CN103336587B - 一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及触控领域，提供了一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备,其包括：终端装置和输入装置；所述输入装置，使用标准AHRS 9轴姿态算法通过磁重力及惯性运动获得输入装置的绝对坐标值，接收用户的输入指令，将绝对坐标值和输入指令通过无线的方式发送给终端装置；所述终端装置用于接收输入装置发送的绝对坐标值，通过将坐标映射在屏幕上，以及接收输入指令完成远距多指触控模拟操作，或传回要回应或告知输入装置的信息或命令。本发明还包括一种对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，本发明的设备和方法在发挥智能设备功能的同时，实现对智能设备的高精度的定位映射输入，让使用者在远端能够简洁而人性化地操作终端设备。

Description

一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备和方法

技术领域

本发明涉及触控领域，更具体地说，涉及一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备和方法。

背景技术

随着电子技术的快速发展，市场上出现了一系列的智能产品，比如手机、平板电脑等，都具有多指触控输入的识别功能，并且在实际使用中体现了简介而人性化的特点，但是对于大型的智能设备，例如智能电视、大型投影装置等，由于采用手指输入不太现实，从而使得触控输入变的无用武之地。

另一方面，由于现有技术中的大型智能设备只能通过遥控器来操作，通过遥控器上的按钮，配合智能设备上的屏幕菜单，来进行选择进入的状态，通过现有的技术不仅无法发挥智能设备的功能，也无法实现高精度的定位映射输入。

因此，需要一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备和方法，实现对智能设备的触控模拟及高精度的定位映射输入，让使用者在远端能够通过输入设备实现对终端装置的模拟触控及高精度定位映射控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备和方法，旨在解决现有技术中无法让使用者在远端模拟触控方式控制终端设备，也无法实现对智能设备的高精度的定位映射输入。

为了实现本发明的目的，一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，包括：终端装置和输入装置；

所述输入装置，使用标准AHRS 9轴姿态算法通过磁重力及惯性运动获得输入装置的对大地的绝对坐标值，并接收用户的输入指令，将绝对坐标值和输入指令通过无线的方式发送给终端装置；所述终端装置用于接收输入装置发送的绝对坐标值，通过将坐标映射在屏幕上，以及接收输入指令完成远距多指触控模拟操作；或传回要回应或告知输入装置的信息或命令；其中一个终端装置对应一个或多个输入装置；其中一个输入装置对应一个或多台终端装置。

优选地，所述输入装置接收的用户输入包括按钮输入、语音输入、触控输入、蘑菇头输入、轨迹球输入和动作输入中的一种或几种的组合。

优选地，所述终端装置包括：接收器、主机系统和多指触控映射系统；所述接收器，用于通过无线方式获取输入装置的绝对坐标和输入指令；所述主机系统，用于接收接收器发送的绝对坐标和输入指令或传回终端装置要回应或告知输入装置的信息或命令，并将绝对坐标位置映射到多指触控映射系统中；所述多指触控映射系统，用于处理输入装置的输入指令，并将命令以多指触控的方式进行模拟操作。

进一步的，所述接收器通过USB、SPI、I2C、UART中的任一接口将接收到的绝对坐标和/或输入指令传输给主机系统或传回终端装置要回应或告知输入装置的信息或命令。

进一步的，当所述输入装置超出主机系统的最大显示区时，所述主机系统在显示区任一位置显示一带箭头的悬浮指示球，所述悬浮指示球用于指示输入装置在相对显示区的位置；当输入装置进入显示区时，悬浮指示球缩小或消失或变为半透明。

优选地，所述终端装置显示区内的指针所选定要做映射的坐标以指针的中心点为圆心，向周围扩大数个至数十个坐标点的坐标值来存放映射的坐标；所述映射的坐标存放在映射系统中。

优选地，所述输入装置为多个时，主机系统显示区对应于输入装置的光标用颜色、字符、数字中的至少一种用于区分输入装置，并且由终端装置发回信息或指令点亮输入装置上的显示屏告知输入装置与光标的对应关系，所述显示屏包括LED显示屏或液晶显示屏。

上述任一技术方案中，所述终端装置包括投影设备、智能电视、带显示屏及触控设备的智能装置、计算机。

上述任一技术方案中，所述输入装置包括一应用管理系统，用于存储與管理终端装置中的应用软件或游戏与输入装置的映射关系。

优选地，所述输入装置与包括鼠标、键盘、遥控器和游戏手柄中的任意一种或几种相互转换或传递设置后的映射坐标信息。

本发明还提供了一种基于九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备的对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，包括：输入装置接收用户的输入指令，并将用户的输入命令和绝对坐标值传递给终端装置；终端装置将绝对坐标值通过多触控系统映射到屏幕，并通过对命令的运算选择操作模式，同时固定下当前终端装置在屏幕上的坐标点；输入装置接收用户的动作输入，将用户的动作输入产生的坐标变化或运动轨迹传递给终端装置；终端装置以屏幕上的坐标点为参考坐标，执行用户的动作输入运动轨迹对应的指令。

优选地，所述用户的输入指令包括：按键输入，蘑菇头输入，轨迹球输入，触控板输入或语音输入。

优选地，所述用户的动作输入运动轨迹对应的指令包括：放大、缩小、旋转、翻页、全选、快进、后退。

本发明还提供了一种基于九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备的对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，包括：输入装置接收用户的输入指令、利用惯性传感器感测绝对坐标，并将用户的输入命令和感测到的绝对坐标传递给终端装置；输入装置在终端装置的屏幕上映射到一位置，输入装置接收用户输入的确认按钮，光标停留在终端装置的屏幕上的一位置；输入装置再以某动作运动，将输入装置产生的坐标变化或运动轨迹传递给终端装置；终端装置以光标的位置为参考点，执行输入装置的运动轨迹对应的指令；所述用户的输入指令为多指触控输入的多指的个数。

优选地，所述输入装置的运动轨迹包括：T字形运动、X字形运动、螺旋前进运动、螺旋后退运动、向左水平直线运动、向右水平直线运动、向下垂直直线运动、向上垂直直线运动、弧线运动。

上述任一技术方案中，所述执行输入装置的运动轨迹对应的指令包括：快进、后退、选择一段文字、关闭当前页、缩小页面、放大页面、连续执行打开选择一段文字放大的指令，音量大小，亮度明暗，控制赛车赛船。

本发明的上述技术方案中，通过使用利用地磁及重力的方向性的原理及惯性运动原理的输入装置，实现了智能设备的高精度的定位映射输入，并且让使用者在远端能够简洁而人性化地操作终端设备，实现了用户在远端控制终端装置。

附图说明

图1是本发明一实施例中九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备的结构示意图。

图2是本发明一实施例中输入装置的结构示意图。

图3是本发明一实施例中终端装置的结构示意图。

图4是本发明一实施例中主机系统显示区结构示意图。

实施方式

为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图对进行说明。

结合图1，本发明提出第一实施例。一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，包括终端装置和输入装置。其中：

(1)输入装置1，使用标准AHRS 9轴姿态算法通过磁重力及惯性运动获得输入装置1的对大地的绝对坐标值，并接收用户的输入指令，将绝对坐标值和输入指令通过无线的方式发送给终端装置2。本实施例中的输入装置1的个数无特殊限制，可以为一个，也可以为多个，当为多个时，即可实现多指或多点输入，从而实现对终端装置2的多指或多点触控输入控制。

(2)终端装置2，用于接收输入装置1发送的绝对坐标值，通过将坐标映射在屏幕上，以及接收输入指令完成远距多指触控模拟操作，或传回要回应或告知输入装置的信息或命令。终端装置包括但不限于投影设备、智能电视、带显示屏及触控设备的智能装置、计算机。所述终端装置2均包括屏幕。本实施例中，终端装置2可以为多台，也即一输入装置1可以控制多台终端装置2.

本实施例的上述技术方案中，通过输入设备能够实现对终端装置的触控输入控制，并且采用磁重力及惯性运动原理，能够实现对输入装置的高精度定位映射输入，另外本发明采用AHRS 9轴姿态算法，进一步实现了输入装置的对大地的绝对坐标的准确定位，从而得到精确的输入装置的对大地的绝对坐标值。

图2示出了第一实施例中输入装置的结构示意图，所述输入装置包括但不限于按钮12、语音接口11、触摸屏14、蘑菇头触摸键13。本发明的输入装置可接收用户的通过按钮12的按钮输入、语音接口11语音输入、触摸屏14触控输入、蘑菇头触摸键13蘑菇头输入以及轨迹球输入和动作输入的一种或几种的组合。在此，举例说明动作输入，比如，输入“X”形状，终端装置退出当前程序或游戏或者关闭当前页面等。其中，动作输入可以是在三维空间上的运动轨迹(比如：螺旋前进的动作输入)，也可以是在二维空间上的运动轨迹(比如：划圆弧轨迹的动作输入)，在此无特殊限制。

如图3和图4所示，本实施例中的终端装置包括：接收器21、主机系统22和多指触控映射系统23。其中：

(1)接收器21，用于通过无线方式获取输入装置的绝对坐标和输入指令。其中，所述接收器21通过USB、SPI、I2C、UART中的任一接口，将接收到的绝对坐标和/或输入指令传输给主机系统或传回终端装置要回应或告知输入装置的信息或命令。

(2)主机系统22，用于接收接收器21发送的绝对坐标和输入指令或传回终端装置要回应或告知输入装置的信息或命令，并将绝对坐标位置映射到多指触控映射系统23中。当输入装置超出主机系统22的最大显示区221时，所述主机系统在显示区221任一位置显示一带箭头的悬浮指示球222用于指示输入装置在相对主机系统显示区的位置；当输入装置进入显示区时，悬浮指示球222缩小或消失。本技术方案，使得输入装置更易用，方便用户直观了解到输入装置相对主机系统显示区的位置，从而更快更准确的将输入装置的指针调整到显示区内。

(3)多指触控映射系统23，用于处理输入装置的输入指令，并将命令以多指触控的方式进行模拟操作。其中，所述的多指触控映射系统对输入装置的输入的指令(包括输入装置中模拟的多指触控输入指令)进行响应，比如，通过输入装置输入动作输入“T”，多指触控映射系统23执行终端装置的页面后退。

本实施例的该技术方案，能够实现绝对坐标的准确定位，也即准确映射到多指触控映射系统中。

本实施例中在使用输入装置设置终端装置上应用软件控制按钮的坐标时，终端装置显示区内的指针所选定要做映射的坐标以指针的中心点为圆心，向周围扩大数个至数十个坐标点的坐标值来存放映射的坐标。优选地，所述向周围扩大5到100个坐标点的坐标值来存放映射坐标。进一步优选的，所述向周围扩大5到15坐标点的坐标值来存放映射坐标。其中，所述映射的坐标存放在映射系统中。该技术方案可以有效防止在传送坐标时的噪讯干扰并且可以减少误操作的误差。

本实施例的上述任一技术方案中，本实施例中，终端装置2与输入装置1的对应关系无特殊限制；优选地，一台终端装置2可被一个或多个输入装置1进行控制；优选地，所述一个输入装置1对应控制一个或多台终端装置2。当有多个输入装置时，输入装置对应于主机系统显示区的光标用颜色、字符、数字中的至少一种进行区分输入装置并且由终端装置发回信息或命令点亮输入装置上的LED或液晶屏显示装置告知输入装置与光标的对应关系。本实施例中，当一个输入装置1对应控制多台终端装置2时，输入装置1上的显示屏显示屏(LED显示屏或液晶显示屏)显示有几个可连接的终端装置2，用户选择被控制的终端装置。并且一台终端装置2可被多个输入设备1控制，一个输入设备1也可控制多台终端设备，克服了传统设备中输入装置与终端装置一一对应的关系，这大大提高了设备的易用性。

上述实施例中的任一技术方案中，所述输入装置包括一应用管理系统，用于存储与管理终端装置中的应用软件或游戏的映射关系。某一输入装置中的应用管理系统可移植到另一输入装置中，且应用管理系统的映射关系不改变，这样大大提高了设备的易用性。所述输入装置与包括但不限于鼠标、键盘、遥控器和游戏手柄的任意一种或几种相互转换或传递设置后的映射坐标信息，也即应用管理系统可以上述装置中相互移植。

基于第一实施例，本发明提出第二实施例，一种对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，包括如下步骤：

S1、输入装置接收用户的输入指令，并将用户的输入命令和绝对坐标值传递给终端装置。其中，所述用户的输入指令包括但不限于按键输入，蘑菇头输入，轨迹球输入，触控板输入或语音输入。

S2、终端装置将绝对坐标值通过多触控系统映射到屏幕，并通过对命令的运算选择操作模式，同时固定下当前终端装置在屏幕上的坐标点。

S3、输入装置接收用户的动作输入，将用户的动作输入产生的坐标变化或运动轨迹传递给终端装置。其中，所述用户的动作输入运动轨迹对应的指令包括但不限于放大、缩小、旋转、翻页、全选、快进、后退。

S4、终端装置以屏幕上的坐标点为参考坐标，执行用户的动作输入运动轨迹对应的指令。

本实施例的上述技术方案，能够实现对终端设备的触控输入控制，从而大大提高了远端设备的易用性，另外，本发明的输入装置能够精确定位，从而提高了对终端设备的精确控制。

以下给出一具体操作方式，如要实现终端装置中页面的放大功能，先按下输入装置上的放大功能按钮，通知主机系统要使用2指手势识别的放大功能，主机系统或输入装置会先把当下屏幕上的坐标点固定下来并映射到一支指头，此时用户以刚才被固定下来的那个点做参考，移动手中的输入装置控制屏幕上那一个正在活动的光标并把这个光标映射成第2指，通过活动光标与固定光标距离的远近完成放大缩小的动做，其它动作输入功能都可以用类似的远端虚拟手指方法完成。

针对第一实施例，本发明提出第三实施例，一种对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，包括如下步骤：

T1、输入装置接收用户的输入指令、利用惯性传感器感测绝对坐标，并将用户的输入命令和感测到的绝对坐标传递给终端装置。

T2、输入装置在终端装置的屏幕上映射到一位置，输入装置接收用户输入的确认按钮，光标停留在终端装置的屏幕上的一位置。

T3、输入装置再以某动作运动，将输入装置的产生的坐标变化或运动轨迹传递给终端装置。其中，所述输入装置的运动轨迹包括但不限于T字形运动、X字形运动、螺旋前进运动、螺旋后退运动、向左水平直线运动、向右水平直线运动、向下垂直直线运动、向上垂直直线运动、弧线运动。

T4、终端装置以光标的位置为参考点，执行输入装置的运动轨迹对应的指令。其中，所述执行输入装置的运动轨迹对应的指令包括但不限于快进、后退、选择一段文字、关闭当前页、缩小页面、放大页面、连续执行打开选择一段文字放大的指令，音量大小，亮度明暗，控制赛车赛船。

其中，所述用户的输入指令为多指触控输入的多指的个数。本技术方案中，多指的个数无特殊限制，优选的，多指的个数为1-10个。

本实施例的上述技术方案，能够实现对终端设备的触控输入控制，从而大大提高了远端设备的易用性，另外，本发明的输入装置能够精确定位，从而提高了对终端设备的精确控制。并且本技术方案中可以实现多指输入，从而可以实现通过多个输入装置同时控制设备，大大提高了本发明的操作效率。

以下给出本发明设备的使用方法，用户首先设置输入装置相对终端装置的位置，并与终端装置以无线的方式连接上。以终端装置为智能电视来说，智能电视上的管理应用软件在收到输入装置要改变连接指令时，先进入等待状态，用户在特定位置区间，将输入装置的显示屏上会显示出终端装置的名称，确定后按下确定键，智能电视的管理软件会自动将信源切换到被指定输入装置，并且将原来设置好的各种应用软件，游戏映射坐标参数一起发给输入装置，对于当输入装置的位置改变时如何通知智能电视内的应用管理系统，这可有2种方法：一是由使用者再通过手动设置；另一个输入装置具有的绝对惯性定位的能力，会自动更新相对位置。

应当说明的是，本发明的典型应用不限于九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备和方法本身，本领域的其他类似也可以使用本发明所阐述的设备和方案。

上述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和修改等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，包括：终端装置和输入装置；

所述输入装置，使用标准AHRS 9轴姿态算法通过磁重力及惯性运动获得输入装置对大地的绝对坐标值，并接收用户的输入指令，将绝对坐标值和输入指令通过无线的方式发送给终端装置；

所述终端装置用于接收输入装置发送的绝对坐标值，通过将坐标映射在屏幕上，以及接收输入指令完成远距多指触控模拟操作；

或传回要回应或告知输入装置的信息或命令；

其中一个终端装置对应一个或多个输入装置；

其中一个输入装置对应一台或多台终端装置；

所述终端装置包括：接收器、主机系统和多指触控映射系统；

所述接收器，用于通过无线方式获取输入装置的绝对坐标和输入指令；

所述主机系统，用于接收接收器发送的绝对坐标和输入指令或传回终端装置要回应或告知输入装置的信息或命令，并将绝对坐标位置映射到多指触控映射系统中；

所述多指触控映射系统，用于处理输入装置的输入指令，并将命令以多指触控的方式进行模拟操作；

当所述输入装置超出主机系统的最大显示区时，所述主机系统在显示区任一位置显示一带箭头的悬浮指示球，所述悬浮指示球用于指示输入装置在相对显示区的位置；当输入装置进入显示区时，悬浮指示球缩小或消失或变为半透明。

2.根据权利要求1所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述输入装置接收的用户输入包括按钮输入、语音输入、触控输入、蘑菇头输入、轨迹球输入和动作输入中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述接收器通过USB、SPI、I2C、UART中的任一接口将接收到的绝对坐标和/或输入指令传输给主机系统或传回终端装置要回应或告知输入装置的信息或命令。

4.根据权利要求1所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述终端装置显示区内的指针所选定要做映射的坐标以指针的中心点为圆心，向周围扩大数个至数十个坐标点的坐标值来存放映射的坐标；

所述映射的坐标存放在映射系统中。

5.根据权利要求3或4所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述输入装置为多个时，主机系统显示区对应于输入装置的光标用颜色、字符、数字中的至少一种用于区分输入装置，并且由终端装置发回信息或指令点亮输入装置上的显示屏告知输入装置与光标的对应关系，所述显示屏包括LED显示屏或液晶显示屏。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述终端装置包括投影设备、智能电视、带显示屏及触控设备的智能装置、计算机。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述输入装置包括一应用管理系统，用于存储与管理终端装置中的应用软件或游戏与输入装置的映射关系。

8.根据权利要求7所述的九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控设备，其特征在于，所述输入装置与包括鼠标、键盘、遥控器和游戏手柄中的任意一种或几种相互转换或传递设置后的映射坐标信息。

9.一种根据权利要求1所述的远端悬浮触控设备对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，其特征在于，包括：

输入装置接收用户的输入指令，并将用户的输入命令和绝对坐标值传递给终端装置；

终端装置将绝对坐标值通过多触控系统映射到屏幕，并通过对命令的运算选择操作模式，同时固定下当前终端装置在屏幕上的坐标点；

输入装置接收用户的动作输入，将用户的动作输入产生的坐标变化或运动轨迹传递给终端装置；

终端装置以屏幕上的坐标点为参考坐标，执行用户的动作输入运动轨迹对应的指令。

10.根据权利要求9所述的对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，其特征在于，所述用户的输入指令包括：按键输入，蘑菇头输入，轨迹球输入，触控板输入或语音输入。

11.根据权利要求9或10所述的对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，其特征在于，所述用户的动作输入运动轨迹对应的指令包括：放大、缩小、旋转、翻页、全选、快进、后退。

12.一种根据权利要求1所述的远端悬浮触控设备对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，其特征在于，包括：

输入装置接收用户的输入指令、利用惯性传感器感测绝对坐标，并将用户的输入命令和感测到的绝对坐标传递给终端装置；

输入装置在终端装置的屏幕上映射到一位置，输入装置接收用户输入的确认按钮，光标停留在终端装置的屏幕上的一位置；

输入装置再以某动作运动，将输入装置产生的坐标变化或运动轨迹传递给终端装置；

终端装置以光标的位置为参考点，执行输入装置的运动轨迹对应的指令；

所述用户的输入指令为多指触控输入的多指的个数。

13.根据权利要求12所述的对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，其特征在于，所述输入装置的运动轨迹包括：T字形运动、X字形运动、螺旋前进运动、螺旋后退运动、向左水平直线运动、向右水平直线运动、向下垂直直线运动、向上垂直直线运动、弧线运动。

14.根据权利要求12或13所述的对九轴惯性定向输入装置的远端悬浮触控方法，其特征在于，所述执行输入装置的运动轨迹对应的指令包括：快进、后退、选择一段文字、关闭当前页、缩小页面、放大页面、连续执行打开选择一段文字放大的指令，音量大小，亮度明暗，控制赛车赛船。