本實(shí)用新型涉及一種手勢識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于光電感應(yīng)的手勢識別裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的手勢識別技術(shù)主要是通過測量手指關(guān)節(jié)的彎曲角度來實(shí)現(xiàn)，其主要利用不同類型的傳感器，如電阻柔性傳感器、磁感應(yīng)線圈、印刷導(dǎo)電混合物、光纖傳感器、雙目視覺圖像處理、慣性傳感器等等。
電阻柔性傳感器和印刷導(dǎo)電混合物存在阻值隨使用時(shí)間會(huì)發(fā)生疲勞損耗變化以及容易在關(guān)節(jié)位置彎曲斷裂的情況；磁感應(yīng)技術(shù)受外部電磁干擾影響大；光纖傳感器排除了電磁干擾，但是同樣存在容易彎曲斷裂的問題；雙目視覺圖像處理測量彎曲較大存在外圍設(shè)備多，數(shù)據(jù)處理量大的問題；慣性傳感器主要是三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀和三軸磁力計(jì)，此方式目前存在一個(gè)重大缺陷就是漂移問題，這是一個(gè)從傳感器廠家到終端應(yīng)用都沒有很好解決的問題，同時(shí)以上測量彎曲角度的方案均還存在一個(gè)成本高的共性問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種基于光電感應(yīng)的手勢識別裝置及方法。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種基于光電感應(yīng)的手勢識別裝置，包括手指機(jī)構(gòu)與手背機(jī)構(gòu)，所述手指機(jī)構(gòu)可根據(jù)需要穿戴在拇指、食指、中指、無名指、小指中的一個(gè)或幾個(gè)上，所述的手背機(jī)構(gòu)穿戴在手背上，
所述的手背機(jī)構(gòu)包括手背基座、以及設(shè)置在手背基座上的彈性松緊帶，所述的手背基座通過彈性松緊帶固定在手背上，
所述的手指機(jī)構(gòu)包括光柵基座、光柵、光柵導(dǎo)管、光電傳感器、固定扣環(huán)、定位卡扣，
所述的光柵基座靠近指尖的一端通過固定扣環(huán)穿戴在手指背部上，所述的光柵基座靠近手背的一端與手背基座連接，所述光柵基座上設(shè)置有若干光柵導(dǎo)管，并且，所述的光柵導(dǎo)管間隔設(shè)置在手指關(guān)節(jié)兩側(cè)，所述的光柵基座靠近指尖一端上還設(shè)置有向上凸起的定位卡扣，所述光柵的一端與設(shè)置在手背基座上的固定彈簧連接，所述光柵的另一端穿過光柵導(dǎo)管并通過定位卡扣布設(shè)在光柵基座上，手指彎曲時(shí)，通過光柵導(dǎo)管限定光柵移動(dòng)方向和保護(hù)光柵，
所述光柵基座上還設(shè)置有若干個(gè)用于測量光柵位移的光電傳感器，所述的光柵穿過光電傳感器的發(fā)送器與接收器之間，當(dāng)手指彎曲時(shí)，手指帶動(dòng)光柵移動(dòng)，光柵從光電傳感器的發(fā)送器與接收器之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過利用光柵上刻痕在運(yùn)動(dòng)過程中遮擋光電傳感器發(fā)送器發(fā)出的光，每個(gè)光柵刻度會(huì)使光電傳感器產(chǎn)生兩個(gè)正交的脈沖信號，并且定義手指由伸直狀態(tài)到彎曲狀態(tài)時(shí)，光柵的移動(dòng)方向?yàn)檎较颍}沖數(shù)記為正數(shù)，手指由彎曲狀態(tài)到伸直狀態(tài)，光柵的移動(dòng)方向?yàn)榉捶较?，脈沖數(shù)記為負(fù)數(shù)，在光電傳感器的接收器形成可檢測的脈沖信號來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)信息的檢測，
所述的手背機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在手背基座上的MCU處理單元、通訊模塊、電源模塊，所述的MCU處理單元分別與若干光電傳感器、通訊模塊、電源模塊連接，所述的MCU處理單元通過檢測若干光電傳感器的脈沖信號數(shù)量、脈沖信號產(chǎn)生的方向，根據(jù)手指關(guān)節(jié)彎曲最大角度與讀取的最大脈沖數(shù)量和脈沖產(chǎn)生的方向，從而得到每個(gè)手指關(guān)節(jié)的彎曲角度，并通過通訊模塊將識別的手勢傳輸至電腦終端。
所述的手背基座上還卡設(shè)有手背基座外殼。
所述的光柵采用高度透明的柔性塑料制成，并通過高精度激光雕刻線條而成。
所述的光柵基座采用彈性材料制成。
所述的光柵兩端均設(shè)置有光柵安裝孔，通過光柵安裝孔分別與設(shè)置在光柵基座上的定位卡扣和手背基座上的彈簧固定連接。
本實(shí)用新型的有益效果為：設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)，具有體積小、精度高、穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，通過使用光柵，通過檢測光柵的位移來檢測彎曲角度，并且光柵在關(guān)節(jié)位置不易斷裂，裝配結(jié)構(gòu)簡單，光電傳感器不受電磁干擾、成本低、檢測過程數(shù)據(jù)處理量小，并且解決了慣性傳感器所固有的漂移問題，測量精度高。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型手指機(jī)構(gòu)穿戴在中指背部的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-光柵基座，2-光柵，3-手背基座，4-光柵導(dǎo)管，5-光電傳感器，6-固定扣環(huán)，7-定位卡扣，8-光柵安裝孔，9-彈性松緊帶，10-固定彈簧，11-手背基座外殼，12-MCU處理單元；
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：
如圖1所示，一種基于光電感應(yīng)的手勢識別裝置，包括手指機(jī)構(gòu)與手背機(jī)構(gòu)，所述手指機(jī)構(gòu)可根據(jù)需要穿戴在拇指、食指、中指、無名指、小指上，所述的手背機(jī)構(gòu)穿戴在手背上，
所述的手背機(jī)構(gòu)包括手背基座3、以及設(shè)置在手背基座3上的彈性松緊帶9，所述的手背基座3通過彈性松緊帶9固定在手背上，
所述的手指機(jī)構(gòu)包括光柵基座1、光柵2、光柵導(dǎo)管4、光電傳感器5、固定扣環(huán)6、定位卡扣7，
所述的光柵基座1靠近指尖的一端通過固定扣環(huán)6穿戴在手指背部上，所述的光柵基座1靠近手背的一端與手背基座3連接，所述光柵基座1上設(shè)置有若干光柵導(dǎo)管4，并且，所述的光柵導(dǎo)管4間隔設(shè)置在手指關(guān)節(jié)兩側(cè)，所述的光柵基座1靠近指尖一端上還設(shè)置有向上凸起的定位卡扣7，所述光柵2的一端與設(shè)置在手背基座3上的固定彈簧10連接，所述光柵2的另一端穿過光柵導(dǎo)管4并通過定位卡扣7布設(shè)在光柵基座1上，手指彎曲時(shí)，通過光柵導(dǎo)管4限定光柵移動(dòng)方向和保護(hù)光柵2，
所述光柵基座1上還設(shè)置有若干個(gè)用于測量光柵位移的光電傳感器5，根據(jù)需要，所述的光電傳感器5的數(shù)量為1-3個(gè)，所述的光柵2穿過光電傳感器5的發(fā)送器與接收器之間，當(dāng)手指彎曲時(shí)，手指帶動(dòng)光柵2移動(dòng)，光柵2從光電傳感器5的發(fā)送器與接收器之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過利用光柵2上刻痕在運(yùn)動(dòng)過程中遮擋光電傳感器5發(fā)送器發(fā)出的光，每個(gè)光柵刻度會(huì)使光電傳感器5產(chǎn)生兩個(gè)正交的脈沖信號，并且定義手指由伸直狀態(tài)到彎曲狀態(tài)時(shí)，光柵2的移動(dòng)方向?yàn)檎较?，脈沖數(shù)記為正數(shù)，手指由彎曲狀態(tài)到伸直狀態(tài)，光柵2的移動(dòng)方向?yàn)榉捶较?，脈沖數(shù)記為負(fù)數(shù)，在光電傳感器5的接收器形成可檢測的脈沖信號來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)信息的檢測，
所述的手背機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在手背基座3上的MCU處理單元12、通訊模塊、電源模塊，所述的MCU處理單元12分別與若干光電傳感器5、通訊模塊、電源模塊連接，所述的MCU處理單元12通過檢測若干光電傳感器5的脈沖信號數(shù)量cnt、脈沖信號產(chǎn)生的方向，并且通過設(shè)定手指伸直時(shí)的彎曲角度為θ0，設(shè)此時(shí)光電傳感器為初始計(jì)數(shù)N0，握緊拳頭時(shí)的彎曲角度為θmax，設(shè)此時(shí)光電傳感器為最大計(jì)數(shù)Nmax，從而得到手指的彎曲角度為其中，k為校正系數(shù)，并通過通訊模塊將識別的手勢傳輸至電腦終端。
所述的手背基座3上還卡設(shè)有手背基座外殼11。
所述的光柵2采用高度透明的柔性塑料制成，并通過高精度激光雕刻線條而成。
所述的光柵基座1采用彈性材料制成。
所述的光柵2兩端均設(shè)置有光柵安裝孔8，通過光柵安裝孔8分別與設(shè)置在光柵基座1上的定位卡扣7和手背基座3上的彈簧固定10連接。
上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理和最佳實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。