腕带和手环类产品采用十种手势实现输入或选择的方法
【专利摘要】本发明在腕带和手环类产品中，基于肌肉电流信号和手臂姿态分析的方法进行手势识别，进而通过手势控制电子产品。本发明预定义十种手势，分别代表十种不同的指令，这些指令为十种输入选择，比如数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的输入，或第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个栏目选择等等。用户通过佩戴此类腕带或手环实现手势的解析后，通过有线或无线传输方式，对受控电子设备或仪器发出控制指令，进而控制电子设备或仪器进行命令输入或功能选项选择等操作。
【专利说明】 腕带和手环类产品采用十种手势实现输入或选择的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用十种自然手势作为控制输入的方法，特别是通过腕带和手环类产品实现这十种手势的检测，并通过腕带和手环对其他设备进行控制的方法。
【背景技术】
[0002]随着运动传感器技术的发展，通过带有运动传感器芯片的腕带或手环可以检测到手臂的姿态；同时人体对于不同手势会运用到不同的手臂肌肉，而不同手势产生不同的表面肌肉电流信号(sEMG);通过装置有表面肌肉电流信号传感器的腕带或手环将此种肌肉电流信号采集下来，并将运动传感器数据和肌肉电流信号数据结合，经过数学运算提取其特征值后，采用分类器可识别出多种手势。手势在被识别后，可用于控制电子设备。
【发明内容】
[0003]本发明采用在腕带和手环类产品中，通过处理手臂肌肉电流信号和运动传感器数据的方法来做特征值提取，进行手势识别，进而控制电子设备。当用户佩戴本发明的腕带或者手环，并做出本发明定义的手势一、二、三、四、五、六、七、八、九、十这十种手势之中任何一种手势时，腕带或手环内嵌的运动传感器以及内嵌的肌肉电流信号传感器，实时获得手臂的姿态信息和手臂的表面肌肉电流信号，在腕带或手环内通过内嵌的信号处理单元对这些数据进行实时处理，做特征值提取，通过分类器区分该种手势，通过有线或无线发送方式，对所控制的电子设备发出所赋予的指令，包括但不限于:数字1，2，3，4，5，6，7，8，9，0的输入，或者第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个栏目选择等输入指令，实现对目标电子设备与仪器的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1:腕带或手环佩戴在前臂的一种方式。
[0005]图2:腕带或手环佩戴在手腕的一种方式。
[0006]图3:手势一的手指手掌姿势。
[0007]图4:手势二的手指手掌姿势。
[0008]图5:手势三的一种手指手掌姿势。
[0009]图6:手势三的另一种手指手掌姿势。
[0010]图7:手势四的手指手掌姿势。
[0011]图8:手势五的手指手掌姿势。
[0012]图9:手势六的手指手掌姿势。
[0013]图10:手势七的手指手掌姿势。
[0014]图11:手势八的手指手掌姿势。
[0015]图12:手势九的手指手掌姿势。
[0016]图13:手势十的手指手掌姿势。
[0017]图14:一种运用手势来控制手机拨号的例子。
[0018]图15:—种运用手势来控制电视机选台的例子。
【具体实施方式】
[0019]用户通过佩戴于手臂或手腕上的腕带或手环类产品，做手势“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”之中任何一种手势时，产生不同手臂表面肌肉电流信号，腕带或手环类产品通过实时采集分析肌肉电流信号和手臂的姿态信息，获得这十种手势的特征值，并通过分类器区分它们，之后将这十种手势映射成不同的机器命令，发送到受控电子设备，实现十种不同的控制。受控制的电子设备和电子仪器包括但不限于手机，电脑，笔记本，Pad或PDA类广品，空调，电视，电风扇，多媒体播放机等等电子广品。当十种手势中任意一种手势发生时，腕带或手环通过检测到的手势信息，采用有线或无线发送方式，发出手势所赋予的控制指令，包括但不限于:数字1，2，3，4，5，6，7，8，9，0的输入，或者第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个栏目选择等等动作指令，来控制受控电子设备与仪器。
[0020]如图1表示的是腕带或手环佩戴在前臂的一种方式，腕带或手环(101)在此方式之下，可以检测前臂处的表面肌肉电流和手臂的姿态信息，来识别手势。
[0021]如图2表示的是腕带或手环佩戴在手腕的一种方式，腕带或手环(201)在此方式之下，可以检测手腕处的表面肌肉电流和手臂的姿态信息，来识别手势。
[0022]如图3表示的是手势一的直观形式，用户的食指伸出，其他手指做握拳状。此手势经由用户佩戴的腕带或手环(301)来检测手臂肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势为手势一(302)。
[0023]如图4表示的是手势二的直观形式，用户的食指和中指伸出，其他手指做握拳状。此手势经由用户佩戴的腕带或手环(401)来检测手臂肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势为手势二(402)。
[0024]如图5表示的是手势三的一种直观形式，用户的食指、中指和无名指伸出，大拇指和小拇指收拢紧贴手掌。此手势经由用户佩戴的腕带或手环(501)来检测手臂肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势为手势三(502)。
[0025]如图6表示的是手势三的另外一种直观形式，用户的中指、无名指和小拇指伸出，大拇指和食指收拢。经由用户佩戴的腕带或手环(601)来检测手臂肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势三￠02)。
[0026]如图7表示的是手势四的直观形式，用户的食指、中指、无名指和小拇指都伸出，大拇指收拢。经由用户佩戴的腕带或手环(701)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势四(702)。
[0027]如图8表示的是手势五的直观形式，用户的五根手指都伸出，做伸掌状。经由用户佩戴的腕带或手环(801)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势五(802)。
[0028]如图9表示的是手势六的直观形式，用户的大拇指和小拇指伸出，其余手指收拢紧贴手掌。经由用户佩戴的腕带或手环(901)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势六(902)。
[0029]如图10表示的是手势七的直观形式，用户五根手指的指尖靠拢，做空心拳头状。经由用户佩戴的腕带或手环(1001)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势七(1002)。
[0030]如图11表示的是手势八的直观形式，用户的大拇指和食指伸出，其余手指收拢做握拳状。经由用户佩戴的腕带或手环(1101)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势八(1102)。
[0031]如图12表示的是手势九的直观形式，用户的食指伸出，同时弯曲，其他手指收拢做握拳状。经由用户佩戴的腕带或手环(1201)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势九(1202)。
[0032]如图13表示的手势十的直观形式，用户所有手指收拢，做握拳状。经由用户佩戴的腕带或手环(1301)来检测肌肉电流信号以及手臂的姿态信息，解析出此手势是手势十(1302)。
[0033]如图14表示的是运用手势来控制手机的例子:用户做手势一动作(1401)，腕带或手环(1402)采集到此手势并分析出来，发出输入“I”的指令来操控手机(1403)，手机收到此输入“ I”指令后，执行相应的操作，包含但不限于拨打一号联系人电话等等。
[0034]如图15表示的是运用手势来控制电视机的例子:用户做手势六动作(1502)，通过腕带或手环(1501)对此手势进行识别后，发出6号指令到电视机，电视机则执行预设的6号指令，包含但不限于切换到6号频道等等。
[0035]最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明可能的技术方案而非限制。根据实际应用的不同，手势的外观表现，指令的应用方式等会有差异，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或等同替换，并不脱离本发明技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.本专利为一种适用于腕带和手环类产品采用十种特定手势作为控制电子设备或电子仪器选项输入或实现选择功能的方法，其特征在于:这些选项或选择为十种输入命令，比如数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的输入，或者第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个栏目选择等等，透过十种不同的手势来进行输入或者区分这十个不同的选择，再经由腕带或手环将手势产生的运动和姿态信息，以及手臂表面肌肉电流信号做采集、分析、处理、识别后，将识别出的控制命令发送到受控的电子设备或电子仪器上面。
2.如权利要求1所述的一种腕带和手环类产品采用十种手势作为控制电子设备或电子仪器选项输入的方法，其特征在于:手势不分左手或右手；产品所运用到的十种控制手势为:食指伸出，其余手指做握拳状表示手势一；食指与中指同时伸出，其余手指做握拳状表示手势二；食指、中指与无名指同时伸出，或者中指、无名指与小指同时伸出，其余手指做握拳状表示手势三；食指、中指、无名指与小指同时伸出，大拇指收拢表示手势四；伸掌表示手势五；大拇指与小指伸出，其余手指做握拳状表示手势六；五根手指指尖捏在一起，做空心握拳状表示手势七；大拇指与食指同时伸出，其余手指做握拳状表示手势八；食指伸出并弯曲，其余手指做握拳状表示手势九；握拳表示手势十。
3.如权利要求1与2所述的采用十种手势作为控制电子设备或电子仪器选项输入的腕带或手环，其特征在于:手势的判断是基于不同手势会产生不同的肌电信号和运动与姿态信息，并依据不同手势下信号间的差异，判断出是哪一种手势；用户通过佩戴具有此种手势检测功能的电子腕带或手环来检测手势，通过有线或无线传输方式，发送控制指令给受控的电子设备，实现数字输入与栏位选择输入等目的。
4.如权利要求1与2所述的采用十种手势作为控制电子设备或电子仪器选项输入的腕带或手环，其特征在于:受控制的电子设备和电子仪器包括但不限于手机，电脑，笔记本，Pad或PDA类产品，空调，电视，电风扇，电灯，多媒体播放机，音箱等电子产品。
5.如权利要求1与2所述的采用十种手势作为控制电子设备或电子仪器选项输入的腕带或手环，其特征在于:做出手势一时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势一，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“I”、选择设备或仪器上第一个栏位、启动第一个预设动作、放大第一张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势二时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势二，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“2”、选择设备或仪器上第二个栏位、启动第二个预设动作、放大第二张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势三时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势三，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“3”、选择设备或仪器上第三个栏位、启动第三个预设动作、放大第三张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势四时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势四，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“4”、选择设备或仪器上第四个栏位、启动第四个预设动作、放大第四张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势五时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势五，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“5”、选择设备或仪器上第五个栏位、启动第五个预设动作、放大第五张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势六时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势六，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“6”、选择设备或仪器上第六个栏位、启动第六个预设动作、放大第六张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势七时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势七，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“7”、选择设备或仪器上第七个栏位、启动第七个预设动作、放大第七张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势八时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势八，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“8”、选择设备或仪器上第八个栏位、启动第八个预设动作、放大第八张图片等等指令，控制要操作的电子设备与仪器；做出手势九时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势九，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“9”、选择设备或仪器上第九个栏位、启动第九个预设动作、放大第九张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器；做出手势十时，腕带或手环通过手臂肌电信号与手臂的姿态，例如加速度信息，检测到手势十，并映射成机器命令，通过有线或无线发送方式，发出所赋予的控制指令，包括但不限于:输入数字“O”、选择设备或仪器上第十个栏位、启动第十个预设动作、放大第十张图片等等指令，来控制要操作的电子设备与仪器。
【文档编号】G06F3/01GK104267813SQ201410494508
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】不公告发明人 申请人:上海威璞电子科技有限公司