[发明专利]指尖定位系统和方法

权利要求书

1.一种指尖定位系统，其特征在于，包括第一超声发射器件、第二超声发射器件、超声接收装置阵列、指尖反射峰检测模块、指尖与拳面反射路径提取模块、手指长度提取模块、拳面反射路径提取模块、指尖反射路径估计模块、手指柱面反射路径提取模块以及指尖坐标计算模块，其中，

所述第一超声发射器件，用于发射第一超声信号；

所述第二超声发射器件，用于发射第二超声信号；

所述超声接收装置阵列，包括所述第一超声接收器件和第二超声接收器件，用于接收所述第一超声信号和第二超声信号在人手发生反射而形成的超声反射信号；

所述指尖反射峰检测模块，用于判断是否接收到第一超声信号在手指指尖发生反射而形成的指尖反射信号；

所述指尖与拳面反射路径提取模块，用于在检测到所述指尖反射信号时，提取所述第一超声信号在指尖和拳面发生分别反射而形成的指尖反射信号的反射路径时延和拳面反射信号的反射路径时延，并计算所述指尖反射信号的反射路径长度；

所述手指长度提取模块，用于根据所述指尖与拳面反射路径提取模块得出的指尖反射信号的反射路径长度和拳面反射信号的反射路径长度估算出手指的长度；

所述拳面反射路径提取模块，用于在未检测到所述指尖反射信号时，提取所述第一超声信号在拳面发生反射而形成的拳面反射信号的反射路径时延，并计算所述拳面反射信号的反射路径长度；

所述指尖反射路径估计模块，用于利用手指长度补偿所述拳面反射信号的反射路径长度，估算出所述指尖反射信号的反射路径长度；

所述手指柱面反射路径提取模块，用于提取第二超声信号在手指柱面发生反射而形成的手指柱面反射信号的反射路径时延，并计算出所述手指柱面反射信号的反射路径长度；

所述指尖坐标计算模块，用于根据所述指尖反射信号的反射路径长度、拳面反射信号的反射路径长度以及所述手指柱面反射信号的反射路径长度，计算出手指指尖的坐标。

2.如权利要求1所述的指尖定位系统，其特征在于，所述第一超声信号和所述第二超声信号由分别设置在参考三维坐标系两个相互正交的轴线的第一超声发射器件和第二超声发射器件发射，且所述参考三维坐标系还设置有用来接收所述第一超声信号和所述第二超声信号在人手发生反射而形成的超声反射信号超声接收装置阵列。

3.如权利要求2所述的指尖定位系统，其特征在于，所述第一超声发射器件设置在参考三维坐标系的Z轴正向，且其超声信号发射方向为X轴正向；所述第二超声发射器件设置在所述参考三维坐标系的X轴正向，且其超声信号发射方向为Z轴正向；所述第一超声接收器件和所述第二超声接收器件设置在所述参考三维坐标系的Y轴。

4.如权利要求3所述的指尖定位系统，其特征在于，所述第一超声发射器件与第二超声发射器件分别为第一扬声器与第二扬声器，所述第一超声接收器件与第二超声接收器件分别为第一麦克风与第二麦克风。

5.一种指尖定位方法，其特征在于，包括：

发出第一超声信号和第二超声信号；

判断是否检测到第一超声信号在手指指尖发生反射而形成的指尖反射信号；

如检测到所述指尖反射信号，则提取所述第一超声信号在指尖和拳面发生分别反射而形成的指尖反射信号的反射路径时延和拳面反射信号的反射路径时延，计算所述指尖反射信号的反射路径长度，并由此估算出手指的长度；

如未检测到所述指尖反射信号，则提取所述第一超声信号在拳面发生反射而形成的拳面反射信号的反射路径时延，计算所述拳面反射信号的反射路径长度，并利用手指补偿估算出所述指尖反射信号的反射路径长度；

提取第二超声信号在手指柱面发生反射而形成的手指柱面反射信号的反射路径时延，并计算出所述手指柱面反射信号的反射路径长度；

根据所述指尖反射信号的反射路径长度、拳面反射路径长度以及所述手指柱面反射信号的反射路径长度，计算出手指指尖的坐标。

6.如权利要求5所述的指尖定位方法，其特征在于，所述第一超声信号和所述第二超声信号由分别设置在参考三维坐标系两个相互正交的轴线的第一超声发射器件和第二超声发射器件发射，且所述参考三维坐标系还设置有用来接收所述第一超声信号和所述第二超声信号在人手发生反射而形成的超声反射信号超声接收装置阵列。