[發(fā)明專利]一種虛擬輸入裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310216703.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103294226B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳升奇;王浩;秦明;周麟;單園園
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種虛擬輸入裝置及方法。

背景技術(shù)

鍵盤鼠標(biāo)作為常見的輸入工具，在計算機設(shè)備中具有不可或缺的作用。隨著計算機的進步，鍵盤和鼠標(biāo)也有了很大的改進，其中鍵盤從獨立的物理鍵盤到目前平板電腦和觸摸手機的虛擬軟鍵盤；鼠標(biāo)也經(jīng)歷了機械鼠標(biāo)，光機式鼠標(biāo)，光電鼠標(biāo)，光學(xué)鼠標(biāo)。

然而，目前普遍使用的物理鍵盤鼠標(biāo)都存在著很大的局限性，用戶在使用時必須把手放在鍵盤和鼠標(biāo)上進行物理接觸才能對其進行操作，這使得用戶的雙手被限制在了鍵盤和鼠標(biāo)所在的空間，這樣的輸入系統(tǒng)是以計算機等機器為中心的，用戶的空間位置和操作方式都受到了限制。在現(xiàn)有技術(shù)中也有一些基于在手套上的虛擬輸入裝置，但是這種裝置對手掌的大小有限制，有時候選擇不合適的手套會產(chǎn)生輸入錯誤的問題，而且這種虛擬輸入裝置的靈敏度不高。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的提供一種使用方便、靈敏度高、可靠性好，趣味性強的虛擬輸入裝置。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用一種虛擬輸入裝置,包括固定在手指指甲上用于采集手指位置的信號采集模塊、用于處理信號采集模塊采集的數(shù)據(jù)的信號處理模塊、無線通信模塊和上位機，其中，信號采集模塊將采集到的手指位置信號輸入到信號處理模塊后通過無線通信模塊輸入到上位機中。

所述信號采集模塊采用8個三軸加速度計和2個十軸傳感器，分別固定在手指的指甲蓋上。

為了使整個裝置的處理能力更強，所述信號處理模塊采用ARM控制器。

進一步，所述無線通信模塊的通信接口選為藍牙。

進一步，十軸傳感器2由三軸線性加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁場運動傳感器和壓力/高度傳感器組成，采用這種集成度高的傳感器，使用更加方便，體積也比較小。

本發(fā)明還提供了一種虛擬輸入方法，包括以下步驟：

步驟1：將8個三軸加速度計和2個十軸傳感器分別通過導(dǎo)線與信號處理模塊連接；

步驟2:在信號處理模塊中設(shè)置Z軸偏移的角度處于不同范圍時所對應(yīng)的字母，并在上位機中建立手勢數(shù)據(jù)庫；

步驟3：設(shè)定一個三軸加速度計用于選擇輸入方式；

步驟4：根據(jù)步驟3所設(shè)定的三軸加速度計檢測值變化次數(shù)時，信號處理模塊進入不同的輸入模式，用于選擇輸入方式的三軸加速度計的檢測值從初始狀態(tài)開始，第一次變化時，信號處理模塊進入鍵盤模式，第二次變化時，信號處理模塊進入鼠標(biāo)模式，第三次變化時，信號處理模塊進入魔法輸入模式，信號處理模塊工作模式的變換根據(jù)用于選擇輸入方式的三軸加速度計的變換次數(shù)依次循環(huán)；

其中，進入鍵盤模式時，其他的三軸加速度計將檢測的力矢量輸入到信號處理模塊，信號處理模塊根據(jù)力矢量在三軸的分量計算出Z軸相對于重力軸偏移的角度，根據(jù)設(shè)定的角度范圍輸出不同的字母；

進入鼠標(biāo)模式時，信號處理模塊實時捕捉十軸傳感器中的三軸陀螺儀的輸出數(shù)據(jù)，對輸出據(jù)進行平滑濾波和靈敏度調(diào)整，獲取鼠標(biāo)坐標(biāo)值；

進入魔法輸入模式時，三軸加速度計和十軸傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過信號處理模塊輸入到上位機中，與上位機中的手勢庫中的手勢進行對比，如果有相同的，上位機做出回應(yīng)。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅裝置更簡潔，使用起來更加方便、而且靈敏度高、輸入的內(nèi)容更準(zhǔn)確，同時可靠性好，還增加了趣味性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為同一個三軸加速度計不同傾斜角度表示不同信號示意圖；

圖3為三軸陀螺儀產(chǎn)生信號原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。

如圖1所示的虛擬輸入裝置，在兩只手的手指指甲在位置分別設(shè)置四個三軸加速度計1和兩個由意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STEVAL-MKI124V1型號的十軸傳感器2，其中，兩個十軸傳感器2分別設(shè)置在兩只手食指的指甲位置，其中，十個三軸加速度計1和十軸傳感器2通過鎖環(huán)固定在手指上，每個三軸加速度計1和十軸傳感器2將采集到的位置信號傳輸?shù)绞滞筇幍牟捎肦AM內(nèi)核處理器的信號處理模塊3中，信號經(jīng)信號處理模塊3處理后通過無線藍牙發(fā)射器4發(fā)送到上位機5上的藍牙接收器6中，從而上位機5獲取相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)。其中設(shè)定一個三軸加速度計用于模式的選擇，根據(jù)三軸加速度計采集的數(shù)據(jù)變化的次數(shù)，信號處理模塊進入不同的工作模式。