手写多维力信息的测量与特征分析.pdf

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1、第25卷第9期传感技术学报V01．25No．9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep．20122012年9月MeasurementofHandwritingMulti-DimensionalForceInformationandFeatureAnalysisLUOJianfei’，删Qiushi，Baoyuan。，SHENFei，Zhongcheng(1．Dep．ofAutomation，UniversityofScienceandTechnologyofC

2、hina，Hefei230036，China；2．InstituteoflntelligentMachines，ChineseAcademyofSciences，Hefei，230031，China；3．HighMagneticFieldLaboratory，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China)Abstract：HandwritingForceInformationAcquisitionhasbeenthefocusofresearchinthe

3、fieldofhuman—computerinteraction．Handwritinginputdevicewhichcanmeasurethewritingmulti—dimensionalforcesanddisplaythewritingresultsinrealtimedirectly，isproposedinthispaper．Itiscomposedofafive·dimensionalforcesensor(FFS)，adataacquisitionmoduleandadispl

4、aymodule．Thefeaturesofmulti—dimensionalforceinformationareextractedbyfastwavelettransforinandthefeaturevectorsareanalyzedbyahandwrittenChinesecharactersprocess．Theapplicationoftheinstrumentandthesignalprocessingmethodisbenefitfortheanalysisofmulti-·d

5、imensionalhandwritingmove--ments．Itprovidesabiomechanicalanalysisapproachforthehand—braincoordinationdisorderparticularly．Keywords：handwritingmovement；foreevectorinformation；featureanalysis；hand—braincoordinationEEACC：7210；7220：1280；7310Bdoi：10．3969／

6、j．issn．1004-1699．2012．09．019手写多维力信息的测量与特征分析冰罗健飞，林秋诗，吴宝元，申飞，吴仲城(1．中国科学技术大学自动化系，合肥230036；2．中国科学院合肥智能机械研究所，合肥230031；3．中国科学院强磁场科学中心，合肥230031)摘要：手写运动中对手写力信息的全面获取，一直是人机交互领域中解决人一机交互信息带宽不匹配的重点。本文设计了一种手写输入装置，该装置由五维力传感器、数据采集模块和显示模块构成，可以实时直接测量用户手写产生的五维力信息，并显示用户

7、手写的结果。利用快速小波变换技术提取了手写多维力信息的特征，结合实际的汉字手写过程对提取到的主要特征分量进行定性分析。该装置和信号处理方法的应用为多维空间手写运动分析提供基础，特别为手一脑协调障碍疾病分析提供生物力学研究途径。关键词：手写运动；力矢量信息；特征分析；手一脑协调中图分类号：TP216．2文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)09—1274—06手写，作为人类文明传承的媒介，千百年来一直面产生的三维空间(O．XYZ坐标系统)手写力矢量在人们的生活中扮演着重要的角色¨J

8、。目前，基信息是手写物理过程的本质，也是手写运动分析的于手写的人机交互通道仅实现对手写位置的获取，重点内容；此外，手写运动还是一个手一脑协调而无法感知手写的物理过程，计算机无法充分理解的过程，例如通过手腕和手指动作的互相配合，并由手写运动过程，造成人机交互信息带宽的严重不匹脑控制各关节肌肉运动，从而使得笔按照人们的意配，因此，如何实现对手写运动信息的全面获取，一愿进行操作，这在医学领域中，特别是在手一脑协调直是人机交互领域研究的重点。障碍疾病分析中，通过对患者设计相应的手写实验，在手写运动中，轨