CN100589069C - 一种计算机控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算机控制方法及装置，属于计算机人机交互装置技术领域。本发明的方法实现了将加速度信号、角速度信号、按键操作信号精确地转换为计算机光标和键盘按键的计算机控制信号。微处理器利用短距离射频无线连接技术，使用本发明方法的按键重定义、姿态动作重定义功能，使装置实用性、便捷性更加强大。特别是装置的菜单键、点划键配合设置软件的点划模式一同使用，让演讲人员更加得心应手。本装置既可以让演讲人员离开席位，手持本装置在空中操作，与听众展开良好的肢体语言互动，也可以让有一定劳累感的演讲人员，坐在电脑旁边，直接将本装置放置于桌面移动操作。

Description

一种计算机控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种计算机控制方法及装置，属于计算机人机交互装置技术领域。

背景技术

伴随着计算机技术飞速发展，计算机周边设备在巨大的市场需求推动下，控制装置新技术、新产品日新月异。从最原始的磁带机，到后来的键盘，再到后来的键盘+鼠标+视窗，从最初的有线方式到现在的无线方式。每次都给这个领域带来了巨大的变革，让更多的人融入到计算机大世界中去。目前的控制装置主流是有线鼠标+键盘，但在某些场合，这种方式力不从心，让用户使用起来十分不方便。如新产品发布会，或多媒体教学，在这些场合中，多数采用有线鼠标键盘+计算机+投影仪的交互模式，通过有线的鼠标和键盘来操作计算机，而采用这种模式的是时候，都是要求用户不能离开计算机太远，甚至必须坐或站立在计算机的附近位置上，直接进行操作计算机键盘或鼠标，操作者使用起来十分不方便，与听众互动性很差。而此时候，如果想在投影幕上像在黑板上用粉笔一样做一些标记符号的时候，更是无法实现，必须借助于另外的设备。而现有的这些设备，有一种是借助摄像头对激光投射点的图象扑捉获取定位信息，这种方案复杂、成本高、使用前需要矫正、受射像头聚焦有效距离限制，大场合根本无法使用。另一种放式是，在投影区域边上安装红外或其它辅助定位器，该方案根本不具有便携性，定位精度更是极其差，再一就是当用户在投影区书写的时候，会遮挡很大部分的投影区域，可见这点也是非常不妥当的。特别是常规的控制装置只能满足桌面移动或空中挥动的一种应用场合，无疑也影响了操作者的操作便捷要求。微型半导体加速度传感器、角速度传感器、微处理器的出现为以上技术不足提供了必要的条件。

发明内容

本发明的目的是提出一种计算机控制装置，可以对空中挥动动作感应，也可以对桌面平移动作感应，成为一种小巧便携、操作简洁的增强型计算机控制装置。

本发明提出的计算机控制方法，包括以下步骤：

(1-1)耦合来自计算机的射频信号；

(1-2)对上述射频信号进行放大、解调和A/D转换，得到数字信号，对该数字信号进行解析，得到计算机设置信号；将来自微处理器的计算机控制信号进行打包和D/A转换，得到模拟信号，对模拟信号进行调制、放大后发送至计算机；

(1-3)产生三维加速度信号、二维角速度信号和两个转动信号；

(1-4)对上述加速度信号、角速度信号进行处理得到姿态信号、抖动信号和移动信号；

(1-5)接收来自使用者的操作信号，并根据使用者的操作信号启动激光发射器或将使用者的操作信号转换成对计算机的控制信号，并将控制信号发送至计算机；

(1-6)对上述计算机设置信号进行判断，若上述计算机设置信号中有按键非重定义，则对上述加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号和使用者操作信号中的点划键操作信号进行处理，得到计算机光标在X轴、Y轴和Z轴上的位移控制信号，并将控制信号发送至计算机；若上述计算机设置信号中有按键重定义，则对上述加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号、抖动信号、移动信号和使用者操作信号进行处理，得到鼠标或计算机控制信号，并将控制信号发送至计算机；

(1-7)对上述转动信号进行处理，得到计算机在X方向或Y方向的滚动条控制信号，将滚动条控制信号发送至计算机。

上述步骤(1-4)中，将加速度信号、角速度信号进行处理得到姿态信号、抖动信号和移动信号的过程包括：

(2-1)若在设定的时间段t4内，加速度信号在X、Y、Z轴变化小于设定值a_min1，角速度信号在X、Y轴变化小于设定值r_min1，则根据加速度信号a在X、Y、Z轴的重力加速度分量gy、gx、gz，得到姿态信号T1＝gx/(gx²+gy²)^1/2，T2＝gy/(gx²+gy²)^1/2，T3＝gz/(gz²+gy²)^1/2，T4＝gy/(gz²+gy²)^1/2；

(2-2)若在设定的时间段t8内，角速度信号r的模值|r|小于设定值r_min，加速度信号a的模值|a|减去重力加速度g小于设定值g0，且在设定的时间段t5内，加速度信号a在任意方向突然增大至设定值，在设定时间段t6内，突然减小至设定值，则得到该方向的抖动信号；

(2-3)若在设定的时间段t7内，加速度信号a的模值在任意方向的变化大于a_min，角速度信号r的模值变化小于r_min，则将加速度信号a的X轴向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，再将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到X轴移动信号Sax＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Y轴向分量ay与设定时间段tp相乘后累加，得到Y轴方向速度Vy，将Vy与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Y轴移动信号Say＝Vy*tp*f1，将加速度信号a的Z轴向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，将Vz与时间段tp和修正因子相乘，得到Z轴移动信号Saz＝Vz*tp*f1。

上述步骤(1-6)中，若计算机设置信号中有按键非重定义，则对加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号和使用者操作信号中的点划键操作信号进行处理，得到计算机光标在X轴、Y轴和Z轴上的位移控制信号的过程，包括以下步骤：

(3-1)若操作者的操作信号为点划键长按信号，则进行步骤(3-2)；若无操作者的点划键操作信号，则对上述加速度信号和角速度信号进行判断，若设定时间t1内，角速度信号在Y轴方向的变化小于设定值ry_min，加速度信号在Y轴方向的变化小于ay_min，则进行步骤(3-3)，或对上述加速度信号和角速度信号进行判断，若在设定时间t1内，角速度信号在Y轴方向的变化不小于ry_min或加速度信号在Y轴方向的变化不小于ay_min，则进行步骤(3-4)；

(3-2)将加速度信号a的Z轴方向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，当计算机设置信号中无姿态补偿时，将Vz与时间片tp和修正因子f3相乘，得到计算机光标在Z轴的位移量Sz＝Vz*tp*f3，当计算机设置信号有姿态补偿时，则将Sz除以姿态信号T3，得到计算机光标在Z轴位移Sz＝Vz*tp*f3*((gy²+gz²)^1/2/gz)；

(3-3)将加速度信号a的X轴方向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到计算机光标在X轴的位移量Sx＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Z轴方向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到计算机光标在Y轴的位移量Sy＝Vz*tp*f1；

(3-4)将加速度信号a的X轴向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，再将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Sax＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Y轴向分量ay与设定时间段tp相乘后累加，得到Y轴方向速度Vy，再将Vy与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Say＝Vy*tp*f1，将角速度信号r的X轴分量rx与设定时间段tp和修正因子f2相乘，得到Srx＝rx*tp*f2，将角速度信号r的Y轴分量ry与设定时间段tp和修正因子f2相乘，得到Sry＝ry*tp*f2，当计算机设置信号无姿态补偿时，计算机光标在X轴和Y轴的位移量为Sx＝Sax+Srx，Sy＝Say+Sry，当计算机设置信号有姿态补偿时，则根据上述姿态信号分别得到到计算机光标在X轴和Y轴的位移量Sx＝((Sax+Srx)*gy+(Say+Sry)*gx)/(gx²+gy²)^1/2，Sy＝((Sax+Srx)*gx+(Say+Sry)*gy)/(gx²+gy²)^1/2。

上述步骤(1-6)中，若计算机设置信号中有按键重定义，则对上述加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号、抖动信号和使用者操作信号进行处理，得到计算机光标或计算机控制信号的过程包括：

(4-1)若计算机设置信号为对点划键、激光灯键、多功能键Ctl、菜单键和取消键进行重定义，则根据计算机设置信号内容，将前述按键操作信号重定义为鼠标或键盘其它按键的计算机控制信号；

(4-2)若在设定的时间段t8内，角速度信号r的模值|r|小于设定值r_min，加速度信号a的模值|a|减去重力加速度g小于设定值g0，则根据上述姿态信号T1、T2、T3和T4进行判断，当T1绝对值大于设定值TT1，小于设定值TT2，且T1大于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标左移信号或键盘左方向键控制信号，若T1小于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标右移信号或键盘右方向键控制信号；当T3绝对值大于设定值TT1，小于设定值TT2，且T3大于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标上移信号或键盘上方向键控制信号，若T3小于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标下移信号或键盘下方向键控制信号；

(4-3)若计算机设置信号有抖动信号重定义，且抖动信号在X、Y、Z方向内，则根据计算机设置信号内容转换为按键PgUp、PgDn、音量+、音量-、上一曲、下一曲、Home、End、放大和缩小的计算机控制信号，若抖动信号在其它方向内，如X和Y轴的两个夹角方向等，根据计算机设置信号内容，可以定义为其它单个按键或组合键的计算机控制信号；

(4-4)若计算机设置信号有移动信号重定义，且计算机设置信号无姿态补偿，则计算机光标在X、Y、Z轴的位移量分别为：Sx＝Sax、Sy＝Say、Sz＝Saz，若计算机设置信号有姿态补偿，则根据姿态信号，分别得到计算机光标在X、Y、Z轴的位移量Sx＝(Sax*gy+Say*gx)/(gx²+gy²)^1/2、Sy＝(Sax*gx+Say*gy)/(gx²+gy²)^1/2、Sz＝Saz((gy²+gz²)^1/2/gz)。

本发明提出的计算机控制装置，包括：

天线，用于耦合来自计算机的射频信号，并将该信号发送给无线射频模块，天线与无线射频模块相连；

无线射频模块，用于接收来自天线的射频信号，对射频信号进行放大、解调和A/D转换，得到数字信号，对该数字信号进行解析，得到计算机的设置信号，并发送至微处理器，同时将来自微处理器的计算机控制信号进行打包和D/A转换，得到模拟信号，对模拟信号进行调制、放大后经天线发送至计算机，无线射频模块与微处理器相连；

加速度传感器，用于产生三维加速度信号，加速度传感器与微处理器相连；

角速度传感器，用于产生二维角速度信号，陀螺仪传感器与微处理器相连；

双滚轮传感器，用于产生两个转动信号，双滚轮传感器与微处理器相连；

激光发射器，用于接收微处理器的启动信号，产生激光束，激光发射器与微处理器相连；

按键，用于将装置使用者的操作信号发送至微处理器，按键与微处理器相连；

微处理器，用于接收来自按键的操作信号，并根据按键操作信号启动激光发射器或将操作信号转换成对计算机的控制信号，并将控制信号发送至无线射频模块；读取加速度传感器的加速度信号和角速度传感器的角速度信号，并对加速度信号和角速度信号进行处理后得到计算机在X轴、Y轴和Z轴上的位移和键盘控制信号，并将控制信号发送至无线射频模块；读取双滚轮传感器的转动信号，并对转动信号进行处理后得到计算机在X方向或Y方向的滚动条控制信号，并将该控制信号发送至无线射频模块。

上述装置中的按键，可以包括电源休眠键、取消键、X轴滚轮、菜单键、鼠标左键、点划键、鼠标中键、上翻页键、Y轴滚轮、下翻页键、鼠标右键、激光灯键、多功能键Ctrl、回车键和4个方向键。

本发明提出的计算机控制方法及装置，使用时即可以在空中挥动操作，也可以在桌面上平移操作，同时使部分键盘按键无线便捷操作，操作者很容易实现4维鼠标和键盘的上下翻页、回车、向左、向右、向下、向上、取消、清屏、键盘多功能键等操作。本发明的，装置的菜单键使操作者对设置软件的操作更加快捷，装置的点划键与设置软件配合使用，使操作者利用点划功能，让演讲更加得心应手。设置软件的重定义功能，可以使操作者根据实际场合需要，对装置按键、姿态、动作，如倾斜、移动、抖动等，进行重定义，无疑这进一步拓宽了本装置的应用场合。该计算机控制方法及装置，即可以让演讲人员离开席位，手持本装置在空中操作，与听众展开良好的肢体语言互动，也可以让有一定劳累感的演讲人员，坐在电脑旁边，直接将本装置放置于桌面移动操作。

附图说明

图1是本发明装置的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图，详细介绍本发明提出的计算机控制方法及装置的具体实现方式：

如图1所示，本发明装置中的无线射频模块，对信号进行放大、解调和A/D转换，得到数字信号，并对该信号进行解析，得到计算机设置信号，并将计算机设置信号发送给微处理器，同时将来自微处理器的计算机控制信号进行打包，再进行D/A转换，得到模拟信号，最后进行调制、放大后经天线发送至计算机；无线射频模块可以采用蓝牙技术射频模块和其它类型技术射频模块，如Cypress的wireless usb 2way等，本装置采用了无线通科技公司的TB4B蓝牙射频模块。

本发明装置的电源休眠键，当装置处于关机状态，若按下电源休眠键的操作持续时间大于3秒(定义为长按)，微处理器会立即主动维持系统电源后，再通过引脚打开无线射频模块电源后，等待接受无线射频模块的配对或连接成功报告。如果微处理器超过30秒没有接收到配对成功或者连接成功报告，微处理器关闭系统电源，装置关机。无线射频模块与计算机连接成功之后，为微处理器建立了完整的控制信号通道，微处理器进入全速工作状态。当装置处于全速运行状态下，电源休眠键向微处理器发送短按下操作信号(小于0.5秒)，微处理器向无线射频模块发送节电信号，并立即关掉自身管理的所有传感器的电源进入节电状态；电源休眠键向微处理器发送长按下操作信号(大于3秒)，微处理器立即关掉所有传感器电源，向无线射频模块发送重新连接计算机的控制指令，并在30秒内等待接收到接成功报告，再打开传感器电源，进入全速工作状态，若没有接收到连接成功报告，微处理器关闭系统电源，装置关机。电源休眠键向微处理器发送超长按下操作信号时(大于5秒)，微处理器立即向无线射频模块发送关闭射频连接指令，并关闭所有传感器电源后，关闭系统电源。

本发明装置的微处理器进入全速运行状态模式后，时时读取按键操作信号、加速度传感器的加速度信号、角速度传感器的角速度信号、计算机设置信号。若操作者的操作信号为点划键长按信号，为处理器即判断为当前操作者操作装置目的在控制光标的Z轴位移，否则，若无操作者的点划键操作信号，则对上述加速度信号和角速度信号进行判断，若设定时间t1内，角速度信号在Y轴方向的变化小于设定值ry_min，加速度信号在Y轴方向的变化小于ay_min，则微处理器判断为装置进入桌面移动工作模式，对上述加速度信号和角速度信号进行判断，若在设定时间t1内，角速度信号在Y轴方向的变化不小于ry_min或加速度信号在Y轴方向的变化不小于ay_min，则微处理器判断为装置进入空中挥动工作模式。当装置控制计算机光标Z轴的位移信号的时候，微处理器，将加速度信号a的Z轴方向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，当计算机设置信号中无姿态补偿时，将Vz与时间片tp和修正因子f3相乘，得到计算机光标在Z轴的位移量Sz＝Vz*tp*f3，当计算机设置信号有姿态补偿时，则将Sz除以姿态信号T3，得到计算机光标在Z轴位移Sz＝Vz*tp*f3*((gy²+gz²)^1/2/gz)；当装置进入桌面移动工作模式时候，微处理器将加速度信号a的X轴方向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到计算机光标在X轴的位移量Sx＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Z轴方向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到计算机光标在Y轴的位移量Sy＝Vz*tp*f1；当装置进入空中挥动工作模式的时候，微处理器将加速度信号a的X轴向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，再将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Sax＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Y轴向分量ay与设定时间段tp相乘后累加，得到Y轴方向速度Vy，再将Vy与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Say＝Vy*tp*f1，将角速度信号r的X轴分量rx与设定时间段tp和修正因子f2相乘，得到Srx＝rx*tp*f2，将角速度信号r的Y轴分量ry与设定时间段tp和修正因子f2相乘，得到Sry＝ry*tp*f2，当计算机设置信号无姿态补偿时，计算机光标在X轴和Y轴的位移量为Sx＝Sax+Srx，Sy＝Say+Sry，当计算机设置信号有姿态补偿时，则根据上述姿态信号分别得到到计算机光标在X轴和Y轴的位移量Sx＝((Sax+Srx)*gy+(Say+Sry)*gx)/(gx²+gy²)^1/2，Sy＝((Sax+Srx)*gx+(Say+Sry)*gy)/(gx²+gy²)^1/2。装置内的加速度传感器和角速度传感器，可以通过单颗多轴或多颗单轴的形式，以便灵活选择多家生产商的器件，本装置陀螺仪采用的是IS的IDG300和ST的LIS301。

本发明装置的双滚轮传感器，当X方向轴滚轮转动的时候，X轴滚轮传感器向微处理器发送X方向滚动信号，微处理器将X方向滚动传感器的滚动信号转换成计算机的X方向的滚动条控制信号，并发送给无线射频模块。微处理器同样时时读取Y方向的滚动传感器发送来的Y方向滚轮滚动信号，同样转换为计算机的Y方向的滚动条控制信号。本装置滚轮编码器采用的是阿而卑斯公司的EC05。

本发明装置的激光灯键按下时候，如果计算机设置激光灯键为触发态，且激光灯键按下的操作信号持续在0.5秒以内，微处理器通过引脚向激光发射器发送启动信号，激光发射器点亮工作，微处理器再次读取到激光灯键发送按下的操作信号小于0.5秒后，立即关闭激光发射器，周而复始；如果计算机设置激光灯灯为常规态，则若微处理器若读取到激光灯键按下的操作信号的时候，启动激光发射器，否则关闭激光发射器。

本发明装置的点划键按下的时候，且发现单击的操作信号持续在0.5秒以内，微处理器立即向无线射频模块发送点划计算机控制信号，无线模块立即转发至计算机，计算机系统立即启动设置软件的点划模式，即将当前显示器上显示的所有内容存储起来，并不作任何修改地、无任何窗口框等作最大化显示(显示器显示内容与进入点划模式前瞬间内容基本无差异)于桌面最顶层(以下称为点划面)。点划键再次按下操作时，再次向微处理器发送点划键单击操作信号，微处理器立即向无线模块发送退出点划模式的计算机控制信号。

本发明装置与设置软件进入点划模式后，当本发明装置的鼠标左键持续按下，向微处理器发送鼠标左键按下操作信号，微处理器立即向无线射频模块发送鼠标左键按下的计算机控制信号，设置软件接到计算机系统的左键按下的控制信号后，就会在上述的点划面上鼠标经过的地方逐点连线作画痕笔迹，操作者可以作出如波浪线、圈号、打叉等等各种标记。装置鼠标左键抬起后，设置软件会立即接收到鼠标左键抬起的控制信号，设置软件在点划面上停止画痕笔迹操作。装置鼠标右键单击后，鼠标右键向微处理器发送鼠标右键抬起操作信号，微处理器立即向无线射频模块发送鼠标右键抬起的计算机控制信号，设置软件立即清除点划面上最近一次的画线。装置鼠标右键双击后，鼠标右键向微处理器发送鼠标右键双击操作信号，微处理器立即向无线射频模块发送鼠标右键双击的计算机控制信号，设置软件立即清除点划面所有的画线。装置点划键双击操作后，点划键向微处理器发送点划键双击操作信号，微处理器立即想无线射频模块立即向设置软件发送点划键双击控制信号，设置软件立即弹出将当前点划面显示的内容作文件保存对的话框，同时将该文件添加到点划面浏览列表。装置的上翻页键PgUp或下翻页键PgDn操作后，按键向微处理器发送上或下翻页控制信号，微处理器立即向计算机发送上或下翻页控制信号，设置软件接到系统的该控制信号后，立即改变为显示点划面浏览列表的上或下一个文件。持续(大于1秒)按下装置的点划键的操作，会向微处理器发送点划键持续按下的操作信号，处理器会立即强制光标X和Y轴移动0，并且根据权利要求3步骤3-2的方法处理加速度传感器的Z轴加速度信号，计算出光标移动控制信号的Z轴位移计算机控制信号，发送至无线射频模块，同时可利用设置软件的重定义功能将Z轴位移转换为某软件需要的如放大或缩小等其它计算机控制信号。

本发明装置的菜单键按下的操作，微处理器会向无线射频模块发送菜单键按下的操作信号，无线射频模块向计算机发送设置软件主浮动菜单打开控制信号，计算机系统立即打开设置软件主浮动菜单；如果之前设置软件菜单已经打开，设置软件会立即将设置软件主浮动菜单隐身。

本发明装置中的取消键、鼠标左键、鼠标中键、上翻页键PgUp、下翻页键PgDn、鼠标右键、多功能键CTL、回车键、4个方向键，这些按键按下后，会向微处理器发送对应的键盘或鼠标按键操作信号，微处理器会立即向无线射频模块发送对应的计算机按键控制信号。通过设置软件还可以对上述的各个按键进行重定义。

本发明装置的菜单键按下的操作或计算机鼠标双击设置软件的启动快捷启动设置软件后，系统会在桌面最顶部显示设置软件的主浮动菜单，在设置软件的主浮动菜单内，可以实现诸多设置功能功能。通过该设置软件的主浮动菜单，可以设置点划面的的画线粗细、颜色、录制、播放工具、点划面浏览文件顺序、装置按键、姿态、动作重定义、左右手习惯等设置，还可以观察到装置电量各种状态，如电量等。

设置软件启动后，本装置鼠标左键点击浮动设置软件的浮动菜单条中的设置项，装置鼠标左键再点击弹出的菜单中的按键和动作重定义项，系统弹出按键和动作重定义设置对话框，内有诸多选项。可以分别选择标准定义、左右手习惯、装置按键重定义、姿态动作重定义等选择项，分别点击，然后在弹出对话框内进行设定。设置完毕后，确定保存，设置软件会将设置的信息保存为计算机设置信号，并发送给装置，装置内的微处理器接收到计算机设置信号后，立即按计算机设置信号内容改变按键或动作的定义。

设置软件启动后，装置鼠标左键点击按键重定义选择项后，其右侧的按键键重定义按钮变为可激活状态，装置左键点击该按钮，在弹出按键键重定义对话框，在此对话框内每个按键名称对应右侧的编辑框编辑或下拉列表中选择，对点划键、激光灯键、多功能键Ctl、菜单键、取消键的操作信号意义进行重定义。姿态动作重定义，装置鼠标左键点击姿态动作重定义选择项后，其右侧的动作重定义按钮变为可激活状态，装置鼠标左键点击该按钮，在弹出的姿态动作重定义对话框内，对各个姿态和动作名称对应后面的编辑框编辑或下拉列表中选择，对装置的各个姿态、抖动、移动动作进行重定义，包括：装置左、右、前、后倾斜姿态，重定义为计算机光标左、右、上、下移动、键盘左、右、上、下方向键或任意键盘单键和组合键；装置的向左、向右、向前、向后、向上、向下、向左上、向左下、向右上、向右下、向左前、向左后、向右前、向右后等各方向抖动动作，重定义为键盘的上翻页、下翻页键或任意键盘单键或组合键；装置左、右、前、后、上、移动动作，重定义为计算机X、Y、Z轴光标的左、右、上、下、前、后移动或其它任意键盘单键或组合键。当装置感应到以上的各种动作后，会立即将重定义的计算机控制信号发送至无线射频模块。

Claims (6)

1、一种计算机控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1-1)耦合来自计算机的射频信号；

(1-2)对上述射频信号进行放大、解调和A/D转换，得到数字信号，对该数字信号进行解析，得到计算机设置信号；将来自微处理器的计算机控制信号进行打包和D/A转换，得到模拟信号，对模拟信号进行调制、放大后发送至计算机；

(1-3)产生三维加速度信号、二维角速度信号和两个转动信号；

(1-4)对上述加速度信号、角速度信号进行处理得到姿态信号、抖动信号和移动信号；

(1-5)接收来自使用者的操作信号，并根据使用者的操作信号启动激光发射器或将使用者的操作信号转换成对计算机的控制信号，并将控制信号发送至计算机；

(1-6)对上述计算机设置信号进行判断，若上述计算机设置信号有按键非重定义，则对上述加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号和使用者操作信号中的点划键操作信号进行处理，得到计算机光标在X轴、Y轴和Z轴上的位移控制信号，并将控制信号发送至计算机；若上述计算机设置信号有按键重定义，则对上述加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号、抖动信号、移动信号和使用者操作信号进行处理，得到鼠标或计算机控制信号，并将控制信号发送至计算机，其中所述的按键为启动休眠键、取消键、X轴滚轮、菜单键、鼠标左键、点划键、鼠标中键、上翻页键、Y轴滚轮、下翻页键、鼠标右键、激光灯键、多功能键Ctrl、回车键和4个方向键；

(1-7)对上述转动信号进行处理，得到计算机在X方向或Y方向的滚动条控制信号，将滚动条控制信号发送至计算机。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1-4)中所述的将加速度信号、角速度信号进行处理得到姿态信号、抖动信号和移动信号的过程包括：

(2-1)若在设定的时间段t4内，加速度信号在X、Y、Z轴变化小于设定值a_min1，角速度信号在X、Y轴变化小于设定值r_min1，则根据加速度信号a在X、Y、Z轴的重力加速度分量gy、gx、gz，得到姿态信号T1＝gx/(gx²+gy²)^1/2，T2＝gy/(gx²+gy²)^1/2，T3＝gz/(gz²+gy²)^1/2，T4＝gy/(gz²+gy²)^1/2；

(2-2)若在设定的时间段t8内，角速度信号r的模值|r|小于设定值r_min，加速度信号a的模值|a|减去重力加速度g小于设定值g0，且在设定的时间段t5内，加速度信号a在任意方向突然增大至设定值，在设定时间段t6内，突然减小至设定值，则得到该方向的抖动信号；

(2-3)若在设定的时间段t7内，加速度信号a的模值在任意方向的变化大于a_min，角速度信号r的模值变化小于r_min，则将加速度信号a的X轴向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，再将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到X轴移动信号Sax＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Y轴向分量ay与设定时间段tp相乘后累加，得到Y轴方向速度Vy，将Vy与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Y轴移动信号Say＝Vy*tp*f1，将加速度信号a的Z轴向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，将Vz与时间段tp和修正因子相乘，得到Z轴移动信号Saz＝Vz*tp*f1。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1-6)中所述的，若计算机设置信号有按键非重定义，则对加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号和使用者操作信号中的点划键操作信号进行处理，得到计算机光标在X轴、Y轴和Z轴上的位移控制信号的过程，包括以下步骤：

(3-1)若操作者的操作信号为点划键长按信号，则进行步骤(3-2)；若无操作者的点划键操作信号，则对上述加速度信号和角速度信号进行判断，若设定时间t1内，角速度信号在Y轴方向的变化小于设定值ry_min，加速度信号在Y轴方向的变化小于ay_min，则进行步骤(3-3)，或对上述加速度信号和角速度信号进行判断，若在设定时间t1内，角速度信号在Y轴方向的变化不小于ry_min或加速度信号在Y轴方向的变化不小于ay_min，则进行步骤(3-4)；

(3-2)将加速度信号a的Z轴方向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，当计算机设置信号无姿态补偿时，将Vz与时间片tp和修正因子f3相乘，得到计算机光标在Z轴的位移量Sz＝Vz*tp*f3，当计算机设置信号有姿态补偿时，则将Sz除以姿态信号T3，得到计算机光标在Z轴位移Sz＝Vz*tp*f3*((gy²+gz²)^1/2/gz)；

(3-3)将加速度信号a的X轴方向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到计算机光标在X轴的位移量Sx＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Z轴方向分量az与设定时间段tp相乘后累加，得到Z轴方向速度Vz，将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到计算机光标在Y轴的位移量Sy＝Vz*tp*f1；

(3-4)将加速度信号a的X轴向分量ax与设定时间段tp相乘后累加，得到X轴方向速度Vx，再将Vx与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Sax＝Vx*tp*f1，将加速度信号a的Y轴向分量ay与设定时间段tp相乘后累加，得到Y轴方向速度Vy，再将Vy与设定时间段tp和修正因子f1相乘，得到Say＝Vy*tp*f1，将角速度信号r的X轴分量rx与设定时间段tp和修正因子f2相乘，得到Srx＝rx*tp*f2，将角速度信号r的Y轴分量ry与设定时间段tp和修正因子f2相乘，得到Sry＝ry*tp*f2，当计算机设置信号无姿态补偿时，计算机光标在X轴和Y轴的位移量为Sx＝Sax+Srx，Sy＝Say+Sry，当计算机设置信号有姿态补偿时，则根据上述姿态信号分别得到到计算机光标在X轴和Y轴的位移量Sx＝((Sax+Srx)*gy+(Say+Sry)*gx)/(gx²+gy²)^1/2，Sy＝((Sax+Srx)*gx+(Say+Sry)*gy)/(gx²+gy²)^1/2。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(1-6)中，若计算机设置信号有按键重定义，则对上述加速度信号、角速度信号、计算机设置信号、姿态信号、抖动信号和使用者操作信号进行处理，得到计算机光标或计算机控制信号的过程包括：

(4-1)若计算机设置信号为对点划键、激光灯键、多功能键Ctl、菜单键和取消键进行重定义，则根据计算机设置信号内容，将前述按键操作信号重定义为鼠标或键盘其它按键的计算机控制信号；

(4-2)若在设定的时间段t8内，角速度信号r的模值|r|小于设定值r_min，加速度信号a的模值|a|减去重力加速度g小于设定值g0，则根据上述姿态信号T1、T2、T3和T4进行判断，当T1绝对值大于设定值TT1，小于设定值TT2，且T1大于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标左移信号或键盘左方向键控制信号，若T1小于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标右移信号或键盘右方向键控制信号；当T3绝对值大于设定值TT1，小于设定值TT2，且T3大于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标上移信号或键盘上方向键控制信号，若T3小于0，则根据计算机设置信号内容，转换为计算机光标下移信号或键盘下方向键控制信号；

(4-3)若计算机设置信号有抖动信号重定义，且抖动信号在X、Y、Z方向内，则根据计算机设置信号内容转换为按键PgUp、PgDn、音量+、音量-、上一曲、下一曲、Home、End、放大和缩小的计算机控制信号，若抖动信号在其它方向内，如X和Y轴的两个夹角方向等，根据计算机设置信号内容，可以定义为其它单个按键或组合键的计算机控制信号；

(4-4)若计算机设置信号有移动信号重定义，且计算机设置信号无姿态补偿，则计算机光标在X、Y、Z轴的位移量分别为：Sx＝Sax、Sy＝Say、Sz＝Saz，若计算机设置信号有姿态补偿，则根据姿态信号，分别得到计算机光标在X、Y、Z轴的位移量Sx＝(Sax*gy+Say*gx)/(gx²+gy²)^1/2、Sy＝(Sax*gx+Say*gy)/(gx²+gy²)^1/2、Sz＝Saz((gy²+gz²)^1/2/gz)。

5、一种计算机控制装置，其特征在于该装置包括：

天线，用于耦合来自计算机的射频信号，并将该信号发送给无线射频模块，天线与无线射频模块相连；

无线射频模块，用于接收来自天线的射频信号，对射频信号进行放大、解调和A/D转换，得到数字信号，对该数字信号进行解析，得到计算机的设置信号，并发送至微处理器，同时将来自微处理器的计算机控制信号进行打包和D/A转换，得到模拟信号，对模拟信号进行调制、放大后经天线发送至计算机，无线射频模块与微处理器相连；

加速度传感器，用于产生三维加速度信号，加速度传感器与微处理器相连；

角速度传感器，用于产生二维角速度信号，陀螺仪传感器与微处理器相连；

双滚轮传感器，用于产生两个转动信号，双滚轮传感器与微处理器相连；

激光发射器，用于接收微处理器的启动信号，产生激光束，激光发射器与微处理器相连；

按键，用于将装置使用者的操作信号发送至微处理器，按键与微处理器相连；

微处理器，用于接收来自按键的操作信号，并根据按键操作信号启动激光发射器或将操作信号转换成对计算机的控制信号，并将控制信号发送至无线射频模块；读取加速度传感器的加速度信号和角速度传感器的角速度信号，并对加速度信号和角速度信号进行处理后得到计算机在X轴、Y轴和Z轴上的位移和键盘控制信号，并将控制信号发送至无线射频模块；读取双滚轮传感器的转动信号，并对转动信号进行处理后得到计算机在X方向或Y方向的滚动条控制信号，并将该控制信号发送至无线射频模块。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于其中所述的按键包括启动休眠键、取消键、X轴滚轮、菜单键、鼠标左键、点划键、鼠标中键、上翻页键、Y轴滚轮、下翻页键、鼠标右键、激光灯键、多功能键Ctrl、回车键和4个方向键。

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