一种虚拟显示指示控制装置、工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种虚拟显示指示控制装置、工作方法，涉及虚拟现实设备及人机交互技术领域。本发明专利技术包括手持控制器以及电源信号枢纽；手持控制器包括握持主体以及菜单键、双轴摇杆、第一指示灯、力反馈大拇指触摸板，力反馈扳机按钮，手势感知区域，第一触点数据接口；电源信号枢纽包括底座以及限位柱，第二蓝牙模块与第一蓝牙模块无线相连，且通过无线数据传输模块将手持控制器获取的手势信号数据无线传输至带接收模块的显示设备。本发明专利技术提高了握持舒适度与使用时的力反馈效果，简化了充电、固件升级与数据传输的流程，更便于用户使用；采用更精准、更真实的力反馈结构，使用户在使用时能够精准的控制不同按键、手势的操作，简化了使用流程。使用流程。使用流程。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟显示指示控制装置、工作方法


[0001]本专利技术属于虚拟现实设备及人机交互
，特别是涉及一种虚拟显示指示控制装置以及一种虚拟显示指示控制装置的工作方法。

技术介绍

[0002]现有的手势感知和操控领域，大多数的产品都是采用摄像头或者其它大量的硬件来感知和识别手势，产品不仅重量大、成本高、视觉上显得笨重，并且对使用的环境有所局限，难以进行大规模普及和推广。
[0003]本专利技术提供了一套对于手势捕捉精度更高的手势感知设备，包含两个手持控制器与一个电源信号枢纽，大幅度提高了握持舒适度与使用时的力反馈效果，简化了充电、固件升级与数据传输的流程，更便于用户使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种虚拟显示指示控制装置、工作方法，解决了以上问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术的一种虚拟显示指示控制装置，包括分别用于左右手握持的两个结构呈镜像对称的手持控制器以及与手持控制器相配合可进行供电的电源信号枢纽；
[0007]所述手持控制器包括呈“虎口抓握”式的带有上部C型结构以及把手结构的握持主体以及设置于上部C型结构上表面的菜单键、双轴摇杆、第一指示灯、力反馈大拇指触摸板，设置于上部C型结构下方的力反馈扳机按钮，设置于把手结构侧部的手势感知区域，设置于把手结构底端的第一触点数据接口；所述力反馈扳机按钮内设置有通过扭簧悬挂方式实现的第一震动反馈机构，所述力反馈大拇指触摸板内设置有通过尼龙弹性垫片悬挂方式实现的第二震动反馈机构；所述把手结构的侧部表面、双轴摇杆内部、力反馈大拇指触摸板的底部、力反馈扳机按钮外表面以及手势感知区域表面均配置有能够精确识别手势动作的柔性电容极片阵列传感器；
[0008]所述握持主体内设置有表面带MCU的第一电路板，以及分别与MCU电性相连的电源管理模块、电容传感器芯片组、线性马达驱动、IMU、第一蓝牙模块，所述线性马达驱动分别与位于力反馈扳机按钮内的第一线性马达和压力传感器组、位于力反馈大拇指触摸板底部的第二线性马达电性相连，所述电源管理模块与电池组电性相连，所述第一触点数据接口与电池组电性相连，所述电容传感器芯片组与握持主体上各部位的柔性电容极片阵列传感器电性相连，所述第一指示灯与MCU电性相连；
[0009]所述电源信号枢纽包括C形的底座以及设置于底座上部的两个上部带弯钩的限位柱，所述限位柱的上部弯钩与上部C型结构相对应且呈夹持配合；所述底座表面设置有两个与把手结构相匹配的凹槽，所述凹槽内设置有与第一触点数据接口相匹配的第二触点数据接口，所述底座的外侧面设置有带USB接口的接口面板；
[0010]所述电源信号枢纽内设置有表面带控制器的第二电路板以及分别与控制器相连
的无线数据传输模块、第二蓝牙模块，所述USB接口、第二指示灯以及第二触点数据接口分别与控制器电性相连；所述第二蓝牙模块与第一蓝牙模块无线相连，且通过无线数据传输模块将手持控制器获取的手势信号数据无线传输至带接收模块的显示设备。
[0011]进一步地，所述第一震动反馈机构包括设置于力反馈扳机按钮内的扳机支撑板、通过金属转动轴以及扭簧转动安装的扳机骨架，所述第一线性马达安装于扳机骨架的外侧部与反馈扳机按钮的外壳相贴合。
[0012]进一步地，所述扳机骨架的上表面设置有凸块，所述凸块与扳机支撑板下方的压力传感器组相对应。
[0013]进一步地，所述第二震动反馈机构包括安装于上部C型结构内表面的“工”字形支撑架以及设置于“工”字形支撑架表面的尼龙弹性垫片，所述第二线性马达位于“工”字形支撑架底部且与“工”字形支撑架相贴合。
[0014]进一步地，用户在手握所述手持控制器时，大拇指能够操作双轴摇杆、菜单键与力反馈大拇指触摸板，食指能够操作力反馈扳机按钮，中指、无名指与小拇指能够操作手势感知区域。
[0015]进一步地，所述手持控制器的侧部还设置有绑带结构，所述绑带结构包括相连的尼龙保护骨架以及柔性绑带，所述尼龙保护骨架的背部设置有手背衬垫。
[0016]进一步地，所述手背衬垫与柔性绑带采用弹力针织纤维与细纹PU革比表面。
[0017]进一步地，所述握持主体、菜单键、力反馈大拇指触摸板、力反馈扳机按钮、手势感知区域与电源信号枢纽采用橡胶手感漆外表；所述双轴摇杆采用硅橡胶表面。
[0018]一种虚拟显示指示控制装置的工作方法，包括如下步骤：
[0019]S01、MCU通过串行总线经电容传感器芯片组与柔性电容阵列传感器进行通信，并以1ms为周期对单电极阵列电容极板的电容值进行动态采样，该周期采用的是时间片轮转采样的方式，采样值进均质漂移滤波作为手势姿态信号进行处理；
[0020]S02、MCU将获取到的手势姿态数据阵列实时与数据模板拟合，以获取手掌宽度、握持位置信息，通过该方式对数据进行预处理，可在一定范围内兼容不同大小的手掌，同时减少持握方式错误导致的识别错误率；
[0021]S03、MCU对手指姿态数据进行基于手掌信息的动态权重计算处理，实时拟合为五个手指的弯曲度与空间坐标，在此基础上，记录手指运动轨迹用于修正实时姿态数据；
[0022]S04、MCU将手势数据通过串行总线发送给第一蓝牙模块，由第一蓝牙模块与第二蓝牙模块无线相连并实时分包透传至电源信号枢纽的控制器，电源信号枢纽通过USB接口或无线数据传输模块将数据传输给电脑端，由驱动软件进行数据解析校验，并将正确的姿态数据通过TCP/UDP方式发送给其它三维软件，并于显示设备进行显示。
[0023]进一步地，所述无线数据传输模块采用GPRS模块、Wifi模块、蓝牙模块、4G模块或5G模块。
[0024]本专利技术相对于现有技术包括有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术的手势捕捉精度更高的手势感知设备，包含两个手持控制器与一个电源信号枢纽，大幅度提高了握持舒适度与使用时的力反馈效果，简化了充电、固件升级与数据传输的流程，更便于用户使用；
[0026]2、本专利技术大幅度增加了柔性电容极片阵列的密度，能够精确地识别用户手势动
作，并不受手部大小、形状干扰；
[0027]3、本专利技术手势感知方法通过柔性电容极片阵列中每一个电容极片的传感数值的对比，实时模拟出用户手势的三维姿态；
[0028]4、本专利技术的握持主体采用“虎口抓握”式设计，以亚洲人手型作为设计模板，极大提高了不同手型的抓握舒适度；
[0029]5、本专利技术采用更精准、更真实的力反馈结构，使用户在使用时能够精准的控制不同按键、手势的操作；
[0030]6、本专利技术的手背衬垫、柔性绑带均为可更换设计，能够避免因使用后积累污渍造成的影响；
[0031]7、本专利技术采用电源与信号枢纽一体式设计，该枢纽既是控制器充电、升级的平台，又是用于接受蓝牙信号、与电脑通讯的基站，简化了使用流程，提高产品一体性；
[0032]8、本专利技术的握持主体、菜单键、力反馈大拇指触摸板、力反馈扳机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟显示指示控制装置，其特征在于，包括分别用于左右手握持的两个结构呈镜像对称的手持控制器(1)以及与手持控制器(1)相配合可进行供电的电源信号枢纽(2)；所述手持控制器(1)包括呈“虎口抓握”式的带有上部C型结构以及把手结构的握持主体(101)以及设置于上部C型结构上表面的菜单键(1011)、双轴摇杆(1012)、第一指示灯(1013)、力反馈大拇指触摸板(1014)，设置于上部C型结构下方的力反馈扳机按钮(1015)，设置于把手结构侧部的手势感知区域(1017)，设置于把手结构底端的第一触点数据接口(1016)；所述力反馈扳机按钮(1015)内设置有通过扭簧悬挂方式实现的第一震动反馈机构，所述力反馈大拇指触摸板(1014)内设置有通过尼龙弹性垫片悬挂方式实现的第二震动反馈机构；所述把手结构的侧部表面、双轴摇杆(1012)内部、力反馈大拇指触摸板(1014)的底部、力反馈扳机按钮(1015)外表面以及手势感知区域(1017)表面均配置有能够精确识别手势动作的柔性电容极片阵列传感器；所述握持主体(101)内设置有表面带MCU的第一电路板(106)，以及分别与MCU电性相连的电源管理模块、电容传感器芯片组(107)、线性马达驱动、IMU、第一蓝牙模块(108)，所述线性马达驱动分别与位于力反馈扳机按钮(1015)内的第一线性马达(1095)和压力传感器组(1096)、位于力反馈大拇指触摸板(1014)底部的第二线性马达(4)电性相连，所述电源管理模块与电池组(105)电性相连，所述第一触点数据接口(1016)与电池组(105)电性相连，所述电容传感器芯片组(107)与握持主体(101)上各部位的柔性电容极片阵列传感器电性相连，所述第一指示灯(1013)与MCU电性相连；所述电源信号枢纽(2)包括C形的底座(201)以及设置于底座(201)上部的两个上部带弯钩的限位柱(202)，所述限位柱(202)的上部弯钩与上部C型结构相对应且呈夹持配合；所述底座(201)表面设置有两个与把手结构相匹配的凹槽(203)，所述凹槽(203)内设置有与第一触点数据接口(1016)相匹配的第二触点数据接口(2031)，所述底座(201)的外侧面设置有带USB接口的接口面板(204)；所述电源信号枢纽(2)内设置有表面带控制器的第二电路板(205)以及分别与控制器相连的无线数据传输模块、第二蓝牙模块，所述USB接口、第二指示灯(207)以及第二触点数据接口(2031)分别与控制器电性相连；所述第二蓝牙模块与第一蓝牙模块(108)无线相连，且通过无线数据传输模块将手持控制器(1)获取的手势信号数据无线传输至带接收模块的显示设备。2.根据权利要求1所述的一种虚拟显示指示控制装置，其特征在于，所述第一震动反馈机构包括设置于力反馈扳机按钮(1015)内的扳机支撑板(1091)、通过金属转动轴(1092)以及扭簧(1093)转动安装的扳机骨架(1094)，所述第一线性马达(1095)安装于扳机骨架(1094)的外侧部与反馈扳机按钮(1015)的外壳相贴合。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩正，郑钧升，
申请(专利权)人：上海曼敏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：