[发明专利]用于测量人体部位动作的数据设备及其对应的系统

说明书

技术领域

本发明涉及人机数据交互技术,尤其涉及一种用于测量人体部位动作的数据设备及其对应的系统，该数据设备可以为诸如NACN数据手套的人体佩带装置。

背景技术

近几年来，数据手套被频繁地应用在虚拟现实系统的通讯与交互过程中。戴上数据手套，用户的动作就可以传送回计算机，在虚拟现实中与计算机生成的环境进行实时交互。这样的数据手套是多个传感器的集成，每个传感器每隔较短的时间采集一次标定范围内的数据值，通过这些数据值的大小，计算机在虚拟环境中重构手的整体空间状态。

目前，国际上数据手套的研制技术已经相对成熟，并且在市场上已经进行销售。主要产品有:Cyber Glove,5DT Glove,P5Glove,Pinch Glove。但是国际上销售的数据手套价格十分昂贵，应用范围十分局限，也不支持二次开发。

在国内，也有一些单位自主研发数据手套，作为与虚拟现实交互的设备使用，价格低廉，使用简单。

但这些现有技术研发的产品所用的传感器种类较为单一，无法区别动作之间在节奏，力度，相对空间准确性等多个指标的细微差别，无法用于测量不同个体在同一手部动作协调性上的差别。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明设计了一种用于测量人体部位动作的数据设备及其对应的系统。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于测量人体部位动作的数据设备，该数据设备包含至少三种类型的传感器：弯曲传感器、压力传感器以及角度传感器；其中，设置弯曲传感器，以便检测人体部位弯曲的状态，从而获得人体部位弯曲度的相应信号；设置压力传感器，以便判断人体部位之间对点的动作是否准确到位；同时可以根据压力值来测量人体部位对点时的力度；设置角度传感器，以便检测人体部位相对于水平面板之间的角度变化值。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于测量人体部位动作的系统，该系统包括：根据上述的用于测量人体部位动作的数据设备；与该数据设备通信的单片机；与该单片机通信连接的计算机。

附图说明

图1是根据本发明实施例的数据设备中的传感器安装的示意性结构图；

图2是是根据本发明实施例的用于测量人体部位动作的系统的原理图；

图3A-图3D分别为传感器信号处理电路的线路图；

图3E和图3F分别为电源电路的线路图；

图3G-图3J分别为信号采集电路的线路图；

图3K为PC接口电路的线路图；

图4是根据本发明实施例的人机数据交互的界面显示图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种用于测量人体部位动作的数据设备及其对应系统进行详细描述。

同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

在图1中示出了根据本发明实施例的数据设备中的传感器安装的示意性结构图。如图1所示，在本发明的优选实施例中该数据设备包含至少三种类型的传感器：弯曲传感器、压力传感器以及角度传感器。

其中，设置弯曲传感器，以便检测人体部位弯曲的状态，从而获得人体部位弯曲度的相应信号。

设置压力传感器，以便判断人体部位之间对点的动作是否准确到位；同时可以根据压力值来测量人体部位对点时的力度。

设置角度传感器，以便检测人体部位相对于水平面板之间的角度变化值。

根据本发明的优选实施例，该数据设备为数据手套，对应的人体部位为手部。然而对于本领域技术人员应当理解，该数据设备也可以为其它人机交互的人体佩带装置。