專利名稱：陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種互動(dòng)游戲的實(shí)現(xiàn)方法，尤其涉及一種陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中 的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前的互動(dòng)游戲，主要采用加速度傳感器來捕捉游戲操作者的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) 互動(dòng)游戲的控制。但在實(shí)際應(yīng)用中，采用加速度傳感器來捕捉游戲操作者的動(dòng)作有不少弱點(diǎn)。首先， 加速度傳感器由于其工作原理的限制，只能檢測(cè)到加速或減速的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于速度變化不大 的勻速運(yùn)動(dòng)或較輕微的動(dòng)作，應(yīng)用加速度傳感器往往無法很好的識(shí)別。其次，在使用加速度 傳感器檢測(cè)控制器姿態(tài)的情況下，由于姿態(tài)檢測(cè)是通過重力加速度在加速度傳感器三個(gè)軸 上的分量來實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)于控制器姿態(tài)的檢測(cè)無法在控制器劇烈運(yùn)動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)，這 會(huì)對(duì)某些互動(dòng)游戲的操作帶來一定的限制。而陀螺儀傳感器與加速度傳感器不同，它檢測(cè)的是角速度的變化。顯然，與加速度 相比，角速度的測(cè)量顯然可以應(yīng)用的范圍更廣，特別是對(duì)控制器細(xì)微動(dòng)作的捕捉，陀螺儀傳 感器與加速度傳感器相比，有很大的優(yōu)勢(shì)。因此，在互動(dòng)游戲的動(dòng)作捕捉中引入陀螺儀傳感器，可以與加速度傳感器形成較 好的互補(bǔ)，提高互動(dòng)游戲的體驗(yàn)效果。目前陀螺儀傳感器仍存在個(gè)體差異的問題，并且容易受陀螺儀傳感器使用環(huán)境變 化的影響。如何克服這些問題對(duì)分析結(jié)果的影響，是本發(fā)明需要解決的問題。由于陀螺儀傳感器提供的是角速度信號(hào)，如何將這一角速度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛?dòng)游戲 中所需的動(dòng)作控制信號(hào)，也是本發(fā)明需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，能 顯著降低陀螺儀傳感器的個(gè)體差異與使用環(huán)境對(duì)實(shí)際應(yīng)用帶來的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)互動(dòng)游戲的 操作，增加游戲的體驗(yàn)效果。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，采用游戲運(yùn)行主機(jī)和游戲控制器， 所述游戲控制器包括陀螺儀傳感器，包括如下步驟(1)游戲運(yùn)行主機(jī)接收游戲控制器傳回的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)；(2)游戲運(yùn)行主機(jī)將接收到的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)通過算法處理轉(zhuǎn)換為角速度 或角位移；(3)根據(jù)互動(dòng)游戲?qū)?dòng)作的具體要求，結(jié)合獲得的角速度或角位移信號(hào)，采用適合 的分析方式，得出需要的結(jié)果。步驟(1)中所述原始數(shù)據(jù)信息應(yīng)至少包含一個(gè)軸向的未經(jīng)處理的陀螺儀傳感器
3信號(hào)。所述游戲控制器還包括加速度傳感器，在步驟(1)和步驟(2)之間還包括步驟A 游戲運(yùn)行主機(jī)接收游戲控制器傳回的加速度傳感器原始數(shù)據(jù)；步驟A中所述原始數(shù)據(jù)信息 應(yīng)至少包含一個(gè)軸向的未經(jīng)處理的加速度傳感器信號(hào)。步驟(3)為根據(jù)互動(dòng)游戲?qū)?dòng)作的 具體要求，結(jié)合獲得的角速度或角位移和加速度信號(hào)，采用適合的分析方式，得出需要的結(jié)^ ο步驟(2)所述的算法處理會(huì)對(duì)陀螺儀傳感器的個(gè)體差異和環(huán)境影響進(jìn)行處理。步驟(2)所述的算法處理包括濾波處理。如果游戲運(yùn)行主機(jī)接收的數(shù)據(jù)中包括三軸的加速度傳感器信號(hào)，則根據(jù)需要，對(duì) 計(jì)算得到的角速度或角位移結(jié)合三軸加速度信號(hào)做游戲控制器的姿態(tài)校正。所述游戲運(yùn)行主機(jī)是計(jì)算機(jī)、專用游戲主機(jī)或其它運(yùn)行互動(dòng)游戲的設(shè)備。所述游戲控制器可以是游戲手柄、手機(jī)、鼠標(biāo)、遙控器等所有能發(fā)送所需信號(hào)的電 子設(shè)備。本發(fā)明有益效果在于本發(fā)明通過分析游戲操作者手持的控制器發(fā)送至主機(jī)的陀 螺儀傳感器數(shù)據(jù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)互動(dòng)游戲的操作，增加游戲的體驗(yàn)效果。本發(fā)明在捕捉游戲控制 器操作者細(xì)微動(dòng)作時(shí)有較好的效果，并且通過算法計(jì)算，可以顯著降低陀螺儀傳感器的個(gè) 體差異與使用環(huán)境對(duì)實(shí)際應(yīng)用帶來的影響。


圖1是本發(fā)明陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明技術(shù)方案涉及的硬件包括以下兩個(gè)部分游戲運(yùn)行主機(jī)和游戲控制器。在本發(fā)明技術(shù)方案中，游戲控制器需要將至少一個(gè)軸向的陀螺儀傳感器輸出的原 始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到游戲運(yùn)行主機(jī)，在整個(gè)過程中不參與數(shù)據(jù)的分析和處理。游戲控制器可以是 游戲手柄、手機(jī)、鼠標(biāo)、遙控器等所有能發(fā)送所需信號(hào)的電子設(shè)備。本發(fā)明技術(shù)方案的所有實(shí)現(xiàn)都在游戲運(yùn)行主機(jī)中進(jìn)行。游戲運(yùn)行主機(jī)可以是計(jì)算 機(jī)、專用游戲主機(jī)或其它可以運(yùn)行互動(dòng)游戲的設(shè)備。本發(fā)明陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，采用游戲運(yùn)行主機(jī)和游戲控制 器，該游戲控制器包括陀螺儀傳感器和加速度傳感器(見圖1)，該方法主要包含以下幾個(gè) 步驟1.游戲運(yùn)行主機(jī)接收游戲控制器傳回的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)。該原始數(shù)據(jù)信息 應(yīng)至少包含一個(gè)軸向的未經(jīng)處理的陀螺儀傳感器信號(hào)。2.游戲運(yùn)行主機(jī)接收游戲控制器傳回的加速度傳感器原始數(shù)據(jù)。該原始數(shù)據(jù)信息 應(yīng)至少包含一個(gè)軸向的未經(jīng)處理的加速度傳感器信號(hào)。加速度傳感器在本發(fā)明技術(shù)方案中 并不是必須的，但它的存在可以與陀螺儀傳感器在某些方面形成互補(bǔ)，提高分析方法的靈 活性，使游戲操作者在互動(dòng)游戲中獲得更好的游戲體驗(yàn)。如果接收的數(shù)據(jù)中包括三軸的加 速度傳感器信號(hào)，則可以根據(jù)需要，對(duì)計(jì)算得到的角速度或角位移結(jié)合三軸加速度信號(hào)做
4游戲控制器的姿態(tài)校正。3.游戲運(yùn)行主機(jī)將接收到的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)通過算法處理轉(zhuǎn)換為角速度 或角位移。算法中會(huì)對(duì)陀螺儀傳感器的個(gè)體差異和環(huán)境影響進(jìn)行處理。該算法處理包括濾 波處理。以下以一種對(duì)陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)的處理方式為例具體說明算法處理的方法，主要 包括如下幾部分(不采用三軸加速度姿態(tài)校準(zhǔn)，游戲控制器以游戲手柄為例)(1)在穩(wěn)定情況下采集陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)作為陀螺儀的零點(diǎn)位置。在還未獲得該 零點(diǎn)位置的情況下，在算法中采用默認(rèn)值代替。若當(dāng)前使用的游戲手柄支持?jǐn)?shù)據(jù)寫入功能， 可將當(dāng)前采集到的零點(diǎn)位置寫入游戲手柄。(2)將采集到的陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)做濾波處理，盡量避免將一些細(xì)微的抖動(dòng)傳入 后面的計(jì)算步驟。(3)將經(jīng)過濾波處理的陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)與零點(diǎn)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出的差值 可作為游戲手柄的角速度使用。(4)將得到的角速度值進(jìn)行累加，當(dāng)累加值超過某閾值時(shí)，角位移加一個(gè)單位，同
時(shí)累加值清零。(5)此時(shí)獲得的角位移量可以在互動(dòng)游戲中使用。4.根據(jù)互動(dòng)游戲?qū)?dòng)作的具體要求，結(jié)合獲得的角速度、角位移和加速度等信號(hào)， 采用適合的分析方式(之前列舉的分析處理方法是實(shí)際應(yīng)用中的一種，適用于無需游戲手 柄姿態(tài)校準(zhǔn)的場(chǎng)合下獲取游戲手柄角位移)，得出需要的結(jié)果。由于每個(gè)互動(dòng)游戲?qū)ν婕宜龅膭?dòng)作有不同的要求，現(xiàn)以高爾夫球游戲?yàn)槔?細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。高爾夫球的游戲動(dòng)作主要分為擊球前對(duì)球桿的位置控制與揮桿擊球兩部分。首先是擊球前對(duì)球桿的位置控制，要求做到控制器持有者所做的球桿控制動(dòng)作與 游戲中游戲人物所做的動(dòng)作一致。這一功能的實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)軸向的陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)，這 一軸向應(yīng)與揮桿動(dòng)作平面保持垂直，以保證陀螺儀傳感器可以感測(cè)到動(dòng)作軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)狀 態(tài)。采集的陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過算法處理(之前所列舉的處理方法可以用于高爾夫球的 動(dòng)作分析)后可以轉(zhuǎn)換為角位移，從而對(duì)游戲中的球桿位置進(jìn)行控制。其次是對(duì)揮桿擊球的動(dòng)作進(jìn)行控制，要求做到控制器持有者做出擊球動(dòng)作的同 時(shí)，游戲中游戲人物也應(yīng)該將球擊出。這個(gè)功能可以在球桿位置控制功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，當(dāng) 球桿位置超過擊球點(diǎn)時(shí)，可以判斷已將球擊出，擊球的力量可以綜合擊球時(shí)球桿的角度變 化量、擊球前球桿停留位置和擊球后球桿停留位置來判斷。在分析過程中增加以下兩方面可以提高游戲的體驗(yàn)效果第一，引入與當(dāng)前陀螺 儀傳感器軸向垂直的軸向上的陀螺儀傳感器信號(hào)，用于檢測(cè)在擊球的過程中動(dòng)作有沒有向 左或向右偏，在游戲中對(duì)應(yīng)的反應(yīng)是擊出球以后，球的飛行路線向左或向右偏，如果在整個(gè) 擊球過程中操作者的動(dòng)作十分標(biāo)準(zhǔn)，那么游戲中球會(huì)按照正常的路線飛行。第二，引入加速 度傳感器信號(hào)，作為擊球力量大小的輔助判斷依據(jù)。相似的分析方式，還可以將其運(yùn)用到棒球等其他游戲控制中。
權(quán)利要求
一種陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，采用游戲運(yùn)行主機(jī)和游戲控制器，所述游戲控制器包括陀螺儀傳感器，包括如下步驟(1)游戲運(yùn)行主機(jī)接收游戲控制器傳回的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)；(2)游戲運(yùn)行主機(jī)將接收到的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)通過算法處理轉(zhuǎn)換為角速度或角位移；(3)根據(jù)互動(dòng)游戲?qū)?dòng)作的具體要求，結(jié)合獲得的角速度或角位移信號(hào)，采用適合的分析方式，得出需要的結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟(1) 中所述原始數(shù)據(jù)信息應(yīng)至少包含一個(gè)軸向的未經(jīng)處理的陀螺儀傳感器信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述 游戲控制器還包括加速度傳感器，在步驟(1)和步驟(2)之間還包括步驟A 游戲運(yùn)行主機(jī) 接收游戲控制器傳回的加速度傳感器原始數(shù)據(jù)；步驟(3)為根據(jù)互動(dòng)游戲?qū)?dòng)作的具體要 求，結(jié)合獲得的角速度或角位移和加速度信號(hào)，采用適合的分析方式，得出需要的結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟A中 所述原始數(shù)據(jù)信息應(yīng)至少包含一個(gè)軸向的未經(jīng)處理的加速度傳感器信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟(2) 所述的算法處理會(huì)對(duì)陀螺儀傳感器的個(gè)體差異和環(huán)境影響進(jìn)行處理。
6.如權(quán)利要求1或5所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于步 驟(2)所述的算法處理包括濾波處理。
7.如權(quán)利要求3所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于如果游 戲運(yùn)行主機(jī)接收的數(shù)據(jù)中包括三軸的加速度傳感器信號(hào)，則根據(jù)需要，對(duì)計(jì)算得到的角速 度或角位移結(jié)合三軸加速度信號(hào)做游戲控制器的姿態(tài)校正。
8.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述游 戲運(yùn)行主機(jī)是計(jì)算機(jī)、專用游戲主機(jī)或其它運(yùn)行互動(dòng)游戲的設(shè)備。
9.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述游 戲控制器是包括游戲手柄、手機(jī)、鼠標(biāo)、遙控器的所有能發(fā)送所需信號(hào)的電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陀螺儀傳感器在互動(dòng)游戲中的實(shí)現(xiàn)方法，采用游戲運(yùn)行主機(jī)、游戲控制器和陀螺儀傳感器，包括如下步驟(1)游戲運(yùn)行主機(jī)接收游戲控制器傳回的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)；(2)游戲運(yùn)行主機(jī)將接收到的陀螺儀傳感器原始數(shù)據(jù)通過算法處理轉(zhuǎn)換為角速度或角位移；(3)根據(jù)互動(dòng)游戲?qū)?dòng)作的具體要求，結(jié)合獲得的角速度或角位移信號(hào)，采用適合的分析方式，得出需要的結(jié)果。本發(fā)明通過分析游戲操作者手持的控制器發(fā)送至主機(jī)的陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)互動(dòng)游戲的操作，增加游戲的體驗(yàn)效果。
文檔編號(hào)G01P15/18GK101879376SQ20091005718
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者李霆 申請(qǐng)人:鼎億數(shù)碼科技(上海)有限公司;鼎億公司