[发明专利]一种智能运动检测装置及方法

说明书

一种智能运动检测装置及方法，基于光电探测的数据手套相比现在的数据手套具有精度高，体积小，佩戴方便舒适，且不受障碍物和空间限制的优势。人们可以在户外活动时随身携带，其较低的功耗也可以保证长时间运行。发明的数据手套不需要包裹手指，使人们正常生产活动中使用数据手套时可以保留对外界物体的触觉。基于以上几点，所述的数据手套可以在日常生产活动中用于游戏、虚拟现实交互、远程医疗、增强现实交互等方面。

技术领域

本申请涉及一种智能运动检测装置及方法，属于人机交互的输入设备领域。

背景技术

数据手套是一种用于智能化人机交互的输入设备，通过利用各类传感器例如惯性传感器、弯曲传感器、光学定位器等获取各手指偏转和弯曲信息，结合惯性传感器以输出手部真实运动状态。高精度的数据手套通常用于游戏、虚拟现实应用、远程医疗和机器人人手运动之中。

当前采集手指偏转和弯曲装置和方法可以分为接触式和非接触式。

接触式分为直接探测和间接探测两种。1.直接探测的数据手套将光栅传感器、压力传感器、弯曲传感器、惯性传感器等放置在各手指关节上以实时采集各手指运动信息。该类数据手套精度较好且不受空间限制，但缺点是佩戴不便、体积庞大、舒适性差、扩展性差，且随着传感器的增多其价格也较为昂贵。2.间接探测通过依靠光塔和摄像机捕获安置在各手指上的光学定位点发射或反射的光进行手指弯曲和移动的探测。该方法因为精度较高通常用于电影运动捕捉中，但其缺点是高精度摄像机价格昂贵，受障碍物限制、运动空间受限。

非接触式探测手指运动方法有微软的Kinect，通过深景摄像头通过采集手部的环境反射光进行手指弯曲、运动和手势的识别，常用于体感游戏中。其设备价格低但缺点是精度差，且受空间和障碍物的限制。Leapmotion则是通过高精度红外光在摄像头前创造一个锥形光场，通过探测手指在光场内运动引起的变化输出手指的弯曲和运动。其优点是精度较高，价格低，但缺点是受空间和障碍物限制，操纵不便。

手指各指节的弯曲由各手指伸肌腱和指浅、指深屈肌腱以及周围肌肉带动相应手指的指骨和关节运动，指伸肌腱均起于前臂背侧伸肌的远端，在手背和植被侧位置表浅，均走行于皮下。肌腱主体为非特化、弹性小、供血少、代谢高的致密胶原纤维束，其介电系数E与其他组织差异显著，所以光线通过该界面时会发生折射、反射等一系列界面效应。

探测肌腱及其周围组织的运动可以反映手指各部分的偏转和弯曲。

发明内容

一种智能运动检测装置，包括处理器和光敏传感器，光敏传感器放置在各肌腱上方的区域或相邻区域，用于检测各生物组织反射、吸收和/或折射后的光强，以输出身体部位偏转和/或弯曲数据。

光敏传感器放置在各手指伸屈肌腱上方的区域或相邻区域，用于检测手部各生物组织反射、吸收和/或折射后的光强，以输出各手指偏转和/或弯曲数据。

一种智能运动检测装置的设计方法，多个光敏传感器放置在各肌腱上方的区域或相邻区域；使用光敏传感器检测光经各生物组织反射、吸收和/或折射后的光强，以输出身体部位偏转和/或弯曲数据。

优选的，一种数据手套，其特征为多个光敏传感器放置在各手指伸屈肌腱上方的区域或相邻区域。通过使用光敏传感器检测光源发出的光经手部各生物组织例如表皮、真皮、脂肪、肌腱和手骨等反射、吸收、折射后的光强，以输出各手指偏转和弯曲数据。

发明所述的基于光电探测的数据手套相比现在的数据手套具有精度高，体积小，佩戴方便舒适，且不受障碍物和空间限制的优势。人们可以在户外活动时随身携带，其较低的功耗也可以保证长时间运行。发明的数据手套不需要包裹手指，使人们正常生产活动中使用数据手套时可以保留对外界物体的触觉。基于以上几点，所述的数据手套可以在日常生产活动中用于游戏、虚拟现实交互、远程医疗、增强现实交互等方面。

一种基于光电探测的数据手套装置，包括：

固定存储器ROM：存储程序和参数；