【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及扩展现实(xr)交互，更具体地，涉及一种面向xr交互场景的智能指环系统和交互方法。
技术介绍
1、头戴式智能眼镜中的虚拟世界信息交互是xr应用程序中必不可少且频繁的任务。目前可用的手势交互方式通常依赖外部设备或摄像头捕捉手部动作，存在着易受环境光线干扰，识别范围有限，精度不高等不稳定和误差问题。
2、在现有技术中，专利申请cn202310993412.9涉及智能指环与电子设备互动，利用手指捏合数据改善用户在电子设备使用体验。智能指环采集手指数据，电子设备据此执行操作指令。该方案侧重手指数据触发操作，交互方式相对简单，未涉及具体技术实施方案，操作自然性和便捷性不足。专利申请cn202210910342.1涉及智能指环和主板组件的互动。智能指环整合传感器和主控模组，采集手部轨迹和空间运动数据，传输至主控模组，控制外部设备。该方案提升了操作便捷性和自然性。但侧重主板集成设计和数据处理。
3、经分析，现有技术中，在xr智能眼镜的人机交互方面，主要包括手势识别方案、语音识别和控制方案、手柄/控制器输入方案、眼动追踪方案和触觉手套方案等。手势识别方案通过摄像头或传感器识别手势，实现用户虚拟环境的互动，但使用复杂手势需花费时间学习，尤其对新手或不熟悉技术者，并且在光线不足或动态环境下容易出错，导致执行错误操作，较大的延迟造成眩晕感。语音识别和控制方案让用户通过语音指令控制虚拟世界，执行操作或任务，但在方言、嘈杂环境下，语音指令易被误解或无法识别，并且使用语音控制可能引发隐私问题，特别涉及敏感信息时。手柄/
4、综上，随着电子技术的快速发展，用户对更便捷、直观的设备交互方式的需求不断增长。传统的设备交互方式通常依赖于手指在显示屏或按键上的直接操作，在某些场景下可能不够灵活或便利，尤其是在虚拟现实(vr)和扩张现实设备中。现有解决方案尝试通过摄像头手势识别、眼动视线追踪等技术来实现设备控制，但存在识别速度慢、光线敏感、识别率低以及依赖专业设备等问题，限制了实际应用的效果和普适性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种面向xr交互场景的智能指环系统和交互方法。
2、根据本专利技术的第一方面，提供一种面向xr交互场景的智能指环系统。该系统包括智能指环和头显设备，其中：所述头显设备用于追踪用户的头部旋转角度并确定操作的目标区域；所述智能指环用于基于手指的电导率变化信息和手指的空间运动数据，识别用户的手势类型；所述头显设备根据设定的手势类型与操作指令之间的对应关系以及所述头显设备与所述智能指环之间的相对空间位置关系，在应用场景中针对所述目标区域执行相应的操作指令，以实现交互过程，在交互过程中，所述头显设备利用经训练的身份认证模型，确定用户的合法性。
3、根据本专利技术的第二方面，提供一种交互方法。该方法包括以下步骤：
4、基于智能指环感测的手指的电导率变化信息和手指的空间运动数据，识别用户的手势类型；
5、利用头显设备追踪用户的头部旋转角度并确定操作的目标区域；
6、根据设定的手势类型与操作指令之间的对应关系以及所述头显设备与所述智能指环之间的相对空间位置关系，在应用场景中针对所述目标区域执行相应的操作指令，以实现交互过程，并在交互过程中，利用经训练的身份认证模型，确定用户的合法性。
7、与现有技术相比，本专利技术的优点在于，所提供的面向xr交互场景的智能指环系统，利用智能指环上设置的惯性测量单元(imu)和生物阻抗检测传感器，实现了对手指捏合、手指搓动和左右手接触的准确检测，空间运动的精确计算，以及安全性用户身份认证等。此外，多源数据融合检测算法结合了imu技术和生物阻抗检测功能，通过电流回路和运动强度来检测微弱手势操作，通过指环动作个体差异实现用户身份精准认证，并基于指环设备特性，实现眼-手结合交互及虚拟输入法的整机交互范式。本专利技术简化了xr应用程序中的人机交互，解决了传统xr头显设备操作复杂、用户体验差的问题，使得用户可以更直观、自然地进行手部交互和安全性身份认证，而无需外部设备或手柄。
8、通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向XR交互场景的智能指环系统，包括：智能指环和头显设备，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述头显设备与所述智能指环之间的相对空间位置关系根据以下步骤确定：
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能指环上设有生物阻抗传感器和第一惯性测量单元，所述生物阻抗传感器用于感知手指的电导率变化信息，所述第一惯性测量单元用于获取手指的空间运动数据，所述头显设备上设有第二惯性测量单元，利用第二惯性测量单元提供的空间定位信息，确定用户所处的位置和朝向，进而推断用户的注视的所述目标区域。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用场景包括手写板输入场景、应用控制场景和虚拟物体抓握场景，在所述手写板输入场景中，将佩戴智能指环的手指作为绘笔，将设定的身体部位作为书写界面，在所述应用控制场景中，对目标应用程序进行切换、选中或返回操作，所述操作指令包括字符输入指令、应用控制指令和模式控制指令。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述身份认证模型根据以下步骤训练：
6.根据权利要求1所述的系统，其
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述头显设备是智能眼镜，所述智能指环和所述智能眼镜之间具有无线连接。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述生物阻抗传感器是阵列电极。
9.一种基于权利要求1至8任一项所述系统的交互方法，包括以下步骤：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求9所述的交互方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种面向xr交互场景的智能指环系统，包括：智能指环和头显设备，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述头显设备与所述智能指环之间的相对空间位置关系根据以下步骤确定：
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能指环上设有生物阻抗传感器和第一惯性测量单元，所述生物阻抗传感器用于感知手指的电导率变化信息，所述第一惯性测量单元用于获取手指的空间运动数据，所述头显设备上设有第二惯性测量单元，利用第二惯性测量单元提供的空间定位信息，确定用户所处的位置和朝向，进而推断用户的注视的所述目标区域。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用场景包括手写板输入场景、应用控制场景和虚拟物体抓握场景，在所述手写板输入场景中，将佩戴智能指环的手指作为绘笔，将设定的身体部位作为书写界面，在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹永攀，陈仕林，郑潜，焦阳，唐超楠，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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