一种实现指向控制功能的无线人机交互设备和方法技术
A wireless human-computer interaction device and method to realize the directional control function
【技术实现步骤摘要】
一种实现指向控制功能的无线人机交互设备和方法
本专利技术涉及无线人机交互领域，具体涉及一种实现指向控制功能的无线人机交互设备和方法。
技术介绍
鼠标作为常用的人机交互设备，扮演着重要角色。虽然现今部分鼠标可以脱离桌面载体使用，但只适用于使用2D图形界面的操作系统下的指向操作，对于使用3D图形界面的操作系统或者VR系统等需要3D指向操作的情况，难以适用。随着科学技术的发展，陀螺仪和加速度计为测量物体的运动信息(加速度、角速度)提供了微型化、低成本、低功耗的解决方案。对于2D图形界面，现有的技术提供的空中鼠标位移的解决方案是，国家知识产权局于2009年授权公告的专利号为ZL200820050169.8的专利技术专利公开了一种无线演示控制器，其设有MEMS三轴加速度传感器，该三轴加速度传感器实时测量演示控制器运动所产生的三维加速度，并由控制器模块处理转换成位移信号，再通过无线发送模块将该位移信号发送给计算机，从而控制光标的移动。该方案可实现对多媒体演示的遥控操作控制，为使用者提供了极大的方便，但同时也存在着下述问题：(1)由于使用者挥动无线演示控制器运动时所产生的加速度...
【技术保护点】
一种实现指向控制功能的无线人机交互设备，用于控制被控设备的光标和图形界面，包括指向控制模块；所述指向控制模块，包括按键模块、微控制器、无线传输模块，按键模块连接微控制器，微控制器连接无线传输模块；所述按键模块包括控制模式的切换键，用于在2D图形界面和3D图形界面工作模式之间切换，并产生模式切换信号；微控制器用于根据模式切换信号得到模式切换指令；无线传输模块用于将模式切换指令传输给被控设备。
【技术特征摘要】
1.一种实现指向控制功能的无线人机交互设备，用于控制被控设备的光标和图形界面，包括指向控制模块；所述指向控制模块，包括按键模块、微控制器、无线传输模块，按键模块连接微控制器，微控制器连接无线传输模块；所述按键模块包括控制模式的切换键，用于在2D图形界面和3D图形界面工作模式之间切换，并产生模式切换信号；微控制器用于根据模式切换信号得到模式切换指令；无线传输模块用于将模式切换指令传输给被控设备。2.如权利要求1所述的一种实现指向控制功能的无线人机交互设备，其特征在于，所述指向控制模块还包括陀螺仪、加速度计和磁强计，陀螺仪、加速度计和磁强计分别连接微控制器；陀螺仪用于测量角速度的三轴分量；加速度计用于测量重力加速度的三轴分量；磁强计用于测量磁强度的三轴分量；微控制器用于根据角速度的三轴分量、重力加速度的三轴分量和磁强度的三轴分量得到光标位移变换及3D图形界面的视角旋转指令；无线传输模块用于将光标位移变换及3D图形界面的视角旋转指令传输给被控设备。3.如权利要求2所述的一种实现指向控制功能的无线人机交互设备，其特征在于，在2D图形界面工作模式下，微控制器用于根据陀螺仪测量的角速度、加速度计测量的重力加速度以及磁强计测量的磁场强度计算姿态角最优估计值，得到姿态角变换速率中的航向角变换速率和俯仰角变换速率，转换为光标位移信息。4.如权利要求2所述的一种实现指向控制功能的无线人机交互设备，其特征在于，所述按键模块还包括前后键；在3D图形界面工作模式下，微控制器用于根据陀螺仪测量的角速度、加速度计测量的重力加速度以及磁强计测量的磁场强度计算姿态角最优估计值，得到姿态角变换速率中的航向角变换速率、俯仰角变换速率和横滚角变换速率，其中，航向角的变化速率表示3D图形界面中光标在X轴的位移变换信息；俯仰角的变化速率表达3D图形界面中光标在Y轴的位移变换信息；横滚角的变换速率为3D图形界面中视角的旋转变换信息；前后键控制3D图形界面中光标在Z轴的位移变换指令。5.如权利要求1所述的一种实现指向控制功能的无线人机交互设备，其特征在于，所述按键模块还包括控制模式的开关键，当被控设备的光标移至屏幕边界、无法流畅控制或不需要控制时，所述控制模式的开关键用于产生归零信号；微控制器用于根据归零信号得到光标归零指令；无线传输模块用于将光标归零指令传输给被控设备，强制将光标的位移变换为零。6.如权利要求1所述的一种实现...
【专利技术属性】
技术研发人员：童鑫，刘楠，苏言，韩国威，司朝伟，宁瑾，杨富华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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