基于加速度傳感器實現(xiàn)人機交互的方向識別裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及加速度傳感器控制領域，尤其涉及一種基于加速度傳感器實現(xiàn)人機交 互的方向識別裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 智能穿戴手環(huán)現(xiàn)在普遍的作用是記步，睡眠監(jiān)測，大概原理就是監(jiān)測你的手環(huán)是 否有震動，以震動為依據(jù)，進行記步記錄和睡眠監(jiān)測，但手環(huán)里的加速度傳感器能做的遠遠 不止這些，現(xiàn)有技術中相關技術人員還沒有將手環(huán)應用到控制智能終端內部程序，或者操 作汽車以及智能遙控型裝置，這就亟需本領域技術人員解決相應的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，特別創(chuàng)新地提出了一種基于加 速度傳感器實現(xiàn)人機交互的方向識別裝置和方法。
[0004] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種基于加速度傳感器實現(xiàn)人機交互 的方向識別裝置，其包括：手環(huán)和中控臺；所述手環(huán)包括：中央處理器、雙微電壓比較器、重 力傳感器、電源電路、復位電路、第一藍牙模塊；
[0005] 中央處理器雙微電壓比較信號傳輸端連接雙微電壓比較器信號輸出端，所述雙微 電壓比較器信號接收端連接重力傳感器信號輸出端，所述重力傳感器信號端還連接中央處 理器重力信號輸入端，所述電源電路電源端連接雙微電壓比較器電源端，所述電源電路復 位供電端連接復位電路電源輸入端，所述復位電路信號端連接中央處理器復位信號端，所 述電源電路供電端還連接第一藍牙模塊電源輸入端，所述第一藍牙模塊信號控制端連接中 央處理器藍牙信號端，所述第一藍牙模塊無線連接汽車中控臺或者智能終端或者外圍設 備；
[0006] 中控臺包括：車載中央處理器、無線傳輸模塊、功放模塊、電源模塊和車窗控制電 路；
[0007] 車載中央處理器無線傳輸端連接無線傳輸模塊，用于接收手環(huán)第一藍牙模塊傳輸 的數(shù)據(jù)，所述車載中央處理器功放控制端連接功放模塊信號端，所述車載中央處理器車窗 控制端連接車窗控制電路控制信號端，所述電源電路電源端連接車載中央處理器電源端；
[0008] 所述雙微電壓比較器包括：第一運算放大器、第二運算放大器、第三比較器、第 四運算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、 第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第二十電容、第二十一電容、第二十二電容、第二十三電 阻；
[0009] 第一運算放大器正極輸入端分別連接第二運算放大器負極輸入端和第十一電阻 一端，所述第一運算放大器負極輸入端分別連接第一運算放大器輸出端和第二i 電容一 端，所述第二十一電容另一端分別連接第四電阻一端和第三比較器負極輸入端，所述第四 電阻另一端接地，所述第二運算放大器負極輸入端還連接第二十電容一端，所述第二十電 容另一端連接第三電阻一端，所述第三電阻另一端分別連接第二電阻一端盒第二運算放大 器正極輸入端，所述第二電阻另一端分別連接第二運算放大器輸出端和第十一電阻另一 端，所述第三比較器正極輸入端連接第十電阻一端和第九電阻一端，所述第十電阻另一端 接地，所述第九電阻另一端連接第四運算放大器輸出端，所述第三比較器旁路端連接第八 電阻一端，所述第八電阻另一端分別連接第二十二電容一端和第四運算放大器正極輸入 端，所述第二十二電容另一端接地，所述第三比較器旁路端連接電源輸入端和第六電阻一 端，所述第六電阻另一端分別連接第三比較器輸出端和第七電阻一端，所述第七電阻另一 端連接第四運算放大器負極輸入端和第二十三電容一端，所述第二十三電容另一端分別連 接中央處理器信號輸出端和第四運算放大器輸出端，所述電源輸入端還連接第六電阻一 端，所述第六電阻另一端分別連接第三比較器輸出端和第七電阻一端，所述第七電阻另一 端連接第四運算放大器負極輸入端；
[0010] 所述中央處理器包括：控制開關、第二十四電阻、第二十五電阻、第二十六電阻、第 二十七電阻、第二十六電容、第二十七電容、第二十八電容、第二十九電容、第三十電容、振 蕩器；
[0011] 控制開關一端分別連接第二十四電阻一端和處理芯片重置端，所述第二十四電阻 另一端接地，所述控制開關另一端分別連接電源端和第二十七電容一端，所述第二十七電 容另一端接地，所述第二十七電容一端還分別連接控制接口和第二十六電容一端，上述第 二十六電容另一端接地，第二十八電容一端分別連接電源輸入端和處理芯片電源端，所述 第二十八電容另一端接地，第四電感一端連接處理芯片開關端，所述第四電感另一端分別 連接第二十七電阻一端和第二十劉電阻一端，所述第二十七電阻另一端分別連接第二十五 電阻一端和處理芯片電源端，所述第二十五電阻另一端接地，所述第二十六電阻另一端分 別分別連接第二十九電容一端和處理芯片參考電壓端，所述第二十九電容一端還連接第 三十電容一端，所述第三十電容另一端接地，所述第二十九電容另一端接地，所述振蕩器連 接處理芯片晶振端；
[0012] 所述功放模塊包括：第三^^一電容、第三十二電容、第三十三電容、第三十四電 容、第三十五電容、第三十六電容、第三十七電容、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第 五二極管、第五電感、第二十八電阻、第二十九電阻、第三十電阻、第三十一電阻、第三十二 電阻、第三十三電阻、第三十四電阻、第三十五電阻、第三十六電阻、第三十七電阻、第 三十八電阻、第三十九電阻、第四十電阻、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第六晶體 管；
[0013] 電源輸出端分別連接第三^ 電容一端和第三十二電容一端，所述第三^ 電 容另一端連接第二十八電阻一端，所述第三十二電容另一端連接第三十一電容另一端并 接地，所述第三十二電容一端還連接功放芯片電源端，所述第二十八電阻另一端連接第 二十九電阻一端，所述第二十九電阻另一端分別連接第三十一電阻一端和第三十三電阻 一端，所述第三十一電阻另一端分別連接第三十二電阻一端和第三十四電容一端，所述第 三十四電容另一端接地，所述第三十二電阻另一端分別連接第三十四電阻一端和功放芯片 負極輸入端，所述第三十四電阻另一端分別連接第三十三電阻另一端和功放芯片PWN脈 沖端，所述第三十四電阻一端還連接第三十五電阻一端，所述第三十五電阻另一端連接第 三十六電阻一端，所述第三十六電阻另一端分別連接第四十電阻一端和所述功放芯片正極 輸入端，所述第三十六電阻一端還分別連接第三十五電容一端和第三十七電阻一端，所述 第三十五電容另一端連接功放芯片晶振端，所述功放芯片晶振端還連接第三十七電阻另一 端，所述第三十七電阻一端還連接第三十八電阻一端，所述第三十八電阻另一端連接第四 晶體管基極，所述第三十八電阻一端還連接第四晶體管集電極，所述第四晶體管基極還連 接第三晶體管基極，所述第三晶體管發(fā)射極分別連接第四晶體管發(fā)射極和變壓器輸出端， 所述第三晶體管集電極分別連接功放芯片集電極端和第五晶體管集電極，所述第五晶體管 基極連接第六晶體管基極，所述第五晶體管發(fā)射極連接第六晶體管發(fā)射極，所述第六晶體 管基極還連接第三十九電阻一端，所述第三十九電阻另一端分別連接第三十八電阻一端 和第六晶體管集電極，所述第五晶體管發(fā)射極還連接變壓器輸出端，所述變壓器輸入端連 接整流橋一端，所述整流橋另一端分別連接電源輸入端和第五電感一端，所述第五電感另 一端分別連接第三十七電容一端和第三十六電容一端，所述第三十七電容另一端連接第 三十六電容另一端后連接電源輸入端。
[0014] 述的基于加速度傳感器實現(xiàn)人機交互的方向識別裝置，優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓器為 RT9193。
[0015] 本發(fā)明公開一種基于加速度傳感器實現(xiàn)人機交互的方向識別方法，其包括如下步 驟：
[0016] S1，啟動手環(huán)電源電路，手環(huán)電源電路向重力傳感器進行供電操作，同時啟動中央 處理器，將重力傳感器采集的身體運動信號發(fā)送到中央處理器；
[0017] S2,當中央處理器獲取重力傳感器信號后進行分析運算，將分析運算的數(shù)據(jù)通過 第一藍牙模塊傳輸?shù)酵鈬O備，將第一藍牙模塊與外圍設備匹配連接；
[0018] S3,手環(huán)的重力傳感器的運動軌跡與外圍設備操控對象進行匹配，實時響應外圍 設備操控對象的運動軌跡。
[0019] 所述的基于加速度傳感器實現(xiàn)人機交互的方向識別方法，優(yōu)選的，所述S2包括：
[0020] 設置重力傳感器為向上水平放置，對初始水平軌跡進行校正，先進行水平旋轉運 動，保存若干水平旋轉運動軌跡數(shù)據(jù)，獲取該水平若干旋轉運動軌跡數(shù)據(jù)的穩(wěn)定值，再進行 水平直線線性運動，保存若干水平直線線性運動數(shù)據(jù)，獲取該若干水平直線運動軌跡數(shù)據(jù) 的穩(wěn)定中間值；
[0021] 設置重力傳感器為垂直放置，對初始垂直軌跡進行校正，先進行垂直旋轉運動，保 存若干垂直旋轉運動軌跡數(shù)據(jù)，獲取該垂直若干旋轉運動軌跡數(shù)據(jù)的穩(wěn)定值，再進行垂直 直線線性運動，保存若干垂直直線線性運動數(shù)據(jù)，獲取該若干垂直直線運動軌跡數(shù)據(jù)的穩(wěn) 定中間值；
[0022] 通過使用重力傳感器進行加權積分來計算其校準值，設定水平線性運動的中間值 和垂直線性運動的中間值為第一校準值，設定水平旋轉運動中間值和垂直旋轉運動中間值 為第二校準值，并且綜合得到第一校準值和第二校準值的加權插值，來檢測重力傳感器的 校準值。
[0023] 所述的基于加速度