一种触摸控制模块、对象控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种触摸控制模块、对象控制系统和控制方法，该系统，包括触摸控制模块、人机界面数据处理模块、信号编码发送模块和信号接受及指令响应模块；人机界面数据处理模块的输入端连接触摸控制模块，人机界面数据处理模块的输出端连接信号编码发送模块；信号编码发送模块连接信号接受及指令响应模块；触摸控制模块包括基层面板、人机界面板和触摸检测部件；触摸检测部件设置于人机界面板的上层或者设于人机界面板和基层面板之间。该对象控制系统采用触摸传感技术，能够消除虚拟现实三维空间对象和现实三维空间对象控制装置的差异，以及不同对象控制装置的差异，提高通用性并降低人们控制和学习的难度，提高机器间信息交互的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空间对象控制
，涉及一种触摸控制模块、系统及其控制方法， 尤其是一种适用于二维或三维空间对象且具有通用性人机界面的触摸控制模块及基于其 的对象控制系统和控制方法。
技术介绍
随着计算机技术的发展，为了实现人与计算机之间的信息交换获得更大的带宽， 80年代发展起来的图形用户界面(GUI)技术广泛普及，实现了从一维(文本)人机交互形 式向二维(图形)人机交互形式的过渡。随着人们对新型高效人机交互形式的追求和探索， 三维空间交互技术日益受到重视。CAD/CAM、CAI、可视化广告、艺术等众多应用领域都迫切 需要三维图形用户界面和三维空间交互技术，即使一些本身并非三维性质甚至非几何性质 的数据显示(如人事档案)也使用三维形式，以充分发挥人对三维空间的感知能力。CAD/ CAM技术的发展更是强烈而明显地显示了这种趋势，产品建模和造型便是处于一个完全的 三维图形环境，甚至从最初的概念设计直到最终的产品成形始终在这样的环境进行。而近 年兴起的可视化、多通道交互和虚拟现实技术等则可以认为是建立于三维空间交互技术的 基石出上。三维空间交互技术的研究主要包括两个方面一是三维图形显示技术，二是三维 空间控制技术。现有的计算机图形学基本解决了三维图形显示的各种技术问题；例如高性 能图形工作站，它能够满足一般应用中三维图形实时动态显示的要求。现阶段，一种基于新 型显示原理的头盔显示器等立体图形显示设备也已经研究成功。相比之下，三维空间控制 技术远比三维图形显示技术复杂和困难，有关研究工作和设备研制也更为落后。常见的三维控制装置有数据手套(Data Glove)、跟踪球(SpaceBall)、三维探 针(3D Probers)、三维鼠标器(3D Mouse)和三维操作杆(3DJoystick)等等，目前这些设 备多应用于虚拟现实系统。根据硬件配置不同，虚拟现实系统可以分为桌面系统和临境 (immersive)系统。桌面VR系统基于PC，采用CRT显示器和立体显示技术，所以也称为窗 口中的虚拟现实；控制设备采用二或六自由度鼠标器，通常应用于CAD等应用系统。临境VR 系统基于高性能工作站，利用头盔显示器和数据手套等专用设备将用户与计算机的交互活 动“封闭起来，使用户产生一种身临其境的感受，但这类系统的技术复杂性、应用范围和成 本都大不相同。人们在利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、 触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的 事物。却忽视了一个问题现实世界就是三维立体空间，所有的物体都是三维对象，现有的 三维对象操控技术将虚拟对象和实际对象区分对待，使用不同方式实现控制；即便是虚拟 三维空间和现实三维空间内部对于同类对象的控制方式也存在着差异，比如现实社会中汽 车、挖掘机、塔吊等，控制原理基本相似，都由方向盘等基本组件实现控制，但是为实现这些 不同的控制必须去学习。不同的控制方式增加学习的成本和控制的难度以及降低了机器间信息交互能力。在二维空间对象领域，计算机屏幕、电视和其他二维表面通常用于显示2D可视内 容，例如，文字页面、图像、视频等，也存在控制方式的不统一，比如电视遥控器和鼠标，虽然 实现的类似对象的控制，上年龄的人会用遥控器但是不一定会用鼠标，即技术间的隔阂增 加了学习的难度、技术运用的普及度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种触摸控制模块、对象控制 系统和控制方法，该对象控制系统采用触摸传感技术，能够消除虚拟现实三维空间对象和 现实三维空间对象控制装置的差异，以及各二维或三维空间内部不同对象控制装置的差 异，提高通用性并降低人们控制和学习的难度，提高机器间信息交互的能力。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的该种触摸控制模块，包括层叠设置的基层面板、人机界面板和触摸检测部件；所述 触摸检测部件还连接有触摸控制器；所述基层面板设于最下层；所述触摸检测部件设置于 所述人机界面板的上层，或者该触摸检测部件设于人机界面板和基层面板之间；所述人机 界面板是一设有多种功能按钮的镂空板。上述人机界面板采用镂空或半镂空方式将整个面雕刻成各种形状的镂空区，形成 凸起和槽，独立凸起通过连接块与相邻凸起连接成一体，各槽相互独立。上述人机界面板为一矩形板，在矩形板上端面的四周边框设有一直线型凸起，在 边框内于两侧和下部分别设有直线型槽，所述直线型槽的两端分别设有直线型移动区封闭 块，所述矩形板的上部是功能性按键区，在功能性按键区内排列有一列按键凸起，所述矩形 板的中部是旋转槽区域，在旋转槽区域设有多个同心环形槽。本专利技术的其中一种实施例中，上述旋转槽区域包括有形成所述同心环形槽的多个 同心圆形凸起。本专利技术的另一种实施例中，所述旋转槽区域包括有一圆环形槽，所述圆环形槽内 同心设有两个长轴相互垂直的椭圆环形槽；所述圆环形槽由两条圆形凸起构成，所述椭圆 环形槽由两条椭圆形凸起构成；所述两个椭圆环形槽的中心还同心设有一小圆形凸起。本专利技术还提出一种对象控制系统，包括触摸控制模块、人机界面数据处理模块、信 号编码发送模块和信号接受及指令响应模块；所述人机界面数据处理模块的输入端连接触 摸控制模块，所述人机界面数据处理模块的输出端连接有信号编码发送模块；所述信号编 码发送模块的输出端连接信号接受及指令响应模块；所述人机界面数据处理模块包括微处理器/微控制器和存储器；所述存储器实时 存储触摸控制模块传递出的用户当前手指的坐标数据、人机界面板的初始界面图像、功能 区分界线以及各个区域操作功能性设定；所述信号编码发送模块包括相互连接的信号编码器和数据接口单元；所述信号编 码器的输入端连接到人机界面数据处理模块的输出端；所述信号编码器根据人机界面数据 处理模块所形成的被控制对象对象操作指令完成信号的编码；所述数据接口单元通过有线 或者无线方式将信号发送出去给信号接受及指令响应模块；所述信号接受及指令响应模块包括信号接收单元和指令响应单元；所述信号接收单元通过有线或者无线方式获得信号编码发送模块的指令，并进行解码和纠错后将信号传 送给指令响应单元，所述指令响应单元根据解码后的信号实现对二维或三维对象的控制。基于以上所述的对象控制系统，本专利技术提供一种控制方法，具体包括以下步骤1)首先在所述人机界面数据处理模块中的存储器中存储人机界面板的初始界面 图像信息以及对应所述人机界面板上各功能区域所代表的设定操作信息；2)利用手指或触头在人机界面板的上点击或触摸滑动，使触摸检测部件感知当前 的手指或触头的位置，并通过触摸控制器将触摸信息转换成触点坐标传递给人机界面数据 处理模块；3)所述人机界面数据处理模块实时接收触摸控制器传递的坐标数据并存储至存 储器中，所述微处理器/微控制器将该坐标数据对比处理形成连续的操作动作，并依据该 变化动作所在的人机界面设定区域查找存储在存储器中相应的设定操作信息，将查找到的 设定操作信息翻译成被控制对象的控制指令传送给信号编码发送模块；4)所述信号编码发送模块中的信号编码器对人机界面数据处理模块传送的被控 制对象的控制指令完成信号编码后由数据接口单元通过有线或无线方式将指令信号发送 给信号接受及指令响应模块；5)所述信号接受及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸控制模块，其特征在于：包括层叠设置的基层面板（３）、人机界面板（１）和触摸检测部件（２）；所述触摸检测部件（２）还连接有触摸控制器（２１）；所述基层面板（３）设于最下层；所述触摸检测部件（２）设置于所述人机界面板（１）的上层，或者该触摸检测部件（２）设于人机界面板（１）和基层面板（３）之间；所述人机界面板（１）是一设有多种功能按钮的镂空板。

【技术特征摘要】
一种触摸控制模块，其特征在于包括层叠设置的基层面板(3)、人机界面板(1)和触摸检测部件(2)；所述触摸检测部件(2)还连接有触摸控制器(21)；所述基层面板(3)设于最下层；所述触摸检测部件(2)设置于所述人机界面板(1)的上层，或者该触摸检测部件(2)设于人机界面板(1)和基层面板(3)之间；所述人机界面板(1)是一设有多种功能按钮的镂空板。2.根据权利要求1所述的触摸控制模块，其特征在于所述人机界面板(1)采用镂 空或半镂空方式将整个面雕刻成各种形状的镂空区，形成凸起和槽，独立凸起通过连接块 (13)与相邻凸起连接成一体，各槽相互独立。3.根据权利要求1或2所述的触摸控制模块，其特征在于所述人机界面板(1)为一 矩形板，在矩形板上端面的四周边框设有一圈直线型凸起(8)，在边框内于两侧和下部分别 设有直线型槽(9)，所述直线型槽(9)的两端分别设有直线型移动区封闭块(12)，所述矩形 板的上部是功能性按键区，在功能性按键区内排列有一列按键凸起(7)，所述矩形板的中部 是旋转槽区域，在旋转槽区域设有多个同心环形槽。4.根据权利要求3所述的触摸控制模块，其特征在于所述旋转槽区域包括有形成所 述同心环形槽的多个同心圆形凸起(10)。5.根据权利要求3所述的触摸控制模块，其特征在于所述旋转槽区域包括有一圆环 形槽(11)，所述圆环形槽(11)内同心设有两个长轴相互垂直的椭圆环形槽(15)；所述圆环 形槽(11)由两条圆形凸起(10)构成，所述椭圆环形槽(15)由两条椭圆形凸起(14)构成； 所述两个椭圆环形槽(15)的中心还同心设有一小圆形凸起。6.一种对象控制系统，其特征在于包括触摸控制模块、人机界面数据处理模块、信号 编码发送模块和信号接受及指令响应模块；所述人机界面数据处理模块的输入端连接触摸 控制模块，所述人机界面数据处理模块的输出端连接有信号编码发送模块；所述信号编码 发送模块的输出端连接信号接受及指令响应模块；所述人机界面数据处理模块包括微处理器/微控制器和存储器；所述存储器实时存储 触摸控制模块传递出的用户当前手指的坐标数据、人机界面板的初始界面图...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，
申请(专利权)人：王东，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]