一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统及方法，是一种高效、准确、快速的适用于人工现实中移动场景输入的输入方式。本发明专利技术的技术方案为：头动跟踪模块用于跟踪获取用户的头动信息，送入信息处理模块。手势检测模块用于检测用户微手势，得到微手势输入信息，送入信息处理模块；微手势包括手指的点击和滑动动作。信息处理模块预先将待输入字符进行分组，每组字符对应一个字符区域；信息处理模块接收到头动信息之后，根据预先设定的头动信息与字符区域的对应关系选取字符区域；信息处理模块在接收到微手势输入信息之后，根据预先设定的微手势输入信息与字符区域内字符的对应关系选取字符作为输入结果。显示模块，用于针对输入结果进行显示。

【技术实现步骤摘要】
一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统及方法
本专利技术涉及输入方式
，具体涉及一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统及方法。
技术介绍
目前虚拟现实等头戴式显示器中多使用空中射线与虚拟字母的碰撞检测进行文本输入，需要依赖手柄控制、手部指向方向(例如oculusquest中的手指向输入)等等，输入效率较低，此外，手部指向方向预测易产生误差，影响输入效率，这些原因导致不能高效的进行文本输入。用户头戴式显示器可以进行三维位置六自由度的跟踪，因此可以据此跟踪用户头部位置，目前头动数据也常被用于文本以及虚拟物体的选择。但是如果使用较小尺度的头部运动控制字母或者物体的选择，用户较难准确控制，同时大尺度的运动容易造成晕动症以及疲劳。例如，要实现26个字母选择，如果字符所占位置较小，用户不容易控制，但是如果增大字符大小，用户将需要更大的头部运动。但是在一定范围内，用户可以快速的使用头动快速精确的选择相对较大的物体。文章“RingText:Dwell-freeandhands-freeTextEntryforMobileHead-MountedDisplaysusingHeadMotions”目前有研究使用头动进行文本输入。该输入技术通过跟踪用户头动选择位于圆盘圆周上的字符。每个字符所占区域较小，输入确认相对困难，准确率相对较低。因手部感知较高的准确性，手势以及微手势也被常用于输入，目前较多的是通过手势作为输入确定信号，但是手势具有个数限制，并且不是每个手势都具有较高的舒适度，适合于大量多次的输入确定，而文本输入中至少包含了26个字母以及空格、删除、回车等功能键，手势输入并不能很好的覆盖这些字符的输入；最常用的拇指和其他手指指尖的捏合手势具有较高的舒适度，但是其每只手只具有4个捏合手势；也可用拇指点击手指手掌面上不同区域来进行文本的输入，但是，输入区域也较为有限，很难精确的分为26及其以上个区域。但是，可以利用捏合手势来进行几个字符的准确快速选择。文章“FingerT9:LeveragingThumb-to-fingerInteractionforSame-side-handTextEntryonSmartwatches”公开了一种基于手指微手势的文本输入方式，该输入方式将手指出拇指以外的四指每个手指根据关节划分为三个区域，其中小指划分为两个区域，一共对应11个区域，对应到T9键盘，在这些区域分别放置传感器，用于检测拇指的点击动作，用于文本输入。该方式需要将手指划分多个区域，拇指长时间点击某些区域会造成不舒适，并且该方式基于T9键盘输入法，每次点击字母具有歧义性，需要使用算法来预测输入单词才能进行输入，会降低输入效率，此外，对于单个字符的输入较为困难。因此目前缺少一种高效、准确、快速的适用于混合现实移动场景的输入方式。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统及方法，是一种高效、准确、快速的适用于混合现实中移动场景输入的输入方式。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统，包括头动跟踪模块、手部微手势检测模块、信息处理模块以及显示模块。头动跟踪模块，用于跟踪获取用户的头动信息，送入信息处理模块。手势检测模块，用于检测用户微手势，得到微手势输入信息，送入信息处理模块；微手势包括手指的点击和滑动动作。信息处理模块，预先将待输入字符进行分组，每组字符对应一个字符区域；信息处理模块接收到头动信息之后，根据预先设定的头动信息与字符区域的对应关系选取字符区域；信息处理模块在接收到微手势输入信息之后，根据预先设定的微手势输入信息与字符区域内字符的对应关系选取字符作为输入结果。显示模块，用于针对输入结果进行显示。进一步地，头动信息为头动信息包括头部的位姿信息；头动跟踪模块为头戴式显示器或者其他用于头部的跟踪设备。进一步地，头部的位姿信息包括头部的空间位置和头部旋转。进一步地，手势检测模块，用于检测用户微手势，得到微手势输入信息，具体为：若检测到用户微手势为手指的点击动作，则获取不同手指点击的动作作为微手势输入信息；若检测到用户微手势为手指的滑动动作，则获取手指滑动动作向量，以不同的手指滑动动作向量作为微手势输入信息。进一步地，预先设定的头动信息与字符区域的对应关系为：头动信息与字符区域的设定的对应关系；或者是头动信息与字符区域在空间位置上的对应关系，其中每个字符区域分布在虚拟空间的空间位置中。预先设定的微手势输入信息与字符区域内字符的对应关系为：微手势输入信息与字符区域的设定的对应关系；或者是微手势与字符的空间位置上的对应关系，其中字符分布在对应字符区域内。进一步地，显示模块为头戴式显示器HMD或者其他混合现实显示设备。本专利技术另外一个实施例提供了一种基于头动以及手指微手势的文本输入方法，包括如下步骤：S1、进行用户头动跟踪，得到用户的头动信息。S2、根据预先设定的头动信息与字符区域的对应关系，选取字符区域。S3、进行用户微手势检测，得到微手势输入信息。S4、根据预先设定的微手势输入信息与字符区域内字符的对应关系，选取字符作为输入结果。S5、将输入结果进行显示。进一步地，头动信息包括头部的位姿信息。进一步地，进行用户微手势检测，得到微手势输入信息，具体为：若检测到用户微手势为手指的点击动作，则获取不同手指点击动作作为微手势输入信息；若检测到用户微手势为手指的滑动动作，则获取手指滑动动作向量，以手指滑动动作向量作为微手势输入信息。有益效果：本专利技术提供了一种新型的文本输入方案，该方案基于用户头动以及用户拇指和其余手指的触碰微手势实现所有字母、数字、符号(以下统称字符)的输入。该方案使用两步输入法进行输入，第一步通过用户头动选择包含一定数量字符的字符区域，第二步通过手部微手势确定具体的输入字符。该种输入方式可用于人工现实中的文本输入，人工现实包括虚拟现实、增强现实以及其他任何相似的混合现实等等。本专利技术提出的基于头动和微手势的两步输入法，通过结合头动自然特点和手指微手势准确快速的特点，避免小物体选择困难、大范围运动造成晕动症的缺点以及手部微手势个数受限的缺点，实现一种准确、快速、更加高效的文本输入方式，且更加适用于移动场景输入。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统结构组成图；图2为本专利技术实施例中提供的一种可能的输入界面示意图；图3为本专利技术实施例中提供的一种拇指和手指指尖的捏合微手势示意图；图3(a)为拇指与无名指指尖捏合的微手势示意图；图3(b)为拇指与食指捏合的微手势示意图；图4为本专利技术实施例中的提出的圆盘选择界面；图5为本专利技术实施例中提供的一种基于头动以及手指微手势的文本输入方法流程。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统，其特征在于，包括：头动跟踪模块、手部微手势检测模块、信息处理模块以及显示模块；/n所述头动跟踪模块，用于跟踪获取用户的头动信息，送入所述信息处理模块；/n所述手势检测模块，用于检测用户微手势，得到微手势输入信息，送入所述信息处理模块；所述微手势包括手指的点击和滑动动作；/n所述信息处理模块，预先将待输入字符进行分组，每组字符对应一个字符区域；所述信息处理模块接收到所述头动信息之后，根据预先设定的头动信息与字符区域的对应关系选取字符区域；所述信息处理模块在接收到所述微手势输入信息之后，根据预先设定的微手势输入信息与字符区域内字符的对应关系选取字符作为输入结果；/n所述显示模块，用于针对所述输入结果进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于头动以及手指微手势的文本输入系统，其特征在于，包括：头动跟踪模块、手部微手势检测模块、信息处理模块以及显示模块；
所述头动跟踪模块，用于跟踪获取用户的头动信息，送入所述信息处理模块；
所述手势检测模块，用于检测用户微手势，得到微手势输入信息，送入所述信息处理模块；所述微手势包括手指的点击和滑动动作；
所述信息处理模块，预先将待输入字符进行分组，每组字符对应一个字符区域；所述信息处理模块接收到所述头动信息之后，根据预先设定的头动信息与字符区域的对应关系选取字符区域；所述信息处理模块在接收到所述微手势输入信息之后，根据预先设定的微手势输入信息与字符区域内字符的对应关系选取字符作为输入结果；
所述显示模块，用于针对所述输入结果进行显示。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述头动信息为所述头动信息包括头部的位姿信息；所述头动跟踪模块为头戴式显示器或者其他用于头部的跟踪设备。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述头部的位姿信息包括头部的空间位置和头部的旋转。


4.如权利要求1～3任一所述的系统，其特征在于，所述手势检测模块，用于检测用户微手势，得到微手势输入信息，具体为：
若检测到用户微手势为手指的点击动作，则获取不同手指点击动作为所述微手势输入信息；若检测到用户微手势为手指的滑动动作，则获取手指滑动动作向量，以不同手指滑动动作向量作为微手势输入信息。


5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁冬冬，江海燕，胡翔，
申请(专利权)人：北京理工大学，南昌虚拟现实检测技术有限公司，南昌新世纪会展中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11