CN105892754A - 一种手指动作识别方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手指动作识别方法和***，该***包括触摸侦测单元、按压力度识别单元、微控制器以及手指动作输出单元；触摸侦测单元对应每一个手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸时，向微控制器发送对应的中断信号，同时，按压力度识别单元识别并记录该手指的按压力度；当微控制器接收到中断信号时，根据其序号，从按压力度识别单元获取该手指的按压力度，并发送给手指动作输出单元；手指动作输出单元展示给用户一个虚拟手掌，并根据按压力度实时调整每一根虚拟手指的弯曲度，实现了对手指动作的识别和对虚拟手掌的细微控制，可以模拟现实生活中手指的大部分动作应用，为虚拟现实环境中游戏适配和内容实现提供了更大的扩展空间。

Description

一种手指动作识别方法和***
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种手指动作识别方法和***。
背景技术
随着虚拟现实技术的普及，扩展应用的需求越来越大，其中对手柄功能的需求越来越多，在虚拟现实游戏和应用中，手指动作越灵活操作起来就会越方便，可以使得用户可以更加有真实感，很多应用和游戏就可以支持到更细致的操作。普通的手柄只能做到模拟出一个拳头或者手掌，可以做简单的互动，但是不能满足类似于敲键盘，伸手指等精细操作，越来越不能满足用户的需求。
发明内容
为了使用户在进行虚拟现实体验的过程中，可以实现对虚拟手掌每一根手指的细微控制，提高真实感，为虚拟现实环境中游戏适配和内容实现提供了更大的扩展空间，本发明提供了一种手指动作识别方法和***。
依据本发明的一个方面，本发明提供了一种手指动作识别***，包括触摸侦测单元、按压力度识别单元、微控制器以及手指动作输出单元；
所述触摸侦测单元，用于对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，向所述微控制器发送与该手指对应的中断信号；
所述按压力度识别单元，用于当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸所述触摸侦测单元时的按压力度；
所述微控制器，用于当接收到所述触摸侦测单元发送的中断信号时，根据所述中断信号的序号，从所述按压力度识别单元获取对应手指的按压力度，并将所述中断信号的序号和对应的按压力度发送给所述手指动作输出单元；
所述手指动作输出单元，用于展示给用户一个虚拟手掌，并根据接收到的中断信号的序号和对应的按压力度，实时调整所述虚拟手掌的每一根手指的弯曲度。
其中，所述触摸侦测单元包括触摸驱动芯片和若干触摸板，每一个所述触摸板与一个需要识别的手指相对应，且每一个所述触摸板分别连接到所述触摸驱动芯片不同的输入输出引脚上，所述触摸驱动芯片连接所述微控制器；
当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板向所述触摸驱动芯片对应的输入输出引脚发送高/低电平，所述触摸驱动芯片根据输入输出引脚与中断信号的序号之间的对应关系，向所述微控制器发送相应的中断信号。
其中，所述按压力度识别单元包括若干摇杆/扳机，摇杆/扳机的数量与所述触摸板的数量相等；
每一个所述触摸板的下方设置有一个所述摇杆/扳机，当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板下方的摇杆/扳机根据手指的按压力度不同产生不同的形变量；
所述按压力度识别单元通过检测所述摇杆/扳机的形变量识别对应手指的按压力度。
其中，每一个所述摇杆/扳机与一个可变电阻器相连，当某一个所述摇杆/扳机因手指按压产生形变时，与该摇杆/扳机相连的可变电阻器的阻值随该摇杆/扳机的形变量的变化而变化；
所述微控制器接收到所述触摸侦测单元发送的中断信号时，根据所述中断信号的序号，读取相应的可变电阻器的阻值，并将所述中断信号的序号和对应的可变电阻器的阻值发送给所述手指动作输出单元；
其中，所述***用于在虚拟现实***中识别手指动作；
所述触摸侦测单元、所述按压力度识别单元和所述微控制器设置在虚拟现实***的控制端；
所述手指动作输出单元设置在虚拟现实***的显示端；
所述手指动作识别***还包括通信单元，所述通信单元用于虚拟现实***的控制端与显示端建立连接，接收和发送所述控制端与所述显示端的通讯内容。
依据本发明的另一个方面，本发明提供了一种手指动作识别方法，包括：
设置一个触摸侦测单元，对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，利用所述触摸侦测单元发出与该手指对应的中断信号；
当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸所述触摸侦测单元时的按压力度；
展示给用户一个虚拟手掌，根据所述触摸侦测单元发出的中断信号的序号，获取对应手指的按压力度，并根据所述中断信号的序号和对应的按压力度实时调整所述虚拟手掌的每一根手指的弯曲度。
其中，所述设置一个触摸侦测单元，对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，利用所述触摸侦测单元发出与该手指对应的中断信号，具体包括：
设置触摸驱动芯片和若干触摸板，每一个所述触摸板与一个需要识别的手指相对应，将每一个所述触摸板分别连接到所述触摸驱动芯片不同的输入输出引脚上，将所述触摸驱动芯片连接到微控制器；
当某一触摸板上有手指触摸时，所述触摸板向所述触摸驱动芯片对应的输入输出引脚发送高/低电平，所述触摸驱动芯片根据输入输出引脚与中断信号的序号之间的对应关系，向所述微控制器发送相应的中断信号。
其中，所述当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸所述触摸侦测单元时的按压力度，具体包括：
在每一个所述触摸板的下方设置一个摇杆/扳机，当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板下方的摇杆/扳机根据手指的按压力度不同产生不同的形变量；
通过检测所述摇杆/扳机的形变量识别对应手指的按压力度。
其中，所述通过检测所述摇杆/扳机的形变量识别对应手指的按压力度，具体包括：
将每一个所述摇杆/扳机与一个可变电阻器相连，当某一个所述摇杆/扳机因手指按压产生形变时，与该摇杆/扳机相连的可变电阻器的阻值随该摇杆/扳机的形变量的变化而变化；
当所述微控制器接收到中断信号时，根据所述中断信号的序号，读取相应的可变电阻器的阻值，并根据所述中断信号的序号和对应的可变电阻器的阻值，实时调整所述虚拟手掌中对应的手指的弯曲度。
其中，所述方法应用于在虚拟现实***中识别手指动作。
本发明实施例的有益效果是：利用触摸侦测单元识别用户使用的是哪一根手指，并利用按压力度识别单元识别该手指的按压力度，可以准确识别出用户手指的动作，再利用手指动作输出单元展示给用户一个虚拟手掌，并根据用户每一根手指的动作和对触摸单元的按压力度实时调整虚拟手掌每一根手指的弯曲度，实现对虚拟手掌的细微控制，可以模拟现实生活中手指的大部分动作应用，为虚拟现实环境中游戏适配和内容实现提供了更大的扩展空间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的手指动作识别***的结构示意图；
图2为本发明优选实施例提供的手指动作识别***的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的手指动作识别方法的流程图。
具体实施方式
本发明的设计构思是：首先识别用户的每一根手指，再监测每一根手指的按压力度，准确识别用户手指的动作。再根据每一根手指的动作显示虚拟手掌，并根据按压力度实时调整虚拟手掌每一根手指的弯曲度，实现对虚拟手掌的细微控制。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例提供的手指动作识别***的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的手指动作识别***包括：触摸侦测单元110、按压力度识别单元120、微控制器130以及手指动作输出单元140。
触摸侦测单元110设置若干中断信号，每个终端信号的序号不同，并且每个终端信号对应一个需要识别的手指。当某一手指触摸到触摸侦测单元110时，触摸侦测单元110向微控制器130发送与该手指对应的中断信号，与此同时，按压力度识别单元120识别并记录该手指触摸到触摸侦测单元110时的按压力度。
当微控制器130接收到触摸侦测单元110发送的中断信号时，根据该中断信号的序号，从按压力度识别单元获取该手指的按压力度，并将中断信号的序号和手指的按压力度发送给手指动作输出单元140。
手指动作输出单元140展示给用户一个虚拟手掌。当手指动作输出单元140从控制器140接收到数据时，根据中断信号的序号和手指的按压力度，实时调整虚拟手掌的每一根手指的弯曲度，实现对用户的每一根手指动作的识别和对虚拟手掌每一根手指的细微控制。
图2为本发明优选实施例提供的手指动作识别***的结构示意图。如图2所示，在本优选实施例中，触摸侦测单元110包括若干触摸板211和一个触摸驱动芯片212，每一个触摸板211与一个需要识别的手指相对应，且每一个触摸板211分别连接到触摸驱动芯片212不同的输入输出引脚上，触摸驱动芯片212通过IIC总线连接到微控制器230。
按压力度识别单元120包括若干摇杆221或扳机222，摇杆221或扳机222根据手指的按压力度不同会产生不同的形变量，按压力度识别单元120通过检测摇杆221或扳机222的形变量识别对应手指的按压力度。图2示出了一个摇杆221和四个扳机222，对应识别一只手的5根手指，其中摇杆221对应大拇指。摇杆和扳机的数量可以根据实际需要设定。在每一个摇杆221或扳机222的结构件上设置有一个触摸板211，当用户的手指操作摇杆221或扳机222时就会触摸到设置在上面的触摸板211。
每一个摇杆221和扳机222与一个可变电阻器相连，当因为手指按压产生形变时，可变电阻器的阻值随该摇杆221或扳机222的形变量的变化而变化。可变电阻器可以是滑动变阻器，当摇杆221或扳机222产生形变时会使滑动变阻器的滑片移动，改变滑动变阻器的阻值；可变电阻器也可以是碳膜电位器，当摇杆221或扳机222产生形变时会使碳膜也产生形变，改变碳膜电位器的阻值。
当用户使用操作某一个摇杆221或扳机222时，会接触设置在上面的触摸板211，该触摸板211向触摸驱动芯片212的一个输入输出引脚发送电平信号，触摸驱动芯片212输入输出引脚与中断信号的序号之间的对应关系，通过IIC总线向微控制器230发送相应的中断信号。微控制器230接收到触摸驱动芯片212发送的中断信号之后，根据中断信号的序号，读取对应的可变电阻器的阻值，然后将中断信号的序号的对应的可变电阻器的阻值发送给手指动作输出单元140。
本发明实施例提供的手指动作识别***特别适用于在虚拟现实***中识别手指动作，触摸侦测单元110、按压力度识别单元120和微130设置在虚拟现实***的控制端，如设置在手柄上；手指动作输出单元140设置在虚拟现实***的显示端，如头戴显示设备。优选的，本***还包括通信单元240，用于在虚拟现实***的控制端与显示端建立连接，接收和发送控制端与显示端的通讯内容，微控制器230通过通信单元240将中断信号的序号的对应的可变电阻器的阻值发送给手指动作输出单元140。
图3为本发明实施例提供的手指动作识别方法的流程图。如图3所示，本发明实施例提供的手指动作识别方法包括：
步骤S310：设置一个触摸侦测单元，对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸到触摸侦测单元时，利用触摸侦测单元发出与该手指对应的中断信号。
在本发明的优选实施例中，步骤S310具体包括：设置若干触摸板和一个驱动芯片，将每一个触摸板与一个需要识别的手指相对应，将每一个触摸板分别连接到触摸驱动芯片不同的输入输出引脚上；将触摸驱动芯片通过IIC总线连接到微控制器。当某一触摸板上有手指触摸时，利用该触摸板向触摸驱动芯片对应的输入输出引脚发送高/低电平，触摸驱动芯片根据输入输出引脚与中断信号的序号之间的对应关系，通过IIC总线向微控制器发送相应的中断信号。
步骤S320：当某一手指触摸到触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸到触摸侦测单元时的按压力度。
步骤S330：展示给用户一个虚拟手掌，根据触摸侦测单元发出的中断信号的序号，获取对应手指的按压力度，并根据中断信号的序号和对应的按压力度实时调整虚拟手掌的每一根手指的弯曲度。
在进一步的优选实施例中，步骤S320具体包括：在每一个触摸板的下方设置一个摇杆/扳机，当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板下方的摇杆/扳机根据手指的按压力度不同产生不同的形变量。将每一个摇杆/扳机与一个可变电阻器相连，当某一个摇杆/扳机因手指按压产生形变时，与该摇杆/扳机相连的可变电阻器的阻值随该摇杆/扳机的形变量的变化而变化，可变电阻器可以是滑动变阻器，当摇杆/扳机产生形变时会使滑动变阻器的滑片移动，改变滑动变阻器的阻值；可变电阻器也可以是碳膜电位器，当摇杆/扳机产生形变时会使碳膜也产生形变，改变碳膜电位器的阻值。
当微控制器接收到中断信号时，根据所述中断信号的序号，读取相应的可变电阻器的阻值。再根据中断信号的序号和对应的可变电阻器的阻值，实时调整虚拟手掌中对应的手指的弯曲度，即可实现对用户的每一根手指动作的识别和对虚拟手掌每一根手指的细微控制。
本发明实施例提供的手指动作识别方法特别适用于在虚拟现实***中识别手指动作，步骤S310和步骤S320可以利用虚拟现实***的控制端来实现，如手柄；步骤S330可以利用虚拟现实***的显示端来实现，如头戴显示设备。中断信号的序号的对应的可变电阻器的阻值由控制端采集后发送给显示端，显示端分析收据并控制虚拟手掌的显示。
综上所述，本发明提供的一种手指动作识别方法和***，与现有技术相比，具有以下有益效果：
利用触摸侦测单元识别用户使用的是哪一根手指，并利用按压力度识别单元识别该手指的按压力度，可以准确识别出用户手指的动作。再展示给用户一个虚拟手掌，并根据用户每一根手指的动作和对触摸单元的按压力度实时调整虚拟手掌每一根手指的弯曲度，实现对虚拟手掌的细微控制，可以模拟现实生活中手指的大部分动作应用，为虚拟现实环境中游戏适配和内容实现提供了更大的扩展空间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种手指动作识别***，其特征在于，所述***包括触摸侦测单元、按压力度识别单元、微控制器以及手指动作输出单元；
所述触摸侦测单元，用于对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，向所述微控制器发送与该手指对应的中断信号；
所述按压力度识别单元，用于当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸所述触摸侦测单元时的按压力度；
所述微控制器，用于当接收到所述触摸侦测单元发送的中断信号时，根据所述中断信号的序号，从所述按压力度识别单元获取对应手指的按压力度，并将所述中断信号的序号和对应的按压力度发送给所述手指动作输出单元；
所述手指动作输出单元，用于展示给用户一个虚拟手掌，并根据接收到的中断信号的序号和对应的按压力度，实时调整所述虚拟手掌的每一根手指的弯曲度。
2.如权利要求1所述的手指动作识别***，其特征在于，所述触摸侦测单元包括触摸驱动芯片和若干触摸板，每一个所述触摸板与一个需要识别的手指相对应，且每一个所述触摸板分别连接到所述触摸驱动芯片不同的输入输出引脚上，所述触摸驱动芯片连接所述微控制器；
当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板向所述触摸驱动芯片对应的输入输出引脚发送高/低电平，所述触摸驱动芯片根据输入输出引脚与中断信号的序号之间的对应关系，向所述微控制器发送相应的中断信号。
3.如权利要求2所述的手指动作识别***，其特征在于，所述按压力度识别单元包括若干摇杆/扳机，摇杆/扳机的数量与所述触摸板的数量相等；
每一个所述触摸板的下方设置有一个所述摇杆/扳机，当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板下方的摇杆/扳机根据手指的按压力度不同产生不同的形变量；
所述按压力度识别单元通过检测所述摇杆/扳机的形变量识别对应手指的按压力度。
4.如权利要求3所述的手指动作识别***，其特征在于，每一个所述摇杆/扳机与一个可变电阻器相连，当某一个所述摇杆/扳机因手指按压产生形变时，与该摇杆/扳机相连的可变电阻器的阻值随该摇杆/扳机的形变量的变化而变化；
所述微控制器接收到所述触摸侦测单元发送的中断信号时，根据所述中断信号的序号，读取相应的可变电阻器的阻值，并将所述中断信号的序号和对应的可变电阻器的阻值发送给所述手指动作输出单元。
5.如权利要求1-4任一项所述的手指动作识别***，其特征在于，所述***用于在虚拟现实***中识别手指动作；
所述触摸侦测单元、所述按压力度识别单元和所述微控制器设置在虚拟现实***的控制端；
所述手指动作输出单元设置在虚拟现实***的显示端；
所述手指动作识别***还包括通信单元，所述通信单元用于虚拟现实***的控制端与显示端建立连接，接收和发送所述控制端与所述显示端的通讯内容。
6.一种手指动作识别方法，其特征在于，所述方法包括：
设置一个触摸侦测单元，对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，利用所述触摸侦测单元发出与该手指对应的中断信号；
当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸所述触摸侦测单元时的按压力度；
展示给用户一个虚拟手掌，根据所述触摸侦测单元发出的中断信号的序号，获取对应手指的按压力度，并根据所述中断信号的序号和对应的按压力度实时调整所述虚拟手掌的每一根手指的弯曲度。
7.如权利要求6所述的手指动作识别方法，其特征在于，所述设置一个触摸侦测单元，对应每一个需要识别的手指设置一个序号唯一的中断信号，当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，利用所述触摸侦测单元发出与该手指对应的中断信号，具体包括：
设置触摸驱动芯片和若干触摸板，每一个所述触摸板与一个需要识别的手指相对应，将每一个所述触摸板分别连接到所述触摸驱动芯片不同的输入输出引脚上，将所述触摸驱动芯片连接到微控制器；
当某一触摸板上有手指触摸时，所述触摸板向所述触摸驱动芯片对应的输入输出引脚发送高/低电平，所述触摸驱动芯片根据输入输出引脚与中断信号的序号之间的对应关系，向所述微控制器发送相应的中断信号。
8.如权利要求7所述的手指动作识别方法，其特征在于，所述当某一手指触摸所述触摸侦测单元时，识别并记录该手指触摸所述触摸侦测单元时的按压力度，具体包括：
在每一个所述触摸板的下方设置一个摇杆/扳机，当某一触摸板上有手指触摸时，该触摸板下方的摇杆/扳机根据手指的按压力度不同产生不同的形变量；
通过检测所述摇杆/扳机的形变量识别对应手指的按压力度。
9.如权利要求8所述的手指动作识别方法，其特征在于，所述通过检测所述摇杆/扳机的形变量识别对应手指的按压力度，具体包括：
将每一个所述摇杆/扳机与一个可变电阻器相连，当某一个所述摇杆/扳机因手指按压产生形变时，与该摇杆/扳机相连的可变电阻器的阻值随该摇杆/扳机的形变量的变化而变化；
当所述微控制器接收到中断信号时，根据所述中断信号的序号，读取相应的可变电阻器的阻值，并根据所述中断信号的序号和对应的可变电阻器的阻值，实时调整所述虚拟手掌中对应的手指的弯曲度。
10.如权利要求6-9任一项所述的手指动作识别方法，其特征在于，所述方法应用于在虚拟现实***中识别手指动作。
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