一种主机运动感测方法、组件及运动感测系统的制作方法
【专利摘要】本发明适用于运动感测获取【技术领域】以及人机交互【技术领域】，提供了一种主机运动感测方法、组件及运动感测系统，方法包括：获取每个手指运动感测组件实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据；获取主机运动感测组件实时采集到的主机运动感测组件数据；将采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据相比较，生成手指运动感测组件与主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移；根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及相对位移，对每根手指的三轴坐标进行修正；将修正后的每根手指的三轴坐标以及相对加速度、相对速度、相对位移，发送到外部应用终端。本发明提高了后续分析结果准确率以及适用性。
【专利说明】 一种主机运动感测方法、组件及运动感测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于本发明属于运动感测获取【技术领域】以及人机交互【技术领域】，尤其涉及一种主机运动感测方法、组件及运动感测系统。
【背景技术】
[0002]随着便携智能装置和传感器技术与日常生活的结合会日趋紧密，许多人机交互高新技术慢慢被广泛地应用到不同领域，例如，以手势动作输入来控制人机互动装置、采集人体姿态作体育运动辅助训练系统以及采集手势动作来翻译手语等。
[0003]现有的运动感测主要有以下两种方法，详述如下:
[0004]第一种方式，基于图形识别的运动感测方法，其通过光学追踪技术对目标进行图形识别或对目标上特定光点的监视和跟踪而获取该点的运动轨迹。这种方式精度高，可是实现较为困难，容易被遮挡和追踪的范围较小，不便于携带，难以广泛应用。
[0005]二，基于传感器的运动感测方法，在使用者身体各部分佩带一些微小的传感器节点，实时采集运动信息，经过处理、分析和转换，而获取使用者肢体语言，或运动状态和轨迹。实现相对简单，可以广泛用于各种便携应用领域上。
[0006]然而，现有技术中基于传感器的运动感测方法，其存在以下两个方面的问题，详述如下:
[0007]第一个问题:现有运动感测方法中传感器采集到的运动状态数据不全面，后续分析结果准确率低。例如以同样的运动状态(加速度和角速)，却在不同位置演示手势，使用者所表达的意思就不一样，或者使用者在相同位置，以不同节奏来演示同一样手势，所表达的意思就不一样，或者使用者身体处于一个加速或角速度改变的环境，该环境中的加速或角速度会叠加于传感器获取运动状态数据中，导致后续分析结果不准确。
[0008]第二个问题:现有运动感测方法中缺少传感器与使用者身体特征个人化融合，由于使用者身体存在个性化的差异，身高和体重并不相同，因此，相同的传感器和坐标系不一定适用于不同的使用者，因此适用性低。
【发明内容】
[0009]本发明实施例的目的在于提供一种主机运动感测方法，旨在解决现有运动感测方法中传感器采集到的运动状态数据不全面、缺少传感器与使用者身体特征个人化融合导致分析结果准确率低以及适用性低的问题。
[0010]本发明实施例是这样实现的，一种主机运动感测方法，包括:
[0011]获取每个手指运动感测组件实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据，所述手指数据包括手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向；
[0012]获取实时采集到的主机运动感测组件数据，所述主机运动感测组件数据包括主机运动感测组件三轴加速度，主机运动感测组件三轴角速度、主机运动感测组件磁场方向；
[0013]将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移；
[0014]根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及所述相对位移，对所述每根手指的三轴坐标进行修正；
[0015]将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端；
[0016]其中，所述手指运动感测组件佩带或植入在使用者手指中；
[0017]其中，所述手指运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计。
[0018]本发明实施例的另一目的在于提供一种主机运动感测组件，包括:
[0019]第一获取单元，用于获取实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据，所述手指数据包括手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向；
[0020]第二获取单元，用于获取实时采集到的主机运动感测组件数据，所述主机运动感测组件数据包括主机运动感测组件三轴加速度,主机运动感测组件三轴角速度、主机运动感测组件磁场方向；
[0021]生成单元，用于将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移；
[0022]修正单元，用于根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及所述相对位移，对所述每根手指的三轴坐标进行修正；
[0023]发送单元，用于将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端；
[0024]其中，所述手指运动感测组件佩带或植入在使用者手指中；
[0025]其中，所述手指运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计。
[0026]本发明实施例的另一目的在于提供一种运动感测系统，包括上述主机运动感测组件以及若干个手指运动感测组件，每个所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间，通过各自的无线通信模块进行连接。
[0027]本发明将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端，解决现有运动感测方法中传感器采集到的运动状态数据不全面、缺少传感器与使用者身体特征个人化融合导致分析结果准确率低以及适用性低的问题，提高了后续分析结果准确率以及适用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明实施例提供的运动感测方法的实现流程图；
[0029]图2a是本发明实施例提供的手指运动感测组件较佳的样例图；
[0030]图2b是本发明实施例提供的另一个手指运动感测组件较佳的样例图；
[0031]图3是本发明实施例提供的使用者佩带主机运动感测组件的较佳样例图；
[0032]图4是本发明实施例提供的所述手指的三轴坐标进行修正的较佳样例图；
[0033]图5是本发明实施例提供的主机运动感测组件与手指运动感测组件互连的较佳的结构图；[0034]图6是本发明实施例提供的主机运动感测组件与外部应用终端互连的较佳的结构图；
[0035]图7是本发明实施例提供的生成相对加速度、相对速度、相对位移的实施流程图；
[0036]图8是本发明实施例提供的运动感测系统的较佳的系统结构图；
[0037]图9是本发明实施例提供的运动感测组件的结构框图；
[0038]图10是本发明实施例提供的运动感测组件的具体结构框图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]以下所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。[0041 ] 本发明实施例提供了一种运动感测系统，包括主机运动感测组件以及若干个手指运动感测组件，每个所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间，通过各自的无线通信模块进行连接。
[0042]图1是本发明实施例提供的一种主机运动感测方法的实现流程图，详述如下:
[0043]在步骤SlOl中，获取每个手指运动感测组件实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据，所述手指数据包括手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向；
[0044]其中，所述手指运动感测组件佩带或植入在使用者手指中；
[0045]其中，所述手指运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计；
[0046]其中，手指运动感测组件的三轴坐标，是以主机运动感测组件的坐标为参考坐标系，以避免当使用者身体处于一个加速或角速度改变的状态时，出现加速或角速度叠加于三轴坐标的情况，提高手指运动感测组件的三轴坐标的稳定性。
[0047]其中，使用者的每只手指头可佩带一个手指运动感测组件。
[0048]手指运动感测组件包括至少一个三轴加速计，至少一个三轴陀螺仪和至少一个三轴磁力计，通过三轴加速计，获取手指三轴加速度，通过三轴陀螺仪，获取手指三轴角速度，通过三轴磁力计，获取手指三轴磁场方向。
[0049]参考图2a，图2a是本发明实施例提供的手指运动感测组件较佳的样例图。
[0050]其中，手指运动感测组件102包括最少一套的三轴加速计002，三轴陀螺仪003，和三轴磁力计004来感测手指的运动状态(手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向)。通过组件上微型处理器204把数据过滤，整合、封装成特定格式，再通过无线通信模块205把数据包发送到使用者身体上主机运动感测组件502。
[0051]参考图2b，图2b是本发明实施例提供的另一个手指运动感测组件较佳的样例图。
[0052]手指运动感测组件302当中的运动感测器403包括最少一套的三轴加速计002，三轴陀螺仪003，和三轴磁力计004来感测手指的运动状态。通过掌心组件304上微型处理器404把数据过滤，整合、封装成特定格式，再通过无线通信模块405把数据包发送到使用者身体上主机运动感测组件502。掌心组件304通过无线充电模块407接收无线发射电磁波，给微型充电电池406充电。由掌心微型充电电池406提供电源到每手指的运动感测组件302和掌心组件304。此版本和图2a的主要分别是结构上把手指的微型处理器，无线通信，微型充电电池，和无线充电模块集合至手掌部分来减少手指负载。两者功能和运作原理是一致的。
[0053]其中，手指是身体上最频繁接触外界环境的部分，手指运动感测组件采用全密封式设计，在手指运动感测组件表面上加入纳米涂层或喷雾，以彻底防尘防水。从而可以广泛应用到使用者日常生活中，包括洗手，游泳，清洁工作等等。
[0054]在步骤S102中，获取实时采集到的主机运动感测组件数据，所述主机运动感测组件数据包括主机运动感测组件三轴加速度，主机运动感测组件三轴角速度、主机运动感测组件磁场方向；
[0055]其中，所述主机运动感测组件佩带在使用者身体除手指以外的身体区域；
[0056]其中，所述主机运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计。
[0057]其中，使用者可以在身上佩带一个主机运动感测组件，以无线方式收集每个手指运动感测组件的手指数据，主机运动感测组件主电源提供无线充电电源供应给手指套上的微型充电电池。
[0058]参考图3，图3是本发明实施例提供的使用者佩带主机运动感测组件的较佳样例图。
[0059]其中，在手指运动感测组件起始或重置时，若手指运动感测组件套接触主机运动感测组件时，手指运动感测组件相对主机运动感测组件的位置和方位会经过重新校正。
[0060]在步骤S103中，将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移；
[0061]其中，主机运动感测组件数据作为参考数据。
[0062]其中，采用更全面运动信息获取方式，每手指和身体上组件都装有三轴加速计、角速度传感器及磁力计来估算位移，方位，加速度，速度，角速，地磁感测等等一系列轨迹和运动状态，大大提高精准度和减少外界磁场干扰对感测器影响产生的偏差。
[0063]在步骤S104中，根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及所述相对位移，对所述每根手指的三轴坐标进行修正；
[0064]其中，修正模式为修正三轴坐标与主机运动感测组件之间的距离，使距离不超过相对位移。
[0065]作为本发明的一个优选实施例，在所述根据预先建立的使用者身体修正数据之前，还包括:
[0066]在预设时间内，获取每个手指运动感测组件坐标相对其它组件的相对最小方位角、最大相对方位角、最小相对位移以及最大相对位移，并记录存储，以建立使用者身体修正数据；
[0067]其中，所述组件包括手指运动感测组件和主机运动感测组件。
[0068]其中，使用者佩戴手指运动感测组件和主机运动感测组件启动时，会通过用户一系列简单伸展动作，记录在不同姿态下，每个组件坐标相对其他组件的位移和方位角。以形成使用者身体修正数据。[0069]其中，在对所述每根手指的三轴坐标进行修正之前，还包括:
[0070]根据预先建立的使用者身体修正数据，对相对方位角进行修正，以使相对方位角处于相对最小方位角与最大相对方位角的范围内。
[0071]根据预先建立的使用者身体修正数据，对相对位移进行修正，以使相对位移处于相对最小位移与最大相对位移的范围内。
[0072]对相对位移进行修正，使得后续可以修正三轴坐标，使得三轴坐标相对于主机运动感测组件的距离，也处于最小位移与最大相对位移的范围内。
[0073]参考图4，图4是本发明实施例提供的所述手指的三轴坐标进行修正的较佳样例图。
[0074]当使用者佩带手指运动感测组件和主机运动感测组件一段时间后，从手指相对主机运动感测组件坐标位置估算模块080得出食指B坐标。
[0075]而根据预先建立的使用者身体修正数据、图中食指A坐标为修正模块081按身体允许的转动自由度和允许的相对距离估算出来的位置。修正模块081会按照A和B坐标的差距D给手指相对主机运动感测组件坐标位置作出修正，将食指B坐标改为A坐标。
[0076]本发明实施例根据使用者初始动时设定身体修正数据，对后续数据进行修正，通过这种方式，可以减少在长期佩带下所产生误差，而修正功能对用户操作上的不便减至一个不觉察的程度。
[0077]在步骤S105中，将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端；
[0078]其中，主机运动感测组件经过一系列的位置，方位，和运动状态估算，将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，以预先设定的格式进行打包，打包后，通过无线通信模块发送到外部应用终端。
[0079]其中，无线通信模块可以为现有技术的任意一种，例如蓝牙通信模块，WIFI通信模块、zigbee通信模块等等的无线通信模块，无线通信方式发挥了有线方式高速、稳定、准确的优点，同时也克服了有线安装卸载麻烦缺点。
[0080]其中，外部应用终端包括但不限于智能手机，大型显示屏接口，医疗监测设备。
[0081]参考图5，图5是本发明实施例提供的主机运动感测组件与手指运动感测组件互连的较佳的结构图。
[0082]参考图6，图6是本发明实施例提供的主机运动感测组件与外部应用终端互连的较佳的结构图。
[0083]其中，使用者把主机运动感测组件502佩带到他的腰部，主机运动感测组件包含了一个或以上无线通信模块609接收每根手指运动感测信息的数据包。数据包再传送到主机运动感测组件上的微型处理器604。另外主机运动感测组件502上的传感器模块同时会把三轴加速计012，三轴陀螺仪013和三轴磁力计014的运动信息发送到主机运动感测组件上的微型处理器604。获取所有手指运动感测组件和主机运动感测组件感测信息，通过一个运动轨迹和状态算法把信息融合和分析，从而精确估算在每个时序，每根手指相对于主机运动感测组件坐标的三轴加速度，速度，位置，角速，角差等。经过估算的每个时序的运动轨迹和状态信息会封装成特定格式，储存到储存器608和通过无线通信模块609发送到外置应用端。[0084]其中，本发明将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端，解决现有运动感测方法中传感器采集到的运动状态数据不全面、缺少传感器与使用者身体特征个人化融合导致分析结果准确率低以及适用性低的问题，提高了分析结果准确率以及适用性。与此同时，减少了在中间关节布置传感器，方便携带，从而更容易广泛应用至不同领域的便携应用中。
[0085]作为本发明的一个优选实施例，所述将采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据相比较之前,包括:
[0086]对采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据的噪音进行过滤；
[0087]采用插值的方式填补在所述手指数据中丢失的数据和/或
[0088]采用插值的方式填补在所述主机运动感测组件数据丢失的数据。
[0089]其中，把噪音过滤和丢失的数据以插值方式填补，从而获取一套完整的运动状态数据
[0090]参考图7，图7是本发明实施例提供的生成相对加速度、相对速度、相对位移的实施流程图，详述如下:
[0091]在步骤S701中，将所述手指三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成手指方位角；
[0092]在步骤S702中，将所述主机运动感测组件三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成主机运动感测组件方位角；
[0093]在步骤S703中，将采集到的所述手指方位角和主机运动感测组件方位角相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角；
[0094]在步骤S704中，根据所述手指三轴加速度、主机运动感测组件三轴加速度以及所述相对方位角，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对加速度；
[0095]其中，根据三角函数算式所述相对方位角的角度转换成相应的数值,并通过根据手指三轴加速度和数值的相乘，生成手指三轴加速度在主机运动感测组件三轴上的三轴加速度分量，将三轴加速度分量和主机运动感测组件三轴加速度相比较，获取两者之间的差值，即为相对加速度。
[0096]在步骤S705中，将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行一次积分，生成相对速度；
[0097]在步骤S706中，将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行两次积分，生成相对位移。
[0098]其中，相对位移是由相对加速度得出的，即使使用者身体处于一个加速或角速度改变的状态，也不会影响相对位移的计算结果。
[0099]作为本发明的一个优选实施例，还包括:
[0100]读取系统时间和预先配置的较正时间；
[0101]当到达较正时间时，根据所述手指三轴加速度的方向以及所述磁场方向，较正所述手指三轴角速度的方向。
[0102]其中，采用卡尔曼滤波算法，同时对地磁和重力加速度的测量，获取重力方向以及地磁方向的方位，以此方位信息对主机运动感测组件和手指从角速度积分的方位进行修正，从而消除角速度的积分累计误差。[0103]其中，在每次佩戴主机运动感测组件后和开始运作前，或长时间佩戴累积误差变得明显时，使用者可以通过手动，或自动方式检测手部位置在主机运动感测组件校正范围，对手指相对主机运动感测组件初始位置和方位实行校正。
[0104]作为本发明的一个优选实施例，参考图8，图8是本发明实施例提供的运动感测系统的较佳的系统结构图。
[0105]在手指或主机运动感测组件中，三轴加速计002&012，三轴陀螺仪003&013和三轴三轴磁力计004&014分别输出数据到数据过滤处理模块072&071。通过数据过滤处理模块072&071把噪音过滤和丢失的数据以插值方式填补，从而获取一套完整的运动状态数据。主机运动感测组件和手指传感器的角速数据传送到角速差估算模块023来计算手指相对主机运动感测组件坐标的方位角相对速度。主机运动感测组件和手指分别有一个方位估算模块076&075通过角速度一次积分来计算在一个时间区间的角度变化信息。通过手指相对身体方位差估计模块079接收主机运动感测组件和手指角度变化，和方位修正模块函数来估算手指相对主机运动感测组件坐标的方位信息。
[0106]相对加速度，相对速度，相对位移估算模块077分别从主机运动感测组件和手指获取加速度数据，再获取手指相对主机运动感测组件方位差估算模块079的数值，以三角函数算式，计算在主机运动感测组件坐标的手指三轴加速度，并以加速度一次积分估算速度，以加速度二次积分估算位移。
[0107]手指相对身体坐标位置和方位重置模块078，到达预设时间时，对主机运动感测组件方位差估算模块079进行重置。
[0108]手指相对身体坐标位置估算模块080，接收相对位移，人体生物约束修正模块081。对身体坐标进行修正。
[0109]交互数据打包模块082对数据进行打包，通过应用接口 083，发送至外部应用终终端。
[0110]作为本发明的一个优选实施例，以下为本发明的三个应用场景，详述如下:
[0111]场景一:为了使人了解聋哑人的想法，方便与聋哑人的交流。聋哑人可以通过佩带上一副以本发明为核心技术的手语翻译装置，并由聋哑人进行相应的手语动作，通过该手指运动感测组件和主机运动感测组件测量手指轨迹和运动状态，经过微型处理器噪音处理，特征提取和分析，和于内置资料库查找，把辨认后的手语含义通过发声系统，或者翻译成文字的形式显示在画面显示系统的屏幕上，以使人了解聋哑人的想法。为达致相向沟通，手语翻译系统也可通过接收对方语音，翻译成文字的形式显示在画面显示系统的屏幕上。
[0112]场景二:几个建筑师讨论一个项目周边环境设计，他们可以在计算机大屏幕上显示整个项目的三轴外形图。每个建筑师都佩带有本发明核心技术的手势控制人机交互装置。他们可以运用人机交互装置，以三轴鼠标方式来控制三轴影像建筑模型。在操作前，建筑师可以简单用预设手势指向显示屏中心点，让手指和显示屏三轴坐标作一个中心校正，也可以按自己喜好设定三轴鼠标移动速度。当校正和设定完毕，一个或多个建筑师可以同时移动他们的手指和预设手势来控制显示屏当中三轴影像建筑模型。例如，建筑师用三轴鼠标选择一个建筑物前面一颗大树，他可以因应自己想法把大树移动，旋转，删除改成石狮子等等修改动作，并实时把修改过的三轴影像模型呈现给其他建筑师。
[0113]场景三:在飞镖运动中，当运动员手指握紧飞镖由静止，加速，释放飞镖这个过程中的手指协调动作是最困难控制的关键点。飞镖运动员可以在训练时候佩带本申请的主机运动感测组件和手指运动感测组件，把整个投掷过程手指运动信息和轨迹记录下来。给运动员按投掷到镖靶上分区的结果，和记录下来的运动信息和轨迹，作出判断下一次投掷的时候，如何调整手指协调动作。运动员也可以回顾过往每次投掷时记录下来的运动信息和轨迹，从而了解运动员手指协调能力和趋势，提供一种运动训练的科学化管理方式。
[0114]图9是本发明实施例提供的运动感测组件的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0115]参照图9，该运动感测组件，包括:
[0116]第一获取单元91，用于获取实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据，所述手指数据包括手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向；
[0117]第二获取单元92，用于获取实时采集到的主机运动感测组件数据，所述主机运动感测组件数据包括主机运动感测组件三轴加速度,主机运动感测组件三轴角速度、主机运动感测组件磁场方向；
[0118]生成单元93，用于将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移；
[0119]修正单元94，用于根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及所述相对位移，对所述每根手指的三轴坐标进行修正；
[0120]发送单元95，用于将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端；
[0121]其中，所述手指运动感测组件佩带或植入在使用者手指中；
[0122]其中，所述手指运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计。
[0123]进一步地,在该组件中，还包括:
[0124]过滤单元96，用于对采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据的噪音进行过滤；
[0125]填补单元97，用于采用插值的方式填补在所述手指数据中丢失的数据和/或
[0126]采用插值的方式填补在所述主机运动感测组件数据丢失的数据。
[0127]进一步地,在该组件中，所述生成单元93,包括:
[0128]第一生成子单元931，用于将所述手指三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成手指方位角；
[0129]第二生成子单元932，用于将所述主机运动感测组件三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成主机运动感测组件方位角；
[0130]第三生成子单元933，用于将采集到的所述手指方位角和主机运动感测组件方位角相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角；
[0131]第四生成子单元934，用于根据所述手指三轴加速度、主机运动感测组件三轴加速度以及所述相对方位角，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对加速度；
[0132]第五生成子单元935，用于将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行一次积分，生成相对速度；[0133]第六生成子单元936，用于将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行两次积分,生成相对位移。
[0134]进一步地,在该组件中，还包括:
[0135]存储单元98，用于在预设时间内，获取每个手指运动感测组件坐标相对其它组件的相对最小方位角、最大相对方位角、最小相对位移以及最大相对位移，并记录存储，以建立使用者身体修正数据；
[0136]其中，所述组件包括手指运动感测组件和主机运动感测组件。
[0137]进一步地，在该组件中，还包括:
[0138]读取单元99，用于读取系统时间和预先配置的较正时间；
[0139]较正单元910，用于当到达较正时间时，根据所述手指三轴加速度的方向以及所述磁场方向，较正所述手指三轴角速度的方向。
[0140]其中，手指运动感测组件和主机运动感测组件分开使用。
[0141]手指运动感测组件佩带或植入使用者手指中，以接触手指。
[0142]主机运动感测组件佩带在使用者身体除手指以外的身体区域，以得到主机运动感测组件坐标，因主机运动感测组件坐标代表使用者身体的位置，也可理解为使用者身体坐标。
[0143]参考图10，图10是本发明实施例提供的运动感测组件的具体结构框图。
[0144]本发明实施例提供的组件可以应用在前述对应的方法实施例中，详情参见上述实施例的描述，在此不再赘述。
[0145]通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0146]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种主机运动感测方法，其特征在于，包括: 获取每个手指运动感测组件实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据，所述手指数据包括手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向； 获取实时采集到的主机运动感测组件数据,所述主机运动感测组件数据包括主机运动感测组件三轴加速度，主机运动感测组件三轴角速度、主机运动感测组件磁场方向； 将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移；根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及所述相对位移，对所述每根手指的三轴坐标进行修正； 将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端； 其中，所述手指运动感测组件佩带或植入在使用者手指中； 其中，所述手指运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据相比较之前，包括: 对采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据的噪音进行过滤； 采用插值的方式填补在 所述手指数据中丢失的数据和/或 采用插值的方式填补在所述主机运动感测组件数据丢失的数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对加速度、相对速度、相对位移，具体为: 将所述手指三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成手指方位角； 将所述主机运动感测组件三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成主机运动感测组件方位角； 将采集到的所述手指方位角和主机运动感测组件方位角相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角； 根据所述手指三轴加速度、主机运动感测组件三轴加速度以及所述相对方位角，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对加速度； 将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行一次积分，生成相对速度； 将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行两次积分，生成相对位移。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据预先建立的使用者身体修正数据之前，还包括: 在预设时间内，获取每个手指运动感测组件坐标相对其它组件的相对最小方位角、最大相对方位角、最小相对位移以及最大相对位移，并记录存储，以建立使用者身体修正数据； 其中，所述组件包括手指运动感测组件和主机运动感测组件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 读取系统时间和预先配置的较正时间； 当到达较正时间时，根据所述手指三轴加速度的方向以及所述磁场方向，较正所述手指三轴角速度的方向。
6.一种主机运动感测组件，其特征在于，包括: 第一获取单元，用于获取实时采集到的自身手指的三轴坐标以及自身手指的手指数据，所述手指数据包括手指三轴加速度、手指三轴角速度以及手指三轴磁场方向； 第二获取单元，用于获取实时采集到的主机运动感测组件数据，所述主机运动感测组件数据包括主机运动感测组件三轴加速度，主机运动感测组件三轴角速度、主机运动感测组件磁场方向； 生成单元，用于将采集到的所述手指数据以及所述主机运动感测组件数据相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角、相对加速度、相对速度、相对位移； 修正单元，用于根据预先建立的使用者身体修正数据、修正模式以及所述相对位移，对所述每根手指的三轴坐标进行修正； 发送单元，用于将修正后的所述每根手指的三轴坐标以及所述相对加速度、相对速度、相对位移，通过无线通信模块发送到外部应用终端； 其中，所述手指运动感测组件佩带或植入在使用者手指中； 其中，所述手指运动感测组件包括三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，还包括: 过滤单元，用于对采集到的手指数据以及主机运动感测组件数据的噪音进行过滤； 填补单元，用于采用插值的方式填补在所述手指数据中丢失的数据和/或 采用插值的方式填补在所述主机运动感测组件数据丢失的数据。
8.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述生成单元，包括: 第一生成子单元，用于将所述手指三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成手指方位角； 第二生成子单元，用于将所述主机运动感测组件三轴角速度以及预设的角速度时间区间进行积分，生成主机运动感测组件方位角； 第三生成子单元，用于将采集到的所述手指方位角和主机运动感测组件方位角相比较，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对方位角； 第四生成子单元，用于根据所述手指三轴加速度、主机运动感测组件三轴加速度以及所述相对方位角，生成所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间的相对加速度； 第五生成子单元，用于将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行一次积分，生成相对速度； 第六生成子单元，用于将所述相对加速度以及预设的加速度时间区间进行两次积分，生成相对位移。
9.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，还包括: 读取单元，用于读取系统时间和预先配置的较正时间； 较正单元，用于当到达较正时间时，根据所述手指三轴加速度的方向以及所述磁场方向，较正所述手指三轴角速度的方向。
10.一种运动感测系统，其特征在于，包括权利要求6至权利要求9中任意一项权利要求所 述的主机运动感测组件以及若干个手指运动感测组件，每个所述手指运动感测组件与所述主机运动感测组件之间，通过各自的无线通信模块进行连接。
【文档编号】G06F3/01GK104020846SQ201410178807
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】冯伟林 申请人:诺力科技有限公司