專利名稱：一種虛擬電位器及其運(yùn)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種虛擬電位器及其運(yùn)算方法。
背景技術(shù)：
通用游戲手柄的優(yōu)點(diǎn)是可以支持游戲機(jī)上的所有游戲，操作簡單，容易掌握。但是由于它是依靠純粹的手指運(yùn)動操控游戲使得游戲的真實(shí)感和娛樂性打了折扣。比如對于射擊游戲、賽車游戲、動作類游戲等，游戲畫面和游戲者的實(shí)際動作很難建立起直觀的聯(lián)系。所以體感控制器就產(chǎn)生了。體感控制器顧名思義是通過幅度較大的身體運(yùn)動，(例如:揮動手臂，移動身體等大幅度動作)給主機(jī)發(fā)出不同的信號指令以完成對游戲的操控。因此體感控制器多為單手操作。由于體感控制器的單手操作特性，使其無法滿足需要多按鍵復(fù)雜操作的游戲，因此體感控制器作為通用手柄時需配置雙手分離的的雙手控制器，即使如此體感控制器在對游戲的操控方面仍無法等同于通用游戲手柄在游戲中操控的復(fù)雜度和精準(zhǔn)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種為解決各類控制器的優(yōu)點(diǎn)及存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)更多自由度的控制，完成對更多可控項(xiàng)的控制結(jié)合傳感器技術(shù)和虛擬電位器技術(shù)，發(fā)明了一種符合標(biāo)準(zhǔn)手柄控制器按鈕數(shù)量及布局方式，基于虛擬電位器原理和雙向控制技術(shù)的單手操作的虛擬電位器及其運(yùn)算方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種虛擬電位器及其運(yùn)算方法，包括多個高精度動作傳感器，所述多個高精度動作傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸地磁傳感器等。一種虛擬電位器的運(yùn)算方法，所述運(yùn)算方法包括以下幾個具體步驟:步驟一，設(shè)置某一狀態(tài)為零點(diǎn)，以該狀態(tài)時SENSOR所在平面為基礎(chǔ)延伸出三個相互垂直的軸X、Y、Z，Y軸垂直SENSOR平面，在該狀態(tài)時SENSOR與X、Y、Z軸的夾角為O。以此零點(diǎn)映射到顯示器平面的中心點(diǎn)。步驟二，對顯示器平面的X軸、Y軸和Z軸的光標(biāo)位移量也設(shè)置為O。步驟三，根據(jù)顯示器大小和SENSOR與顯示器間距離的大小設(shè)置顯示器平面上光標(biāo)的位移參數(shù)X(1、y0> Ζμ步驟四，當(dāng)SENSOR以O(shè)點(diǎn)為中心自由轉(zhuǎn)動時，根據(jù)多個高精度動作傳感器計(jì)算出的光標(biāo)位移矢量會在X、Y、Z軸上投射分量x、y、z。當(dāng)|x| < XtI時，在X方向光標(biāo)的位移與SENSOR的移動呈線性關(guān)系，光標(biāo)Y、Z軸上的移動依此類推。步驟五，當(dāng)SENSOR以O(shè)點(diǎn)為中心自由轉(zhuǎn)動時，根據(jù)多個高精度動作傳感器計(jì)算出的光標(biāo)位移矢量會在X、Y、Z軸上投射分量x、y、z。當(dāng)|x| > XtI時，在X方向光標(biāo)的位移與SENSOR的移動和矢量與X軸夾角呈二元函數(shù)關(guān)系，光標(biāo)Y、Z軸上的移動依此類推。步驟六，通過上述動作的移動，模擬推動各種手柄搖桿的控制方法，即虛擬電位器的運(yùn)算方法。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的虛擬電位器算法使用了多個高精度動作傳感器，用手部及身體動作取代通用型視角控制搖桿，通過采用虛擬電位器原理，使用動作控制取消通用型手柄一個或者2個搖桿，使操作方法更加簡便與快捷，實(shí)現(xiàn)了通用型手柄的單手操作，可適用于不同領(lǐng)域。


為了易于說明，本發(fā)明由下述的具體實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明虛擬電位器原理中傳感器所在空間分區(qū)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種虛擬電位器，包括多個高精度動作傳感器，所述多個高精度動作傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸地磁傳感器等。設(shè)置某一狀態(tài)為零點(diǎn)，以該狀態(tài)時SENSOR所在平面為基礎(chǔ)延伸出三個相互垂直的軸X、Y、Z，Y軸垂直SENSOR平面，在該狀態(tài)時SENSOR與X、Y、Z軸的夾角為O。以此零點(diǎn)映射到顯示器平面的中心點(diǎn)。對顯示器平面的X軸、Y軸和Z軸的光標(biāo)位移量也設(shè)置為O。根據(jù)顯示器大小和SENSOR與顯示器間距離的大小設(shè)置顯示器平面上光標(biāo)的位移參數(shù)X。、
y。、 ζοο當(dāng)SENSOR以O(shè)點(diǎn)為中心自由轉(zhuǎn)動時，根據(jù)多個高精度動作傳感器計(jì)算出的光標(biāo)位移矢量會在X、Y、Z軸上投射分量X、y、Z。當(dāng)|x| < Xtl時，在X方向光標(biāo)的位移與SENSOR的移動呈線性關(guān)系，光標(biāo)Y、Z軸上的移動依此類推。當(dāng)SENSOR以O(shè)點(diǎn)為中心自由轉(zhuǎn)動時，根據(jù)多個高精度動作傳感器計(jì)算出的光標(biāo)位移矢量會在X、Y、Z軸上投射分量X、y、z。當(dāng)
XI > Xtl時，在X方向光標(biāo)的位移與SENSOR的移動和矢量與X軸夾角呈二元函數(shù)關(guān)系，光標(biāo)Y、Z軸上的移動依此類推。如圖1所示。工作原理:通過對多個高精度動作傳感器輸出數(shù)據(jù)的復(fù)合運(yùn)算，可以得出以身體為圓心的水平面及縱向、橫向兩個垂直面的位移和角度絕對值，同時也可以計(jì)算出以身體為圓心映射在以顯示器平面X軸、Y軸和Z軸的光標(biāo)位移量。動作移動映射到顯示器平面X軸、Y軸和Z軸的光標(biāo)相對位移量會隨著動作與零點(diǎn)的位移或夾角的絕對值的變化而變化。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的虛擬電位器算法使用了多個高精度動作傳感器，用手部及身體動作取代通用型控制器中的控制搖桿，通過采用虛擬電位器原理，使用動作控制取消通用型手柄一個或者2個搖桿，使操作方法更加簡便與快捷，實(shí)現(xiàn)了通用型手柄的單手操作，可適用于不同領(lǐng)域。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種虛擬電位器，其特征在于:包括多個高精度動作傳感器，所述多個高精度動作傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸地磁傳感器等。
2.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的虛擬電位器的運(yùn)算方法，其特征在于:所述運(yùn)算方法包括以下幾個具體步驟: 步驟一，設(shè)置某一狀態(tài)為零點(diǎn)，以該狀態(tài)時SENSOR所在平面為基礎(chǔ)延伸出三個相互垂直的軸X、Y、Z，Y軸垂直SENSOR平面，在該狀態(tài)時SENSOR與X、Y、Z軸的夾角為O。以此零點(diǎn)映射到顯示器平面的中心點(diǎn)。
步驟二，對顯示器平面的X軸、Y軸和Z軸的光標(biāo)位移量也設(shè)置為O ; 步驟三，根據(jù)顯示器大小和SENSOR與顯示器間距離的大小設(shè)置顯示器平面上光標(biāo)的位移參數(shù)x0、y0、z0O 步驟四，當(dāng)SENSOR以O(shè)點(diǎn)為中心自由轉(zhuǎn)動時，根據(jù)多個高精度動作傳感器計(jì)算出的光標(biāo)位移矢量會在X、Y、Z軸上投射分量x、y、z。當(dāng)|x| < Xtl時，在X方向光標(biāo)的位移與SENSOR的移動呈線性關(guān)系，光標(biāo)Y、Z軸上的移動依此類推。
步驟五，當(dāng)SENSOR以O(shè)點(diǎn)為中心自由轉(zhuǎn)動時，根據(jù)多個高精度動作傳感器計(jì)算出的光標(biāo)位移矢量會在X、Y、Z軸上投射分量x、y、z。當(dāng)|x| > Xtl時，在X方向光標(biāo)的位移與SENSOR的移動和矢量與X軸夾角呈二元函數(shù)關(guān)系，光標(biāo)Y、Z軸上的移動依此類推。
步驟六，通過上述動作的移動，模擬推動各種手柄搖桿的控制方法，即虛擬電位器的運(yùn)算方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛擬電位器及其運(yùn)算方法，包括多個高精度動作傳感器，所述多個高精度動作傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸地磁傳感器等；本發(fā)明的虛擬電位器算法使用了多個高精度動作傳感器，用手部及身體動作取代通用型視角控制搖桿，通過采用虛擬電位器原理，使用動作控制取消通用型手柄一個或者2個搖桿，使操作方法更加簡便與快捷，實(shí)現(xiàn)了通用型手柄的單手操作，可適用于不同領(lǐng)域。
文檔編號A63F13/10GK103111072SQ20131002169
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者王一中 申請人:王一中