[发明专利]基于手势识别的PC智能输入系统

说明书

技术领域

在使用大尺寸显示器的PC应用领域，基于手势识别的PC智能输入系统可作为计算机的标准外设实现PC控制。

背景技术

在PC诞生之后的很长一段时间内，人们使用键盘作为其主要输入方式。对于使用PC的专业人士而言，键盘无疑是一种方便快捷的输入设备，它能够很准确地将使用者需要表达的信息传递给PC。但从另一方面来讲，数目繁多的按键却给那些非专业用户带来了很大的使用障碍。1964年，全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，发明者是Douglas Englebart博士。Englebart博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，以此来代替键盘那些繁琐的指令。这项技术的发明给计算机的输入方式带来了巨大变革，为PC的广泛应用奠定了良好的基础。

后来触摸屏的使用又给人们带来了更大的便捷，只需轻轻一点，即可完成大部分操作。苹果公司推出的便携式媒体播放器iPod touch，采用一种称作多点触控的技术，使用户能够像翻阅普通相册一样浏览图片文件，并可通过两根手指同时作用来完成照片的旋转、缩放等功能，带给用户以人性化的操作方式，但这种多点触控技术是应用于特定软硬件设备上的专用技术，对PC而主并没有通用性。

无论是键盘、鼠标，还是触摸屏技术都不可避免地将使用者局限在计算机之前，而在大尺寸显示器PC应用领域就突出显示了这些技术的不足。解决使用者的空间局限性同时使输入方式更加人性化是解决这一问题的最佳途径。

发明内容

为克服以上缺点，本发明提供一种基于手势识别的智能PC输入系统，包含手持端和主机端两部分，手持端与主机端之间使用无线方式进行通信，其特征在于：手持端通过加速度传感器采集手部动作过程中加速度的变化量，判断上下左右四种手势动作，并可利用重力加速度测量手臂倾角。主机端使用USB composite device技术，可被PC识别为鼠标和键盘结合而成的组合设备，通过一个USB接口向PC传送鼠标指令和键盘指令。

系统方框图如图1所示。

所述的手持端是包含一个加速度传感器，一个微控制器，一组按键和一套无线发射电路的装置。

所述的主机端是包含一个无线接收电路，一个微控制器和一块USB接口芯片的装置或包含一个无线接收电路，一个带USB接口的微控制器的装置之一。

所述的主机端可被PC识别为一个USB组合设备，只使用一个USB接口，通过不同的USB端点来分别实现HID类的鼠标与键盘，即插即用，不需要任何额外驱动程序。

所述的手持端中的一组按键由三个微动按键组成，如图2所示，按键A用于完成鼠标模式与非鼠标模式之间的切换，在鼠标模式下，按键B用于鼠标左键，按键C用于鼠标右键，在非鼠标模式下，按键B用于动作识别，按键C用于滚轮。

该系统使用加速度传感器测量手部运动过程中加速度的变化量，通过分析变化量的特征提取上下左右四种手势，以完成对PC多媒体浏览操作的控制。

该系统使用加速度传感器测量手臂与重力方向的夹角，根据夹角的方向与大小确定鼠标指针移动的方向与速度。

该系统可识别的上下左右四种手势，在进行不同的PC多媒体浏览操作时，控制PC完成不同的动作，在使用PC进行幻灯片浏览时，上下左右四种手势分别代表没有动作，关闭幻灯片，前一张幻灯片，后一张幻灯片，在使用PC进行图片浏览时，上下左右四种手势分别代表放大图片，缩小图片，前一张图片，后一张图片，在使用PC播放音乐时，上下左右四种手势分别代表增大音量，减小音量，前一首音乐，后一首音乐，在使用PC播放电影时，上下左右四种手势分别代表增大音量，减小音量，电影快退，电影快进。

与传统PC输入方式相比，本发明有以下优点：

1.全新的输入理念。使用者不必再被局限于PC的鼠标键盘前，可在十几米的范围之内随意走动，通过手部动作轻松控制PC。

2.人性化操作。使用简单，功能强大。仅需要上、下、左、右四个动作即可控制PC完成绝大部分常用操作，并可通过手臂的倾斜控制鼠标指针的移动。

3.即插即用。使用USB接口与PC连接，无需额外安装驱动程序，通用性好。

4.使用时间长。主机端使用USB供电，手持端使用超低功耗芯片并配以完整的节能方案，实现长待机、长使用时间。

5.成本低。系统设计紧凑，硬件结构简单。

附图说明

图1是基于手势识别的PC智能输入系统的结构方框图。

图2是基于手势识别的PC智能输入系统的手持端示意图。

具体实施方式