KR20190056369A - 인간 머신 인터페이스 시스템 - Google Patents

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KR20190056369A
KR20190056369A KR1020197008101A KR20197008101A KR20190056369A KR 20190056369 A KR20190056369 A KR 20190056369A KR 1020197008101 A KR1020197008101 A KR 1020197008101A KR 20197008101 A KR20197008101 A KR 20197008101A KR 20190056369 A KR20190056369 A KR 20190056369A
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controller
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inputs
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KR1020197008101A
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브루스 맥도날드
윌리엄 뵈트허
Original Assignee
코드테크 피티와이 엘티디
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Abstract

디바이스를 제어하기 위한 인간 머신 인터페이스 시스템으로서, 하우징; 인간 손가락 활성화 가능 물리적 요소; 상기 요소와 통신하는 프로세서 - 상기 프로세서는 상기 요소로부터의 입력을 수신하고 프로세싱함 -; 상기 프로세서로부터의 출력을 통신하기 위한 통신기 - 상기 출력은 상기 디바이스에 대해 의도된 명령을 포함함 - 를 포함하고; 상기 요소, 상기 프로세서 및 상기 통신기는 모두 상기 하우징 주위에 또는 그 내부에 배치되거나 그에 연결된다.

Description

인간 머신 인터페이스 시스템
비상 서비스, 경찰 및 군사 요원은 전형적으로 각각 상이한 사용자 인터페이스를 갖는 다양한 이종 전자 디바이스들, 장치들 및/또는 기기들을 휴대한다. 예들은 라디오들, 플래시라이트들, 레이저 지정자들, 열 무기 관측기(thermal weapon sights, TWS), 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 적외선 스코프(infrared scopes), 컴퓨터 단말들 등을 포함한다. 다수의 상이한 사용자 인터페이스들을 마스터하고 조작해야 하는 것은, 특히 조작자에게 높은 물리적 및 인지적 부하들을 부과하는 극단적인 조건들(예를 들어, 전투 또는 비상 사건)에서 부담스럽다. 특히, 상이한 사용자 인터페이스들 사이에서 스위칭하는 동안 조작자의 인지적 인식의 손실은 잠재적으로 치명적인 위험이다. 점점 더, 건축 작업자, 현장 기술자, 측량사, 상인 등을 포함하는, 다른 활동 분야들에서의 조작자들은 또한 단순화된 조작을 요구하는 다수의 전자 디바이스를 휴대하고 있다.
전술한 요건들에 부응하기 위해, 다양한 이종 컨트롤들 및 인터페이스들을 하나의 동종의 일관된 인터페이스로 붕괴시키는 방법 및 장치가 요구된다. 또한, 더 적은 수의 기능들이 컨트롤을 요구하는 경우 더 적은 수의 적합하게 단순한 입력 조합들을 갖는 인터페이스가 이용될 수 있는 반면, 더 많은 수의 기능들이 컨트롤을 요구하는 경우 더 많은 적합하게 단순한 입력 조합들을 갖는 더 높은 대역폭 인터페이스가 제공될 수 있도록, 상기 인터페이스의 대역폭이 스케일링 가능하게 될 필요성이 존재한다.
비록 인터페이스의 대역폭은 단순히 더 많은 사용자 입력들을 제공함으로써 항상 증가될 수 있지만, 입력들의 수를 증가시키는 것은 항상 인터페이스의 다음 속성들 중 적어도 하나에 대응하는 증가를 야기할 것이다: 물리적 크기, 조작을 위해 요구되는 손가락의 수 또는 조작과 연관된 인지적 부하. 이전에 언급된 같이, 전투 또는 비상 상황에서 유도된 인지적 부하를 감소시키는 것은 중요하다. 또한, 서비스 무기에 장착된 제어 인터페이스와 같은 애플리케이션들에 대해, 장착을 위해 이용가능한 공간 및 조작을 위해 이용가능한 손가락의 수는 양쪽 모두 프리미엄에 있다.
전통적으로, 특정 위험 또는 민감 환경들에서 기기들을 조작하기 위해 무선 프로토콜들을 사용하는 것에 우려가 있어 왔다. 예를 들어, 군사 사용자들은 디바이스의 무선 활성화가 착용자가 적에게 검출되도록 하거나, 개선된 폭발성 디바이스(improvised Explosive Device, IED)와 같은 폭발성 디바이스를 트리거하거나, 전파 방해(jamming) 또는 적에 의해 제어되는 것에 영향을 받을 수 있다는 점을 우려한다. 다른 인간들은 예를 들어 이미 큰 전자기 방사 부하를 가질 수 있는 민감 환경들에서 무선 제어의 신뢰성에 대해 우려하였다. 또한, 무선 통신 하드웨어는 물리적으로 연결된 하드웨어보다 더 많은 전력을 소비하는데 그 이유는 피제어 디바이스는 컨트롤러로부터의 신호를 주기적으로 검사해야 하기 때문이다. 결과적으로, 그러한 환경들에서의 디바이스들의 무선 작동은 가치가 없거나, 너무 어렵거나 또는 너무 위험한 것으로 간주되었다.
따라서, 조작을 위해 요구되는 손가락의 수, 전력 소비, 물리적 크기 및 조작과 연관된 인지적 부하와 같은 중요한 인자들을 훼손시키지 않으면서, 그 입력 대역폭이 쉽게 스케일링될 수 있는 유연한 사용자 인터페이스에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 디바이스를 제어하기 위한 인간 머신 인터페이스(HMI) 시스템이 제공되는데 이는: 하우징; 인간 손가락 활성화 가능 물리적 요소; 상기 요소와 통신하는 프로세서 - 상기 프로세서는 상기 요소로부터의 입력을 수신하고 프로세싱함 -; 상기 프로세서로부터의 출력을 통신하기 위한 통신기 - 상기 출력은 상기 디바이스에 대해 의도된 명령을 포함함 - 를 포함하고; 상기 요소, 상기 프로세서 및 상기 통신기는 모두 상기 하우징 주위에 또는 그 내부에 배치되거나 그에 연결된다. 일부 바람직한 실시예들에서, 상기 요소, 상기 프로세서 및 상기 통신기는 모두 하우징 주위에 또는 그 내부에 배치된다. 일부 실시예들에서, 상기 디바이스는 상기 하우징에 물리적으로 연결되고, 일부 실시예들에서, 상기 디바이스는 그렇지 않다.
본 발명의 다른 양태에서, 디바이스를 제어하는 컴퓨터 구현 방법이 제공되는데 이는: 인간 손가락 활성화 가능 요소로부터 유래하는 입력을 수신하는 단계; 상기 입력을 프로세싱하여 상기 디바이스에 대한 명령을 포함하는 출력을 결정하는 단계; 상기 출력을 상기 디바이스에 전달하는 단계를 포함하고; 상기 프로세싱 단계는:
상기 입력으로부터 하나 이상의 서브-입력을 식별하는 단계; 각각의 서브-입력에 대한 개별 값을 결정하는 단계; 각각의 서브-입력을 수학적으로 프로세싱하여 출력 값을 결정하는 단계; 및 상기 출력 값으로부터 출력 명령을 식별하는 단계를 포함한다. 일부 바람직한 실시예들에서, 각각의 서브-입력에 대한 상기 개별 값은 테이블로부터 결정되고, 일부 바람직한 실시예들에서, 상기 출력 명령은 테이블로부터 결정된다.
본 발명에 따른 방법은 다음 공식에 따른 n개의 서브-입력에 대한 수학적 프로세싱을 포함할 수 있다:
서브-입력 1 + ... + 서브-입력 n = 출력 값
일부 실시예들에서, 본 발명의 방법은: 제1 서브-입력을 시간순으로 프로세싱하여 출력들의 서브세트를 결정하는 단계; 적어도 하나의 시간순으로 후속하는 서브-입력을 프로세싱하여 출력 값을 결정하는 단계를 포함한다. 일부 바람직한 실시예들에서, 상기 시간순으로 후속하는 서브-입력은 미리 결정된 시간 기간에 걸친 인간 손가락 활성화 가능 물리적 요소의 활성화의 부재를 포함한다. 일부 실시예들에서, 본 발명의 방법은 또한: 제1 서브-입력의 시간을 기록하는 단계; 미리 결정된 경과된 시간 값에 도달할 때까지 상기 제1 서브-입력 후의 경과된 시간을 모니터링하는 단계; 상기 미리 결정된 경과된 시간 값 전에 후속 서브-입력이 수신되지 않으면, 후속 입력의 부재를 미리 결정된 출력 값으로서 프로세싱하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 미리 결정된 경과된 시간 값은 당면한 목적에 실용적인, 임의의 적합한 값일 수 있다. 예를 들어, 신속한 응답을 위해(예컨대 군사 요원을 위해) 설계된 구현에서는, 더 짧은 시간, 예를 들어, 약 1초 이하, 바람직하게는 1/2초 이하의 시간이 요구될 수 있다. 전형적으로, 이 구현에 따른 미리 결정된 출력 값은 피제어 디바이스에 대한 디폴트 또는 가장 일반적으로 사용되는 설정에 대응할 것이며, 전형적으로 사용자에 대한 위험을 생성하지 않는 설정일 것이다. 예를 들어, 전체 입력이 인터럽트되지만 단일 제1 입력을 갖는 입력에 대응하도록 사용자가 서브-입력들을 추가하는 동안 산만하게 되거나 실수를 하면, 그 입력에 대응하는 출력은 안전해야 한다. 예를 들어, 군사 요원은 그러한 입력 기능을 통해 토치(torch)를 온으로 설정하지 않기로 결정할 수 있다. 전형적으로, 그러한 실시예들에서, 미리 결정된 경과된 시간 값은 약 2초 미만, 옵션으로 약 1.5초 미만, 옵션으로 약 1초 미만, 옵션으로 약 0.5 내지 1초, 옵션으로 약 0.5초이다.
본 발명의 이 실시예의 일부 구현들에서, 제1 프로세싱 단계는 제어할 전자 디바이스의 선택을 결정하고, 제2 프로세싱 단계는 그 디바이스에 대한 명령을 결정한다.
본 발명의 다른 양태에서, 베이스 및 그로부터 연장되는 돌출부를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치가 제공되고, 상기 돌출부는 상기 베이스에 의해 정의된 축을 중심으로 이동가능하고 적어도 하나의 가이드에 의해 정의된 방향들로 이동가능하여 가이드된 경로 내의 복수의 제어 포인트를 연결하고, 상기 제어 포인트들은 피제어 디바이스에 대한 하나 이상의 제어 명령어와 대응하도록 의도된다.
본 발명의 다른 양태에서, 베이스 및 인간 손가락을 가이드하기 위해 상기 베이스의 주변부 주위에 배치된 하나 이상의 가이드를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치가 제공되고, 상기 베이스는 상기 베이스의 표면을 손가락과 슬라이딩 가능하게 맞물리게 함으로써 인간 손가락이 입력을 야기하는 것을 가능하게 하는 전도성 요소를 포함하고, 상기 입력은 피제어 디바이스에 명령어를 전송하는 데 사용가능하다.
본 발명은 또한 인간 머신 인터페이스 장치를 제공하는데, 이는 미리 정의된 하나 이상의 요소의 누름에 따라, 제어가능한 디바이스에 대한 명령어에 대응하는 입력이 생성되도록, 서로 근접하여 나란히 접촉하여 배치된 복수의 활성화 가능 요소를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 디바이스 컨트롤러에 무선으로 연결된 인간 머신 인터페이스를 포함하는 인간 머신 인터페이스 시스템을 제공하는데, 상기 디바이스 컨트롤러는 프로세서에 물리적으로 연결된 수동 움직임 센서 및 무선 트랜시버를 포함하고, 움직임의 검출에 따라, 상기 디바이스 컨트롤러는 활성 상태로 스위칭된다. 일부 실시예들은 타이머를 포함하고, 여기서 상기 디바이스 컨트롤러는 움직임 없이 미리 결정된 양의 시간이 경과하면 비활성 상태로 자동으로 스위칭된다. 일부 실시예들은 타이머를 포함하고, 여기서 상기 디바이스 컨트롤러는 움직임 없이 미리 결정된 양의 시간이 경과하면 HMI 컨트롤러로부터의 무선 명령을 통해 비활성 상태로 스위칭된다.
본 발명의 이 양태의 일부 실시예들에서, 마이크로컨트롤러를 포함하는 시스템이 제공되는데 상기 움직임 센서는 상기 마이크로컨트롤러의 인터럽트 라인과 접지 사이에 전자적으로 연결된다. 일부 실시예들은 하우징 내에서 롤링하고 그에 의해 움직임과의 전기적 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는 하나 이상의 구면 전도성 아이템을 옵션으로 포함하는 기계적 움직임 센서를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에서, 무선 디바이스를 포함하는 인간 머신 인터페이스 시스템에서 전력 소비를 감소시키는 컴퓨터 구현 방법이 제공되는데, 이는: 시간순 디바이스로부터 데이터 입력을 수신하는 단계; 미리 결정된 시간순 기간이 경과한 것과 일치하는 데이터를 수신함에 따라, 상기 무선 디바이스의 액티브 리스닝 레이트를 미리 결정된 레벨로 감소시키기 위한 명령어를 무선 칩셋에 전송하는 단계; 움직임의 발생과 일치하는 데이터 입력을 움직임 감지 디바이스로부터 수신하는 단계; 상기 액티브 리스닝 레이트를 미리 결정된 레벨로 증가시키기 위한 명령어를 무선 칩셋에 전송하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 인간 머신 인터페이스의 개략도이다.
도 2는 여기서 스틱 컨트롤이라고 지칭되는, 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스의 개략도이다.
도 3은 여기서 슬라이드 컨트롤이라고 지칭되는, 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스의 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 여기서 쿼드 패드라고 지칭되는, 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스의 개략도들이다.
도 5는 여기서 E5 디바이스라고 지칭되는, 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스의 개략도이다.
도 6은 여기서 E6 디바이스라고 지칭되는, 무기 입력 제어와 관련된 예시적인 실시예의 좌측 및 우측 뷰를 도시하는 개략도이다.
도 7은 입력들을 위한 3개의 스위치, 블루투스 BLE 무선 칩셋, 및 마이크로프로세서를 포함하는 본 발명에 따른 무선 컨트롤러의 예시적인 실시예에 대한 예시적인 회로 배선도이다.
도 8은 입력들을 위한 3개의 스위치, RS232 데이터 버스 트랜시버 및 마이크로프로세서를 포함하는 본 발명에 따른 케이블링된 컨트롤러의 예시적인 실시예에 대한 예시적인 회로 배선도이다.
도 9는 본 발명에 따른 예시적인 3 버튼 컨트롤러의 상면 뷰이다.
도 10은 입력 스위치들, 마이크로프로세서 및 BLE 무선 트랜시버를 포함하는 본 발명에 따른 컨트롤러에 대한 예시적인 인쇄 회로 보드 어셈블리(PCBA)를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 단일 버튼 실시예의 예 및 그러한 실시예에 대한 예시적인 PCBA를 각각 도시한다.
도 12는 본 발명에 따라 3 버튼 컨트롤러의 대역폭이 어떻게 확장될 수 있는지를 표현하는 일련의 흐름도들이다.
도 13은 본 발명에 따라 1 버튼 컨트롤러의 대역폭이 어떻게 확장될 수 있는지를 표현하는 일련의 흐름도들이다.
특히 바람직한 실시예들과 관련하여 여기서 본 발명을 설명하는 것이 편리하다.
그러나, 본 발명은 광범위한 상황들에 적용가능하며, 다른 구성들 및 배열들이 또한 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 간주된다는 것이 인정되어야 한다. 여기에 설명된 구성 및 배열들에 대한 다양한 수정들, 변경들, 변형들 또는 추가들이 또한 본 발명의 범위 및 영역 내에 속하는 것으로 간주된다.
본 발명에 따른 인터페이스는 단순화된 제어 디바이스로부터 조작될 것을 원하는 전자 디바이스의 임의의 적합한 제어 기능과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 그것은 플래시라이트, 라디오, 추적 시스템, 비상 신호 또는 비컨, 관찰 디바이스들, 컴퓨터, 무인 차량, 무기 등을 조작할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 데이터 버스 피제어 디바이스, 전기 도체에 의해 연결되지 않은 디바이스, 스위치 부하 디바이스 또는 컴퓨터 중 하나 이상을 옵션으로 포함하는, 전자 디바이스의 제어를 위한 HMI가 제공되고, 이 인터페이스의 입력은 하나에서 다수의 인간 손가락까지 쉽게 스케일링 가능하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 전자 디바이스의 제어를 위한 인간 손가락 조작가능 인간 머신 인터페이스(HMO)가 제공되고, 이 인터페이스의 입력은 하나에서 다수의 인간 손가락까지 쉽게 스케일링 가능하다.
전자 디바이스는 단순화된 조작이 바람직한 임의의 디바이스를 옵션으로 포함할 수 있다. 일부 바람직한 실시예들에서, 그것은 데이터 버스 피제어 디바이스, 전기 도체에 의해 연결되지 않은 디바이스, 스위치 부하 디바이스 또는 컴퓨터 중 하나 이상을 포함한다. 임의의 적합한 인간 손가락이 본 발명에 따라 디바이스를 조작하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 여기서 사용된 '손가락'이라는 용어는 임의의 적합한 인간 부속물, 예를 들어 손가락, 엄지, 손, 팔꿈치, 발가락, 발, 무릎, 머리 또는 혀 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인터페이스의 입력 대역폭의 스케일링 가능성은 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 HMI는 하나 이상의 전기 스위치 또는 입력 영역(여기서, "입력들", "요소들" 또는 "활성화 가능 물리적 요소들"이라고 지칭됨)의 활성화에 기초하여 하나 이상의 전자 디바이스의 제어 기능을 실행하도록 구성가능한 프로세서를 포함할 수 있다. 제어 기능을 야기하는 명령에 도달하기 위해 그렇게 생성된 입력 신호들에 프로세서에 의해 다양한 알고리즘 또는 다른 동작들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 일부 바람직한 실시예들은 복수의 입력(예컨대 다수의 버튼들 또는 슬라이딩 가능 입력 표면들, 또는 스틱 컨트롤, 또는 슬라이드 컨트롤, 또는 쿼드 패드 등)을 포함하고, 각각의 개별 입력을 통한 HMI에의 사용자 입력에 수치 값이 할당되고, 사용자에 의해 활성화된 모든 입력들의 조합된 수치 값(여기서 "조합된 입력 값"이라고 지칭됨)은 프로세서에 의해 독립적으로 누적되어 명령을 생성한다.
일부 실시예들에서, 제한된 수의 입력들(예를 들어, 3개)만이 제공되지만, 이들 제한된 입력들의 대역폭은 어느 전자 디바이스(또는 전자 디바이스들의 서브세트)를 제어할지에 대한 선택으로서 입력의 제1 활성화, 및 상기 디바이스 상에서 어느 기능을 제어할지에 대한 선택으로서 제2 입력 활성화를 프로세싱함으로써 확장된다. 그러한 실시예의 예시적인 프로세스 흐름은 아래에 중요 항목들에서 개략 설명된다. 이 동일한 프로세스 흐름은 도 12에서 설명되는데, 흐름도들(1201, 1202 및 1203)은 입력들 1, 2 및 3에서 각각 시작하는 입력 시퀀스들에 대한 로직 흐름을 설명한다.
Figure pct00001
입력 1이 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 특정된 바와 같이 조명기 기능을 제어한다:
o 입력 1이 그 후 활성화되면, 비활성화될 때까지 플래시라이트를 턴 온한다;
o 입력 2가 그 후 활성화되면, 비활성화될 때까지 플래시라이트를 스트로브 온/오프한다; o 입력 3이 그 후 활성화되면, 비활성화될 때까지 레이저를 턴 온한다.
Figure pct00002
입력 2가 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 특정된 바와 같이 TWS 기능을 제어한다:
o 입력 1이 그 후 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 열 무기 관측기를 토글 온/오프한다;
o 입력 2가 그 후 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 블랙 핫/화이트 핫 극성을 토글한다;
o 입력 3이 그 후 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 이득을 토글한다.
Figure pct00003
입력 3이 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 특정된 바와 같이 핸즈-프리 라디오 기능을 제어한다:
o 입력 1이 그 후 활성화되면, 비활성화될 때까지 푸시-투-토크(PTT)를 턴 온한다;
o 입력 2가 그 후 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 볼륨을 변경한다;
o 입력 3이 그 후 활성화되고, 그 후 비활성화되면, 채널을 변경한다.
이 동일한 프로세스 흐름은 아래에 컨트롤러의 프로세서의 관점에서 설명된다.
Figure pct00004
컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00005
컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 (재)활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트(예컨대 MOSFET 또는 릴레이)를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 플래시라이트 전력 회로를 폐쇄하고 플래시라이트를 턴 온한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 플래시라이트 전력 회로를 개방하고 플래시라이트를 턴 오프한다.
o 또는:
o 컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트(예컨대 MOSFET 또는 릴레이)를 제어하는 출력 라인의 상태를 연속적으로 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 플래시라이트 전력 회로를 폐쇄 및 개방하고 플래시라이트를 스트로브 온 및 오프한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 플래시라이트 전력 회로가 현재 개방되어 있다면, 컨트롤러 프로세서는 아무 것도 하지 않는다;
o 플래시라이트 전력 회로가 현재 폐쇄되어 있다면, 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 플래시라이트 전력 회로를 개방하고 플래시라이트를 턴 오프한다.
o 또는:
o 컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트(예컨대 MOSFET 또는 릴레이)를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 레이저 전력 회로를 폐쇄하고 레이저를 턴 온한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 레이저 전력 회로를 개방하고 레이저를 턴 오프한다;
Figure pct00006
또는:
Figure pct00007
컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00008
컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다; o 컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 로컬 비휘발성 메모리(NVRAM) 에 저장된 TWS "토글 온/오프 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 TWS 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버(예를 들어 RS232)에 기입한다.
o 또는:
o 컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 (재)활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 TWS "극성 토글" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 TWS 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다.
o 또는:
o 컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 TWS "이득 토글" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 TWS 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다.
Figure pct00009
또는:
Figure pct00010
컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00011
컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 핸즈-프리 라디오의 PTT 라인에 물리적으로 연결된 출력 라인을 전기 접지로 풀링하고, 그에 의해 라디오의 PTT 기능을 턴 온한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 핸즈-프리 라디오의 PTT 라인에 물리적으로 연결된 출력 라인을 회로 공급 전압(Vcc)으로 다시 풀링하고, 그에 의해 라디오의 PTT 기능을 턴 오프한다;
o 또는:
o 컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 핸즈-프리 라디오 "볼륨 변경" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 핸즈-프리 라디오 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다.
o 또는:
o 컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 (재)활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 핸즈-프리 라디오 "채널 변경" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 핸즈-프리 라디오 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다.
일부 실시예들에서, 단일 입력만이 제공되고, 상기 입력의 활성화들의 수 및/또는 지속기간은 프로세서에 의해 생성되는 명령을 결정한다. 예로서, 모스 코드와 유사한 인코딩이 사용될 수 있고, 따라서 예를 들어 도트(짧은 입력)와 바로 후속하는 대시(연장된 입력)는 플래시라이트를 턴 온할 수 있고, 독립형 대시는 핸즈-프리 라디오를 통해 PTT 기능을 동작시킬 수 있다. 이 프로세스 흐름은 아래에 개략 설명된다. 그러한 실시예의 예시적인 프로세스 흐름은 아래에 중요 항목들에서 개략 설명된다. 이 동일한 프로세스 흐름은 도 13에서 설명되는데, 흐름도들(1301 및 1302)은 도트 및 대시에서 각각 시작하는 입력 시퀀스들에 대한 로직 흐름을 설명한다.
Figure pct00012
제1 입력이 도트이면:
o 도트가 500ms 내에 후속하면, 플래시라이트를 턴 온한다;
o 대시가 500ms 내에 후속하면, 플래시라이트를 턴 오프한다;
o 추가 입력 없이 500ms가 경과하면, 레이저를 턴 온한다.
Figure pct00013
제1 입력이 대시이면:
o 도트가 500ms 내에 후속하면, 라디오 볼륨을 변경한다;
o 대시가 500ms 내에 후속하면, 라디오 채널을 변경한다;
o 추가 입력 없이 500ms가 경과하면, 레이저를 턴 오프한다.
이 동일한 프로세스 흐름은 아래에 컨트롤러의 프로세서의 관점에서 설명된다.
국면 1: 입력 프로세싱
Figure pct00014
컨트롤러 프로세서는 입력의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00015
컨트롤러 프로세서는 물리적으로 연결된 크리스털 발진기 또는 세라믹 공진기로부터의 신호를 사용하여 경과된 시간의 ms 타이밍을 시작한다;
Figure pct00016
컨트롤러 프로세서는 입력의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00017
컨트롤러 프로세서는 타이밍을 중지하고 경과된 시간 값을 로컬 메모리에 (예를 들어) "first_input_elapsed_time"으로 명명된 변수에 저장한다;
Figure pct00018
컨트롤러 프로세서는 경과된 시간 값을 0으로 리셋하고 경과된 시간의 ms 타이밍을 재개한다;
Figure pct00019
컨트롤러 프로세서가 입력의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신하거나 또는 (현재) 경과된 시간 값이 500ms에 도달한다(어느 것이든 먼저 발생한다).
Figure pct00020
경과된 시간 값이 500ms에 도달하기 전에 입력의 사용자 활성화가 발생하면:
o 컨트롤러 프로세서는 타이밍을 중지하고 경과된 시간 값을 로컬 메모리에 (예를 들어) "elapsed_time_between_inputs"로 명명된 변수에 저장한다;
o 컨트롤러 프로세서는 경과된 시간 값을 0으로 리셋하고 경과된 시간의 ms 타이밍을 재개한다;
o 컨트롤러 프로세서는 입력의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
o 컨트롤러 프로세서는 타이밍을 중지하고 새로운 경과된 시간 값을 로컬 메모리에 (예를 들어) "second_input_elapsed_time"으로 명명된 변수에 저장한다;
o 컨트롤러 프로세서는 경과된 시간 값을 0으로 리셋한다.
Figure pct00021
그렇지 않고, 입력들 사이의 경과된 시간이 500ms에 도달하면:
o 컨트롤러 프로세서는 타이밍을 중지하고 500ms의 경과된 시간 값을 로컬 메모리에 "elapsed_time_between_inputs" 변수에 저장한다.
o 컨트롤러 프로세서는 경과된 시간 값을 0으로 리셋한다.
국면 2: 출력 프로세싱:
Figure pct00022
컨트롤러 프로세서는 "first_input_elapsed_time", "elapsed_time_between_inputs" 및 "second_input_elapsed_time"의 값들을 로컬 NVRAM에 저장된 미리 결정된 값들과 비교한다(이 예에서는 모든 변수들에 대한 비교 값으로서 500ms가 사용된다).
Figure pct00023
"first_input_elapsed_time"의 값이 500ms 미만이면:
o "elapsed_time_between_inputs"의 값이 500ms 미만이면:
Figure pct00024
"second_input_elapsed_time"의 값이 500ms 미만이면, 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트(예컨대 MOSFET 또는 릴레이)를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 플래시라이트 전력 회로를 폐쇄하고 플래시라이트를 턴 온한다.
Figure pct00025
그렇지 않고, "second_input_elapsed_time"의 값이 500ms 이상이면, 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트(예컨대 MOSFET 또는 릴레이)를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 플래시라이트 전력 회로를 개방하고 플래시라이트를 턴 오프한다.
o 그렇지 않고, "elapsed_time_between_inputs"의 값이 500ms와 동일하면, 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 레이저 전력 회로를 폐쇄하고 레이저를 턴 온한다.
Figure pct00026
그렇지 않고, "first_input_elapsed_time"의 값이 500ms 이상이면:
o "elapsed_time_between_inputs"의 값이 500ms 미만이면:
Figure pct00027
"second_input_elapsed_time"의 값이 500ms 미만이면, 컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 핸즈-프리 라디오 "볼륨 변경" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 핸즈-프리 라디오 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다.
Figure pct00028
그렇지 않고, "second_input_elapsed_time"의 값이 500ms 이상이면, 컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 핸즈-프리 라디오 "채널 변경" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 핸즈-프리 라디오 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다.
o 그렇지 않고, "elapsed_time_between_inputs"의 값이 500ms와 동일하면, 컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 레이저 전력 회로를 개방하고 레이저를 턴 오프한다.
다양한 이유로, 예를 들어 본 발명에 따른 단순한 인터페이스로부터 조작가능한 디바이스들의 수를 극적으로 증가시키기 위해, 조작의 보안을 증가시키기 위해, 등등의 이유로 입력 데이터의 더 복잡한 알고리즘 변환들이 이용될 수 있다.
입력 신호들의 프로세싱에 더하여, 인터페이스의 입력 대역폭의 스케일링 가능성을 달성하기 위해 수정될 수 있는 본 발명의 다른 양태들은 제공된 입력들의 수 또는 구성을 변경하는 것을 포함한다. 애플리케이션 특정 제한들이 그것을 방지하지 않는 경우, 인터페이스는 단순히 입력들의 수를 변경함으로써 스케일링될 수 있다 - 더 많거나 더 적은 전체 기능들의 제어를 요구하는 애플리케이션들에 대해, 더 많거나 더 적은 전체 입력들이 각각 제공될 수 있다. 입력들을 프로세싱하고 명령에 도달하는 데 사용되는 프로세서는 임의의 적합한 위치에 물리적으로 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 그것은 하나 이상의 입력 디바이스 근처에 또는 그 내부에 위치하고, 일부 실시예들에서, 그것은 제어될 하나 이상의 전자 디바이스 근처에 또는 그 내부에 위치하고, 일부 실시예들에서 그것은 입력들 및 전자 디바이스들과 분리하여 위치한다. 입력들, 프로세서 및 전자 디바이스(들) 사이의 통신은 임의의 적합한 방식으로 행해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 케이블이 하나 이상의 하드웨어를 물리적으로 연결할 수 있고, 통신은 데이터 버스를 통해 발생한다.
일부 실시예들에서, 통신은 무선이고, 예를 들어 블루투스 또는 사유 라디오 주파수 또는 자기 유도 링크를 사용한다. 숙련된 청자라면 케이블이 본 발명과 함께 사용될 필요가 없고, 스케일링 가능성 및 사용의 그의 특징들이 케이블에 의존하지 않는다는 것을 인정할 것이다. 본 발명의 무선 구현들은 그것들이 케이블들이 식물 또는 빌딩들 또는 가구들 등과 같은 외부 물체들에 얽히거나 걸려 찢어질 가능성을 감소시킨다는 이점을 갖는다. 일부 무선 구현들은 또한 더 가볍다.
도 7은 입력들을 위한 3개의 버튼, 블루투스 BLE 무선 칩셋 및 마이크로프로세서를 포함하는 본 발명에 따른 컨트롤러의 예시적인 실시예에 대한 예시적인 회로도이다. 대조점으로서, 도 8은 입력들을 위한 3개의 버튼 및 마이크로프로세서를 포함하는 본 발명에 따른 케이블 연결된 컨트롤러의 예시적인 실시예에 대한 예시적인 회로도이다.
임의의 적합한 무선 프로토콜이 본 발명의 무선 구현을 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 무선 프로토콜은 낮은 에너지 소비 및 낮은 범위에 대해 설계된다. 사용될 수 있는 무선 프로토콜들의 예들은 다음을 포함한다:
Figure pct00029
블루투스 - 단거리 무선 통신을 위한 글로벌 2.4 GHz 개인 영역 네트워크.
Figure pct00030
BLE - 전통적인 블루투스보다 상당히 더 적은 전력을 소비하지만 더 낮은 데이터 전송 레이트를 갖는 블루투스의 버전.
Figure pct00031
지그비 - 2.4 GHz 메시 로컬 영역 네트워크(LAN) 프로토콜.
Figure pct00032
Z-Wave - sub-GHz 메시 네트워크 프로토콜.
Figure pct00033
NFC(근거리 무선 통신) - 매우 근접한 통신을 위해 사용되는 네트워크 프로토콜들.
Figure pct00034
RFID - 대부분의 시스템들에서, RFIDlink의 일측만이 네이티브 전원을 소유한다.
전력을 공급받은 측은 수신 칩에 전류를 유도하는 RF 전자기파를 송신한다. (네이티브 전원을 갖지 않는) 수신기 내의 유도된 전류는 그것이 응답으로 무선 명령을 생성하거나 저전력 동작을 수행하기에 충분하다.
Figure pct00035
SigFox - 하나의 방향에서는 DBPSK(differential binary phase-shift keying) 및 다른 방향에서는 GFSK(Gaussian frequency shift keying)을 사용한다.
Figure pct00036
ANT 또는 ANT+ - BLE와 유사 - 기존 하드웨어로부터 피기백되는 네트워크들을 생성하도록 설계됨.
일부 무선 실시예들에서, 본 발명의 장치는 원격으로 위치한 무선 트랜시버, 프로세서 및 제어될 디바이스와 연결하기 위한 물리적 커넥터를 더 포함한다. 이들 실시예에서, 사용자에 의한 입력 후에(예컨대 버튼을 누름으로써), 본 발명에 따른 컨트롤러는 무선 트랜시버에 의해 수신되는 무선 신호를 전송하여, 프로세서에 전달되고, 프로세서는 데이터 저장소에 액세스하고, 데이터를 커넥터를 통해 피제어 디바이스로 전달하는 제2 신호로 변환하고, 그에 의해 디바이스로 하여금 컨트롤러로의 입력과 연관된 명령을 실행하게 한다. 그러한 실시예는 현재의 비-무선 디바이스들이 본 발명에 따른 컨트롤러에 의해 무선으로 제어될 능력으로 개조되는 것을 가능하게 하는 데 특정 유틸리티를 갖는다는 것이 인정될 것이다. 일부 실시예들에서, 제어될 디바이스 자체는 명령들을 수신, 변환 및 실행할 수 있도록 무선 트랜시버 및 프로세서를 포함한다.
적대적인 또는 위험한 환경들에서 특히 유용한 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에서, 디바이스의 네이티브 제어가 유지되어, 컨트롤러와 연관된 무선 또는 다른 기능성이 디스에이블되거나 정확하게 작동하지 않는 경우에도, 관련 디바이스는 여전히 사용자에 의해 조작될 수 있다.
전형적인 무선 기반 시스템들에서, 하나의 디바이스는 "마스터"("중앙" 또는 "액세스 포인트"라고도 지칭됨)로서의 역할을 하고 - 그로부터 라디오 신호가 방사되고 - 그것은 "슬레이브" 디바이스("주변" 또는 "엔드포인트"라고도 알려짐(액세스 포인트로부터 제어되는 또는 송신될 데이터를 감지하는 디바이스)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 정상 동작에서, 본 발명에 따른 HMI 또는 컨트롤러는 마스터로서의 역할을 하고 제어될 디바이스들(예컨대 라이트, 카메라, 레이저 관측기 등) 각각은 슬레이브들로서의 역할을 할 것이다. 본 발명에 따른 무선 시스템 내의 각각의 컨트롤러 및 피제어 디바이스는 컨트롤러와 피제어 디바이스 사이의 무선 통신을 초기화하는 일부 방법을 제공한다. 이는 제어가 직접적이든, 또는 피제어 디바이스에 물리적으로 연결된 무선 트랜시버를 통해 이루어지든 관계없이 사실이다. 무선으로 제어되는 슬레이브 디바이스가 마스터 컨트롤러에 어떻게 링크되는지에 대한 예시적인 프로세스 흐름이 아래의 단계들에서 개략 설명된다.
Figure pct00037
사용자는 입력을 활성화하거나 배터리를 삽입하여 슬레이브 디바이스를 페어링 모드에 넣는다. 그 후 슬레이브 디바이스는 그의 존재를 무선으로 통지하여, 연결하기 위한 마스터 컨트롤러를 검색하기 시작한다. 그의 통지에서, 슬레이브 디바이스는, 고유 디바이스 ID와 함께, 디바이스의 타입에 대한 정보를 송신할 것이다.
Figure pct00038
사용자는 입력, 또는 일련의 입력들을 활성화하거나, 배터리를 삽입하여 마스터 컨트롤러를 페어링 모드에 넣는다. 그 후 컨트롤러는 연결하기 위한 새로운 슬레이브 디바이스에 대한 스캐닝을 시작한다.
Figure pct00039
마스터 컨트롤러는 슬레이브 디바이스로부터의 페어링 통지를 검출하고 그 디바이스가 호환가능한지의 여부를 평가한다. 미리 정의된 슬레이브 디바이스 타입들만이 연결되고 제어될 수 있다.
Figure pct00040
슬레이브 디바이스 타입이 호환가능하다면, 마스터 컨트롤러는 디바이스 타입 및 고유 디바이스 ID를 NVRAM에 저장하고 무선 연결이 확립되었다는 것을 확인하는 메시지를 슬레이브 디바이스로 다시 송신한다. 이 메시지는 컨트롤러와 연관된 고유 디바이스 ID를 포함할 것이다.
Figure pct00041
슬레이브 디바이스는 무선 연결 확인 메시지를 수신하고 컨트롤러의 고유 디바이스 ID를 NVRAM에 저장한다.
Figure pct00042
이제 마스터 컨트롤러와 슬레이브 디바이스 사이에 무선 연결이 확립되었다. 컨트롤러로부터 발행된 후속 무선 명령들은 컨트롤러의 그리고 피제어 디바이스의 고유 ID들 양쪽 모두를 포함할 것이며, 따라서 피제어 슬레이브 디바이스는 그것이 수신하는 임의의 무선 명령이 그것에 페어링된 컨트롤러로부터 발행된 것을 검증할 수 있다.
이 동일한 프로세스 흐름은 아래에 컨트롤러의 프로세서의 관점에서 설명된다.
Figure pct00043
컨트롤러 프로세서는 컨트롤러를 새로운 슬레이브 디바이스 모드에 대한 스캔으로 스위칭하기 위한 입력 또는 일련의 입력들의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다.
Figure pct00044
컨트롤러 프로세서는 물리적으로 연결된 무선 트랜시버에 명령을 기입하여, 연결하기 위한 슬레이브 디바이스들에 대해 스캔하도록 그것에 명령한다.
Figure pct00045
컨트롤러 프로세서는 물리적으로 연결된 무선 트랜시버에 명령을 기입하여, 연결하기 위한 슬레이브 디바이스들에 대해 스캔하도록 그것에 명령한다.
Figure pct00046
컨트롤러 프로세서는 검출된 통지하는 슬레이브 디바이스 타입들의 리스트와 함께, 그들의 고유 ID들을 포함하는 데이터를 무선 트랜시버로부터 수신한다.
Figure pct00047
수신된 각각의 슬레이브 디바이스 타입에 대해, 컨트롤러 프로세서는 디바이스가 호환가능한지를 결정하기 위해 로컬 NVRAM에 저장된 룩업 테이블을 파싱한다.
Figure pct00048
발견되는 각각의 호환가능한 디바이스 타입에 대해, 컨트롤러 프로세서는 디바이스 타입을 그것의 고유 ID와 함께 로컬 NVRAM에 저장하고 명령 패킷을 무선 트랜시버에 기입하여 이 슬레이브 디바이스에 연결하도록 그것에 명령한다. 명령 패킷은 컨트롤러의 고유 ID를 또한 포함한다.
본 발명에 따르면, 컨트롤러가 또한, 아래의 단계들에서 개략 설명된 바와 같이 펌웨어 구성을 수정할 목적으로 다른 컴퓨터 또는 프로세서와의 연결 동안 슬레이브로서의 역할을 할 수 있다면 바람직한 것으로 밝혀졌다.
국면 1: 컴퓨팅 디바이스로부터 컨트롤러로 송신된 사용자-정의 구성
Figure pct00049
사용자는 원하는 컨트롤러 구성을 스마트폰 또는 PC와 같은 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 인터페이스에 입력한다.
Figure pct00050
사용자는 컴퓨팅 디바이스가 마스터로서의 역할을 하고 연결하기 위한 슬레이브 컨트롤러에 대해 스캔하도록 하는 사용자 인터페이스 옵션을 선택한다.
Figure pct00051
사용자는 컨트롤러를 슬레이브 모드로 스위칭하기 위한 입력 또는 일련의 입력들을 활성화한다.
Figure pct00052
컴퓨팅 디바이스는 (슬레이브로서의 역할을 하는) 컨트롤러와의 연결을 확립하고 구성 데이터를 송신한다.
Figure pct00053
컨트롤러는 구성 데이터를 로컬 NVRAM에 저장한다.
국면 2: 컨트롤러로부터 피제어 디바이스들로 송신된 구성 데이터
Figure pct00054
컨트롤러는 마스터 모드로 다시 스위칭하고 피제어 슬레이브 디바이스(들)와의 연결을 확립한다.
Figure pct00055
컨트롤러는 구성 데이터를 피제어 디바이스(들)에 송신한다.
Figure pct00056
컨트롤러 및 피제어 디바이스(들)는 이제 새로운 구성에 따라 거동한다.
이 동일한 프로세스는, 컨트롤러가 그의 역할을 슬레이브 모드로 일시적으로 스위칭하면서, 아래에 컨트롤러의 프로세서의 관점에서 설명된다.
국면 1: 컴퓨팅 디바이스로부터 컨트롤러로 송신된 사용자-정의 구성
Figure pct00057
컨트롤러 프로세서는 컨트롤러를 슬레이브 모드로 스위칭하기 위한 입력 또는 일련의 입력들의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다.
Figure pct00058
컨트롤러 프로세서는 물리적으로 연결된 무선 트랜시버에게, 그의 존재를 통지하여, 연결하기 위한 마스터를 검색하기 시작하도록 명령한다.
Figure pct00059
컨트롤러 프로세서는 무선 트랜시버로부터 그것이 마스터 컴퓨팅 디바이스와의 연결을 확립했다는 통지를 수신한다.
Figure pct00060
컨트롤러 프로세서는 무선 트랜시버로부터 사용자 특정 구성 데이터를 수신한다(무선 트랜시버는 이전에 마스터 컴퓨팅 디바이스와의 그의 무선 연결을 통해 이 구성 데이터를 수신했다).
Figure pct00061
컨트롤러 프로세서는 이 구성 데이터를 로컬 NVRAM에 기입한다.
국면 2: 컨트롤러로부터 피제어 디바이스들로 송신된 구성 데이터
Figure pct00062
컨트롤러 프로세서는 마스터 모드로 다시 스위칭하고 물리적으로 연결된 무선 트랜시버에게 피제어 슬레이브 디바이스(들)와의 연결을 재확립하도록 명령한다.
Figure pct00063
컨트롤러 프로세서는 무선 트랜시버로부터 그것이 피제어 슬레이브 디바이스(들)와의 연결을 재확립했다는 통지를 수신한다.
Figure pct00064
컨트롤러 프로세서는 로컬 NVRAM으로부터 구성 데이터를 판독하고, 이 데이터를 무선 트랜시버에 기입하고 그것에게 데이터를 피제어 슬레이브 디바이스(들)에 송신하도록 명령한다.
Figure pct00065
컨트롤러 및 피제어 디바이스(들)는 이제 새로운 구성에 따라 거동한다.
다른 실시예들에서, 컨트롤러는 마스터로서의 역할을 유지하고 다른 컴퓨팅 디바이스는 슬레이브로서의 역할을 하지만, 그 후 아래의 단계들에 개략 설명된 바와 같이 컨트롤러 단에서 펌웨어 재구성이 발생하는 것을 가능하게 하는 데이터를 송신한다.
국면 1: 컴퓨팅 디바이스로부터 컨트롤러로 송신된 사용자-정의 구성
사용자는 스마트폰 또는 PC와 같은 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 인터페이스에 원하는 컨트롤러 구성을 입력한다.
Figure pct00066
사용자는 컴퓨팅 디바이스가 슬레이브 디바이스로서 나타나도록 하는 사용자 인터페이스 옵션을 선택한다.
Figure pct00067
사용자는 연결하기 위한 슬레이브 컴퓨팅 디바이스에 대한 컨트롤러 스캔을 개시하기 위한 입력 또는 일련의 입력들을 활성화한다.
Figure pct00068
컨트롤러는 (슬레이브로서의 역할을 하는) 컴퓨팅 디바이스와의 연결을 확립하고 컴퓨팅 디바이스는 그 후 구성 데이터를 송신한다.
Figure pct00069
컨트롤러는 구성 데이터를 로컬 NVRAM에 저장한다.
국면 2: 컨트롤러로부터 피제어 디바이스들로 송신된 구성 데이터
Figure pct00070
컨트롤러는 피제어 슬레이브 디바이스(들)와의 연결을 확립한다.
Figure pct00071
컨트롤러는 구성 데이터를 피제어 디바이스(들)에 송신한다.
Figure pct00072
컨트롤러 및 피제어 디바이스(들)는 이제 새로운 구성에 따라 거동한다.
이 동일한 프로세스는, 컨트롤러가 마스터로서의 그의 역할을 유지하면서, 아래에 컨트롤러의 프로세서의 관점에서 설명된다.
국면 1: 컴퓨팅 디바이스로부터 컨트롤러로 송신된 사용자-정의 구성
Figure pct00073
컨트롤러 프로세서는 연결하고 구성 데이터를 수신하기 위한 슬레이브 컴퓨팅 디바이스에 대해 스캔하도록 컨트롤러에 명령하기 위한 입력 또는 일련의 입력들의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다.
Figure pct00074
컨트롤러 프로세서는 물리적으로 연결된 무선 트랜시버에게 슬레이브 컴퓨팅 디바이스로부터의 통지들에 대한 스캐닝을 시작하도록 명령한다.
Figure pct00075
컨트롤러 프로세서는 무선 트랜시버로부터 그것이 슬레이브 컴퓨팅 디바이스와의 연결을 확립했다는 통지를 수신한다.
Figure pct00076
컨트롤러 프로세서는 무선 트랜시버로부터 사용자 특정 구성 데이터를 수신한다(무선 트랜시버는 이전에 슬레이브 컴퓨팅 디바이스와의 그의 무선 연결을 통해 이 구성 데이터를 수신했다).
Figure pct00077
컨트롤러 프로세서는 이 구성 데이터를 로컬 NVRAM에 기입한다.
국면 2: 컨트롤러로부터 피제어 디바이스들로 송신된 구성 데이터
Figure pct00078
컨트롤러 프로세서는 물리적으로 연결된 무선 트랜시버에게 피제어 슬레이브 디바이스(들)와의 연결을 재확립하도록 명령한다.
Figure pct00079
컨트롤러 프로세서는 무선 트랜시버로부터 그것이 피제어 슬레이브 디바이스(들)와의 연결을 재확립했다는 통지를 수신한다.
Figure pct00080
컨트롤러 프로세서는 로컬 NVRAM으로부터 구성 데이터를 판독하고, 이 데이터를 무선 트랜시버에 기입하고 그것에게 데이터를 피제어 슬레이브 디바이스(들)에 송신하도록 명령한다.
Figure pct00081
컨트롤러 및 피제어 디바이스(들)는 이제 새로운 구성에 따라 거동한다.
전력 및 에너지 사용의 관리는 본 발명의 일부 구현들에 대해 중요할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들은 컨트롤러 및/또는 피제어 디바이스들에 대한 전원이 상당히 드물게 변경되거나 재충전되는 것을 요구할 수 있다. 예를 들어, 무기와 함께 사용하기 위한 컨트롤러와 관련된 구현들에서, 군인 또는 경찰관 등은 배터리들을 변경하는 데 소비되는 시간을 최소화할 필요가 있을 것이고, 매번 예상되는 바와 같이 작동하는 컨트롤러 및 피제어 디바이스들에 의존할 수 있어야 한다. 유사하게 전원을 매우 자주 변경하는 것이 가능하지 않은 상황들 또는 원격 영역들에 있는 구현들은 신중한 전력 관리를 요구할 것이다.
본 발명의 무선 구현들은 이전에 논의된 바와 같은 이점들을 갖지만, 더 많은 에너지를 사용할 수 있다 - 예를 들어 명령을 기다리는 동안 활성 또는 '리스닝' 상태에서 컴포넌트들을 유지할 때. 본 발명의 일부 구현들에서, 무선 프로토콜은 에너지 효율을 위해 선택된다. 예를 들어, BLE는 매우 낮은 범위 및 더 낮은 에너지 요건들로 인해 특히 바람직한 프로토콜이다.
다른 프로토콜들, 예를 들어, RFID가 사용될 수도 있다. 이들 구현에서, 피제어 디바이스는 네이티브 전원을 필요로 하지 않고, 그의 작업을 착수하기에 충분히 그것에 에너지를 공급하기 위해 컨트롤러로부터 수신된 신호에 의존한다. 그러한 작업은 예를 들어 단순히 그 자체를 식별하는 것일 수 있지만, 예를 들어, 플래시라이트 전력 회로를 폐쇄 또는 개방하기 위해 MOSFET의 상태를 플립하기 위해 다른 단순한 낮은 에너지 작업들이 착수될 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 수동 움직임 센서를 이용하여 움직임을 검출하고 그에 의해, 예를 들어, 그러한 움직임 센서가 마이크로컨트롤러의 인터럽트 라인과 접지 사이에 연결될 때, 컴포넌트를 비활성 상태로부터 활성 상태로 스위칭한다.
전자 움직임 센서들(예컨대 가속도계 또는 자이로스코프 등)은 움직임을 감지할 수 있기 위해 그들 자체가 에너지를 필요로 하므로 그러한 작업을 위해 덜 바람직하다.
단순한 기계적 움직임 센서가 바람직한데 그 이유는 감지되기 위해 요구되는 유일한 것은 움직임이 발생한 것이기 때문이고, 이는 디바이스가 이제 사용을 위해 준비될 필요가 있다는 것을 시그널링한다. 일부 실시예들에서 기계적 움직임 센서는 케이싱 내에서 롤링하고 그에 의해 움직임과의 전기적 연결을 개방 또는 폐쇄하는 하나 이상의 구면 전도성 아이템을 포함한다. 도 10은 마이크로프로세서, BLE 칩셋, 및 그러한 기계적 센서를 포함하는 본 발명에 따른 컨트롤러에 대한 예시적인 회로 보드를 도시한다.
예로서, 군인은 레이저 관측기와 같은 디바이스 및 본 발명에 따른 컨트롤러가 부착된 총을 가질 수 있다. 본 발명의 이 양태에 따른 컨트롤러 및 무선 커넥터가 레이저 관측기와 함께 사용되는 경우에는, 다음의 단계들이 발생할 수 있다:
Figure pct00082
캠프에 있는 군인은 휴식중에 총을 내려놓는다 - 무선 커넥터(예컨대 BLE 칩셋을 갖는 블루투스 BLE 동글) 내의 타이머가 미리 설정된 시간이 경과(예를 들어 20분)를 감지하고 에너지 소비를 감소시키기 위해 액티브 컴포넌트들을 슬립 모드(sleep mode)로 스위칭한다;
Figure pct00083
군인은 활성 임무(active duties)를 재개하기 위해 총을 집는다 - 무선 커넥터의 기계적 움직임 센서 내의 구면 도체가 이동하여, 마이크로컨트롤러의 인터럽트 라인과 접지 사이의 전기적 연결을 잠시 폐쇄하거나 개방한다;
Figure pct00084
결과적인 인터럽트는 무선 커넥터의 마이크로컨트롤러를 웨이크(wake)하고, 마이크로컨트롤러는 차례로, 웨이크되어 컨트롤러로부터의 착신 명령들에 대한 리스닝을 재개하도록 명령받을 무선 트랜시버를 포함하는 다른 액티브 컴포넌트들을 웨이크한다.
따라서, 본 발명의 일부 양태들에서, 옵션으로 본 발명에 따른 무선 커넥터와 함께 사용하기 위해, 무선 디바이스를 효과적으로 제어하면서 전력 소비를 더 감소시키는 알고리즘 방법이 제공되며, 이는:
시간순 디바이스로부터 데이터 입력을 수신하는 단계;
미리 결정된 시간순 기간이 경과한 것과 일치하는 데이터를 수신함에 따라, 액티브 리스닝 레이트를 미리 결정된 레벨로 감소시키기 위한 명령어를 무선 칩셋에 전송하는 단계;
움직임의 발생과 일치하는 데이터 입력을 움직임 감지 디바이스로부터 수신하는 단계;
상기 액티브 리스닝을 미리 결정된 레벨로 증가시키기 위한 명령어를 무선 칩셋에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이 양태의 일부 실시예들에서, 리스닝 디바이스는 미리 결정된 기간의 비-움직임 후에 턴 오프되고, 움직임이 발생하면 다시 풀 액티브 리스닝(full active listening)으로 턴 온된다. 이 실시예에서, 액티브 리스닝 레이트의 감소는 미리 결정된 레벨의 제로까지일 것이다.
일부 실시예들에서, '슬립' 기능은 디바이스 상에서 직접 또는 본 발명에 따른 컨트롤러를 통해 턴 오프될 수 있다. 이는 특정 실시예들에서, 예를 들어 사용자가 오랜 시간 기간 동안 움직이지 않는 상태로 있어야 하지만 즉시 행동하고 관련 장비를 사용할 준비가 되어야 하는 감시 또는 잠행 활동들에서, 특히 유용할 수 있다.
가변 리스닝 레이트 및 수동 움직임 센서 양쪽 모두를 포함하는 그러한 알고리즘 방법의 예가 아래의 단계들에서 개략 설명된다. 여기서 "레이턴시 기간"이라는 용어는 컨트롤러에서 입력 또는 입력들의 시퀀스가 활성화되는 것과, 피제어 디바이스가 대응하는 기능을 실행하는 것 사이의 경과된 시간을 지칭한다.
Figure pct00085
시스템 컴포넌트들이 부팅되고 페어링이 확립된다 - 무선 커넥터 상의 무선 트랜시버가 10Hz의 디폴트 레이트에서 컨트롤러로부터의 명령들을 액티브하게 리스닝하기 시작한다(레이턴시 기간 범위 50-150ms);
Figure pct00086
움직임 센서로부터 데이터 입력을 수신하지 않고 20분이 경과하면, 무선 커넥터의 마이크로컨트롤러는 무선 트랜시버에게 그의 액티브 리스닝 레이트를 2Hz로 감소시키도록 명령한다(레이턴시 기간 범위 50-550ms);
Figure pct00087
움직임 센서로부터 데이터 입력을 수신하지 않고 추가 20분이 경과하면, 무선 커넥터의 마이크로컨트롤러는 무선 트랜시버에게 슬립(액티브 리스닝 레이트 0 Hz)으로 진행하도록 명령한다;
Figure pct00088
임의의 시점에서, 움직임 센서로부터 무선 커넥터의 마이크로컨트롤러에 의해 데이터 입력이 수신될 때, 경과된 시간 카운터는 0으로 리셋되고 무선 트랜시버는 10Hz의 디폴트 레이트에서 컨트롤러로부터의 명령들에 대한 리스닝을 재개하도록 명령받는다.
일부 디바이스들은 액티브 및 슬립 모드를 갖지만, 슬립 모드 동안에 레이턴시 기간들이 훨씬 더 길기 때문에 그것들은 위에 설명된 방법만큼 효과적이지 않다. 따라서, 제어되고 있는 디바이스(위 예에서 레이저 관측기)는 더 오랜 시간 기간 동안 '웨이크업하는(wake up)' 명령어를 감지하지 않을 것이고 따라서 액티브 리스닝을 재개하는 데 더 오래 걸릴 것이고 이는 사용자를 위험에 빠뜨리거나 지연과 연관된 다른 유해한 결과들을 야기할 수 있다.
본 발명의 이 양태의 일부 실시예들에서, 무선 리스닝 디바이스뿐만 아니라 피제어 디바이스에 무선으로 링크되는 컨트롤러 내에 별개의 움직임 센서가 있다. 일부 실시예들에서, 제어되는 디바이스 자체는 무선 칩셋 및 또한 움직임 센서를 포함한다.
일부 실시예들에서, 디바이스는 또한 본 발명에 따른 컨트롤러 상의 미리 설정된 버튼 또는 입력을 단순히 활성화함으로써 '웨이크업될(woken up)' 수 있다(즉, 더 높은 통지 또는 리스닝 레이트로 스위칭됨). 일부 실시예들에서, 입력의 제1의 그러한 활성화는 액션을 위해 준비된 모든 디바이스들을 웨이크업할 것이라는 것일 수 있다.
일부 실시예들에서, 움직임에 따라 여전히 즉시 웨이크하는 방식으로 디바이스를 슬립 모드(또는 오프)로 스위칭하는(다시 수동으로 또는 컨트롤러를 통해) 수단이 또한 제공된다.
본 발명의 그러한 전력 관리 양태들 중 특히 유용한 양태는 그것이 사용자에 대한 전력을 관리하고 인간 오류의 확률을 실질적으로 감소시킨다는 것이다.
다른 예시적인 구현에서, 사용자는 예를 들어 UHF 라디오에 무선으로 연결되는 PTT 버튼으로서 사용되는 본 발명에 따른 컨트롤러의 단일 버튼 버전을 가질 수 있다. 이 실시예에서, 컨트롤러 자체는 사용중이 아닌 경우에는 스위칭 오프할 것이지만, 버튼이 활성화되면, 관련 신호를 연관된 라디오에 전송하고, 그 후 다시 스위칭 오프하여, 다른 버튼 누름을 펜딩한다.
일부 실시예들에서, 레이턴시는 전력 소비보다 더 큰 관심사이어서, 슬립 기능이 없을 수 있거나, 최소 또는 스케일 다운된 버전이 사용될 수 있다.
그러나, 고정된 수의 입력들을 고려할 때에도, 적합하게 단순한 입력 조합들에 의해 제어가능한 기능들의 수는 입력들의 구성을 수정하는 것을 통해 변경될 수 있다. 예를 들어, 5개의 입력을 제공하는 본 발명에 따른 HMS를 고려한다. 인지적 부하를 최소화하는 것이 가장 중요한 애플리케이션에 대해, 인간 손의 5개의 손가락 각각이 단일 입력에 할당될 수 있다. 예를 들어 손의 각각의 손가락 아래에 전용 입력을 가짐으로써, 사용자의 인지적 부하가 최소화되고 사용의 용이성이 최대화될 것이다. 대안적으로, 손가락과 같은 단일 손가락만이 조작을 위해 이용가능하고 매우 제한된 장착 영역이 제시된 애플리케이션에 대해, 본 발명에 따른 HMI는 위로, 아래로, 좌측으로, 우측으로 이동되고 (도 2의 스틱 입력에서와 같이) 중앙 위치에 있는 동안 푸시되는 것을 통해 5개의 입력을 활성화한 단일의 엄지-제어형 액추에이터를 포함할 수 있다.
전형적으로, 본 발명의 임의의 주어진 애플리케이션에 대해, 입력들의 수 및 타입은 사용자들이 그들에 빠르게 익숙해지는 것을 보장하도록 설정될 것이고 각각의 디바이스 명령에 대해 사용자 입력이 요구된다. 이를 행함으로써, 새롭게 추가된 전자 디바이스들에서 매칭 디바이스 명령 타입들을 제어하기 위해 새로운 입력 방법들을 학습하는 사용자의 필요성은 사소하게 되고, 특히 바람직한 구현들에서, 상이한 구현들에 걸쳐서도, 동일한 입력들이 각각의 타입의 전자 디바이스 명령에 대해 예약된다. 따라서 예를 들어, 입력들 1 및 2를 누르는 것에 의해 (예를 들어) 'turn GPS on and track me(GPS를 켜고 나를 추적)'이 항상 행해진다. 따라서, 조작자의 조직이 모든 GPS 유닛들을 업그레이드된 것으로 대체하기로 결정하는 경우, 더 복잡한 모델 조작자들은 새로운 GPS 유닛을 조작하기 위해 새로운 인터페이스를 학습하지 않아도 될 것이고, 대신에 본 발명에 의해 제공되는 본 인터페이스를 계속 사용한다. 물리적 인터페이스는 어떠한 변경도 요구하지 않고, 'turn GPS on and track me'를 위한 출력 제어 신호를 수정하는 것은 컨트롤러 펌웨어의 재구성을 통해 달성된다. 이는 모든 조작자들을 재훈련시키는 것보다 새로운 장비를 배치하는 훨씬 더 효율적인 방법이며, 훨씬 더 빈번한 커팅 에지 장비 배치들을 허용한다. 일부 실시예들에서, 본 발명에 따른 컨트롤러는 오래된 명령이 저장된 곳 위에 기입된 예를 들어 "turn GPS on and track me"에 대한 새로운 출력 명령 스트링을 가질 수 있는 NVRAM을 포함한다. 동일한 컨트롤러에서 실행되는 동일한 펌웨어가 출력 명령에 대해 동일한 NVRAM 저장 위치에 액세스할 것이지만, 새로운 출력 명령이 이제 액세스되고 전송될 것이다.
본 발명은 전자 디바이스의 제어를 위한 HMI를 개시한다. 도 1은 개시된 발명의 실시예에 따른 그러한 HMI(100)의 개략도이다. 이 HMI는 하나 이상의 손가락으로 전자 디바이스를 제어하는 능력을 사용자에게 제공하는 방식으로 배열된 복수의 입력(101)을 사용자에게 제공한다. 이 특정 예에서는, 2개의 전자 디바이스가 제어되는데, 디바이스 1은 RS232 데이터 버스(102)를 통해 디바이스 2는 블루투스 저 에너지 무선 연결(103)을 통해 제어된다.
HMI에 대한 각각의 입력에는 고유 수치 값(104)이 할당되고, 임의의 주어진 시점에서 사용자에 의해 활성화된 모든 입력들의 조합된 수치 값(조합된 입력 값)은 프로세서(105)에 의해 독립적으로 누적된다. 입력들의 수치 값들은 활성화된 입력들의 각각의 고유한 조합이 프로세서에 의해 계산되는 고유의 조합된 입력 값을 야기하도록 할당된다. 예를 들어, 이 특정 HMI(100)에서, 입력 1 및 입력 3이 양쪽 모두 활성화될 때, 프로세서(105)는 104에 리스트된 연관된 값들을 누적하여 1 + 4 = 5의 조합된 입력 값을 계산한다.
임의의 입력 또는 입력들의 조합의 값이 상이한 입력 또는 입력들의 조합의 활성화를 통해 복제될 수 없는 한, 각각의 입력과 연관된 값은 다소 임의적이다. 따라서 2진 숫자 시스템(예를 들어 1, 2, 4, 8 등)에서 고유 비트의 값으로 각각의 입력을 표현하는 것은 조합된 입력 값들을 누적하는 가장 적합한 방법이다.
그러나, 이는 조합된 입력 값들을 누적하는 유일한 방법이 아니다. 비-수치 값들(또는 다른 고유 수치 값들)도 구현될 수 있다. 예를 들어, HMI(100)를 참조하면, 입력 1에는 "a"의 값이 할당되고, 입력 2에는 "b"가 할당되고, 입력 3에는 "c"가 할당된다. 이들 입력 값들에 의해, 입력들 1 및 3이 양쪽 모두 활성화될 때, 프로세서(105)는 "a+c"의 조합된 입력 값을 누적할 것이다.
상기 프로세서 누적은 개시 및 중단 포인트를 갖는다. 개시 포인트는 임의의 입력의 제1 활성화에 의해 시그널링되는 반면, 중단 포인트는 개시 포인트에서 또는 그 이후에 활성화되는 임의의 입력의 마지막 비활성화에 의해 시그널링된다. 임의의 주어진 시점에서, 조합된 입력 값은 활성화된 입력들의 전체를 표현한다. 개시 포인트와 중단 포인트 사이에서 생성된 조합된 입력 값은 순간 조합된 입력 값이라고 불리는 반면, 이들 2개의 포인트 사이의 임의의 시간에 도달한 가장 높은 조합된 입력 값은 중단 최대 입력 값이라고 불린다. 스위치들이 활성화되지 않을 때의 조합된 입력 값에는 전형적으로 0의 값이 할당될 것이다.
입력 상태의 임의의 변경에 따라, 조합된 입력 값은 정의된 조작들을 표현하는 값들의 룩업 테이블과 비교되고, 매치가 발견되면, 대응하는 결과(전자 디바이스의 제어)가 실행된다. 일부 경우에, 대응하는 결과가 실행되기 전에 조합된 입력 값들의 특정 시퀀스가 요구될 수 있다.
이를 가능하게 하기 위해, 이전의 조합된 입력 값들(특히 이전의 중단 최대 입력 값들)의 리스트가 프로세서에 의해 유지될 수 있다.
HMI(100)에 대한 예시적인 룩업 테이블
Figure pct00089
프로세스 흐름은 아래 상세 설명된 이들 "결과적인 결과들" 각각에 도달하기 위해 요구되는 단계들을 리스트한다.
플래시라이트 온/오프:
Figure pct00090
사용자는 입력 1을 활성화한다;
Figure pct00091
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00092
마이크로컨트롤러는 1(활성화된 입력 1로부터 +1, 활성화되지 않은 입력 2로부터의 +0, 활성화되지 않은 입력 3으로부터의 +0)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00093
마이크로컨트롤러는 로컬 메모리에 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 1"에 대한 엔트리를 발견한다;
Figure pct00094
마이크로컨트롤러는 대응하는 결과 "플래시라이트를 턴 온(turn flashlight on)"을 실행한다.
Figure pct00095
마이크로컨트롤러는 현재 중단 최대 입력 값의 저장된 값을 1로 업데이트하고 슬립 모드로 복귀한다;
Figure pct00096
사용자는 입력 1을 비활성화한다;
Figure pct00097
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00098
마이크로컨트롤러는 0(활성화된 입력이 없음)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00099
마이크로컨트롤러는 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 1, 조합된 입력 값 = 0"에 대한 엔트리를 발견한다;
Figure pct00100
마이크로컨트롤러는 대응하는 결과 "플래시라이트를 턴 오프(turn flashlight off)"를 실행한다;
Figure pct00101
마이크로컨트롤러는 이전의 중단 최대 입력 값을 1로 업데이트하고 현재 중단 최대 입력 값을 0으로 리셋하고 슬립 모드로 복귀한다.
라디오 볼륨 변경:
Figure pct00102
사용자는 입력 2 및 입력 3을 활성화한다;
Figure pct00103
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00104
마이크로컨트롤러는 6(활성화되지 않은 입력 1로부터의 +0, 활성화된 입력 2로부터의 +2, 활성화된 입력 3으로부터 +4)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00105
마이크로컨트롤러는 로컬 메모리에 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 6"에 대한 어떤 엔트리도 발견하지 않는다;
Figure pct00106
마이크로컨트롤러는 현재 중단 최대 입력 값의 저장된 값을 6으로 업데이트하고 슬립 모드로 복귀한다;
Figure pct00107
사용자는 입력 2 및 입력 3을 비활성화한다;
Figure pct00108
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00109
마이크로컨트롤러는 0(활성화된 입력이 없음)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00110
마이크로컨트롤러는 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 6, 조합된 입력 값 = 0"에 대한 엔트리를 발견한다;
Figure pct00111
마이크로컨트롤러는 대응하는 결과 "라디오 볼륨 변경(change radio volume)"을 실행한다;
Figure pct00112
마이크로컨트롤러는 이전의 중단 최대 입력 값을 6으로 업데이트하고 현재 중단 최대 입력 값을 0으로 리셋하고 슬립 모드로 복귀한다.
라디오 채널 변경:
Figure pct00113
사용자는 입력 2를 활성화한다;
Figure pct00114
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00115
마이크로컨트롤러는 2(활성화되지 않은 입력 1로부터의 +0, 활성화된 입력 2로부터의 +2, 활성화되지 않은 입력 3으로부터 +0)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00116
마이크로컨트롤러는 로컬 메모리에 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 2"에 대한 어떤 엔트리도 발견하지 않는다;
Figure pct00117
마이크로컨트롤러는 현재 중단 최대 입력 값의 저장된 값을 2로 업데이트하고 슬립 모드로 복귀한다;
Figure pct00118
사용자는 입력 2를 비활성화한다;
Figure pct00119
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00120
마이크로컨트롤러는 0(활성화된 입력이 없음)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00121
마이크로컨트롤러는 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 2, 조합된 입력 값 = 0"에 대한 엔트리를 발견한다;
Figure pct00122
마이크로컨트롤러는 이전의 중단 최대 입력 값을 2로 업데이트하고 현재 중단 최대 입력 값을 0으로 리셋하고 슬립 모드로 복귀한다;
Figure pct00123
사용자는 입력 3을 활성화한다;
Figure pct00124
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00125
마이크로컨트롤러는 4(활성화되지 않은 입력 1로부터의 +0, 활성화되지 않은 입력 2로부터의 +0, 활성화된 입력 3으로부터 +4)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00126
마이크로컨트롤러는 로컬 메모리에 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 2, 조합된 입력 값 = 0, 조합된 입력 값 = 4"에 대한 어떤 엔트리도 발견하지 않는다;
Figure pct00127
마이크로컨트롤러는 현재 중단 최대 입력 값의 저장된 값을 4로 업데이트하고 슬립 모드로 복귀한다;
Figure pct00128
사용자는 입력 3을 비활성화한다;
Figure pct00129
입력 상태 변화는 마이크로컨트롤러 하드웨어 인터럽트를 생성하여, 그것을 슬립 모드로부터 웨이크한다;
Figure pct00130
마이크로컨트롤러는 0(활성화된 입력이 없음)의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00131
마이크로컨트롤러는 저장된 룩업 테이블을 파싱하고 "조합된 입력 값 = 2, 조합된 입력 값 = 0, 조합된 입력 값 = 4, 조합된 입력 값 = 0"에 대한 엔트리를 발견한다;
Figure pct00132
마이크로컨트롤러는 대응하는 결과 "라디오 채널 변경(change radio channel)"을 실행한다;
Figure pct00133
마이크로컨트롤러는 이전의 중단 최대 입력 값을 4로 업데이트하고 현재 중단 최대 입력 값을 0으로 리셋하고 슬립 모드로 복귀한다.
이 동일한 프로세스 흐름은 아래에 컨트롤러의 프로세서의 관점에서 설명된다.
플래시라이트 턴 온/오프:
Figure pct00134
컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00135
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 1의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00136
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 1"(플래시라이트 턴 온)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00137
컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 플래시라이트 전력 회로를 폐쇄하고 플래시라이트를 턴 온한다;
Figure pct00138
컨트롤러 프로세서는 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 1로 업데이트한다;
Figure pct00139
컨트롤러 프로세서는 입력 1의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00140
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 0의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00141
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 1, 조합된 입력 값 = 0"(플래시라이트 턴 오프)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00142
컨트롤러 프로세서는 스위칭 컴포넌트를 제어하는 출력 라인을 플립하고, 그에 의해 물리적으로 연결된 플래시라이트 전력 회로를 개방하고 플래시라이트를 턴 오프한다;
Figure pct00143
컨트롤러 프로세서는 변수 previous_cessation_maximum_input_value의 값을 1로 업데이트하고 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 0으로 리셋한다.
라디오 볼륨 변경:
Figure pct00144
컨트롤러 프로세서는 입력 2 및 입력 3의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00145
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 6의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00146
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 6"(결과 없음)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00147
컨트롤러 프로세서는 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 6으로 업데이트한다;
Figure pct00148
컨트롤러 프로세서는 입력 2 및 입력 3의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00149
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 0의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00150
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 6, 조합된 입력 값 = 0"(라디오 볼륨 변경)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00151
컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 핸즈-프리 라디오 "볼륨 변경" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 핸즈-프리 라디오 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다;
Figure pct00152
컨트롤러 프로세서는 변수 previous_cessation_maximum_input_value의 값을 6으로 업데이트하고 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 0으로 리셋한다.
라디오 채널 변경:
Figure pct00153
컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00154
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 2의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00155
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 2"(결과 없음)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00156
컨트롤러 프로세서는 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 2로 업데이트한다;
Figure pct00157
컨트롤러 프로세서는 입력 2의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00158
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 0의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00159
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 2, 조합된 입력 값 = 0"(결과 없음)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00160
컨트롤러 프로세서는 변수 previous_cessation_maximum_input_value의 값을 2로 업데이트하고 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 0으로 리셋한다.
Figure pct00161
컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00162
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 4의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00163
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 2, 조합된 입력 값 = 0, 조합된 입력 값 = 4"(결과 없음)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00164
컨트롤러 프로세서는 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 4로 업데이트한다;
Figure pct00165
컨트롤러 프로세서는 입력 3의 사용자 비활성화에 대응하는 입력을 수신한다;
Figure pct00166
컨트롤러 프로세서는 누적 알고리즘을 실행하여 0의 조합된 입력 값을 계산한다;
Figure pct00167
컨트롤러 프로세서는 로컬 메모리를 판독하여 "조합된 입력 값 = 2, 조합된 입력 값 = 0, 조합된 입력 값 = 4, 조합된 입력 값 = 0"(라디오 채널 변경)에 대응하는 결과를 발견한다;
Figure pct00168
컨트롤러 프로세서는 NVRAM에 저장된 핸즈-프리 라디오 "채널 변경" 명령 스트링을 판독하고 이 명령 스트링을 컨트롤러 프로세서 및 피제어 핸즈-프리 라디오 양쪽 모두에 물리적으로 연결된 데이터 버스 트랜시버에 기입한다;
Figure pct00169
컨트롤러 프로세서는 변수 previous_cessation_maximum_input_value의 값을 4로 업데이트하고 변수 current_cessation_maximum_input_value의 값을 0으로 리셋한다.
본 발명의 상이한 실시예들은 단일 손가락, 예를 들어, 엄지, 내지 다수의 손가락, 예를 들어, 하나의 인간 손 - 또는 다수의 인간 손의 4개의 손가락 및 엄지까지 다양한 상이한 인간 입력에 대해 최적화된다. 어느 실시예가 주어진 애플리케이션에 대해 최상으로 이용되는지는 제어를 요구하는 기능들의 전체 세트의 크기를 적합한 입력의 수뿐만 아니라 적합한 입력 손가락의 충수에 매칭시킴으로써 결정된다. 이들 각각은 의도된 애플리케이션에 따라 변화할 것이다. 비록 5개의 입력이 단일 인간 손가락으로 제어되는 것이 가능하지만, 그 동일한 5개의 입력(적합하게 배열될 때)이 매칭하는 5개의 인간 손가락에 의해 제어될 때 사용의 용이성 및 조작의 단순성이 최대화된다. 단일 손가락은 다수의 상이한 입력들을 조작할 수 있는 것보다 훨씬 더 용이하게 단일 입력(예컨대 버튼)을 조작할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예는 단일 손가락으로 제어하기 위해 최적화되는 스틱 컨트롤이다. 도 2는 예시적인 스틱 컨트롤(200)의 개략도이다. 명목상, 스틱 컨트롤은 종래의 조이스틱과 동일한 것처럼 보이지만, 본 발명에 따른 스틱 컨트롤의 움직임은 전형적으로 조이스틱에 대한 경우와 같은 임의의 외부 방향성 입력에 관련되지 않는다. 스틱 컨트롤 입력들은 도 2에 도시된 바와 같이 배열되고 번호가 매겨지고, 각각의 마킹된 값은 사용자에 의해 활성화될 수 있는 입력을 표현한다.
따라서 일부 바람직한 실시예들에서 베이스 및 그로부터 연장되는 돌출부를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치가 제공되고, 상기 돌출부는 상기 베이스에 의해 정의된 축을 중심으로 이동가능하고 적어도 하나의 가이드에 의해 정의된 방향들로 이동가능하여 가이드된 경로 내의 복수의 제어 포인트를 연결하고, 상기 제어 포인트들은 피제어 디바이스에 대한 하나 이상의 제어 명령어와 대응하도록 의도된다. 일부 바람직한 실시예들에서, 돌출부는 누름에 의한 제어 명령어의 활성화를 가능하게 하기 위해 내리누를 수 있다. 돌출부는 인간 손가락에 의해 조작될 수 있는 임의의 적합한 타입일 수 있다. 일부 바람직한 실시예들에서, 그것은 옵션으로 스틱, 또는 연장된 버튼, 또는 일반적으로 조이스틱 형상이다.
직교 축들 상에서 스틱 컨트롤을 이동시키는 것에 의해, 사용자는 4개의 외부 입력들(201, 202) 중 어느 하나를 활성화할 수 있다. 추가의 입력이 액추에이터(203)의 베이스에서 중앙에 제공되고, 아래로 누름으로써 활성화된다. 이 추가의 중앙 입력은 일부 실시예들에서 사용자에 의해 전술된 누적 개시 포인트와 중단 포인트를 프로세서에 통지하기 위해 이용될 수 있다. 프로세서가 입력 값들을 합산하는 단순한 예에서, 개시 포인트와 중단 포인트 사이에서 활성화되는 4개의 외부 입력 중 임의의 것은 프로세서에 의해 누적되는 그들의 할당된 수치 값을 가질 것이고, 따라서 계산된 결과적인 조합된 입력 값에 기여할 것이다.
입력들 사이의 준비 움직임들을 제약하고 용이하게 하기 위해 스틱 컨트롤의 아랫면 상에 가이드(204)가 사용될 수 있다. 가이드는 액추에이터의 움직임을 미리 결정된 경로들의 세트로 제한하기 위한 가이드 채널들을 포함할 수 있다. 액추에이터를 원하는 입력들로 이동시킴으로써, 사용자는 그들이 어느 입력(들)을 활성화하기를 원하는지를 지시할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 터치 활성화된 입력들을 제공하고 또한 단일 손가락으로 제어하기 위해 최적화되는 슬라이드 컨트롤이다. 도 3은 슬라이드 컨트롤(300)의 개략도이다. 슬라이드 컨트롤 입력들이 묘사되고(301) 도시된 바와 같이 배열되고 번호가 매겨져 있고, 각각의 마킹된 값 아래의 영역은 사용자에 의해 활성화될 수 있는 입력을 표현한다. 슬라이드 컨트롤은 사용자가 HMI의 표면 상에 손가락 또는 엄지와 같은 그들의 손가락을 용이하게 배향시키는 것을 가능하게 하기 위해 두꺼운 라인(302)에 의해 도시된 바와 같이 3면 벽을 제공한다.
따라서 일부 바람직한 실시예들에서 베이스 및 인간 손가락을 가이드하기 위해 상기 베이스의 주변부 주위에 배치된 하나 이상의 가이드를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치가 제공되고, 상기 베이스는 상기 베이스의 표면을 손가락과 슬라이딩 가능하게 맞물리게 함으로써 인간 손가락이 입력을 야기하는 것을 가능하게 하는 전도성 요소를 포함하고, 상기 입력은 피제어 디바이스에 명령어를 전송하는 데 사용가능하다. 일부 바람직한 실시예들에서, 가이드(들)는 인간 손가락이 조작 동안 베이스와 접촉 상태에 있도록 가이드되도록 베이스를 실질적으로 둘러싼다. 일부 바람직한 실시예들에서, 사용자가 그러한 영역들과 연관된 입력 액션에 대응하는 하나 이상의 제어 명령어를 식별하는 것을 가능하게 위해 베이스의 하나 이상의 영역이 마킹된다. 그러한 마킹은 임의의 적합한 수단, 예를 들어 홈, 심벌, 엠보싱 등에 의한 것일 수 있다.
슬라이드 컨트롤은 또한 사용자가 그들의 손가락을 그 위에서 슬라이딩하는 것을 쉽게 가능하게 하는 매끄러운 표면을 제공한다. 단일 조작의 실행을 위해 다수의 입력을 활성화하기 위해, 사용자는 원하는 입력들 중 하나에 그들의 손가락을 두고 그 후 원하는 동작을 완료하기 위해 요구되는 다른 입력(들)으로 슬라이딩해야 한다. 다수의 입력이 활성화될 때, 각각의 활성화된 입력의 할당된 수치 값이 프로세서에 의해 누적되고, 계산된 결과적인 조합된 입력 값에 기여한다.
임의의 주어진 조작을 실행하기 위해 요구되는 슬라이딩 모션은 또한 교육 툴로서 입력들의 표면 상에 라벨링될 수 있다. 예를 들어, "조작 1"을 완료하기 위해, 사용자는 입력 1에 그들의 손가락을 터치하고 그 후 릴리즈하기 전에 입력 2로 슬라이딩해야 하고(303), 한편 "조작 2"를 완료하기 위해, 사용자는 입력 1을 터치하고 입력 4 상에서 릴리즈하기 전에 입력 2 및 입력 3 위로 슬라이딩해야 한다(304). 텍스트 및 화살표 양쪽 모두의 위치 및 방향은 사용자에게 임의의 그리고 모든 라벨링된 조작들을 완료하기 위해 그들이 필요로 하는 모든 정보를 제공한다는 점에 유의한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 하나 또는 2개의 손가락과 함께 사용하기 위해 최적화되는 쿼드 패드이다. 도 4a 및 도 4b는 쿼드 패드(400a 및 400b)의 개략도이다. 슬라이드 컨트롤에서와 같이, 쿼드 패드 입력들이 묘사되고(401a 및 401b) 도시된 바와 같이 배열되고 번호가 매겨져 있고, 각각의 마킹된 값 아래의 영역은 사용자에 의해 활성화될 수 있는 입력을 표현한다. 그러나, 사용자가 그들이 누적하기를 원하는 입력들 위로 슬라이딩하는 터치 민감 표면을 사용하기보다는, 쿼드 패드는 그 대신에 4개의 스위치의 임의의 조합이 하나 또는 2개의 손가락과 동시에 눌릴 수 있도록 배열된 전기 스위치들을 이용한다. 동시에 눌리는 모든 입력들은 프로세서에 의해 누적되고, 계산된 결과적인 조합된 입력 값에 기여한다. 따라서, 일부 바람직한 실시예들에서, 서로 근접하여 나란히 접촉하여 배치된 4개의 내리누를 수 있는 요소를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치가 제공되며, 따라서 미리 정의된 하나 이상의 요소의 누름에 따라, 제어가능한 디바이스에 대한 명령어에 대응하는 입력이 생성된다. 요소들은 복수의 방식으로 배치될 수 있고, 도 4a 및 도 4b는 2가지 예를 도시한다. 도 4b에 도시된 실시예는 1, 2 또는 3개의 버튼의 조합들이 단일 인간 손가락에 의해 눌리는 것을 허용하기 때문에 유리한 것으로 밝혀졌다.
쿼드 패드는 또한 입력들의 표면 상의 라벨링을 교육 툴로서 이용할 수 있다. 예를 들어, "PTT1"(402a 및 402b)의 입력 1 명령어는 사용자가 조작 PTT1(푸시-투-토크 1)을 활성화하기 위해 입력 1(만)을 눌러야 함을 보여준다. 입력들 3 및 4에 걸쳐 확산되는 명령어 "FLASHLIGHT"(403a 및 403b)는 사용자가 조작 "FLASHLIGHT"를 활성화하기 위해 입력들 3 및 4를 동시에 눌러야 함을 보여준다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 여기서 E5 디바이스로서 지칭된다. E5가 최적화되는 손가락의 수는 어느 입력들의 세트가 사용되고 있는지에 의존한다. 프로세서 및 코어 일렉트로닉스는 컨트롤 박스(CB)에 위치하는 반면, 입력들은 입력 스위치 어셈블리(ISA)에 의해 제공된다. CB 및 ISA는 케이블을 통해 물리적으로 연결된다. 입력 스위치 어셈블리가 원격으로 위치하게 하는 것은 사용자에게 그들이 몇 개의 입력을 원하는지, 그들이 상기 입력들을 활성화하기 위해 몇 개의 손가락을 이용하기를 원하는지, 및 상기 입력들이 어디에 위치하는지에 관한 높은 레벨의 유연성을 제공한다.
도 5는 도시된 ISA 구성의 하나의 특정 실시예를 갖는 E5(500)의 개략도이다. 이 경우, ISA는 3개의 손가락과 함께 사용하기 위해 최적화된다. 이 실시예에서, CB(501)는 케이블(503)에 의해 ISA(502)에 연결된다. ISA의 이 특정 실시예가 3개의 손가락에 대해 최적화됨에 따라, 그것은 3개의 입력(504)을 제공한다. 동시에 눌리는 모든 E5 입력들은 프로세서에 의해 누적되고, 계산된 결과적인 조합된 입력 값에 기여한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 여기서 E6 디바이스로서 지칭된다. E6은 사용자가 그들의 손의 각각의 손가락에 대해 하나씩 5개의 용이하게 액세스 가능한 입력들을 갖도록 무기의 앞에 장착되도록 설계된다. 이 실시예에 의해 제공되는 입력들의 증가된 수는 더 많은 충수의 기능들이 용이하게 제어되는 것을 가능하게 한다.
도 6은 E6의 예시적인 구현의 좌측 및 우측 뷰를 도시하는 개략도이다. 그것은 좌측 손과 함께 사용하기 위한 것으로, 엄지는 입력 1(601)을 조작하고, 집게손가락, 중지, 무명지 및 새끼손가락은 입력들 2, 3, 4 및 5를 각각(602) 조작한다. 5개의 손가락이 각각 단 하나의 입력을 제어함으로써, 이 실시예는 본 발명의 이전에 리스트된 실시예들 중 임의의 것보다 더 많은 수의 적합하게 단순한 입력 조합을 제공한다. 개시된 다른 실시예들에서와 같이, 동시에 눌리는 모든 입력들은 프로세서에 의해 누적되고, 계산된 결과적인 조합된 입력 값에 기여한다.
도 7은 본 발명에 따른 예시적인 무선 3 버튼 컨트롤러의 배선도(700)이다. 주요 컴포넌트들은 마이크로프로세서(701), 입력 스위치들(702) 및 무선 트랜시버(703)이다.
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 유선 3 버튼 컨트롤러의 배선도(800)이다. 주요 컴포넌트들은 마이크로프로세서(801), 입력 스위치들(802) 및 데이터 버스 트랜시버(803)이다.
도 9는 본 발명에 따른 예시적인 3 버튼 컨트롤러 하우징(900)의 상면 뷰이다. 이 하우징은 도 7 또는 도 8에 설명된 회로들 중 어느 하나를 하우징하기에 적합하다. 입력 스위치들(1, 2 및 3)은 버튼들(901, 902 및 903)을 각각 누르는 것을 통해 활성화된다.
도 10은 예시적인 무선 3 버튼 컨트롤러 배선도(700)의 인쇄 회로 보드 어셈블리(PCBA)(1000)를 도시한다. 마이크로프로세서(1001)는 도 7에 도시된 바와 같이 무선 트랜시버(1002)에 물리적으로 연결된다. 입력 스위치들은 이들이 PCBA의 다른 측에 위치함에 따라 700에서 보이지 않는다.
도 11a는 본 발명에 따른 예시적인 1 버튼 컨트롤러 하우징(1100a)의 상면 뷰이다. 단일 입력 버튼이 1101a에 도시되어 있다. 도 11b는 1100a 내부에 하우징하기에 적합한 1 버튼 컨트롤러 PCBA(1100b)를 도시한다. 컴포넌트(1101b)는 본 발명의 이 특정 실시예에 적합한 통합된 프로세서를 갖는 무선 트랜시버이다. 유일한 입력 스위치는 PCBA의 다른 측에 위치함에 따라 1100b에서 보이지 않는다.
도 12는 본 발명에 따른 3 버튼 컨트롤러의 프로세스 흐름을 설명하는 일련의 흐름도들(1200)로서, 3개의 입력의 대역폭은 어느 전자 디바이스(또는 전자 디바이스들의 서브세트)를 제어할지에 대한 선택으로서 입력의 제1 활성화, 및 상기 디바이스 상에서 어느 기능을 제어할지에 대한 선택으로서 제2 입력 활성화를 프로세싱함으로써 확장된다. 흐름도들(1201, 1202 및 1203)은 활성화된 제1 입력이 입력 1, 2 및 3일 때 후속되는 프로세스들을 각각 설명한다.
도 13은 본 발명에 따른 1 버튼 컨트롤러의 프로세스 흐름을 설명하는 일련의 흐름도들(1300)로서, 단일 입력의 대역폭은 프로세서에 의해 생성된 명령을 결정하기 위해 입력 활성화들의 수 및/또는 지속기간을 사용하여 확장된다. 흐름도들(1301 및 1302)은 활성화된 제1 입력이 짧은 누름("도트") 및 긴 누름("대시")일 때 후속되는 프로세스들을 각각 설명한다.
용어집:
본 기술 개시의 목적을 위해, 본 기술의 특정 형태들에서, 이하의 정의들 중 하나 이상이 적용될 수 있다. 본 기술의 다른 형태들에서, 대안적인 정의들이 적용될 수 있다.
활성화 가능 물리적 요소: 입력(동사)을 생성하기 위해 사용자에 의해 활성화될 수 있는 전기 스위치, 표면 또는 물리적 영역.
조합된 입력 값: 임의의 주어진 시점에서 사용자에 의해 활성화된 모든 HMI 입력들의 합산된 값. 일부 실시예들에서, 조합된 입력 값은 출력을 생성하기 위해 HMI의 프로세서에 의해 누적된다.
피제어 디바이스: 본 발명에 따른 HMI 시스템에 의해 제어되는 적어도 하나의 기능을 갖는 디바이스.
컨트롤러: 본 발명에 따른 HMI 시스템의 컴포넌트로서, 피제어 디바이스 상의 출력 기능을 실행하거나, 실행을 개시할 수 있는 일렉트로닉스와 같은 활성화 가능 물리적 요소 및 컴포넌트들을 포함한다.
디바이스 컨트롤러: 본 발명에 따른 HMI 시스템의 컴포넌트로서, 컨트롤러로부터 무선 명령을 수신하고 연결된 피제어 디바이스에서 그 출력 명령을 실행할 수 있는 일렉트로닉스와 같은 컴포넌트들을 포함한다.
E5 디바이스: 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스.
E6 디바이스: 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스.
요소: 활성화 가능 물리적 요소.
HMI: 컨트롤러.
HMI 컨트롤러: 컨트롤러.
입력(명사): 활성화 가능 물리적 요소.
입력(동사): 프로세스 또는 시스템에 의해 입력되고 조작되는 신호.
레이턴시 기간: 본 발명에 따른 HMI 컨트롤러에서 입력 또는 입력들의 시퀀스가 활성화되는 것과, 피제어 디바이스가 대응하는 기능을 실행하는 것 사이의 경과된 시간.
물리적으로 연결: 케이블들, 플러그들 및 소켓들, 전기 도체들, 또는 다른 것과 같은 임의의 수의 중간 수단을 통한 간접 접촉 또는 직접 물리적 접촉을 통해 서로 물리적 접촉하는 임의의 컴포넌트들이 물리적으로 연결된다.
쿼드 패드: 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스.
슬라이딩 가능하게: 표면을 슬라이딩 가능하게 맞물리게 하는 것은 매끄러운 연속적인 접촉을 유지하면서 상기 표면과 터치하고 그 위로 이동하는 것이다.
슬라이드 컨트롤: 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스.
서브-입력: 입력(동사)의 컴포넌트.
스틱 컨트롤: 본 발명에 따른 예시적인 인터페이스.
무선 커넥터: 디바이스 컨트롤러의 타입.
무선으로 연결: 물리적으로 연결되지 않음에도 불구하고 서로에게 데이터를 전송할 수 있는 임의의 컴포넌트들이 무선으로 연결된다.

Claims (20)

  1. 디바이스를 제어하기 위한 인간 머신 인터페이스 시스템으로서,
    하우징;
    인간 손가락 활성화 가능 물리적 요소;
    상기 요소와 통신하는 프로세서 - 상기 프로세서는 상기 요소로부터의 입력을 수신하고 프로세싱함 -;
    상기 프로세서로부터의 출력을 통신하기 위한 통신기 - 상기 출력은 상기 디바이스에 대해 의도된 명령을 포함함 - 를 포함하고;
    상기 요소, 상기 프로세서 및 상기 통신기는 모두 상기 하우징 주위에 또는 그 내부에 배치되거나 그에 연결되는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요소, 상기 프로세서 및 상기 통신기는 모두 상기 하우징 주위에 또는 그 내부에 배치되는, 시스템.
  3. 디바이스를 제어하는 컴퓨터 구현 방법으로서,
    인간 손가락 활성화 가능 요소로부터 유래하는 입력을 수신하는 단계;
    상기 입력을 프로세싱하여 상기 디바이스에 대한 명령을 포함하는 출력을 결정하는 단계; 및
    상기 출력을 상기 디바이스에 전달하는 단계를 포함하고;
    상기 프로세싱 단계는:
    상기 입력으로부터 하나 이상의 서브-입력을 식별하는 단계;
    각각의 서브-입력에 대한 개별 값을 결정하는 단계;
    각각의 서브-입력을 수학적으로 프로세싱하여 출력 값을 결정하는 단계; 및
    상기 출력 값으로부터 출력 명령을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 서브-입력에 대한 상기 개별 값은 테이블로부터 결정되는, 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 출력 명령은 테이블로부터 결정되는, 방법.
  6. 제3항에 있어서, n개의 서브-입력에 대한 수학적 프로세싱은 다음의 공식:
    서브-입력 1 + ... + 서브-입력 n = 출력 값에 따르는, 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    제1 서브-입력을 시간순으로 프로세싱하여 출력들의 서브세트를 결정하는 단계;
    적어도 하나의 시간순으로 후속하는 서브-입력을 프로세싱하여 출력 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 시간순으로 후속하는 서브-입력은 미리 결정된 시간 기간에 걸친 인간 손가락 활성화 가능 물리적 요소의 활성화의 부재를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 서브-입력의 시간을 기록하는 단계;
    미리 결정된 경과된 시간 값에 도달할 때까지 상기 제1 서브-입력 후의 경과된 시간을 모니터링하는 단계;
    상기 미리 결정된 경과된 시간 값 전에 후속 서브-입력이 수신되지 않으면, 후속 입력의 부재를 미리 결정된 출력 값으로서 프로세싱하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 미리 결정된 경과된 시간 값은 약 2초 미만, 옵션으로 약 1.5초 미만, 옵션으로 약 1초 미만, 옵션으로 약 0.5 내지 1초, 옵션으로 약 0.5초인, 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 프로세싱 단계는 제어할 전자 디바이스의 선택을 결정하고, 상기 제2 프로세싱 단계는 그 디바이스에 대한 명령을 결정하는, 방법.
  12. 베이스 및 그로부터 연장되는 돌출부를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치로서, 상기 돌출부는 상기 베이스에 의해 정의된 축을 중심으로 이동가능하고 적어도 하나의 가이드에 의해 정의된 방향들로 이동가능하여 가이드된 경로 내의 복수의 제어 포인트를 연결하고, 상기 제어 포인트들은 피제어 디바이스에 대한 하나 이상의 제어 명령어와 대응하도록 의도되는, 인간 머신 인터페이스 장치.
  13. 베이스 및 인간 손가락을 가이드하기 위해 상기 베이스의 주변부 주위에 배치된 하나 이상의 가이드를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치로서, 상기 베이스는 상기 베이스의 표면을 손가락과 슬라이딩 가능하게 맞물리게 함으로써 인간 손가락이 입력을 야기하는 것을 가능하게 하는 전도성 요소를 포함하고, 상기 입력은 피제어 디바이스에 명령어를 전송하는 데 사용가능한, 인간 머신 인터페이스 장치.
  14. 미리 정의된 하나 이상의 요소의 누름에 따라, 제어가능한 디바이스에 대한 명령어에 대응하는 입력이 생성되도록, 서로 근접하여 나란히 접촉하여 배치된 복수의 활성화 가능 요소를 포함하는 인간 머신 인터페이스 장치.
  15. 디바이스 컨트롤러에 무선으로 연결된 인간 머신 인터페이스를 포함하는 인간 머신 인터페이스 시스템로서, 상기 디바이스 컨트롤러는 프로세서에 물리적으로 연결된 수동 움직임 센서 및 무선 트랜시버를 포함하고, 움직임의 검출에 따라, 상기 디바이스 컨트롤러는 활성 상태로 스위칭되는, 인간 머신 인터페이스 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 타이머를 포함하고, 상기 디바이스 컨트롤러는 움직임 없이 미리 결정된 양의 시간이 경과하면 비활성 상태로 자동으로 스위칭되는, 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 타이머를 포함하고, 상기 디바이스 컨트롤러는 움직임 없이 미리 결정된 양의 시간이 경과하면 상기 HMI 컨트롤러로부터의 무선 명령을 통해 비활성 상태로 스위칭되는, 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 마이크로컨트롤러를 포함하고, 상기 움직임 센서는 상기 마이크로컨트롤러의 인터럽트 라인과 접지 사이에 전자적으로 연결되는, 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 하우징 내에서 롤링하고 그에 의해 움직임과의 전기적 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는 하나 이상의 구면 전도성 아이템을 옵션으로 포함하는 기계적 움직임 센서를 포함하는, 시스템.
  20. 무선 디바이스를 포함하는 인간 머신 인터페이스 시스템에서 전력 소비를 감소시키는 컴퓨터 구현 방법으로서,
    시간순 디바이스로부터 데이터 입력을 수신하는 단계;
    미리 결정된 시간순 기간이 경과한 것과 일치하는 데이터를 수신함에 따라, 상기 무선 디바이스의 액티브 리스닝 레이트를 미리 결정된 레벨로 감소시키기 위한 명령어를 무선 칩셋에 전송하는 단계;
    움직임의 발생과 일치하는 데이터 입력을 움직임 감지 디바이스로부터 수신하는 단계;
    상기 액티브 리스닝 레이트를 미리 결정된 레벨로 증가시키기 위한 명령어를 무선 칩셋에 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
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