專利名稱：用于通過使用基于移動的信號和輸入控制機器的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及人機界面，特別是涉及用于基于感測的移動輸入控制機器的方法和設備。
背景技術：
常?？赏ㄟ^使用適當的人機界面有利地遠程執(zhí)行諸如工業(yè)或重型機器、移動吊車、混凝土泵、滑移式車輛、材料裝卸機器、流體裝卸或抽吸機器、農業(yè)機器、遙測系統(tǒng)、裝載拖運傾卸機器、絞車、救援車、拖車、自推進移動平臺或采礦設備等的機器的操作。期望這種界面對于執(zhí)行需要的機器操作是節(jié)約成本、可靠并且足夠簡單但高效的。一種類型的經濟的工業(yè)遙控方案包含用于開動遙控機器的不同方面的多個機械撥動開關或按鈕。但是，由于只能在開和關位置上操作開關或按鈕，因此這種類型的方案僅提供每個機器方面的開/關控制。另一種類型的遙控方案包含控制手柄上的觸發(fā)器輸入。在這種方法中，在沿一般連續(xù)的范圍將觸發(fā)器輸入開動到期望的位置的同時用一只手激活開關或按鈕。則選擇的控制信號的大小于與觸發(fā)器偏轉量成比例。但是，這種類型的方案需要兩手操作，這會是十分麻煩的并且會妨礙工人同時用一只手操作遙控器并用另一只手執(zhí)行另一任務。另外，觸發(fā)器一次只能被用于提供一個輸入。作為觸發(fā)器的替代或補充，可以使用諸如手動遙控桿或操縱桿的其它類型的輸入。但是，這些方案一般是昂貴、復雜并且易于機械磨損的，并且仍需要兩手操作。到目前為止還沒有被廣泛應用于控制諸如工業(yè)設備的機器的控制的一類用戶輸入裝置是諸如手持裝置或可佩帶裝置等的移動感測用戶輸入裝置。這些裝置一般應用于關于與計算機相關聯的集成或外部視頻顯示的導航或者提供移動電話、數字照相機或游戲裝置的用戶界面。例如，輸入裝置通過空間的平移或旋轉運動被轉換成用于通過視頻顯示導航的信號。例如，美國專利No. 518181公開了感測源自三維內的運動的六度移動的手持計算機鼠標。鼠標包括用于感測線性平移和角度旋轉的三個加速計和三個角速率傳感器。鼠標還可包括用于向計算機提供特殊的命令信號的多個按鈕，這些命令信號諸如將零基準點復位或即使在按壓按鈕時出現運動也使鼠標的位置和姿態(tài)屬性保持恒定。但是，該應用只針對計算機控制。作為另一例子，美國專利No. 7280096公開了包括一體化顯示并通過加速計、照相機、陀螺儀和/或測距儀響應于三維移動輸入的移動控制手持裝置。移動輸可以用于導航計算機應用。還可例如通過按壓特定的鍵在諸如基于移動的模式和手勢識別模式的多個輸入模式之間切換該裝置。另外，為了在有限量的物理空間中的虛擬桌面內實現更大的運動，可通過另一輸入鍵啟用裝置的移動感度的選擇性脫離和重新接合。但是，對于至少一些類型的機器控制，這種方法是不合適的。
因此，需要用于基于不受到現有技術中的一種或更多種限制的感測的移動輸入控制機器的方法和設備。提供該背景信息是為了使得申請人認為的已知信息可能與本發(fā)明相關。無意并且也不應解釋為，任何前面的信息針對本發(fā)明構成現有技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，提供用于基于感測的移動輸入控制機器的方法和設備。根據本發(fā)明的一個方面，提供一種用于基于感測 的輸入控制機器的設備，機器響應于用于控制其相應的多個方面的多個機器控制信號，該設備包括輸入模塊，該輸入模塊包含可由綜合用戶輸入操作以從包含待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)選擇輸入狀態(tài)的選擇輸入界面；和被配置為根據基于移動的輸入產生一個或多個基于移動的信號的一個或多個移動傳感器；和與輸入模塊和機器操作性地耦接的處理和控制模塊，該處理和控制模塊被配置為當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射，該映射是至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)被確定的；并且，至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號。根據本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制機器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括輸入模塊和與其操作性地耦接的處理和控制模塊的輸入設備，該輸入模塊包含可由綜合用戶輸入操作以從包括待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)選擇輸入狀態(tài)的選擇輸入界面；和被配置為根據基于移動的輸入產生一個或多個基于移動的信號的一個或多個移動傳感器；該處理和控制模塊被配置為當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射，該映射是至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)被確定的；并且，至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號；和被配置為從輸入設備接收一個或多個機器控制信號的機器控制模塊，該機器控制模塊被配置為向機器傳輸用于控制多個可控機器方面中的一個或多個的一個或多個機器控制信號。根據本發(fā)明的另一方面，提供一種用于有助于機器的控制的方法，該方法響應于用于控制其相應的多個方面的多個機器控制信號，該方法包括接收感測的輸入，所述感測的輸入包含基于綜合用戶輸入的選擇輸入，所述感測的輸入還包含基于移動的輸入；基于選擇輸入確定輸入狀態(tài)，輸入狀態(tài)選自包括待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)；根據基于移動的輸入產生一個或多個基于移動的信號；當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射，該映射是至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)被確定的；以及至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號。


在參照附圖的以下詳細描述中，本發(fā)明的這些和其它特征將變得更加明顯。圖I示出根據本發(fā)明的實施例的用于基于感測的輸入控制機器的設備。圖2示出根據本發(fā)明的實施例的用于基于感測的輸入控制機器的設備。
圖3示出根據本發(fā)明的實施例的與處理感測的輸入以提供機器控制信號有關的動作。圖4示出根據本發(fā)明的實施例的用于基于感測的輸入控制機器的方法。圖5A 示出根據本發(fā)明的示例性實施例的用于遠程操作吊車的方法和設備。
具體實施例方式定義術語“比例控制”指的是可在值范圍上改變的具有信號大小或其效果的控制輸出信號的應用。輸出信號大小或其效果與也可在值范圍上改變的輸入信號的大小或其函數成比例。值范圍可以是基本上連續(xù)的范圍或對于連續(xù)范圍的離散近似，離散近似具有多于兩 個的值。信號大小可與在諸如采樣時間間隔的預定的時間間隔上表現的瞬時或平均值對應。如這里使用的那樣，術語“基于移動的輸入”指的是反映例如被配置為移動敏感裝置的輸入裝置的空間運動的輸入?？赏ㄟ^以一個、二個或三個空間維度的方式在空間中平移或旋轉基本上自包含的移動敏感裝置，而管理輸入。移動敏感裝置可以為例如包含提供敏感裝置的空間運動的指示的一個或多個移動基輸入傳感器的完全剛性、手持或可佩戴的單元。例如，基于移動的輸入傳感器可以是對于移動敏感的加速計、MEMS陀螺儀或其它的移動傳感器。如這里使用的那樣，術語“基于移動的信號”指的是諸如承載與基于移動的輸入有關的信息的電氣和/或無線電信號的信號。可通過一個或多個基于移動的傳感器產生基于移動的信號。如這里使用的那樣，術語“大約”指的是從標稱值的+/-10%變化。應當理解，不管是否特別提到，這種變化總是包含于這里提供的給定值內。除非另外規(guī)定，否則，這里使用的所有技術和科學術語具有本發(fā)明所屬的領域的本領域技術人員一般理解的相同的意思。本發(fā)明提供用于基于例如由輸入模塊或可由諸如人機操作員的用戶控制的用戶界面感測的感測的輸入，控制諸如工業(yè)機器的機器的方法和設備。機器響應于用于控制諸如各種可控機械裝置、電氣裝置、視覺或音頻裝置或它們的組合等的相應的多個機器方面的例如通過控制輸入提供的多個機器控制信號。本發(fā)明包括例如通過設備的適當的輸入模塊接收包含選擇輸入和基于移動的輸入的感測的輸入。適當的輸入模塊可包含按鈕、諸如加速計的移動傳感器等。例如通過選擇輸入界面施加的選擇輸入可操作以從包含待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)確定輸入狀態(tài)。根據基于移動的輸入產生基于移動的信號。本發(fā)明提供，當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射。至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)確定映射。本發(fā)明至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號?？赏ㄟ^用于控制機器的設備的處理控制模塊執(zhí)行映射的確定和機器控制信號的提供。圖I示意性地示出根據本發(fā)明的實施例的用于基于感測的輸入控制機器160的設備100。設備100包括包含諸如多個按鈕、開關或一個或多個撥盤等的選擇輸入界面115和諸如用于感測設備100在空間中的平移移動、旋轉移動或它們的組合的基于加速計的移動傳感器的陣列的一個或多個移動傳感器120的輸入模塊110。在實施例中，輸入模塊可被提供在可被定尺寸和成形為用于通過使用一只手操作的外殼內。即，外殼可被保持在用戶的手中，其中手移動被傳給(impart)移動傳感器120。選擇輸入界面115可進一步在人體工程學上被定位，使得可在保持并且可能移動設備100的同時由手操作它。設備100還包括與輸入模塊110和機器160操作性地耦接的處理和控制模塊140。處理和控制模塊140被配置為確定由于移動傳感器120的操作提供的基于移動的信號與用于機器160的各方面的多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射。如這里描述的那樣，處理和控制模塊140進一步被配置為至少部分地基于映射與基于移動的信號提供用于控制機器160的各方面的機器控制信號。設備100還可包括用于向處理和控制模塊140提供功率、例如用于向處理器和收發(fā)器等供電的電源150。如果需要的話，電源150也可以可選地向輸入模塊110提供功率。在本發(fā)明的實施例中，可通過綜合用戶輸入操作例如向選擇輸入界面施加的選擇輸入，以從多個潛在狀態(tài)選擇輸入狀態(tài)。潛在狀態(tài)包括待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)。綜合用戶輸入可例如與選擇并按壓按鈕、釋放選擇的壓下按鈕、按壓和保持選擇的按鈕、將撥盤或電位計轉向選擇的位置、操作選擇的單桿、多擲開關、選擇和操作多個開關中的一個、在選擇的位置上觸摸觸敏表面或說出語音命令等對應。在本發(fā)明的實施例中，綜合用戶輸入的特征可以在于，它與可以簡便地由操作員執(zhí)行的諸如操作員的手的單個綜合運動的單個輸入條件和/或單個用戶動作對應。單個輸入條件的特征為一個或多個按鈕或其它輸入的操作條件，例如，響應于用戶動作開動哪些按鈕和不開動哪些按鈕的描述。單個用戶動作可選自用于從多個潛在狀態(tài)選擇期望的輸入狀態(tài)的多個潛在單個用戶動作。例如，根據相應的單個綜合用戶動作，選擇輸入界面可適當地在人體工程學上被配置為通過綜合用戶輸入和/或單個輸入條件有助于其操作。在本發(fā)明的選擇輸入界面可操作為選擇待機狀態(tài)或多個操作狀態(tài)中的一種的實施例中，處理和控制模塊被配置為當選擇的輸入狀態(tài)是多個操作狀態(tài)中的一個時確定基于移動的信號與機器控制信號之間的映射。相反，當選擇的輸入狀態(tài)是待機狀態(tài)時，處理和控制模塊可被配置為制止提供根據基于移動的信號的機器控制信號。因而，在待機狀態(tài)中，不能在基于移動的信號和機器控制信號之間提供映射，或者可在其間提供零映射。作為替代方案，在待機狀態(tài)中，機器控制信號可與將機器設為預定的待機模式的預定待機模式對應。 待機模式可包含將機器設為靜止或非靜止待機模式可需要的非零機器控制信號。但是，在待機模式中，一般地，基于移動的信號一般對于機器控制信號沒有影響。例如，待機狀態(tài)可與不開動選擇輸入界面的多個按鈕或開關中的任一個的狀態(tài)對應，而多個操作狀態(tài)中的每一個可與開動所述按鈕或開關中的一個對應。例如，可通過諸如與按壓和保持按鈕對應的綜合用戶輸入選擇操作狀態(tài)。作為另一例子，選擇輸入界面可包含諸如“無線電按鈕”等的多個互連按鈕，其中開動一個按鈕自動地退動另一按鈕去致動。作為替代方案，可以使用撥盤或單桿多擲開關。在這種情況下，在被暫時按壓之后按鈕保持開動，直到另一按鈕開動。例如，可通過諸如與暫時按壓按鈕對應的綜合用戶輸入選擇操作狀態(tài)。在一些實施例中，選擇輸入結果的開動導致兩個或更多個基本上同時的功能，這些功能可包括基于選擇輸入確定基于移動的信號與機器控制信號之間的映射；啟用操作狀態(tài)，其中，提供機器控制信號用于根據基于移動的輸入控制機器；以及，基本上在開動選擇輸入時基于移動傳感器的狀態(tài)確定初始基準位置。在一些實施例中，為了用于工業(yè)應用中，可適當地加固設備。例如，可在機械上使得圖I所示的示例性設備的外殼和選擇輸入115穩(wěn)健以能夠耐受粗略的操作、用重手套的操作、下跌、潮濕、極端溫度或振動等。設備內的電子部件可類似地被加固，并且也可被配置為耐受可存在于工業(yè)環(huán)境中的電氣或射頻(RF)干擾。本發(fā)明的實施例提供包括一個或多個啟用開關和被配置為沿一個或多個線性方向、一個或多個旋轉方向或它們的組合檢測諸如加速度的移動的各方面的移動傳感器機構的手持控制站或用戶輸入設備。圖2示出根據本發(fā)明的示例性實施例的通過界面設備280與機器260操作性地耦接的手持設備200。設備包括包含多個按鈕215的輸入模塊和諸如加速計的多個移動傳感器220。在本例子中，每個加速計都被配置為檢測沿一個軸的移動。通過沿不同的軸對準不同的加速計，可以檢測三維的平移移動。通過提供沿相同的方向但沿偏移軸對準的多個加速計，可以檢測旋轉移動。設備可附加或替代性地包括諸如可選的照相機或其它的光輸入裝置225的其它的移動感測裝置。設備200還包括通過電氣信號布線或電路跡線等與按鈕215和移動傳感器220和可選的照相機225操作性地耦接的處理和控制模塊240。諸如電池250的電源至少與處理和控制模塊240操作性地耦接。提供被適當地定尺寸、定重量、平衡化和成形以保持在用戶的手中的外殼230，該外殼230容納移動傳感器220、可選的照相機225、處理和控制模塊240、電池250和按鈕215。按鈕215被安裝在外殼230上以可在握住外殼230的同時由用戶的手指適當并且方便地操作。如圖2進一步示出的那樣，處理和控制模塊240包含被配置為從按鈕215、移動傳感器220和可選的照相機225接收輸入信號并基于其提供表不機器控制信號的輸出的處理器244。處理器244可包含諸如微處理器、微控制器、數字信號處理器、FPGA、存儲器和模擬數字轉換器等的被適當地配置為用于其操作的適當的電子部件。存儲器可包括RAM、ROM、磁或光存儲器、或者它們的組合、或者本領域技術人員很容易想到的其它計算機存儲器。存儲器可與諸如微處理器的處理器244的其它部件操作性地耦接，并且可包含用于執(zhí)行處理器244的操作的操作指令。存儲器還可被用于存儲表示基于移動的信號與機器控制信號之間的一個或多個預定或可配置的映射的數據，以及其它的狀態(tài)變量、狀態(tài)或控制數據或者與設備的操作有關的其它信息。處理器244被配置為基于來自移動傳感器220的基于移動的信號之間的映射和基于來自按鈕215的輸入信號的映射提供輸出。來自處理器244的輸出被提供給處理和控制模塊240的通信模塊246。通信模塊246可包含諸如射頻電子器件、功率放大器、數字或模擬濾波器和數字信號處理器等的適當的電子部件。通信模塊246進一步與無線電天線248操作性地耦接。通信模塊246和無線電天線248被配置為用于表示供機器260使用的機器控制信號的信號的無線電通信。如圖2進一步示出的那樣，提供與機器260和手持設備200操作性地耦接并被配置為接收通過通信模塊246和無線電天線248傳送的無線電信號并且基于其向機器提供機 器控制信號的機器控制模塊280。在本實施例中，機器控制模塊位于機器260附近或其上。機器控制模塊280通過無線電鏈接與設備200的處理和控制模塊240通信性地耦接。通信性地耦接可包含機器控制模塊280以及處理和控制模塊240的配對，例如，通過在其間建立共用通信信道。本領域技術人員很容易理解，共用通信信道的建立可包含建立一個或多個共用射頻帶、調制方案、擴展代碼、信道代碼、跳頻調度表或時間訪問調度表等。機器控制模塊280包括用于接收通過天線248傳送的無線電信號的無線電天線285。無線電天線與被配置為基于接收的無線電信號提供表示機器控制信號的信號的機器控制模塊280的機器通信模塊287操作性地耦接。機器通信模塊287可包含諸如射頻電子器件、功率放大器、數字或模擬濾波器和數字信號處理器等的適當配置的電子部件。機器控制模塊280還包含與機器通信模塊287操作性地耦接并被配置為基于從機器通信模塊287接收的信號通過用于輸入到機器的輸出294提供機器控制信號的機器信號輸入模塊290?？苫谝粋€或多個接收的信號，例如，根據機器信號輸入模塊290 的預編程的操作，提供一個或多個機器控制信號。可同時、依次或兩者組合地提供多個機器控制信號。機器信號輸入模塊290可包含諸如微處理器、微控制器、數字信號處理器、FPGA、存儲器、模數轉換器、數模轉換器和放大器等的適當配置的電子部件。存儲器可包括RAM、ROM、磁或光學存儲器、或者它們的組合等、或者本領域技術人員很容易想到的其它計算機存儲器。存儲器可與諸如微處理器的機器信號輸入模塊290的其它部件耦接，并且可包含用于執(zhí)行機器信號輸入模塊290的操作的操作指令。存儲器還可被用于存儲表示一個或多個狀態(tài)變量的數據、狀態(tài)或控制數據或者與設備的操作有關的其它信息?？苫诰幊痰綑C器信號輸入模塊290的存儲器中的預定的指令提供機器控制信號的適當提供。在一些實施例中，當機器控制信號是機械、液壓、氣動或其它信號時，機器信號輸入模塊還可包含用于向機器提供適當的機器控制信號的機械、液壓、氣動或其它開動器。機器控制模塊還包含用于其操作的電源(未示出)。電源可以是電池或用于從機器260接收功率的輸入。如圖2進一步示出的那樣，機器260包括可通過輸出294由機器控制信號控制的多個可控制方面264、268、272和276?？煽刂品矫姘ǖ幌抻诘鯒U的順時針或逆時針旋轉264、吊桿的上下傾斜268、支臂的伸縮272和卷軸順時針或逆時針的旋轉276。例如，可通過諸如包括與電動機或內燃機耦接的一個或多個齒輪的適當的電動機驅動機構的開動控制可控制方面264、268、272和276中的每一個。在一些實施例中，氣動或液壓控制也是可能的。最終，雖然示出的機器260是移動吊車，但是，可以設想，可類似地控制其它的機器。本領域技術人員很容易理解，可類似地提供和控制機器260的其它可控制方面。在一些實施例中，設備可包括與處理和控制模塊操作性地耦接的視頻照相機，該處理和控制模塊可被配置為用于基于從照相機供給的圖像識別預定的機器的多個部分。可然后通過將照相機指向要被控制的方面，執(zhí)行用于控制的機器的方面的選擇。例如，如果視頻照相機指向吊車絞車并且選擇按鈕開動，那么可對于吊車絞車的控制選擇輸入狀態(tài)。在一些實施例中，處理和控制模塊被配置為至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)確定一個或多個基于移動的信號與一個或多個機器控制信號之間的映射?？赏ㄟ^從多個預定的映射選擇而確定映射。例如，如果選擇第一操作狀態(tài)，那么可以以第一方式處理和映射一個或多個基于移動的信號中的一個或多個組，以提供一個或多個選擇的機器控制信號。選擇第二操作狀態(tài)可以類似地以第二種方式導致基于移動的信號的處理和映射。例如，處理可包括諸如根據一個或多個線性或非線性函數制造、組合和縮放基于移動的信號的操作。機器控制信號的大小可根據基于移動的信號的大小或基于其函數在預定的范圍上離散地或連續(xù)地改變。這可使得能夠通過基于移動的輸入實現一個或多個機器控制信號的比例控制。也可實現與多個同時的基于移動的輸入對應的多個機器控制信號的同時比例控制。例如，可分別使用沿不同的平移軸或旋轉軸的多個、基本上同時的基于移動的輸入以對于不同的機器方面提供比例控制。在一些實施例中，可響應基于移動的輸入同時、依次或兩者組合地提供多個機器控制信號。例如，處理和控制模塊240、機器信號輸入模塊290或它們的組合可被預編程，以響應其輸入提供基于時間的序列中的機器控制信號。在一些實施例中，可使用基于移動的輸入、選擇輸入或它們的組合以根據預編程的宏觸發(fā)這樣的多個機器控制信號。例如，宏可被編程以執(zhí)行可包括預定次序的多個機器移動或狀態(tài)轉變的一個或多個預定的機器任務。例如，可以提供宏以將機器移動到下電位置、初始位置等。圖3示意性地示出例如通過本發(fā)明的處理和控制模塊或方法提供的根據本發(fā)明的實施例的與表示選擇的輸入狀態(tài)的選擇控制信號310和用于提供機器控制信號360的基于移動的信號320的處理相關的操作的例子。選擇控制信號310可被處理以確定時間間隔315。例如，可在開始時間312和停止時間314之間限定時間間隔，其中，開始時間312可被基本上定義為選擇控制信號310表示進入操作狀態(tài)的時間，并且，停止時間314可基本上被定義為選擇控制信號310表示退出所述操作狀態(tài)的時間。如所示的那樣，選擇控制信號310是可在表示多個輸入狀態(tài)的多個值之間切換的單個信號。本領域技術人員很容易理解，作為替代方案，選擇控制信號可以是能夠在多個集體值之間切換的諸如并行二進制信號的一組綜合信號。在時間間隔315中，一個或多個基于移動的信號320可基于選擇控制信號310被選擇和處理以提供一個或多個機器控制信號360?？煞謩e從更大的組的基于移動的信號322和機器控制信號362選擇基于移動的信號320和機器控制信號360。作為替代方案或者補充，可基本上在時間間隔315中而不是一個或多個其它的時間間隔中提供一個或多個 選擇的機器控制信號360。例如通過至少部分地基于選擇控制信號310確定基于移動的信號320和機器控制信號360之間的映射,基于移動的信號320、機器控制信號360和處理出現的方式的選擇可至少部分地基于選擇控制信號310。圖4示出根據本發(fā)明的實施例的用于有助于機器的控制的方法400。本發(fā)明包括例如從可由用戶操作的界面接收感測的輸入410。輸入包含例如與選自多個潛在單個用戶動作的單個用戶動作對應的可基于選自多個潛在綜合用戶輸入的綜合用戶輸入的選擇輸入。輸入還包含諸如源自包含移動敏感部件的手持或可佩戴裝置的運動的基于移動的輸入。方法還包括基于選擇輸入420確定輸入狀態(tài)。輸入狀態(tài)可被確定為多個潛在狀態(tài)中的選擇的一個。潛在的狀態(tài)可包含一個或多個待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)。每個操作狀態(tài)可與機器的操作的不同的期望的模式對應。方法還包括根據基于移動的輸入430產生一個或多個基于移動的信號。可基于來自手持或可佩戴裝置的移動敏感部件的輸出產生基于移動的信號。在一些實施例中，可同時執(zhí)行操作420和430。作為替代方案，可僅在將輸入狀態(tài)確定為操作狀態(tài)時執(zhí)行步驟430。方法還包括當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射。在一些實施例中，這可包括確定選擇的輸入狀態(tài)是否是操作狀態(tài)440并且如果選擇的輸入狀態(tài)這樣被確定則至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)450確定映射的子操作。方法還包括提供用于控制機器460的各方面的一個或多個機器控制信號。提供機器控制信號可至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號。在一些實施例中，本發(fā)明包括用于設定初始基準位置的諸如啟用按鈕或模式選擇按鈕的選擇輸入的利用。移動傳感器從初始基準位置的空間上的平移或旋轉偏離或兩者可導致表不沿一個或多個軸的移動的基于移動的信號。移動可與位移、速度、加速度或它們的組合對應。基于移動的信號可被映射到機器控制信號。例如，沿預定的方向從初始基準位置的相對偏離可被轉換成機器控制輸入，從而影響諸如可移動機器部分的開動的速度和方向的機器參數。通過基于移動的信號傳輸的相對偏離量可被用于提供機器控制信號的比例控制。與相對位移、速度或加速度的移動對應的基于移動的信號可被映射到與可移動機器部分的開動對應的機器控制信號，以提供相對位移、速度或加速度。例如，在一些實施例中，當按鈕、觸發(fā)器或其它選擇輸入被開動時，對于預定的一組功能建立基準點。移動傳感器和/或相關的基于移動的輸入裝置沿預定的方向或關于預定的旋轉軸從該點的偏離或運動導致機器的相應方面的比例控制，其中例如位移量的偏離的大小與例如機器方面運動的速度的機器方面運動的大小對應。裝置從其基準點移動得越多，則機器運動的大小越大。釋放按鈕禁用或暫停比例控制。按壓相同或另一按鈕建立另一基準點并使得能夠實現比例控制。不同的方向的移動傳感器的運動可與機器的不同方面的控制對應，該對應關系至少部分地取決于選擇輸入的開動。選擇輸入本發(fā)明提供例如通過可包含可由用戶操作的撥盤、按鈕或開關等的選擇輸入界面接收選擇輸入。選擇輸入可與其輸入狀態(tài)相關，并且可操作為用于啟用機器的一個或多個功能或方面的控制。在一些實施例中，輸入狀態(tài)可由可以是基于多個選擇輸入的狀態(tài)的集合信號的選擇控制信號代表。本領域技術人員很容易理解，例如，每個撥盤、按鈕、開關、切換鍵、無線電按鈕、觸摸屏、點擊界面或搖板等可與表示其狀態(tài)的基本上恒定或時間變化的電壓和/或電流相關。時間變化信號可以以切換的方式變化，例如，迅速地在電平或波形之間切換，但是是恒定或重復的。例如，一排按鈕或開關可操作為可選擇地向與其操作性地耦接的電路的選擇的部分施加預定的電壓和/或電流。諸如電位計的撥盤可操作為改變表示撥盤狀態(tài)的電路中的阻抗。選擇輸入的集體狀態(tài)與和選擇控制信號對應的相關的電壓和/或電流的集體對應。由于選擇輸入的狀態(tài)的變化，因此選擇控制信號可隨時間改變。在一些實施例中，可在期望的介質的一個或多個信道上承載表示選擇控制信號的數字或模擬信號。選擇控制信號可實現為由諸如配線或信號跡線等的多個平行電氣導體承載的集體信號。可沿單個導體多路傳輸或傳送選擇控制信號的多個部分?？烧{制、解調、過濾、變換、存儲或者在光學上或通過無線電傳送等選擇控制信號的所有或一部分。在一些實施例中，選擇輸入界面包含位于手持輸入模塊的外殼上的兩個或更多個按鈕。輸入模塊還可在外殼內包含這里描述的用于產生基于移動的信號的移動傳感器。按鈕中的每一個可操作為例如通過選擇基于移動的信號與機器控制信號之間的期望的映射限定本發(fā)明的操作的期望的模式。按鈕中的每一個還可操作為通過例如與從其多個選擇的單個用戶動作對應的綜合用戶輸入在待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)之間選擇。在選擇操作狀態(tài)的時間間隔中，與基于移動的輸入對應的基于移動的信號被處理以提供機器控制信號。按鈕中的每一個可操作為根據基于移動的信號與機器控制信號之間的選擇的映射限定要提供機器控制信號的時間間隔。在一些實施例中，選擇輸入界面可被配置為即使釋放諸如按鈕的物理開動器也保持輸入。例如，按鈕可被用于設定或復位電子鎖存器或者觸發(fā)器或者軟件或固件上類似的鎖存邏輯。輸入的暫時開動可因此設定期望的操作模式，直到提供將來的開動。在實施例中，選擇輸入界面可例如通過單手操作在人體工程學上被配置為提供方便和/或舒適的操作?；谝苿拥男盘柋景l(fā)明提供根據基于移動的輸入產生基于移動的信號。例如，可以提供一個或多個移動傳感器，以檢測對于手持或其它的基于移動的輸入裝置施加的基于移動的輸入?；?、于移動的信號可基于諸如水平移動、垂直移動、扭曲、旋轉或它們的組合的基于移動的輸入?；谝苿拥男盘柨蛇M一步基于手持或其它的基于移動的輸入裝置的位移、速度、加速度或它們的組合。例如，基于移動的信號可在與相應的基于移動的輸入的強度成比例的基本上離散或連續(xù)的值范圍上在時間上改變。由于基于移動的信號可表現某值范圍，因此，能夠實現比例控制。在一些實施例中，一個或多個傳感器可包括一個或多個加速計。例如，可以以陣列狀提供一個或多個加速計，每個加速計被配置為產生表示相關的基于移動的信號裝置沿至少一個方向的加速度的信號?？赏ㄟ^積分信號處理表不加速度的信號以提供表不速度的值?？商娲缘鼗蛘吒郊拥赝ㄟ^兩次積分信號處理表示加速度的信號以產生表示位移的信號。根據本發(fā)明提供的加速計可以是例如壓電加速計、微機電(MEMS)加速計、電容型加速計、剪切模式加速計、熱加速計、表面聲波加速計、激光加速計、擺動積分陀螺儀(PIGA )加速計或MEM陀螺儀等。加速計可被配置為檢測沿一個或多個預定的空間方向的加速度，并且輸出與這種加速度成比例、與平均加速度成比例或與可分別表示加速計的速度或位移的加速度的單次或雙重復積分成比例的電信號。在一些實施例中，加速計可被設置為預封裝模塊。例如，可從第三方賣主得到的加速計模塊包含來自 Analog Devices 的 ADXL330 和 ADXL345、來自 STMicroelectronics 的AIS326DQ和來自Kionix 的KXTE9。加速計模塊可包括加速計以及諸如ASIC、模數轉換器、濾波器和功率裝置等相關的電子器件。在一些實施例中，一個或多個移動傳感器可包含其它的移動傳感器技術，諸如光學或基于照相機的移動傳感器、諸如Hall效應傳感器的用于通過電或磁場檢測移動的傳感器或陀螺儀移動傳感器等?？衫脗鞲衅黝愋偷慕M合以提供足夠的移動感測能力。例如，在第一種類型的傳感器被視為由于其固有的限制而不能勝任的情況下，可以使用第二種類型的傳感器。例如，來自Analog Devices Inc的ADXL330是具有信號調節(jié)的模擬電壓輸出的3軸加速計。它能夠測量傾斜感測應用的靜止重力加速度以及源自移動、沖擊或振動的動態(tài)加速度。作為另一例子Kionix 提供線性加速計和包括傳感器元件和封裝于Land GridArray (LGA)中的ASIC的傾斜計。傳感器元件由單晶硅制成?？蓪τ诟哂陂撝档娜我廨S上的加速度或對于低于閾值的所有三個軸的加速度產生中斷。傳感器元件在微分電容的原理上起作用。加速度導致硅結構的位移，這導致電容的變化。ASIC檢測電容的變化并將其變換成與加速度成比例的模擬輸出電壓。該電壓通過板上Α/D轉換器被數字化并且通過內部集成電路(inter — integrated circuit) (I2C)總線或串行外設接口(SPI)被訪問。在一些實施例中，諸如加速計的移動傳感器的陣列可被配置為提供基于移動的信號的多達六個軸。例如，可基于沿空間中的一個或多個正交方向、例如沿一個或多個正交的X軸、Y軸和Z軸的平移移動提供多達三個基于移動的信號。作為另一例子，可基于例如由于基于移動的輸入裝置的偏航、縱搖和/或滾動導致的關于一個或多個正交的X軸、Y軸和Z軸的旋轉運動提供多達三個基于移動的信號。在一些實施例中，可通過利用與共同的剛性體連接的兩個或更多個空間分離的移動傳感器從旋轉區(qū)分平移。例如，如果一對的這種移動傳感器檢測共同方向上的移動，那么這可表明平移移動；如 果一對的這種移動傳感器檢測不同方向上的移動，那么這可表明旋轉移動。本領域技術人員可以理解，來自多個移動傳感器的信號可通過一個或多個電路或處理器被處理以提供移動的適當的指示。在一些實施例中，可向基于移動的信號施加附加的處理。例如，為了減少可能引入基于移動的信號中的不期望的機械或電氣噪聲或抖動，可以向基于移動的信號施加過濾、時間平均化或傳感器輸入的組合等。作為另一例子，基于移動的信號可在裝置沒有檢測到明顯的移動時保持恒定或關斷。例如，這可有利地避免信號積分器積分由移動傳感器拾取的噪聲，該噪聲否則會導致隨時間的輸入飄移。在實施例中，基于移動的信號可包括相對于預定或任意定義的基準幀的位移、速度、加速度或它們的組合的指示?；谝苿拥男盘栠€可包括與指示的位移、速度、加速度或它們的組合的各部分對應的時間的指示。例如，基于移動的信號可指示多軸位移、速度或加速度值沿序列的每個部分的相應的時間基準的基本上連續(xù)或離散的時間序列。本領域技術人員很容易理解，提供隱含或明顯的時間基準可有助于隨后的信號處理。在一些實施例中，根據選擇的映射，一個或多個基于移動的信號可以是期望的機器操作的基于移動的表示。例如，指示基于移動的傾側或搖擺輸入的基于移動的信號可分別與吊車吊桿的傾斜或擺動對應。作為另一例子，基于移動的扭轉輸入可與機器部分的扭轉或者卷軸或其它的旋轉機器部分的旋轉對應。作為又一例子，一個或多個方向的基于移動的平移輸入可與相應的方向中的機器在地面上(例如通過輪子或軌道)的運動對應。指示用戶供給的基于移動的輸入的其它的基于移動的信號也可被映射到機器控制信號，基于移動的信號的大小與機器控制信號的大小成比例。例如，基于移動的輸入可與平移同時扭轉、平移同時傾斜或傾斜之后扭轉等對應。處理和控制本發(fā)明提供向選擇信號和基于移動的信號施加的一個或多個處理操作以有助于提供一個或多個機器控制信號?？赏ㄟ^使用可包括諸如微處理器、存儲器、可編程邏輯器件、FPGA、邏輯電路、放大器和晶體管等的集中式和/或分布式電子器件的處理模塊執(zhí)行處理操作。處理也可利用例如作為處理模塊的一部分提供的軟件、固件或它們的組合。在一些實施例中，處理電子器件或處理模塊的至少一部分可被集成或緊密地與選擇輸入和/或移動傳感器相關。例如，來自按鈕或其它輸入的信號可被放大、過濾、消除反沖或多路復用；例如，通過諸如I2C總線的串行總線，來自加速計芯片的信號可被處理、編碼和傳送。在本發(fā)明的實施例中，處理和控制模塊可被配置為解釋來自輸入界面的輸入信號并確定機器的要控制的方面或軸以及控制的方向和比例控制的量。在本發(fā)明的實施例中，諸如處理和控制模塊的處理和控制裝置可與以下方面中的一個或多個相關諸如手持裝置的控制或用戶界面設備、加入被控制的機器中的硬件和/或軟件和諸如與控制或用戶界面設備和要被控制的機器操作性地耦接并處理由控制或用戶界面設備提供的信號以提供機器控制信號的計算機的一個或多個中間處理或中繼站。例如，手持裝置用戶界面設備可向計算機中繼或機器安裝模塊提供原始信號，或者可在內部處理信號。在本發(fā)明的實施例中，處理包括至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)或表示它的選擇控制信號確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射。可用映射組可被預編輯并被配置為有助于預定機器或類型的機器的適當的控制。映射可被存儲于諸如RAM、R0M、固態(tài)或光學或磁存儲介質等的內部或外部存儲器中。從一組可用映射確定映射可包括從選擇的輸入狀態(tài)與映射之間的預定的對應關系確定期望的映射。例如，開動選擇輸入的多個按鈕中的一個可與相應的映射的選擇對應。在一些實施例中，可用映射組可是可編程的。例如，本發(fā)明可包括可被修改或更新以提供期望或定制的可用映射組的軟件或固件。例如，可對于不同的用戶，或者對于不同的機器的控制，或者在不同的環(huán)境中，定義不同的映射。在一些實施例中，可通過記錄于計算機可讀介質上的計算機程序產品提供可用映射組。在一些實施例中，來自可用映射組的每個映射可用于將一種或更多種類型的輸入移動映射到一個或多個機器控制信號。例如，向輸入裝置施加的輸入移動的類型可包含軸向旋轉(滾動)、垂直傾斜(縱搖)、水平傾斜(偏航)、沿相對預定的方向的線性平移或它們的組合。移動可相對于基于輸入裝置的基準系統(tǒng)或者諸如由重力、聲學、電或磁場等傳輸的外部基準系統(tǒng)?；谟成?，選擇的類型的輸入移動中的每一個可被映射到一個或多個選擇的機器控制信號。映射可將多個選擇的類型的輸入移動映射到多個選擇的機器控制信號，由此有助于同時的多軸機器控制。在一些實施例中，來自可用映射組的至少一個映射將基于移動的輸入映射到特定的機器控制信號。即，對于每個機器控制信號，可存在將基于移動的輸入映射到該機器控制信號的至少一個映射。以這種方式，本發(fā)明的實施例可提供機器的所有可控方面的控制。在一些實施例中，來自可用映射組中的兩個或更多個映射可將基于移動的輸入映射到給定的機器控制信號。以這種方式，本發(fā)明的實施例可提供控制機器的相同方面的不同模式，或者提供機器控制功能的不同的重疊的組合，或者兩者。這可有助于執(zhí)行共同功能時的操作便易性。在一些實施例中,可在一種模式中同時控制第一機器控制信號和第二機器控制信號，并且，可在另一模式中同時控制第一機器控制信號和第三機器控制信號。例如，當從其停泊位置定位吊車時，可能期望允許根據第一映射同時控制吊車的吊桿傾斜和吊桿伸/縮方面。當操作吊車以移動負載時，可能期望允許根據第二映射同時控制吊車的吊桿傾斜和吊桿旋轉方面。在兩個映射中，吊桿傾斜均是可控制的方面。一般地，映射可被預配置為有助于機器執(zhí)行一般任務的操作便易性。例如，映射可被配置為使得機器的一般同時控制的各方面可用于通過同一映射進行控制。映射的存儲體可被配置為使得可很容易地通過選擇輸入界面的操作依次選擇一般依次執(zhí)行的任務。
在實施例中，每個映射可限定一個或多個基于移動的信號與一個或多個機器控制信號之間的一個或多個功能對應關系。映射可包括一個或多個處理操作，包含但不限于組合或疊加基于移動的信號以提供一個或多個機器控制信號、施加線性或非線增益、基于時間或基于頻率的過濾、時間量化、值量化、閾值檢測、時間延遲、信號平均、微分、積分、通過線性或非線性函數的映射或它們的組合等。每個映射可將一個或多個預定的基于移動的信號取為輸入并且提供一個或多個預定的機器控制信號作為輸出。在本發(fā)明的實施例中，處理和控制模塊被配置為根據基于移動的輸入提供機器的比例控制。例如，基于移動的信號可展現與移動傳感器的位移、旋轉、速度或加速度的大小對應的離散或連續(xù)的值范圍。映射可在這種基于移動的信號中的一個或多個上操作，以提供展現對應的值范圍的機器控制信號。機器控制信號值可與基于移動的信號值成比例。例如，比例可以是正比或反比。機器控制信號可替代性地與例如可通過單調增加或單調減小函數、周期函數或者可逆或不可逆函數等描述的基于移動的信號值的函數成比例?？衫缤ㄟ^離散、連續(xù)或分段連續(xù)數學函數、自回歸移動平均(ARMA)處理、時域或頻域傳遞函數、解析或非解析函數、輸入和輸出值的一個或多個表、值的表的一個或多個分級排列或它們的組合等，以一個或多個各種方式描述、代表和/或實施每個映射?？赏ㄟ^諸如查找表、查找表的分級系列、由數字和/或模擬信號處理電子器件施加的函數變換、計算機程序或它們的組合等的一個或者多個各種裝置實施每個映射。在一個實施例中，應用被配置為實施選擇的映射的數字信號處理器，以基于一個或多個基于移動的信號產生一個或多個機器控制信號。在一個實施例中，可能與一個或多個乘法或加法模塊組合的查找表模塊的電氣實施的系列可被配置為實施選擇的映射。給定其間的一個或多個可選擇的映射，本領域技術人員可以理解如何提供適當的信號處理以基于輸入信號提供輸出信號。在實施例中，處理和控制模塊被配置為當選擇的輸入狀態(tài)是操作狀態(tài)時提供基于移動的信號與機器控制信號之間的映射。相反，處理和控制模塊可被配置為當選擇的輸入狀態(tài)是待機狀態(tài)時禁止或抑制由于這種映射提供基于移動的信號。例如，在待機狀態(tài)中，可實現導致提供的機器控制信號基本上與基于移動的信號無關的零映射或移動無關映射。作為替代方案，在待機狀態(tài)中，處理和控制模塊可被配置為禁止或抑制提供機器控制信號、提供基本上恒定的機器控制信號或提供與機器的預定待機狀態(tài)對應的機器控制信號的另一配置。在一些實施例中，處理模塊可被配置為解釋諸如基本上在進入操作狀態(tài)時的移動傳感器的位置和取向的相對于初始狀態(tài)的基于移動的信號。例如，選擇輸入界面進入操作狀態(tài)的操作可觸發(fā)處理模塊以定義初始基準狀態(tài)，其中，基于移動的信號與從初始基準狀態(tài)偏離的空間對應。在一些實施例中，初始基準狀態(tài)可被明確地限定。作為替代方案，初始基準狀態(tài)可被隱含地定義。例如，如果基于移動的信號提供加速度或速度的指示并且初始基準狀態(tài)是初始位置和/或取向，那么定義初始基準狀態(tài)可包含將一個或多個位移或旋轉累計器復位或歸零，其中，根據由基于移動的信號指示的加速度和/或速度遞增或遞減位移或旋轉累計器。提供機器控制信號
本發(fā)明進一步被配置為例如通過處理和控制模塊和/或其它的信令和/或控制手段向機器提供機器控制信號。例如，可通過使用有線通信、無線通信或它們的組合將機器控制信號提供給機器的機器控制輸入?？梢允褂眠m于被執(zhí)行的控制應用的一個或多個標準或私有信令協議以從處理和控制模塊向機器或其機器控制輸入傳送機器控制信號。當前，存在幾個提供用于工業(yè)設備的遠程控制方案和相關的協議的公司。在本發(fā)明的實施例中，例如，諸如 Hart、WirelessHart> ISA100、Bluetooth、Ethernet、Wireless Ethernet、GPIB、Zibee和USB等的標準適于提供遠程控制方案。本領域技術人員很容易理解，可以使用其它有線或無線通信技術以傳送機器控制信號。在一些實施例中，處理和控制模塊可包含與用戶界面裝置或中繼裝置耦接的信號傳送器，并且，相應的信號接收器可與要被控制的機器操作性地耦接。可在信號傳送器和信號接收器之間執(zhí)行機器控制信號的通信。例如通過網絡或中繼站，通信可以是直接或間接的。通信可包含有線通信、無線通信、無線電通信、光學通信或使用由機械或流體裝置承載的信號的通信等。一般地，信號傳送器可將機器控制信號變換成適于傳送的形式并以信號接收器可接收的方式傳送信號。信號接收器接收傳送的信號并將它們變換為可用于控制機器的形式。信號接收器然后與機器操作性地耦接以通過提供以電氣、機械、流體或其它適當的類型的信號的形式的機器控制信號提供其可控制方面的控制。在一些實施例中，通過無線無線電通信通信性地耦接信號傳送器和信號接收器。無線信號傳送器和接收器之間的無線通信可包含編碼、解碼、調制、解調和其它操作。本領域技術人員很容易理解，無線通信可涉及數字或模擬頻率、振幅或相位調制、多個冗余信道上的通信、跳頻擴展頻譜、多路存取信道共享以及源和信道編碼等，以適當地有助于給定環(huán)境中的可靠和功能上的無線通信。在一些實施例中，諸如指示可控制機器方面的機器取向、位置、狀態(tài)等的視頻或信號的遙測可通過被控制的機器被傳送并被顯示以可被控制設備的用戶觀察以有助于機器操作。例如，可通過諸如LCD監(jiān)視器的視覺顯示器、諸如LED的視覺指示器、通過力反饋或通過一個或多個可聽信號顯示遙測。遙測可被用于提供給用戶可覺察的反饋，或者提供在處理和控制模塊中被自動處理以提供機器控制信號的反饋信號本發(fā)明的實施例提供被配置為用于在物理上控制機器的一個或多個功能的一個或多個開動器連同用于控制開動器的適當的驅動器。本發(fā)明可被配置為用于控制諸如輕工業(yè)機器、重工業(yè)機器、移動或靜止吊車、混凝土泵、滑移式車輛、材料裝卸機器、流體裝卸或抽吸機器、農業(yè)機器、遙測系統(tǒng)、裝載拖運傾卸機器、絞車、救援車、拖車、自推進移動平臺、采礦設備、車輛、機器人、器具、計算機、計算機界面、電氣設備或機械設備等的各種機器中的一個或多個。例如，通過諸如接受可被用于控制機器的一個或多個相應的可控制方面的電氣、電磁、光學、機械或其它信號的輸入的多個控制輸入，被控制的機器響應于多個控制信號?？煽刂品矫婵砂瑱C械裝置、電氣裝置、視覺或音頻輸出或它們的組合等。例如，可控制方面可包含在電氣、機械、液壓或氣動上可 控制的電動機、開動器、警報器、燈、視覺顯示器或者電或磁場產生器等。以適于機器的每個可控制方面的期望的控制的形式向機器提供機器控制信號。在一些實施例中，機器控制輸入被配置為接受標準或顧客定義的控制信號。在這種情況下，本發(fā)明可提供用于將例如通過無線電接收的控制信號變換成適于提供給電氣、機械、液壓或氣動機器控制輸入的機器控制信號的適配器或接口。
在一些實施例中，根據本發(fā)明對于操作預配置機器控制輸入。例如，可以在機器內部提供被配置為將無線電信號變換成適當的機器控制信號的無線電接口模塊。與相當的常規(guī)的控制方案相比，本發(fā)明的實施例可有助于用于控制的明顯更低成本的裝置。例如，可通過安裝單質量產生加速計芯片等提供用于多個線性和/或角度軸的移動感測能力?？梢砸员榷鄠€游戲桿、觸發(fā)器或其它的現有技術的控制裝置低的成本提供這種芯片，同時仍有助于同時的多軸比例控制。此外，本發(fā)明的實施例可有助于一手控制，這可有助于操作和多任務的簡便。另外，通過提供簡單的單手并直觀的用戶界面，本發(fā)明的實施例可提供基本安全的用于控制的裝置。由于使用基于移動的傳感器和簡單的選擇輸入界面，因此，本發(fā)明的實施例也可提供可靠的機器控制手段。與現有技術的方案相比，該配置可提供更不復雜的界面，具有更少的容易破裂的諸如開關、切換鍵、游戲桿和觸發(fā)器等的常規(guī)的機械零件。 現在將參照特定的例子描述本發(fā)明。應當理解，以下的例子意圖在于描述本發(fā)明的實施例，并且不是要以任何方式限制本發(fā)明。例子圖5A 示出根據本發(fā)明的示例性實施例的用于遠程操作吊車550的手持用戶界面設備500的例子。吊車550至少包含以下的遠程可控制方面可旋轉卷軸555、吊桿伸/縮560、吊桿傾斜565和吊桿旋轉570。卷軸555被附接于纜繩和鉤子組件557或其它的組件上。用戶界面設備包括包含被配置為產生選擇控制信號的一組三個按鈕選擇輸入502、504,506的選擇輸入界面。用戶界面設備還包括至少響應于設備500的諸如縱搖或滾動的旋轉移動以產生基于移動的信號的多個移動傳感器。如后面描述的那樣，設備500與被配置為基于選擇控制信號和基于移動的信號產生機器控制信號的內部或外部處理和控制模塊操作性地耦接。本例子可與用于僅通過使用3個按鈕提供適當的比例控制的手持設備有關。設備可有助于每次操作兩個或更多個比例信道。當按鈕502、504和506均處于未開動位置時，不傳送會導致任意的可控制方面555、560、565或570的移動的機器控制信號。這與吊車550的靜止待機狀態(tài)對應。在一些實施例中，可以提供將吊車550鎖定在靜止狀態(tài)中，使得控制輸入的意外的開動不導致不期望的吊車操作的鎖定按鈕、代碼或鍵。當通過按壓和保持按鈕開動按鈕502、504和506中的一個時，根據與開動的按鈕502、504、506對應的映射，基于移動的信號被映射到用于控制可控制方面555、560、565或570的子集的機器控制信號。只要按鈕502、504、506被開動，就實現與按鈕的開動對應的開始時間和與其去開動對應的停止時間之間的映射。因此，按鈕的開動同時用于(a)確定基于移動的信號與機器控制信號之間的映射和(b)定義通過所述映射將基于移動的信號映射到機器控制信號的時間間隔，即在該時間間隔選擇操作狀態(tài)。該配置有助于吊車550的適當簡單和直觀的操作，這種操作具有期望的用戶努力經濟性并能夠通過使用一只手被執(zhí)行。注意，期望的按鈕的開動或者按鈕的開動的抑制與可通過執(zhí)行單個用戶動作(即通過按壓單個按鈕或抑制按壓按鈕)滿足的綜合用戶輸入對應，這如期望的那樣有助于簡單的控制。按鈕502、504、506的開動還用于定義設備500的初始基準位置510，其中，基于移動的信號與從初始基準位置510的空間偏離對應。例如，基于移動的信號的強度或水平可與設備500相對于初始基準位置510的位移或旋轉量對應。如圖5B所示，當對應于第一操作狀態(tài)開動第一按鈕520時，對于將基于移動的信號映射到機器控制信號，啟用第一映射。根據第一映射，設備500相對于初始基準位置510的向上傾斜515或向下傾斜517被映射到用于控制卷軸555的機器控制信號。向上傾斜515與卷軸555卷入516纜繩和鉤子組件557的旋轉對應，而向下傾斜517與卷軸555卷出518纜繩和鉤子組件557的旋轉對應。向上傾斜515或向下傾斜517的大小與通過機器控制信號開動卷軸555的速度成比例。因此，用戶可以以期望的速度并且通過改變設備500的傾斜角度沿期望的方向操作卷軸。 并且，如圖5B所示，當第一按鈕502被開動時，設備500相對于初始基準位置510繞與其最長邊平行的軸的旋轉520或522通過第一映射被映射到用于控制吊桿伸/縮560的機器控制信號。一個方向的旋轉520與吊桿伸521對應，而另一方向的旋轉522與吊桿縮523對應。旋轉520或522的大小與伸縮吊桿的速度成比例。因此，用戶可以以期望的速度并且通過改變設備500的旋轉角度沿期望的方向操作吊桿伸/縮方面560。如圖5C所示，當對應于第二操作狀態(tài)開動第二按鈕502時，對于將基于移動的信號映射到機器控制信號，啟用第二映射。根據第二映射，設備500相對于初始基準位置510的向上傾斜525或向下傾斜527被映射到用于控制吊桿傾斜565的機器控制信號。向上傾斜525與吊桿傾斜565上升吊桿526對應，而向下傾斜527與吊桿傾斜565下降吊桿528對應。向上或向下傾斜角度525或527的大小與通過機器控制信號開動吊桿傾斜565的速度成比例。因此，用戶可以以期望的速度并且通過改變設備500的傾斜角度沿期望的方向操作吊桿傾斜565。并且，如圖5C所示，當第二按鈕504被開動時，設備500相對于初始基準位置510繞與其最長邊平行的軸的旋轉530或532通過第二映射被映射到用于控制吊桿旋轉570的機器控制信號。沿一個方向的旋轉530與逆時針吊桿旋轉531對應，而沿另一方向的旋轉532與順時針吊桿旋轉533對應。旋轉530或532的大小與旋轉吊桿的速度成比例。因此，用戶可以以期望的速度并通過改變設備500的旋轉角度沿期望的方向操作吊桿旋轉570。如圖所示，當對應于第三操作狀態(tài)開動第三按鈕506時，對于將基于移動的信號映射到機器控制信號，啟用第三映射。根據第三映射，設備500相對于初始基準位置510的向上傾斜535或向下傾斜537被映射到用于控制吊桿傾斜565的機器控制信號。向上傾斜535與吊桿傾斜565上升吊桿536對應，而向下傾斜537與吊桿傾斜565下降吊桿538對應。向上傾斜或向下傾斜角度535或537的大小與通過機器控制信號開動吊桿傾斜565的速度成比例。因此，用戶可以以期望的速度并且通過改變設備500的傾斜角度沿期望的方向操作吊桿傾斜565。并且，如圖所示，當第三按鈕506被開動時，設備500相對于初始基準位置510繞與其最長邊平行的軸的旋轉540或542通過第三映射被映射到用于控制吊桿伸/縮560的機器控制信號。沿一個方向的旋轉540與吊桿伸541對應，而沿另一方向的旋轉542與吊桿縮543對應。旋轉540或542的大小與紳縮吊桿的速度成比例。因此，用戶可以以期望的速度并通過改變設備500的旋轉角度沿期望的方向操作吊桿伸/縮560。在一些實施例中，設備500可操作為控制吊車的其它方面，例如，車輪上(onwheel)的吊車的導航、燈或警報器等的操作、電動機或內燃機的開始和停止或者附接于卷軸上的磁或機械夾持機構的開動等。很顯然，本發(fā)明的以上的實施例是例子，并且可以以許多的方式改變。這種當前或將來的變化不應被視為背離本發(fā)明的精神和范圍，并且，對于本領域技術人員來說很顯然的所有這種修改要被包含于以下的權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于基于感測的輸入控制機器的設備，所述機器響應于用于控制其相應的多個方面的多個機器控制信號，所述設備包括 a.輸入模塊，所述輸入模塊包含 可由綜合用戶輸入操作以從包含待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)選擇輸入狀態(tài)的選擇輸入界面；和 被配置為根據基于移動的輸入產生一個或多個基于移動的信號的一個或多個移動傳感器；和 b.與輸入模塊和機器操作性地耦接的處理和控制模塊，所述處理和控制模塊被配置為 當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射，所述映射是至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)而確定的；和 至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號，提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號。
2.根據權利要求I的設備，其中，處理和控制模塊被配置為基于一個或多個基于移動的信號的大小提供機器的比例控制。
3.根據權利要求I的設備，其中，確定的映射至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)選自多個潛在映射，多個潛在映射中的每一個與可由機器共同執(zhí)行的預定任務組對應。
4.根據權利要求I的設備，其中，所述設備是手持的或可佩帶的。
5.根據權利要求I的設備，其中，綜合用戶輸入與按壓選擇的按鈕、釋放選擇的壓下按鈕、按壓和保持選擇的按鈕、將撥盤轉向選擇的位置、操作選擇的開關、以選擇的方式觸摸觸敏表面以及說出語音命令中的一個或多個對應。
6.根據權利要求I的設備，所述設備進一步包括與處理和控制模塊操作性地耦接的信號傳送器，所述信號傳送器被配置為用于機器控制信號到機器的無線傳送。
7.根據權利要求I的設備，其中，基于移動的輸入包括平移移動和旋轉移動中的之一或兩者。
8.根據權利要求I的設備，其中，確定的映射將兩個或更多個基于移動的并發(fā)信號映射到兩個或更多個機器控制信號。
9.根據權利要求I的設備，其中，綜合用戶輸入的操作進一步確定啟用映射的時間間隔和從其測量基于移動的信號的初始基準位置中的之一或兩者。
10.根據權利要求I的設備，其中，機器選自包括輕工業(yè)機器、重工業(yè)機器、移動吊車、靜止吊車、混凝土泵、滑移式車輛、材料裝卸機器、流體裝卸機器、農業(yè)機器、遙測系統(tǒng)、裝載拖運傾卸機器、絞車、救援車、拖車、自推進移動平臺、采礦設備和車輛的組。
11.一種用于控制機器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 a.包括輸入模塊以及與其操作性地耦接的處理和控制模塊的輸入設備， 所述輸入模塊包含 i.可由綜合用戶輸入操作以從包含待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)選擇輸入狀態(tài)的選擇輸入界面；和 ii.被配置為根據基于移動的輸入產生一個或多個基于移動的信號的一個或多個移動傳感器； 所述處理和控制模塊被配置為 i.當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射，所述映射是至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)而確定的；和 ii.至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號，提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號；和 b.被配置為從輸入設備接收一個或多個機器控制信號的機器控制模塊，所述機器控制模塊被配置為向機器傳輸用于控制多個可控機器方面中的一個或多個的一個或多個機器控制信號。
12.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中，輸入設備進一步包括與處理和控制模塊操作性地耦接的信號傳送器，所述信號傳送器被配置為用于機器控制信號的無線傳送，并且其中，機器控制模塊進一步包括被配置為用于機器控制信號的無線接收的信號接收器。
13.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中，處理和控制模塊被配置為基于一個或多個基于移動的信號的大小提供多個機器控制信號的大小，由此有助于機器的比例控制。
14.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中，確定的映射至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)選自多個潛在映射，多個潛在映射中的每一個與可由機器共同執(zhí)行的預定任務組對應。
15.一種用于有助于機器的控制的方法，所述機器響應于用于控制其相應的多個方面的多個機器控制信號，所述方法包括 a.接收感測的輸入，所述感測的輸入包含基于綜合用戶輸入的選擇輸入，所述感測的輸入進一步包含基于移動的輸入； b.基于選擇輸入確定輸入狀態(tài)，輸入狀態(tài)選自包括待機狀態(tài)和多個操作狀態(tài)的多個潛在狀態(tài)； c.根據基于移動的輸入產生一個或多個基于移動的信號； d.當選擇的輸入狀態(tài)是一個或多個操作狀態(tài)中的一個時，確定一個或多個基于移動的信號與多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射，所述映射是至少部分地基于選擇的輸入狀態(tài)而確定的；以及 e.至少部分地基于所述映射和所述一個或多個基于移動的信號，提供用于控制機器的一個或多個機器控制信號。
16.根據權利要求15的方法,其中，一個或多個基于移動的信號具有與基于移動的輸入的大小成比例的大小，并且，一個或多個機器控制信號具有與一個或多個基于移動的信號的所述大小中的一個或多個成比例的大小。
17.根據權利要求15的方法，其中，確定映射包括至少部分地基于確定的輸入狀態(tài)從多個潛在映射選擇映射，多個潛在映射中的每一個與可由機器共同執(zhí)行的預定任務組對應。
18.根據權利要求15的方法，其中，綜合用戶輸入與按壓按鈕、釋放按鈕、按壓和保持按鈕、轉動撥盤、操作開關、觸摸觸敏表面和說出語音命令中的一個或多個對應。
19.根據權利要求15的方法，其中，一個或多個機器控制信號至少部分地經由無線電通信而傳輸到機器。
20.根據權利要求15的方法，其中，基于移動的輸入包括平移移動和旋轉移動中的之一或兩者。
21.根據權利要求15的方法,其中，確定的映射將兩個或更多個基于移動的并發(fā)信號映射到兩個或更多個機器控制信號。
22.根據權利要求15的方法，進一步包括基于綜合用戶輸入的操作確定啟用映射的時間間隔和從其測量基于移動的信號的初始基準位置中的之一或兩者。
23.根據權利要求15的方法，其中，機器選自包括輕工業(yè)機器、重工業(yè)機器、移動吊車、靜止吊車、混凝土泵、滑移式車輛、材料裝卸機器、流體裝卸機器、農業(yè)機器、遙測系統(tǒng)、裝載拖運傾卸機器、絞車、救援車、拖車、自推進移動平臺、采礦設備和車輛的組。
全文摘要
本發(fā)明提供用于基于對于諸如加速計的移動傳感器的基于移動的輸入控制諸如吊車或其它工業(yè)設備的機器的方法和設備。根據綜合用戶輸入選擇輸入狀態(tài)，以確定與基于移動的輸入對應的基于移動的信號與為了控制機器提供的多個機器控制信號中的一個或多個之間的映射。當輸入狀態(tài)是操作狀態(tài)時，通過映射提供機器控制信號，并且，當輸入狀態(tài)是待機狀態(tài)時，不通過映射提供機器控制信號。
文檔編號G08C17/00GK102667651SQ201080052678
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月6日 優(yōu)先權日2009年10月6日
發(fā)明者倫納德·魯迪·迪克曼 申請人:倫納德·魯迪·迪克曼