[发明专利]基于mems技术的手势动作输入装置

说明书

技术领域

本发明涉及手势输入装置技术领域，具体涉及基于mems技术的手 势动作输入装置。

背景技术

手势的识别和处理在科技中具有非常广阔的应用前景，在医生的 远程手术，防爆机器人的机械臂的控制和各种需要应用的场合，手势 的信息收集和处理都将拥有巨大的发展前景。

MEMS技术即微机电系统是将微电子技术与机械工程融合到一起的 一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。比它更小的，在纳米范 围的类似的技术被称为纳机电系统。微机电系统在日本被称作微机械， 在欧洲被称作微系统。

应用MEMS技术对手势信息进行采集与处理，通过各种相关算法把 手的运动状态进行记录并处理为标准信息，其结果能够作为其他设备 直接使用的数据来源。在日常生活、工业生产、机器人应用、电影制 作等方面拥有广阔的应用空间。使用三旋陀螺仪和加速度传感器对手 指的移动进行信息采集，同时加装发射模块，将收集的信息通过无线 发射装置发送给单片机，进行处理之后我们可以将这些信息运用到需 要的场合。

MEMS系统包括信息采集的传感器，作为计算中心的微型处理器， 电子线路，以及无线通信模块，微型电源等主要模块。MEMS之所以采 用硅为主要材料，是由于其在强度高和硬度高的同时，热传导和电气 方面的性能也十分优越等优点。与传统机电系统制作工艺不同的是， MEMS采用的各向异性刻蚀技术和光刻工艺融合了当前多种精致加工技 术和先进信息技术的最新成果。

随着社会的发展对手势输入设置的要求也逐渐提高，以下两点更 是尤为重要：1.识别率高，能够有效的识别出用户的输入动作，这是 一切有效特征的基础和共性；2.计算简单，如果手势识别特征提取算 法过于复杂，由于处理时间长，导致手势识别平台不能及时反馈用户 输入的语意结果会使手势识别平台的友好性大打折扣以及占用大量内 存，不适合占用小内存的嵌入式平台，推广意义不大，基于以上本发 明提供了一些技术性方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了基于mems技术的手势动作输 入装置，能够有效的识别出用户的输入动作且计算简单适合占用小内 存的嵌入式平台。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

基于mems技术的手势动作输入装置，包括Atmegal6单片机模块、 nRF24AP2-8CH无线收发器和软件模块，包括手势识别硬件平台；手势 识别硬件平台包括L3G4200陀螺传感器和数模转换器；所述L3G4200 陀螺仪拥有三种可选全尺度，L3G4200陀螺仪的I2C/SPI数字输出接 口16比特率值的数据输出两个数字输出线，同时集成低通滤波器和高 通滤波器，用户可选带宽Embedded自检宽电源电压，并且其2.4V到 3.6V低压兼容IOs,拥有1.8V嵌入省电和睡眠模式以及高冲击生存能 力。

优选的，Atmegal6单片机模块内核具有丰富的指令集和32个通用 工作寄存器，所有的寄存器都直接与算逻单元(ALU)相连接，使得一条 指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。

优选的，所述Atmegal6单片机模块具有16K字节的系统内可编程 Flash，512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通 用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，Atmegal6单片机模块支持 片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的计数器,片内/外中断， 可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具 有可选差分输入级可编程增益的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗 定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电 模式。

优选的，Atmegal6单片机模块是基于增强的AVRRISC结构的低功 耗8位CMOS微控制器，由指令集以及单时钟周期指令执行时间， Atmegal6单片机模块的数据吞吐率高达1MIPS/MHz。

优选的，nRF24AP2-8CH无线收发器其基于嵌入式的无线集中器， 其含有多个节点，并对各个节点进行各种管理及通信。

优选的，如图所示所述手势识别硬件平台对于手势输入时实现对0 到9的数字识别，每个数字都能一笔写成且输入符合大多数人的书写 习惯。