CN105477855A - 一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置及其系统，所述体感游戏控制装置包括：体感识别单元、特征信号检测单元、信号传输单元、微处理器单元和能源单元，所述体感识别单元、特征信号检测单元、信号传输单元和能源单元分别与所述微处理器单元相连接；其中，所述体感识别单元将识别出来的人体动作所对应的数据发送至与微处理器单元相连接的游戏运行设备；当所述特征信号检测单元识别到特定的校准触发信号后，自动发送启动校准信号至所述微处理器单元；所述微处理器单元控制体感识别单元启动其校准程序直到完成校准。本发明能够自动启动所述体感识别单元的校准程序，隐蔽性强，优化了人机交互，提高了体感游戏的真实性、可玩性和可控性。

Description

一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置及系统
技术领域
本发明涉及一种体感游戏控制装置，尤其涉及一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置，并涉及包括了该自动启动校准程序的体感游戏控制装置的系统。
背景技术
随着技术的不断发展和生活水平的提高，具有体感游戏控制器的应用也越来越广泛，体感游戏控制装置，如体感游戏控制器能给人们带来更好的游戏体验及让人们更多的运动，有益人们的身体健康。而现有技术中，人们在用体感游戏控制器时，随着时间的积累，体感游戏控制器偏移越来越大；必须重新校准传感器才能获得更准确的动作识别；但是这种频繁的手动操作进入校准传感器程序，极大地影响了用户的游戏体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够自动启动校准程序，并且及时自动消除累积误差，进而避免玩家进行与游戏本身无关的人为操作等问题的体感游戏控制装置，并需要提供包括了该自动启动校准程序的体感游戏控制装置的系统。
对此，本发明提供一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置，包括：体感识别单元、特征信号检测单元、信号传输单元、微处理器单元和能源单元，所述体感识别单元、特征信号检测单元、信号传输单元和能源单元分别与所述微处理器单元相连接；其中，所述体感识别单元用于识别人体动作，并将识别出来的人体动作所对应的数据发送至与微处理器单元相连接的游戏运行设备；当所述特征信号检测单元识别到特定的校准触发信号后，自动发送启动校准信号至所述微处理器单元；所述微处理器单元控制体感识别单元启动其校准程序直到完成校准；所述特定的校准触发信号为用户预先设定的动作或信号，用于触发启动所述体感识别单元的校准程序。
本发明的进一步改进在于，所述体感识别单元识别人体动作后将人体动作所对应的数据分别发送至微处理器单元以及与微处理器单元相连接的游戏运行设备，所述微处理器单元判断人体动作与游戏运行设备中游戏动作之间的累积误差，当累积误差大于预设阈值后，所述微处理器单元自动发送启动校准信号至所述体感识别单元以启动其校准程序；其中，所述累积误差为上一次校准时间到当前时间之间的动作误差之和，所述预设阈值为用户预先设定的累计误差上限。
本发明的进一步改进在于，所述信号传输单元包括2。4G信号传输单元或WIFI信号传输单元中至少一种无线信号传输单元，所述微处理器单元通过无线信号传输单元将数据传输至游戏运行设备。
本发明的进一步改进在于，还包括振动反馈单元，所述振动反馈单元与所述微处理器单元相连接；所述体感识别单元进入校准程序后，所述微处理器单元启动振动反馈单元，发出振动、声音或光电中至少一种反馈信号。
本发明的进一步改进在于，所述体感识别单元包括空中鼠标、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴地磁传感器、气压传感器、图像传感器或光传感器中至少一种体感识别设备；所述特征信号检测单元包括动作检测触发模块和电信号转换模块，所述动作检测触发模块通过电信号转换模块连接至所述微处理器单元。
本发明的进一步改进在于，所述特征信号检测单元还包括校准开关，所述校准开关设置于所述游戏运行设备靠近人体的一侧。
本发明的进一步改进在于，所述游戏运行设备为游戏枪，所述游戏枪包括枪托前盖、枪托后盖和枪壳，所述枪托后盖设置于所述枪壳靠近人体的枪托上，所述枪托前盖扣合设置于所述枪托后盖上，所述枪托前盖靠近枪托后盖的一侧设置有空腔，所述校准开关设置于所述枪托前盖的空腔内。
本发明的进一步改进在于，所述游戏枪还包括开关帽、电路板、电路板支架和转轴，所述枪托后盖通过转轴设置于所述枪壳靠近人体的枪托上，所述电路板通过电路板支架设置于所述枪托后盖靠近空腔的一侧，所述校准开关设置于所述电路板上，所述校准开关通过开关帽连接至所述枪托前盖。
本发明的进一步改进在于，所述微处理器单元包括微处理器、蓝牙芯片U1、电容C20、晶振Y3、电容C19、电容C16、天线、电阻R13、电容C14、变压器U3、有源晶振Y1、电容C12、电容C13和电容C10，所述微处理器分别与蓝牙芯片U1的36管脚和37管脚相连接，所述蓝牙芯片U1的33管脚分别与电容C20的一端和晶振Y3的一端相连接，所述蓝牙芯片U1的32管脚分别与电容C19的一端和晶振Y3的另一端相连接，所述蓝牙芯片U1的31管脚与所述电容C16的一端相连接，所述电容C20的另一端、电容C19的另一端和电容C16的另一端分别接地；所述天线通过电阻R13连接至变压器U3的1管脚，所述变压器U3的1管脚通过电容C14接地，所述变压器U3的2管脚、5管脚和6管脚分别接地，所述变压器U3的3管脚连接至蓝牙芯片U1的26管脚，所述变压器U3的4管脚连接至蓝牙芯片U1的25管脚；所述有源晶振Y1的1管脚与蓝牙芯片U1的23管脚相连接，并通过电容C13接地；所述有源晶振Y1的4管脚接地；所述有源晶振Y1的2管脚通过电容C10连接至蓝牙芯片U1的20管脚；所述有源晶振Y1的3管脚与蓝牙芯片U1的22管脚相连接，并通过电容C12接地。
本发明还提供一种自动启动校准程序的体感游戏控制系统，包括了如上所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，所述体感游戏控制系统的工作过程包括以下步骤：
步骤S1，体感识别单元和特征信号检测单元初始化，系统初始化；
步骤S2，运行特征信号检测单元；
步骤S3，实时检测，判断是否检测到校准触发信号，若是则跳转至步骤S4，若否则跳转至步骤S5；所述校准触发信号优选为预先设定的特定动作；
步骤S4，体感识别单元复位或重新校准；
步骤S5，体感识别单元正常工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能够通过体感识别单元、特征信号检测单元和微处理器单元的相互配合进而自动启动所述体感识别单元的校准程序，使得体感游戏控制装置及其系统的体感识别更精确，进而能够更准确的识别并还原人体动作；在此基础上，当积累误差较大并超过预设阈值时，在用户无意识的状态下，自动启动所述体感识别单元的校准程序，隐蔽性强，不需要用户做过多的累赘操作，不仅不影响用户体验，而且还能够改善了用户体验；还设置了振动反馈单元，通过振动、声音或光电中至少一种反馈信号提示用户，优化了人机交互，提高了体感游戏的真实性、可玩性和可控性。
附图说明
图1是本发明一种实施例的系统结构示意图；
图2是本发明一种实施例的系统详细结构示意图；
图3是本发明一种实施例的电路模块示意图；
图4是本发明一种实施例的微处理器单元的电路原理图；
图5是本发明一种实施例的体感识别单元的电路原理图；
图6是本发明一种实施例的特征信号检测单元的电路原理图；
图7是本发明一种实施例的振动反馈单元的电路原理图；
图8是本发明一种实施例的结构示意图；
图9是本发明一种实施例的剖面结构示意图；
图10是本发明一种实施例的枪托位置剖面结构示意图；
图11是本发明一种实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：
如图1和图2所示，本例提供一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置，包括：体感识别单元70、特征信号检测单元40、信号传输单元10、微处理器单元30和能源单元20，所述体感识别单元70、特征信号检测单元40、信号传输单元10和能源单元20分别与所述微处理器单元30相连接；其中，所述体感识别单元70用于识别人体动作，并将识别出来的人体动作所对应的数据发送至与微处理器单元30相连接的游戏运行设备；当所述特征信号检测单元40识别到特定的校准触发信号后，自动发送启动校准信号至所述微处理器单元30；所述微处理器单元30控制体感识别单元70启动其校准程序，直到所述体感识别单元70完成校准；所述特定的校准触发信号为用户预先设定的动作或信号，用于触发启动所述体感识别单元70的校准程序。
在现有的体感游戏装置中，迫切需要一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置及其系统，本例正是基于这一目的，旨在能够在用户玩体感游戏时，很隐蔽的进入自动校准程序，从而实现更准确的动作识别和动作还原，实现更精确的操控游戏，进而获得更好的游戏体验。
值得一提的是，本例所述体感识别单元70识别人体动作后将人体动作所对应的数据分别发送至微处理器单元30以及与微处理器单元30相连接的游戏运行设备，所述微处理器单元30判断人体动作与游戏运行设备中游戏动作之间的累积误差，当累积误差大于预设阈值后，所述微处理器单元30自动发送启动校准信号至所述体感识别单元70以启动其校准程序；其中，所述累积误差为上一次校准时间到当前时间之间的动作误差之和，所述预设阈值为用户预先设定的累计误差上限，这个预设阈值可以根据实际需要进行修改。
如图1和图2所示，本例所述信号传输单元10包括2。4G信号传输单元或WIFI信号传输单元中至少一种无线信号传输单元，所述微处理器单元30通过无线信号传输单元将数据传输至游戏运行设备；本例还包括优选包括报警提示单元和振动反馈单元，所述报警提示单元与所述微处理器单元30相连接，所述微处理器单元30通过无线信号发射单元将数据传输至游戏运行设备；所述振动反馈单元与所述微处理器单元30相连接，所述体感识别单元70进入校准程序后，所述微处理器单元30启动振动反馈单元，发出振动、声音或光电中至少一种反馈信号。所述振动反馈单元包括振动机械装置50和电机驱动电路60，所述振动机械装置50通过电机驱动电路60连接至所述微处理器单元30。
本例所述信号传输单元10包括2。4G信号传输单元或WIFI信号传输单元中至少一种无线信号传输单元，所述微处理器单元30通过无线信号传输单元将数据传输至游戏运行设备；当然，这里说的无线数据传输是一种优选方式，能够减少接线的繁琐，在实际应用中，也可以通过有线方式进行数据的传输；所述能源单元20可以使电池模块，也可以是无线充电模块，进而为整个体感游戏控制装置提供电源；所述体感识别单元70包括空中鼠标、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴地磁传感器、气压传感器或光传感器中至少一种体感识别设备；所述特征信号检测单元40包括动作检测触发模块和电信号转换模块，所述动作检测触发模块通过电信号转换模块连接至所述微处理器单元30，所述特征信号检测单元40可以通过电流测量模块、加速度测量模块、角速度测量模块或方向测量模块等信号检测模块来实现。
如图2所示，所述体感识别单元70优选通过加速度传感器、陀螺仪或地磁传感器等体感识别设备来实现；所述能源单元20包括电池管理电路和电池，所述电池通过电池管理电路连接至所述微处理器单元30；所述微处理器单元30优选采用单片机处理器来实现；所述振动反馈单元优选通过振动机械装置50和电机驱动电路60来实现；其对应的电路模块原理图如图3所示。
本例所述特征信号检测单元40还包括校准开关3，优选的，该校准开关是物理开关，这样的设置在结构上最简单，并且成本很低，用户体验较好，所述校准开关3设置于所述游戏运行设备靠近人体的一侧；比如，所述游戏运行设备为游戏枪的时候，将校准开关3设置于枪托靠近人体的一侧，在需要校准的时候，只要将游戏枪往人体上运动进而压合所述校准开关3，就能够实现自动校准，在用户玩游戏的时候，就能够超级方便地实现自动校准，并且，避免了通过手部按校准键的按键操作，解放了用户的双手，使得体感游戏的可玩性和可操作性得到了大大的提高。
优选的，所述游戏运行设备靠近人体的一侧设置有开关凹槽；所述校准开关3裸露设置于所述开关凹槽内并突出于所述游戏设备的外侧，或所述校准开关3内置式设置于所述开关凹槽内；即所述校准开关3即可以是裸露设置于所述游戏设备的外侧，也可以集成设置于所述游戏设备里面；当所述校准开关3内置式设置于所述开关凹槽内时，通过弹性部件对所述开关凹槽的开口处进行密封处理。
如图8、图9和图10所示，本例所述游戏运行设备优选为游戏枪，所述游戏枪包括枪托前盖1、枪托后盖6和枪壳8，所述枪托后盖6设置于所述枪壳8靠近人体的枪托上，所述枪托前盖1扣合设置于所述枪托后盖6上，所述枪托前盖1靠近枪托后盖6的一侧设置有空腔，所述校准开关3设置于所述枪托前盖1的空腔内；此时，所述枪托前盖1优选为软胶材料的前盖、软性材料的前盖或具有弹性结构的前盖，便于在游戏枪再往人体运动的过程中，触发校准开关3实现自动校准。更为优选的，本例所述游戏枪还包括开关帽2、电路板4、电路板支架5和转轴7，所述枪托后盖6通过转轴7设置于所述枪壳8靠近人体的枪托上，所述电路板4通过电路板支架5设置于所述枪托后盖6靠近空腔的一侧，所述校准开关3设置于所述电路板4上，所述校准开关3通过开关帽2连接至所述枪托前盖1。图8和图9所示的是内置式的校准开关3，在实际应用中，该校准开关3还可以设置为裸露式的；图10是图9中，枪托位置的放大结构示意图。
如图4所示，本例所述微处理器单元30包括微处理器、蓝牙芯片U1、电容C20、晶振Y3、电容C19、电容C16、天线、电阻R13、电容C14、变压器U3、有源晶振Y1、电容C12、电容C13和电容C10，所述微处理器分别与蓝牙芯片U1的36管脚和37管脚相连接，所述蓝牙芯片U1的33管脚分别与电容C20的一端和晶振Y3的一端相连接，所述蓝牙芯片U1的32管脚分别与电容C19的一端和晶振Y3的另一端相连接，所述蓝牙芯片U1的31管脚与所述电容C16的一端相连接，所述电容C20的另一端、电容C19的另一端和电容C16的另一端分别接地；所述天线通过电阻R13连接至变压器U3的1管脚，所述变压器U3的1管脚通过电容C14接地，所述变压器U3的2管脚、5管脚和6管脚分别接地，所述变压器U3的3管脚连接至蓝牙芯片U1的26管脚，所述变压器U3的4管脚连接至蓝牙芯片U1的25管脚；所述有源晶振Y1的1管脚与蓝牙芯片U1的23管脚相连接，并通过电容C13接地；所述有源晶振Y1的4管脚接地；所述有源晶振Y1的2管脚通过电容C10连接至蓝牙芯片U1的20管脚；所述有源晶振Y1的3管脚与蓝牙芯片U1的22管脚相连接，并通过电容C12接地。本例所述的微处理器单元30的电路结构简单，便于实现，且控制效果很好，非常适合用于体感游戏的控制中。
图5所示的是本例的体感识别单元70的电路原理图；图6是本例的特征信号检测单元40的电路原理图；图7是本例的振动反馈单元的电路原理图；这些单元的电路设计都是相互之间存在配套关系的，能够满足本例对于体感游戏的精确性、真实性、可玩性和可控性的设计要求。
本例能够通过体感识别单元70、特征信号检测单元40和微处理器单元30的相互配合进而自动启动所述体感识别单元70的校准程序，使得体感游戏控制装置及其系统的体感识别更精确，进而能够更准确的识别并还原人体动作；在此基础上，当积累误差较大并超过预设阈值时，在用户无意识的状态下，自动启动所述体感识别单元70的校准程序，隐蔽性强，不需要用户做过多的累赘操作，不仅不影响用户体验，而且还能够改善了用户体验；还设置了振动反馈单元，通过振动、声音或光电中至少一种反馈信号提示用户，优化了人机交互，提高了体感游戏的真实性、可玩性和可控性。
如图11所示，本例还可以提供一种自动启动校准程序的体感游戏控制系统，包括了如上所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，该体感游戏控制系统的工作过程包括以下步骤：
步骤S1，体感识别单元70和特征信号检测单元40初始化，系统初始化；
步骤S2，运行特征信号检测单元40；
步骤S3，实时检测，判断是否检测到校准触发信号，若是则跳转至步骤S4，若否则跳转至步骤S5；所述校准触发信号优选为预先设定的特定动作；
步骤S4，体感识别单元70复位或重新校准；
步骤S5，体感识别单元70正常工作。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，包括：体感识别单元、特征信号检测单元、信号传输单元、微处理器单元和能源单元，所述体感识别单元、特征信号检测单元、信号传输单元和能源单元分别与所述微处理器单元相连接；其中，所述体感识别单元用于识别人体动作，并将识别出来的人体动作所对应的数据发送至与微处理器单元相连接的游戏运行设备；当所述特征信号检测单元识别到特定的校准触发信号后，自动发送启动校准信号至所述微处理器单元；所述微处理器单元控制体感识别单元启动其校准程序直到完成校准；所述特定的校准触发信号为用户预先设定的动作或信号，用于触发启动所述体感识别单元的校准程序。
2.根据权利要求1所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述体感识别单元识别人体动作后将人体动作所对应的数据分别发送至微处理器单元以及与微处理器单元相连接的游戏运行设备，所述微处理器单元判断人体动作与游戏运行设备中游戏动作之间的累积误差，当累积误差大于预设阈值后，所述微处理器单元自动发送启动校准信号至所述体感识别单元以启动其校准程序；其中，所述累积误差为上一次校准时间到当前时间之间的动作误差之和，所述预设阈值为用户预先设定的累计误差上限。
3.根据权利要求1所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述信号传输单元包括2。4G信号传输单元或WIFI信号传输单元中至少一种无线信号传输单元，所述微处理器单元通过无线信号传输单元将数据传输至游戏运行设备。
4.根据权利要求1所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，还包括振动反馈单元，所述振动反馈单元与所述微处理器单元相连接；所述体感识别单元进入校准程序后，所述微处理器单元启动振动反馈单元，发出振动、声音或光电中至少一种反馈信号。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述体感识别单元包括空中鼠标、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴地磁传感器、气压传感器、图像传感器或光传感器中至少一种体感识别设备；所述特征信号检测单元包括动作检测触发模块和电信号转换模块，所述动作检测触发模块通过电信号转换模块连接至所述微处理器单元。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述特征信号检测单元还包括校准开关，所述校准开关设置于所述游戏运行设备靠近人体的一侧。
7.根据权利要求6所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述游戏运行设备为游戏枪，所述游戏枪包括枪托前盖、枪托后盖和枪壳，所述枪托后盖设置于所述枪壳靠近人体的枪托上，所述枪托前盖扣合设置于所述枪托后盖上，所述枪托前盖靠近枪托后盖的一侧设置有空腔，所述校准开关设置于所述枪托前盖的空腔内。
8.根据权利要求7所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述游戏枪还包括开关帽、电路板、电路板支架和转轴，所述枪托后盖通过转轴设置于所述枪壳靠近人体的枪托上，所述电路板通过电路板支架设置于所述枪托后盖靠近空腔的一侧，所述校准开关设置于所述电路板上，所述校准开关通过开关帽连接至所述枪托前盖。
9.根据权利要求1至4任意一项所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，其特征在于，所述微处理器单元包括微处理器、蓝牙芯片U1、电容C20、晶振Y3、电容C19、电容C16、天线、电阻R13、电容C14、变压器U3、有源晶振Y1、电容C12、电容C13和电容C10，所述微处理器分别与蓝牙芯片U1的36管脚和37管脚相连接，所述蓝牙芯片U1的33管脚分别与电容C20的一端和晶振Y3的一端相连接，所述蓝牙芯片U1的32管脚分别与电容C19的一端和晶振Y3的另一端相连接，所述蓝牙芯片U1的31管脚与所述电容C16的一端相连接，所述电容C20的另一端、电容C19的另一端和电容C16的另一端分别接地；所述天线通过电阻R13连接至变压器U3的1管脚，所述变压器U3的1管脚通过电容C14接地，所述变压器U3的2管脚、5管脚和6管脚分别接地，所述变压器U3的3管脚连接至蓝牙芯片U1的26管脚，所述变压器U3的4管脚连接至蓝牙芯片U1的25管脚；所述有源晶振Y1的1管脚与蓝牙芯片U1的23管脚相连接，并通过电容C13接地；所述有源晶振Y1的4管脚接地；所述有源晶振Y1的2管脚通过电容C10连接至蓝牙芯片U1的20管脚；所述有源晶振Y1的3管脚与蓝牙芯片U1的22管脚相连接，并通过电容C12接地。
10.一种自动启动校准程序的体感游戏控制系统，其特征在于，包括了如权利要求1至9任意一项所述的自动启动校准程序的体感游戏控制装置，所述体感游戏控制系统的工作过程包括以下步骤：
步骤S1，体感识别单元和特征信号检测单元初始化，系统初始化；
步骤S2，运行特征信号检测单元；
步骤S3，实时检测，判断是否检测到校准触发信号，若是则跳转至步骤S4，若否则跳转至步骤S5；
步骤S4，体感识别单元复位或重新校准；
步骤S5，体感识别单元正常工作。
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