專利名稱：一種計(jì)算機(jī)控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)控制方法及裝置，屬于計(jì)算機(jī)人機(jī)交互裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，控制裝置新技術(shù)、新產(chǎn)品日新月異?？刂蒲b置從最原始 的專業(yè)磁帶機(jī)，到現(xiàn)在的鍵盤+鼠標(biāo)的變化，讓人民更加容易接近計(jì)算機(jī)，游戲控制裝置 的產(chǎn)生和豐富，更是給這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變革，讓更多的人融入到計(jì)算機(jī)大世界中去。 目前計(jì)算機(jī)控制主要方式是有線鼠標(biāo)+有線鍵盤，無(wú)論是你在工作，還是在工作之余上網(wǎng) 娛樂(lè)等，都需要你眼睛距離顯示器很近，較長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)較固定的坐姿，非常不利于視 力保護(hù)、血液循環(huán)，對(duì)身體健康非常有害；在會(huì)議室、新聞發(fā)布，或多媒體教學(xué)的環(huán)境中， 借助投影機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)畫面講解，時(shí)時(shí)的鼠標(biāo)、鍵盤操作，讓演講者在計(jì)算機(jī)和投影幕之間來(lái) 回奔波，自然會(huì)大大影響演講者與聽(tīng)眾的互動(dòng)效果；在電腦電視一體機(jī)家庭應(yīng)用環(huán)境中， 上網(wǎng)、游戲娛樂(lè)或選擇電視節(jié)目的時(shí)候，近距離長(zhǎng)時(shí)間的鼠標(biāo)和鍵盤操控，給操控者帶來(lái) 了不便、同時(shí)也給視力帶來(lái)巨大的傷害。類似于鼠標(biāo)、鍵盤、簡(jiǎn)報(bào)器、游戲手柄的常規(guī)裝 置， 一般都是分開(kāi)獨(dú)立設(shè)備，并且各個(gè)裝置的按鍵功能都是出廠固定的，不具有擴(kuò)充性， 功能簡(jiǎn)單，操作不便。市場(chǎng)迫切需要一種，既可以桌面移動(dòng)控制鼠標(biāo)指針及按鍵，也可以 空中揮動(dòng)控制鼠標(biāo)指針及按鍵，同時(shí)可以簡(jiǎn)報(bào)控制，還可以兼容鍵盤主要按鍵及游戲控制 功能的增強(qiáng)型裝置。微型半導(dǎo)體加速度傳感器、角速度傳感器、表面移動(dòng)光學(xué)傳感器、微 處理器的出現(xiàn)為以上技術(shù)不足提供了必要的條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種計(jì)算機(jī)控制裝置，既可以桌面移動(dòng)控制鼠標(biāo)指針，也可以空 中揮動(dòng)控制鼠標(biāo)指針，同時(shí)可以簡(jiǎn)報(bào)控制，還可以兼容鍵盤主要按鍵及游戲控制功能的一 種小巧便攜、操作簡(jiǎn)潔的增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)控制裝置。 本發(fā)明提出的計(jì)算機(jī)控制方法，包括以下步驟 (l一l)耦合來(lái)自計(jì)算機(jī)的射頻信號(hào)，進(jìn)行放大、解調(diào)、轉(zhuǎn)換和解析，得到計(jì)算機(jī)設(shè) 置信號(hào)；將來(lái)自微處理器的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行打包、轉(zhuǎn)換、調(diào)制和放大，發(fā)送至計(jì)算機(jī); (l一2)產(chǎn)生三維加速度信號(hào)、二維角速度信號(hào)、表面移動(dòng)信號(hào)、滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)、表
面接近信號(hào)； '
(1 — 3)對(duì)上述加速度信號(hào)、角速度信號(hào)進(jìn)行處理得到姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)和空中移
動(dòng)信號(hào)；
5a—4)接收來(lái)自使用者的按鍵操作信號(hào)，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)中對(duì)操作信號(hào)的設(shè)置, 轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)鍵盤按鍵、鼠標(biāo)指針、簡(jiǎn)報(bào)控制、游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，并發(fā)送至計(jì)
算機(jī)；
(1-5)對(duì)上述計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)進(jìn)行判斷，若設(shè)置了加速度信號(hào)獲取，按計(jì)算機(jī)設(shè)置 信號(hào)設(shè)置的頻率，將加速度信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；若設(shè)置了角速度信號(hào)獲取，按計(jì)算機(jī)設(shè)置 信號(hào)設(shè)置的頻率，將角速度信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；若設(shè)置了人機(jī)反饋模塊，人機(jī)反饋模塊會(huì) 根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)設(shè)置，進(jìn)行發(fā)聲、振動(dòng)、工作燈指示、或電量顯示等；
(l一6)根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，對(duì)上述加速度信號(hào)、角速度信號(hào)、計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)、 姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)、空間移動(dòng)信號(hào)、表面移動(dòng)信號(hào)、表面接近信號(hào)和使用者操作信號(hào)進(jìn) 行處理，得到計(jì)算機(jī)鍵盤按鍵、鼠標(biāo)指針、簡(jiǎn)報(bào)控制、游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，并發(fā) 送至計(jì)算機(jī)；
(l一7)對(duì)上述滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)滾輪滾動(dòng)信號(hào)，并發(fā)送至 計(jì)算機(jī)；
(1-8)接收擴(kuò)展接口數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，打包發(fā)送至計(jì)算機(jī)；將擴(kuò)展接口 相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，通過(guò)擴(kuò)展接口發(fā)送出去；
(l-9)上述的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，由計(jì)算機(jī)端設(shè)置軟件或操作系統(tǒng)產(chǎn)生，由射頻信號(hào)
發(fā)出；
上述步驟(l一3)中，將加速度信號(hào)、角速度信號(hào)進(jìn)行處理得到姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào) 和空中移動(dòng)信號(hào)的過(guò)程包括
(2-1)若在設(shè)定的時(shí)間段t4內(nèi)，加速度信號(hào)在X、 Y、 Z軸變化小于設(shè)定值a—minl， 角速度信號(hào)在X、 Y軸變化小于設(shè)定值rjninl,則根據(jù)加速度信號(hào)a在X、 Y、 Z軸的重力 加速度分量gy、 gx、 gz,得到姿態(tài)信號(hào)Tl=gx/(gx2 + gy2)1/2，T2=gy/(gx2 + gy2)1/2 ,
mn / /2 2、 1/2 t,,,2 2、 1/2 ,.'
T3=gz/ (gz + gy ) ， T4=gy/ (gz + gy );
(2-2)若在設(shè)定的時(shí)間段t8內(nèi)，角速度信號(hào)r的模值lrl小于設(shè)定值r_min，加速 度信號(hào)a的模值lal減去重力加速度g小于設(shè)定值g0，且在設(shè)定的時(shí)間段t5內(nèi)，加速度 信號(hào)a在一方向突然增大至設(shè)定值，在設(shè)定時(shí)間段t6內(nèi)，突然減小至設(shè)定值，則根據(jù)此
突然增大和減小時(shí)段前一刻的姿態(tài)信號(hào)，得到該方向的抖動(dòng)信號(hào)，
(2-3)若在設(shè)定的時(shí)間段t7內(nèi)，加速度信號(hào)a的模值的變化大于a一min，則將加速 度信號(hào)a的X軸向分量ax與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到X軸方向速度Vx,再將Vx 與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到X軸空中移動(dòng)信號(hào)Sax=VX*tp*fl，將加速度 信號(hào)a的Y軸向分量ay與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Y(jié)軸方向速度Vy,將Vy與設(shè) 定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到Y(jié)軸空中移動(dòng)信號(hào)Say-Vy:npfn，將加速度信號(hào)a 的Z軸向分量az與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Z軸方向速度Vz，將Vz與時(shí)間段tp 和修正因子相乘，得到Z軸空中移動(dòng)信號(hào)Saz=VZ*tp*fl。
上述步驟(l一6)中，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，對(duì)上述加速度信號(hào)、角速度信號(hào)、計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)、姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)、空間移動(dòng)信號(hào)、表面移動(dòng)信號(hào)、表面接近信號(hào)和使用 者操作信號(hào)進(jìn)行處理，得到計(jì)算機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)指針、游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)的過(guò)程， 包括以下步驟
(3—1)若表面接近信號(hào)為真，則進(jìn)行步驟(3-2);若表面接近信號(hào)為假，則根據(jù) 計(jì)算機(jī)設(shè)置設(shè)置信號(hào)，進(jìn)行步驟(3-3);若表面接近信號(hào)為假，同時(shí)若計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào) 有姿態(tài)和抖動(dòng)信號(hào)定義為鍵盤按鍵的設(shè)置，則進(jìn)行步驟(3-4);
(3-2)由表面移動(dòng)信號(hào)的X軸分量&x,得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在乂軸的位移量5%=& x;由表面移動(dòng)信號(hào)的Y軸的分量&y，得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在Y軸的位移量Sy=&y;
(3_3)將加速度信號(hào)a的X軸向分量ax與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到X軸方 向速度Vx，再將Vx與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到Sax=Vx*tp*fl，將加速度 信號(hào)a的Y軸向分量ay與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Y(jié)軸方向速度Vy，再將Vy與 設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到Sayiyni^fl，將角速度信號(hào)r的X軸分量rx 與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子f2相乘，得到Srx=rx*tp*f2,將角速度信號(hào)r的Y軸分量 ry與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子f2相乘，得到Sry=ry*tp*f2，當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)無(wú)姿態(tài) 補(bǔ)償時(shí)，計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位移量為S^Sax+Srx，Sy:Say+Sry，當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè) 置信號(hào)有姿態(tài)補(bǔ)償時(shí)，則根據(jù)上述姿態(tài)信號(hào)分別得到到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位 移量Sx= ((Sax+Srx ) *gy + (Say+Sry) *gx) / (gx +gy ) , Sy= ((Sax+Srx) *gx + (Say+Sry) 承g(shù)y)/ (gx +gy ) 。
(3—4)若在設(shè)定的時(shí)間段t8內(nèi)，角速度信號(hào)r的模值lrl小于設(shè)定值r—min，加速 度信號(hào)a的模值kl減去重力加速度g小于設(shè)定值gO，則根據(jù)上述姿態(tài)信號(hào)T， T為T1、 T2、 T3和T4之一，進(jìn)行判斷，當(dāng)T絕對(duì)值大于設(shè)定值TT1，T小于設(shè)定值TT2，且T大于 0，則根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針、鍵盤按鍵、或游戲控制的計(jì)算機(jī)控 制信號(hào)。若計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)有姿態(tài)抖動(dòng)信號(hào)定義，且在該姿態(tài)判斷出現(xiàn)抖動(dòng)信號(hào)，則將該 抖動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)鍵盤、或游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)。
本發(fā)明提出的計(jì)算機(jī)控制裝置包括
無(wú)線射頻模塊，用于接收計(jì)算機(jī)無(wú)線射頻信號(hào)，對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大、解調(diào)、轉(zhuǎn)換和
解析，得到計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)；將來(lái)自微處理器的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行打包、轉(zhuǎn)換、調(diào)制和
放大，發(fā)送至計(jì)算機(jī)；
加速度傳感器，用于產(chǎn)生三維加速度信號(hào)，加速度傳感器與微處理器相連；
角速度傳感器，用于產(chǎn)生二維角速度信號(hào)，角速度傳感器與微處理器相連；
表面移動(dòng)光傳感器，用于產(chǎn)生表面移動(dòng)信號(hào)，表面移動(dòng)光傳感器與微處理器相連；
滾輪傳感器，用于產(chǎn)生滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，滾輪傳感器與微處理器相連； 表面接近檢測(cè)開(kāi)關(guān)，用于產(chǎn)生表面接近信號(hào)，表面接觸檢測(cè)開(kāi)關(guān)與微處理器相連； 人機(jī)反饋模塊，接收微處理器發(fā)送過(guò)來(lái)的與其相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，包括用于發(fā)出 聲音揚(yáng)聲器、振動(dòng)馬達(dá)、工作燈、電量顯示，人機(jī)反饋模塊與微處理器相連；
擴(kuò)展接口，用于接收擴(kuò)展接口接收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)把擴(kuò)展接口相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)通過(guò)擴(kuò)展接口發(fā)送出去，擴(kuò)展接口與微處理器相連；
按鍵，用于將裝置使用者的操作信號(hào)發(fā)送至微處理器，按鍵與微處理器相連； 微處理器，接收來(lái)自按鍵的操作信號(hào)，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)， 并將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；讀取加速度傳感器的加速度信號(hào)、角速度傳感器的角速度信 號(hào)、表面接近檢測(cè)開(kāi)關(guān)的表面接近檢測(cè)信號(hào)，并對(duì)加速度信號(hào)、角速度信號(hào)、表面接近檢 測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理后得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤、簡(jiǎn)報(bào)器控制信號(hào)，并將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī): 讀取光學(xué)表面移動(dòng)傳感器信號(hào)，處理后得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)控制信號(hào)，并將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì) 算機(jī)；讀取滾輪傳感器的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理后得到計(jì)算機(jī)的滾動(dòng) 條控制信號(hào)，并送至計(jì)算機(jī)；將人機(jī)反饋模塊相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)發(fā)送到人機(jī)反饋模塊; 將從擴(kuò)展接口接收到的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換發(fā)送到計(jì)算機(jī)，同時(shí)將與擴(kuò)展接口相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信 號(hào)從擴(kuò)展接口發(fā)送出去；
上述裝置中的按鍵，可以包括電源多功能鍵、鼠標(biāo)左、中、右鍵、12個(gè)多功能鍵； 本發(fā)明提出的計(jì)算機(jī)控制方法及裝置，使用時(shí)候，既可以桌面移動(dòng)控制鼠標(biāo)指針，也 可以空中揮動(dòng)控制鼠標(biāo)指針，同時(shí)可以簡(jiǎn)報(bào)控制，可以兼容鍵盤主要按鍵，還可以提供游 戲控制，是一種體積小巧、攜帶方便、操作簡(jiǎn)潔的增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)控制裝置。通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè) 置軟件設(shè)置，可以把裝置按鍵、姿態(tài)、抖動(dòng)動(dòng)作定義為任意自己需要的按鍵、按鍵組合或 消息功能，大大增強(qiáng)裝置實(shí)用性和功能擴(kuò)展性，特別便于裝置功能升級(jí)。讓會(huì)議演講人員 即使在離開(kāi)計(jì)算機(jī)講臺(tái)有一定距離的情況下，也可以進(jìn)行可靠計(jì)算機(jī)控制，與聽(tīng)眾展開(kāi)良 好的肢體語(yǔ)言互動(dòng)，使演講得心應(yīng)手；讓有一定勞累感的辦公室工作人員，休息的時(shí)候可 以在坐椅上以比較自由的姿勢(shì)去瀏覽網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整一下人眼到電腦屏幕的視距，保護(hù)視力， 同時(shí)讓血液循環(huán)更加流暢，對(duì)人體健康大有裨益；在時(shí)尚的電腦電視一體化的客廳環(huán)境中， 全家人在一起，或坐或站或臥，在一起秀一把心怡的體感游戲，裝置內(nèi)的人機(jī)反饋模塊， 帶來(lái)的聲音、振動(dòng)或燈光效果，為游戲帶來(lái)無(wú)窮的趣味。


圖l是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明提出的計(jì)算機(jī)控制方法及裝置的具體實(shí)現(xiàn)方式-如圖1所示，本發(fā)明裝置中的無(wú)線射頻模塊，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、解調(diào)和A/D轉(zhuǎn)換，得 到數(shù)字信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解析，得到計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，并將計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)發(fā)送給微 處理器，同時(shí)將來(lái)自微處理器的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行打包，再進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，得到模擬信 號(hào)，最后進(jìn)行調(diào)制、放大后發(fā)送至計(jì)算機(jī)；無(wú)線射頻模塊可以采用藍(lán)牙技術(shù)射頻模塊或其 它規(guī)范射頻模塊或芯片，如Cypress的2. 4G射頻方案等，本裝置采用了 Cypress公司的 2.4G射頻芯片，CYRF69103。
8本發(fā)明裝置的電源多功能鍵，當(dāng)裝置處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，若按下電源多功能鍵的操作持續(xù)
時(shí)間大于3秒(定義為長(zhǎng)按)，微處理器會(huì)立即主動(dòng)維持系統(tǒng)電源后，再通過(guò)引腳打開(kāi)無(wú) 線射頻模塊電源后，等待接受無(wú)線射頻模塊的配對(duì)或連接成功報(bào)告。如果微處理器超過(guò) 30秒沒(méi)有接收到配對(duì)成功或者連接成功報(bào)告，微處理器關(guān)閉系統(tǒng)電源，裝置關(guān)機(jī)。無(wú)線 射頻模塊與計(jì)算機(jī)連接成功之后，為微處理器建立了完整的信號(hào)通道，微處理器進(jìn)入全速 工作狀態(tài)。當(dāng)裝置處于全速運(yùn)行狀態(tài)下，電源多功能鍵向微處理器發(fā)送短按下操作信號(hào)(大 于0.5秒，小于3秒)，微處理器向無(wú)線射頻模塊發(fā)送節(jié)電信號(hào)，并立即關(guān)掉自身管理的 所有傳感器的電源進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)；電源多功能鍵向微處理器發(fā)送長(zhǎng)按下操作信號(hào)(大于3 秒)，微處理器立即關(guān)掉所有傳感器電源，向無(wú)線射頻模塊發(fā)送重新連接計(jì)算機(jī)的控制指 令，并在30秒內(nèi)等待接收到接成功報(bào)告，再打開(kāi)傳感器電源，進(jìn)入全速工作狀態(tài)，若沒(méi) 有接收到連接成功報(bào)告，微處理器關(guān)閉系統(tǒng)電源，裝置關(guān)機(jī)。電源多功能鍵向微處理器發(fā) 送超長(zhǎng)按下操作信號(hào)時(shí)(大于7秒)，微處理器立即向無(wú)線射頻模塊發(fā)送關(guān)閉射頻連接指 令，并關(guān)閉所有傳感器電源后，關(guān)閉系統(tǒng)電源。
本發(fā)明裝置各個(gè)按鍵、姿態(tài)、抖動(dòng)動(dòng)作、空間移動(dòng)功能定義，在出廠時(shí)候已經(jīng)有默認(rèn) 的按鍵、組合鍵或消息功能定義?？紤]產(chǎn)品的適應(yīng)性，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置軟件，還可對(duì)裝置 的各個(gè)按鍵及姿態(tài)、抖動(dòng)動(dòng)作、空間移動(dòng)進(jìn)行再定義，定義為操作者需要的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、 鍵盤或游戲控制需要的按鍵、按鍵組合或消息功能。設(shè)置完成后，計(jì)算機(jī)軟件將計(jì)算機(jī)設(shè) 置信號(hào)發(fā)送到裝置。裝置接收到操作者的操作信號(hào)后，根據(jù)出廠默認(rèn)設(shè)置或計(jì)算機(jī)設(shè)置軟 件的最新設(shè)置，把操作信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，如上下左右方向鍵，鼠標(biāo)指針上下左 右移動(dòng)，最大化，最小化，及自定義的放大、點(diǎn)劃等，發(fā)送至計(jì)算機(jī)。實(shí)施過(guò)程中，如果 為降低方案成本而取消加速度傳感器，或裝置工作過(guò)程中，微處理器發(fā)現(xiàn)加速度傳感器工 作不正常，這樣裝置內(nèi)就沒(méi)有姿態(tài)或抖動(dòng)信號(hào)了，微處理器會(huì)忽略計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)中的姿 態(tài)、抖動(dòng)相關(guān)設(shè)置。 '
本發(fā)明裝置的微處理器進(jìn)入全速運(yùn)行后，按照需要，時(shí)時(shí)讀取按鍵操作信號(hào)、加速度 傳感器的加速度信號(hào)、角速度傳感器的角速度信號(hào)、計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)、表面移動(dòng)光傳感器 的表面移動(dòng)信號(hào)、表面接近檢測(cè)開(kāi)關(guān)的表面接近信號(hào)，或者同時(shí)讀取多個(gè)信號(hào)。若表面接 近信號(hào)為真，且Y方向的角速度信號(hào)小于設(shè)定值ry—minl，既微處理器認(rèn)為裝置目前放置 于桌面，此時(shí)微處理器，讀取表面移動(dòng)信號(hào)的X軸分量&x，得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸 的位移量Sx=&x，讀取表面移動(dòng)信號(hào)的Y軸的分量&y，得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在Y軸的位 移量Sy:&y，并發(fā)送致計(jì)算機(jī)。若表面接近信號(hào)為假，且Y方向的角速度信號(hào)大于設(shè)定 值ryjnin2，既微處理器認(rèn)為裝置目前處于空中使用模式，此時(shí)微處理器，將讀取到的加 速度a的X軸向分量ax與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到X軸方向速度Vx，再將Vx與 設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到Sax=VX*tp*fl，將讀取到的加速度信號(hào)a的Y 軸向分量ay與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Y(jié)軸方向速度Vy,再將Vy與設(shè)定時(shí)間段 tp和修正因子fl相乘，得到Say^yH^^fl，將角速度信號(hào)r的X軸分量rx與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子f2相乘，得到Srx=rx*tp*f2，將角速度信號(hào)r的Y辨分量ry與設(shè)定時(shí) 間段tp和修正因子f2相乘，得到Sry=ry*tp*f2，當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)無(wú)姿態(tài)補(bǔ)償時(shí)，計(jì) 算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位移量為Sx=Sax+SrX， Sy=Say+Sry，當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)有姿 態(tài)補(bǔ)償時(shí)，則根據(jù)上述姿態(tài)信號(hào)分別得到到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位移量 Sx=( (Sax+Srx) *gy + (Say+Sry)*gx)/ (gx2+gy2)1/2 ， Sy=((Sax+Srx)*gx + (Say+Sry) *gy)/ (gx2+gy2)1/2 。實(shí)施過(guò)程中，如為降低方案成本而取消加速度傳感器或角速度傳 感器中的一種，或裝置在工作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)加速度傳感器或角速度傳感器其一工作不正常， 則方法的實(shí)施過(guò)程中，就無(wú)姿態(tài)補(bǔ)償這個(gè)概念了。當(dāng)僅有角速度傳感器工作的時(shí)候，微處 理器讀取角速度傳感器的角速度信號(hào)，經(jīng)過(guò)以上同理處理，得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和 Y軸的位移量為Sx=Srx， Sy=Sry;當(dāng)僅有加速度傳感器工作的時(shí)候，微處理器讀取加速度 的加速度信號(hào)，經(jīng)過(guò)以上同理處理，得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位移量為 Sx=Sax, Sy=Say。裝置中的加速度傳感器和角速度傳感器可以通過(guò)單顆多軸或多顆單軸方 式實(shí)現(xiàn)，以便靈活選擇多家芯片廠家的芯片。本實(shí)施中，角速度傳感器采用IVENSENSE的 IXZ500，加速度傳感器采用了 AD的ADXL355。
本發(fā)明裝置的滾輪傳感器，但滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，滾輪編碼器會(huì)向微處理器發(fā)送滾動(dòng)信 號(hào)，通過(guò)滾動(dòng)信號(hào)包含的2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差及脈沖數(shù)，判斷出滾輪滾動(dòng)的方向及滾動(dòng) 量，并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)滾動(dòng)條信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)。根據(jù)需要可以選擇單滾輪或雙滾輪，本實(shí) 施中，采用了單滾輪，樂(lè)清電子BM10A12V9。
本發(fā)明裝置的擴(kuò)展接口，用于與裝置外部設(shè)備進(jìn)行通訊，主要是跟輔助功能裝置通信， 這樣可以讓玩家在玩游戲的時(shí)候， 一手持本發(fā)明裝置，另一手持輔助功能裝置(可以是本 發(fā)明裝置或?qū)ｉT的輔助裝置)，雙手各持一只手柄，進(jìn)行必要的雙手計(jì)算機(jī)控制。
在本發(fā)明實(shí)施過(guò)程中，編寫了計(jì)算端設(shè)置軟件。在計(jì)算機(jī)端，啟動(dòng)設(shè)置軟件后，可以 通過(guò)設(shè)置軟件的對(duì)話框，詳細(xì)可靠地對(duì)裝置的各個(gè)按鍵和動(dòng)作設(shè)置定義。設(shè)置完畢后，計(jì) 算機(jī)會(huì)將設(shè)置信號(hào)發(fā)送至裝置，裝置按鍵按下后，裝置內(nèi)微處理器會(huì)將該按鍵按下的操作 信號(hào)，按照新的設(shè)置定義的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，發(fā)送到計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明裝置中的多功能鍵，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置軟件，除了可以定義為標(biāo)準(zhǔn)的鼠標(biāo)、鍵盤、 游戲控制功能鍵外，還可以按照操作者需要定義為鼠標(biāo)雙擊鍵、設(shè)置軟件啟動(dòng)關(guān)閉鍵、點(diǎn) 劃標(biāo)記快捷鍵、點(diǎn)劃線型快捷鍵等需要的按鍵、按鍵組合或消息。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1-1)耦合來(lái)自計(jì)算機(jī)的射頻信號(hào)，進(jìn)行放大、解調(diào)、轉(zhuǎn)換和解析，得到計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)；將來(lái)自微處理器的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行打包、轉(zhuǎn)換、調(diào)制和放大，發(fā)送至計(jì)算機(jī)；(1-2)產(chǎn)生三維加速度信號(hào)、二維角速度信號(hào)、表面移動(dòng)信號(hào)、滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)、表面接近信號(hào)；(1-3)對(duì)上述加速度信號(hào)、角速度信號(hào)進(jìn)行處理得到姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)和空中移動(dòng)信號(hào)；(1-4)接收來(lái)自使用者的按鍵操作信號(hào)，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)中對(duì)操作信號(hào)的設(shè)置，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)鍵盤按鍵、鼠標(biāo)指針、簡(jiǎn)報(bào)控制、游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，并發(fā)送至計(jì)算機(jī)；(1-5)對(duì)上述計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)進(jìn)行判斷，若設(shè)置了加速度信號(hào)獲取，按計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)設(shè)置的頻率，將加速度信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；若設(shè)置了角速度信號(hào)獲取，按計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)設(shè)置的頻率，將角速度信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；若設(shè)置了人機(jī)反饋模塊，人機(jī)反饋模塊會(huì)根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)設(shè)置，進(jìn)行發(fā)聲、振動(dòng)、工作燈指示、或電量顯示等；(1-6)根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，對(duì)上述加速度信號(hào)、角速度信號(hào)、計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)、姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)、空間移動(dòng)信號(hào)、表面移動(dòng)信號(hào)、表面接近信號(hào)和使用者操作信號(hào)進(jìn)行處理，得到計(jì)算機(jī)鍵盤按鍵、鼠標(biāo)指針、簡(jiǎn)報(bào)控制、游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，并發(fā)送至計(jì)算機(jī)；(1-7)對(duì)上述滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)滾輪滾動(dòng)信號(hào)，并發(fā)送至計(jì)算機(jī)；(1-8)接收擴(kuò)展接口數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，打包發(fā)送致計(jì)算機(jī)；將擴(kuò)展接口相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，通過(guò)擴(kuò)展接口發(fā)送出去；(1-9)上述的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，由計(jì)算機(jī)端設(shè)置軟件或操作系統(tǒng)產(chǎn)生，由射頻信號(hào)發(fā)出；
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1一3)中，將加速度信號(hào)、角速度 信號(hào)進(jìn)行處理得到姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)和空中移動(dòng)信號(hào)的過(guò)程包括(2-1)若在設(shè)定的時(shí)間段t4內(nèi)，加速度信號(hào)在X、 Y、 Z軸變化小于設(shè)定值ajninl， 角速度信號(hào)在X、 Y軸變化小于設(shè)定值r—mini,則根據(jù)加速度信號(hào)a在X、 Y、 Z軸的重力2 2 1/2 2 2 1/2加速度分量gy、 gx、 gz，得到姿態(tài)信號(hào)Tl=gx/(gX + gy ) z ，T2=gy/(gx + gy )，<formula>formula see original document page 2</formula>(2-2)若在設(shè)定的時(shí)間段t8內(nèi)，角速度信號(hào)r的模值lrl小于設(shè)定值r_min,加速 度信號(hào)a的模值lal減去重力加速度g小于設(shè)定值g0，且在設(shè)定的時(shí)間段t5內(nèi)，加速度 信號(hào)a在一方向突然增大至設(shè)定值，在設(shè)定時(shí)間段t6內(nèi)，突然減小至設(shè)定值，則根據(jù)此突然增大和減小時(shí)段前一刻的姿態(tài)信號(hào)，得到該方向的抖動(dòng)信號(hào)；(2-3)若在設(shè)定的時(shí)間段t7內(nèi)，加速度信號(hào)a的模值的變化大于a—min,則將加速 度信號(hào)a的X軸向分量ax與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到X軸方向速度Vx，再將Vx 與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到乂軸空中移動(dòng)信號(hào)5&^￥^1。*^,將加速度 信號(hào)a的Y軸向分量ay與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Y(jié)軸方向速度Vy，將Vy與設(shè) 定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到Y(jié)軸空中移動(dòng)信號(hào)Say-Vy"Wfl，將加速度信號(hào)a 的Z軸向分量az與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Z軸方向速度Vz，將Vz與時(shí)間段tp 和修正因子相乘，得到Z軸空中移動(dòng)信號(hào)Saziz"ptfl。
3、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(l一6)中，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)， 對(duì)上述加速度信號(hào)、角速度信號(hào)、計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)、姿態(tài)信號(hào)、抖動(dòng)信號(hào)、空間移動(dòng)信號(hào)、 表面移動(dòng)信號(hào)、表面接近信號(hào)和使用者操作信號(hào)進(jìn)行處理，得到計(jì)算機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)指針、 游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)的過(guò)程，包括以下步驟(3 — 1)若表面接近信號(hào)為真，則進(jìn)行步驟(3-2);若表面接近信號(hào)為假，則根據(jù) 計(jì)算機(jī)設(shè)置設(shè)置信號(hào)，進(jìn)行步驟(3-3);若表面接近信號(hào)為假，同時(shí)若計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào) 有姿態(tài)和抖動(dòng)信號(hào)定義為鍵盤按鍵的設(shè)置，則進(jìn)行步驟(3-4);(3-2)由表面移動(dòng)信號(hào)的X軸分量&x，得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在乂軸的位移量3^& x;由表面移動(dòng)信號(hào)的Y軸的分量&y,得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在Y軸的位移量Sy=&y;(3—3)將加速度信號(hào)a的X軸向分量ax與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到X軸方 向速度Vx，再將Vx與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到Sax^x"p+fl，將加速度 信號(hào)a的Y軸向分量ay與設(shè)定時(shí)間段tp相乘后累加，得到Y(jié)軸方向速度Vy,再將Vy與 設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子fl相乘，得到537^7"口*釘，將角速度信號(hào)r的X軸分量rx 與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子f2相乘，得到Srx=rx*tp*f2，將角速度信號(hào)r的Y軸分量 ry與設(shè)定時(shí)間段tp和修正因子f2相乘，得到Sry=ry*tp*f2，當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)無(wú)姿態(tài) 補(bǔ)償時(shí)，計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位移量為S^Sax+Srx,S"Say+Sry，當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè) 置信號(hào)有姿態(tài)補(bǔ)償時(shí)，則根據(jù)上述姿態(tài)信號(hào)分別得到到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針在X軸和Y軸的位2 2 1/2移量Sx= ((Sax+Srx)*gy + (Say+Sry) *gx) / (gx +gy ) , Sy= ((Sax+Srx) *gx + (Say+Sry )、/ /2 2、 1/2承g(shù)y) / (gx +gy ) 。(3—4)若在設(shè)定的時(shí)間段t8內(nèi)，角速度信號(hào)r的模值lrl小于設(shè)定值r—min，加速 度信號(hào)a的模值lal減去重力加速度g小于設(shè)定值gO，則根據(jù)上述姿態(tài)信號(hào)T， T為T1、 T2、 T3和T4之一，進(jìn)行判斷，當(dāng)T絕對(duì)值大于設(shè)定值TT1， T小于設(shè)定值TT2，且T大于 0，則根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)指針、鍵盤按鍵、或游戲控制的計(jì)算機(jī)控 制信號(hào)。若計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)有姿態(tài)抖動(dòng)信號(hào)定義，且在該姿態(tài)判斷出現(xiàn)抖動(dòng)信號(hào)，則將該 抖動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)鍵盤、或游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)。
4、 一種計(jì)算機(jī)控制裝置，其特征在于該裝置包括無(wú)線射頻模塊，用于接收計(jì)算機(jī)無(wú)線射頻信號(hào)，對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大、解調(diào)、轉(zhuǎn)換和解析，得到計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)；將來(lái)自微處理器的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行打包、轉(zhuǎn)換、調(diào)制和放大，發(fā)送至計(jì)算機(jī)；加速度傳感器，用于產(chǎn)生三維加速度信號(hào)，加速度傳感器與微處理器相連；角速度傳感器，用于產(chǎn)生二維角速度信號(hào)，角速度傳感器與微處理器相連；表面移動(dòng)光傳感器，用于產(chǎn)生表面移動(dòng)信號(hào)，表面移動(dòng)光傳感器與微處理器相連；滾輪傳感器，用于產(chǎn)生滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，滾輪傳感器與微處理器相連； 表面接近檢測(cè)開(kāi)關(guān)，用于產(chǎn)生表面接近信號(hào)，表面接觸檢測(cè)開(kāi)關(guān)與微處理器相連； 人機(jī)反饋模塊，接收微處理器發(fā)送過(guò)來(lái)的與其相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)，包括用于發(fā)出聲音揚(yáng)聲器、振動(dòng)馬達(dá)、工作燈、電量顯示，人機(jī)反饋模塊與微處理器相連；擴(kuò)展接口，用于接收擴(kuò)展接口接收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)把擴(kuò)展接口相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)通過(guò)擴(kuò)展接口發(fā)送出去，擴(kuò)展接口與微處理器相連；按鍵，用于將裝置使用者的操作信號(hào)發(fā)送至微處理器，按鍵與微處理器相連； 微處理器，接收來(lái)自按鍵的操作信號(hào)，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)， 并將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；讀取加速度傳感器的加速度信號(hào)、角速度傳感器的角速度信 號(hào)、表面接近檢測(cè)開(kāi)關(guān)的表面接近檢測(cè)信號(hào)，并對(duì)加速度信號(hào)、角速度信號(hào)、表面接近檢 測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理后得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤、簡(jiǎn)報(bào)器控制信號(hào)，并將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī); 讀取光學(xué)表面移動(dòng)傳感器信號(hào)，處理后得到計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)控制信號(hào)，并將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì) 算機(jī)；讀取滾輪傳感器的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理后得到計(jì)算機(jī)的滾動(dòng) 條控制信號(hào)，并送至計(jì)算機(jī)；將人機(jī)反饋模塊相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信號(hào)發(fā)送到人機(jī)反饋模塊; 將從擴(kuò)展接口接收到的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換發(fā)送到計(jì)算機(jī)，同時(shí)將與擴(kuò)展接口相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)置信 號(hào)從擴(kuò)展接口發(fā)送出去；
5、如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于其中所述的按鍵包括電源多功能鍵、鼠標(biāo) 左、中、右鍵、12個(gè)多功能鍵
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)控制方法及裝置，屬于計(jì)算機(jī)人機(jī)交互裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了將加速度、角速度、表面移動(dòng)光傳感器、按鍵操作等信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤、簡(jiǎn)報(bào)器、游戲控制的計(jì)算機(jī)控制信號(hào)。裝置按鍵、姿態(tài)、抖動(dòng)動(dòng)作功能可自由定義。手持裝置遠(yuǎn)在距離，也可可靠地控制計(jì)算機(jī)。演講人員可與聽(tīng)眾展開(kāi)良好的肢體語(yǔ)言互動(dòng)、演講得心應(yīng)手；辦公室人員休息時(shí)，可以在坐椅上以自由姿勢(shì)、視距去控制計(jì)算機(jī)，保護(hù)視力和身體健康；在電腦電視一體化的客廳中，全家人坐、站或臥，一起秀秀心怡的體感游戲，快樂(lè)無(wú)比，裝置帶來(lái)的聲音、振動(dòng)、燈光效果反饋，更是趣味無(wú)窮。
文檔編號(hào)G06F3/01GK101561709SQ20091008388
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者杰 楊 申請(qǐng)人:杰 楊