是否为有效图像；当所述手势图像为有效图像时，识别所述手势图像以得到第二控制指令；判断所述第一控制指令与所述第二控制指令是否相同；以及当所述第一控制指令与所述第二控制指令相同时，根据所述第一控制指令或者所述第二控制指令控制仿生手。
[0006]优选地，判断所述肌电信号是否为有效信号包括：对所述肌电信号进行处理以得到信号强度；判断所述信号强度是否大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间是否大于预设时间；当所述信号强度小于或者等于阈值，或者，大于所述阈值的信号强度的持续时间小于或者等于预设时间时，确认所述肌电信号不是有效信号；以及当所述信号强度大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间大于预设时间时，确认所述肌电信号为有效信号。
[0007]优选地，判断所述信号强度是否大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时
间是否大于预设时间包括：判断所述信号强度是否大于所述阈值；当所述信号强度大于所述阈值时，计算大于所述阈值的信号强度的持续时间；判断所述持续时间是否大于所述预设时间；以及当所述持续时间大于所述预设时间时，确认所述信号强度大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间大于预设时间。
[0008]优选地，根据所述肌电信号获取第一控制指令包括：根据预设的肌电手势模板匹配与所述肌电信号相对应的第一控制指令，所述肌电手势模板包括一一对应的肌电信号和第一控制指令。
[0009]优选地，判断所述手势图像是否为有效图像包括：判断是否在所述手势图像中识别到手势；当在所述手势图像中识别到手势时，将识别到手势的手势图像标记为起始图像；按时间顺序依次判断所述起始图像之后采集的手势图像中是否无法识别到手势；当所述起始图像之后采集的手势图像中无法识别到手势时，将无法识别到手势的手势图像标记为结束图像；计算所述起始图像和所述结束图像之间的采集时间差；判断所述采集时间差是否大于预设值；以及当所述采集时间差大于所述预设值时，确认所述起始图像和所述结束图像之间的所有手势图像均为有效图像。
[0010]优选地，识别所述手势图像以得到第二控制指令包括：依次对确认为有效图像的所有手势图像中相邻的两个手势图像进行检测以得到相应的手势动作；以及根据所述手势动作得到所述第二控制指令。
[0011]优选地，同步采集肌电信号和手势图像包括：同时发送采集指令至肌电采集器和图像采集器，所述肌电采集器用于采集所述肌电信号，所述图像采集器用于采集所述手势图像；以及接收所述肌电采集器发送的肌电信号和所述图像采集器发送的手势图像。
[0012]本专利技术进一步提出一种主控设备，所述主控设备包括：存储器，用于存储程序指令；以及处理器，用于执行所述程序指令以实现如上所述的仿生手教具的控制方法。
[0013]本专利技术进一步还提出一种仿生手教具，所述仿生手教具包括仿生手、肌电采集器、图像采集器和如上所述的主控设备，所述主控设备设置于所述仿生手，所述主控设备分别与所述仿生手、所述肌电采集器和所述图像采集器通信连接。
[0014]本专利技术进一步还提出一种仿生手教具的控制方法，所述仿生手教具的控制方法包括：肌电采集器和图像采集器同步采集肌电信号和手势图像；所述肌电采集器判断所述肌电信号是否为有效信号；当所述肌电信号为有效信号时，所述肌电采集器根据所述肌电信号获取第一控制指令，并发送至主控设备；
所述图像采集器判断所述手势图像是否为有效图像；当所述手势图像为有效图像时，所述图像采集器识别所述手势图像以得到第二控制指令，并发送至所述主控设备；所述主控设备判断所述第一控制指令与所述第二控制指令是否相同；以及当所述第一控制指令与所述第二控制指令相同时，所述主控设备根据所述第一控制指令或者所述第二控制指令控制仿生手。
[0015]本专利技术技术方案的有益效果在于：同步采集肌电信号和手势图像，根据预设采集要求判断肌电信号是否为有效信号、预设图像要求判断手势图像是否为有效图像。当肌电信号为有效信号时，根据肌电信号获取第一控制指令；当手势图像为有效图像时，根据手势图像获取第二控制指令。当第一控制指令和第二控制指令相同时，表示肌电信号代表的动作和手势图像代表的动作相匹配，则根据第一控制指令或者第二控制指令控制仿生手做出相应的手势动作。通过对肌电信号和手势图像进行识别判断，能够有效剔除无效信号，以避免手势图像对应第一动作时，肌电信号出现无意识的波动对应第二动作，可能导致对仿生手的控制出现错乱的问题。因此，仿生手教具的控制方法能够有效提升手势识别的稳定性和可靠性，避免肌电信号的无意波动，以更加精准控制仿生手做出预设的手势或动作。
附图说明
[0016]图1为本专利技术第一实施例提供的仿生手教具的控制方法的流程图；图2为本专利技术第一实施例提供的仿生手教具的控制方法的第一子流程图；图3为本专利技术第一实施例提供的仿生手教具的控制方法的第二子流程图；图4为本专利技术第一实施例提供的仿生手教具的控制方法的第三子流程图；图5为本专利技术第一实施例提供的仿生手教具的控制方法的第四子流程图；图6为本专利技术第一实施例提供的仿生手教具的控制方法的第五子流程图；图7为本专利技术第二实施例提供的仿生手教具的控制方法的流程图；图8为本专利技术实施例提供的仿生手教具的控制方法的应用场景示意图；图9为本专利技术实施例提供的主控设备的内部结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的仿生手教具的内部结构示意图。
[0017]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术中的一部分实施例，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作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。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生手教具的控制方法，其特征在于，所述仿生手教具的控制方法包括：同步采集肌电信号和手势图像；判断所述肌电信号是否为有效信号；当所述肌电信号为有效信号时，根据所述肌电信号获取第一控制指令；判断所述手势图像是否为有效图像；当所述手势图像为有效图像时，识别所述手势图像以得到第二控制指令；判断所述第一控制指令与所述第二控制指令是否相同；以及当所述第一控制指令与所述第二控制指令相同时，根据所述第一控制指令或者所述第二控制指令控制仿生手。2.根据权利要求1所述的仿生手教具的控制方法，其特征在于，判断所述肌电信号是否为有效信号包括：对所述肌电信号进行处理以得到信号强度；判断所述信号强度是否大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间是否大于预设时间；当所述信号强度小于或者等于阈值，或者，大于所述阈值的信号强度的持续时间小于或者等于预设时间时，确认所述肌电信号不是有效信号；以及当所述信号强度大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间大于预设时间时，确认所述肌电信号为有效信号。3.根据权利要求2所述的仿生手教具的控制方法，其特征在于，判断所述信号强度是否大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间是否大于预设时间包括：判断所述信号强度是否大于所述阈值；当所述信号强度大于所述阈值时，计算大于所述阈值的信号强度的持续时间；判断所述持续时间是否大于所述预设时间；以及当所述持续时间大于所述预设时间时，确认所述信号强度大于阈值，且大于所述阈值的信号强度的持续时间大于预设时间。4.根据权利要求1所述的仿生手教具的控制方法，其特征在于，根据所述肌电信号获取第一控制指令包括：根据预设的肌电手势模板匹配与所述肌电信号相对应的第一控制指令，所述肌电手势模板包括一一对应的肌电信号和第一控制指令。5.根据权利要求1所述的仿生手教具的控制方法，其特征在于，判断所述手势图像是否为有效图像包括：判断是否在所述手势图像中识别到手势；当在所述手势图像中识别到手势时，将识别到手势的手势图像标记为起始图像；按时间顺序依次判断所述起始图像之后采集的手势图像中是否无法识别到手势；...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩璧丞，
申请(专利权)人：浙江强脑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：