用户输入设备中控制杆的机械中心校准制造技术

本文提供了诸如游戏控制器之类的用户输入设备。在一个示例中，用户输入设备包括控制杆机构，该控制杆机构被配置为接收在一个或多个轴上的用户操纵。用户输入设备包括控制电路系统，该控制电路系统被配置为处理表示用户操纵的移动数据，以从与控制杆机构相关联的至少一系列适格的静止点导出控制杆机构的机械中心。控制电路系统被配置为至少根据机械中心对移动数据重新对中以建立经校准的移动数据，并呈现经校准的移动数据以用于利用控制杆机构控制一个或多个用户界面元素。

Mechanical center calibration of control rods in user input devices

This article provides user input devices such as game controllers. In one example, the user input device includes a control rod mechanism configured to receive user manipulation on one or more axes. The user input device includes a control circuit system configured to process mobile data representing user manipulation to derive the mechanical center of the control rod mechanism from at least a series of suitable stationary points associated with the control rod mechanism. The control circuit system is configured to re-align the mobile data at least according to the mechanical center to establish the calibrated mobile data and present the calibrated mobile data for controlling one or more user interface elements using the control rod mechanism.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用户输入设备中控制杆的机械中心校准背景诸如游戏控制器之类的用户输入设备，可包括各种比例和模拟类型的控件，诸如操控杆、拇指杆、控制杆、比例触发器或其他输入机构。这些输入机构通常包括机械和电气元件两者，以允许在一个或多个方向轴上的用户操纵。用户输入设备可被用于各种交互系统中，诸如分立游戏控制台、计算机游戏环境、便携式游戏系统、以及其他设备和系统，其也可以包括航空、军事或工业控制系统。Microsoft系列游戏系统是可采用这些用户输入设备的示例，其中基本系统、机顶盒或控制台被配置为通过有线或无线接口与游戏控制器通信。在操作中，当用户未摆弄控制杆时，该控制杆通常返回到机械静止位置。许多游戏系统采用中心“死区”，该死区在控制杆位于其内时忽略用户输入。概览本文提供了采用控制杆用户接口设备的系统、装置、平台和方法，诸如游戏控制器和具有模拟杆或模拟/比例触发器输入的其他输入设备。在一个示例中，用户输入设备包括控制杆机构，该控制杆机构被配置为接收在一个或多个轴上的用户操纵。用户输入设备包括控制电路系统，该控制电路系统被配置为处理表示用户操纵的移动数据，以从与控制杆机构相关联的至少一系列适格的静止点导出控制杆机构的机械中心。控制电路系统被配置为至少根据机械中心来将移动数据重新对中以建立经校准的移动数据，并呈现经校准的移动数据以用于利用控制杆机构控制一个或多个用户界面元素。提供本概览以便以简化的形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一些概念。可以理解，本概览并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。附图简述参考以下附图可更好地理解本公开的许多方面。尽管结合这些附图描述了若干实现，但本公开并不局限于在此所公开的这些实现。相反，意图是要覆盖所有的替代方案、修改和等价物。图1是在一实现中的用户输入环境的系统图。图2例示了在一实现中的操作用户输入设备的方法。图3是在一实现中的用户输入设备的系统图。图4例示了在一实现中的用户输入设备校准数据。图5例示了在一实现中的用户输入设备校准数据。图6例示了在一实现中的用户输入设备校准数据。图7例示了在一实现中的用户输入设备校准数据。图8例示了适用于实现本文公开的任何架构、过程、方法和操作场景的示例用户输入设备。技术公开诸如游戏控制器之类的用户输入设备可包括允许用户与屏幕上元素交互的控制杆机构。用户输入设备可被用于各种交互系统中，诸如分立游戏控制台、计算机游戏环境、便携式游戏系统、以及其他设备和系统。许多类型的游戏系统可采用这些用户输入设备，其中基本系统、机顶盒或控制台被配置为通过有线或无线接口与游戏控制器通信。在其他示例中，控制杆机构被用于汽车、航空、军事或工业控制设置中。被包括在控制杆机构中的机电元件可能难以按精确和可重复的方式制造，并且用于控制杆机构的机械元件可能具有跟踪用户输入操纵的有限精度。一个示例控制杆种类是拇指杆，其允许用户使用手指/拇指进行操纵。当用户未摆弄拇指杆时，该拇指杆可响应地使用弹簧、带、电机、伺服器或其他返回元件返回到中央静止位置。此静止位置可取决于制造的变异性、组件的变化、组件的磨损程度和其他因素随时间在设备内或逐设备变化。许多游戏系统采用大的“死区”，该死区在控制杆位于其内时忽略用户输入以计入精度和对齐的变异性。具体而言，通常应用两种类型的死区：一种死区类型在控制杆输入空间的中心处，而一种死区类型在控制杆输入空间的周界处。当中央死区未被正确地采用或确定大小时，诸如游戏之类的用户应用可能会将控制杆返回的静止位置解释为某个方向上的输入信号。这可能会导致用户界面元素的不想要的行为，诸如当用户未摆弄控制杆时游戏角色持续移动或转动。同样地，当周界死区未被正确地采用或确定大小时，用户应用可能会将控制杆抵达周界的用户激活解释为小于最大可能的输入位移的位移，从而导致比期望的移动或转动慢。然而，这些死区阻止对控制杆的全运动范围的使用，并且可能导致对游戏内元素的不合需的控制。本文讨论的示例不需要大的死区来补偿这些变异性和不准确性，而是改为提供增强与游戏控制台或其他相关联系统的用户交互的动态校准的用户输入设备。在许多示例中，死区的大小可大大减小或甚至从使用中消除。作为用户界面设备或用户输入设备的第一示例，图1被呈现。图1是例示用户输入环境100的系统图。环境100包括游戏控制器110和游戏系统140。游戏控制器110和游戏系统140通过一个或多个链路150进行通信。链路150可包括无线或有线链路，并在下文进一步详细讨论。在操作中，用户将采用游戏控制器110使用一个或多个输入机构(诸如控制杆111-112、方向垫(d-pad)113和按钮114)与游戏系统140交互。可采用其他输入机构，诸如触发器、语音控件、触摸垫、触摸屏或其他输入机构，包括其组合。控制电路系统130和相关联的模块可被采用以确定动态校准的移动数据并将此动态校准的移动数据提供给游戏系统或其他外部系统。在其他示例中，基数模块131、对中(centering)模块132和缩放模块133中的一者或多者可在游戏系统140上被采用，并且控制电路系统130可通过链路150传递未处理的(即原始的)或部分处理的移动数据，以便于游戏系统140确定动态校准的移动数据。游戏控制器110和游戏系统140的元件的其他组合可执行本文所讨论的操作。图1中示出了一个控制杆的详细视图，即为控制杆111。控制杆111包括拇指杆部分以供在定义移动空间101的一个或多个轴上与用户的手指或拇指接合。控制杆111是控制杆系统115的一部分，控制杆系统115进一步包括输入机构120和控制电路系统130。控制电路系统130可包括一个或多个控制模块，即基数模块131、对中模块132和缩放模块133。输入机构120包括接收并响应控制杆111的用户操纵的一个或多个机构。这些机构可包括机电元件、张力元件、弹簧元件、伺服器元件、电机元件，以及相对于测量元件支持和定位控制杆111的结构元件。诸如位置感测元件和换能器元件之类的测量元件可被包括在控制电路系统130中，并可包括电位计、位置确定电路系统、角度旋转变压器、光电位置传感器、诸如霍尔效应传感器或磁阻传感器之类的磁传感器、编码器、电容式传感器、电感式传感器，或其他位置测量元件和位置感测元件。模数(A/D)转换元件也可被包括在控制电路系统中，以将模拟测量或位置信号转换成数字移动数据。这些数字表示可被引入控制电路系统130的处理元件以便通过链路150传递给游戏系统140和用户界面元素141的控件。然而，如本文所讨论的，包括各种动态校准元件，其可改变数字表示以提供对用户界面元素141的更准确和精确的控制。具体而言，在控制电路系统130中采用基数模块131、对中模块132和缩放模块133b。控制电路系统130可包括一个或多个微控制器、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，或者分立逻辑及相关联的电路系统，包括其组合。控制电路系统130可包括一个或多个模数转换元件，或与一个或多个模数转换元件配对，以接收与控制器110和输入机构120相关联的用户输入。控制电路系统130的其他示例在图8的输入平台中被例示。有利地，本文讨论的经增强的用户输入设备元件和校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用户输入设备，包括：控制杆机构，所述控制杆机构被配置为接收在一个或多个轴上的用户操纵；控制电路系统，所述控制电路系统被配置为处理表示所述用户操纵的移动数据，以从与所述控制杆机构相关联的至少一系列适格的静止点导出所述控制杆机构的机械中心；所述控制电路系统被配置为至少根据所述机械中心对所述移动数据进行重新对中，以建立经校准的移动数据；所述控制电路系统被配置为呈现所述经校准的移动数据以用于利用所述控制杆机构控制一个或多个用户界面元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.07 US 15/062,4391.一种用户输入设备，包括：控制杆机构，所述控制杆机构被配置为接收在一个或多个轴上的用户操纵；控制电路系统，所述控制电路系统被配置为处理表示所述用户操纵的移动数据，以从与所述控制杆机构相关联的至少一系列适格的静止点导出所述控制杆机构的机械中心；所述控制电路系统被配置为至少根据所述机械中心对所述移动数据进行重新对中，以建立经校准的移动数据；所述控制电路系统被配置为呈现所述经校准的移动数据以用于利用所述控制杆机构控制一个或多个用户界面元素。2.如权利要求1所述的用户输入设备，包括：所述控制电路系统被配置成至少通过使用应用于一系列适格的静止点的平均函数从至少所述一系列适格的静止点中导出所述控制杆机构的所述机械中心；其中所述平均函数包括均值函数、中点函数、中位函数、模式函数、无限冲激响应(IIR)函数、有限冲激响应(FIR)函数和低通滤波器中的至少一者。3.如权利要求1所述的用户输入设备，包括：所述控制电路系统被配置为当所述移动数据指示所述控制杆机构在离开和重新进入所述中心适格区之后在至少一个中心适格区内回归静止时确定所述适格的静止点，其中所述静止包括所述移动数据指示移动数据的变化小于阈值距离超过阈值时间量，所述阈值时间量发生在所述移动数据指示进入所述中心适格区的另一阈值时间量内。4.如权利要求3所述的用户输入设备，其中所述中心适格区包括从所述机械中心周围的所述适格的静止点的分布中导出的自适应大小，所述适格的静止点的所述分布在所述控制杆机构的操作期间至少由于所述控制杆机构的机械变化而变化；以及其中所述控制电路系统被配置成将所述机械中心确定为所述中心适格区中所述适格的静止点的均值。5.如权利要求1所述的用户输入设备，包括：所述控制电路系统被配置为至少通过使所述移动数据重新对中以将所述机械中心移位到经归一化的移动空间的中点中心来确定所述经校准的移动数据。6.如权利要求1所述的用户输入设备，包括：所述控制电路系统被配置为确定所述控制杆的测得的移动空间的基数极值参考点，所述基数极值参考点各自从在相关联的基数极值适格区内适格的相关联的一系列过渡极值中导出；所述控制电路系统被配置为至少通过确定经缩放的移动数据来建立所述经校准的移动数据，所述经缩放的移动数据根据所述基数极值参考点将所述测得的移动数据拟合到经归一化的移动空间且映射所述经缩放的移动数据以将所述机械中心定位在所述经归一化的移动空间的中点中心处。7.如权利要求6所述的用户输入设备，包括：所述控制电路系统进一步被配置为使用一个或多个加权函数来映射所述经缩放的移动数据，以在所述经归一化的移动空间内分布所述经缩放的移动数据，以将所述机械中心定位在所述经归一化的移动空间的所述中点中心，同时所述基数极值参考点保持与所述经归一化的移动空间的周界对准。8.一种操作用户输入设备的方法，所述方法包括:在控制杆机构内，接收在一个或多个轴上的用户操纵；在控制电路系统中，处理表示所述用户操纵的移动数据，以从与所述控制杆机构相关联的至少一系列适格的静止点导出所述控制杆机构的机械中心；在所述控制电路系统中，至少根据所述机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·F·麦克莱夫，A·J·施密茨，R·A·尼尔森，A·J·格兰特，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US