模拟手柄运动的方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟手柄运动的方法与系统。其中，该方法包括：接收测量出的手柄在三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）；根据噪音干扰门限值ＮＴ判断三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）是否为噪音干扰；在确定三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）不为噪音干扰的情况下，根据三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）分别确定手柄的运动夹角α（ｉ）、β（ｉ）和γ（ｉ）；根据夹角α（ｉ）、β（ｉ）和γ（ｉ）模拟手柄的运动。本发明专利技术的模拟手柄运动的方法与系统，相对于传统的鼠标键盘操作是一个很大的挑战，该方法可以模拟用户操作手柄的每一个动作，将这些动作反应在诸如３Ｄ游戏的角色身上。另外，通过该方法生成的虚拟动画无需更多的硬件电路就可以具有很强的真实感和较强的实时性，真正摆脱了鼠标键盘操作的束缚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及拟真运动
，更具体地，涉及一种模拟手柄运动的方法与系统。
技术介绍
目前可以通过下述技术获得物体的运动趋势 (1)运动捕获技术该技术通过传感器跟踪设备直接记录运动实体的运动数据，并将该运动数据用于生成计算机动画。捕获的运动数据记录了实体在运动中丰富的细节，通过它生成的虚拟动画具有很强的真实感和较强的实时性。利用运动数据来驱动虚拟运动已经成为常用的虚拟动画技术。 (2)运动感知技术运动感知的实现大体上有视频运动捕获、磁场运动捕获、光电运动捕获等。磁场运动捕获和光电运动捕获主要是结合磁场和光电信号的感应原理，并通过高端精密硬件设备来实现，而视频运动捕获是采用图像处理的方法来实时捕捉图像每一帧的动作。由于该类技术为了追求全方位的感知，因此需要很多的辅助设备，对于诸如家庭娱乐等无需达到全方位动作感应的应用来说成本过高。 (3)蓝牙虚拟实景游戏控制技术该技术通过游戏手柄的传感器来采集人体运动的模拟信号，再将输入的模拟信号转化为人体运动的数字信号，同时利用数字信号电路进行采样分析，将分析后的数据发送到蓝牙协议栈中进行处理，主机通过点对点蓝牙协议传输的数据对虚拟场景中的人物进行控制。该技术需要很多复杂的数字电路进行信号处理，在真实体验中可能会有时延产生，达不到实时的效果。 从以上技术可以看出，运动捕获技术需要专业的传感器来对运动的行为进行捕获，需要比较详细的数据对虚拟人进行重构建模，因此该技术感知运动的效果最理想，但是其硬件和软件处理都比较复杂；运动感知技术是当前比较新兴的技术之一，基本上是结合磁场和光电信号的感应原理来进行处理，还没有对应的商用产品。总的来说，以上这些技术的配套设备都十分复杂、成本比较昂贵而且对于操作的要求也很高，所以还不能真正地应用到某些拟真运动应用(例如，3D游戏)中。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种模拟手柄运动的方法，能够在较低复杂度和成本的情况下具有很强的真实感和实时性。 本专利技术提供了一种模拟手柄运动的方法，包括接收测量出的手柄在三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)，其中，这三个方向为x轴方向、y轴方向和z轴方向；根据噪音干扰门限值NT判断三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)是否为噪音干扰；在确定三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)不为噪音干扰的情况下，根据三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)分别确定手柄运动时x轴与yz平面的夹角α(i)、y轴与xz平面的夹角β(i)以及z轴与xy平面的夹角γ(i)；根据夹角α(i)、β(i)和γ(i)模拟手柄的运动。 根据本专利技术方法的一个实施例，根据噪音干扰门限值NT判断三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)是否为噪音干扰的步骤包括判断加速度值x(i)与加速度值x(i-1)之间的差值是否小于噪音干扰门限值NT；如果加速度值x(i)与加速度值x(i-1)之间的差值小于噪音干扰门限值NT，则判断加速度值y(i)与加速度值y(i-1)之间的差值是否小于噪音干扰门限值NT，否则，确定三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)相对于加速度值x(i-1)、y(i-1)和z(i-1)不为噪音干扰；如果加速度值y(i)与加速度值y(i-1)之间的差值小于噪音干扰门限值NT，则判断加速度值z(i)与加速度值z(i-1)之间的差值是否小于噪音干扰门限值NT，否则，确定三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)相对于加速度值x(i-1)、y(i-1)和z(i-1)不为噪音干扰；如果加速度值z(i)与加速度值z(i-1)之间的差值小于噪音干扰门限值NT，则确定三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)相对于加速度值x(i-1)、y(i-1)和z(i-1)为噪音干扰，否则，确定三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)相对于加速度值x(i-1)、y(i-1)和z(i-1)不为噪音干扰。 根据本专利技术方法的另一实施例，噪音干扰门限值NT介于1与5之间。 根据本专利技术方法的又一实施例，根据三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)分别确定手柄运动时x轴与yz平面的夹角α(i)、y轴与xz平面的夹角β(i)以及z轴与xy平面的夹角γ(i)的步骤包括根据 计算x轴与yz平面的夹角α(i)，其中，加速度值x(0)为x轴的加速度与yz平面的夹角为0度时的加速度值，x(m)为x轴的加速度与yz平面的夹角为90度时的加速度值，x(i)为x轴的加速度与yz平面的夹角为α(i)时的加速度值；根据 计算y轴与xz平面的夹角β(i)，其中，加速度值y(0)为y轴的加速度与xz平面的夹角为0度时的加速度值，y(m)为y轴的加速度与xz平面的夹角为90度时的加速度值，y(i)为y轴的加速度与xz平面的夹角为β(i)时的加速度值；根据 计算z轴与xy平面的夹角γ(i)，其中，加速度值z(0)为z轴的加速度与xy平面的夹角为0度时的加速度值，z(m)为z轴的加速度与xy平面的夹角为90度时的加速度值，z(i)为z轴的加速度与xy平面的夹角为γ(i)时的加速度值。 根据本专利技术方法的再一实施例，在根据三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)分别确定手柄运动时x轴与yz平面的夹角α(i)、y轴与xz平面的夹角β(i)以及z轴与xy平面的夹角γ(i)的步骤之前，该方法还包括判断三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)是否为反向加速度，如果加速度值x(i)、y(i)和z(i)中的任一个为反向加速度，则丢弃加速度值x(i)、y(i)和z(i)，否则，基于加速度值x(i)、y(i)和z(i)确定手柄的运动趋势。 本专利技术提供的模拟手柄运动的方法，相对于传统的鼠标键盘操作是一个很大的挑战，该方法可以模拟用户操作手柄的每一个动作，将这些动作反应在诸如3D游戏的角色身上。另外，通过该方法生成的虚拟动画无需更多的硬件电路就可以具有很强的真实感和较强的实时性，真正摆脱了鼠标键盘操作的束缚。 本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种模拟手柄运动的系统，能够在较低复杂度和成本的情况下具有很强的真实感和实时性。 本专利技术还提供了一种模拟手柄运动的系统，包括数据接收模块，用于接收测量出的手柄在三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)，其中，这三个方向为x轴方向、y轴方向和z轴方向；噪音干扰判断模块，用于根据噪音干扰门限值NT判断数据接收模块接收的三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)是否为噪音干扰；运动方向确定模块，用于在噪音干扰判断模块确定三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)不为噪音干扰的情况下，根据三个方向上的加速度值x(i)、y(i)和z(i)分别确定手柄运动时x轴与yz平面的夹角α(i)、y轴与xz平面的夹角β(i)以及z轴与xy平面的夹角γ(i)；运动模拟模块，用于根据运动方向确定模块确定的夹角α(i)、β(i)和γ(i)模拟手柄的运动。 根据本专利技术系统的一个实施例，噪音干扰判断模块包括x轴判断单元，用于判断加速度值x(i)与加速度值x(i-1)之间的差值是否小于噪音干扰门限值NT；y轴判断单元，用于判断加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟手柄运动的方法，其特征在于，所述方法包括：接收测量出的手柄在三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ），其中，所述三个方向为ｘ轴方向、ｙ轴方向和ｚ轴方向；根据噪音干扰门限值ＮＴ判断所述三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）是否为噪音干扰；在确定所述三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）不为噪音干扰的情况下，根据所述三个方向上的加速度值ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）和ｚ（ｉ）分别确定所述手柄运动时ｘ轴与ｙｚ平面的夹角α（ｉ）、ｙ轴与ｘｚ平面的夹角β（ｉ）以及ｚ轴与ｘｙ平面的夹角γ（ｉ）；根据所述夹角α（ｉ）、β（ｉ）和γ（ｉ）模拟所述手柄的运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李江崴，武娟，梁洁，陈戈，张路宜，韩晓梅，陈学亮，
申请(专利权)人：中国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]