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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuermodul für drahtlose Bediengeräte, insbesondere für Virtual und/oder Augmented Reality-Anwendungen, sowie ein modulares System, umfassend ein derartiges Steuermodul, wenigstens ein Endgerät und wenigstens ein Ein- und/oder Ausgabegerät.
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Als Virtual Reality, virtuelle Realität oder abgekürzt VR, wird die Darstellung einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven virtuellen Umgebung bezeichnet, die Benutzern von geeigneten Geräten, wie beispielsweise Datenbrillen oder Smartphones, präsentiert wird. Hierbei kann der Benutzer in der Regel über Eingabegeräte mit dieser virtuellen Umgebung wechselwirken. Eine Vermischung von virtuellen Aspekten mit der physischen Realität wird als Augmented Reality, Mixed Reality, gemischte Realität, erweiterte Realität oder AR bezeichnet.
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Die bereits angesprochenen Eingabe- oder Bediengeräte für bekannte Virtual und/oder Augmented Reality-Anwendungen umfassen bisher meist verschiedene Bedienelemente, die aus konventionellen Computeranwendungen bekannt sind, wie zum Beispiel Joysticks, Taster, Touchpads usw. In einer einfachsten Ausführung kann beispielsweise lediglich ein Taster in einem Gehäuse vorgesehen sein, mit welchem der Bediener durch ein einfaches Drücken in der entsprechenden Virtual oder Augmented Reality-Anwendung Aktionen auslösen kann.
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Komplexere Bediengeräte hingegen können mehrere Eingabeelemente umfassen, die in geeigneter Weise an einem als Handgriff ausgebildeten Gehäuse angeordnet sein können. In derartigen Bediengeräten können ferner Vorrichtungen vorgesehen sein, die der Ermittlung der Lage und Position des Bediengeräts im Raum dienen. Alternativ können hierzu jedoch auch externe Vorrichtungen vorgesehen werden, wie beispielsweise Kameras oder Laserscanner. Derartige Geräte sind beispielsweise aus den Patentdokumenten
US 9,678,566 B2 und
WO 2017/213939 A1 bekannt.
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Die Formen der Gehäuse der angesprochenen bekannten Bediengeräte sind häufig üblichen Computerspiel-Eingabegeräten, sogenannten Controllern, nachempfunden, mit denen Benutzer in der virtuellen oder erweiterten Realität agieren können, beispielsweise indem über einen Controller Objekte wie Hände, Sportgeräte, Waffen oder sonstige Geräte in der virtuellen oder erweiterten Realität gesteuert werden. Hierbei wird in der Regel ein einzelnes physisches Bediengerät für sämtliche simulierten, d.h. virtuellen, Geräte oder allgemein Objekte, die in den verschiedenen Augmented oder Virtual Reality-Anwendungen gesteuert werden sollen, verwendet. Der Benutzer muss also bei der Eingabe seiner Aktionen häufig mehr oder minder stark abstrahieren, da sich die Form des physischen Bediengeräts sowie seine Ein- und Ausgabemöglichkeiten stark von den zu steuernden Objekten in der virtuellen oder erweiterten Realität unterscheiden. Als Beispiel sei hierbei die Handhabung eines Tennisschlägers in einem Virtual-Reality-Spiel oder die Handhabung eines Malpinsels in einem Virtual-Reality-Malprogramm mit den oben beispielhaft angesprochenen Bediengeräten genannt.
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Zwar mag eine derartige Abstraktion für gewöhnliche Computerspiel-Anwendungen noch akzeptabel sein, sollen jedoch die virtuellen Interaktionsmöglichkeiten auf eine realistischere und intuitivere Weise nachgebildet werden, beispielsweise in Simulationen für Trainingsanwendungen, bei denen es auf eine möglichst genaue Nachbildung der eingesetzten Geräte und eine größtmögliche Immersion des Benutzers ankommt, dann kann eine derartige Abstraktion unerwünscht sein, da sie den Trainingseffekt des Benutzers schmälern kann. Ebenso sind Anwendungen denkbar, bei denen die oben erwähnten, bereits bekannten Bediengeräte ungeeignet sind, da sie sich entweder durch ihre Formgebung oder durch die von ihnen ermöglichten Interaktionsmöglichkeiten nicht in die gewünschte Anwendung integrieren lassen.
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Für einfachere Simulationsanwendungen, die die Darstellungsmöglichkeiten und Rechenleistung von mobilen Endgeräten, wie etwa Smartphones oder Virtual oder Augmented Reality-Brillen, nutzen, um die simulierte Umgebung zu berechnen und darzustellen, wäre es überdies ebenfalls vorteilhaft, wenn auf gleichfalls einfache Weise möglichst realitätsgetreue Bediengeräte, die für die Steuerung und Interaktion mit der Simulationsumgebung benötigt werden, eingesetzt werden könnten. Bislang ist die Realisierung derartiger individueller Bediengeräte jedoch mit einem hohen Entwicklungsaufwand verbunden, da jeweils individuell das entsprechende Gehäuse, die notwendige Elektronik sowie Computerprogramme in Form von ausführbaren Programmcodes entwickelt werden müssen, um diese Geräte in Verbindung mit den Simulationsumgebungen einsetzen zu können. Hierzu ist umfangreiches Fachwissen aus den Bereichen Elektronik, Mechanik und Informatik nötig, was stets einen erheblichen Kostenfaktor darstellt, der insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen sowie für Anwendungen mit zeitlich begrenztem Einsatz oder sehr spezifischem Einsatzfall ein wirtschaftliches Ausschlusskriterium darstellen kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuermodul für drahtlose Bediengeräte bereitzustellen, das es Entwicklern von mobilen Virtual oder Augmented Reality-Anwendungen erlaubt, ohne tiefergehende Fachkenntnisse in den Bereichen der Elektronik und der Datenübertragung individuell gestaltete Bediengeräte für eine Simulationsumgebung, die für mobile Endgeräte, wie beispielsweise Virtual und/oder Augmented Reality-Brillen, ausgelegt ist, mit geringem Aufwand umsetzen und in ihre Anwendungen einbinden zu können.
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Um die genannte Aufgabe zu lösen, umfasst das erfindungsgemäße Steuermodul für drahtlose Bediengeräte, insbesondere für Virtual und/oder Augmented Reality-Anwendungen, eine programmierbare Datenverarbeitungseinheit, insbesondere einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor, eine der Datenverarbeitungseinheit zugeordnete Speichereinheit, welche Programmcodes für den Betrieb der Datenverarbeitungseinheit enthält, eine erste Schnittstelle zur drahtgebundenen Verbindung mit einem externen Computersystem zur Bereitstellung und/oder Anpassung des Programmcodes, eine Energie-Speichereinheit zur Versorgung von wenigstens der Datenverarbeitungseinheit mit elektrischer Energie, eine zweite Schnittstelle zur drahtgebundenen Verbindung mit wenigstens einem Ein- und/oder Ausgabegerät, und eine Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit wenigstens einem mobilen Endgerät.
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Durch das erfindungsgemäße Steuermodul wird eine flexible Grundlage zur Erstellung von individualisierten Bediengeräten geschaffen, wobei der bereits vorgesehene Programmcode grundsätzliche Funktionalitäten der Datenverarbeitungseinheit sicherstellen kann und ggf. durch geringe Anpassungen auf diverse Ein- und/oder Ausgabegeräte angepasst werden kann. Hierdurch wird Entwicklern eine Grundlage für ein breites Spektrum an denkbaren Bediengeräten zur Hand gegeben, auf der aufbauend mit geringem Entwicklungsaufwand individuelle Lösungen für verschiedenste Anforderungen an Bediengeräte für die oben beschriebenen Anwendungen geschaffen werden können, wobei durch den verringerten Entwicklungsaufwand und die damit verbundenen verringerten Kosten beispielsweise auch Kleinstserien für hochspezialisierte Anwendungen lukrativ werden können. Durch das Vorsehen der Energie-Speichereinheit an dem Steuermodul wird ferner eine Autarkie des Gesamtsystems erreicht, da hierdurch nicht mehr nur das Endgerät mobil ist, sondern auch das Bediengerät.
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Hierbei kann hinsichtlich mehrerer Aspekte auf bewährte Technologien zurückgegriffen werden, beispielsweise können bekannte Energie-Speichereinheiten wie Akkumulatoren, Batterien oder auch Superkondensatoren verwendet werden, und auch für die zweite Schnittstelle können bekannte mehrpolige Steckverbindungen eingesetzt werden, wobei jedoch festgehalten sein soll, dass das erfindungsgemäße Steuermodul auch mit proprietären und eventuell noch zu entwickelnden Lösungen für diese Komponenten ausgeführt werden kann. Auch bei der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation kann auf etablierte Standards zur drahtlosen Nahdistanz-Kommunikation, wie beispielsweise Bluetooth oder WLAN zurückgegriffen werden, oder es könnte ein eigens entwickelter individueller Datenübertragungsstandard herangezogen werden.
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Um die physische Flexibilität und Kompaktheit des erfindungsgemäßen Steuermoduls zu erhöhen, können wenigstens zwei und vorzugsweise sämtliche Komponenten des Steuermoduls fest auf einer einzelnen Platine verbaut sein und/oder in einem einzelnen Gehäuse aufgenommen sein. Hierdurch wird für Entwickler von Bediengeräten eine „Black Box“ geschaffen, von der ausgehend die Entwicklung von individualisierten Bediengeräten in einfacher und intuitiver Weise beginnen kann.
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In einer sowohl für Entwickler als auch Benutzer besonders flexiblen Ausführungsform kann die erste Schnittstelle durch eine USB-Schnittstelle gebildet sein, wobei gleichermaßen auf die verschiedenen USB-Steckertypen, wie Mikro- oder Mini-USB, oder auch USB 3.0 oder neuere Typen zurückgegriffen werden kann. Durch die Wahl dieses äußerst verbreiteten Standards für die erste Schnittstelle kann dafür gesorgt werden, dass die Verbindung mit externen Computersystemen in einer bekannten Weise und ohne Anschaffung von zusätzlichen Kabeln und Ähnlichem stattfinden kann. Selbstverständlich könnte hier jedoch auch auf andere Schnittstellen zurückgegriffen werden, beispielsweise auch noch zu entwickelnde proprietäre Schnittstellen für diese spezielle Anwendung.
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Beispielsweise in dem Fall, dass die erste Schnittstelle als USB-Schnittstelle gebildet ist, könnte sie ebenfalls zum Aufladen des Energiespeichers eingerichtet sein. Wenngleich der USB-Standard hierfür die bekannteste und gebräuchlichste Technologie ist, mittels derer sowohl Daten als auch elektrische Leistung übertragen werden kann, so könnte selbstverständlich auch auf andere Standards zurückgegriffen werden, die diese beiden Aspekte ermöglichen.
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In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Steuermodul ferner einen Inertialsensor, beispielsweise einen 3-Achsen- oder 6-Achsen-Bewegungssensor und/oder ein Gyroskop und/oder ein Magnetometer umfassen. Mit einem derartigen Inertialsensor können die Position einschließlich der Orientierung und die Bewegung bzw. Beschleunigung des Steuermoduls im Raum erfasst werden, wodurch bereits Eingabegrößen zur Weitergabe an das mobile Endgerät geschaffen werden. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, den Inertialsensor nicht direkt dem Steuermodul zuzuordnen, sondern ihn beispielsweise als Eingabegerät an der zweiten Schnittstelle anzuschließen. Des Weiteren könnte auch an alternative Inertialsensoren gedacht werden, beispielsweise an einfachere Ausführungen, in welchen lediglich die Orientierung des Steuermoduls im Raum erfasst wird, oder an Ausführungen, die zusätzliche Signalgeber an den Gliedmaßen des Benutzers umfassen (insbesondere dem Oberarm und Unterarm) und die die Position und/oder Orientierung des Steuermoduls über direkte Kinematik aus den Winkeln und Längen dieser Gliedmaßen berechnen.
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Um die Integration des erfindungsgemäßen Steuermoduls zu vereinfachen, kann es ferner eine, insbesondere der einzelnen Platine oder dem einzelnen Gehäuse zugeordnete, Befestigungsvorrichtung umfassen, die nicht nur die Herstellung von normierten Anbringungspunkten für das Steuermodul an externen Komponenten vereinfacht, sondern gegebenenfalls auch ein einfaches Montieren und Lösen des Steuermoduls von diesen sicherstellen kann. In einer alternativen Ausführungsform könnte auch ein modulares Stecksystem vorgesehen werden, in welchem das Steuermodul in einem quaderförmigen Gehäuse aufgenommen ist, das an seiner Außenseite mit Noppen versehen ist, um die dann mit entsprechenden Ausnehmungen ausgerüsteten externe Komponenten nach dem Lego-Prinzip aufstecken zu können. Hierzu müssten dann unter Umständen Öffnungen in den jeweiligen Gehäusen für das Verlegen von Kabelverbindungen vorgesehen werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein modulares System, insbesondere für Virtual und/oder Augmented Reality-Anwendungen, umfassend ein erfindungsgemäßes Steuermodul, wenigstens ein mobiles Endgerät, welches dazu eingerichtet ist, mit dem Steuermodul über die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation in Datenkommunikation zu stehen und einem Benutzer Inhalte bereitzustellen, insbesondere Virtual und/oder Augmented Reality-Inhalte, und wenigstens ein Ein- und/oder Ausgabegerät, welches dazu eingerichtet ist, mit dem Steuermodul über die zweite Schnittstelle koppelbar zu sein.
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Das wenigstens ein Ein- und/oder Ausgabegerät kann hierbei durch ein an sich bekanntes Ein- bzw. Ausgabeelement, wie beispielsweise Taster, Schalter, Touchpads, LEDs, Displays, Vibrationsgeber, Motoren gebildet sein und ferner in ein Ein-/Ausgabemodul mit beispielsweise einem Gehäuse integriert sein. Diese Module können beispielsweise in 3d-Druckverfahren als Prototypen gebildet werden, so dass hier auch kleinste Serien bereits wirtschaftlich hergestellt werden können, wobei auf bekannte Ein- bzw. Ausgabeelemente als eigentliche Funktionskomponenten zurückgegriffen werden kann. In diesem Zusammenhang kann erneut an eine Modularisierung gedacht werden, beispielweise indem die Ein- bzw. Ausgabeelemente mit genormten Verbindungsteilen versehen werden, über die sie mit entsprechenden Gegenelementen an verschiedenen Gehäuse gekoppelt werden können. Insbesondere die oben bereits angesprochene modulare Ausführung mit individuellen Steckverbindungen an den Gehäusen von Steuermodul und dem wenigstens einen Ein- und/oder Ausgabegerät könnte hierfür geeignet sein.
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Hierbei kann es sich bei dem mobilen Endgerät, wie bereits angedeutet, beispielsweise um ein Mobiltelefon (Smartphone) oder um eine Virtual oder Augmented Reality-Brille (Datenbrille) handeln oder um beliebige andere mobile Geräte, die in der Lage sind, derartige Inhalte an einen Benutzer auf einer Anzeige bereitzustellen, und die in drahtlose Kommunikation mit dem Steuermodul treten können.
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In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße System hierbei wenigstens zwei Ein- und/oder Ausgabegeräte umfassen, welche sich hinsichtlich einer Konfiguration von ihnen zugeordneten Bedien- und/oder Ausgabeelementen unterscheiden. Auf diese Weise wird eine Art Baukasten geschaffen, aus dem einzelne Bediengeräte kombiniert werden können.
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Hierzu kann das erfindungsgemäße System ferner insbesondere einen individuellen Programmcode für jedes der unterschiedlichen Ein- und/oder Ausgabegeräte umfassen. Dieser individuelle Programmcode kann bereits nativ in der der Datenverarbeitungseinheit zugeordneten Speichereinheit vorliegen und beispielsweise mittels eines Plug-and-Play-Verfahrens bei Detektierung des jeweiligen Ein- und/oder Ausgabegeräts geladen werden, oder er kann auch in einem jeweiligen Speicher der unterschiedlichen Ein- und/oder Ausgabegeräte vorliegen und zu einem geeigneten Zeitpunkt in die Speichereinheit der Datenverarbeitungseinheit übertragen werden, damit diese die von dem Ein- und/oder Ausgabegerät über die zweite Schnittstelle erhaltenen Daten geeignet interpretieren kann.
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Zuletzt kann das erfindungsgemäße System einen Computer umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, mit dem Steuermodul über die erste Schnittstelle koppelbar zu sein und einem Benutzer eine integrierte Entwicklungsumgebung zur Bearbeitung des bereitstellbaren und/oder anpassbaren Programmcodes bereitzustellen. Auf diese Weise wird Entwicklern von Bediengeräten eine komfortable Möglichkeit geschaffen, den zur Steuerung des Bediengeräts notwendigen Programmcode zu erstellen und/oder anzupassen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen deutlich, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird. Diese zeigen im Einzelnen:
- 1A und 1B eine schematische Ansicht und eine schräge Draufsicht eines erfindungsgemäßen Steuermoduls;
- 2 ein Eingabegerät zur Kopplung mit dem Steuermodul aus 1 ;
- 3 eine Ansicht des Eingabegeräts aus 2 in einem in einer externen Struktur integrierten Zustand;
- 4A und 4B das Steuermodul aus 1 und das Eingabegerät aus 2 in einem in ein erfindungsgemäßes System integrierten Zustand;
- 5 ein Flussdiagramm für einen beispielhaften Programmcode für das Steuermodul aus 1; und
- 6 ein Flussdiagramm für Programmcode für die Erfassung und Verarbeitung von Signalen durch das erfindungsgemäße Steuermodul aus 1.
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In den 1A und 1B ist ein erfindungsgemäßes Steuermodul gezeigt und ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Hierbei zeigt die 1A das Steuermodul 10 in einer schematischen Ansicht, während die 1B das Steuermodul 10 in einer schrägen Draufsicht zeigt, wobei zu erkennen ist, dass sich sämtliche im Weiteren erläuterten Komponenten des Steuermoduls 10 an einer einzelnen Platine 10a befinden.
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Diese Komponenten umfassen eine als Mikrocontroller mit integriertem Speicher ausgebildete Datenverarbeitungseinheit 12, eine einen USB-Anschluss 14a und einen entsprechenden Schnittstellenwandler 14b umfassende erste Schnittstelle 14 zur drahtgebundenen Verbindung des Steuermoduls mit einem externen, nicht gezeigten Computersystem, einen die Energie-Speichereinheit bildenden Akkumulator 16, der über eine Ladeelektronik 18 zu seinem Laden bzw. Entladen angesteuert wird, eine mehrpolig ausgebildete zweite Schnittstelle 20 und eine einen Transceiver 22a sowie eine Antenne 22b umfassende Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation 22 mit wenigstens einem mobilen Endgerät, das in den 1A und 1B zunächst einmal nicht gezeigt ist. Ferner sind in 1A noch mehrere Ein- und/oder Ausgabegeräte 26a bis 26c gezeigt, die, wie in 1B besser zu erkennen ist, mittels geeigneter Stecker 28 an der zweiten Schnittstelle 20 anschließbar oder angeschlossen sind.
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Insbesondere in 1A sind ferner Daten- und Elektronikleitungen gezeigt, anhand derer nachzuvollziehen ist, dass die Datenverarbeitungseinheit 12 mit der ersten und der zweiten Schnittstelle 14, 20 jeweils in bidirektionalem Datenaustausch steht, von der Energiespeichereinheit 16 mit Energie versorgt werden kann und über den Transceiver 22a und die Antenne 22b drahtlos nach außen kommunizieren kann. Ferner ist zu erkennen, dass die erste Schnittstelle 14 nicht nur zur Eingabe von Daten an die Datenverarbeitungseinheit 12 dient, sondern dass, wie im USB-Standard vorgesehen, auch ein Laden des Akkumulators 16 mit Hilfe der Ladeelektronik 18 über den USB-Anschluss 14a möglich ist.
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Zuletzt zeigen die 1A und 1B jeweils noch einen Initialsensor 24, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls auf der Platine 10a angeordnet ist, der jedoch in einer alternativen Ausführungsform auch als externes Gerät über die zweite Schnittstelle 20 mit dem Steuermodul 10 in Kontakt stehen könnte.
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Des Weiteren können, wie in 1 B dargestellt, die Datenverarbeitungseinheit 12 und der Transceiver 22a durch einen einzelnen Chip gebildet und zusammen mit der Antenne 22b auf einer gemeinsamen kleinen Platine 30 angeordnet sein, die wiederum auf der Platine 10a sitzt. Zuletzt zeigt die 1B noch einen Steckverbinder 32, der den Akkumulator 16 mit der Platine 10a verbindet, um die darauf sitzenden Komponenten mit Energie zu versorgen. Durch diese steckbare Verbindung des Akkumulators 16 kann dessen Austausch bei einem Defekt oder Ähnlichem erleichtert werden.
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2 zeigt nun eine Ansicht des Eingabegeräts 26a, das in der in 1A gezeigten Weise mit dem Steuermodul 10 über die zweite Schnittstelle 20 koppelbar ist und zur Eingabe von Anweisungen durch einen Benutzer dienen kann. Hierzu umfasst das Eingabegerät 26a einen Steckeranschluss 262, der einem Kabel 264 zugeordnet ist, an dessen anderem Ende der Stecker 28 aus 1B vorgesehen ist. Des Weiteren umfasst das Eingabegerät 26a eine Grundplatte 266, auf der ein Taster oder Druckschalter 268 montiert ist, bei dessen Betätigung, d.h. Niederdrücken, ein Signal an das Steuermodul übertragen wird.
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Wie im Weiteren in 3 zu erkennen ist, kann das Eingabegerät 26a mit seiner Grundplatte 266 und seinem Taster 268 in eine externe Struktur, beispielsweise ein Gehäuse integriert sein, das eine ergonomischere Bedienung des Eingabegeräts 26a ermöglicht und hierzu eine Tasterkappe 274 in einem Gehäuse 272 eingebettet umfasst.
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Dieses Gehäuse 272 kann beispielsweise durch das in den 4A und 4B gezeigte Lenkrad gebildet sein, in dem die Tasterkappe 274 integriert ist und das die durch das Gehäuse 272 verdeckten Eingabegeräte 26a - 26d jeweils in Form des oben beschriebenen Druckschalters 26a aufnimmt. Diese Eingabegeräte 26a - 26d sind wiederum mit dem zentral in dem Lenkrad angeordneten Steuermodul 10 gekoppelt, das, wie in 4B zu erkennen ist, einen Teil einer Virtual Reality-Anwendung für einen Benutzer B bildet. Hierbei wirkt der dem Steuermodul 10 zugeordnete, weiter oben beschriebene Inertialsensor 24 als weiteres Eingabegerät und es könnten in dem Lenkrad ferner auch noch Ausgabegeräte vorgesehen sein, wie beispielsweise Vibrationsgeber für taktiles Feedback, die in ähnlicher Weise wie die Eingabegeräte von dem Steuermodul 10 behandelt werden und über die zweite Schnittstelle 20 angeschlossen sein könnten.
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Die bereits angesprochene Virtual Reality-Anwendung ist durch ein modulares System 100 gebildet, das neben dem in dem Lenkrad 272 integrierten Steuermodul 10 und den Ein- und Ausgabegeräten 26a etc. noch weitere, außerhalb des Lenkrads angeordnete Eingabegeräte 102 in Form von Fußpedalen sowie ein als Datenbrille gebildetes Endgerät 104 umfasst, das der Benutzer B an seinem Kopf trägt und das ihm entsprechende Virtual Reality-Inhalte darstellen kann. Das dargestellte modulare System 100 kann beispielweise als Simulator für Fahrsicherheitstrainings oder für Computerspiel-Anwendungen verwendet werden, wobei durch die Datenbrille 104 und die realistischen Eingabegeräte eine hohe Immersion des Benutzers B erreicht werden kann. Hierbei wird die gesamte Rechenleistung zur Erzeugung der Virtual Reality-Inhalte von der Datenbrille 104 oder einer externen Rechnereinheit bereitgestellt, die hierzu bekannte Komponenten wie Prozessoren und Grafikeinheiten und einen vor den Augen des Benutzers B angeordneten Bildschirm umfassen.
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In 5 ist nun ein Flussdiagramm für einen beispielhaften Programmcode für das Steuermodul aus 1 nach dessen Inbetriebnahme bei Schritt S1 gezeigt. Zunächst einmal wird in Schritt S2 eine Programmbibliothek für eine drahtlose Datenübertragung aus der Speichereinheit in die Datenverarbeitungseinheit eingelesen, gefolgt von einer Einbindung einer Programmbibliothek für den Inertialsensor 24 bei Schritt S3. Anschließend werden bei Schritt S4 Programmbibliotheken für die Ein- und Ausgabemodule etc. ebenfalls in die Datenverarbeitungseinheit eingebunden.
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Nachfolgend findet bei Schritt S5 eine Definition der Belegung der einzelnen Anschlüsse der Datenverarbeitungseinheit statt, sowie bei Schritt S6 eine Initialisierung der jeweiligen Datenverbindungen, beispielsweise eine Bluetooth- oder WLAN-Verbindung. Nachdem diese Datenverbindungen initialisiert worden sind, werden sie bei Schritt S7 gestartet und bei Schritt S8 werden aktuelle Werte des Inertialsensors (IMU-Werte) abgefragt. Nachdem bei Schritt S9 ferner die Werte der Eingabeelemente abgefragt worden sind, wird bei Schritt S10 ein Datenpaket aus den in den Schritten S8 und S9 ermittelten Werten zusammengestellt.
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Dieses in Schritt S10 zusammengestellte Datenpaket wird anschließend bei Schritt S11 an einen Empfänger gesendet. Hierzu wird in Schritt S12 zunächst ermittelt, ob wenigstens ein Ausgabemodul vorhanden ist, und wenn dies der Fall ist, wird bei Schritt S13 das entsprechende Datenpaket für das oder die Ausgabemodul/e empfangen. Anschließend werden die empfangenen Datenpakete bei Schritt S14 gegebenenfalls aufgesplittet und die derart aufgesplitteten Datenpakete bei Schritt S15 auf die Ausgabemodule geleitet. Wird hingegen bei Schritt S12 festgestellt, dass kein Ausgabemodul vorhanden ist, so geht das Flussdiagramm von Schritt S12 direkt zu Schritt S16 über, bei dem überprüft wird, ob eine Verbindung zu einem Empfänger vorhanden ist. Ist dies der Fall, so geht der Prozess aus 5 zurück zu Schritt S8 über und es werden erneut die aktuellen IMU-Werte abgefragt. Wird hingegen in Schritt S16 keine Verbindung zu einem Empfänger festgestellt, so endet der dargestellte Prozess bei Schritt S17. In Ausführungsformen, in welchen keine Plug-and-Play-Funktionalität für die einzelnen Komponenten vorgesehen ist, kann zudem in den Schritten S4, S5, S8, S9, S10, S14 und S15 eine manuelle Anpassung des Programmcodes zur Anbindung der Ein-/Ausgabegeräte notwendig sein, wobei der übrige Programmcode unverändert bleiben kann.
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Zuletzt ist in 6 ein Flussdiagramm für einen Programmcode für die Erfassung und Verarbeitung von Signalen durch das erfindungsgemäße Steuermodul 10 gezeigt. Nach dem Start bei Schritt S18 werden zunächst bei Schritt S19 die Ein- und Ausgabeelemente definiert und bei Schritt S20 die drahtlose Kommunikationsverbindung initialisiert. Anschließend wird eine Verbindung mit der zentralen Steuerung bei Schritt S21 aufgebaut. Hierzu wird ein Abbruchkriterium für die Anzahl von Verbindungsversuchen verwendet, bei dessen Überschreitung in Schritt S22 zu Schritt S23 übergegangen und eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
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Ist das Abbruchkriterium aus Schritt S22 hingegen nicht erfüllt, wird in Schritt S24 überprüft, ob eine Datenverbindung erfolgreich aufgebaut worden ist, und wenn dies nicht der Fall ist, wird zurück zu Schritt S21 übergegangen. Ist jedoch in Schritt S24 erfolgreich eine Datenverbindung aufgebaut worden, so wird bei Schritt S25 überprüft, ob der Datenstrom verschieden von Null ist.
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Sofern dies der Fall ist, werden in den Schritten S26, S27 und S28 Daten des Datenstroms in entsprechenden Variablen abgelegt, Ausgabewerte in ein Ausgabe-Datenpaket gepackt und das Datenpaket dann an den Empfänger gesendet. Wird hingegen in Schritt S25 festgestellt, dass der Datenstrom gleich Null ist, so wird in Schritt S29 unmittelbar überprüft, ob die drahtlose Verbindung beendet worden ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird zurück zu Schritt S25 übergegangen und eine erneute Überprüfung des Betrags des Datenstroms durchgeführt. Wird hingegen in Schritt S29 festgestellt, dass die drahtlose Verbindung beendet worden ist, so endet der Prozess in Schritt S30.
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Auch im Zusammenhang mit 6 bleibt noch nachzutragen, dass in Ausführungsformen, in welchen keine Plug-and-Play-Funktionalität für die einzelnen Komponenten vorgesehen ist, in den Schritten S19, S26, S27 und S28 eine manuelle Anpassung des Programmcodes zur Anbindung der Ein-/Ausgabegeräte notwendig sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 9678566 B2 [0004]
- WO 2017/213939 A1 [0004]
