基于压电薄膜传感器的智能表带及其手部动作的识别方法与流程

本发明属于压电传感器，具体涉及一种基于压电薄膜传感器的智能表带及其手部动作的识别方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、pvdf压电薄膜具有压电效应，可将振动信号或是压力信号转化成电信号；同时，pvdf压电薄膜的灵敏度非常高，可识别很微小的动态压力信号；pvdf压电薄膜质地柔软，可较好的贴合皮肤，常用于制作各种人机交互产品。

3、手势动作是一种应用广泛的人际交流和人机交互方式，具有自然、直观和便捷等特点。利用手势动作进行操作，配合虚拟现实技术，增强用户的体验。据发明人了解，目前手势识别的载体一般采用手套、手柄、影像系统或者手环，但是，需要在使用时额外佩戴，影响使用者的体验感。手表是目前最受欢迎的也是接受度最高的饰品，若将手势识别和手表相结合，则可大大提升使用者的观感和体验。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种基于压电薄膜传感器的智能表带及其手部动作的识别方法，将压电薄膜制作成压电薄膜阵列传感器后嵌入表带中，通过监测佩戴者腕部动态压力的变化实现手部动作的识别，基于佩戴者的手表实现佩戴者手势的识别，提升个人体验感，增强佩戴者的外部美观度。

2、根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种基于压电薄膜传感器的智能表带，采用如下技术方案：

3、一种基于压电薄膜传感器的智能表带，包括表带以及设置在所述表带内部的传感器单元；所述传感器单元至少包括压电薄膜传感器和分析处理器，通过所述压电薄膜传感器实时检测佩戴者腕部的压电信号，所述分析处理器接收并处理检测到的压电信号，结合所述分析处理器中预设的压电信号与手部动作之间的映射关系，识别所监测到的压电信号所对应的手部动作；所述压电薄膜传感器采用压电薄膜阵列传感器。

4、作为进一步的技术限定，所述压电薄膜阵列传感器采用多层结构设置；其中，所述多层结构中的最外层为保护层，中间层为压电薄膜，所述保护层与所述压电薄膜层之间为电极层。

5、进一步的，所述电极层包括正极电极层和负极电极层；所述正极电极层紧贴佩戴者皮肤，设置在靠近表带内侧的一侧；所述负极电极层远离人体皮肤，设置在靠近表带外侧的一侧。

6、作为进一步的技术限定，所述传感器单元还包括电源、柔性印刷电路板、传感器固定槽和导线槽；所述传感器固定槽与所述压电薄膜阵列传感器中的传感器位置与个数相匹配；所述压电薄膜阵列传感器与所述柔性印刷电路板之间通过导线连接。

7、进一步的，所述柔性印刷电路板包括绝缘基材和导电层，所述绝缘基材和导电层之间设置有粘接剂。

8、作为进一步的技术限定，所述表带上设置有若干个贯穿所述表带内外两侧的穿带孔。

9、作为进一步的技术限定，所述表带的一侧设置有用于连接手表表盘的穿钉孔。

10、根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种基于压电薄膜传感器的智能表带手部动作的识别方法，采用如下技术方案：

11、一种基于压电薄膜传感器的智能表带手部动作的识别方法，包括：

12、基于压电薄膜传感器获取佩戴者腕部的实时压电信号和历史压电信号；

13、根据所获取的历史压电信号，构建手部动作识别数据库；

14、根据所获取的实时压电信号和手部动作识别数据库，识别佩戴者的手部动作。

15、作为进一步的技术限定，根据所得到的实时压电信号，在所构建的手部动作识别数据库中查找所对应的手势，即实现根据压电传感器与手势之间的对应关系完成佩戴者手部动作的识别。

16、作为进一步的技术限定，在构建手部动作识别数据库的过程中，通过学习多个手部动作与压电传感器的压电信号之间的对应关系，得到不同的压电信号所对应的手部动作，即完成手部动作数据库的构建；其中，手部动作至少包括由五指张开到握拳、由握拳到五指张开、手部握拳向上扭曲以及手部握拳向下扭曲。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、本发明对表带进行了结构上的改进，在表带内嵌入压电薄膜阵列传感器，佩戴者腕部肌肉和肌腱的运动会导致压电薄膜阵列传感器发生振动和形状上的变化进而产生相应的压电信号，对所得到的压电信号进行进一步的分析，实现佩戴者手部动作的识别，即基于压电薄膜传感器监测不同的压电信号以实现佩戴者手部动作的识别。

技术特征：

1.一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，包括表带以及设置在所述表带内部的传感器单元；所述传感器单元至少包括压电薄膜传感器和分析处理器，通过所述压电薄膜传感器实时检测佩戴者腕部的压电信号，所述分析处理器接收并处理检测到的压电信号，结合所述分析处理器中预设的压电信号与手部动作之间的映射关系，识别所监测到的压电信号所对应的手部动作；所述压电薄膜传感器采用压电薄膜阵列传感器。

2.如权利要求1中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，所述压电薄膜阵列传感器采用多层结构设置；其中，所述多层结构中的最外层为保护层，中间层为压电薄膜，所述保护层与所述压电薄膜层之间为电极层。

3.如权利要求2中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，所述电极层包括正极电极层和负极电极层；所述正极电极层紧贴佩戴者皮肤，设置在靠近表带内侧的一侧；所述负极电极层远离人体皮肤，设置在靠近表带外侧的一侧。

4.如权利要求1中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，所述传感器单元还包括电源、柔性印刷电路板、传感器固定槽和导线槽；所述传感器固定槽与所述压电薄膜阵列传感器中的传感器位置与个数相匹配；所述压电薄膜阵列传感器与所述柔性印刷电路板之间通过导线连接。

5.如权利要求4中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，所述柔性印刷电路板包括绝缘基材和导电层，所述绝缘基材和导电层之间设置有粘接剂。

6.如权利要求1中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，所述表带上设置有若干个贯穿所述表带内外两侧的穿带孔。

7.如权利要求1中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带，其特征在于，所述表带的一侧设置有用于连接手表表盘的穿钉孔。

8.一种基于压电薄膜传感器的智能表带手部动作的识别方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带手部动作的识别方法，其特征在于，根据所得到的实时压电信号，在所构建的手部动作识别数据库中查找所对应的手势，即实现根据压电传感器与手势之间的对应关系完成佩戴者手部动作的识别。

10.如权利要求8中所述的一种基于压电薄膜传感器的智能表带手部动作的识别方法，其特征在于，在构建手部动作识别数据库的过程中，通过学习多个手部动作与压电传感器的压电信号之间的对应关系，得到不同的压电信号所对应的手部动作，即完成手部动作数据库的构建；其中，手部动作至少包括由五指张开到握拳、由握拳到五指张开、手部握拳向上扭曲以及手部握拳向下扭曲。

技术总结本发明属于压电传感器技术领域，具体涉及一种基于压电薄膜传感器的智能表带及其手部动作的识别方法，包括表带以及设置在所述表带内部的传感器单元；所述传感器单元至少包括压电薄膜传感器和分析处理器，通过所述压电薄膜传感器实时检测佩戴者腕部的压电信号，所述分析处理器接收并处理检测到的压电信号，结合所述分析处理器中预设的压电信号与手部动作之间的映射关系，识别所监测到的压电信号所对应的手部动作；所述压电薄膜传感器采用压电薄膜阵列传感器。技术研发人员：周长阳,任秀玲,惠国政,王昊,殷军伟,胡志军受保护的技术使用者：三三智能科技（日照）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29