[发明专利]一种人机交互设备

权利要求书

1.一种人机交互设备，其特征在于，所述设备，包括：

运动位置传感器，用于采集运动轨迹与姿态；

麦克风，用于采集设备与其他表面的摩擦音频；

处理模块，用于根据采集的运动轨迹和与其他表面的摩擦音频，得到“拖拽”的人机交互命令；以及通过采集到的运动位置传感器数据和计算出麦克风采集到音频的瞬时功率对于敲击动作做出判断，得到“敲击”命令的人机交互命令；实现对相应的设备或计算机进行交互。

2.根据权利要求1所述的人机交互设备，其特征在于，所述人机交互设备通过无线的方式和其他设备进行连接实现人机交互。

3.根据权利要求1所述的人机交互设备，其特征在于，所述处理模块，包括：

拖拽命令模块，用于根据采集的运动轨迹，判断在起点和终点之间的设备在运动过程中人的手势，以及根据与其他表面的摩擦音频，来确定摩擦发生的起点和终点时间，得到一个拖拽动作；

点击命令模块，用于通过计算麦克风的采集音频瞬时功率和所述运动位置传感器的一个轴向线加速度，得到相应的数值，利用算法对该数值进行处理判断是否是一个点击动作。

4.根据权利要求3所述的人机交互设备，其特征在于，所述拖拽命令模块，包括：

音频处理子模块，用于当与其他表面发生滑动摩擦时，声波传导到设备的麦克风中，通过算法来判断是否是一个摩擦声，从而得到摩擦的起始点；

位移处理子模块，用于通过对运动位置传感器进行建模处理，计算所述设备的位移轨迹。

5.根据权利要求4所述的人机交互设备，其特征在于，所述音频处理子模块，通过计算声音片段的MFCC参数、过零率和功率指标作为特征，利用经过训练的SVM分类器得到摩擦的起始点。

6.根据权利要求4所述的人机交互设备，其特征在于，所述人机交互设备，设计成一个戒指佩戴在手指上，在戒指的上方部署用于采集手指运动与姿态的传感器，在戒指的下方安装一个音孔朝向手指皮肤的麦克风，通过无线的方式和其他设备进行连接。

7.根据权利要求6所述的人机交互设备，其特征在于，所述传感器是加速度传感器、陀螺仪中的一个或多个。

8.根据权利要求6所述的人机交互设备，其特征在于，所述音频处理子模块，用于当手指与其他表面发生滑动摩擦时，声波会通过手指骨传导到设备的麦克风中，通过算法来判断是否是一个摩擦声，从而得到摩擦的起始点。

9.根据权利要求1所述的人机交互设备，其特征在于，所述人机交互设备，设计成笔型，所述麦克风和所述运动位置传感器是安装在笔尖处。

10.根据权利要求5所述的人机交互设备，其特征在于，所述音频处理子模块，具体执行下列操作：

通过麦克风采集到音频，将音频变成数字化的信号也就是音频文件；

通过截断的方法，把音频切成片段；

对获得的片段进行处理，加海明窗，计算片段的MFCC，计算片段的功率，计算片段的过零率作为特征向量；该特征为一个多维的向量由MFCC和片段功率过零率拼接而成；

对获得的片段的特征进行标注，并训练SVM模型；

通过SVM对计算出来片段的特征进行分类，分为摩擦和非摩擦。显然的从非摩擦到摩擦就是一个摩擦的起点，而由摩擦到非摩擦就是终点。