[发明专利]一种手势识别装置、远程写字系统及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互领域，特别是一种手势识别装置、远程写字系统及其应用方法。

背景技术

大尺寸显示屏的电脑、智能电视、投影仪的出现，使得基于鼠标、键盘的传统人机交互的不便性日益凸显，现有的触摸屏及相关技术也因距离限制缺乏通用性，特别是大型场合，如会议、教室等一对多的平台上，更是急需创新，如何使人与机器之间的交互能够模拟人与人之间的自然交流变得越来越重要。

手势识别作为一种新兴技术，目的就是为了解决隔空的人机交流不便的问题，但是目前大部分的关于手势识别的研究都是采用基于摄像头图像处理的方法，若用户的手在摄像头中被遮挡，效果将会受到较大的影响。

现在的教学模式基本上都是教师在讲台讲课，需要在PPT写注释、标注的时候，都要走到讲台或者投影屏幕上用笔写，在教学和演示过程中较为不便，影响了教学的互动性。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型的手势识别装置、远程写字系统及其应用方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种手势识别装置、远程写字系统及其应用方法，旨在避免外部环境对手势识别的干扰，加强教学、演示等场景的互动性。

本发明所采用的技术方案是：

一种手势识别装置，包括传感装置和从机设备；传感装置包括用于获取手势信息的传感器和陀螺仪，所述传感器和陀螺仪分别设置于手指和手腕上；所述从机设备包括信息处理模块及无线传输模块，所述信息处理模块用于处理来自所述传感装置的手势信息，所述无线传输模块用于向主机设备发送手势信息数据。

所述主机设备是指带有显示终端的设备，包括计算机、平板电脑、移动终端等设备。

进一步，所述传感器包括捕捉手指或手掌的运动数据的位置传感器；所述位置传感器安装在用户手指的第二指间关节和/或掌指关节上，用于获取手指的点击状态量及位移状态量；所述陀螺仪安装在用户手腕位置，用于获取手掌位置变化的位移状态量；具体地，所述传感装置获取的手势信息包含手指的点击状态量、位移状态量和手掌的位移状态量。通过安装在用户手指关节上的位置传感器，可以获取手指上下移动及左右移动时产生的运动数据，手指上下移动时的运动数据对应了手指的点击状态量，左右移动时的运动数据对应了手指的位移状态量；陀螺仪通过全格感测用户手部移动的角速度，可以高精度、快速获得手掌每一时刻的位移状态量。

进一步，所述信息处理模块为单片机，用于读取所述手势信息，并对所述手势信息进行滤波、误差分析、补偿和融合打包发送至所述无线传输模块；所述无线传输模块分别与信息处理模块和主机设备连接，用于将信息处理模块打包后的手势信息数据通过无线传输至主机设备。单片机读取的手势信息为传感器的电压变化值和陀螺仪的角速度值，经过一系列处理后由无线传输模块，通过无线信号实时传输至主机设备，这种传输方式响应快，传输距离长，且无线信号所在的频段辐射性小。

一种应用所述手势识别装置的远程写字系统，还包括设置在主机设备上的写字板模块，所述写字板模块与无线传输模块相连，用于将用户的手势操作转化为画笔轨迹。

一种应用所述手势识别装置的手势识别方法，其特征在于，所述方法包括：

A、获取安装在用户手指和手腕上的传感器及陀螺仪记录的手势信息；

B、对手势信息进行处理；

C、传输手势信息至主机设备；

D、解析手势信息数据，并将其转化为对应的图像信息和鼠标控制信号。

进一步，所述步骤A获取的手势信息包括获取用户手指的点击状态量和位移状态量，以及手掌的位移状态量。用户手指上下移动模拟的点击操作，以及手指或手掌做出微小移动时的位移操作产生的状态量都会被捕捉，记录为手势信息。

进一步，所述步骤B对手势信息的处理操作包括滤波、误差分析、补偿和融合打包。通过滤波过滤手势信息中的干扰信息，然后对手势信息中出现的误差进行分析和补偿，再将每一项手势信息融合在一起，进行打包操作等待发送，经过处理后的手势信息数据占用空间小，便于进行传输。

进一步，所述步骤D中解析手势信息数据的操作包括主机设备对接收到的手势信息数据进行解压和分析处理。手势信息数据在主机设备接收到时已被压缩打包，主机设备需要对解压手势信息数据，分析处理其中的每一项具体数据，包括多组位移状态量和点击状态量。