CN106708253A - 用于控制器的信号采集方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种控制器及其控制方法，控制器包括壳体、设置于所述壳体上的距离传感器和连接壳体的手掌搭接件；壳体，用于由用户手掌握持；手掌搭接件，用于搭接于用户手掌上；距离传感器，设置于壳体上，用于感测获取用户手掌指部位移，获取指部信息，所述指部信息包括距离传感器与手指的距离。通过该控制器或控制方法能够解放用户的双手，在操纵控制器的时候不必握住控制器，通过距离传感器就能够采集到用户的指部信息，根据采集到的指部信息生成指部状态信息，实现对外部装置的多种手势控制，丰富了用户交互体验。

Description

用于控制器的信号采集方法及控制器

技术领域

本发明涉及控制器，特别是涉及一种用于控制器的信号采集方法及控制器。

背景技术

随着科技的发展，电子产品广泛的被人们所使用，例如：游戏机、电视等电器用品已经深入各家各户中。为了方便使用和增加使用相关产品的体验，都会附赠有一控制器来以无线的方式来控制电器。通过控制控制器，用户可以对游戏机进行控制，对电视等电器进行开启、选台、关闭等功能，方便了用户的体验。

在某些特定的应用场景中，比如在用户在家里运动时，需要不断的在控制和手势识别之间切换，以便通过控制器对电子产品进行手势控制。目前的手势遥控器或如xbox等游戏操纵杠等存在操纵不方便，用户体验受限的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种控制器，能够解放用户的双手，用户不握住控制器，控制器也不会脱离用户的手掌，并且控制器能够感应用户的丰富手势变化。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

提供一种控制器，包括壳体、设置于所述壳体上的距离传感器和连接壳体的手掌搭接件；壳体，用于由用户手掌握持；手掌搭接件，用于搭接于用户手掌上；距离传感器，设置于壳体上，用于感测获取用户手掌指部位移，以获取指部信息，所述指部信息包括距离传感器与手指的距离。

前述的控制器中，所述距离传感器包括若干传感器阵列，所述传感器阵列竖向设置于壳体上，用于检测握持壳体上手指的指部信息。

前述的控制器中，所述距离传感器为红外线测距离传感器、超声波测距离传感器、可见光测距离传感器中的一种或多种。

前述的控制器中，还包括：和距离传感器电连接的处理器；存储器用于存储预设指部信息、预设指部状态信息、预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引,所述预设指部信息包括距离传感器与对应手指指节的距离；处理器用于根据距离传感器采集到的当前指部信息和所述对应索引，确定生成的当前指部状态信息。

前述的控制器中，手掌搭接件是柔性带状条或硬质搭接件。

前述的控制器中，手掌搭接件是卡合结构，卡合结构由加持结构和动力部组成，卡合结构和动力部相连。

前述的控制器中，还包括与处理器电连接的光源，手掌搭接件一端连接壳体，手掌搭接件的另一端固设光源。

为解决上述技术问题，本发明还提供了实现上述一种用于控制器的信号采集方法。包括以下步骤：

通过固定在手掌内侧的距离传感器采集用户的指部信息，所述指部信息包括距离传感器与手指的距离；

根据采集到的指部信息生成对应的指部状态信息并发送，所述指部状态信息包括：手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

前述的信号采集方法中，所述指部信息包括距离传感器与手指指节的距离。

前述的信号采集方法中，根据采集到的指部信息生成对应的指部状态信息具体包括以下步骤：

查询存储器建立的查询表，所述查询表包括预设指部信息、预设指部状态信息、预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引；

根据采集到的当前指部信息和所述查询表，确定当前指部状态信息。

与现有技术相比，本发明能够解放用户的双手，在操纵控制器的时候不必握住控制器，通过距离传感器就能够采集到用户的指部状态，根据采集到的指部状态信息形成与之对应的操作信号，实现对外部装置的控制。并且，控制器上还有设有控制键，通过操作控制键也能够控制外部装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种实施例的工作原理图；

图3是本发明的一种实施例控制器位于手掌中的状态示意图；

图4是本发明的一种实施例控制器被手掌握持时的状态示意图；

图5是本发明的一种实施例控制器形成不同的手势的效果说明图；

图6是本发明的一种实施例一种用于控制器的信号采集方法流程图；和

图7是本发明的一种实施例生成对应的指部状态信息的信号采集方法流程图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种控制器10，包括壳体11、设置于所述壳体11上的距离传感器12和连接壳体11的手掌搭接件13。壳体11用于由用户手掌握持。手掌搭接件13用于搭接于用户手掌上。距离传感器12设置于壳体11上，用于感测获取用户手掌指部位移，以获取指部信息，所述指部信息包括距离传感器12与手指的距离。本发明实施例中，可以通过手掌搭接件13将壳体11灵活的固定在用户手掌掌心内部，进而能够解放用户的双手。即，在用户不握住控制器10的壳体11时，控制器10也不会脱离用户的手掌；并且通过距离传感器12检测手指的位移，增加用户手势变化控制方式。

为增加用户手势变化检测的方式，本发明实施例揭露的距离传感器12可为若干传感器阵列，该传感器阵列竖向设置于壳体11上，用于检测握持壳体11上手指的指部信息，包括但不限于在传感器阵列竖向上的手指位移或传感器阵列横向上的手指位移。可以理解，本发明实施例中的距离传感器12可以为超声波测距离传感器、可见光测距离传感器中的一种或多种。通过多种传感器的灵活配置，可以增加用户手势变化的多样性。为增加用户手指位移检测的灵敏度，本发明实施例中的距离传感器12数目可以大于手指个数，进而结合一定的算法检测手指距离，增加了手指距离检测的灵敏度。可以理解，本实施例中，为方便将壳体11固定于用户手掌上。手掌搭接件13可以为是柔性带状条或硬质搭接件。手掌搭接件13也可以是卡合结构等机构件。

进一步，参考图1，本发明是实施例揭露的控制器10还可以包括光源16，光源16与处理器14电连接；根据处理器14的控制命令，光源16可以做出发光特征改变，包括颜色变换或闪烁频率变换等。手掌搭接件13一端连接壳体11，另一端固设光源16，本实施例中固设光源16可以为通过颜色表征身份的光源也可以为通过闪烁频率表征身份的闪烁光源。手掌搭接件13用于套设于用户手掌上，使得用户手掌张开与握拳之间保持手指运动时，所述壳体11固设于用户手掌上。

请参阅图2，本发明实施例揭露的控制器10进一步包括：和距离传感器12电连接的处理器14和与处理器14电连接的存储器15。存储器15用于存储预设指部信息、预设指部状态信息、预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引。所述预设指部状态信息包括：手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。处理器14用于根据距离传感器12采集到的当前指部信息和所上述述对应索引，确定生成的当前指部状态信息。可以理解，预设指部信息、预设指部状态信息和对应索引是存储器15预先建立查询表。进而在处理器14在实时处理时，根据距离传感器12采集到的当前指部信息和所述对应索引，确定生成的当前指部状态信息。

预设指部信息包括的距离传感器12与对应手指的感测距离。针对不同的应用场景，感测距离可以进一步为距离传感器12与对应手指指节的感测距离和/或距离传感器12与对应手指指尖的感测距离。可选的，距离传感器12可以是红外线测距离传感器、超声波测距离传感器、可见光测距离传感器中的一种或多种。请参阅图3，为本发明实施例提供的控制器10置于用户手掌时的示意图。请参阅图4，为本发明实施例提供的控制器10被用户手掌握持时的示意图。由图3和图4可知，在手势改变时，距离传感器12于用户手掌手指的距离会发生变化。

具体的，结合图3、图4，本实施例中，在五个手指按顺序为大拇指、食指、中指、无名指、小指对应5个距离传感器时，实时感测到分别对应的5个距离为D1、D2、D3、D4、D5。可以理解，取决于感测灵敏度与手势表征要求，距离传感器的数量可以大于1个也可以大于5个。

本实施例设置5个距离传感器时，预设：设置在D1小于预定值a时表示大拇指弯曲，在D1大于和等于预定值a时表示大拇指张开。设置在D2小于预定值b时表示食指弯曲，在D2大于和等于预定值b时表示食指张开。设置在D3小于预定值c时表示中指弯曲，在D3大于和等于预定值c时表示中指张开。设置在D4小于预定值d时表示无名指弯曲，在D4大于和等于预定值d时表示无名指张开。设置在D5小于预定值e时表示小指弯曲，在D5大于和等于预定值e时表示小指张开。

建立条件1：D1≧a，且D2<b，且D3<c，且D4<d，且D5<e。即表示手掌握住大拇指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件1的索引。

建立条件2：D1<a，且D2≧b，且D3<c，且D4<d，且D5<e。即表示手掌握住食指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件2的索引。

建立条件3：D1<a，且D2<b，且D3≧c，且D4<d，且D5<e。即表示手掌握住中指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件3的索引。

建立条件4：D1<a，且D2<b，且D3<c，且D4≧d，且D5<e。即表示手掌握住无名指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件4的索引。

建立条件5：D1<a，且D2<b，且D3<c，且D4<d，且D5≧e。即表示手掌握住小指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件5的索引。

可以理解，上述条件1、条件2、条件3、条件4、条件5的各种预设组合可以构建出各种不同的手势状态。即，设置D1、D2、D3、D4、D5的组合条件，可以表示出一定的指部状态信息。请参阅图5，本发明实施中通过上述条件的组合可以形成不同的手势。可以理解，指部状态信息包括手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

可以理解上述方案概括表述如下：

通过存储器15存储预设指部信息，包括距离传感器与对应手指指节的感测距离；即存储预设D1、D2、D3、D4、D5距离值。通过存储器15存储预设指部状态信息。包括：用户手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。通过存储器15存储预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引；即存储表征上述指部状态信息的条件，比如上述条件1、条件2、条件3、条件4、条件5中的一种或多种组合。进而存储器15建立关于预设指部信息、预设指部状态信息和对应索引的查询表。

进而，处理器14根据实时采集到的指部信息(包括D1、D2、D3、D4、D5距离值)，通过插叙存储器15存储的查询表，判断当前的手势状态满足上述条件1、条件2、条件3、条件4、条件5中的哪一种，以确定生成的当前指部状态信息。

请参阅图6，本发明实施例还提供一种用于控制器的信号采集方法，包括以下步骤：

步骤61：通过固定在手掌内侧的距离传感器采集用户的指部信息，所述指部信息包括距离传感器与手指的距离；

步骤62：根据采集到的指部信息生成对应的指部状态信息并发送，所述指部状态信息包括：手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

本发明实施例中，通过固定在手掌内侧的距离传感器采集用户的指部信息，进而能够解放用户的双手。即，在用户不握住控制器的壳体时，控制器也不会脱离用户的手掌；并且通过采集到的指部信息生成对应的指部状态信息，使得距离传感器可以检测复杂的手指位移，增加用户手势变化控制方式。

进一步的，本实施例中，采集距离传感器与手指的距离可以通过感测距离传感器与手指指节或手指指尖方式获取。

具体的。本实施例中，在五个手指按顺序为大拇指、食指、中指、无名指、小指对应5个距离传感器时，实时感测到分别对应的5个距离为D1、D2、D3、D4、D5。所述指部信息包括距离传感器与手指指节的距离时，以指节与其对应的距离传感器为例：

设置在D1小于预定值a时表示大拇指弯曲，在D1大于和等于预定值a时表示大拇指张开。设置在D2小于预定值b时表示食指弯曲，在D2大于和等于预定值b时表示食指张开。设置在D3小于预定值c时表示中指弯曲，在D3大于和等于预定值c时表示中指张开。设置在D4小于预定值d时表示无名指弯曲，在D4大于和等于预定值d时表示无名指张开。设置在D5小于预定值e时表示小指弯曲，在D5大于和等于预定值e时表示小指张开。

建立条件1：D1≧a，且D2<b，且D3<c，且D4<d，且D5<e。即表示手掌握住大拇指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件1的索引。

建立条件2：D1<a，且D2≧b，且D3<c，且D4<d，且D5<e。即表示手掌握住食指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件2的索引。

建立条件3：D1<a，且D2<b，且D3≧c，且D4<d，且D5<e。即表示手掌握住中指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件3的索引。

建立条件4：D1<a，且D2<b，且D3<c，且D4≧d，且D5<e。即表示手掌握住无名指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件4的索引。

建立条件5：D1<a，且D2<b，且D3<c，且D4<d，且D5≧e。即表示手掌握住小指竖起的手势动作。设该手势状态信息及条件5的索引。

可以理解，上述条件1、条件2、条件3、条件4、条件5的各种组合可以构建出各种不同的手势状态。即，设置D1、D2、D3、D4、D5的组合条件，可以表示出一定的指部状态信息，包括：用户手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

请参阅附图7，可以理解上述方案中，根据采集到的当前指部信息生成对应的当前指部状态信息具体包括以下步骤：

步骤71：查询存储器15建立的查询表，所述查询表包括存储器15存储的预设指部信息、存储器15存储的预设指部状态信息、存储器15存储的预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引。可以理解，通过存储器15存储预设指部信息，包括距离传感器与对应手指指节的感测距离；即存储预设D1、D2、D3、D4、D5距离值。通过存储器15存储预设指部状态信息。包括：用户手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。通过存储器15存储预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引；即存储表征上述指部状态信息的条件，比如上述条件1、条件2、条件3、条件4、条件5中的一种或多种组合。进而存储器15建立关于预设指部信息、预设指部状态信息和对应索引的查询表。

步骤72：根据距离传感器12采集到的当前指部信息和存储器15建立的查询表，确定当前指部状态信息。即根据采集到的指部信息(包括D1、D2、D3、D4、D5距离值)，判断当前的手势状态满足上述条件1、条件2、条件3、条件4、条件5中的哪一种，以确定生成的指部状态信息。所述当前指部状态信息属于预设指部状态信息，同样可以包括手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

进一步的，本发明实施例一种用于控制器的信号采集方法的控制器还可以包括壳体、距离传感器、发射器、处理器和手掌搭接件，距离传感器位于壳体内，距离传感器和处理器电连接，处理器和发射器电连接，手掌搭接件与壳体相连。其中，壳体就是控制控制器，壳体内设有印制电路板，印制电路板和发射器电连接，壳体上设有控制键，当不需要通过手势操作控制器时，可以通过手掌握住壳体，手指操纵壳体上的控制键形成对应的输入指令，从而控制外部装置，如游戏机的主机。所述距离传感器是红外线测距离传感器、超声波测距离传感器和可见光测距离传感器中的一种或者多种。

壳体内设有电池，电池和处理器电连接，电池为控制器提供电源，控制器本身不需要市电，所以控制器不用连接外部的电源，此种设置方式能够使用户更加便捷的握在手中，操作起来更加灵活。同时，壳体上还设有图形识别装置，图形识别装置和处理器电连接，图形处理装置可以获取用户指部图像，并将获取的用户指部图像传输给处理器，处理器根据所述距离深度信息和所述指部图像确定指部状态信息。

手掌搭接件是柔性带状条，手掌搭接件以捆绑的形式固定在用户的掌部，壳体固定在手掌搭接件上，可以将手掌搭接件缠绕在手掌接近腕部处，也可以缠绕在拇指的根部，或者缠绕在任意组合的两根或者三根以上手指上。还包括与处理器电连接的闪烁灯，手掌搭接件一端连接壳体，闪烁灯位于手掌搭接件的另一端。

进一步的，本发明实施例所述的一种用于控制器的信号采集方法的控制器,包括壳体、距离传感器、发射器、处理器和手掌搭接件，距离传感器位于壳体内，距离传感器和处理器电连接，处理器和发射器电连接，手掌搭接件与壳体相连。其中，壳体就是控制控制器，壳体内设有印制电路板，印制电路板和发射器电连接，壳体上设有控制键，当不需要通过手势操作控制器时，可以通过手掌握住壳体，手指操纵壳体上的控制键形成对应的输入指令，从而控制外部装置，如游戏机的主机。所述距离传感器是红外线测距离传感器、超声波测距离传感器和可见光测距离传感器中的一种或者多种。

壳体内设有电池，电池和处理器电连接，电池为控制器提供电源，控制器本身不需要市电，所以控制器不用连接外部的电源，此种设置方式能够使用户更加便捷的握在手中，操作起来更加灵活。同时，壳体上还设有图形识别装置，图形识别装置和处理器电连接，图形处理装置可以获取用户指部图像，并将获取的用户指部图像传输给处理器，处理器根据所述距离深度信息和所述指部图像确定指部状态信息。

手掌搭接件是卡合结构，卡合结构由加持结构和动力部组成，卡合结构和动力部相连。卡合结构可以和手表的表链相同，动力部可以是弹簧等弹力结构。通过卡合结构将壳体固定在用户的掌部，通过动力部调节卡合结构的张度，使卡合结构能够舒适的固定在用户的掌部。还包括与处理器电连接的闪烁灯，闪烁灯位于壳体上。

进一步的，本发明实施例所述的一种用于控制器的信号采集方法的控制器,包括壳体、距离传感器、发射器、处理器和手掌搭接件，距离传感器位于壳体内，距离传感器和处理器电连接，处理器和发射器电连接，手掌搭接件与壳体相连。其中，壳体就是控制控制器，壳体内设有印制电路板，印制电路板和发射器电连接，壳体上设有控制键，当不需要通过手势操作控制器时，可以通过手掌握住壳体，手指操纵壳体上的控制键形成对应的输入指令，从而控制外部装置，如游戏机的主机。所述距离传感器是红外线测距离传感器、超声波测距离传感器和可见光测距离传感器中的一种或者多种。

壳体内设有电池，电池和处理器电连接，电池为控制器提供电源，控制器本身不需要市电，所以控制器不用连接外部的电源，此种设置方式能够使用户更加便捷的握在手中，操作起来更加灵活。同时，壳体上还设有图形识别装置，图形识别装置和处理器电连接，图形处理装置可以获取用户指部图像，并将获取的用户指部图像传输给处理器，处理器根据所述距离深度信息和所述指部图像确定指部状态信息。

手掌搭接件成J字形，壳体底部向上突伸形成手部托持部，壳体顶部连接向下内弯的手掌搭接件，使得在壳体底部与手掌搭接件之间形成容置用户手掌的空间，可手掌搭接件一端连接壳体顶部，另一端固设闪烁等，闪烁等和处理器电连接。

本发明通过手掌搭接件将壳体搭接于手部或脚部，手指或脚趾等可以比较自由的张开或握合，通过距离传感器获取到手指或脚趾的状态信息，比如部分手指弯曲，全部弯曲，全部握持壳体等多种手势状态，在普通控制器的基础上，增加了手势控制的选择度，进而通过手掌搭接件套设和距离传感器的综合应用丰富了用户体验。

Claims (11)

1.一种控制器，其特征在于：包括壳体、设置于所述壳体上的距离传感器和连接壳体的手掌搭接件；

壳体，用于由用户手掌握持；

手掌搭接件，用于搭接于用户手掌上；

距离传感器，设置于壳体上，用于感测获取用户手掌指部位移，以获取指部信息，所述指部信息包括距离传感器与手指的距离。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述距离传感器包括若干传感器阵列，所述传感器阵列竖向设置于壳体上，用于检测握持壳体上手指的指部信息。

3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述距离传感器为红外线测距离传感器、超声波测距离传感器、可见光测距离传感器中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括：和距离传感器电连接的处理器；处理器用于根据所述指部信息生成对应的指部状态信息，所述指部状态信息包括：手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括：和处理器电连接的存储器；

存储器：用于存储预设指部信息、预设指部状态信息、预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引,所述预设指部信息包括距离传感器与对应手指指节的距离；

处理器：用于根据距离传感器采集到的当前指部信息和所述对应索引，确定生成的当前指部状态信息。

6.根据权利要求5任一项所述的控制器，其特征在于，手掌搭接件是柔性带状条或硬质搭接件。

7.根据权利要求5任一项所述的控制器，其特征在于，手掌搭接件是卡合结构，卡合结构由加持结构和动力部组成，卡合结构和动力部相连。

8.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，还包括与处理器电连接的光源，手掌搭接件一端连接壳体，手掌搭接件的另一端固设光源。

9.一种用于控制器的信号采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过固定在手掌内侧的距离传感器采集用户的指部信息，所述指部信息包括距离传感器与手指的距离；

根据采集到的指部信息生成对应的指部状态信息并发送，所述指部状态信息包括：手指张开、手指弯曲、手指张开并且并拢、手指张开并且分开、手指弯曲并且并拢、手指弯曲并且分开中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的一种用于控制器的信号采集方法，其特征在于，所述指部信息包括距离传感器与手指指节的距离。

11.根据权利要求9所述的一种用于控制器的信号采集方法，其特征在于，根据采集到的指部信息生成对应的指部状态信息具体包括以下步骤：

查询存储器建立的查询表，所述查询表包括预设指部信息、预设指部状态信息、预设指部信息与预设指部状态信息的对应索引；

根据采集到的当前指部信息和所述查询表，确定当前指部状态信息。