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龙图腾网恭喜华南理工大学申请的专利一种单指虚拟键盘系统及其使用、输入方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115686214B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211402652.9，技术领域涉及：G06F3/01；该发明授权一种单指虚拟键盘系统及其使用、输入方法是由张幸林;李振江设计研发完成，并于2022-11-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单指虚拟键盘系统及其使用、输入方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种单指虚拟键盘系统及其使用、输入方法，该系统由虚拟键盘布局模块、六轴惯性传感器、微处理器、PC上位机组成；虚拟键盘布局模块用于为用户展示按键位置和键值；六轴惯性传感器安装在单手食指尖端，共1个，用于测量手指运动时的加速度和角速度数据；微处理器用于接收六轴惯性传感器的加速度和角速度数据，并将加速度和角速度数据直接拼接后发送到PC上位机；PC上位机安装有PC端软件，用于接收微处理器发送的加速度和角速度数据，并对加速度和角速度数据进行处理。本发明无需用户数据训练，提高了系统的拓展性，且系统易于搭建，拓展了系统的使用场景。

本发明授权一种单指虚拟键盘系统及其使用、输入方法在权利要求书中公布了：1.一种单指虚拟键盘系统，其特征在于，所述单指虚拟键盘系统由虚拟键盘布局模块、六轴惯性传感器、微处理器、PC上位机组成；所述虚拟键盘布局模块用于为用户展示按键位置和键值；所述六轴惯性传感器有一个，并安装在单手食指尖端，用于测量手指运动时的加速度和角速度数据；所述微处理器用于接收六轴惯性传感器的加速度和角速度数据，并将所述加速度和角速度数据直接拼接后发送到PC上位机；所述PC上位机安装有PC端软件，用于接收微处理器发送的加速度和角速度数据，并对加速度和角速度数据进行处理；所述虚拟键盘布局模块由圆心位置相同、半径不同的内圆与外圆组成，所有按键位置均匀分布在内圆与外圆的十二等分点上，除此之外，圆心位置也作为一个按键位置；所述单指虚拟键盘系统的使用方法，具体为：使用前，将用户穿戴有六轴惯性传感器的手指尖作为虚拟键盘布局模块的圆心；使用时，用户参考虚拟键盘布局模块中圆心与按键位置的相对位置，将穿戴有六轴惯性传感器的手指尖从圆心快速移动到目标按键位置，再移动回圆心，完成一次目标按键的击键操作，移动过程不需要停顿；所述单指虚拟键盘系统的输入方法，包括以下步骤：1）六轴惯性传感器中的加速度计与陀螺仪采集手指运动的加速度与角速度，通过微处理器发送给PC上位机并进行处理；2）PC上位机安装的PC端软件对数据进行处理，步骤如下：2.1）数据预处理：微处理器发送的加速度和角速度数据分别去除固定偏差、平滑滤波去噪，得到处理后的加速度和角速度数据；2.2）运动分割：将处理后的加速度和角速度数据使用加速度标准差作为运动特征，获得击键运动开始时刻和击键运动结束时刻；2.3）计算目标位移：对击键运动开始时刻和击键运动结束时刻之间的加速度和角速度数据，使用积分误差控制算法进行积分处理，得到目标位移，包括以下步骤：2.3.1）对击键运动开始时刻到击键运动结束时刻之间的角速度使用Runge-Kutta迭代法获得击键运动开始时刻到击键运动结束时刻之间的每个时刻的姿态四元数；2.3.2）对击键运动开始时刻到击键运动结束时刻之间的每个时刻的姿态四元数乘以相同时刻下的加速度，再乘以相同时刻下的姿态四元数的逆，获得每个时刻转换后的加速度；2.3.3）对击键运动开始时刻到击键运动结束时刻之间的转换后的加速度使用积分误差控制算法进行积分，得到每个时刻的速度；2.3.4）对击键运动开始时刻到击键运动结束时刻之间的速度使用积分误差控制算法进行积分，得到每个时刻的位移；2.3.5）对击键运动开始时刻到击键运动结束时刻之间的每个时刻的位移，找到模长最长的位移，即为用户手指从圆心到目标按键的目标位移；所述积分误差控制算法，基于两个事实：已知起始时刻与结束时刻的运动状态，以及每个时刻的数据都有误差，误差随着积分次数的增加而增加，因此，积分误差控制算法先从起始时刻到结束时刻迭代计算每个时刻的数据的前向积分，再从结束时刻到起始时刻迭代计算每个时刻的数据的后向积分，最后将每个时刻的数据的前向积分与后向积分进行线性加权，获得每个时刻最终的积分；2.4）获取目标按键：根据虚拟键盘布局模块的圆心和按键位置的相对位置，使用目标位移与相对位置进行对比，获得用户按下的按键位置，再根据虚拟键盘布局模块中的位置和键值的关系，得到用户按下的目标按键键值。

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