CN103186256A - 人机互动系统 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种人机互动系统和方法。其中的系统包括：裸眼3D设备和至少一个体感控制装置。体感控制装置包括：体感控制器基材；第一无线接口模块，用于向裸眼3D设备发送无线信号；重力加速度传感器，用于采集重力加速度传感信号；控制模块，用于接收重力加速度传感器输出的重力加速度传感信号，并通过第一无线接口模块向裸眼3D设备发送该传感信号；以及电源模块。裸眼3D设备包括：裸眼3D屏幕，用于实现裸眼3D效果，第二无线接口模块，用于接收体感控制装置发送来的无线信号；信号处理模块，用于将第二无线接口模块接收的无线信号转换为控制命令；执行模块，用于执行该控制命令。上述技术方案能够提高人机互动技术的实现多样性，从而有效提高了用户的参与积极性。

Description

人机互动系统

技术领域

本发明涉及体感技术，特别是涉及一种能够增强互动性的人机互动系统和方法。

背景技术

人机互动技术如体感游戏等由于其兼有健身和娱乐的目的而倍受人们的喜爱。目前现有的人机互动技术如体感游戏等通常是通过计算机和体感控制装置来实现或者是通过电视机、机顶盒以及体感控制装置来实现。体感控制装置如游戏手柄等，体感控制装置通常会被用户单手或者双手握于手中，并进行操作。

现有的体感控制装置的形状通常会设计的便于被用户握持，如设计为带有曲线形状的结构等。

发明人在实现本发明过程中发现：人机互动技术如体感游戏的种类繁多，而有的人机互动体感游戏并不适合使用现有的被握持于手中的体感控制装置来实现，一个具体的例子，现有的乐队指挥体感游戏、投掷标枪体感游戏以及跑步体感游戏等不适合使用现有的被握持于手中的体感控制装置来实现。另外，裸眼3D设备的普及程度日渐广泛，利用裸眼3D设备来实现人机互动也是一个潜在的市场需求。

有鉴于上述现有的人机互动技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的人机互动系统和方法，能够克服现有的人机互动技术存在的缺陷，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的人机互动技术存在的缺陷，而提供一种新的人机互动系统和方法，所要解决的技术问题是，提高人机互动实现方式的多样性，从而提高用户的参与积极性，非常适于实用。

本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种人机互动系统，包括：(与独立权利要求1相同)。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的人机互动系统，其中(与从属权利要求相同)。

借由上述技术方案，本发明的人机互动系统和方法至少具有下列优点及有益效果：本发明将重力加速度传感器、第一无线接口模块以及控制模块布设在体感控制器基材上；本发明通过在裸眼3D设备中设置信号处理模块，使裸眼3D设备可以将体感控制器装置传输来的信号转换为控制命令，裸眼3D设备通过执行该控制命令，实现了人机互动；从而使人机互动可以基于裸眼3D设备和体感控制器装置实现，提高了裸眼3D效果的视觉冲击。

综上所述，本发明能够提高了裸眼3D效果的视觉冲击，从而提高用户参与积极性。本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的人机互动系统示意图；

图2为本发明的人机互动方法流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的人机互动系统和方法其具体实施方式、结构、特征、步骤及其功效，详细说明如后。

实施例一、人机互动系统。该系统的具体结构如图1所示。

图1示出的人机互动系统包括：一个体感控制器装置1和一个裸眼3D设备2。在实际应用中，该系统可以包括多个体感控制器装置1，也就是说，用户可以使用多个体感控制器装置1与裸眼3D设备2进行人机互动。

图1中的体感控制器装置1具体包括：体感控制基材11、第一无线接口模块12、重力加速度传感器13、控制模块14、以及电源模块15。图1中的裸眼3D设备2具体包括：第二无线接口模块21、信号处理模块22以及执行模块23。另外，上述体感控制器装置1还可以包括：陀螺仪、地磁传感器以及发光模块中的至少一个。

体感控制基材11可以握在手中。体感控制基材11的外在形状可以为任意形状(如手柄)等。本发明不限制体感控制基材11所表现出的具体形状。

体感控制基材11的主要作用在于承载其它元件，并将其它元件环嵌在体感设备中。体感控制基材11可以采用现有的多种材料制成，如利用软质材料或者硬质材料制成。软质材料如橡胶或者棉布或者弹性塑料等。硬质材料如金属或者树脂等。体感控制基材11可以为透明材质，也可以为非透明材质。

上述体感控制基材11中可以设置有容置空间，如体感控制基材11为内部设有空穴的中空指环。该容置空间主要用于容置第一无线接口模块12、重力加速度传感器13、控制模块14、电源模块15、陀螺仪、地磁传感器以及发光模块中的至少一个，这样，在体感控制基材11的外部不会很轻易地触碰到被封装于其中的各元件。另外，上述第一无线接口模块12、重力加速度传感器13、控制模块14、电源模块15、陀螺仪、地磁传感器以及发光模块中的至少一个也可以设置在体感控制基材11的内表面或外表面，这样，在体感控制基材11的外部可以较容易的触碰到设置在内表面或者外表面上设置的元件。

第一无线接口模块12设置于体感控制基材11上，例如，设置于体感控制基材11的容置空间中。第一无线接口模块12与控制模块14以及电源模块15分别连接，第一无线接口模块12可以通过控制模块14与重力加速度传感器13、陀螺仪以及地磁传感器分别连接。

第一无线接口模块12主要用于与裸眼3D设备2建立无线连接，并与裸眼3D设备2进行信息交互，即控制模块14通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送无线信号，并通过第一无线接口模块12接收裸眼3D设备2发送来的无线信号。例如，控制模块14通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送重力加速度传感器13采集到的重力加速度传感信号等。

从无线传输技术类型上划分，第一无线接口模块12具体可以为：蓝牙(Bluetooth)模块、2.4GHz无线模块、Wi-Fi(无线高保真)模块、以及红外模块等中的任意一种或者多种。本发明不限制第一无线接口模块12的具体表现形式。

重力加速度传感器13设置于体感控制基材11上，例如，设置于体感控制基材11的容置空间中。重力加速度传感器13与控制模块14和电源模块15分别连接，重力加速度传感器13还可以通过控制模块14与第一无线接口模块12连接。

重力加速度传感器13主要用于产生重力加速度传感信号。该重力加速度传感信号通过控制模块14及第一无线接口模块12传输至裸眼3D设备2。例如，重力加速度传感信号可以先由控制模块14进行处理，之后，再由控制模块14将处理后的信号通过第一无线接口模块12发送出去。

控制模块14设置于体感控制基材11上，例如设置于体感控制基材11的容置空间中。控制模块14与第一无线接口模块12、重力加速度传感器13以及电源模块15分别连接。控制模块14还可以与陀螺仪及地磁传感器分别连接。

控制模块14主要用于接收重力加速度传感器13输出的重力加速度传感信号，并将该传感信号通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送。控制模块14可以在对其接收到的传感信号进行必要的处理(如格式转换打包等)后通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送。

控制模块14还可以接收陀螺仪输出的采集信号，并将该采集信号通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送。控制模块14可以在对其接收到的采集信号进行必要的处理(如格式转换打包等)后通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备发送。

控制模块14还可以接收地磁传感器输出的磁场矢量信息，并将该磁场矢量信息通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送。控制模块14可以对其接收到的磁场矢量信息进行必要的处理(如格式转换打包等)后通过第一无线接口模块12向裸眼3D设备2发送。

控制模块14在通过第一无线接口模块12接收到裸眼3D设备2传输来的无线信号后，可以对其接收到的信息进行解析，以便于对发光模块是否发光进行控制。控制模块14可以采用现有的解析技术进行信息解析，本发明不限制控制模块14所采用的具体解析方式。

电源模块15设置于体感控制基材11上，例如，设置于体感控制基材11的容置空间中。电源模块15可以通过电源线为第一无线接口模块12、重力加速度传感器13和控制模块14分别提供电力能源。该电源模块15还可以通过电源线为陀螺仪、地磁传感器以及发光模块分别提供电力能源。

电源模块15具体可以包括纽扣电池(即扣子式电池)，该纽扣电池可以为具有充电特性的纽扣电池，也可以是不具有充电特性的纽扣电池。

陀螺仪设置于体感控制基材11上，例如，设置于体感控制基材11的容置空间中。陀螺仪与控制模块14和电源模块15分别连接。陀螺仪即角运动检测装置。陀螺仪主要用于产生采集数据。陀螺仪可以将其感知到的角速度的变化转换为电信号，从而产生采集数据。陀螺仪产生的采集数据可以通过控制模块14和第一无线接口模块12传输至裸眼3D设备2。例如，陀螺仪产生的采集数据可以先由控制模块14进行处理，之后，再由控制模块14将处理后的信号通过第一无线接口模块12发送出去。

地磁传感器设置于体感控制基材11上，例如设置于体感控制基材11的容置空间中。地磁传感器与控制模块14和电源模块15分别连接。地磁传感器主要用于采集方向参数，也即磁场矢量信息。裸眼3D设备2可以利用地磁传感器采集到的磁场矢量信息对重力加速度传感器和陀螺仪采集的数据进行位置校正。地磁传感器采集到的磁场矢量信息可以通过控制模块14和第一无线接口模块12传输至裸眼3D设备2。一个具体的例子，地磁传感器采集到的磁场矢量信息可以先由控制模块14进行处理，之后，再由控制模块14将处理后的信号通过第一无线接口模块12发送出去。

发光模块设置于体感控制基材11上，例如设置于体感控制基材11的容置空间中。发光模块与控制模块14和电源模块15分别连接。发光模块主要用于产生光源。发光模块可以在控制模块14的控制下发光，例如，控制模块14控制发光模块常亮；再例如，控制模块14根据裸眼3D设备2传输来的信号控制发光模块闪烁等。发光模块可以包括LED灯等。

第二无线接口模块21与信号处理模块22连接。第二无线接口模块21主要用于与体感控制器装置1建立无线连接，并与体感控制器装置1进行信息交互，即裸眼3D设备2通过第二无线接口模块21向体感控制器装置1发送无线信号，并通过第二无线接口模块21接收体感控制器装置1发送来的无线信号。第二无线接口模块21接收到的体感控制器装置1发送来的无线信号如重力加速度传感信号、基于陀螺仪的采集信号以及磁场矢量信息等。

从无线传输技术类型上划分，第二无线接口模块21具体可以为：蓝牙(Bluetooth)模块、2.4GHz无线模块、Wi-Fi(无线高保真)模块、以及红外模块等中的任意一种或者多种。本发明不限制第二无线接口模块21的具体表现形式。另外，第二无线接口模块21与第一无线接口模块12的接口类型应相同。

信号处理模块22与第二无线接口模块21和执行模块23分别连接。信号处理模块22主要用于将第二无线接口模块21接收到的无线信号转换为控制命令，并将该控制命令提供给执行模块23。这里的控制命令如体感游戏控制命令或者裸眼3D设备2的功能管理控制命令或者裸眼3D设备2的文件管理控制命令等。

一个具体的例子，在信号处理模块22接收到的无线信号包括重力加速度传感器12采集到的重力加速度传感信号、基于陀螺仪的采集信号以及基于地磁传感器采集到的磁场矢量信息的情况下，信号处理模块22利用磁场矢量信息对基于重力加速度传感信号和基于陀螺仪的采集信号获得的位置信息进行位置校正，以消除重力加速度传感器和陀螺仪的误差积累以及位置漂移。该校正后的位置信息可以转换为控制命令提供给执行模块23。本发明中的信号处理模块22可以采用现有的技术对重力加速度传感信号和陀螺仪采集的数据进行位置校正处理，本发明不限制信号处理模块22进行位置校正处理的具体实现过程。

信号处理模块22提供给执行模块23的基于校正后的位置信息转换成的控制命令可以使用于后续的多种应用中，如应用在空中鼠标技术中，可以使裸眼3D设备2上显示的鼠标灵活且可操作性强。再例如，使用在体感游戏中，可以使裸眼3D设备2能够支持类型更加丰富的体感游戏。

另外，信号处理模块22还可以通过第二无线接口模块21向体感控制器装置1发送光源控制信号，以控制体感控制器装置1的发光模块是否发光。

执行模块23与信号处理模块22连接。执行模块23主要用于执行信号处理模块22传输来的控制命令。这里的控制命令如上/下翻页控制命令或者向前行进的游戏控制命令或者向后退的游戏控制命令等等。本发明不限制控制命令的具体表现形式。

上述描述是以人机互动系统包括一个体感控制器装置1为例进行说明的，如果人机互动系统包括多个体感控制器装置1，则裸眼3D设备2的信号处理模块22可以根据体感控制器装置1发送来的信号中携带的相应信息识别出该信号是哪个体感控制器装置1发送来的，从而信号处理模块22可以根据多个体感控制器装置1发送来的信号更加准确的确定出体感设备的操控，以便于转换为更加准确的控制命令。

实施例二、人机互动方法。

本实施例的人机互动方法的大致流程如图2所示。图2示出的人机互动方法包括如下步骤：

S200、至少一个体感控制器装置采集重力加速度传感信号。

如果体感控制器装置中设置有陀螺仪，则体感控制器装置还可以获取到基于陀螺仪的采集信号。

如果体感控制器装置中设置有地磁传感器，则体感控制器装置还可以获取到方向参数。

S210、体感控制器装置通过无线方式向裸眼3D设备发送重力加速度传感信号。

具体的，体感控制器装置可以通过蓝牙、2.4GHz、Wi-Fi以及红外等方式向裸眼3D设备发送重力加速度传感信号。

另外，在体感控制器装置获取到基于陀螺仪的采集信号和/或基于地磁传感器的方向参数的情况下，体感控制器装置还可以通过无线方式向裸眼3D设备发送基于陀螺仪的采集信号和/或基于地磁传感器的方向参数。本发明不限制体感控制器装置向裸眼3D设备发送无线信号所采用的具体协议以及消息格式等。

S220、裸眼3D设备将接收到的重力加速度传感信号转换为控制命令。

具体的，裸眼3D设备可以采用现有的算法将重力加速度传感信号转换为控制命令，且该控制命令可以为现有的多种形式的控制命令，例如，体感游戏控制命令、裸眼3D设备的功能管理控制命令、或者裸眼3D设备的文件管理控制命令等。在裸眼3D设备接收到多个体感控制器装置传输来的重力加速度传感信号的情况下，裸眼3D设备可以根据其接收到的传感信号确定出每个体感控制器装置的位置，从而裸眼3D设备可以转换出与用户的手势位置更加相符的控制命令。

另外，裸眼3D设备可以结合重力加速度传感信号和基于陀螺仪的采集信号来进行控制命令的转换操作。结合重力加速度传感信号和基于陀螺仪的采集信号来进行控制命令的转换操作可以使裸眼3D设备更加准确的确定出体感控制器装置的位置，从而裸眼3D设备可以转换出与体感控制器操控位置更加相符的控制命令。

还有，裸眼3D设备可以利用其接收到的方向参数对重力加速度传感信号和采集信号进行位置校正处理，以消除重力加速度传感器和陀螺仪的误差积累以及位置漂移，之后，裸眼3D设备将该校正后的位置信息转换为控制命令。本发明中的裸眼3D设备可以采用现有的技术对重力加速度传感信号和陀螺仪采集的数据进行位置校正处理，本发明不限制裸眼3D设备进行位置校正处理的具体实现过程。

S230、裸眼3D设备执行该控制命令。

具体的，裸眼3D设备执行的控制命令如上/下翻页控制命令或者向前行进的游戏控制命令或者向后退的游戏控制命令等等。本发明不限制裸眼3D设备执行控制命令的具体实现方式。

在上述实施例二中，裸眼3D设备还可以向体感控制器装置发送发光控制命令，例如，裸眼3D设备可以根据体感游戏的需要向体感控制器装置发送发光控制命令，以控制体感控制器装置中的内部发光源的发光。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种人机互动系统，其特征在于，所述系统包括：裸眼3D设备和至少一个体感控制装置；

所述体感控制装置包括：

体感控制器基材；

第一无线接口模块，设置于所述体感控制器基材上，用于向所述裸眼3D设备发送无线信号；

重力加速度传感器，设置于所述指环体感控制器基材上，用于采集重力加速度传感信号，并输出；

控制模块，设置于所述体感控制器基材上，用于接收重力加速度传感器输出的重力加速度传感信号，并通过所述第一无线接口模块向所述裸眼3D设备发送所述重力加速度传感信号；

电源模块，设置于所述体感控制器基材上，用于为第一无线接口模块、重力加速度传感器以及控制模块提供电力能源；

所述裸眼3D设备包括：

第二无线接口模块，用于接收所述体感控制装置发送的无线信号；

信号处理模块，用于将所述第二无线接口模块接收到的无线信号转换为控制命令，并输出；

执行模块，用于执行所述信号处理模块输出的控制命令。

2.如权利要求1所述的人机互动系统，其特征在于，所述体感控制装置包含有容置空间，所述第一无线接口模块、重力加速度传感器、控制模块以及电源模块设置于所述容置空间中。

3.如权利要求1所述的人机互动系统，其特征在于，所述第一无线接口模块和第二无线接口模块包括：蓝牙模块、2.4GHz无线模块、WIFI、和/或者红外模块。

4.如权利要求1所述的人机互动系统，其特征在于，所述装置还包括：

陀螺仪，与所述控制模块和所述电源模块连接，用于产生采集信号；

且所述信号处理模块对接收到的重力加速度传感信号和采集信号进行处理，以产生控制命令。

5.如权利要求4所述的人机互动系统，其特征在于，所述装置还包括：

地磁传感器，与所述控制模块和电源模块连接，用于产生方向参数；

且所述信号处理模块利用所述方向参数对所述重力加速度传感信号和采集信号进行位置校正处理，并根据位置校正后的位置信息产生控制命令。

6.如权利要求1所述的人机互动系统，其特征在于，所述装置还包括：

发光模块，与所述控制模块和所述电源模块连接；

所述控制模块还用于控制发光模块的发光。

7.一种人机互动方法，其特征在于，所述方法包括：

体感控制器装置采集重力加速度传感信号；

体感控制器装置通过无线方式向裸眼3D设备发送重力加速度传感信号；

所述裸眼3D设备将接收到的重力加速度传感信号转换为控制命令；

所述裸眼3D设备执行该控制命令。

8.如权利要求7所述的人机互动方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述体感控制器装置将其采集到的来自陀螺仪的动作信号通过无线方式向所述裸眼3D设备发送；

且所述裸眼3D设备对接收到的动作信号进行处理，以产生控制命令。

9.如权利要求8所述的人机互动方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述体感控制器装置将其采集到的基于地磁传感器的方向参数通过无线方式向所述裸眼3D设备发送；

且所述裸眼3D设备利用所述方向参数对所述重力加速度传感信号和采集信号进行位置校正处理，并根据位置校正后的位置信息产生控制命令。

10.如权利要求7或8或9所述的人机互动方法，其特征在于，所述方法还包括：所述裸眼3D设备向所述体感控制器装置发送发光控制命令，所述体感控制器装置根据所述发光控制命令控制其内部的发光源的发光。

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