專利名稱：人機互動系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及體感技術，特別是涉及一種能夠增強互動性的人機互動系統(tǒng)和方法。
背景技術：
人機互動技術如體感游戲等由于其兼有健身和娛樂的目的而倍受人們的喜愛。目前現(xiàn)有的人機互動技術如體感游戲等通常是通過計算機和體感控制裝置來實現(xiàn)或者是通過電視機、機頂盒以及體感控制裝置來實現(xiàn)。體感控制裝置如游戲手柄等，體感控制裝置通常會被用戶單手或者雙手握于手中，并進行操作?，F(xiàn)有的體感控制裝置的形狀通常會設計的便于被用戶握持，如設計為帶有曲線形狀的結構等。發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明過程中發(fā)現(xiàn)人機互動技術如體感游戲的種類繁多，而有的人機互動體感游戲并不適合使用現(xiàn)有的被握持于手中的體感控制裝置來實現(xiàn)，一個具體的例子，現(xiàn)有的樂隊指揮體感游戲、投擲標槍體感游戲、球類體感游戲以及跑步體感游戲等不適合使用現(xiàn)有的被握持于手中的體感控制裝置來實現(xiàn)。另外，平板電腦、移動電話、以及機頂盒等設備的普及程度日漸廣泛，針對上述設備的人機互動也是一個潛在的市場需求。有鑒于上述現(xiàn)有的人機互動技術存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新的人機互動系統(tǒng)和方法，能夠克服現(xiàn)有的人機互動技術存在的缺陷，使其更具有實用性。經過不斷的研究設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的人機互動技術存在的缺陷，而提供一種新的人機互動系統(tǒng)和方法，所要解決的技術問題是，提高人機互動實現(xiàn)方式的多樣性，從而提高用戶的參與積極性，非常適于實用。本發(fā)明的目的以及解決其技術問題可以采用以下的技術方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種人機互動系統(tǒng)，包括被控制設備和至少一個手戴體感控制裝置；所述手戴體感控制裝置包括至少一個指裝置和一個腕裝置，且所述指裝置與所述腕裝置通過連接線電性連接；指裝置包括戴在用戶手指上的指環(huán)基材；方位傳感器，設置于所述指環(huán)基材上，輸出其采集的方位監(jiān)測信號，且所述方位傳感器包括慣性傳感器和地磁傳感器中的至少一個；所述腕裝置包括戴在用戶手腕上的腕環(huán)基材；設置于腕環(huán)基材上并用于向所述被控制設備發(fā)送無線信號的第一無線接口模塊；控制模塊，設置于所述腕環(huán)基材上，與所述方位傳感器和第一無線接口模塊均連接，接收方位傳感器輸出的方位監(jiān)測信號，并通過所述第一無線接口模塊向所述被控制設備發(fā)送所述方位監(jiān)測信號；電源模塊，設置于腕環(huán)基材上，為第一無線接口模塊、方位傳感器以及控制模塊提供電力能源；所述被控制設備包括第二無線接口模塊，用于接收所述手戴體感控制裝置發(fā)送的無線信號；信號處理模塊，用于將所述第二無線接口模塊接收到的無線信號轉換為控制命令，并輸出；執(zhí)行模塊，用于執(zhí)行所述信號處理模塊輸出的控制命令。本發(fā)明的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實現(xiàn)。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中指環(huán)基材包含有容置空間，方位傳感器設置于所述指環(huán)基材的容置空間中；且所述腕環(huán)基材包含有容置空間，所述無線接口模塊、控制模塊以及電源模塊設置于所述腕環(huán)基材的容置空間中。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中第一無線接口模塊和第二無線接口模塊包括藍牙模塊、2. 4GHz無線模塊、WIFIjP /或者紅外模塊；所述被控制設備包括平板電腦、移動電話、機頂盒或者計算機。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中腕裝置還包括方位傳感器，設置于所述腕環(huán)基材上，與所述控制模塊連接，且所述方位傳感器包括慣性傳感器和地磁傳感器中的至少一個。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中所述慣性傳感器包括重力加速度傳感器，與所述控制模塊和所述電壓模塊連接，用于采集重力加速度傳感信號；和/或，陀螺儀，與所述控制模塊和所述電源模塊連接，用于產生采集信號。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中在所述指裝置和/或腕裝置包括重力加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器的情況下，所述信號處理模塊還用于利用所述地磁傳感器采集的方向參數(shù)對所述重力加速度傳感信號和所述陀螺儀產生的采集信號進行位置校正處理，并根據(jù)位置校正后的位置信息產生控制命令。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中指裝置還包括發(fā)光模塊，通過連接線與所述控制模塊和所述電源模塊連接；和/或，腕裝置還包括發(fā)光模塊，與所述控制模塊和所述電源模塊連接；所述控制模塊還用于控制發(fā)光模塊的發(fā)光。本發(fā)明提供的一種人機互動方法，包括戴在用戶手指和手腕上的手戴體感控制裝置采集方位監(jiān)測信號，所述方位監(jiān)測信號包括基于慣性傳感器和/或地磁傳感器的采集信號；所述手戴體感控制裝置通過無線方式向被控制設備發(fā)送所述方位監(jiān)測信號；所述被控制設備將接收到的方位監(jiān)測信號轉換為控制命令；所述被控制設備執(zhí)行該控制命令。較佳的，前述的人機互動方法，其中所述基于慣性傳感器的采集信號包括基于重力加速度傳感器的重力加速度傳感信號和/或基于陀螺儀的采集信號。較佳的，前述的人機互動方法，其中所述方法還包括所述被控制設備利用所述方向參數(shù)對所述重力加速度傳感信號和采集信號進行位置校正處理，并根據(jù)位置校正后的位置信息產生控制命令。借由上述技術方案，本發(fā)明的人機互動系統(tǒng)和方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明通過將方位傳感器、無線接口模塊以及控制模塊布設在指環(huán)基材和腕環(huán)基材上，由于指環(huán)基材可以戴在用戶的手指上而腕環(huán)基材可以戴在用戶的手腕上，因此，本發(fā)明的手戴體感控制裝置可以布設在用戶的手指和手腕上，從而使體感控制裝置可以不必須被用戶握持在手中；本發(fā)明通過在被控制設備中設置信號處理模塊，使被控制設備可以將手戴體感控制裝置傳輸來的信號轉換為控制命令，被控制設備通過執(zhí)行該控制命令，實現(xiàn)了人機互動；從而本發(fā)明使人機互動可以基于被控制設備(如平板電腦、移動電話、機頂盒以及計算機等)和手戴體感控制裝置實現(xiàn)，提高了人機互動方式的多樣性。綜上所述，本發(fā)明能夠提高人機互動的實現(xiàn)多樣性，從而提高用戶參與積極性。本發(fā)明在技術上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖詳細說明如下。


圖1為本發(fā)明的人機互動系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明的人機互動系統(tǒng)中的手戴體感控制裝置立體示意圖；圖3為本發(fā)明的人機互動方法流程圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的人機互動系統(tǒng)和方法其具體實施方式
、結構、特征、步驟及其功效，詳細說明如后。實施例一、人機互動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的具體結構如圖1所示。圖1示出的人機互動系統(tǒng)包括一個手戴體感控制裝置I (如附圖2所示)和一個被控制設備2，被控制設備如平板電腦、移動電話、機頂盒、電視機、電視機頂盒一體機、筆記本計算機或者臺式計算機等。手戴體感控制裝置I和被控制設備2無線連接。需要說明的是，在實際應用中，該系統(tǒng)可以包括多個手戴體感控制裝置I，也就是說，每一個用戶可以手帶一個或兩個手戴體感控制裝置I與被控制設備2進行人機互動。圖1示出的手戴體感控制裝置I主要包括一個或多個指裝置11、連接線12以及腕裝置13，且一個腕裝置13通過連接線12與一個或者多個指裝置11連接。指裝置11主要用于產生方位傳感信號，并將方位傳感信號通過連接線12傳輸至腕裝置13。一個指裝置11可以包括指環(huán)基材111和方位傳感器112。另外，指裝置11還可以包括發(fā)光模塊以及至少一個按鍵。上述方位傳感器112可以包括重力加速度傳感器、陀螺儀以及地磁傳感器中的至少一個。連接線12主要用于連接指裝置11和腕裝置13。該連接包括信號連接和電力傳輸連接，這樣，腕裝置13可以為指裝置11提供電力資源，而指裝置11可以向腕裝置13傳輸其采集的信號。該連接線12可以采用軟排線的形式。腕裝置13主要用于為指裝置11提供電力資源，接收指裝置11傳輸來的采集信號，并與被控制設備2進行信息交互。腕裝置13主要包括腕環(huán)基材131、第一無線接口模塊132、控制模塊133以及電源模塊134。另外腕裝置13還可以包括發(fā)光模塊、方位傳感器以及至少一個按鍵。該方位傳感器可以包括重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器中的至少一個。圖1示出的被控制設備2主要包括第二無線接口模塊21、信號處理模塊22以及執(zhí)行模塊23。下面對指裝置11、腕裝置13以及被控制設備2所包含的各元件進行逐一說明。指環(huán)基材111可以戴在用戶的手指上，如環(huán)套在用戶的手指上。指環(huán)基材111的外在形狀可以為全環(huán)形指環(huán)(即開口封閉的環(huán)狀)，也可以為半環(huán)形指環(huán)(即開口不封閉的環(huán)狀)等。該指環(huán)基材111可以通過外力打開，以方便用戶將其套在手指上(如附圖2所示)。本發(fā)明不限制指環(huán)基材111所表現(xiàn)出的具體形狀。指環(huán)基材111的主要作用在于承載指裝置11中的其它元件，并將指裝置11中的其它元件環(huán)套在用戶的手指上。指環(huán)基材111可以采用現(xiàn)有的多種材料制成，如利用軟質材料或者硬質材料制成。軟質材料如橡膠或者棉布或者彈性塑料等。硬質材料如金屬或者樹脂等。指環(huán)基材111可以為透明材質，也可以為非透明材質。上述指環(huán)基材111中可以設置有容置空間，例如，指環(huán)基材111為內部設有空穴的中空指環(huán)。該容置空間主要用于容置重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器以及發(fā)光模塊中的至少一個，這樣，在指環(huán)基材111的外部不會很輕易地觸碰到被封裝于其中的元件。另外，重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器以及發(fā)光模塊中的至少一個也可以設置在指環(huán)基材111的內表面或外表面，這樣，在指環(huán)基材111的外部可以較容易的觸碰到設置在內表面或者外表面上設置的元件。指裝置11中的重力加速度傳感器設置于指環(huán)基材111上，如設置于指環(huán)基材111的容置空間中。重力加速度傳感器通過連接線12與腕裝置13中的控制模塊133和電源模塊134分別連接，重力加速度傳感器還可以進一步的通過控制模塊133與第一無線接口模塊132連接。重力加速度傳感器主要用于產生重力加速度傳感信號。該重力加速度傳感信號依次通過連接線12、控制模塊133以及第一無線接口模塊132傳輸至被控制設備2。例如，重力加速度傳感信號可以先通過連接線12傳輸至控制模塊133并由控制模塊133進行處理，之后，再由控制模塊133將處理后的信號通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送出去。指裝置11中的陀螺儀設置于指環(huán)基材111上，如設置于指環(huán)基材111的容置空間中。陀螺儀通過連接線12與腕裝置13中的控制模塊133和電源模塊134分別連接。陀螺儀即角運動檢測裝置，主要用于產生采集數(shù)據(jù)。陀螺儀可以將其感知到的角速度的變化轉換為電信號，從而產生采集數(shù)據(jù)。陀螺儀產生的采集數(shù)據(jù)可以通過連接線12、控制模塊133以及第一無線接口模塊132傳輸至被控制設備2。一個具體的例子，陀螺儀產生的采集數(shù)據(jù)可以先通過連接線12傳輸至控制模塊133并由控制模塊133進行處理，之后，再由控制模塊133將處理后的信號通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送出去。指裝置11中的地磁傳感器設置于指環(huán)基材111上，如設置于指環(huán)基材111的容置空間中。地磁傳感器通過連接線12與腕裝置13中的控制模塊133和電源模塊134分別連接。地磁傳感器主要用于采集磁場矢量信息。被控制設備2可以利用地磁傳感器采集到的磁場矢量信息對重力加速度傳感器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)進行位置校正。地磁傳感器采集到的磁場矢量信息可以依次通過連接線12、控制模塊133以及第一無線接口模塊132傳輸至被控制設備2。一個具體的例子，地磁傳感器采集到的磁場矢量信息可以先通過連接線12傳輸至控制模塊133并由控制模塊133進行處理，之后，再由控制模塊133將處理后的信號通過第一無線接口模塊132發(fā)送出去。指裝置11中的發(fā)光模塊設置于指環(huán)基材111上，例如，設置于指環(huán)基材111的容置空間中。發(fā)光模塊通過連接線12與腕裝置13中的控制模塊133和電源模塊134分別連接。發(fā)光模塊主要用于產生光源。發(fā)光模塊可以在腕裝置13中的控制模塊133的控制下發(fā)光，例如，腕裝置13中的控制模塊133控制指裝置11中的發(fā)光模塊常亮；再例如，腕裝置13中的控制模塊133根據(jù)被控制設備2傳輸來的信號控制指裝置11中的發(fā)光模塊閃爍等。另外，指裝置11中的發(fā)光模塊也可以在其上設置的按鍵的控制下發(fā)光。該發(fā)光模塊可以包括LED燈等。指裝置11中的按鍵設置于指環(huán)基材111上。指環(huán)基材111上可以設置有一個或多個按鍵。指環(huán)基材111上的按鍵可以為指裝置11和/或腕裝置13中的發(fā)光模塊的開關按鍵，也可以為一鍵激活手戴體感裝置I的按鍵。腕環(huán)基材131可以戴在用戶的手腕上，例如環(huán)套在用戶的手腕上。腕環(huán)基材131的外在形狀可以為全環(huán)形腕環(huán)(即開口封閉的環(huán)狀)，也可以為半環(huán)形腕環(huán)(即開口不封閉的環(huán)狀)等。本發(fā)明不限制腕環(huán)基材131所表現(xiàn)出的具體形狀。腕環(huán)基材131的主要作用在于承載其它元件，并將其它元件環(huán)套在用戶的手腕上。腕環(huán)基材131可以采用現(xiàn)有的多種材料制成，如利用軟質材料或者硬質材料制成。軟質材料如橡膠或者棉布或者彈性塑料等。硬質材料如金屬或者樹脂等。腕環(huán)基材131可以為透明材質，也可以為非透明材質。上述腕環(huán)基材131中可以設置有容置空間，例如，腕環(huán)基材131為內部設有空穴的中空腕環(huán)。該容置空間主要用于容置第一無線接口模塊132、控制模塊133、電源模塊134、重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器以及發(fā)光模塊中的至少一個，這樣，在腕環(huán)基材131的外部不會很輕易地觸碰到被封裝于其中的元件。另外，第一無線接口模塊132、控制模塊133、電源模塊134、重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器以及發(fā)光模塊中的至少一個也可以設置在腕環(huán)基材131的內表面或外表面，這樣，在腕環(huán)基材131的外部可以較容易的觸碰到設置在內表面或者外表面上設置的元件。第一無線接口模塊132設置于腕環(huán)基材131上，如設置于腕環(huán)基材131的容置空間中。第一無線接口模塊132與控制模塊133和電源模塊134分別連接，第一無線接口模塊132可以通過控制模塊133與腕裝置13中的重力加速度傳感器、陀螺儀以及地磁傳感器分別連接。第一無線接口模塊132還可以通過控制模塊133和連接線12與指裝置11中的重力加速度傳感器、陀螺儀以及地磁傳感器分別連接。第一無線接口模塊132主要用于手戴體感控制裝置I與被控制設備2 (如計算機或機頂盒或電視機或電視機頂盒一體機或游戲機或平板電腦或移動電話等)進行信息交互，即控制模塊133通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送無線信號，并通過第一無線接口模塊132接收被控制設備2發(fā)送來的無線信號。例如，控制模塊133通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送重力加速度傳感器采集到的重力加速度傳感信號等。從無線傳輸技術類型上劃分，第一無線接口模塊132具體可以為藍牙(Bluetooth)模塊、2. 4GHz無線模塊、W1-Fi (無線高保真)模塊、以及紅外模塊等中的任意一種或者多種。本發(fā)明不限制第一無線接口模塊132的具體表現(xiàn)形式?？刂颇K133設置于腕環(huán)基材131上，例如設置于腕環(huán)基材131的容置空間中?？刂颇K133可以為一小芯片。控制模塊133與第一無線接口模塊132、指裝置11中的方位傳感器112、腕裝置13中的方位傳感器以及電源模塊134分別連接?？刂颇K133還可以與指裝置11中的發(fā)光模塊和腕裝置13中的發(fā)光模塊分別連接?？刂颇K133主要用于接收指裝置11中的方位傳感器112以及腕裝置13中的方位傳感器輸出的方位監(jiān)測信號(如重力加速度傳感器輸出的重力加速度傳感信號等)，并將該方位監(jiān)測信號通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送?？刂颇K133可以在對其接收到的方位監(jiān)測信號進行必要的處理(如格式轉換打包等)后再通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送?？刂颇K133接收到的方位監(jiān)測信號可以為重力加速度傳感信號、基于陀螺儀的采集信號以及基于地磁傳感器的方向參數(shù)中的至少一個?？刂颇K133可以將接收到的陀螺儀輸出的采集信號通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送?？刂颇K133可以在對其接收到的采集信號進行必要的處理(如格式轉換打包等)后通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送。控制模塊133還可以將其接收到的地磁傳感器輸出的磁場矢量信息(即方向參數(shù))通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送?？刂颇K133可以對其接收到的磁場矢量信息進行必要的處理(如格式轉換打包等)后通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送?？刂颇K133在通過第一無線接口模塊132接收到被控制設備2傳輸來的無線信號后，可以對其接收到的信息進行解析，以便于對指裝置11和腕裝置13中的發(fā)光模塊是否發(fā)光進行控制?？刂颇K133可以采用現(xiàn)有的解析技術進行信息解析，本發(fā)明不限制控制模塊133所采用的具體解析方式。電源模塊134設置于腕環(huán)基材131上，例如，設置于腕環(huán)基材131的容置空間中。電源模塊134可以通過電源線為腕裝置13中的第一無線接口模塊132、控制模塊133、重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器以及發(fā)光模塊分別提供電力能源。電源模塊134可以通過連接線12為指裝置11中的重力加速度傳感器、陀螺儀、地磁傳感器以及發(fā)光模塊分別提供電力能源。電源模塊134具體可以包括紐扣電池(即扣子式電池)，該紐扣電池可以為具有充電特性的紐扣電池，也可以是不具有充電特性的紐扣電池。電源模塊134還可以是具有充電特性/不具有充電特性的鋰電池或者堿性電池等。腕裝置13中的重力加速度傳感器設置于腕環(huán)基材131上，如設置于腕環(huán)基材131的容置空間中。該重力加速度傳感器與控制模塊133和電源模塊134分別連接，重力加速度傳感器還可以進一步的通過控制模塊133與第一無線接口模塊132連接。腕裝置13中的重力加速度傳感器用于產生重力加速度傳感信號。該重力加速度傳感信號依次通過控制模塊133以及第一無線接口模塊132傳輸至被控制設備2。例如，重力加速度傳感信號由控制模塊133進行處理，之后，再由控制模塊133將處理后的信號通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送出去。腕裝置13中的陀螺儀設置于腕環(huán)基材131上，如設置于腕環(huán)基材131的容置空間中。該陀螺儀與控制模塊133和電源模塊134分別連接。陀螺儀即角運動檢測裝置。陀螺儀主要用于產生采集數(shù)據(jù)。陀螺儀可以將其感知到的角速度的變化轉換為電信號，從而產生采集數(shù)據(jù)。陀螺儀產生的采集數(shù)據(jù)可以通過控制模塊133和第一無線接口模塊132傳輸至被控制設備2。一個具體的例子，陀螺儀產生的采集數(shù)據(jù)可以先由控制模塊133進行處理，之后，再由控制模塊133將處理后的信號通過第一無線接口模塊132向被控制設備2發(fā)送出去。
地磁傳感器設置于腕環(huán)基材131上，例如，設置于腕環(huán)基材131的容置空間中。地磁傳感器與控制模塊133和電源模塊134分別連接。地磁傳感器主要用于采集磁場矢量信息。被控制設備2可以利用該地磁傳感器采集到的磁場矢量信息對腕裝置13中的重力加速度傳感器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)進行位置校正。地磁傳感器采集到的磁場矢量信息可以通過控制模塊133和第一無線接口模塊132傳輸至被控制設備2。一個具體的例子，地磁傳感器采集到的磁場矢量信息可以先由控制模塊133進行處理，之后，再由控制模塊133將處理后的信號通過第一無線接口模塊132發(fā)送出去。腕裝置13中的發(fā)光模塊設置于腕環(huán)基材131上，例如，設置于腕環(huán)基材131的容置空間中。該發(fā)光模塊與控制模塊133和電源模塊134分別連接。發(fā)光模塊主要用于產生光源。發(fā)光模塊可以在控制模塊133的控制下發(fā)光，例如，控制模塊133控制發(fā)光模塊常亮；再例如，控制模塊133根據(jù)被控制設備2傳輸來的信號控制發(fā)光模塊閃爍等。發(fā)光模塊可以包括LED燈等。腕裝置13中的按鍵設置于腕環(huán)基材131上。腕環(huán)基材131上可以設置有一個或多個按鍵。腕環(huán)基材131上的按鍵可以為指裝置11和/或腕裝置13中的發(fā)光模塊的開關按鍵，也可以為一鍵激活手戴體感控制裝置I的按鍵，從而在被控制設備2上注冊該手戴體感控制裝置，并可以即時使用該手戴體感控制裝置I來對被控制設備2進行控制。第二無線接口模塊21與信號處理模塊22連接。第二無線接口模塊21主要用于與手戴體感控制裝置I建立無線連接，并與手戴體感控制裝置I進行信息交互，即被控制設備2通過第二無線接口模塊21向手戴體感控制裝置I發(fā)送無線信號，并通過第二無線接口模塊21接收手戴體感控制裝置I發(fā)送來的無線信號。第二無線接口模塊21接收到的手戴體感控制裝置I發(fā)送來的無線信號如重力加速度傳感信號、基于陀螺儀的采集信號以及磁場矢量息等。從無線傳輸技術類型上劃分，第二無線接口模塊21具體可以為藍牙(Bluetooth)模塊、2. 4GHz無線模塊、W1-Fi (無線高保真)模塊、以及紅外模塊等中的任意一種或者多種。本發(fā)明不限制第二無線接口模塊21的具體表現(xiàn)形式。另外，第二無線接口模塊21與第一無線接口模塊12的接口類型應相同。信號處理模塊22與第二無線接口模塊21和執(zhí)行模塊23分別連接。信號處理模塊22主要用于將第二無線接口模塊21接收到的無線信號轉換為控制命令，并將該控制命令提供給執(zhí)行模塊23。這里的控制命令如體感游戲控制命令或者被控制設備2的功能管理控制命令或者被控制設備2的文件管理控制命令等。一個具體的例子，在信號處理模塊22接收到的無線信號包括重力加速度傳感器采集到的重力加速度傳感信號、基于陀螺儀的采集信號以及基于地磁傳感器采集到的磁場矢量信息的情況下，信號處理模塊22利用磁場矢量信息對基于重力加速度傳感信號和基于陀螺儀的采集信號獲得的位置信息進行位置校正，以消除重力加速度傳感器和陀螺儀的誤差積累以及位置漂移。該校正后的位置信息可以轉換為控制命令提供給執(zhí)行模塊23。本發(fā)明中的信號處理模塊22可以采用現(xiàn)有的技術對重力加速度傳感信號和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)進行位置校正處理，本發(fā)明不限制信號處理模塊22進行位置校正處理的具體實現(xiàn)過程。信號處理模塊22提供給執(zhí)行模塊23的基于校正后的位置信息轉換成的控制命令可以使用于后續(xù)的多種應用中，如應用在空中鼠標技術中，可以使被控制設備2上顯示的鼠標靈活且可操作性強。再例如，使用在體感游戲中，可以使被控制設備2能夠支持類型更加豐富的體感游戲。另外，信號處理模塊22還可以通過第二無線接口模塊21向手戴體感控制裝置I發(fā)送光源控制信號，以控制手戴體感控制裝置I的發(fā)光模塊是否發(fā)光。執(zhí)行模塊23與信號處理模塊22連接。執(zhí)行模塊23主要用于執(zhí)行信號處理模塊22傳輸來的控制命令。這里的控制命令如上/下翻頁控制命令或者向前行進的游戲控制命令或者向后退的游戲控制命令等等。本發(fā)明不限制控制命令的具體表現(xiàn)形式。上述描述是以人機互動系統(tǒng)包括一個手戴體感控制裝置I為例進行說明的，如果人機互動系統(tǒng)包括多個手戴體感控制裝置1，則被控制設備2的信號處理模塊22可以根據(jù)手戴體感控制裝置I發(fā)送來的信號中攜帶的相應信息識別出該信號是哪個手戴體感控制裝置I發(fā)送來的，從而信號處理模塊22可以根據(jù)多個手戴體感控制裝置I發(fā)送來的信號來執(zhí)行不同的控制命令。實施例二、人機互動方法。本實施例的人機互動方法的大致流程如圖3所示。圖3示出的人機互動方法包括如下步驟S200、戴在用戶手指和手腕上的至少一個手戴體感控制裝置采集方位監(jiān)測信號。具體的，如果手戴體感控制裝置中設置有重力加速度傳感器，則手戴體感控制裝置可以獲取重力加速度傳感信號。如果手戴體感控制裝置中設置有陀螺儀，則手戴體感控制裝置可以獲取到基于陀螺儀的采集信號。如果手戴體感控制裝置中設置有地磁傳感器，則手戴體感控制裝置可以獲取到方向參數(shù)。手戴體感控制裝置的結構以及采集方位監(jiān)測信號的具體實現(xiàn)過程如上述系統(tǒng)實施例中的描述。S210、手戴體感控制裝置通過無線方式向被控制設備發(fā)送其采集到的方位監(jiān)測信號，如重力加速度傳感信號等。被控制設備如平板電腦、移動電話、機頂盒、筆記本計算機或者臺式計算機等等。下面以平板電腦為例對本實施例進行說明。具體的，手戴體感控制裝置可以通過藍牙、2. 4GHz、W1-Fi以及紅外等方式向平板電腦發(fā)送重力加速度傳感信號。另外，在手戴體感控制裝置獲取到基于陀螺儀的采集信號和/或基于地磁傳感器的方向參數(shù)的情況下，手戴體感控制裝置還可以通過無線方式向平板電腦發(fā)送基于陀螺儀的采集信號和/或基于地磁傳感器的方向參數(shù)。本發(fā)明不限制手戴體感控制裝置向平板電腦發(fā)送無線信號所采用的具體協(xié)議以及消息格式等。S220、平板電腦將接收到的方位監(jiān)測信號轉換為控制命令。具體的，平板電腦可以采用現(xiàn)有的算法將方位監(jiān)測信號轉換為控制命令，且該控制命令可以為現(xiàn)有的多種形式的控制命令，例如，體感游戲控制命令、平板電腦的功能管理控制命令、或者平板電腦的文件管理控制命令等。在平板電腦接收到多個手戴體感控制裝置傳輸來的方位監(jiān)測信號(如重力加速度傳感信號)的情況下，平板電腦可以根據(jù)其接收到的傳感信號確定出每個手戴體感控制裝置的位置，從而平板電腦可以轉換出不同的控制命令，以實現(xiàn)多方游戲等應用。另外，平板電腦可以結合重力加速度傳感信號和基于陀螺儀的采集信號來進行控制命令的轉換操作。結合重力加速度傳感信號和基于陀螺儀的采集信號來進行控制命令的轉換操作可以使平板電腦更加準確的確定出手戴體感控制裝置的位置，從而平板電腦可以轉換出與用戶的手勢位置更加相符的控制命令。還有，平板電腦可以利用其接收到的方向參數(shù)對重力加速度傳感信號和采集信號進行位置校正處理，以消除重力加速度傳感器和陀螺儀的誤差積累以及位置漂移，之后，平板電腦將該校正后的位置信息轉換為控制命令。本發(fā)明中的平板電腦可以采用現(xiàn)有的技術對重力加速度傳感信號和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)進行位置校正處理，本發(fā)明不限制平板電腦進行位置校正處理的具體實現(xiàn)過程。S230、平板電腦執(zhí)行該控制命令。具體的，平板電腦執(zhí)行的控制命令如上/下翻頁控制命令或者向前行進的游戲控制命令或者向后退的游戲控制命令等等。本發(fā)明不限制平板電腦執(zhí)行控制命令的具體實現(xiàn)方式。在上述實施例二中，平板電腦還可以向手戴體感控制裝置發(fā)送發(fā)光控制命令，例如，平板電腦可以根據(jù)體感游戲的需要向手戴體感控制裝置發(fā)送發(fā)光控制命令，以控制手戴體感控制裝置中的內部發(fā)光源的發(fā)光。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而上述較佳實施例并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括被控制設備和至少一個手戴體感控制裝置； 所述手戴體感控制裝置包括至少一個指裝置和一個腕裝置，且所述指裝置與所述腕裝置通過連接線電性連接； 所述指裝置包括 戴在用戶手指上的指環(huán)基材； 方位傳感器，設置于所述指環(huán)基材上，輸出其采集的方位監(jiān)測信號，且所述方位傳感器包括慣性傳感器和地磁傳感器中的至少一個； 所述腕裝置包括 戴在用戶手腕上的腕環(huán)基材； 設置于所述腕環(huán)基材上并用于向所述被控制設備發(fā)送無線信號的第一無線接口模塊； 控制模塊，設置于所述腕環(huán)基材上，與所述方位傳感器和第一無線接口模塊均連接，接收方位傳感器輸出的方位監(jiān)測信號，并通過所述第一無線接口模塊向所述被控制設備發(fā)送所述方位監(jiān)測信號； 電源模塊，設置于所述腕環(huán)基材上，為第一無線接口模塊、方位傳感器以及控制模塊提供電力能源； 所述被控制設備包括 第二無線接口模塊，用于接收所述手戴體感控制裝置發(fā)送的無線信號； 信號處理模塊，用于將所述第二無線接口模塊接收到的無線信號轉換為控制命令，并輸出； 執(zhí)行模塊，用于執(zhí)行所述信號處理模塊輸出的控制命令。
2.如權利要求1所述的手戴體感控制裝置，其特征在于，所述指環(huán)基材包含有容置空間，方位傳感器設置于所述指環(huán)基材的容置空間中；且所述腕環(huán)基材包含有容置空間，所述無線接口模塊、控制模塊以及電源模塊設置于所述腕環(huán)基材的容置空間中。
3.如權利要求1所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線接口模塊和第二無線接口模塊包括藍牙模塊、2. 4GHz無線模塊、WIF1、和/或者紅外模塊；所述被控制設備包括平板電腦、移動電話、機頂盒或者計算機。
4.如權利要求1所述的手戴體感控制裝置，其特征在于，所述腕裝置還包括方位傳感器，設置于所述腕環(huán)基材上，與所述控制模塊連接，且所述方位傳感器包括慣性傳感器和地磁傳感器中的至少一個。
5.如權利要求1至4中任一權利要求所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述慣性傳感器包括 重力加速度傳感器，與所述控制模塊和所述電壓模塊連接，用于采集重力加速度傳感信號；和/或 陀螺儀，與所述控制模塊和所述電源模塊連接，用于產生采集信號。
6.如權利要求1至4中任一權利要求所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，在所述指裝置和/或腕裝置包括重力加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器的情況下，所述信號處理模塊還用于利用所述地磁傳感器采集的方向參數(shù)對所述重力加速度傳感信號和所述陀螺儀產生的采集信號進行位置校正處理，并根據(jù)位置校正后的位置信息產生控制命令。
7.如權利要求1至4中任一權利要求所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述指裝置還包括發(fā)光模塊，通過連接線與所述控制模塊和所述電源模塊連接；和/或，所述腕裝置還包括發(fā)光模塊，與所述控制模塊和所述電源模塊連接； 所述控制模塊還用于控制發(fā)光模塊的發(fā)光。
8.—種人機互動方法，其特征在于，所述方法包括 戴在用戶手指和手腕上的手戴體感控制裝置采集方位監(jiān)測信號，所述方位監(jiān)測信號包括基于慣性傳感器和/或地磁傳感器的采集信號； 所述手戴體感控制裝置通過無線方式向被控制設備發(fā)送所述方位監(jiān)測信號； 所述被控制設備將接收到的方位監(jiān)測信號轉換為控制命令； 所述被控制設備執(zhí)行該控制命令。
9.如權利要求8所述的人機互動方法，其特征在于，所述基于慣性傳感器的采集信號包括基于重力加速度傳感器的重力加速度傳感信號和/或基于陀螺儀的采集信號。
10.如權利要求9所述的人機互動方法，其特征在于，所述方法還包括 所述被控制設備利用所述方向參數(shù)對所述重力加速度傳感信號和采集信號進行位置校正處理，并根據(jù)位置校正后的位置信息產生控制命令。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種人機互動系統(tǒng)和方法。其中的系統(tǒng)包括被控制設備和至少一個手戴體感控制裝置。手戴體感控制裝置包括戴在用戶手指上的指環(huán)基材；向被控制設備發(fā)送無線信號的第一無線接口模塊；方位傳感器如慣性傳感器和/或者地磁傳感器，用于采集方位監(jiān)測信號；控制模塊，用于接收方位監(jiān)測信號，通過第一無線接口模塊向被控制設備發(fā)送該方位監(jiān)測信號；以及電源模塊。被控制設備包括接收手戴體感控制裝置發(fā)送來的無線信號的第二無線接口模塊；信號處理模塊，用于將第二無線接口模塊接收的無線信號轉換為控制命令；執(zhí)行模塊，用于執(zhí)行該控制命令。上述技術方案能夠提高人機互動技術的實現(xiàn)多樣性，從而有效提高了用戶的參與積極性。
文檔編號G06F3/0346GK103034324SQ201110301878
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者董德福, 吳冠廷 申請人:德信互動科技(北京)有限公司