[发明专利]一种用于跟踪人体手部运动轨迹的非接触式静电探测方法

摘要

本发明公开的一种用于跟踪人体手部运动轨迹的非接触式静电探测方法，一种非接触式跟踪人体手部运动轨迹的方法，属于静电探测领域。涉及一种非接触式手部运动速度测量方法。本发明包括如下步骤：布设能检测到人体手部运动静电信号的多极板探测阵列；采集监测环境中的静电信号；将该采集到的静电感应信号电势值与预设判据对比；读取每个极板上紧随波峰值的过零点时刻；根据探测结果计算人体手部运动方向α和人体手部运动速度V，进而跟踪到人体手部实时运动轨迹。本发明还公开一种用于测量人体手部运动方向的非接触式静电探测方法。本发明可减小跟踪人体手部运动轨迹技术的工作死角区，降低人体手部运动轨迹跟踪探测系统的设计复杂程度。

主权项

一种用于跟踪人体手部运动轨迹的非接触式静电探测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：布设能检测到人体手部运动静电信号的多极板探测阵列，所述探测阵列包括至少一组多极板探测单元；多极板探测单元由四个极板组成，四个极板分成两对，两对极板间的连线互相垂直，每对极板间距离为d，四个极板位置布置呈正方形；定义多极板探测单元中首先检测到人体运动所产生的静电感应信号峰值的极板所在的极板对的连线与运动轨迹的夹角为人体运动方向α，人体运动速度为V；步骤二：采集监测环境中的静电信号，所述的静电信号是每个时刻探测系统获取的静电感应信号电势值；步骤三：将该采集到的静电感应信号电势值与预设判据对比，如果该静电感应信号与该预设判据相同，则认为检测到了人体手部运动的存在；步骤四：记录步骤二中检测到的人体手部运动在每个极板上所产生的静电感应信号的波峰值，读取每个极板上紧随波峰值的过零点时刻；定义中首先探测到静电感应信号的极板与其相对的极板组成极板对一，极板对一中首先探测到静电感应信号的极板为极板(1)，另一个极板为极板(2)；另一对极板为极板对二，极板对二中首先探测到静电感应信号的极板为极板(4)，另一个极板为极板(3)；分别读取多极板探测单元中极板(1)，极板(2)，极板(3)，极板(4)采集到的紧随波峰值的过零点时刻t1，t2，t3，t4；人体手部运动方向α和人体手部运动速度V满足公式(1)和(2)： α = arccos V ( t 1 - t 2 ) d - - - ( 1 ) α = arcsin V ( t 3 - t 4 ) d - - - ( 2 ) 步骤五：联立公式(1)和(2)即可获得人体手部运动方向α为： α = arctg ( t 3 - t 4 t 1 - t 2 ) - - - ( 3 ) 人体手部运动速度V为： V = d ( t 3 - t 1 ) 2 + ( t 4 - t 2 ) 2 - - - ( 4 ) 步骤六：多极板探测单元的数量及布阵方式根据实际探测目标区域需要而定，多极板探测阵列中多组多极板探测单元能探测到不同位置处的人体手部的人体手部实时运动方向α和人体手部实时运动速度V，在得到人体手部实时运动方向α和人体手部实时运动速度V后，即已经跟踪到人体手部实时运动轨迹。