一种基于智能眼镜的无线鼠标的制作方法

本发明涉及人工智能与自动化技术领域，尤其涉及一种基于智能眼镜的无线鼠标控制器。

背景技术：

随着信息技术的高速发展，随着通信网络及控制技术的提高，现今鼠标的设计也具备许多人性化与智能化的功能，现今鼠标如当前广泛运用的光学鼠标具有高精度，无机械结构，又具有高可靠性和耐用性。但这些鼠标的操作都离不开要基于载体的基础上进行使用，也缺乏空间和速度，不方便携带。又由于3d行业的发展，人们对显示效果的追求不断提高，传统的鼠标控制器已经不能满足人们对真实体验的追求了。而且针对于部分手部功能缺失的群体（如手部残障人士）或者在某些不方便进行手动操作的场合（如公开演讲），传统的鼠标控制器此时无法发挥作用。因此针对这些现状，发明一种智能眼镜鼠标能有效改善，利用该眼镜中嵌入的鼠标操作系统进行智能化鼠标操作，简化鼠标操作流程，可脱离载体独立工作，通过各个模块的的连接与信息传递实现由头部动作到光标移动的转换，用头部动作代替手部动作，使使用场合更加多元化，体现人性化、自动化与智能化的操作模式。

本发明专利的宗旨是简化鼠标操作，构建一个自动化、智能化的操作系统来更加简便的实现鼠标操作功能，通过智能眼镜嵌入将鼠标缩小，便于携带，也为鼠标市场开拓创造有利条件。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于智能眼镜的无线鼠标控制器，用户通过眼镜与头部动作来进行对光标的控制，从而实现一系列的操作，既具有高效性和准确性，又节能环保，而且还能脱离载体独立工作，使使用场合更加多元化。控制器由离线训练过程与在线测试使用过程两部分构成，利用预处理得到个性化参数，为不同的用户提供个性化的体验。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种基于智能眼镜的无线鼠标，包括数据采集模块、离线训练模块、在线测试模块。数据采集模块分别与离线训练模块、在线测试模块连接。

本发明所述数据采集模块包括：陀螺仪测量模块、加速计测量模块。

所述陀螺仪测量模块，用于通过夹角和角速度来判别鼠标在三维空间的运动状态，判断出鼠标的移动轨迹和加速度。

所述加速计测量模块，用于通过测量鼠标在某个轴向的受力情况，判断出鼠标在空间运动的方向。

本发明所述离线训练模块包括：前期预处理模块、动作分割模块、特征提取模块、分类模块；前期预处理模块、动作分割模块、特征提取模块、分类模块依次连接。

所述前期预处理模块，用于对训练过程采集的原始数据进行储存与预处理：1）消除噪声（阈值去噪）2）消除最大值滤波，初步对头部动作进行识别。

所述动作分割模块，用于将前期预处理模块传递而来的信息进行转化，通过建立好的模型进行匹配分割，建立动作集合，进一步对头部动作进行分解与识别。

所述特征提取模块，用于提取四个动作的陀螺仪和加速度计的特征波形，保存并记录特征波形数据信息。

所述四个动作设定，包括鼠标指针向左移动--头部向左转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向右移动--头部向右转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向上移动--头部向上转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向下移动--头部向下转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标执行单击--点头（click）。

所述分类模块，用于根据提取的特征波形，基于决策树算法提取分类变量，简化数据集，判定动作结果，得出个性化参数。

本发明所述在线测试模块包括：后期预处理模块、特征选择模块ⅱ、分类器模块、动作识别模块；后期预处理模块、特征选择模块、分类器模块、动作识别模块错误矫正依次连接。

所述后期预处理模块，用于对测试使用过程采集的原始数据进行储存与预处理：1）消除噪声（阈值去噪）2）消除最大值滤波，并进行信息传递。

所述特征选择模块，用于提取四个动作的陀螺仪和加速度计的特征波形，保存并记录特征波形数据信息。

所述四个动作设定，包括鼠标指针向左移动—头部向左转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向右移动—头部向右转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向上移动—头部向上转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向下移动—头部向下转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标执行单击--点头（click）。

所述分类器模块，用于根据提取的特征波形，基于决策树算法提取分类变量，简化数据集，判定动作结果，得出个性化参数。

所述动作识别模块，用于根据分类模块判定结果，识别出具体的动作行为，从而转化成具体的信息指令。

本发明所述错误矫正模块，与动作识别模块连接。用于进行错误矫正，降低错误的动作识别出现的概率；用于消除噪声与最大值滤波的影响，减小误差。

进一步地，数据采集模块中，采用陀螺仪与加速计双重测量与判断运动的方向与状态，能够提高判断的准确度，传递正确的动作信息。

进一步地，所述离线训练模块中该鼠标拥有预训练，能产生不同的特征波形，能为不同的用户训练个性化分类器，能实现个性化。

进一步地，将鼠标体积缩小，精简于眼镜这一载体中，实现鼠标的微型化与便捷化，能减少制作的材料，节能环保。

进一步地，执行鼠标操作时，通过对头部动作的识别与处理完成这一操作，实现鼠标的自动化与智能化，能够脱离载体独立工作，使鼠标使用场合变得更加多元化。

进一步地，所述动作识别模块，给出信号指令，表现在所对应的光标移动。

进一步地，特征提取与特征选择模块中，能提取四个动作的陀螺仪和加速度计的特征波形，能建立目标集合，能取定目标范围，简化后续执行过程。

进一步地，分类器模块中，能将四个动作进行分类，使用决策树算法进行判断，使操作变得更加简单化与准确化。

进一步地，所述分类器模块使用决策树算法，能够解释模型与拥有强大的自变量和变换能力，能够节省大量存储空间，在保证分类正确率的同时能够节省分类的时间，提高效率。

进一步地，将鼠标的功能嵌入于眼镜这一媒介中，能够凭借识别头部动作进行鼠标操作，对于诸多不方便用手操作或者不能使用手操作的场合或人提供方便，又摆脱了传统鼠标的生硬按键操作方式。

本发明为配合更多用户使用，训练的分类器不是普适的，为不同的用户训练个性化分类器，实现个性化，方便用户使用；用户可根据自己的头型或者喜欢的眼镜类型设计本款鼠标控制器的造型，方便用户自主选择；同时本发明还利用头部动作代替手部动作，为残障人士提供可自由使用鼠标的机会，更具备人性化。能进行错误矫正，能降低错误的动作识别出现的概率，可以消除噪声与最大值滤波，也能够减少因为判断失误或者指令读取错误等一系列失误的产生，减小误差。能够避免因手势姿态（静态）不够标准而造成的点击失误，能更加准确的控制光标移动控制倾斜角度。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

本实施例所述的一种基于智能眼镜的无线鼠标控制器，包括数据采集模块、离线训练模块、在线测试模块、错误矫正模块。

所述数据采集模块包括：陀螺仪测量模块、加速计测量模块。

所述陀螺仪测量模块，用于通过夹角和角速度来判别鼠标在三维空间的运动状态，判断出鼠标的移动轨迹和加速度。

所述加速计测量模块，用于通过测量鼠标在某个轴向的受力情况，判断出鼠标在空间运动的方向。

所述离线训练模块包括：前期预处理模块、动作分割模块、特征提取模块、分类模块；

所述前期预处理模块，用于对训练过程采集的原始数据进行储存与预处理：1.消除噪声（阈值去噪）2.消除最大值滤波，初步对头部动作进行识别。

所述动作分割模块，用于将预处理传递而来的信息进行转化，通过建立好的模型进行匹配分割，建立动作集合，进一步对头部动作进行分解与识别。

所述特征提取模块，用于提取四个动作的陀螺仪和加速度计的特征波形，保存并记录特征波形数据信息。

所述四个动作设定，包括鼠标指针向左移动--头部向左转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向右移动--头部向右转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向上移动--头部向上转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向下移动--头部向下转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标执行单击--点头（click）。

所述分类器模块，用于根据提取的特征波形，基于决策树算法提取分类变量，简化数据集，判定动作结果，得出个性化参数。

所述在线测试模块包括：后期预处理模块、特征选择模块、分类器模块、动作识别模块、错误矫正模块。

所述后期预处理模块，用于对测试使用过程采集的原始数据进行储存与预处理：1.消除噪声（阈值去噪）2.消除最大值滤波，并进行信息传递。

所述特征选择模块，用于提取四个动作的陀螺仪和加速度计的特征波形，保存并记录特征波形数据信息。

所述四个动作设定，包括鼠标指针向左移动--头部向左转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向右移动--头部向右转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向上移动--头部向上转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标指针向下移动--头部向下转动，保持一段时间至鼠标移到期望位置后头部返回。鼠标执行单击--点头（click）。

所述分类器模块，用于根据提取的特征波形，基于决策树算法提取分类变量，简化数据集，判定动作结果，得出个性化参数。

所述动作识别模块，用于根据分类器判定结果，识别出具体的动作行为，从而转化成具体的信息指令。

所述错误矫正模块，用于进行错误矫正，用于降低错误的动作识别出现的概率，用于消除噪声与最大值滤波的影响，用于减小误差。

本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样修改或补充或采用类似的方式替代，但不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。