[实用新型]一种基于电容感应的手势识别系统

说明书

本实用新型提供一种基于电容感应的手势识别系统，该系统包括感应电极组件、电学屏蔽层、用于与人体皮肤触接的导电材料层和识别控制电路，感应电极组件固定安装在可穿戴主体背离人体皮肤的一侧，感应电极组件与识别控制电路电连接，导电材料层固定安装在可穿戴主体触接人体皮肤的一侧，导电材料层与识别控制电路的用户地线电连接。电学屏蔽层位于感应电极组件与导电材料层之间。电学屏蔽层与识别控制电路的系统地线电连接，识别控制电路向电学屏蔽层发送地线驱动电压信号。应用本实用新型可实现低阻抗连接、电学屏蔽、消除电学连接耦合效应。

技术领域

本实用新型涉及手势识别系统技术领域，具体的，涉及一种基于电容感应的手势识别系统。

背景技术

手势识别的技术正在逐渐成熟，现在大部分消费类应用都在试图增加这一识别功能，无论是智能家居，智能可穿戴、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等应用领域，增加了手势识别控制功能，必能成为该应用产品的一大卖点。手势识别可以带来很多的好处，功能炫酷，操作方便，在很多应用场合都起到了良好的助力功能。

现有的手势识别系统中，一种利用摄像头对人体手部运动进行特征分析从而起到手势识别的作用。另一种是借助传感器进行感应分析，从而获得手势操作。

然而，通过摄像装置拍摄的图像、视频对用户手势进行识别，对电子设备的图像处理能力、图像识别能力提出了很高的要求，并且，电子设备对图像进行识别时，也需要占用大量的硬件资源，例如需要大量的CPU资源以及内存资源，有时候导致电子设备运行缓慢。

因此，人们提出在包括虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和智能手表在内的设备中集成基于电容感应的远距离手势识别系统，从而检测识别用户手掌/手臂姿势功能的实现方案，实现该系统功能需要解决如下问题：1、在手势识别系统地线和用户之间直接建立电容传感器工作频率上的低阻抗连接；2、在手势识别系统与用户的非待测身体部位之间实现电学屏蔽；3、电容手势识别系统和设备内其他系统之间电学连接的耦合问题；4、在设备体积受限的情况下，实现三维空间内手势识别；5、辨别非待测身体部位移动产生的干扰信号，并与待测身体部位（手掌/手臂）对应的信号进行区分。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可实现低阻抗连接、电学屏蔽、消除电学连接耦合效应的基于电容感应的手势识别系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供的基于电容感应的手势识别系统包括感应电极组件、用于与人体皮肤触接的导电材料层和识别控制电路，感应电极组件固定安装在可穿戴主体背离人体皮肤的一侧，感应电极组件与识别控制电路电连接，导电材料层固定安装在可穿戴主体触接人体皮肤的一侧，导电材料层与识别控制电路的用户地线电连接。

由上述方案可见，本实用新型基于电容感应的手势识别系统通过设置感应电极组件以及与人体皮肤触接的导电材料层，使感应电极组件以及人体形成电容的两极，当手臂靠近穿戴装置上的感应电极组件时形成电容感应的效果，通过判断感应电压的变化判断手臂或手掌之间的移动从而确定手势操作。另外，导电材料层通过直接与人体皮肤触接，可减小系统连接的阻抗，提高系统的感应精度。

进一步的方案中，基于电容感应的手势识别系统还包括：电学屏蔽层，电学屏蔽层位于感应电极组件与导电材料层之间；电学屏蔽层与识别控制电路的系统地线电连接，识别控制电路向电学屏蔽层发送地线驱动电压信号。

由此可见，由于感应电极组件与导电材料层之间的距离较小，两者之间同样会存在电容感应的效果，同时，感应电极组件与导电材料层附近区域的人体皮肤之间同样存在电容感应效应，会对手势的判别存在较大的影响，因此，在感应电极组件与导电材料层之间设置电学屏蔽层，同时识别控制电路向电学屏蔽层发送地线驱动电压信号，使电学屏蔽层加上了与感应信号同频率的电压信号，于是他们与感应电极之间不会有电场线，从而屏蔽导电材料层及其附近区域的人体皮肤，起到屏蔽干扰的效果。