专利名称：一种手写笔迹信息获取方法
技术领域：
本发明涉及计算机信息领域和自动化电子领域，特别涉及一种手写笔迹信息获取方法，可应用于信息安全领域中需要进行数字签名验证等场合。
背景技术：
随着计算机技术的不断发展，办公自动化和无纸化办公已成为电子商务和电子政务中主要的工作形式。通过办公自动化和无纸化办公，人们可以方便的利用计算机来处理各类文档和办公工作，而不需要借助物理纸张，从而可降低对纸张的消耗率。然而，从信息保密性的角度出发，为了保证重要办公文档的安全性，特别是具有法律约束性的文件签发，例如大宗贸易合同的签署等，仅依靠计算机来处理此类的信息依然不可靠，因为存入计算机的数字信息可能会被未经授权的人员恶意篡改，因此在办公自动化和无纸化办公中迫切需要一种方便、自然并且安全的信息交流方式。目前在这个领域中，数字化手写签名是主要的信息安全交流方法，计算机通过利用手写输入技术来实现对签名人手写笔迹信息的采集，并通过计算机内部特定的处理和识别，生成与特定笔迹信息相对应的特定计算机文档，这是目前电子商务中解决信息安全问题的最基本方案。现有技术中有多种数字化手写签名笔迹信息获取方法及相应的手写装置，专利号为CN101587389A的“一种手写输入处理方法及手写输入装置”和专利号为CN101071353A的 “一种手写输入处理装置”等，经检索查新，其中专利号为CN101071353A的专利是最接近的专利技术，它具体公开了一种手写输入处理方法及手写输入装置，包括触摸屏、信号采集�？�、信号转换单元、显示单元和信息发送单元，可实现对用户手写输入笔迹信息的读取，并转换为相应的笔迹图片信息，然后对这些图片信息进行压缩处理，并完成显示功能，同时通过信息发送单元将笔迹信息发送出去，而信息接受者可通过笔迹确认发信者的身份信息。在对上述现有技术进行分析后，发明人发现现有技术中对手写笔迹信息的获取是通过触控�？榛虻ノ蜓沽Υ衅骰蛄秸叩淖楹侠词迪值模タ刈爸没虻ノ蜓沽Υ衅鹘瞿芑袢〉蕉蔡氖中醋晷畔⒒虻ノ中囱沽π畔ⅲ导噬希中垂淌且桓龆锢砉蹋浔始５男纬晒淌怯扇耸值淖饔昧Υ始庀喽灾秸诺慕哟ピ硕模赐暾谋始Ｐ畔⒊税ǘ蔡氖中醋晷畔⑼猓拱ㄊ中垂讨胁亩辔中戳π畔ⅲ虼讼钟械亩允中幢始Ｐ畔⒌幕袢≡诒始Ｐ畔⒋砩洗嬖谛畔⑷笔侍猓幌钟屑际踔惺中幢始Ｐ畔⒒袢》椒ń鼋龈荽タ刈爸没虻ノ蜓沽Υ衅鞑杉亩蔡淖晷畔⒗醇扑愕玫绞中幢始Ｐ畔ⅲ挥刑逑质中垂讨胁亩辔中戳π畔⒍允中幢始Ｐ畔⒌淖饔眯Ч虼讼钟械氖中幢始Ｐ畔⒒袢》椒ㄔ诒始＜扑愎讨写嬖诓蛔悖辉谙钟屑际踔卸员始Ｐ畔⒌募ń鼋龈荻蔡淖晷畔ⅲ蛞栏降谌缴璞咐锤ㄖ侗鸨始Ｐ畔ⅲ缋帽始Ｏ嗨贫�、混合指纹或掌纹的生理特征笔迹融合等等，而这无疑会增加笔迹识别的复杂度，特别是，增加笔迹信息获取的复杂度，往往给系统应用带来不稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题即目的是避免上述现有技术中对手写笔迹信息获取方法的不足之处，提出一种基于多维全力信息的手写笔迹信息获取方法。本发明的技术方案是一种手写笔迹信息获取方法，特别是采用五维力/力矩传感器来获取笔尖与签字平面接触产生的五维手写力数据，即当有手写过程发生时，五维力/力矩传感器可以实时的感知和输出作用在其上的五维手写力数据变化，这些五维手写力数据包括三维手写力数据，以及二维手写力矩数据，然后通过采集和转换这些数据，并通过特定的计算分析方法，就可以得到三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，最后通过对上述计算分析得到的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值进行相应的公式计算，得到所对应的二维手写坐标数值，从而完整的实现基于五维全力信息对手写笔迹信息的获�。龇椒òǹ迹跏蓟逦�/力矩传感器；采集五维力/力矩传感器输出的数值，得到五维手写力数据；对五维手写力数据进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值；根据三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，计算得到实时的二维手写坐标数值，获取完整的手写笔迹信息；所述开始，初始化五维力/力矩传感器，具体包括为五维力/力矩传感器正常工作提供符合要求的环境需求，如电源需求，内存需求以及接口驱动需求等，以保证五维力/力矩传感器能够正确而有效的输出数据；所述采集五维力/力矩传感器输出的数据，得到五维手写力信息，具体包括i^Rx(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器χ轴方向上的力数据，Ry (i)为 t = Τ时刻采集五维力/力矩传感器y轴方向上的力数据，Rz (i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器ζ轴方向上的力数据，Rfflx(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕χ 轴方向上的力矩数据，Rmy (i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕y轴方向上的力矩数据；即采集五维力/力矩传感器输出的数据，得到五维手写力数据，具体包括三维手写力数据(Rx(i)，Ry(i)，Rz(i))和二维手写力矩数据(Rmx (i)，Rmy (i))。所述对五维手写力数据进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，具体包括设Vx (i)为t = iT时刻χ轴方向上的手写力信息数值，V^i)为t = iT时刻y轴方向上的手写力信息数值，vz(i)为t = iT时刻Z轴方向上的手写力信息数值，Vmx(i)为t =iT时刻绕X轴方向上的手写力矩信息数值，Vffly(I)为t = iT时刻绕y轴方向上的手写力矩信息数值；对所述五维手写力数据进行解耦运算得到所述Vx (i)；
对所述五维手写力数据进行解耦运算得到所述Vy (i)；对所述五维手写力数据进行解耦运算得到所述Vz (i)；对所述五维手写力数据进行解耦运算得到所述Vmx (i)；对所述五维手写力数据进行解耦运算得到所述Vmy (i)；即根据所述的五维手写力数据，具体包括三维手写力数据(Rx(i)，Ry(i)，Rz(i))和二维手写力矩数据(Rmx(i)，Rmy(i))，得到了所述三维手写力矢量信息数值(Vx(i)，Vy(i)， Vz (i))和二维手写力矩矢量信息数值(Vmx (i)，Vmy (i))。所述根据三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，计算得到实时的二维手写坐标数值，获取完整的手写笔迹信息，具体包括设x(i)为t = iT时刻χ轴方向上的手写坐标数值，y⑴为t = iT时刻y轴方向上的手写坐标数值；对所述三维手写力矢量信息数值(Vx (i)，Vy (i)，Vz (i))和二维手写力矩矢量信息数值(Vfflx(i), Vffly(I))进行计算得到x(i)；对所述三维手写力矢量信息数值(Vx (i)，Vy (i)，Vz (i))和二维手写力矩矢量信息数值(Vfflx(i), Vffly(I))进行计算得到y(i)；即根据所述三维手写力矢量信息数值(Vx (i)，Vy (i)，Vz (i))和二维手写力矩矢量信息数值(Vmx⑴，Vmy⑴)，得到了实时的二维手写坐标信息(X⑴，y (i))，进而得到完整的手写笔迹信息；所述完整的手写笔迹信息，具体包括三维手写力矢量信息数值(Vx(i)，Vy(i)，Vz(i))和二维手写力矩矢量信息数值 (V (i), Vffly(i))以及二维手写坐标信息(x(i)，y(i))。作为对现有技术的进一步改进，本发明的有益效果是本发明提供的手写笔迹信息获取方法，有效的解决了现有手写笔迹信息获取中对手写笔迹信息获取存在信息缺失的问题，本发明通过采用五维力/力矩传感器来获取手写过程中笔尖与签字平面接触产生的三维手写力数据和二维手写力矩数据，然后通过采集和转换这些数据，并通过特定的计算分析方法，得到三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，最后通过对上述三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值进行相应的公式计算，得到所对应的二维手写坐标数值，从而完整的实现基于五维全力信息对手写笔迹信息的获取。本发明提供的手写笔迹信息获取方法是基于五维全力信息来计算和分析得到手写过程产生的笔迹信息，该笔迹信息完整的包含了手写力信息在其中的作用效果，因此，本发明提供的方法有效的解决了笔迹计算过程中无法体现手写力信息的不足。本发明提供的手写笔迹信息获取方法能够完整记录手写笔迹信息，特别是能够记录由于书写者的传统书写习惯而产生的个性化笔迹信息，这些个性化笔迹信息不仅蕴含了书写者长期书写习惯，而且还蕴含了书写者的情感因素、行为特征等，从而使得模仿者很难模仿出真实书写者完整笔迹过程，特别是无法模仿书写时产生的动态力矢量信息，从而有效的提高了书写信息以及笔迹鉴定的安全性。该发明为目前电子商务、电子政务中自然、安全电子手写输入提供一种新的解决方案，特别是通过将五维空间力/力矩动态矢量信息和电子信息安全结合在一起，从而为解决目前电子政务中对重要文件签署或电子商务中合同签署等信息安全领域，特别是在涉及法律责任场合中，提供了一种新的保障手段。
图1为本发明实施例手写笔迹信息获取方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的手写装置结构示意图；图3为本发明实施例耦合矩阵排列示意图；图4为本发明实施例笔迹坐标信息计算示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。实施例1请参考图1，为本发明实施例手写笔迹信息获取方法的流程示意图，其步骤具体包括步骤100，开始，初始化五维力/力矩传感器；具体的，当进行传感器数据采集和信息获取时，需要相应的资源支持，如内存资源、能量资源、设备资源以及端口资源等，为了能使所述这些资源得到满足，以使传感器能够有效和实时的输出，需要对五维力/力矩传感器进行初始化操作，这些操作内容包括电源供应、零点修正，以及温度补偿等。步骤110，采集五维力/力矩传感器输出的数值，得到五维手写力数据；具体的，当书写者在手写平台上签名时，五维力/力矩传感器可以实时的感知和输出作用在其上的五维手写力数据变化，这些五维手写力数据包括三维手写力数据，以及二维手写力矩数据。步骤120，对五维手写力数据进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值；具体的，由于五维力/力矩传感器所固有的通道耦合性，需要对采集的原始五维手写力数据进行解耦运算，以获得真实和准确的反应手写过程力信息数值。本实施例以χ轴为例，介绍如何根据原始五维手写力数据进行解耦运算得到手写力信息数值的方法。参见图3，设艮(1)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器χ轴方向上的力数据，Ry(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器y轴方向上的力数据，Rz(i)为 t = Τ时刻采集五维力/力矩传感器ζ轴方向上的力数据，Rmx (i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕χ轴方向上的力矩数据，Rmy(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕y轴方向上的力矩数据，Vx(i)为t = iT时刻χ轴方向上的手写力信息数值；T为系统采样周期，C为解耦矩阵；通过解耦计算即可得到在t = iT时刻的Vx(i)值，即
权利要求
1. 一种手写笔迹信息获取方法，包括手写装置中的五维力/力矩传感器模块(10)、嵌入式微处理器模块00)和真彩显示模块(30)； 方法步骤包括开始，初始化五维力/力矩传感器，步骤(100)，包括电源供应、零点修正，以及接口驱动需求和温度补偿；采集五维力/力矩传感器输出的数值，得到五维手写力数据，步骤(110)； 对五维手写力数据进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，步骤(120)；根据三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，计算得到实时的二维手写坐标数值，获取完整的手写笔迹信息，步骤(130)； 判断手写是否结束？步骤(140)；结束，步骤(150)；其特征在于所述五维力/力矩传感器�？�(10)能够实时感知并输出书写者在签字过程所产生的五维手写力数据变化，这些五维手写力数据包括三维手写力数据，以及二维手写力矩数据；所述采集五维力/力矩传感器输出的数值，得到五维手写力数据，步骤(110)，具体包括设艮(1)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器χ轴方向上的力数据； Ry (i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器y轴方向上的力数据； Rz (i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器ζ轴方向上的力数据； RfflX(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕χ轴方向上的力矩数据； Rffly(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕y轴方向上的力矩数据； 即采集五维力/力矩传感器输出的数据，得到签名过程中产生的五维手写力数据，具体包括三维手写力数据艮(丨)，民(丨)，艮(士)和二维手写力矩数据Rmx (i)，Rmy (i)；所述对五维手写力数据进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，步骤(120)，具体包括根据所述三维手写力数据Rx (i)，Ry (i)，Rz (i)和二维手写力矩数据Rmx (i)，Rmy (i)进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值Vx (i)，Vy (i)，Vz (i)和二维手写力矩矢量信息数值Vmx⑴，Vmy⑴；设艮⑴为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器χ轴方向上的力数据，Ry(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器y轴方向上的力数据，Rz(i)为t = iT时刻采集五维力/ 力矩传感器ζ轴方向上的力数据，Rmx(i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕χ轴方向上的力矩数据，Rmy (i)为t = iT时刻采集五维力/力矩传感器绕y轴方向上的力矩数据， Vx(i)为t = iT时刻χ轴方向上的手写力信息数值；T为系统采样周期，C为解耦矩阵；通过解耦计算即可得到在t = iT时刻的Vx⑴值，即
2.根据权利要求1所述一种手写笔迹信息获取方法，其特征在于所述五维力/力矩传感器�？�(10)能够实时感知并输出书写者在签字过程所产生的五维手写力数据变化， 是通过嵌入式微处理器(20)和真彩显示�？�(30)运行的。
3.根据权利要求2所述一种手写笔迹信息获取方法，其特征在于所述嵌入式微处理器(20)用于对五维力/力矩传感器(10)输出信息的计算处理，包括通信�？�(21)、读取�？�(22)、计算模块(23)、绘图�？�(24)。
4.根据权利要求2所述一种手写笔迹信息获取方法，其特征在于所述真彩显示模块 (30)用于完成对手写笔迹信息的显示，或通过图形、表格方式在真彩显示�？�(30)上显
全文摘要
一种手写笔迹信息获取方法，包括手写装置中的五维力/力矩传感器�？�、嵌入式微处理器�？楹驼娌氏允灸？�。方法步骤是开始，初始化五维力/力矩传感器，包括电源供应、零点修正及接口驱动需求和温度补偿；采集五维力/力矩传感器输出的数值，得到五维力手写力数据；对五维力手写力数据进行解耦运算，得到实时的三维手写力矢量信息数值和二维手写力矩矢量信息数值，再对其进行相应的公式计算，得到实时的二维手写坐标信息，获取完整的手写笔迹信息。该方法解决了现有手写笔迹信息获取方法中对手写笔迹信息获取的不全面问题，提高了签名信息的安全性，为解决电子政务中对重要文件签署或电子商务中合同签署等信息安全，提供了一种新的保障手段。
文档编号G01L1/00GK102279709SQ20111024997
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者吴仲城, 吴宝元, 申飞, 罗健飞 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院
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