CN115480656A - 一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统 - Google Patents

一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统 Download PDF

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刘嘉兴
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Abstract

本发明公开了一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，基于光惯融合原理的无线手柄交互系统包括：手柄终端和无线接收器；手柄终端包括惯性传感器模块、红外光学动作捕捉模块，无线数据发送模块，其中，红外光学动作捕捉模块，用于提供高精度的空间位置信息；惯性传感器模块，用于提供旋转角度信息；无线数据发送模块，用于提供数据传输功能，将旋转角度信息和高精度的空间位置信息通过无线通信发送至无线接收器；无线接收器包括无线数据接收模块，以及数据处理模块，数据接收模块，用于接收旋转角度信息和高精度的空间位置信息；数据处理模块，用于根据旋转角度信息和高精度的空间位置信息确定手柄终端的六自由度数据。

Description

一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统
技术领域
本发明涉及光惯融合领域，尤其涉及一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统。
背景技术
随着无线通信技术的发展，现在无线通信设备终端越来越普及，智能家居，无线鼠标键盘以及无线游戏娱乐系统其操作不受线缆的影响，从而深受消费者青睐。
目前市面上的大部分无线交互手柄，大都是无线飞鼠(一种无线连接的移动鼠标)或是无线游戏手柄，只能够满足低精度需求的交互方式，结构较为简单且功能比较单一。基于蓝牙或者红外技术的较多，而靠加速度计陀螺仪等传感器来校准位置，其精度较低。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统。该基于光惯融合原理的无线手柄交互系统能够将红外光学动作捕捉模块与惯性传感器相结合，从而能够提高位置校准的精度。
本发明第一方面提供了一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述基于光惯融合原理的无线手柄交互系统包括：手柄终端和无线接收器；所述手柄终端包括惯性传感器模块、红外光学动作捕捉模块，无线数据发送模块，其中，所述红外光学动作捕捉模块，用于提供高精度的空间位置信息；所述惯性传感器模块，用于提供旋转角度信息；所述无线数据发送模块，用于提供数据传输功能，将所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息通过无线通信发送至所述无线接收器；所述无线接收器包括无线数据接收模块，以及数据处理模块，所述数据接收模块，用于接收所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息；所述数据处理模块，用于根据所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息确定所述手柄终端的六自由度数据。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手柄终端还包括按键控制模块，所述按键控制模块用于将触发信息转换为交互功能控制信号；所述无线数据发送模块，还用于将所述交互功能控制信号传输至所述无线接收器中的无线数据接收模块；所述数据处理模块，还用于根据所述无线数据接收模块接收到的所述交互功能控制信号确定对应的交互功能，并执行所述交互功能。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手柄终端采用若干块外壳组成，所述外壳上设置有接收适配器壳体，以及按键按钮。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述红外光学动作捕捉模块包括两个反光球组成的刚体。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述两个反光球组成的刚体直径为14毫米。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述惯性传感器模块包括一颗六轴惯性传感器以及相配套的印制电路板PCB。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述按键控制模块包括摇杆控制按钮、扳机键、功能键以及配套电路的印制电路板PCB。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述无线数据发送模块包括无线信号发射天线，以及与所述无线信号发射天线配套的印制电路板PCB。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述无线数据接收模块包括无线信号接收天线，以及与所述无线信号接收天线配套的印制电路板PCB。
可选的，结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手柄终端还包括供电电路板，以及与所述供电电路板配套的电池。
本发明提供了一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述基于光惯融合原理的无线手柄交互系统包括：手柄终端和无线接收器；所述手柄终端包括惯性传感器模块、红外光学动作捕捉模块，无线数据发送模块，其中，所述红外光学动作捕捉模块，用于提供高精度的空间位置信息；所述惯性传感器模块，用于提供旋转角度信息；所述无线数据发送模块，用于提供数据传输功能，将所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息通过无线通信发送至所述无线接收器；所述无线接收器包括无线数据接收模块，以及数据处理模块，所述数据接收模块，用于接收所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息；所述数据处理模块，用于根据所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息确定所述手柄终端的六自由度数据。本申请提供的这种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统能够将红外光学动作捕捉模块与惯性传感器相结合，从而能够提高位置校准的精度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明提供的一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统的示意图；
图2为本发明提供的一种手柄终端的结构示意图；
图3为本发明提供的一种无线接收器的结构示意图；
图4为本发明提供的一种无线接收器的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统。该基于光惯融合原理的无线手柄交互系统能够将红外光学动作捕捉模块与惯性传感器相结合，从而能够提高位置校准的精度。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
随着无线通信技术的发展，现在无线通信设备终端越来越普及，智能家居，无线鼠标键盘以及无线游戏娱乐系统其操作不受线缆的影响，从而深受消费者青睐。
目前市面上的大部分无线交互手柄，大都是无线飞鼠(一种无线连接的移动鼠标)或是无线游戏手柄，只能够满足低精度需求的交互方式，结构较为简单且功能比较单一。基于蓝牙或者红外技术的较多，而靠加速度计陀螺仪等传感器来校准位置，其精度较低。
有鉴于此，本申请提供了一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，请参见图1，该基于光惯融合原理的无线手柄交互系统包括手柄终端10和无线接收器20。
具体的，请参见图2与图3，图2与图3分别提供了一种手柄终端10与无线接收器20的结构示意图。
具体的，请参见图2，该手柄终端10包括惯性传感器模块101、红外光学动作捕捉模块102，无线数据发送模块103，其中，所述红外光学动作捕捉模块102，用于提供高精度的空间位置信息；所述惯性传感器模块101，用于提供旋转角度信息；所述无线数据发送模块103，用于提供数据传输功能，将所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息通过无线通信发送至所述无线接收器20。
请参见图3，该无线接收器20包括无线数据接收模块201和数据处理模块202。所述数据接收模块201，用于接收所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息；所述数据处理模块202，用于根据所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息确定所述手柄终端的六自由度数据。
更进一步的，该手柄终端10还可以包括按键控制模块104，该按键控制模块104用于将触发信息转换为交互功能控制信号；
该无线数据发送模块103，还用于将所述交互功能控制信号传输至所述无线接收器20中的无线数据接收模块201；
该数据处理模块202，还用于根据所述无线数据接收模块201接收到的所述交互功能控制信号确定对应的交互功能，并执行所述交互功能。
更进一步的，手柄终端10采用若干块外壳组成，所述外壳上设置有接收适配器壳体，以及按键按钮。
更进一步的，该红外光学动作捕捉模块包括两个反光球组成的刚体。
更进一步的，所述两个反光球组成的刚体直径为14毫米。
更进一步的，所述惯性传感器模块包括一颗六轴惯性传感器以及相配套的印制电路板PCB。
更进一步的，所述按键控制模块104包括摇杆控制按钮、扳机键、功能键以及配套电路的印制电路板PCB。
更进一步的，该无线数据发送模块103包括无线信号发射天线，以及与所述无线信号发射天线配套的印制电路板PCB。
更进一步的，该无线数据接收模块103包括无线信号接收天线，以及与所述无线信号接收天线配套的印制电路板PCB。
更进一步的，该手柄终端10还包括供电电路板105，以及与所述供电电路板105配套的电池。
图4是本申请实施例提供的一种无线接收器的结构示意图，该无线接收器400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)410(例如，一个或一个以上处理器)和存储器420，一个或一个以上存储应用程序433或数据432的存储介质430(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器420和存储介质430可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质430的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对交互设备400中的一系列指令操作。更进一步地，处理器410可以设置为与存储介质430通信，在无线接收器400上执行存储介质430中的一系列指令操作。
无线接收器400还可以包括一个或一个以上电源440，一个或一个以上有线或无线网络接口430，一个或一个以上输入输出接口460，和/或，一个或一个以上操作系统431，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图4示出的无线接收器结构并不构成对数据处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，RON)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法，在没有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。例如，一些特征可以忽略，或不执行。
本申请方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
以上对本申请实施例所提供的一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述基于光惯融合原理的无线手柄交互系统能够将红外光学动作捕捉模块与惯性传感器相结合，以提高位置校准的精度，具体包括：
手柄终端和无线接收器；
所述手柄终端包括惯性传感器模块、红外光学动作捕捉模块，无线数据发送模块，其中，所述红外光学动作捕捉模块，用于提供高精度的空间位置信息；所述惯性传感器模块，用于提供旋转角度信息；所述无线数据发送模块，用于提供数据传输功能，将所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息通过无线通信发送至所述无线接收器；
所述无线接收器包括无线数据接收模块，以及数据处理模块，所述数据接收模块，用于接收所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息；所述数据处理模块，用于根据所述旋转角度信息和所述高精度的空间位置信息确定所述手柄终端的六自由度数据。
2.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述手柄终端还包括按键控制模块，所述按键控制模块用于将触发信息转换为交互功能控制信号；
所述无线数据发送模块，还用于将所述交互功能控制信号传输至所述无线接收器中的无线数据接收模块；
所述数据处理模块，还用于根据所述无线数据接收模块接收到的所述交互功能控制信号确定对应的交互功能，并执行所述交互功能。
3.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述手柄终端采用若干块外壳组成，所述外壳上设置有接收适配器壳体，以及按键按钮。
4.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述红外光学动作捕捉模块包括两个反光球组成的刚体。
5.根据权利要求4所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述两个反光球组成的刚体直径为14毫米。
6.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述惯性传感器模块包括一颗六轴惯性传感器以及相配套的印制电路板PCB。
7.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述按键控制模块包括摇杆控制按钮、扳机键、功能键以及配套电路的印制电路板PCB。
8.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述无线数据发送模块包括无线信号发射天线，以及与所述无线信号发射天线配套的印制电路板PCB。
9.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述无线数据接收模块包括无线信号接收天线，以及与所述无线信号接收天线配套的印制电路板PCB。
10.根据权利要求1所述的基于光惯融合原理的无线手柄交互系统，其特征在于，所述手柄终端还包括供电电路板，以及与所述供电电路板配套的电池。
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