一种智能设备的操控装置及其操控方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种智能设备的操控装置和方法，装置包括感应使用者面部动作的感应模块、获取感应模块信号的控制器，以及连接控制器并将使用者指令发送至智能设备的通信模块，所述感应模块包括用于感应使用者面部局部位移信息的运动检测单元，以及用于感应使用者叩齿振动信号的振动检测单元。本发明专利技术的方法是一种利用面部动作对智能设备发出指令的人机交互方法，通过至少两个类型的传感器，在至少一个位置上采集面部动作产生的下颌骨运动变化，识别判定用户指令，并结合语音助手、屏幕助手等，能够让智能设备感受到更多维度的指令，用户操控更加简便、迅速、准确、隐秘。方法遵照人类最自然的交互形态，减轻人的认知负荷，增强人类的感觉通道和动作通道的能力。

A control device for intelligent equipment and its control method

The invention discloses a control device and a method for an intelligent device, comprising an induction module for sensing a user's face movement, a controller for acquiring a signal of the induction module, and a communication module for connecting a controller and transmitting user instructions to an intelligent device, the induction module comprising a part for sensing a user's face. A motion detection unit for displacement information and a vibration detection unit for inducing a user's tapping vibration signal. The method of the present invention is a human-computer interaction method which uses facial movements to issue instructions to intelligent devices. Through at least two types of sensors, the mandibular movement changes caused by facial movements are collected at at least one position, and the user instructions are recognized and judged. Feel more dimensional instructions, user control is more simple, fast, accurate, secret. Methods According to the most natural human interaction pattern, the cognitive load was reduced and the ability of sensory and action channels was enhanced.

【技术实现步骤摘要】
一种智能设备的操控装置及其操控方法
本专利技术涉及电子设备领域，尤其涉及能够操控智能设备的外设装置。
技术介绍
为了方便地操控众多种类和数量的“人工智能设备”，或者说“智能的物品”，让它们为人类服务。涌现了各种智能设备入口终端，用人类最自然的交互方式去操控集中到“入口”中的各种智能设备。例如以智能音箱为代表的音控入口终端，用自然语音的交互方式，与语音操作系统(DUEROS等)或语音助手(Siri，Bixby等)进行互动，并操控智能电视、智能空调、智能灯、扫地机器人等。但是开启语音服务时需要物理按键激活(如Bixby)；或者用手触控耳机屏幕或壳体(双击AirPods壳体激活Siri)；或者插入耳机(百度语音)；或者释放双手只需说出一个唤醒词。中文一般是四个字，进入语音交互环节前都需要说“小爱同学”或“天猫精灵”，然后才能说出指令，这些方法不人性化，不方便。现有技术中也有通过叩齿动作来实现操控智能设备的方法，如CN201110050659-《耳道控制装置》，CN02159261-《一种输入控制信号的方法及装置》、CN201110050659《耳道控制装置》等公开文献，上述公开文献大多采用一种或两种类型的传感器(如振动或压力)侦测叩齿动作产生的振动或压力大小；传感器仅仅被配置在人体的单一部位(如外耳道)，准确性差，设备难以判断当前叩齿是使用者咀嚼，还是使用者发出的指令，因此会存在误判断的情况。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种能够精准获取使用者面部动作指令，并向智能设备发出操控信号的装置。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种智能设备的操控装置，装置包括感应使用者面部动作的感应模块、获取感应模块信号的控制器，以及连接控制器并将使用者指令发送至智能设备的通信模块，所述感应模块包括用于感应使用者面部局部位移信息的运动检测单元，以及用于感应使用者叩齿振动信号的振动检测单元。所述运动检测单元设有至少一个接触使用者面部颞下颌关节处皮肤的压力传感器件或位移传感器件，所述振动检测单元为接触使用者头部并用于感受使用者牙齿叩击信号的振动传感器件。所述运动检测单元包括植入或紧贴在接触使用者面部颞下颌关节处皮肤处的小磁体，以及固定在小磁铁外感应其位置变化的霍尔元件，所述振动检测单元为接触使用者头部并用于感受使用者牙齿叩击信号的振动传感器件。所述运动检测单元还包括置于外耳道前壁的耳塞，以及固定在耳塞上的压力传感器件。所述振动检测单元固定在使用者面部颞下颌关节处皮肤附近，或者通过耳塞固定在使用者的外耳道前壁内。所述运动检测单元和振动检测单元通过固定装置固定在使用者头部，所述固定装置包括耳机、头盔、帽子、眼镜框、发箍，或者以植入方式固定在面部信号采集位置的植入元件。所述智能设备为信号转接器、智能耳机、智能眼镜、智能手机、智能音箱、车载设备、智能穿戴、智能家居系统或智能家居系统中部分单元、智能医疗器材、智能玩具、电脑、智能运动器材、智能机器人或智能武器。基于所述智能设备的操控装置的操控方法：1)初始状态，感应模块中部分传感器实时获取使用者面部动作信息；2)当获取的使用者面部动作信息与预存启动信息匹配成功，则唤醒智能设备的操控装置，感应模块的全部传感器开始实时获取使用者面部动作信息；3)当获取的使用者面部动作信息与预存指令信息匹配成功，则控制装置将相应指令发送至智能设备；4)若在设定时间内未获取到与预存指令信息匹配成功的使用者面部动作信息，或者与获取使用者面部动作信息匹配成功的预存指令信息为初始状态，则返回初始状态。所述的面部动作信息包括运动检测单元所采集的下颌骨的皮肤运动方向、运动距离、运动次数、间隔时间、停留时间信息，以及振动检测单元所采集的牙齿叩击振动力度、振动频率和振动次数。基于所述操控方法的安全保护方法，当运动检测单元和振动检测单元获取的使用者面部动作信息与预存的隐藏或限制部分APP指令信息匹配成功,则控制器通过通信模块向智能设备发送隐藏或限制预设APP信号，智能设备接收到信号后，将预先设定需要隐藏的APP在桌面隐藏，或/和限制APP的部分权限和功能。本专利技术是一种利用面部动作对智能设备发出指令的人机交互装置和方法，通过至少两个类型的传感器，在至少一个位置上采集面部动作产生的下颌骨运动变化，识别判定用户指令，并结合语音助手、屏幕助手等，能够让智能设备感受到更多维度的指令(语音、动作、触摸)，方法遵照人类最自然的交互形态，减轻人的认知负荷，增强人类的感觉通道和动作通道的能力，该装置更加适应于人，使得智能设备的操控更加简便、迅速、准确、隐秘，极大地改善了用户体验。附图说明下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：图1为智能设备的操控装置原理图；图2为智能设备的操控装置工作原理图；图3为智能设备的操控装置控制方法流程图；图4为实施例1智能设备的操控装置示意图；图5为实施例2智能设备的操控装置示意图；图6为霍尔元件工作原理。具体实施方式本专利技术通过运动检测单元和振动检测单元检测人体面部动作引起的颞下颌关节(耳屏外侧)周围的各种运动变化，或/和外耳道受下颌骨运动的挤压形变，以及头骨的不同方式的振动，识别其面部动作的预定义的行为动作，来替代其他人机互动方式输出预定义的控制信号，通过运动检测单元和振动检测单元相互配合，能够精确识别使用者的面部预定义的行为动作。关于运动检测单元的固定位置选择，原理是人体面部动作产生的下颌骨运动变化，是通过人体头部的咀嚼肌群、韧带、颞下颌关节等相互协调而形成的。其中颞下颌关节主要由颞骨关节面、下颌骨髁状突、居于二者之间的关节盘、关节周围的关节囊和关节韧带(颞下颌韧带、蝶下颌韧带、茎突下颌韧带)组成。是人体唯一具有转动和滑动的左右联动关节，是人体中最复杂的关节之一，即颞下颌关节位于耳屏的前方。其中咀嚼肌包括咬肌、颞肌、翼内肌、翼外肌。上提下颌骨的是咬肌、颞肌、翼内肌；拉下颌骨向后的是颞肌；拉下颌骨向前的是翼内肌、翼外肌和咬肌。使下颌骨左右侧动的是颞肌、翼内肌和翼外肌。在耳屏外侧可以明显地检测到下颌骨中的下颌头的运动，以及大部分咀嚼肌群的运动。也可以检测到头骨振动。在外耳道的前壁也可检测到下颌头的后部的运动。例如叩齿时下颌骨上提，下颌头后部向上挤压外耳道，外耳道的前壁产生不同的形变。例如叩击右齿两次的动作，骨骼运动可以分解为：下颌骨的下拉→下颌骨右向运动→下颌骨的上提→上下牙齿的撞击→下颌骨的下拉→下颌骨的上提→上下牙齿的撞击。肌肉运动可分解为：降颌肌群运动→颞肌、翼内肌和翼外肌运动→咬肌、颞肌、翼内肌运动→降颌肌群运动→颞肌、翼内肌和翼外肌运动。在耳屏外侧引起：下颌骨下降→右侧皮肤凸起和左侧皮肤轻微凹陷→下颌骨上升→头骨振动→下颌骨下降→下颌骨上升→头骨振动。在外耳道引起：外耳道前壁的下端向下微降→右侧外耳道的前壁向右方微移，同时左侧外耳道的前壁向右方微移→前壁的下端受下颌头挤压上升→头骨振动→外耳道前壁的下端向下微降→前壁的下端受下颌头挤压上升→头骨振动。本专利技术通过在使用者耳屏外侧和/或外耳道的前壁固定运动检测单元，并在使用者面部固定用于感应牙齿叩击声音的振动检测单元，并将所采集的信号输送至控制器，控制器根据这些数据进行计算，与预存的指令表格比对，即综合识别出使用者面部动作产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能设备的操控装置，装置包括感应使用者面部动作的感应模块、获取感应模块信号的控制器，以及连接控制器并将使用者指令发送至智能设备的通信模块，其特征在于：所述感应模块包括用于感应使用者面部局部位移信息的运动检测单元，以及用于感应使用者叩齿振动信号的振动检测单元。

【技术特征摘要】
1.一种智能设备的操控装置，装置包括感应使用者面部动作的感应模块、获取感应模块信号的控制器，以及连接控制器并将使用者指令发送至智能设备的通信模块，其特征在于：所述感应模块包括用于感应使用者面部局部位移信息的运动检测单元，以及用于感应使用者叩齿振动信号的振动检测单元。2.根据权利要求1所述的智能设备的操控装置，其特征在于：所述运动检测单元设有至少一个接触使用者面部颞下颌关节处皮肤的压力传感器件或位移传感器件，所述振动检测单元为接触使用者头部并用于感受使用者牙齿叩击信号的振动传感器件。3.根据权利要求1所述的智能设备的操控装置，其特征在于：所述运动检测单元包括植入或紧贴在接触使用者面部颞下颌关节处皮肤处的小磁体，以及固定在小磁铁外感应其位置变化的霍尔元件，所述振动检测单元为接触使用者头部并用于感受使用者牙齿叩击信号的振动传感器件。4.根据权利要求3所述的智能设备的操控装置，其特征在于：所述运动检测单元还包括置于外耳道前壁的耳塞，以及固定在耳塞上的压力传感器件。5.根据权利要求1、2、3或4所述的智能设备的操控装置，其特征在于：所述振动检测单元固定在使用者面部颞下颌关节处皮肤附近，或者通过耳塞固定在使用者的外耳道前壁内。6.根据权利要求5所述的智能设备的操控装置，其特征在于：所述运动检测单元和振动检测单元通过固定装置固定在使用者头部，所述固定装置包括耳机、头盔、帽子、眼镜框、发箍，或者以植入方式固定在面部信号采集位置的植入元件。7.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠胜，
申请(专利权)人：黄忠胜，
类型：发明
国别省市：安徽,34