阅读说明：本技术 基于可穿戴压力传感器阵列的人体动作和位置感测、识别与分析 (Human body action and position sensing, identification and analysis based on wearable pressure sensor array ) 是由 本杰明·亚瑟·巴佐尔 朱子杰 潘挺睿 于 2018-10-09 设计创作，主要内容包括：基于压力传感器的阵列集成到控制装置中,控制装置检测用户一个或多个身体部位的位置、动作或运动,以识别动作并将其转换为独特的用户动作分布。用户动作分布可以被独立地分析或识别为离散的运动或姿势,并且可以用作控制装置本身的输入或命令,或者用作将输出信号传递给配套装置的信号或信号集。压力传感器可以连接到用户的任何身体部位,例如用户的手腕或脚踝。用户的动作或位置或其变化生成可用于控制配套装置的输出信号。可检测信号的来源是基于压力的传感器阵列,传感器阵列产生压力数据分布,压力数据分布转换为输出信号以控制配套装置。(The array of pressure-based sensors is integrated into a control device that detects the position, motion, or movement of one or more body parts of the user to recognize the motion and convert it into a unique user motion profile. The user motion profile may be independently analyzed or recognized as a discrete motion or gesture, and may be used as an input or command to the control device itself, or as a signal or set of signals to communicate an output signal to a companion device. The pressure sensor may be attached to any body part of the user, such as the wrist or ankle of the user. The user's motion or position or changes thereof generate output signals that can be used to control the fitting. The source of the detectable signal is a pressure-based sensor array that produces a pressure data profile that is converted to an output signal to control the companion device.)

基于可穿戴压力传感器阵列的人体动作和位置感测、识别与 分析

发明背景

各种各样的电力和机械设备可以与单独的控制装置耦合，该控制装置接收来自用户的输入，该输入被感测、识别和分析，以解释来自用户的输入，并将该输入转换为可用于各种目的的输出。由控制装置感测和识别的来自用户身体的输入可以与配套装置通信，并且这种感测、识别和分析过程使得用户能够手动操纵控制装置以创建数据输出。该数据输出可用于用户动作的独立分析，或转换为对配套装置的命令或控制指令。示例包括键盘、触摸板、计算机鼠标、麦克风、数字小键盘、踏板以及各种其他常用的通常使用手或脚操作的输入设备。在这些示例中，由用户赋予设备的动作(例如，通过敲击键盘的各个键、移动计算机鼠标、将声音输入到麦克风中或启动踏板)导致一个输出，该输出指示配套装置，例如作为计算机执行某些步骤。从这些示例中可以明显看出，将用户的特定输入耦合到所需输出到配套装置是一个集成过程，该集成过程旨在将用户提供输入的最便捷方式转换为配套装置正常运行所必需的数据输出。

各种各样的输入设备反映了可以通过来自用户的手动输入来控制的各种各样的配套装置，包括但不限于计算机、电话、视频显示器、控制及安全系统，以及虚拟的具有控制机制或接口的任何设备或系统，其中用户通过输入或接口指导对设备的控制。

大多数用户熟悉诸如键盘和数字小键盘之类的输入设备，其中手动接触机械键或按钮或者触摸屏幕或视野中的空间转换为单个字母、数字或其他指令，例如打开或关闭设备或者使配套装置执行某些预定功能。为了使这些输入设备更快、更有效并且更方便，已经开发了几种动作或运动检测器装置，其可以物理地附着到诸如用户的手、手腕或脚的身体附肢上，并且可以将用户的动作或姿势转换为数据输入或指令，即使动作或姿势完全在“空间”中执行，即用户不与任何输入设备直接接触的地方。

美国专利公开2016/0091980(苹果公司)和2017/0031453(飞利浦公司)通过引用具体结合到本文中，它们都描述了使用光传感器来检测手部运动的装置，该光传感器依靠一对光发射器和一系列光检测器，根据手做某些手势时穿过手腕解剖结构的光线的差异来识别手部动作。这些设备旨在基于光的检测来检测手势，然后将光信号转换为数据输入。例如，通过将发光设备和光检测传感设备布置在手腕周围，这些设备感测通过骨骼、肌肉和肌腱传输的光的差异，用户移动其手，基于用户的手和手腕的动作，设备将透射光的差异转换为可以控制手表、计算机或其他设备的指令。例如，系统可以检测用户的挥手动作以表示某些行动，例如打开或关闭计算机，并且可以检测用户的各个手指运动过程中通过组织透射的光的差异，以将不同的手指动作转换为离散信号以控制配套装置。

这些现有设备通常耦合到数据处理单元，该数据处理单元将来自用户的动作或姿势的感测到的光信号转换成特定的输出信号。例如，传感器和数据处理单元的组合可能会检测到用户伸出一根手指时，用户的骨骼、肌肉和肌腱的光学特性相对于伸出两根手指存在差异，并将它们识别为不同的信号，然后指示配套装置执行不同的功能。因此，伸出一根手指与伸出两根手指之间的手和手指动作变化可能是不同的，例如，“打开”或“关闭”计算机或手机。这些设备还可以与运动传感器和电传感器结合，以生成混合信号输入或与光发射器和光传感器结合以反映用户动作、运动或姿势的多路复用(multiplex)。

尽管主要基于光感测阵列的设备可以区分用户的多个单独运动，但是这些设备在使用光或电信号来检测运动方面具有某些固有的缺点，包括以外来光或电信号的形式存在的背景噪声损害所检测到的信号的准确性的固有可能性。此外，发光设备往往需要很大的功率才能工作，并且该功率要求可导致对相关的大且笨重的功率存储设备的需求，或者导致基于光传感器或电传感器的任何设备的使用寿命受限。