蘑菇云创客造||项目帖——头戴式肌电鼠标

记得上个月月初的中美青年创客大赛么?蘑菇云团队出了一套智能头控设备,荣获优胜奖。

 

紧随其后,蘑菇云邀请了参赛的几个获奖团队做客蘑菇云,与大家细细交流了自己团队的创客项目。

下面,就是酝酿已久的智能头控设备项目帖。

话不多说,直接上项目作者佳杰的帖子:

 

头戴式肌电鼠标

 

为啥要做个头戴式肌电鼠标?先说说想法来源吧,去年参加了蘑菇云的创客大赛,作品就是给残疾人做的无障碍输入设备,超大号的键盘,还拿了一个一等奖,嘚瑟一下~~,详见如下链接:

http://www.dfrobot.com.cn/community/forum.php?mod=viewthread&tid=15695&highlight=helper

 

 

然而觉得还是对于残疾人来说不够方便,于是在跟一些资深玩家们头脑激荡时,想到了可以用头部输入的方式,简单介绍一下实现方式:

技术实现:用该设备采用运动感应、肌电传感、语音识别等技术,可以实现:

1. 用陀螺仪将头部运动转化为鼠标运动,从而解放双手,帮助双手行动不便及单/双臂缺失的人。

2. 肌肉电传感器检测牙齿咀嚼肌的咬合,实现鼠标单击双击。

3. 语音可选控制/输入模式,控制模式可实现命令控制,如“复制”“粘贴”等;输入模式可将语音转换为文字。从而实现快速控制与输入。

4. 运动感应器,实现坐姿检测、颈椎病预防等功能;

 

硬件列表:

  名称

  

购买链接
ArduinoLeonardo http://www.dfrobot.com.cn/goods-552.html
OYMotion肌电模块 即将在DF上开放购买

  

(附OYMotion官方论坛http://139.224.25.190:8890/forum.php)

6轴IMU https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.1f30a53fr82qKo&id=43511  
语音模块 https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.13.ebb2eb2Kw6NpY&id=39111444521&cm_id=140105335569ed55e27b&abbucket=16  
蜂鸣器 http://www.dfrobot.com.cn/goods-86.html  

 

好了,开工!!

 

第一步:测试安装肌电传感器

拿到OYMotion的肌电板子,还是有些小激动的,因为这是自己寻找了许久的肌电模块。在这里,情不自禁要为OYMotion打个小广告,自己找遍了市场上的肌电传感器,都是要额外贴一层胶在电极上,完全不是消费级方案,OYMotion就是用的干电极,而且可以实现医疗级的精度。自己有幸认识他们团队,并优先拿到了他们的肌电模块 欧耶~~

好了,废话不多说,上图!这是原始模块

 

为了减小体积,我们将耳机线路部分移除,用飞线的方式进行传输

 

如何接线呢?很简单:VCC对3.3V, GND-GND, 数据线接A0进行AD转换。 只要一句就可以读到数据data = analogRead(A0);

但如何实现牙齿单击双击呢?首先要大致熟悉HID开发宝贝ArduinoLeonardo,这个部分就不多说了,大家自己看资料就好了。用Arduino采集数据后,通过波形分析,就可实现鼠标的单击双击!波形分析的算法,可以详见代码库的部分。先给大家看一张波形图吧~~,波形图均为咬牙一次+长咬的过程,第一张是原始数据,第二章是加了算法后处理出来的数据(红线代表鼠标按下的过程)。

第二步:安装陀螺仪

       用陀螺仪来感知头部运动,是个和取巧的方法。我选用的是市场上现有的陀螺模块JY901,可以直接输出陀螺的角度数据。可以通过角度来算鼠标的移动,算法详见代码。注意:模块一定要水平/竖直位置,头顶部是最佳,这是经验!

 

那我们用什么做为支架呢?既要有弹性,能夹住肌电传感器,又要佩戴舒适!那,只好牺牲我的头戴式耳机了~~ 三滴泪~~

第三步:语音模块

语音模块听上去会让人眉头一紧,其实并不复杂,看到官网给出的Arduino操作,你就恍然大悟了,其实就是通过拼音进行识别嘛~~

语音模块与Arduino的连接,是通过SPI,具体请见http://www.waveshare.net/study/article-11-1.html

第四步:其他小件的连接:

还需要蜂鸣器、LED等这类的小器件作为提示信息使用的,LED接线,一根接GND一根接IO 13口,蜂鸣器除了VCC GND之外,数据线接IO7

整体安装的具体方式:1 肌电模块在耳机耳蜗中,佩戴时尽量与脸部贴合;2.IMU模块放在头顶部,来感应头部运动;3. 主控模块leonardo放在耳侧;4.语音模块放在主控模块的前部探出来,可以与讲话者更近;5. 蜂鸣器藏在主控板中,LED灯放在语音模块前段,带上后眼睛也可以看到。

好了,效果图如下,怎么样,还不错吧?

老实说,戴着这个设备在街上溜几圈,那效果……

 

PS:想看这款鼠标CS实操视频以及代码部分的小伙伴可以点击阅读原文跳转DF创客社区查看哦(没错,就是CS……笑哭~)

 

 

 

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