RU2087029C1 - Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087029C1 RU2087029C1 RU94001424A RU94001424A RU2087029C1 RU 2087029 C1 RU2087029 C1 RU 2087029C1 RU 94001424 A RU94001424 A RU 94001424A RU 94001424 A RU94001424 A RU 94001424A RU 2087029 C1 RU2087029 C1 RU 2087029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- computer
- input
- source
- output
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано, например, при отображении объемной трехмерной или плоской двумерной информации в тренажерах, в медицине, в компьютерных играх. Изобретение решает задачу повышения удобства при вводе информации в компьютер и управлении введенными параметрами, а также задачу расширения функциональных возможностей путем ввода информации в компьютер посредством использования как положения в пространстве тела оператора, так и взаиморасположения отдельных частей тела оператора друг относительно друга. Способ ввода информации в компьютер заключается в том, что формируют управляющие воздействия, соответствующие параметрам вводимой информации, и передают их в компьютер. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано, например, при отображении объемной трехмерной или плоской двумерной информации в тренажерах, в компьютерных играх и в медицинском оборудовании.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранным за прототип являются способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления, в которых предусмотрено формирование шести видов управляющих воздействий путем осуществления трехмерного перемещения или вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей объемного изображения посредством специального джойстика.
Известные способ и устройство увеличивают число управляющих воздействий, однако, во-первых, оно по-прежнему невелико, так как управление изображением сводится лишь к его перемещению по трем координатам и вращению трех осей. Следует отметить также сложность реализующего устройства для управления изображением по трем измерениям и наличие соединительного электрического кабеля между устройством и компьютером. Кроме того, в прототипе не используется фактическое положение оператора (как корпуса оператора, так и его какого-либо органа) в пространстве, как источник вводимой информации.
Использование предлагаемого изобретения направлено на повышение удобства при вводе информации в компьютер и управлении введенными параметрами, например, параметрами звука и изображения, а также на расширение функциональных возможностей при вводе в компьютер информации посредством использования как положения в пространстве тела оператора, так и взаиморасположения отдельных частей тела оператора руг относительно друга.
Способ ввода информации в компьютер заключается в том, что формируют управляющие воздействия, соответствующие параметрам вводимой информации и передают их в компьютер.
В отличие от прототипа формируют управляющие воздействия путем отслеживания с помощью определителя координат в течение всего процесса ввода информации текущих значений пространственных координат по крайней мере двух, имеющих возможность перемещения друг относительно друга источников собственного или отраженного излучения. По крайней мере один из источников собственного или отраженного излучения связан с телом оператора, а также один из них является активным источником управляемого кодированного излучения. В процессе реализации способа определяют значения параметров кодирования и вводят их в компьютер, вводят в компьютер текущие значения пространственных координат источников излучения. Характер управляющих воздействий задается параметрами кодирования. Степень воздействия (темп, амплитуда, интенсивность и т.п.) задается величиной изменения разности текущих значений составляющих пространственных координат источников излучения с величиной составляющих, зафиксированных при инициализации их начальных значений.
Исходные (начальные) значения разности составляющих пространственных координат источников излучения используют как точку отсчета.
В качестве стартового момента начала времени отсчета формирования очередного кодированного сигнала принимают очередной момент фиксации координат источника управляемого кодированного излучения. Время формирования кодированного сигнала принимают меньшим или равным времени между очередными определениями текущих значений пространственных координат источника управляемого кодированного излучения.
Поставленная задача решается также тем, что устройство ввода информации в компьютер, содержит подвижный с источниками излучения приемо-передающий блок и стационарный приемопередающий блок.
В отличие от прототипа подвижный приемопередающий блок выполнен в виде по крайней мере двух, имеющих возможность перемещения друг относительно друга частей. Источники излучения закреплены на каждой из частей и выполнены как точечные источники собственного или отраженного излучения. По крайней мере один из источников собственного излучения является источником управляемого кодированного излучения, а часть, его включающая, содержит последовательно электрически соединенные между собой первый приемник излучения, первый формирователь, первый генератор тактовых импульсов, кодер и источник управляемого кодированного излучения, а также пульт управления, выход которого электрически соединен со входом кодера. Под пультом управления в заявке понимается кнопочный переключатель или иной устройство, позволяющее оператору задавать параметры кодирования. Стационарный приемопередающий блок содержит локатор, интерфейс, второй приемник излучения, второй формирователь, второй генератор тактовых импульсов и декодер. Локатор и источники излучения, локатор и первый приемник излучения, второй приемник излучения и источник управляемого кодированного излучения имеют между собой попарно беспроводную связь. Выход локатора электрически соединен со входом интерфейса, выход интерфейса в первым входным портом компьютера, первый и второй выходы второго приемника излучения электрически соединены, соответственно, с первым входом декодера и входом второго формирователя, выход второго формирователя электрически соединен со входом второго генератора тактовых импульсов, выход которого электрически соединен со вторым входом декодера, а выход декодера со вторым входным портом компьютера.
В качестве источника отраженного излучения может быть использован контррефлектор (обратный отражатель). Возможен вариант, когда вместо источника отраженного излучения (контррефлектора) используется источник собственного излучения с фиксированными параметрами излучения (например, параметрами модуляции), отличными от параметров излучения источника управляемого кодированного излучения.
Изобретение может быть осуществлено на основе использования, например, оптической, звуковой, пассивной (на основе анализа собственного излучения зондируемой поверхности) или активной (на основе отражения излучения, вырабатываемого приемо-передатчиком) локации. Пример конкретного выполнения изобретения основан на использовании метода оптической локации.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства ввода информации в компьютер в целом и блок-схема стационарного приемопередающего блока; на фиг. 2 блок-схема подвижного приемопередающего блока; на фиг. 3 - принципиальная схема реализации предлагаемого способа ввода информации в компьютер; на фиг. 4 временная диаграмма работы устройства.
Устройство ввода информации в компьютер 1 содержит (фиг. 1) подвижный 2 и стационарный 3 приемопередающие блоки. Подвижный приемопередающий блок 2 состоим из двух, имеющих возможность перемещения друг относительно друга частей. Одна из этих частей, в дальнейшем называемая блоком формирования команд 4, располагается в руке оператора 5, а другая, выполненная в виде контррефлектора 6, крепится, например, на очках оператора 5 (фиг. 1).
Блок формирования команд 4 содержит (фиг. 2) источник управляемого кодированного излучения 7, кодер 8, пульт управления (кнопочный переключатель) 9, первый генератор тактовых импульсов 10, первый формирователь 11 и первый приемник излучения 12.
Выход первого приемника излучения 12 электрически соединен со входом первого формирователя 11, выход которого электрически соединен со входом первого генератора тактовых импульсов 10. Выход первого генератора тактовых импульсов 10 электрически соединен с первым входом кодера 8, второй вход которого электрически соединен с выходом пульта управления 9, а выход со входом источника управляемого кодированного излучения 7.
Стационарный приемопередающий блок 3 содержит (фиг. 1) локатор 13, интерфейс 14, второй приемник тактовых импульсов 17 и декодер 18. Выход локатора 13 электрически соединен со входом интерфейса 14, выход которого электрически соединен со входным портом компьютера 1. В качестве устройства вывода информации из компьютера 1 используют дисплей 19. Выход второго приемника излучения 15 электрически соединен со входом второго формирователя 16 и первым входом декодера 18. Выход второго формирователя 16 электрически соединен со входом второго генератора тактовых импульсов 17, выход которого электрически соединен со вторым входом декодера 18, а выход декодера 18 со вторым входным портом компьютера 1.
Локатор 13 имеет оптическую связь с контррефлектором 6, источником управляемого кодированного излучения 7 и первым приемником излучения 12. Источник управляемого кодированного излучения 7 имеет оптическую связь со вторым приемником излучения 15.
Устройство работает следующим образом. Локатор 13 производит поэлементное зондирование пространства перед собой узким оптическим, (например, ИК) лучом.
Приемная и передающая диаграммы направленности локатора 13 совпадают своими максимумами и примерно равна по ширине. В некоторый момент времени to, зондирующий луч локатора 13 попадает на контррефлектор 6, расположенным например на очках оператора 5, и локатор 13 зафиксирует сигнал от контррефлектора 6. В другой момент времени (t1) передающая и приемная диаграммы локатора 13 будут направлены своими максимумами на блок формирования команд 4. Первый приемник излучения 12 блока формирования команд 4 также зафиксирует сигнал (см. временную диаграмму фиг. 4), который является стартовым импульсом для первого генератора тактовых импульсов 10. Одновременно, по цепи: первый формирователь 11, первый генератор тактовых импульсов 10, кодер 8 и источник управляемого кодированного излучения 7 вырабатывается стартовый импульс, который фиксируется вторым приемником излучения 15. Второй приемник излучения 15 вырабатывает управляющий сигнал на второй формирователь 16 и одновременно пакет сигналов для декодера 18, роль которого может выполнять сдвиговый регистр. Второй формирователь 16 запускает второй генератор тактовых импульсов 17 в течение заданного промежутка времени Tп; общее число вырабатываемых вторым генератором тактовых импульсов 17 импульсов равно разрядности сдвигового регистра. На D-вход сдвигового регистра декодера 18 приходят сигналы, принимаемые вторым приемником излучения 15, т.е. посылаемые источником управляемого кодированного излучения 7 в соответствии с кодом, устанавливаемым пультом управления 9 и кодером 8. Код определяется характером желаемого воздействия на изображение, создаваемое дисплеем 19. Величина воздействия и его направление будет определяться взаимным расположением блока формирования команд 4 и контррефлектора 6. Пусть, например, нам нужно смешать изображение в трех различных направлениях, что важно при наблюдении стереоизображений. Тогда, на пульте управления 9 нажимается кнопка с надписью "смещение". Эта кнопка может быть заблокирована до тех пор, пока не будет нажата какая-то другая кнопка пульта управления 9. Блок формирования команд 4 переходит в режим ожидания. Через время, не превышающее времени кадровой развертки луча локатора 13, (Тк 1/25 с) произойдет событие оптического контакта локатора 13 и блока формирования команд 4. Стартовые импульсы запустят последовательности тактовых импульсов в первом генераторе тактовых импульсов 10 и втором генераторе тактовых импульсов 17. Кодер 8 в соответствии с положением кнопки "смещение" пульта управления 9 выдаст определенную последовательность сигнальных импульсов, воспроизводимых источником управляемого кодированного излучения 7. Эта последовательность ИК-импульсов воспринимается декодером 18 и фиксируется на выходном регистре. Компьютер 1 воспринимает команду в соответствии с принятым кодом. Интервал временит t1 to связан со взаимным расположением контррефлектора 6 и блок формирования команд 4 и, в конечном итоге, определяет направление смещения и его скорость.
Способ реализуется следующим образом. Вначале оператор 5 (фиг. 1, на фиг. 3 не показан) с блоком формирования команд 4 в руке (источник управляемого кодированного излучения 7-точка А на фиг. 3) и с контррефлектором 6, закрепленным, например, на очках оператора 5 (точка 0 на фиг. 3), располагается перед стационарным приемопередающим блоком 3, установленным на дисплее 19. Затем, после включения в работу блока формирования команд 4, стационарного приемо-передающего блока 3 и компьютера 1 с дисплеем 19 проводят инициализацию, т.е. определяют посредством, например, оптической локации начальные (исходные) пространственные координаты контррефлектора 6 и источника управляемого кодированного излучения 7 и вычисляют их разностные координаты (т. е. определяют пространственные координаты точек А и О и разностные координаты ХХа-Хо, Y=Ya-Yo, Z=Za-Zo).
После этого оператор 5, воздействуя на пульт управления 9 (фиг. 2) блока формирования команд 4, и выбирая тот или иной характер управляющих воздействий, предусмотренных на пульте, задает тот или иной код сигнальной посылки на второй приемник излучения 15. Управляющие воздействия могут например обеспечивать:
выделение некоторого объема (фрагмента) из трехмерного изображения;
пространственное перемещение по трем координатам курсора или выбранного фрагмента изображения;
задание скорости движения вдоль по любой из координат или в произвольном направлении выделенного фрагмента изображения;
вращение вокруг любой из трех осей или их комбинации выделенного фрагмента изображения;
задание скорости вращения вокруг любой из осей или их комбинации;
изменение масштаба изображения или его фрагмента независимо по каждой из координат;
изменение яркости и цвета изображения или его фрагмента;
изменение интенсивности и темпа игры, управление оружием;
изменение силы звука и тембра звукового сопровождения, а также осуществлять другие управляющие воздействия.
выделение некоторого объема (фрагмента) из трехмерного изображения;
пространственное перемещение по трем координатам курсора или выбранного фрагмента изображения;
задание скорости движения вдоль по любой из координат или в произвольном направлении выделенного фрагмента изображения;
вращение вокруг любой из трех осей или их комбинации выделенного фрагмента изображения;
задание скорости вращения вокруг любой из осей или их комбинации;
изменение масштаба изображения или его фрагмента независимо по каждой из координат;
изменение яркости и цвета изображения или его фрагмента;
изменение интенсивности и темпа игры, управление оружием;
изменение силы звука и тембра звукового сопровождения, а также осуществлять другие управляющие воздействия.
Пусть, например, оператор 5 установил код, соответствующий регулированию пространственного перемещения по трем координатам курсора на кране дисплея 19. Если затем оператор 5, при неизменном положении контррефлектора 6, закрепленного, например, на очках оператора 5 в точке О, переместит бок формирования команд 4 (т.е. переместит источник управляемого кодированного излучения 7 из точки А в точку А', то разность пространственных координат контррейлектора 6 и источника управляемого кодированного излучения 7 изменится на величину ΔX,ΔY,ΔZ. Это изменение будет зафиксировано локатором 13 а компьютер 1 выдаст управляющий сигнал на дисплей 19 для перемещения курсора по всем трем координатам на величины, пропорциональные составляющим ΔX,ΔY,ΔZ. Если оператор 5, вернувшись в исходное положение изменит характер управляющего воздействия, установив код, соответствующий возможности, например, вращения изображения (или его фрагмента) вокруг какой-либо оси, то теперь, перемещение блока формирования команд 4 из точки А в точку А' позволит повернуть выделенный фрагмент изображения вокруг каждой из координатных осей OX, OY, OZ на величину, пропорциональную соответственно, ΔX,ΔY,ΔZ.
При наличии двух блоков формирования команд 4 в руках оператора 5 возможна комбинация управляющих воздействий (вводимых функций), например, возможно одновременное независимое движение управляемого фрагмента изображения и его вращение вокруг любой оси в пространстве.
При наличии двух блоков формирования команд 4 в руках оператора 5 возможна комбинация управляющих воздействий (вводимых функций), например, возможно одновременное независимое движение управляемого фрагмента изображения и его вращение вокруг любой оси в пространстве.
Отметим, что совместное перемещение оператором 5 контррефлектора 6 и блока формирования команд 4 без изменения их разностных координат Xo, Yo, Zo, зафиксированных при инициализации, не приведет к какому-либо влиянию на фрагмент изображения. Это важно в тех ситуациях, например, в интерактивных компьютерных играх, где требуется активное движение оператора 5. Однако, если контррефлектор 6 установлен в зоне действия локатора 13 без связи с телом оператора 5, то в этом случае перемещение оператора 5 с блоком формирования команд 4 в руке без изменения положения частей тела друг относительно друга приведет к воздействию на изображение соответствующему изменению положения тела оператора 5 относительно неподвижного контррефлектора 6.
Как следует из диаграммы на фиг. 4 стартовым моментом начала времени отсчета формирования очередного кодированного сигнала является очередной момент фиксации координат источника управляемого кодированного излучения 7. В случае, изображенном на фиг. 4 такими моментами являются t1, t2 и т.д. Время формирования кодированного сигнала Тп меньше или равно времени между очередными определениями текущих координат источника управляемого кодированного излучения t2-t1.
Таким образом, предлагаемый способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления решает поставленную задачу повышения удобства в работе, а также задачу расширения функциональных возможностей при вводе в компьютер многофункциональной информации, зависящей как от положения в пространстве тела оператора, так и от взаимного расположения отдельных частей тела оператора относительно друг друга.
Следует иметь ввиду, что форма выполнения изобретения, описанная выше и показанная на чертежах, представляет собой только возможный предпочтительный вариант его осуществления. Могут быть использованы различные вариации выполнения изобретения, отдельные элементы могут быть заменены эквивалентными.
Claims (2)
1. Способ ввода информации в компьютер, заключающийся в том, что формируют управляющие воздействия, соответствующие параметрам вводимой информации, и передают их в компьютер, отличающийся тем, что формируют управляющие воздействия путем отслеживания с помощью определителя координат в течение всего процесса ввода информации текущих значений пространственных координат по крайней мере двух имеющих возможность перемещения друг относительно друга источников собственности или отраженного излучения по крайней мере один из которых связан с телом оператора, также один из них является активным источником из них является активным источником управляемого кодированного излучения, определяют значения параметров кодирования и вводят их в компьютер, вводят в компьютер текущие значения пространственных координат источников излучения, при этом характер управляющих воздействий задают параметрами кодирования, а степень воздействия величиной изменения разности текущих значений составляющих пространственных координат источников излучения с величиной составляющих, зафиксированных при инициализации их начальных значений, причем в качестве стартового момента начала времени отсчета формирования очередного кодированного сигнала принимают очередной момент фиксации координат источника управляемого кодированного излучения, а время формирования кодированного сигнала принимают меньшим или равным времени между очередными определениями текущих значений пространственных координат источника управляемого кодированного излучения.
2. Устройство ввода информации в компьютер, содержащее подвижный с источниками излучения приемопередающий блок и стационарный приемопередающий блок, отличающееся тем, что подвижный приемопередающий блок выполнен в виде по крайней мере двух имеющих возможность перемещения друг относительно друга частей, источники излучения закреплены на каждой из частей и выполнены как точечные источники собственного или отраженного излучения, при этом по крайней мере один из источников собственного излучения является источником управляемого кодированного излучения, а часть, его включающая, содержит последовательно электрически соединенные между собой первый приемник излучения, первый формирователь, первый генератор тактовых импульсов, кодер и источник управляемого кодированного излучения, а также пульт управления, выход которого электрически соединен с вторым входом кодера, а стационарный приемопередающий блок содержит локатор, интерфейс, второй приемник излучения, второй формирователь, второй генератор тактовых импульсов и детектор, при этом локатор и источники излучения, локатор и первый приемник излучения, второй приемник излучения и источник управляемого кодированного излучения имеют между собой попарно беспроводную связь, выход локатора электрически соединен с входом интерфейса, выход интерфейса с первым входным портом компьютера, первый и второй выходы второго приемника излучения электрически соединены соответственно с первым входом декодера и входом второго формирователя, выход второго формирователя электрически соединен с входом второго генератора тактовых импульсов, выход которого электрически соединен с вторым входом декодера, а выход декодера с вторым входным портом компьютера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94001424A RU2087029C1 (ru) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94001424A RU2087029C1 (ru) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94001424A RU94001424A (ru) | 1996-02-27 |
RU2087029C1 true RU2087029C1 (ru) | 1997-08-10 |
Family
ID=20151516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94001424A RU2087029C1 (ru) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2087029C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596576C2 (ru) * | 2013-03-19 | 2016-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" | Оптический джойстик |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997036224A1 (fr) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Viktor Alexeevich Kuzin | Dispositif d'introduction d'informations dans un systeme de commande |
RU2161871C2 (ru) | 1998-03-20 | 2001-01-10 | Латыпов Нурахмед Нурисламович | Способ и система для создания видеопрограмм |
-
1994
- 1994-01-12 RU RU94001424A patent/RU2087029C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка РСТ N 93/04424, кл. G 06 F 3/033, 1993. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596576C2 (ru) * | 2013-03-19 | 2016-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" | Оптический джойстик |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4242449B2 (ja) | 可動制御部材を有する制御装置 | |
CN101840288B (zh) | 光-触觉转换系统和用于提供触觉反馈的方法 | |
US9041775B2 (en) | Apparatus and system for interfacing with computers and other electronic devices through gestures by using depth sensing and methods of use | |
US5239463A (en) | Method and apparatus for player interaction with animated characters and objects | |
JP4708581B2 (ja) | 座標入力装置、座標入力指示具及びコンピュータプログラム | |
Welch et al. | Motion tracking: No silver bullet, but a respectable arsenal | |
JP4871270B2 (ja) | 仮想3次元空間内で動作するシステム及び方法と視覚化システムを介してオペレーションを選択するシステム | |
CN101911162B (zh) | 用于扫描光束显示器的输入装置 | |
CN104981757B (zh) | 灵活的房间控制器 | |
CN106843475A (zh) | 一种实现虚拟现实交互的方法及系统 | |
JPS63214820A (ja) | 表示装置 | |
JPH05502130A (ja) | コンピューター制御システム | |
JPH0668237A (ja) | 3次元画像表示システム | |
CN106610757A (zh) | 一种投影触控方法、装置及设备 | |
KR20200123049A (ko) | 가상 환경 제어 시스템 | |
USRE48054E1 (en) | Virtual interface and control device | |
CN109782916A (zh) | 基于超声触觉的盲文交互系统及其交互方法 | |
RU2087029C1 (ru) | Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления | |
CN110335303A (zh) | 图像处理方法和装置、及存储介质 | |
KR100255625B1 (ko) | 입체초음파이미지생성방법및장치 | |
JP4011145B2 (ja) | リモートコントロール方法およびその装置 | |
RU2082995C1 (ru) | Способ ввода информации в компьютер и устройство для его осуществления | |
RU2101753C1 (ru) | Способ ввода информации в объект управления | |
CN106155281B (zh) | 立体交互方法、立体显示设备及其系统 | |
JPH06281424A (ja) | 光学式3次元角度検出装置および光学式3次元位置算出装置 |