[发明专利]一种手指压力与姿态双模态检测方法及装置

说明书

本发明属于一种手指压力与姿态双模态检测方法及装置，包括：采集指尖的压力数据，根据所述压力数据获取指尖的压力特征；采集指骨的姿态数据，根据所述姿态数据获取指骨的姿态特征；融合所述压力特征与所述姿态特征，获取融合特征，根据所述融合特征识别手指运动动作。能够极大的提高识别手指运动动作的准确度。

技术领域

本发明属于手指运动动作识别技术领域，尤其涉及一种手指压力与姿态双模态检测方法及装置。

背景技术

人手是人体最复杂、最灵巧的器官之一，在我们的日常活动中起着至关重要的作用，例如完成书写、打字、抓取物体等日常动作。手部运动学分析技术广泛应用于运动康复、运动生物力学以及人机交互等领域。其中，手部运动学主要表现两个特点：指尖压力和手指姿态。当进行抓取动作时，一个完整的手部动作不仅仅涉及到手指指尖的压力，还涉及到每个手指的运动姿态。因此，手指尖压力和手指运动姿态的双模态监测对于手部状态评估显得至关重要。此外，当抓取不同形状、不同大小或不同材质的物体时，手指指尖不同区域往往受力不同，因此需要采用阵列压力传感器来表征指尖的受力情况。另外，由于手关节的活动具有多自由度的特性，通过姿态传感器侦测手指的三维运动情况，能够更为全面地表征手部的运动。

目前，大量手部动作感知器件主要针对单一的指尖压力测量，或单一的手指手势测量。没有将指尖压力感知技术与手势姿态测量技术进行融合。无法获取准确的手指运动动作。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种手指压力与姿态双模态检测方法及装置。

本发明的目的是这样实现的：一种手指压力与姿态双模态检测方法，包括：

采集指尖的压力数据，根据所述压力数据获取指尖的压力特征；

采集指骨的姿态数据，根据所述姿态数据获取指骨的姿态特征；

融合所述压力特征与所述姿态特征，获取融合特征，根据所述融合特征识别手指运动动作。

优选的，手指压力与姿态双模态检测方法还包括：将所述融合特征输入到分类器，由所述分类器获得分类模型，由所述分类模型输出手指运动动作。

优选的，实时采集压力数据和姿态数据，获取实时更新的压力特征和姿态特征，进而获得实时更新的融合特征，由实时更新的所述融合特征训练所述分类器。

优选的，所述压力特征表示为：

其中：F为压力特征，矩阵的行数i表示采集次数，矩阵的列数m表示压力传感单元的通道。F_i1，F_i2，F_i3，F_i4，…，F_im表示第i次采集时，压力传感单元的第1，2，3，4，…，m通道的差值数据。

优选的，所述姿态特征表示为：

其中：P为姿态特征，矩阵的行数i表示采集次数，矩阵的列数k表示惯性传感器输出的第k列数据。P_i1，P_i2，P_i3，P_i4，……，P_ik表示第i次采集时惯性传感器的第1，2，3，4，……，k列的均值数据。

优选的，所述融合特征表示为：

A＝(F,P,y)

其中：A为融合特征，y为标签矩阵，标签矩阵y表示为：

其中：y_i为第i次数据采集的分类标签，Z为整数集。

优选的，由压力传感单元采集指尖的压力数据，由惯性传感器采集指骨的姿态数据。