專利名稱：交互式游戲裝置定位系統(tǒng)及其定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，尤其涉及一種對(duì)交互式游 戲裝置的無(wú)線控制器進(jìn)行定位的系統(tǒng)與其定位方法。
背景技術(shù)：
電視游戲及電腦游戲已是現(xiàn)在常見的休閑娛樂(lè)方式，以一般的 電腦游戲?yàn)槔?，大多是在電腦裝置的主機(jī)中安裝游戲軟件，透過(guò)電 腦外圍的鼠標(biāo)、鍵盤、游戲桿及控制把手等接口對(duì)電腦游戲進(jìn)行控 制，然后經(jīng)由顯示器及喇叭等輸出裝置將游戲進(jìn)行過(guò)程及游戲進(jìn)行 信息顯示給游戲玩家。然而，現(xiàn)在也有搭配游戲廠商銷售的游戲軟 件的交互式游戲裝置。
如申請(qǐng)日為2006年1月2日的美國(guó)專利公幵第2007/0072674
號(hào)揭示了一種現(xiàn)有的交互式游戲裝置，該交互式游戲裝置具有游戲 主機(jī)、無(wú)線控制器及兩個(gè)紅外線標(biāo)示器。游戲主機(jī)經(jīng)由連接線連接 到電視屏幕，紅外線標(biāo)示器分別設(shè)置在電視屏幕上方的左右兩側(cè)， 紅外線標(biāo)示器并向電視屏幕前方發(fā)出紅外光，游戲主機(jī)通過(guò)連接器 連接一接收單元，接收單元負(fù)責(zé)接收由無(wú)線控制器以無(wú)線發(fā)送方式 送出的操作數(shù)據(jù)。
無(wú)線控制器具有操作部、影像訊息計(jì)算部、無(wú)線通訊部及加速 感應(yīng)器。操作部包括設(shè)置于無(wú)線控制器外殼上的多個(gè)按鈕及游戲 桿，游戲玩家可通過(guò)該按鈕及游戲桿控制游戲進(jìn)行。影像訊息計(jì)算 部包括紅外線濾光器、透鏡、成像單元及影像處理電路。紅外線濾 光器只允許由紅外線標(biāo)示器發(fā)出的紅外線光線進(jìn)入影像訊息計(jì)算 部。透鏡收集已經(jīng)通過(guò)紅外線濾光器的紅外線光線，并將紅外線光 線輸出至成像單元。成像單元為固態(tài)成像設(shè)備，例如CMOS感應(yīng) 器或CCD感應(yīng)器，成像單元拍攝通過(guò)紅外線濾光器及透鏡的紅外 光影像并產(chǎn)生影像數(shù)據(jù)，影像處理電路計(jì)算成像單元所產(chǎn)生的影像數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生紅外線標(biāo)示器的坐標(biāo)，并將外線標(biāo)示器的坐標(biāo)輸出至 通訊部。加速感應(yīng)器偵測(cè)無(wú)線控制器于前后方向、左右方向及上下方向 三軸移動(dòng)方向的加速度，加速感應(yīng)器并偵測(cè)無(wú)線控制器于上述三軸 方向的傾斜度。除上述影像訊息計(jì)算部所產(chǎn)生的紅外線標(biāo)示器的坐 標(biāo)外，無(wú)線控制器并通過(guò)加速感應(yīng)器來(lái)確定無(wú)線控制器的加速度及 傾斜度。無(wú)線通訊部包括微處理器、儲(chǔ)存單元、無(wú)線模塊及天線，微處 理器接收來(lái)自操作部、加速感應(yīng)器及影像訊息計(jì)算部的操作數(shù)據(jù)， 并將接收的操作數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在儲(chǔ)存單元中，無(wú)線模塊和天線將儲(chǔ)存單 元中的操作數(shù)據(jù)以無(wú)線傳輸方式傳送至游戲主機(jī)。該操作數(shù)據(jù)包括 無(wú)線控制器的位移方向、傾斜度及加速度等資料。游戲主機(jī)經(jīng)接收 單元接收由無(wú)線控制器以無(wú)線傳輸方式送出的操作數(shù)據(jù)，并根據(jù)該 操作數(shù)據(jù)進(jìn)行游戲的各種操作處理。但是，該交互式游戲裝置必須通過(guò)影像訊息計(jì)算部擷取并計(jì)算 兩個(gè)紅外線標(biāo)示器的坐標(biāo)，通過(guò)加速感應(yīng)器取得無(wú)線控制器的傾斜 度及加速度，經(jīng)無(wú)線通訊部將無(wú)線控制器的位移方向、傾斜度及加 速度等數(shù)據(jù)傳送至游戲主機(jī)處理。交互式游戲裝置必須在無(wú)線控制 器上裝設(shè)影像訊息計(jì)算部及加速感應(yīng)器等裝置才可對(duì)無(wú)線控制器 進(jìn)行移動(dòng)定位，所以該現(xiàn)有交互式游戲裝置的成本高。另外，當(dāng)兩 個(gè)紅外線標(biāo)示器所擺設(shè)的環(huán)境產(chǎn)生紅外光干擾源時(shí)，影像訊息計(jì)算 部將無(wú)法取得紅外線標(biāo)示器的正確坐標(biāo)，最后游戲?qū)o(wú)法進(jìn)行下 去。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一 目的在于提供一種交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，可對(duì)交互式 游戲裝置的無(wú)線控制器進(jìn)行定位。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的一交互式游戲裝置定位系統(tǒng)包括定 位主機(jī)及無(wú)線控制器。定位主機(jī)具有第一超聲波接收模塊、第二超 聲波接收模塊、第三超聲波接收模塊、第一無(wú)線通訊模塊及第一天 線。無(wú)線控制器具有超聲波發(fā)射模塊、第二無(wú)線通訊模塊及第二天線。定位主機(jī)的第一超聲波接收模塊與第二超聲波接收模塊間隔一 距離，第三超聲波接收模塊與第一超聲波接收模塊和第二超聲波接 收模塊間隔一高度差，使第一、第二及第三超聲波接收模塊布置在 非同一直線上。定位主機(jī)的第一超聲波接收模塊、第二超聲波接收 模塊及第三超聲波接收模塊收到來(lái)自無(wú)線控制器的超聲波發(fā)射模 塊發(fā)射的超聲波訊號(hào)后計(jì)算取得無(wú)線控制器的坐標(biāo)。而定位主機(jī)與 無(wú)線控制器分別經(jīng)第一無(wú)線通訊模塊和第一天線與第二無(wú)線通訊 模塊和第二天線作為收發(fā)控制訊號(hào)的接口。本發(fā)明的另一 目的在于提供一種交互式游戲裝置定位方法，可對(duì)交互 式游戲裝置的無(wú)線控制器進(jìn)行定位。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的一交互式游戲裝置定位方法包括， 步驟一無(wú)線控制器的第二無(wú)線通訊模塊通過(guò)第二天線發(fā)出一準(zhǔn)備 定位訊號(hào)；步驟二定位主機(jī)的第一無(wú)線通訊模塊通過(guò)第一天線接 收到準(zhǔn)備定位訊號(hào)后發(fā)出一允許定位訊號(hào)；步驟三無(wú)線控制器的 第二無(wú)線通訊模塊通過(guò)第二天線收到允許定位訊號(hào)后，無(wú)線控制器 的超聲波發(fā)射模塊發(fā)射超聲波訊號(hào)；步驟四定位主機(jī)的第一超聲 波接收模塊、第二超聲波接收模塊及第三超聲波接收模塊收到超聲 波訊號(hào)后，定位主機(jī)計(jì)算所收到超聲波訊號(hào)的時(shí)間后產(chǎn)生無(wú)線控制 器之坐標(biāo)，定位主機(jī)的第一無(wú)線通訊模塊通過(guò)第一天線發(fā)射一定位 完成訊號(hào)，無(wú)線控制器的第二無(wú)線通訊模塊通過(guò)第二天線收到定位 完成訊號(hào)后完成定位。因此，本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)及其定位方法通過(guò)定位主 機(jī)的第一無(wú)線通訊模塊與第一天線及無(wú)線控制器的第二無(wú)線通訊 模塊與第二天線互相收發(fā)控制訊號(hào)，并經(jīng)定位主機(jī)的第一超聲波接 收模塊、第二超聲波接收模塊、第三超聲波接收模塊接收來(lái)自無(wú)線 控制器的超聲波發(fā)射模塊發(fā)射的超聲波訊號(hào)后，定位主機(jī)計(jì)算所收 到超聲波訊號(hào)的時(shí)間后產(chǎn)生無(wú)線控制器的坐標(biāo)。
在說(shuō)明書附圖中圖1為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)與電腦主機(jī)和顯示器聯(lián)圖2為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)的立體示意圖。圖3為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)的電路方塊圖。圖4為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的無(wú)線控制器的立體示 意圖。圖5為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的無(wú)線控制器的電路方 塊圖。圖6為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的無(wú)線控制器較佳游戲 區(qū)域的示意圖。。圖7為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)第一次對(duì)無(wú) 線控制器定位的示意圖。圖8為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)第一次對(duì)無(wú) 線控制器進(jìn)行定位的第一實(shí)施例的步驟流程圖。圖9為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)第一次對(duì)無(wú) 線控制器進(jìn)行定位的第二實(shí)施例的步驟流程圖。圖10為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)前后位 移的無(wú)線控制器定位的示意圖。圖11為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)左右位 移的無(wú)線控制器定位的示意圖。圖12為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)上下位 移的無(wú)線控制器定位的示意圖。圖13為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)正常移 動(dòng)狀況下的無(wú)線控制器定位的示意圖。圖14為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)正常移動(dòng)狀況下的無(wú)線控制器定位的定位資料表。圖15為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)異常移 動(dòng)狀況下的無(wú)線控制器定位的示意圖。圖16為本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)的定位主機(jī)對(duì)異常移 動(dòng)狀況下的無(wú)線控制器定位的定位資料表。圖中各組件的附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
交互式游戲裝置定位系統(tǒng)100
定位主機(jī)1第一微處理器10
第一超聲波接收模塊11第二超聲波接收模塊12
第三超聲波接收模塊13第一記憶單元14
第一無(wú)線通訊模塊15第一天線16
第一 USB模塊17無(wú)線控制器
第二微處理器20操作模塊21
十字鍵210控制鍵211
第二記憶單元22超聲波發(fā)射模塊23
第二無(wú)線通訊模塊24第二天線25
聲音輸出模塊27震動(dòng)模塊28
電腦主機(jī)3顯不器具體實(shí)施例方式
為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下特 例舉實(shí)施例并配合附圖詳予說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的交互式游戲裝置定位系統(tǒng)ioo包括定位主
機(jī)1及無(wú)線控制器2。定位主機(jī)1通過(guò)一連接線連接電子產(chǎn)品，電
子產(chǎn)品可為電腦主機(jī)或游戲主機(jī)等，本實(shí)施例中電子產(chǎn)品為一電腦 主機(jī)3。電腦主機(jī)3通過(guò)一連接線連接顯示器4。電腦主機(jī)3中安 裝有游戲軟件，當(dāng)游戲玩家進(jìn)行游戲時(shí)，可通過(guò)無(wú)線控制器2控制 游戲程序，定位主機(jī)1可接收無(wú)線控制器2的控制訊號(hào)并可計(jì)算無(wú) 線控制器2的移動(dòng)坐標(biāo)。定位主機(jī)1將無(wú)線控制器2所傳送的控制 訊號(hào)及計(jì)算得來(lái)的無(wú)線控制器2的坐標(biāo)經(jīng)由連接線傳送給電腦主 機(jī)3中的游戲軟件，游戲軟件再根據(jù)所接收到的控制訊號(hào)及無(wú)線控 制器2的坐標(biāo)對(duì)游戲程序進(jìn)行控制并將游戲程序以圖像方式顯示 在顯示器4上。
請(qǐng)參閱圖2與圖3，圖2為定位主機(jī)1的立體示意圖，圖3為定 位主機(jī)1的電路方塊圖。定位主機(jī)1具有第一微處理器10、第一 超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12、第三超聲波接收模 塊13、第一記憶單元14、第一無(wú)線通訊模塊15、第一天線16及 第一 USB模塊17。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3，第一超聲波接收模塊ll、第二超聲波接收模 塊12、第三超聲波接收模塊13分別連接第一微處理器10，并將接 收到的超聲波訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)后傳給第一微處理器10。第一記憶 單元14連接第一微處理器10，并儲(chǔ)存定位主機(jī)1導(dǎo)通電源后所需 加載的開機(jī)數(shù)據(jù)，當(dāng)定位主機(jī)1導(dǎo)通電源后，需等待第一微處理器 IO讀取并加載第一記憶單元14的開機(jī)數(shù)據(jù)后定位主機(jī)1才可正常 運(yùn)作。而第一微處理器10也可將重要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在第一記憶單元 14中。
第一無(wú)線通訊模塊15分別連接第一微處理器10與第一天線 16，第一無(wú)線通訊模塊15接收第一微處理器IO發(fā)出的指令，并將 指令編碼后通過(guò)第一天線16以無(wú)線訊號(hào)發(fā)射出去。第一無(wú)線通訊 模塊15通過(guò)第一天線16接收無(wú)線訊號(hào)，并將無(wú)線訊號(hào)譯碼成指令 后傳送至第一微處理器10。第一 USB模塊17連接第一微處理器 IO，定位主機(jī)1及電腦主機(jī)3經(jīng)第一 USB模塊17及連接第一 USB 模塊17和電腦主機(jī)3的USB連接線連接在一起，使得定位主機(jī)1 與電腦主機(jī)3能相互收發(fā)數(shù)據(jù)。電腦主機(jī)3可通過(guò)第一 USB模塊 17提供電源給定位主機(jī)1。
請(qǐng)參閱圖2，第一超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊 12及第三超聲波接收模塊13分別設(shè)置于定位主機(jī)1上，第一超聲 波接收模塊11與第二超聲波接收模塊12之間相隔一距離W，第 三超聲波接收模塊13與第一超聲波接收模塊ll和第二超聲波接收 模塊12間隔一高度差H，因此第一超聲波接收模塊11、第二超聲 波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13布置在非同一直線。在本 實(shí)施例中，第一超聲波接收模塊11和第二超聲波接收模塊12設(shè)置 于同一水平面，該間隔距離W為20cm，第三超聲波接收模塊13 設(shè)置于第一超聲波接收模塊11和第二超聲波接收模塊12中間，第 三超聲波接收模塊13與第一超聲波接收模塊ll和第二超聲波接收 模塊12設(shè)置的水平面高度差H為2cm至5cm。通過(guò)第一超聲波接 收模塊11、第二超聲波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13的 位置布置，定位主機(jī)1可偵測(cè)無(wú)線控制器2的左右位移、上下位移 及前后位移(稍后詳加敘述)。請(qǐng)參閱圖4與圖5，圖4為無(wú)線控制器2的立體示意圖，圖5為 無(wú)線控制器2的電路方塊圖。無(wú)線控制器2具有第二微處理器20、 操作模塊21、第二記憶單元22、超聲波發(fā)射模塊23、第二無(wú)線通 訊模塊24、第二天線25、聲音輸出模塊27及震動(dòng)模塊28。
請(qǐng)參閱圖4，操作模塊21包括設(shè)置于無(wú)線控制器2殼體上的十 字鍵210及多個(gè)控制鍵211，十字鍵210及多個(gè)控制鍵211均被賦 予各種功能，當(dāng)游戲進(jìn)行時(shí)，游戲玩家可經(jīng)由按壓十字鍵210及多 個(gè)控制鍵211控制游戲程序。超聲波發(fā)射模塊23設(shè)置于無(wú)線控制 器2殼體上，用以發(fā)出超聲波訊號(hào)以供定位主機(jī)1的第一超聲波接 收模塊U、第二超聲波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13偵 測(cè)無(wú)線控制器2所在位置(稍后詳加敘述)。
請(qǐng)參閱圖5，第二微處理器20連接操作模塊21，第二微處理器 20偵測(cè)操作模塊21的十字鍵210及多個(gè)控制鍵211的按壓狀態(tài)后， 根據(jù)按壓狀態(tài)產(chǎn)生各種指令。第二記憶單元22連接第二微處理器 20，并儲(chǔ)存無(wú)線控制器2導(dǎo)通電源后所需加載的開機(jī)數(shù)據(jù)，當(dāng)無(wú)線 控制器2導(dǎo)通電源后，需等待第二微處理器20讀取并加載第二記 憶單元22的開機(jī)數(shù)據(jù)后無(wú)線控制器2才可正常運(yùn)作。而第二微處 理器20也可將重要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在第二記憶單元22中。
超聲波發(fā)射模塊23連接第二微處理器20，并根據(jù)第二微處理 器20發(fā)出的指令發(fā)射超聲波訊號(hào)。第二無(wú)線通訊模塊24分別連接 第二微處理器20與第二天線25，第二無(wú)線通訊模塊24接收第二 微處理器20發(fā)出的指令，并將指令編碼后通過(guò)第二天線25以無(wú)線 訊號(hào)發(fā)射出去。第二無(wú)線通訊模塊24通過(guò)第二天線25接收無(wú)線訊 號(hào)，并將無(wú)線訊號(hào)譯碼成指令后傳送至第二微處理器20。
聲音輸出模塊27及震動(dòng)模塊28分別連接第二微處理器20， 當(dāng)游戲程序進(jìn)行時(shí)，定位主機(jī)1通過(guò)第一無(wú)線通訊模塊15將指令 編碼轉(zhuǎn)成無(wú)線訊號(hào)，然后經(jīng)由第一天線16傳送該無(wú)線訊號(hào)，當(dāng)無(wú) 線控制器2的第二天線25收到該無(wú)線訊號(hào)后，將該無(wú)線訊號(hào)送至 第二無(wú)線通訊模塊24譯碼，第二無(wú)線通訊模塊24將無(wú)線訊號(hào)譯碼 成指令后傳送給第二微處理器20，第二微處理器20判別該指令后， 進(jìn)一步根據(jù)該指令使得聲音輸出模塊27及震動(dòng)模塊28產(chǎn)生聲音及震動(dòng)以增加游戲玩家于游戲程序進(jìn)行時(shí)的臨場(chǎng)感。
請(qǐng)參閱圖6，當(dāng)游戲玩家導(dǎo)通定位主機(jī)1及無(wú)線控制器2的電源 后，定位主機(jī)1開始對(duì)無(wú)線控制器2進(jìn)行定位，并可開始相互收發(fā) 數(shù)據(jù)。根據(jù)超聲波于常溫為25度且傳播介質(zhì)為空氣的狀況下的傳 送速度為每秒340m，當(dāng)定位主機(jī)1對(duì)無(wú)線控制器2進(jìn)行定位及收 發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，可將無(wú)線控制器2擺設(shè)在遠(yuǎn)離定位主機(jī)1縱向距離Dl 范圍內(nèi)，并限定無(wú)線控制器2的擺設(shè)范圍在橫向距離D2范圍內(nèi)， 經(jīng)由縱向距離Dl及橫向距離D2的限制可規(guī)范出一較佳游戲區(qū)域， 在此較佳游戲區(qū)域中，定位主機(jī)1對(duì)無(wú)線控制器2執(zhí)行定位及收發(fā) 數(shù)據(jù)時(shí)均具有極高的可靠度。本實(shí)施例中，縱向距離Dl為5m， 而橫向距離D2為10.5m。
當(dāng)無(wú)線控制器2在上述較佳游戲區(qū)域中并與定位主機(jī)1距離 2m時(shí)，根據(jù)超聲波傳送速度為每秒340m的特性可計(jì)算出，無(wú)線 控制器2發(fā)出超聲波訊號(hào)后，該超聲波訊號(hào)到達(dá)定位主機(jī)1的時(shí)間 約為5.8微秒，而無(wú)線控制器2的超聲波發(fā)射模塊23需要約1微 秒的時(shí)間產(chǎn)生超聲波訊號(hào)，所以無(wú)線控制器2發(fā)射超聲波訊號(hào)后， 定位主機(jī)1于6.8微秒后收到該超聲波訊號(hào)。
當(dāng)無(wú)線控制器2在上述較佳游戲區(qū)域中并與定位主機(jī)1距離 5m時(shí)，根據(jù)超聲波傳送速度為每秒340m的特性可計(jì)算出，無(wú)線 控制器2發(fā)出超聲波訊號(hào)后，該超聲波訊號(hào)到達(dá)定位主機(jī)1的時(shí)間 約為14.7微秒。如果增加無(wú)線控制器2的數(shù)量時(shí)，定位主機(jī)1偵 測(cè)每個(gè)無(wú)線控制器2的次數(shù)會(huì)隨著無(wú)線控制器2的增加量呈倍數(shù)遞 減。
請(qǐng)參閱圖7與圖8，圖7為定位主機(jī)1第一次對(duì)無(wú)線控制器2定 位的示意圖，圖8為定位主機(jī)1第一次對(duì)無(wú)線控制器2定位的第一 實(shí)施例的步驟流程圖。在本發(fā)明的交互式游戲裝置定位方法第 一 實(shí)施 例中，當(dāng)定位主機(jī)1第一次對(duì)無(wú)線控制器2定位時(shí)，定位方法包括 下列步驟
步驟一當(dāng)無(wú)線控制器2導(dǎo)通電源后由游戲玩家按壓無(wú)線控制 器2的十字鍵210或控制鍵211，然后，第二微處理器20偵測(cè)到 操作模塊21的十字鍵210或控制鍵211被按壓后，發(fā)出一準(zhǔn)備定位指令給第二通訊模塊24，準(zhǔn)備定位指令經(jīng)過(guò)第二通訊模塊24編 碼后，通過(guò)第二天線25形成一準(zhǔn)備定位訊號(hào)，第二天線25并發(fā)射 該準(zhǔn)備定位訊號(hào)；
步驟二當(dāng)定位主機(jī)1的第一天線16收到無(wú)線控制器2的第 二天線25所發(fā)出的準(zhǔn)備定位訊號(hào)后，該準(zhǔn)備定位訊號(hào)經(jīng)由第一無(wú) 線通訊模塊15譯碼后傳送至第一微處理器10，第一微處理器10 對(duì)第一無(wú)線通訊模塊15譯碼后的準(zhǔn)備定位指令判別無(wú)誤后，發(fā)出 一允許定位指令給第一無(wú)線通訊模塊15，第一無(wú)線通訊模塊15將 允許定位指令編碼后，通過(guò)第一天線16形成一允許定位訊號(hào)，第 一天線16并發(fā)射該允許定位無(wú)線訊號(hào)；
步驟三當(dāng)無(wú)線控制器2的第二天線25收到定位主機(jī)1的第 一天線16所發(fā)出的允許定位訊號(hào)后，該允許定位訊號(hào)通過(guò)第二無(wú) 線通訊模塊24譯碼后傳送至第二微處理器20，第二微處理器20 對(duì)第二無(wú)線通訊模塊24譯碼后的允許定位指令判別無(wú)誤后，超聲 波發(fā)射模塊23發(fā)射超聲波訊號(hào)；
在步驟四當(dāng)定位主機(jī)1的第一超聲波接收模塊11、第二超 聲波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13分別經(jīng)過(guò)Ta時(shí)間、Tb 時(shí)間及Tc時(shí)間接收到無(wú)線控制器2的超聲波發(fā)射模塊23所發(fā)出的 超聲波訊號(hào)后，將Ta時(shí)間、Tb時(shí)間及Tc時(shí)間傳至第一微處理器 10，第一微處理器10并利用超聲波每秒傳送340m的特性計(jì)算出 無(wú)線控制器2與第一超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12 及第三超聲波接收模塊13間的直線距離，第一微處理器IO計(jì)算該 直線距離后產(chǎn)生無(wú)線控制器2所在的坐標(biāo)，然后第一微處理器10 將第一次所取得的無(wú)線控制器2的坐標(biāo)作為定位基準(zhǔn)點(diǎn)。接著，第 一微處理器10發(fā)出一定位完成指令給第一無(wú)線通訊模塊15，該定 位完成指令經(jīng)由第一無(wú)線通訊模塊15編碼后通過(guò)第一天線16形成 定位完成訊號(hào)，第一天線16并發(fā)出該定位完成訊號(hào)。
當(dāng)無(wú)線控制器2的第二天線25收到定位主機(jī)1的第一天線16 所發(fā)出的定位完成訊號(hào)后，該定位完成訊號(hào)通過(guò)第二無(wú)線通訊模塊 24譯碼后傳送至第二微處理器20，第二微處理器20對(duì)第二無(wú)線通 訊模塊24譯碼后的訊號(hào)判別無(wú)誤后，完成無(wú)線控制器2的第一次定位。
請(qǐng)參閱圖9，為本發(fā)明的交互式游戲裝置定位方法的第二實(shí)施例的
流程示意圖。本發(fā)明的交互式游戲裝置定位方法包括下列步驟
步驟一當(dāng)無(wú)線控制器2導(dǎo)通電源后由游戲玩家按下無(wú)線控制
器2的十字鍵210或控制鍵211，操作模塊21發(fā)出一訊號(hào)給第二 微處理器20，使得第二微處理器20發(fā)出一準(zhǔn)備定位指令給第二通 訊模塊24，準(zhǔn)備定位指令經(jīng)過(guò)第二通訊模塊24編碼后，通過(guò)第二 天線25形成一準(zhǔn)備定位訊號(hào)，第二天線25并發(fā)射該準(zhǔn)備定位訊號(hào)；
步驟二當(dāng)定位主機(jī)1的第一天線16收到無(wú)線控制器2的第 二天線25所發(fā)出的準(zhǔn)備定位訊號(hào)后，該準(zhǔn)備定位訊號(hào)經(jīng)由第一無(wú) 線通訊模塊15譯碼后傳送至第一微處理器10，第一微處理器10 對(duì)無(wú)線通訊模塊15譯碼后的準(zhǔn)備定位指令判別無(wú)誤后，發(fā)出一允 許定位指令給第一無(wú)線通訊模塊15，第一無(wú)線通訊模塊15將允許 定位指令編碼后，通過(guò)第一天線16形成一允許定位訊號(hào)，第一天 線16并發(fā)射該允許定位訊號(hào)。同時(shí)第一微處理器IO執(zhí)行計(jì)時(shí)程序；
步驟三當(dāng)無(wú)線控制器2的第二天線25收到定位主機(jī)1的第 一天線16所發(fā)出的允許定位訊號(hào)后，該允許定位訊號(hào)通過(guò)第二無(wú) 線通訊模塊24譯碼后傳送至第二微處理器20，第二微處理器20 對(duì)第二無(wú)線通訊模塊24譯碼后的允許定位指令判別無(wú)誤后，超聲 波發(fā)射模塊23發(fā)射超聲波訊號(hào)；
步驟四當(dāng)定位主機(jī)1的第一微處理器IO所執(zhí)行的計(jì)時(shí)程序 超過(guò)一預(yù)設(shè)時(shí)間且定位主機(jī)1尚未收到來(lái)自無(wú)線控制器2的超聲波 訊號(hào)時(shí)，定位主機(jī)1將再發(fā)射允許定位訊號(hào)；
步驟五當(dāng)定位主機(jī)1的第一超聲波接收模塊11、第二超聲 波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13分別經(jīng)過(guò)Ta時(shí)間、Tb時(shí) 間及Tc時(shí)間接收到無(wú)線控制器2的超聲波發(fā)射模塊23所發(fā)出的超 聲波訊號(hào)后，將Ta時(shí)間、Tb時(shí)間及Tc時(shí)間傳至第一微處理器10， 第一微處理器10并利用超聲波每秒傳送340m的特性計(jì)算出無(wú)線 控制器2與第一超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12及第 三超聲波接收模塊13間的直線距離，第一微處理器IO計(jì)算該直線 距離后產(chǎn)生無(wú)線控制器2的坐標(biāo)，然后第一微處理器IO將第一次所取得的無(wú)線控制器2坐標(biāo)作為定位基準(zhǔn)點(diǎn)。第一微處理器10發(fā) 出一定位完成指令給第一無(wú)線通訊模塊15，該定位完成指令經(jīng)由 第一無(wú)線通訊模塊15編碼后通過(guò)第一天線16形成定位完成訊號(hào)， 第一天線16并發(fā)出該定位完成訊號(hào)。
當(dāng)無(wú)線控制器2的第二天線25收到定位主機(jī)1的第一天線16 所發(fā)出的定位完成訊號(hào)后，該定位完成訊號(hào)通過(guò)第二無(wú)線通訊模塊 24譯碼后傳送至第二微處理器20，第二微處理器20對(duì)第二無(wú)線通 訊模塊24譯碼后的訊號(hào)判別無(wú)誤后，完成無(wú)線控制器2的第一次 定位。
請(qǐng)參閱圖10，當(dāng)游戲程序進(jìn)行時(shí)，玩家操作無(wú)線控制器2，使 得無(wú)線控制器2前后位移，同時(shí)無(wú)線控制器2也持續(xù)地發(fā)射超聲波 訊號(hào)以供定位主機(jī)1定位。當(dāng)無(wú)線控制器2擺設(shè)在坐標(biāo)Ll且發(fā)出 超聲波訊號(hào)后，定位主機(jī)1的第一超聲波接收模塊11、第二超聲 波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13分別經(jīng)過(guò)Tl時(shí)間、T2 時(shí)間及T3時(shí)間接收到無(wú)線控制器2發(fā)出的超聲波訊號(hào)。然后第一 微處理器10經(jīng)由Tl時(shí)間、T2時(shí)間及T3時(shí)間計(jì)算出無(wú)線控制器2 與第一超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12和第三超聲波 接收模塊13間隔的直線距離，定位主機(jī)1經(jīng)計(jì)算該直線距離后產(chǎn) 生無(wú)線控制器2所在的坐標(biāo)Ll。
當(dāng)無(wú)線控制器2位移至坐標(biāo)L2且發(fā)出超聲波訊號(hào)后，定位主 機(jī)1的第一超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12及第三超 聲波接收模塊13分別經(jīng)過(guò)T4時(shí)間、T5時(shí)間及T6時(shí)間接收到無(wú)線 控制器2發(fā)出的超聲波訊號(hào)。然后，定位主機(jī)1經(jīng)由T4時(shí)間、T5 時(shí)間及T6時(shí)間可計(jì)算出無(wú)線控制器2與第一超聲波接收模塊11、 第二超聲波接收模塊12和第三超聲波接收模塊13間隔的直線距 離。然后，定位主機(jī)1計(jì)算該前后兩筆直線距離數(shù)據(jù)后產(chǎn)生無(wú)線控 制器2所在的坐標(biāo)L2。
當(dāng)?shù)谝晃⑻幚砥?0計(jì)算取得無(wú)線控制器2所在的坐標(biāo)Ll及 L2后，通過(guò)第一 USB模塊17將坐標(biāo)Ll及L2傳送至電腦主機(jī)3 中的游戲軟件，游戲軟件根據(jù)接收到的無(wú)線控制器2所在的坐標(biāo) Ll及L2產(chǎn)生圖像并顯示在顯示器4上。因此，顯示器4上的影像將顯示玩家所操作的圖式呈前后位移。
請(qǐng)參閱圖11與圖12，為無(wú)線控制器2左右位移及上下位移示 意圖。由上述說(shuō)明可知，當(dāng)無(wú)線控制器2由坐標(biāo)L3移動(dòng)至坐標(biāo)L4 或由坐標(biāo)L4移動(dòng)至坐標(biāo)L3產(chǎn)生左右位移時(shí)，及無(wú)線控制器2由 坐標(biāo)L5移動(dòng)至坐標(biāo)L6或由坐標(biāo)L6移動(dòng)至坐標(biāo)L5產(chǎn)生上下位移 時(shí)，定位主機(jī)1會(huì)先后收到Tl時(shí)間、T2時(shí)間、T3時(shí)間、T4時(shí)間、 T5時(shí)間及T6時(shí)間。然后，第一微處理器10分別計(jì)算出無(wú)線控制 器2與第一超聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12和第三超 聲波接收模塊13間隔的直線距離，然后，定位主機(jī)l計(jì)算該前后 兩筆直線距離數(shù)據(jù)后產(chǎn)生無(wú)線控制器2所在的坐標(biāo)L3、 L4、 L5及 L6。
當(dāng)?shù)谝晃⑻幚砥?0計(jì)算取得無(wú)線控制器2所在的坐標(biāo)L3、L4、 L5及L6后，通過(guò)第一 USB模塊17將坐標(biāo)L3、 L4、 L5及L6傳 送至計(jì)算機(jī)主機(jī)3中的游戲軟件，游戲軟件并根據(jù)接收到的無(wú)線控 制器2所在的坐標(biāo)L3、 L4、 L5及L6產(chǎn)生圖像并顯示在顯示器4 上。因此，顯示器4影像將顯示玩家所操作的圖式呈左右位移及上 下位移。
請(qǐng)參閱圖13與圖14。當(dāng)無(wú)線控制器2由坐標(biāo)Pl位移至坐標(biāo) Pn時(shí)，無(wú)線控制器2會(huì)持續(xù)發(fā)出超聲波訊號(hào)，而定位主機(jī)1依序 接收超聲波訊號(hào)后并計(jì)算出無(wú)線控制器2的坐標(biāo)Pl至坐標(biāo)Pn。
請(qǐng)參閱圖15與圖16。當(dāng)無(wú)線控制器2由坐標(biāo)Sl位移至坐標(biāo) Sn時(shí)，且位移過(guò)程中產(chǎn)生異常移動(dòng)Em時(shí)，為了免除異常移動(dòng)Em 對(duì)游戲程序造成錯(cuò)誤指示，當(dāng)定位主機(jī)1對(duì)無(wú)線控制器2定位時(shí)， 第二微處理器20計(jì)算無(wú)線控制器2每次發(fā)射超聲波訊號(hào)的坐標(biāo)， 并將其儲(chǔ)存成暫存坐標(biāo)Sl至Sn。
然后，按照儲(chǔ)存先后順序計(jì)算多個(gè)暫存坐標(biāo)作并產(chǎn)生多個(gè)平均 值坐標(biāo)Pl至Pm，而定位主機(jī)1的第二微處理器20將該多個(gè)平均 值坐標(biāo)Pl至Pm作為無(wú)線控制器2的坐標(biāo)，并傳給計(jì)算機(jī)主機(jī)3 中的游戲軟件，以免除異常移動(dòng)Em對(duì)游戲程序造成錯(cuò)誤指示。
本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)IOO經(jīng)由定位主機(jī)1的第一超 聲波接收模塊11、第二超聲波接收模塊12及第三超聲波接收模塊13接收無(wú)線控制器2的超聲波發(fā)射模塊23所發(fā)射的超聲波訊號(hào)， 并通過(guò)定位主機(jī)1的第一微處理器10計(jì)算無(wú)線控制器2的坐標(biāo)， 以對(duì)無(wú)線控制器2定位。本發(fā)明交互式游戲裝置定位系統(tǒng)100通過(guò) 定位主機(jī)1的第一無(wú)線通訊模塊15和第一天線16及無(wú)線控制器2 的第一無(wú)線通訊模塊24和第一天線25可互相收發(fā)游戲指令，使得 無(wú)線控制器2的聲音輸出模塊27及震動(dòng)模塊28能依據(jù)游戲指令發(fā)
出聲音及震動(dòng)以增加游戲程序進(jìn)行時(shí)的臨場(chǎng)感。
權(quán)利要求
1. 一種交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，其特征在于，包括-一無(wú)線控制器，具有超聲波發(fā)射模塊；以及一定位主機(jī)，具有第一超聲波接收模塊、第二超聲波接收模塊、第三超聲波接收模塊及第一微處理器，第一超聲波接收模塊與第二超聲波接收模塊間隔一距離，第三超聲波接收模塊與第一超聲波接收模塊和第二超聲波接收模塊間隔一高度差，使第一超聲波接收模塊、第二超聲波接收模塊及第三超聲波接收模塊布置在非同一直線上；第一微處理器計(jì)算來(lái)自第一超聲波接收模塊、第二超聲波接收 模塊與第三超聲波接收模塊接收無(wú)線控制器的超聲波發(fā)射模塊發(fā)出的超聲波訊號(hào)后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生無(wú)線控制器的坐標(biāo)。
2. 如權(quán)利要求1所述的交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，其特征在于該 交互式游戲裝置定位系統(tǒng)還包括一與定位主機(jī)相連的電子產(chǎn)品及 一與電子產(chǎn)品相連的顯示器，電子產(chǎn)品接收定位主機(jī)產(chǎn)生的無(wú)線控 制器坐標(biāo)，并將無(wú)線控制器坐標(biāo)以圖像方式顯示在顯示器上。
3. 如權(quán)利要求1所述的交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，其特征在于所 述第一超聲波接收模塊與第二超聲波接收模塊設(shè)置在同一水平面， 第三超聲波接收模塊設(shè)置在第一超聲波接收模塊與第二超聲波接 收模塊中間且與第一超聲波接收模塊和第二超聲波接收模塊設(shè)置 的水平面間隔一高度差。
4. 如權(quán)利要求2所述的交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，其特征在于所 述定位主機(jī)具有第一 USB模塊、第一無(wú)線通訊模塊、第一天線及 第一記憶單元，第一 USB模塊用于作為定位主機(jī)與電子設(shè)備間收 發(fā)數(shù)據(jù)的接口，第一無(wú)線通訊模塊連接第一天線用于作為定位主機(jī) 與無(wú)線控制器間收發(fā)控制訊號(hào)的接口，第一記憶單元儲(chǔ)存定位主機(jī) 工作時(shí)所需的數(shù)據(jù)；所述的無(wú)線控制器具有第二微處理器、操作模 塊、第二記憶單元、第二無(wú)線訊模塊及第二天線，第二微處理器連 接操作模塊并根據(jù)操作模塊按壓狀態(tài)產(chǎn)生指令，第二記憶單元儲(chǔ)存 無(wú)線控制器工作時(shí)所需的數(shù)據(jù)，第二無(wú)線訊模塊連接第二天線用于 作為定位主機(jī)與無(wú)線控制器間收發(fā)控制訊號(hào)的接口，操作模塊包括多個(gè)控制鍵。
5. 如權(quán)利要求4所述的交互式游戲裝置定位系統(tǒng)，其特征在于所 述的無(wú)線控制器具有聲音輸出模塊及震動(dòng)模塊，聲音輸出模塊及振 動(dòng)模塊根據(jù)無(wú)線控制器收到的控制訊號(hào)產(chǎn)生聲音及震動(dòng)。
6. —種交互式游戲裝置定位方法，其特征在于，包括首先，利用一無(wú)線控制器的一第二無(wú)線通訊模塊通過(guò)一第二天 線發(fā)出準(zhǔn)備定位訊號(hào)；然后，利用一定位主機(jī)的一第一無(wú)線通訊模塊通過(guò)一第一天線收到準(zhǔn)備定位訊號(hào)后發(fā)出一允許定位訊號(hào)；接著，該無(wú)線控制器的第二無(wú)線通訊模塊通過(guò)第二天線收到允 許定位訊號(hào)后，該無(wú)線控制器的一超聲波發(fā)射模塊發(fā)射超聲波訊 號(hào)；再來(lái)，該定位主機(jī)的一第一超聲波接收模塊、 一第二超聲波接 收模塊及一第三超聲波接收模塊收到超聲波訊號(hào)后，定位主機(jī)的一 第一微處理器計(jì)算該第一、第二及第三超聲波接收模塊收到超聲波 訊號(hào)的時(shí)間后產(chǎn)生該無(wú)線控制器的坐標(biāo)，并且該第一無(wú)線通訊模塊 通過(guò)第一天線發(fā)出一定位完成訊號(hào)；以及最后，該無(wú)線控制器的第二通訊模塊通過(guò)第二天線收到定位完 成訊號(hào)后完成定位。
7. 如權(quán)利要求6所述的交互式游戲裝置定位方法，其特征在于所 述的定位主機(jī)發(fā)出一允許定位訊號(hào)并啟動(dòng)一計(jì)時(shí)程序，當(dāng)計(jì)時(shí)程序 超過(guò)一預(yù)設(shè)時(shí)間且定位主機(jī)尚未收到超聲波訊號(hào)時(shí)，該定位主機(jī)重 新發(fā)出該允許定位訊號(hào)。
8. 如權(quán)利要求6所述的交互式游戲裝置定位方法，其特征在于所 述無(wú)線控制器導(dǎo)通電源后由游戲玩家按壓無(wú)線控制器上的按鍵并 經(jīng)無(wú)線控制器的一第二微處理器偵測(cè)后，該第二微處理器發(fā)出一準(zhǔn) 備指令給第二通訊模塊，準(zhǔn)備定位指令經(jīng)過(guò)第二通訊模塊編碼后， 通過(guò)第二天線形成所述準(zhǔn)備定位訊號(hào)，第二天線并發(fā)射該準(zhǔn)備定位 訊號(hào)；所述的定位主機(jī)收到無(wú)線控制器發(fā)出的準(zhǔn)備定位訊號(hào)后，該 準(zhǔn)備定位訊號(hào)通過(guò)該第一無(wú)線通訊模塊譯碼后傳送至第一微處理 器，第一微處理器對(duì)無(wú)線通訊模塊譯碼后的準(zhǔn)備定位指令判別無(wú)誤后發(fā)出一允許定位指令給第一無(wú)線通訊模塊，第一無(wú)線通訊模塊將 允許定位指令編碼后，通過(guò)第一天線形成一允許定位訊號(hào)，第一天線并發(fā)射該允許定位訊號(hào)；所述的無(wú)線控制器收到允許定位訊號(hào) 后，該允許定位訊號(hào)通過(guò)第二無(wú)線通訊模塊譯碼后傳送至第二微處 理器，第二微處理器對(duì)第二無(wú)線通訊模塊譯碼后的允許定位指令判 別無(wú)誤后，超聲波發(fā)射模塊發(fā)射超聲波訊號(hào)；所述定位主機(jī)的第一、 第二及第三超聲波接收模塊收到超聲波訊號(hào)后，定位主機(jī)的第一微 處理器計(jì)算該第一、第二及第三超聲波接收模塊收到超聲波訊號(hào)的 時(shí)間后產(chǎn)生該無(wú)線控制器與該第一、第二及第三超聲波接收模塊的 距離，第一微處理器計(jì)算該距離后產(chǎn)生無(wú)線控制器的坐標(biāo)。
9. 如權(quán)利要求6所述的交互式游戲裝置定位方法，其特征在于所 述的無(wú)線控制器的超聲波發(fā)射模塊發(fā)射一次超聲波后訊號(hào)，該定位 主機(jī)計(jì)算該超聲波訊號(hào)后產(chǎn)生一個(gè)無(wú)線控制器的坐標(biāo)。
10. 如權(quán)利要求6所述的交互式游戲裝置定位方法，其特征在于所 述的定位主機(jī)收到來(lái)自無(wú)線控制器發(fā)出的一預(yù)設(shè)次數(shù)的超聲波訊 號(hào)后，定位主機(jī)計(jì)算該些超聲波訊號(hào)后產(chǎn)生一個(gè)無(wú)線控制器的坐 標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交互式游戲裝置定位系統(tǒng)及其定位方法，包括定位主機(jī)及無(wú)線控制器，定位主機(jī)具有第一、第二、第三超聲波接收模塊，無(wú)線控制器具有超聲波發(fā)射模塊。第一與第二超聲波接收模塊間隔一距離，第三超聲波接收模塊與第一和第二超聲波接收模塊間隔一高度差，使第一、第二及第三超聲波接收模塊布置在非同一直線上。定位主機(jī)的第一、第二及第三超聲波接收模塊接收到無(wú)線控制器的超聲波發(fā)射模塊所發(fā)射的超聲波訊號(hào)并計(jì)算取得無(wú)線控制器的坐標(biāo)。定位主機(jī)取得無(wú)線控制器坐標(biāo)后，經(jīng)一電子產(chǎn)品將無(wú)線控制器的坐標(biāo)以圖像方式顯示在顯示器上。
文檔編號(hào)A63F13/00GK101310804SQ200710028309
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者許文正, 邱碩聰 申請(qǐng)人:富港電子(東莞)有限公司;正崴精密工業(yè)股份有限公司