一種主機運動感測方法、組件及運動感測系統的制作方法

一種主機運動感測方法、組件及運動感測系統的制作方法
【專利摘要】本發明適用于運動感測獲取【技術領域】以及人機交互【技術領域】，提供了一種主機運動感測方法、組件及運動感測系統，方法包括：獲取每個手指運動感測組件實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據；獲取主機運動感測組件實時采集到的主機運動感測組件數據；將采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據相比較，生成手指運動感測組件與主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移；根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及相對位移，對每根手指的三軸坐標進行修正；將修正后的每根手指的三軸坐標以及相對加速度、相對速度、相對位移，發送到外部應用終端。本發明提高了后續分析結果準確率以及適用性。
【專利說明】 一種主機運動感測方法、組件及運動感測系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于本發明屬于運動感測獲取【技術領域】以及人機交互【技術領域】，尤其涉及一種主機運動感測方法、組件及運動感測系統。
【背景技術】
[0002]隨著便攜智能裝置和傳感器技術與日常生活的結合會日趨緊密，許多人機交互高新技術慢慢被廣泛地應用到不同領域，例如，以手勢動作輸入來控制人機互動裝置、采集人體姿態作體育運動輔助訓練系統以及采集手勢動作來翻譯手語等。
[0003]現有的運動感測主要有以下兩種方法，詳述如下:
[0004]第一種方式，基于圖形識別的運動感測方法，其通過光學追蹤技術對目標進行圖形識別或對目標上特定光點的監視和跟蹤而獲取該點的運動軌跡。這種方式精度高，可是實現較為困難，容易被遮擋和追蹤的范圍較小，不便于攜帶，難以廣泛應用。
[0005]二，基于傳感器的運動感測方法，在使用者身體各部分佩帶一些微小的傳感器節點，實時采集運動信息，經過處理、分析和轉換，而獲取使用者肢體語言，或運動狀態和軌跡。實現相對簡單，可以廣泛用于各種便攜應用領域上。
[0006]然而，現有技術中基于傳感器的運動感測方法，其存在以下兩個方面的問題，詳述如下:
[0007]第一個問題:現有運動感測方法中傳感器采集到的運動狀態數據不全面，后續分析結果準確率低。例如以同樣的運動狀態(加速度和角速)，卻在不同位置演示手勢，使用者所表達的意思就不一樣，或者使用者在相同位置，以不同節奏來演示同一樣手勢，所表達的意思就不一樣，或者使用者身體處于一個加速或角速度改變的環境，該環境中的加速或角速度會疊加于傳感器獲取運動狀態數據中，導致后續分析結果不準確。
[0008]第二個問題:現有運動感測方法中缺少傳感器與使用者身體特征個人化融合，由于使用者身體存在個性化的差異，身高和體重并不相同，因此，相同的傳感器和坐標系不一定適用于不同的使用者，因此適用性低。

【發明內容】

[0009]本發明實施例的目的在于提供一種主機運動感測方法，旨在解決現有運動感測方法中傳感器采集到的運動狀態數據不全面、缺少傳感器與使用者身體特征個人化融合導致分析結果準確率低以及適用性低的問題。
[0010]本發明實施例是這樣實現的，一種主機運動感測方法，包括:
[0011]獲取每個手指運動感測組件實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據，所述手指數據包括手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向；
[0012]獲取實時采集到的主機運動感測組件數據，所述主機運動感測組件數據包括主機運動感測組件三軸加速度，主機運動感測組件三軸角速度、主機運動感測組件磁場方向；
[0013]將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移；
[0014]根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及所述相對位移，對所述每根手指的三軸坐標進行修正；
[0015]將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端；
[0016]其中，所述手指運動感測組件佩帶或植入在使用者手指中；
[0017]其中，所述手指運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計。
[0018]本發明實施例的另一目的在于提供一種主機運動感測組件，包括:
[0019]第一獲取單元，用于獲取實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據，所述手指數據包括手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向；
[0020]第二獲取單元，用于獲取實時采集到的主機運動感測組件數據，所述主機運動感測組件數據包括主機運動感測組件三軸加速度,主機運動感測組件三軸角速度、主機運動感測組件磁場方向；
[0021]生成單元，用于將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移；
[0022]修正單元，用于根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及所述相對位移，對所述每根手指的三軸坐標進行修正；
[0023]發送單元，用于將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端；
[0024]其中，所述手指運動感測組件佩帶或植入在使用者手指中；
[0025]其中，所述手指運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計。
[0026]本發明實施例的另一目的在于提供一種運動感測系統，包括上述主機運動感測組件以及若干個手指運動感測組件，每個所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間，通過各自的無線通信模塊進行連接。
[0027]本發明將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端，解決現有運動感測方法中傳感器采集到的運動狀態數據不全面、缺少傳感器與使用者身體特征個人化融合導致分析結果準確率低以及適用性低的問題，提高了后續分析結果準確率以及適用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發明實施例提供的運動感測方法的實現流程圖；
[0029]圖2a是本發明實施例提供的手指運動感測組件較佳的樣例圖；
[0030]圖2b是本發明實施例提供的另一個手指運動感測組件較佳的樣例圖；
[0031]圖3是本發明實施例提供的使用者佩帶主機運動感測組件的較佳樣例圖；
[0032]圖4是本發明實施例提供的所述手指的三軸坐標進行修正的較佳樣例圖；
[0033]圖5是本發明實施例提供的主機運動感測組件與手指運動感測組件互連的較佳的結構圖；[0034]圖6是本發明實施例提供的主機運動感測組件與外部應用終端互連的較佳的結構圖；
[0035]圖7是本發明實施例提供的生成相對加速度、相對速度、相對位移的實施流程圖；
[0036]圖8是本發明實施例提供的運動感測系統的較佳的系統結構圖；
[0037]圖9是本發明實施例提供的運動感測組件的結構框圖；
[0038]圖10是本發明實施例提供的運動感測組件的具體結構框圖。
【具體實施方式】
[0039]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0040]以下所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。[0041 ] 本發明實施例提供了一種運動感測系統，包括主機運動感測組件以及若干個手指運動感測組件，每個所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間，通過各自的無線通信模塊進行連接。
[0042]圖1是本發明實施例提供的一種主機運動感測方法的實現流程圖，詳述如下:
[0043]在步驟SlOl中，獲取每個手指運動感測組件實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據，所述手指數據包括手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向；
[0044]其中，所述手指運動感測組件佩帶或植入在使用者手指中；
[0045]其中，所述手指運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計；
[0046]其中，手指運動感測組件的三軸坐標，是以主機運動感測組件的坐標為參考坐標系，以避免當使用者身體處于一個加速或角速度改變的狀態時，出現加速或角速度疊加于三軸坐標的情況，提高手指運動感測組件的三軸坐標的穩定性。
[0047]其中，使用者的每只手指頭可佩帶一個手指運動感測組件。
[0048]手指運動感測組件包括至少一個三軸加速計，至少一個三軸陀螺儀和至少一個三軸磁力計，通過三軸加速計，獲取手指三軸加速度，通過三軸陀螺儀，獲取手指三軸角速度，通過三軸磁力計，獲取手指三軸磁場方向。
[0049]參考圖2a，圖2a是本發明實施例提供的手指運動感測組件較佳的樣例圖。
[0050]其中，手指運動感測組件102包括最少一套的三軸加速計002，三軸陀螺儀003，和三軸磁力計004來感測手指的運動狀態(手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向)。通過組件上微型處理器204把數據過濾，整合、封裝成特定格式，再通過無線通信模塊205把數據包發送到使用者身體上主機運動感測組件502。
[0051]參考圖2b，圖2b是本發明實施例提供的另一個手指運動感測組件較佳的樣例圖。
[0052]手指運動感測組件302當中的運動感測器403包括最少一套的三軸加速計002，三軸陀螺儀003，和三軸磁力計004來感測手指的運動狀態。通過掌心組件304上微型處理器404把數據過濾，整合、封裝成特定格式，再通過無線通信模塊405把數據包發送到使用者身體上主機運動感測組件502。掌心組件304通過無線充電模塊407接收無線發射電磁波，給微型充電電池406充電。由掌心微型充電電池406提供電源到每手指的運動感測組件302和掌心組件304。此版本和圖2a的主要分別是結構上把手指的微型處理器，無線通信，微型充電電池，和無線充電模塊集合至手掌部分來減少手指負載。兩者功能和運作原理是一致的。
[0053]其中，手指是身體上最頻繁接觸外界環境的部分，手指運動感測組件采用全密封式設計，在手指運動感測組件表面上加入納米涂層或噴霧，以徹底防塵防水。從而可以廣泛應用到使用者日常生活中，包括洗手，游泳，清潔工作等等。
[0054]在步驟S102中，獲取實時采集到的主機運動感測組件數據，所述主機運動感測組件數據包括主機運動感測組件三軸加速度，主機運動感測組件三軸角速度、主機運動感測組件磁場方向；
[0055]其中，所述主機運動感測組件佩帶在使用者身體除手指以外的身體區域；
[0056]其中，所述主機運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計。
[0057]其中，使用者可以在身上佩帶一個主機運動感測組件，以無線方式收集每個手指運動感測組件的手指數據，主機運動感測組件主電源提供無線充電電源供應給手指套上的微型充電電池。
[0058]參考圖3，圖3是本發明實施例提供的使用者佩帶主機運動感測組件的較佳樣例圖。
[0059]其中，在手指運動感測組件起始或重置時，若手指運動感測組件套接觸主機運動感測組件時，手指運動感測組件相對主機運動感測組件的位置和方位會經過重新校正。
[0060]在步驟S103中，將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移；
[0061]其中，主機運動感測組件數據作為參考數據。
[0062]其中，采用更全面運動信息獲取方式，每手指和身體上組件都裝有三軸加速計、角速度傳感器及磁力計來估算位移，方位，加速度，速度，角速，地磁感測等等一系列軌跡和運動狀態，大大提高精準度和減少外界磁場干擾對感測器影響產生的偏差。
[0063]在步驟S104中，根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及所述相對位移，對所述每根手指的三軸坐標進行修正；
[0064]其中，修正模式為修正三軸坐標與主機運動感測組件之間的距離，使距離不超過相對位移。
[0065]作為本發明的一個優選實施例，在所述根據預先建立的使用者身體修正數據之前，還包括:
[0066]在預設時間內，獲取每個手指運動感測組件坐標相對其它組件的相對最小方位角、最大相對方位角、最小相對位移以及最大相對位移，并記錄存儲，以建立使用者身體修正數據；
[0067]其中，所述組件包括手指運動感測組件和主機運動感測組件。
[0068]其中，使用者佩戴手指運動感測組件和主機運動感測組件啟動時，會通過用戶一系列簡單伸展動作，記錄在不同姿態下，每個組件坐標相對其他組件的位移和方位角。以形成使用者身體修正數據。[0069]其中，在對所述每根手指的三軸坐標進行修正之前，還包括:
[0070]根據預先建立的使用者身體修正數據，對相對方位角進行修正，以使相對方位角處于相對最小方位角與最大相對方位角的范圍內。
[0071]根據預先建立的使用者身體修正數據，對相對位移進行修正，以使相對位移處于相對最小位移與最大相對位移的范圍內。
[0072]對相對位移進行修正，使得后續可以修正三軸坐標，使得三軸坐標相對于主機運動感測組件的距離，也處于最小位移與最大相對位移的范圍內。
[0073]參考圖4，圖4是本發明實施例提供的所述手指的三軸坐標進行修正的較佳樣例圖。
[0074]當使用者佩帶手指運動感測組件和主機運動感測組件一段時間后，從手指相對主機運動感測組件坐標位置估算模塊080得出食指B坐標。
[0075]而根據預先建立的使用者身體修正數據、圖中食指A坐標為修正模塊081按身體允許的轉動自由度和允許的相對距離估算出來的位置。修正模塊081會按照A和B坐標的差距D給手指相對主機運動感測組件坐標位置作出修正，將食指B坐標改為A坐標。
[0076]本發明實施例根據使用者初始動時設定身體修正數據，對后續數據進行修正，通過這種方式，可以減少在長期佩帶下所產生誤差，而修正功能對用戶操作上的不便減至一個不覺察的程度。
[0077]在步驟S105中，將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端；
[0078]其中，主機運動感測組件經過一系列的位置，方位，和運動狀態估算，將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，以預先設定的格式進行打包，打包后，通過無線通信模塊發送到外部應用終端。
[0079]其中，無線通信模塊可以為現有技術的任意一種，例如藍牙通信模塊，WIFI通信模塊、zigbee通信模塊等等的無線通信模塊，無線通信方式發揮了有線方式高速、穩定、準確的優點，同時也克服了有線安裝卸載麻煩缺點。
[0080]其中，外部應用終端包括但不限于智能手機，大型顯示屏接口，醫療監測設備。
[0081]參考圖5，圖5是本發明實施例提供的主機運動感測組件與手指運動感測組件互連的較佳的結構圖。
[0082]參考圖6，圖6是本發明實施例提供的主機運動感測組件與外部應用終端互連的較佳的結構圖。
[0083]其中，使用者把主機運動感測組件502佩帶到他的腰部，主機運動感測組件包含了一個或以上無線通信模塊609接收每根手指運動感測信息的數據包。數據包再傳送到主機運動感測組件上的微型處理器604。另外主機運動感測組件502上的傳感器模塊同時會把三軸加速計012，三軸陀螺儀013和三軸磁力計014的運動信息發送到主機運動感測組件上的微型處理器604。獲取所有手指運動感測組件和主機運動感測組件感測信息，通過一個運動軌跡和狀態算法把信息融合和分析，從而精確估算在每個時序，每根手指相對于主機運動感測組件坐標的三軸加速度，速度，位置，角速，角差等。經過估算的每個時序的運動軌跡和狀態信息會封裝成特定格式，儲存到儲存器608和通過無線通信模塊609發送到外置應用端。[0084]其中，本發明將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端，解決現有運動感測方法中傳感器采集到的運動狀態數據不全面、缺少傳感器與使用者身體特征個人化融合導致分析結果準確率低以及適用性低的問題，提高了分析結果準確率以及適用性。與此同時，減少了在中間關節布置傳感器，方便攜帶，從而更容易廣泛應用至不同領域的便攜應用中。
[0085]作為本發明的一個優選實施例，所述將采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據相比較之前,包括:
[0086]對采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據的噪音進行過濾；
[0087]采用插值的方式填補在所述手指數據中丟失的數據和/或
[0088]采用插值的方式填補在所述主機運動感測組件數據丟失的數據。
[0089]其中，把噪音過濾和丟失的數據以插值方式填補，從而獲取一套完整的運動狀態數據
[0090]參考圖7，圖7是本發明實施例提供的生成相對加速度、相對速度、相對位移的實施流程圖，詳述如下:
[0091]在步驟S701中，將所述手指三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成手指方位角；
[0092]在步驟S702中，將所述主機運動感測組件三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成主機運動感測組件方位角；
[0093]在步驟S703中，將采集到的所述手指方位角和主機運動感測組件方位角相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角；
[0094]在步驟S704中，根據所述手指三軸加速度、主機運動感測組件三軸加速度以及所述相對方位角，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對加速度；
[0095]其中，根據三角函數算式所述相對方位角的角度轉換成相應的數值,并通過根據手指三軸加速度和數值的相乘，生成手指三軸加速度在主機運動感測組件三軸上的三軸加速度分量，將三軸加速度分量和主機運動感測組件三軸加速度相比較，獲取兩者之間的差值，即為相對加速度。
[0096]在步驟S705中，將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行一次積分，生成相對速度；
[0097]在步驟S706中，將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行兩次積分，生成相對位移。
[0098]其中，相對位移是由相對加速度得出的，即使使用者身體處于一個加速或角速度改變的狀態，也不會影響相對位移的計算結果。
[0099]作為本發明的一個優選實施例，還包括:
[0100]讀取系統時間和預先配置的較正時間；
[0101]當到達較正時間時，根據所述手指三軸加速度的方向以及所述磁場方向，較正所述手指三軸角速度的方向。
[0102]其中，采用卡爾曼濾波算法，同時對地磁和重力加速度的測量，獲取重力方向以及地磁方向的方位，以此方位信息對主機運動感測組件和手指從角速度積分的方位進行修正，從而消除角速度的積分累計誤差。[0103]其中，在每次佩戴主機運動感測組件后和開始運作前，或長時間佩戴累積誤差變得明顯時，使用者可以通過手動，或自動方式檢測手部位置在主機運動感測組件校正范圍，對手指相對主機運動感測組件初始位置和方位實行校正。
[0104]作為本發明的一個優選實施例，參考圖8，圖8是本發明實施例提供的運動感測系統的較佳的系統結構圖。
[0105]在手指或主機運動感測組件中，三軸加速計002&012，三軸陀螺儀003&013和三軸三軸磁力計004&014分別輸出數據到數據過濾處理模塊072&071。通過數據過濾處理模塊072&071把噪音過濾和丟失的數據以插值方式填補，從而獲取一套完整的運動狀態數據。主機運動感測組件和手指傳感器的角速數據傳送到角速差估算模塊023來計算手指相對主機運動感測組件坐標的方位角相對速度。主機運動感測組件和手指分別有一個方位估算模塊076&075通過角速度一次積分來計算在一個時間區間的角度變化信息。通過手指相對身體方位差估計模塊079接收主機運動感測組件和手指角度變化，和方位修正模塊函數來估算手指相對主機運動感測組件坐標的方位信息。
[0106]相對加速度，相對速度，相對位移估算模塊077分別從主機運動感測組件和手指獲取加速度數據，再獲取手指相對主機運動感測組件方位差估算模塊079的數值，以三角函數算式，計算在主機運動感測組件坐標的手指三軸加速度，并以加速度一次積分估算速度，以加速度二次積分估算位移。
[0107]手指相對身體坐標位置和方位重置模塊078，到達預設時間時，對主機運動感測組件方位差估算模塊079進行重置。
[0108]手指相對身體坐標位置估算模塊080，接收相對位移，人體生物約束修正模塊081。對身體坐標進行修正。
[0109]交互數據打包模塊082對數據進行打包，通過應用接口 083，發送至外部應用終終端。
[0110]作為本發明的一個優選實施例，以下為本發明的三個應用場景，詳述如下:
[0111]場景一:為了使人了解聾啞人的想法，方便與聾啞人的交流。聾啞人可以通過佩帶上一副以本發明為核心技術的手語翻譯裝置，并由聾啞人進行相應的手語動作，通過該手指運動感測組件和主機運動感測組件測量手指軌跡和運動狀態，經過微型處理器噪音處理，特征提取和分析，和于內置資料庫查找，把辨認后的手語含義通過發聲系統，或者翻譯成文字的形式顯示在畫面顯示系統的屏幕上，以使人了解聾啞人的想法。為達致相向溝通，手語翻譯系統也可通過接收對方語音，翻譯成文字的形式顯示在畫面顯示系統的屏幕上。
[0112]場景二:幾個建筑師討論一個項目周邊環境設計，他們可以在計算機大屏幕上顯示整個項目的三軸外形圖。每個建筑師都佩帶有本發明核心技術的手勢控制人機交互裝置。他們可以運用人機交互裝置，以三軸鼠標方式來控制三軸影像建筑模型。在操作前，建筑師可以簡單用預設手勢指向顯示屏中心點，讓手指和顯示屏三軸坐標作一個中心校正，也可以按自己喜好設定三軸鼠標移動速度。當校正和設定完畢，一個或多個建筑師可以同時移動他們的手指和預設手勢來控制顯示屏當中三軸影像建筑模型。例如，建筑師用三軸鼠標選擇一個建筑物前面一顆大樹，他可以因應自己想法把大樹移動，旋轉，刪除改成石獅子等等修改動作，并實時把修改過的三軸影像模型呈現給其他建筑師。
[0113]場景三:在飛鏢運動中，當運動員手指握緊飛鏢由靜止，加速，釋放飛鏢這個過程中的手指協調動作是最困難控制的關鍵點。飛鏢運動員可以在訓練時候佩帶本申請的主機運動感測組件和手指運動感測組件，把整個投擲過程手指運動信息和軌跡記錄下來。給運動員按投擲到鏢靶上分區的結果，和記錄下來的運動信息和軌跡，作出判斷下一次投擲的時候，如何調整手指協調動作。運動員也可以回顧過往每次投擲時記錄下來的運動信息和軌跡，從而了解運動員手指協調能力和趨勢，提供一種運動訓練的科學化管理方式。
[0114]圖9是本發明實施例提供的運動感測組件的結構框圖。為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。
[0115]參照圖9，該運動感測組件，包括:
[0116]第一獲取單元91，用于獲取實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據，所述手指數據包括手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向；
[0117]第二獲取單元92，用于獲取實時采集到的主機運動感測組件數據，所述主機運動感測組件數據包括主機運動感測組件三軸加速度,主機運動感測組件三軸角速度、主機運動感測組件磁場方向；
[0118]生成單元93，用于將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移；
[0119]修正單元94，用于根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及所述相對位移，對所述每根手指的三軸坐標進行修正；
[0120]發送單元95，用于將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端；
[0121]其中，所述手指運動感測組件佩帶或植入在使用者手指中；
[0122]其中，所述手指運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計。
[0123]進一步地,在該組件中，還包括:
[0124]過濾單元96，用于對采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據的噪音進行過濾；
[0125]填補單元97，用于采用插值的方式填補在所述手指數據中丟失的數據和/或
[0126]采用插值的方式填補在所述主機運動感測組件數據丟失的數據。
[0127]進一步地,在該組件中，所述生成單元93,包括:
[0128]第一生成子單元931，用于將所述手指三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成手指方位角；
[0129]第二生成子單元932，用于將所述主機運動感測組件三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成主機運動感測組件方位角；
[0130]第三生成子單元933，用于將采集到的所述手指方位角和主機運動感測組件方位角相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角；
[0131]第四生成子單元934，用于根據所述手指三軸加速度、主機運動感測組件三軸加速度以及所述相對方位角，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對加速度；
[0132]第五生成子單元935，用于將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行一次積分，生成相對速度；[0133]第六生成子單元936，用于將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行兩次積分,生成相對位移。
[0134]進一步地,在該組件中，還包括:
[0135]存儲單元98，用于在預設時間內，獲取每個手指運動感測組件坐標相對其它組件的相對最小方位角、最大相對方位角、最小相對位移以及最大相對位移，并記錄存儲，以建立使用者身體修正數據；
[0136]其中，所述組件包括手指運動感測組件和主機運動感測組件。
[0137]進一步地，在該組件中，還包括:
[0138]讀取單元99，用于讀取系統時間和預先配置的較正時間；
[0139]較正單元910，用于當到達較正時間時，根據所述手指三軸加速度的方向以及所述磁場方向，較正所述手指三軸角速度的方向。
[0140]其中，手指運動感測組件和主機運動感測組件分開使用。
[0141]手指運動感測組件佩帶或植入使用者手指中，以接觸手指。
[0142]主機運動感測組件佩帶在使用者身體除手指以外的身體區域，以得到主機運動感測組件坐標，因主機運動感測組件坐標代表使用者身體的位置，也可理解為使用者身體坐標。
[0143]參考圖10，圖10是本發明實施例提供的運動感測組件的具體結構框圖。
[0144]本發明實施例提供的組件可以應用在前述對應的方法實施例中，詳情參見上述實施例的描述，在此不再贅述。
[0145]通過以上的實施方式的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在可讀取的存儲介質中，如計算機的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
[0146]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種主機運動感測方法，其特征在于，包括: 獲取每個手指運動感測組件實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據，所述手指數據包括手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向； 獲取實時采集到的主機運動感測組件數據,所述主機運動感測組件數據包括主機運動感測組件三軸加速度，主機運動感測組件三軸角速度、主機運動感測組件磁場方向； 將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移；根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及所述相對位移，對所述每根手指的三軸坐標進行修正； 將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端； 其中，所述手指運動感測組件佩帶或植入在使用者手指中； 其中，所述手指運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據相比較之前，包括: 對采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據的噪音進行過濾； 采用插值的方式填補在 所述手指數據中丟失的數據和/或 采用插值的方式填補在所述主機運動感測組件數據丟失的數據。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對加速度、相對速度、相對位移，具體為: 將所述手指三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成手指方位角； 將所述主機運動感測組件三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成主機運動感測組件方位角； 將采集到的所述手指方位角和主機運動感測組件方位角相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角； 根據所述手指三軸加速度、主機運動感測組件三軸加速度以及所述相對方位角，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對加速度； 將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行一次積分，生成相對速度； 將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行兩次積分，生成相對位移。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根據預先建立的使用者身體修正數據之前，還包括: 在預設時間內，獲取每個手指運動感測組件坐標相對其它組件的相對最小方位角、最大相對方位角、最小相對位移以及最大相對位移，并記錄存儲，以建立使用者身體修正數據； 其中，所述組件包括手指運動感測組件和主機運動感測組件。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 讀取系統時間和預先配置的較正時間； 當到達較正時間時，根據所述手指三軸加速度的方向以及所述磁場方向，較正所述手指三軸角速度的方向。
6.一種主機運動感測組件，其特征在于，包括: 第一獲取單元，用于獲取實時采集到的自身手指的三軸坐標以及自身手指的手指數據，所述手指數據包括手指三軸加速度、手指三軸角速度以及手指三軸磁場方向； 第二獲取單元，用于獲取實時采集到的主機運動感測組件數據，所述主機運動感測組件數據包括主機運動感測組件三軸加速度，主機運動感測組件三軸角速度、主機運動感測組件磁場方向； 生成單元，用于將采集到的所述手指數據以及所述主機運動感測組件數據相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角、相對加速度、相對速度、相對位移； 修正單元，用于根據預先建立的使用者身體修正數據、修正模式以及所述相對位移，對所述每根手指的三軸坐標進行修正； 發送單元，用于將修正后的所述每根手指的三軸坐標以及所述相對加速度、相對速度、相對位移，通過無線通信模塊發送到外部應用終端； 其中，所述手指運動感測組件佩帶或植入在使用者手指中； 其中，所述手指運動感測組件包括三軸陀螺儀、三軸加速計、三軸磁力計。
7.根據權利要求6所述的組件，其特征在于，還包括: 過濾單元，用于對采集到的手指數據以及主機運動感測組件數據的噪音進行過濾； 填補單元，用于采用插值的方式填補在所述手指數據中丟失的數據和/或 采用插值的方式填補在所述主機運動感測組件數據丟失的數據。
8.根據權利要求6所述的組件，其特征在于，所述生成單元，包括: 第一生成子單元，用于將所述手指三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成手指方位角； 第二生成子單元，用于將所述主機運動感測組件三軸角速度以及預設的角速度時間區間進行積分，生成主機運動感測組件方位角； 第三生成子單元，用于將采集到的所述手指方位角和主機運動感測組件方位角相比較，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對方位角； 第四生成子單元，用于根據所述手指三軸加速度、主機運動感測組件三軸加速度以及所述相對方位角，生成所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間的相對加速度； 第五生成子單元，用于將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行一次積分，生成相對速度； 第六生成子單元，用于將所述相對加速度以及預設的加速度時間區間進行兩次積分，生成相對位移。
9.根據權利要求6所述的組件，其特征在于，還包括: 讀取單元，用于讀取系統時間和預先配置的較正時間； 較正單元，用于當到達較正時間時，根據所述手指三軸加速度的方向以及所述磁場方向，較正所述手指三軸角速度的方向。
10.一種運動感測系統，其特征在于，包括權利要求6至權利要求9中任意一項權利要求所 述的主機運動感測組件以及若干個手指運動感測組件，每個所述手指運動感測組件與所述主機運動感測組件之間，通過各自的無線通信模塊進行連接。
【文檔編號】G06F3/01GK104020846SQ201410178807
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】馮偉林 申請人:諾力科技有限公司