專利名稱：一種肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種肢體姿態(tài)與位置的感知，具體涉及一種通過肢體姿勢(shì)而傳遞特征信息的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著多媒體技術(shù)的普及與發(fā)展，人們?cè)趯?duì)新型人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行不懈的探索。使用肢體、手勢(shì)等直觀的方式完成計(jì)算機(jī)的操作，已成為一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)。而人的肢體又是一種復(fù)雜的執(zhí)行機(jī)制，其靈活度高、表現(xiàn)力豐富且可以完成精細(xì)的操作，但這些特性也使其姿態(tài)的識(shí)別與跟蹤成為計(jì)算機(jī)研究中的重大挑戰(zhàn)。因此，通過各種高科技手段實(shí)現(xiàn)的方便、先進(jìn)、可靠的人機(jī)交互系統(tǒng)迎刃而生，很多暢銷的電子產(chǎn)品也是由于出色的人機(jī)交互手段而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。比如任天堂 的WII游戲機(jī)，其人機(jī)交互手段采取了通過游戲機(jī)遙控器內(nèi)部的加速度(傾角)傳感器介入人和游戲的交互方式，從而戰(zhàn)勝了其他技術(shù)，突出了任天堂技術(shù)的先進(jìn)；而SONY公司的PLAYSTATION III、微軟公司的X-BOX以及美國(guó)APPLE公司的IPHONE、IPAD，其成功很大程度上也是由于其產(chǎn)品的人機(jī)交互手段的先進(jìn)，比如其接觸屏幕界面的電容傳感器和畫面橫豎切換的加速度傳感器(傾角)等。當(dāng)前，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)作為人類和計(jì)算機(jī)之間的交流手段而應(yīng)用于智能機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、手機(jī)、顯示器、自動(dòng)控制系統(tǒng)、生產(chǎn)技術(shù)等各種領(lǐng)域。來自微軟公司的US20100199228A1 (
公開日為2010年8月5日)提供了利用深度攝像頭捕獲并分析用戶的身體姿態(tài)，并將其解釋為計(jì)算機(jī)命令的方案。來自Nintendo公司的US20080291160A1 (
公開日為2008年11月27日)提供了利用紅外傳感器和加速度傳感器捕獲用戶手部位置的方案。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還有利用數(shù)據(jù)手套來輔助對(duì)手部姿態(tài)的識(shí)別的方案。這些方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)手部運(yùn)動(dòng)的識(shí)別，但也存在著各種不足，而且價(jià)格相當(dāng)昂貴。來自松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社的CN1276572A提供了使用攝像頭對(duì)手部進(jìn)行拍照，然后對(duì)圖像進(jìn)行歸一化分析，并將歸一化得到的圖像進(jìn)行空間投影，并將所得的投影坐標(biāo)與預(yù)先存儲(chǔ)的圖像的投影坐標(biāo)進(jìn)行比較。該方法比較直觀，但需要經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算過程，且無法對(duì)手部的空間位置進(jìn)行識(shí)別與跟蹤。而近期(2011年10月20日)在英國(guó)《每日電訊報(bào)》上報(bào)導(dǎo)的微軟公司研制的新一代體感傳感器，其工作方式是把墻壁、汽車、甚至手掌作為人機(jī)交互的觸摸屏幕。微軟研究人員研制的新一代KINECT體感傳感器，可以追蹤從人的胳膊到墻壁的運(yùn)動(dòng)，其原理是在人的肩頭使用光學(xué)投影儀器，使人手在墻壁等平面的影像當(dāng)作虛擬計(jì)算機(jī)鍵盤。美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的0MNIT0UCH也使用了類似原理。這些貌似先進(jìn)的手段，其原理都是如圖I所示的通過攝像機(jī)102等光學(xué)設(shè)備拍攝人類手部103的活動(dòng)而得到手部103的運(yùn)動(dòng)圖像，然后通過計(jì)算機(jī)主機(jī)101進(jìn)行圖像處理，從而識(shí)別手部特定部分的一連串的特定活動(dòng)，由計(jì)算機(jī)主機(jī)101執(zhí)行基于由手勢(shì)識(shí)別裝置識(shí)別到的手勢(shì)虛擬光標(biāo)104而進(jìn)行各種處理。但是，在應(yīng)用上卻存在很多局限性，很多情況下他們的應(yīng)用不是很方便，例如，當(dāng)2只手相對(duì)光源重疊、2只手不在同一平面、或者是2只手垂直光源、沒有光滑平面的時(shí)候等等大多數(shù)的現(xiàn)實(shí)情況下，上述“先進(jìn)”技術(shù)也無法使用；另外，通過圖像識(shí)別一個(gè)姿勢(shì)的時(shí)間往往較長(zhǎng)，至少需要10多秒鐘，這對(duì)于高效率、快節(jié)奏的現(xiàn)代人來說無疑是一種折磨。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，無需任何光學(xué)設(shè)備的輔助，而是通過將肢體姿勢(shì)識(shí)別為特征信息而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問題，公開了一種肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，所述裝置包括微處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、處于肢體上不同部位的多個(gè)傳感器模塊，其中，所述多個(gè)傳感器模塊，用于分別獲取肢體上不同部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；所述微處理器，用于計(jì)算處于肢體上不同部位的各傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的角度差值，并根據(jù)計(jì)算出的角度差值而得到肢體的位置變化信息；·所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將所述微處理器獲取的肢體位置變化信息作為特征信息輸出。進(jìn)一步，所述多個(gè)傳感器模塊分別置于肢體的手指處、手背或手腕處、手臂處、脖子及胸前的一處或任意幾處。進(jìn)一步，所述多個(gè)傳感器模塊分別置于肢體的腳部、小腿部、大腿部以及胸部或背部。進(jìn)一步，所述多個(gè)傳感器模塊通過導(dǎo)線與所述微處理器相連接。進(jìn)一步，所述傳感器模塊包括用于獲取肢體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器、用于將傳感器獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸至微處理器的無線數(shù)據(jù)傳輸單元以及為所述傳感器和無線數(shù)據(jù)傳輸單元提供工作電壓的能源單元。進(jìn)一步，所述能源單元為電池或是可充電電池。進(jìn)一步，所述電池或是可充電電池采用能夠獲取外部環(huán)境中能量的材料制成，所述材料包括壓電材料、磁致伸縮材料、光敏材料、熱敏材料和熱電轉(zhuǎn)換材料中的一種或幾種。進(jìn)一步，所述傳感器模塊包括用于檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度、6個(gè)自由度或9個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的多自由度傳感器。進(jìn)一步，所述檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器或3個(gè)自由度的加速度傳感器。進(jìn)一步，所述檢測(cè)在空間具有6個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器以及3個(gè)自由度的加速度傳感器的組合。進(jìn)一步，所述檢測(cè)在空間具有9個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器、3個(gè)自由度的加速度傳感器以及3個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)傳感器的組合。采用上述本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果是本實(shí)用新型提供的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置不需要任何光學(xué)設(shè)備的輔助，而是采用傳感器器件進(jìn)行肢體姿勢(shì)的識(shí)別，將肢體姿勢(shì)識(shí)別為特征信息而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，在一定程度上精簡(jiǎn)了人機(jī)交互系統(tǒng)的復(fù)雜性；另外，通過本實(shí)用新型提供的裝置實(shí)現(xiàn)的肢體姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)增強(qiáng)了識(shí)別速度，使得識(shí)別時(shí)間縮短至毫秒級(jí)，且能夠同時(shí)對(duì)肢體的不同部位進(jìn)行識(shí)別，具有一定的靈活性。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)中通過光學(xué)設(shè)備進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的第二種實(shí)施方式中所述傳感器模塊的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的具體應(yīng)用原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的邏輯結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，所述肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置包括微處理器201、數(shù)據(jù)傳輸模塊202、處于肢體上不同部位的多個(gè)傳感器模塊(包括傳感器模塊A 203A、傳感器模塊B203B、……傳感器模塊N 203N)，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述多個(gè)傳感器模塊，分別置于肢體的手指處、手背、手腕處、手臂處、脖子或胸前處，或者是分別置于肢體的腳部、小腿部、大腿部、胸部或背部，分別用于獲取肢體上各部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；所述微處理器201，用于計(jì)算處于肢體上不同部位的各傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的角度差值，并根據(jù)計(jì)算出的角度差值而得到肢體的位置變化信息；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊202，用于將所述微處理器201獲取的肢體位置變化信息作為特征信息輸出。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述各傳感器模塊包括用于檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度、6個(gè)自由度或9個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的多自由度傳感器。其中，所述檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器或3個(gè)自由度的加速度傳感器；所述檢測(cè)在空間具有6個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器以及3個(gè)自由度的加速度傳感器的組合；所述檢測(cè)在空間具有9個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器、3個(gè)自由度的加速度傳感器以及3個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)傳感器的組合。在本實(shí)用新型的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的第一種實(shí)施方式中，所述多個(gè)傳感器模塊
(包括傳感器模塊A 203A、傳感器模塊B 203B.......傳感器模塊N 203N)通過導(dǎo)線與所述
微處理器201相連接。在該實(shí)施方式中，所述傳感器模塊獲取的肢體各部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過導(dǎo)線傳輸至微處理器201中進(jìn)行處理。在本實(shí)用新型的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置的第二種實(shí)施方式中，所述各傳感器模塊的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖3所示在本實(shí)施方式中，所述各傳感器模塊包括用于獲取肢體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器301、用于將傳感器301獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸至微處理器201的無線數(shù)據(jù)傳輸單元302以及為所述傳感器301和無線數(shù)據(jù)傳輸單元302提供工作電壓的能源單元303。在該實(shí)施方式中，所述能源單元303可以是電池或者是可充電電池，其中，所述電池或是可充電電池可以采用能夠獲取外部環(huán)境中能量的材料制成，所述材料可以是壓電材料、磁致伸縮材料、光敏材料、熱敏材料和熱電轉(zhuǎn)換材料中的一種或幾種，或者是由RLC振蕩器以及天線組成。通過上述材料或者是結(jié)構(gòu)可以從周圍空間而獲得勢(shì)能、機(jī)械能、光能、熱能、溫差能、無線輻射的能量等。比如可以從肢體的運(yùn)動(dòng)得到能量、從肢體的溫度和環(huán)境的溫度差得到能量、從外部環(huán)境得到光學(xué)能量等，或者是通過無線數(shù)據(jù)傳輸單元302收發(fā)信息而從微處理器201那里得到能量，或者是通過天線吸收無線電波能量，從而引起RLC電路的振蕩而產(chǎn)生電流，還可以從內(nèi)置電池得到能量，而內(nèi)置電池也可以通過上述方式得到充電。在本實(shí)施例中，所述肢體的多個(gè)部位包括但不限于肢體的手指處、手背、手腕處、手臂處、脖子、胸前處，或者是肢體的腳部、小腿部、大腿部、胸部、背部等部位。在該實(shí)施方式中，所述肢體多個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指肢體的上述各部位在具有3個(gè)自由度、6個(gè)自由度或9個(gè)自由度的空間運(yùn)動(dòng)參數(shù)。所述肢體各部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為肢體各部位在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的空間位置信息，所述肢體各部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的角度差值為肢體各部位運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度之間的角度差值。例如，通過比較手指與手背處運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度之間的角度差值，而得到手指相對(duì)于手背的位置變化信息，通過進(jìn)一步比較手背與手臂處運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度之間的角度差值，而得到手背相對(duì)于手臂的位置變化信息，再通過比較手臂處與脖子或胸部的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度之間的角度差值，從而得到手臂相對(duì)于脖子或胸部的位置變化信息。該實(shí)施例中，通過對(duì)上述肢體各部位的位置變化信息進(jìn)行綜合運(yùn)算，從而得到表述特定意義的語(yǔ)言或文字等信息，將其作為特征信息輸出。以下通過具體的應(yīng)用實(shí)施例并結(jié)合上述的裝置結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述本實(shí)用新型的原理，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別是通過設(shè)置于肢體不同部位的傳感器模塊檢測(cè)相應(yīng)部位在X、Y、Z空間三個(gè)自由度(即空間坐標(biāo))的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，當(dāng)然，為了獲取更精準(zhǔn)的肢體運(yùn)動(dòng)參數(shù)，還可以檢測(cè)圍繞X、Y、Z三個(gè)軸旋轉(zhuǎn)自由度(即肢體各部位的俯仰角、橫擺角與扭轉(zhuǎn)角)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及根據(jù)地理磁場(chǎng)方向所確定的A、B、C三個(gè)方向(如A指向正北方、B指正東方、C指向正上方)自由度的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，所述傳感器模塊將獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過導(dǎo)線或是無線數(shù)據(jù)傳輸單元傳輸至微處理器中，由微處理器對(duì)各傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行比較，通過比較各運(yùn)動(dòng)參數(shù)在同一自由度之間的角度差值，而得到肢體的位置變化信息。例如，當(dāng)將本實(shí)用新型的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置設(shè)置于人體手部時(shí)，如圖4所示，在所述手背及各手指處分別設(shè)置了一個(gè)傳感器模塊，那么任何一個(gè)手指的三維運(yùn)動(dòng)都會(huì)被位于手指處的傳感器模塊(傳感器模塊203B、傳感器模塊203C、傳感器模塊203D、傳感器模塊203E、傳感器模塊203F)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到，并通過導(dǎo)線204或無線方式傳輸至微處理器201中，由微處理201將其和置于手背的傳感器模塊203A監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，其中，同一自由度(或者同軸)的角度差體現(xiàn)為手指位置的變化和姿勢(shì)。當(dāng)用手指姿勢(shì)表示美國(guó)人罵人的意思時(shí)，即伸出一個(gè)中指，此時(shí)只有位于中指的傳感器模塊203D獲取的X、Y、Z和A、B、C六個(gè)參數(shù)和位置與位于手背的傳感器獲取的上述六個(gè)參數(shù)基本相同，而大姆指、食指以及中指后面的2個(gè)手指的X、Y、Z和A、B、C基本相同，但是X、Y、Z和A、B、C中會(huì)有一個(gè)參數(shù)和手背上的相應(yīng)參數(shù)存在150度到270度的角度差。由于數(shù)據(jù)的比較是手指相對(duì)于手背，所以本實(shí)用新型專利不需要任何固定和虛擬平面，通過傳感器就能夠?qū)崟r(shí)記錄2個(gè)手的10個(gè)手指在任意空間的運(yùn)動(dòng)和變化。如果所述傳感器模塊采用的是具有9個(gè)自由度的傳感器，則能記錄手和手指姿勢(shì)變動(dòng)的速度、加速度、角加速度等參數(shù)。當(dāng)在人體上其他地方，比如手臂、脖子或胸前等部位也各設(shè)置一個(gè)傳感器模塊時(shí)，那么包括手部以及手臂的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于人體軀干的各種變化形態(tài)也可以被識(shí)別。如上述實(shí)施例所述，類似比較位于手指和手背的傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度的角度差值而得到手指的位置變化和姿勢(shì)信息，整個(gè)手背或手腕的運(yùn)動(dòng)變化也可以通過比較手背或手腕和位于手臂的傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度的角度差值而體現(xiàn)，從而得到手背或手腕相對(duì)于手臂的運(yùn)動(dòng)方向、速度、姿勢(shì)以及旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)；同理，整個(gè)手臂的運(yùn)動(dòng)變化還可以通過比較手臂和位于脖子或者胸前的傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度的角度差值而體現(xiàn)，從而得到手臂相對(duì)于軀干的運(yùn)動(dòng)方向、速度、姿勢(shì)以及旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)。通過微處理器對(duì)手指、手背或手腕以及手臂的運(yùn)動(dòng)方向、速度、姿勢(shì)以及旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)進(jìn)行綜合分析計(jì)算，從而得到表述一定意義的語(yǔ)言或文字等信息，這就意味著本實(shí)用新型的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置可以識(shí)別全部啞語(yǔ)的動(dòng)作，然后通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將其作為特征信息輸出而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。在上述實(shí)施方式中，可以通過肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置代替人機(jī)交互的輸入設(shè)備計(jì)算機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏幕等，以及代替游戲控制裝置(JOYSTICK)、遙控器、聲音識(shí)別系統(tǒng)、光學(xué)設(shè)備等；通過本實(shí)用新型實(shí)施例提供的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置輸出的肢體姿勢(shì)信息可以控制諸如計(jì)算機(jī)、智能電話機(jī)、電視、IPADS、游戲設(shè)備、機(jī)器控制設(shè)備、運(yùn)動(dòng)裁判設(shè)備、車 輛、飛行器顯示設(shè)備、辦公設(shè)備、打印設(shè)備、顯示設(shè)備、三維作戰(zhàn)沙盤等機(jī)器的運(yùn)行。通過上述實(shí)施例可知，本實(shí)用新型所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別還可以用于監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、手術(shù)的執(zhí)行過程或者是高精度的機(jī)器操作等，包括監(jiān)測(cè)各部位的運(yùn)動(dòng)速度、旋轉(zhuǎn)速度、運(yùn)動(dòng)方向等數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)在對(duì)機(jī)器人的控制及監(jiān)測(cè)過程中，可以在機(jī)器人的手指、手背、手臂、胸前等位置各設(shè)置一個(gè)傳感器模塊，根據(jù)上述實(shí)施例中所述的原理監(jiān)測(cè)各個(gè)傳感器模塊所對(duì)應(yīng)機(jī)器人不同部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的角度差值來控制和監(jiān)測(cè)機(jī)器人的姿態(tài)。當(dāng)然，對(duì)機(jī)器人的監(jiān)測(cè)和控制也可以擴(kuò)大到腿和腳，比如，可以在機(jī)器人的腳部、小腿部、大腿部以及胸部或背部等位置各設(shè)置一個(gè)傳感器模塊，腳部的運(yùn)動(dòng)變化可以通過比較位于腳部和位于小腿部的傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度的角度差值而體現(xiàn)，從而得到腳部相對(duì)于小腿部的運(yùn)動(dòng)方向、速度、姿勢(shì)以及旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)；而小腿部的運(yùn)動(dòng)變化可以通過比較位于小腿部和位于大腿部的傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度的角度差值而體現(xiàn)，從而得到小腿部相對(duì)于大腿部的運(yùn)動(dòng)方向、速度、姿勢(shì)以及旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)；同理，整個(gè)大腿部的運(yùn)動(dòng)變化還可以通過比較位于大腿部和位于胸部或背部的傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同一自由度的角度差值而體現(xiàn)，從而得到大腿部相對(duì)于軀干的運(yùn)動(dòng)方向、速度、姿勢(shì)以及旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)。由于本實(shí)用新型專利所涉及的肢體姿勢(shì)識(shí)別的反應(yīng)時(shí)間短，對(duì)姿勢(shì)的識(shí)別時(shí)間只需要毫秒甚至更短的時(shí)間，因此機(jī)器人的走路、運(yùn)動(dòng)，或者是在操作手術(shù)、執(zhí)行任務(wù)時(shí)的穩(wěn)定性會(huì)更好，并且還可以適合非常規(guī)環(huán)境的運(yùn)用。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置包括微處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、處于肢體上不同部位的多個(gè)傳感器模塊，其中， 所述多個(gè)傳感器模塊，用于分別獲取肢體上不同部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)； 所述微處理器，用于計(jì)算處于肢體上不同部位的各傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的角度差值，并根據(jù)計(jì)算出的角度差值而得到肢體的位置變化信息； 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將所述微處理器獲取的肢體位置變化信息作為特征信息輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述多個(gè)傳感器模塊分別置于肢體的手指處、手背或手腕處、手臂處、脖子及胸前的一處或任意幾處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述多個(gè)傳感器模塊分別置于肢體的腳部、小腿部、大腿部以及胸部或背部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述多個(gè)傳感器模塊通過導(dǎo)線與所述微處理器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述傳感器模塊包括用于檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度、6個(gè)自由度或9個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的多自由度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器或3個(gè)自由度的加速度傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述檢測(cè)在空間具有6個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器以及3個(gè)自由度的加速度傳感器的組八口 ο
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述檢測(cè)在空間具有9個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器、3個(gè)自由度的加速度傳感器以及3個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)傳感器的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述傳感器模塊包括用于獲取肢體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器、用于將傳感器獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸至微處理器的無線數(shù)據(jù)傳輸單元以及為所述傳感器和無線數(shù)據(jù)傳輸單元提供工作電壓的能源單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述能源單元為電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述傳感器為用于檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度、6個(gè)自由度或9個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的多自由度傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述檢測(cè)在空間具有3個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器或3個(gè)自由度的加速度傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述檢測(cè)在空間具有6個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器以及3個(gè)自由度的加速度傳感器的組八口 ο
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，所述檢測(cè)在空間具有9個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳感器為3個(gè)自由度的磁場(chǎng)傳感器、3個(gè)自由度的加速度傳感器以及3個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)傳感器的組合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置，所述裝置包括微處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊和處于肢體上不同部位的多個(gè)傳感器模塊所述多個(gè)傳感器模塊，用于分別獲取肢體上不同部位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；所述微處理器，用于計(jì)算處于肢體上不同部位的各傳感器模塊獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的角度差值，并根據(jù)計(jì)算出的角度差值而得到肢體的位置變化信息；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將所述微處理器獲取的肢體位置變化信息作為特征信息輸出。本實(shí)用新型提供的肢體姿勢(shì)識(shí)別裝置不需要任何光學(xué)設(shè)備的輔助，而是采用傳感器器件進(jìn)行肢體姿勢(shì)的識(shí)別，將肢體姿勢(shì)識(shí)別為特征信息而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，在一定程度上精簡(jiǎn)了人機(jī)交互系統(tǒng)的復(fù)雜性；且具有識(shí)別速度快以及一定的靈活性等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/01GK202694258SQ20112050524
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者詹姆斯·劉 申請(qǐng)人:北京盈勝泰科技術(shù)有限公司