[發(fā)明專利]基于IMU和紅外感應的可移植觸碰屏裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010930016.8
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112083832B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 閆野;羅瑤;印二威;謝良;鄧寶松;范曉麗;羅治國;閆慧炯
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院;天津（濱海）人工智能軍民融合創(chuàng)新中心
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G06F3/041;G06F3/038
• 代理公司: 北京豐浩知識產權代理事務所(普通合伙) 11781
• 代理人: 李學康

本發(fā)明提供一種基于IMU和紅外感應的可移植觸碰屏裝置，包括鼠標指環(huán)、紅外感應裝置、鼠標控制裝置。鼠標指環(huán)包括指環(huán)，慣性測量模塊，第一數(shù)據(jù)采集模塊，第一無線通信模塊，第一可充電電池和第一無線充電模塊；紅外感應裝置包括紅外感應裝置主體，紅外感應器，微型紅外發(fā)射模塊，第二數(shù)據(jù)采集模塊，第二無線通信模塊，第二可充電電池和第二無線充電模塊；鼠標控制裝置包括：控制裝置主體，以及設于所述控制裝置主體上第三無線通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和物理通信接口。本發(fā)明采用指環(huán)實現(xiàn)了電子觸碰屏的功能，用戶通過佩戴鼠標指環(huán)運動實現(xiàn)對目標設備的操控，具有攜帶便捷、使用美觀的優(yōu)點，同時具有較高的可移植性，減小了用戶的經濟成本。

技術領域

本發(fā)明涉及電子計算機輸入設備領域，尤其涉及一種多感應信號的可移植觸碰屏裝置。

背景技術

電腦顯示器通常也被稱為電腦監(jiān)視器或電腦屏幕，它是將一定的電子文件信息通過特定的傳輸設備顯示到屏幕上再反射到人眼的一種顯示工具。目前電腦顯示器分為LED顯示屏和液晶顯示屏兩大類，大部分的顯示器都不具備輸入功能，還需要鼠標和鍵盤來操控，在一些戶外、商場、銀行等不方便外設鍵盤和鼠標的場景，限制了傳統(tǒng)LED顯示屏和液晶顯示屏的應用。電子觸摸屏改變了原有鼠標鍵盤的交互方式，十分便捷，但是成本較高，且是電腦本身的硬件，不具有可移植性。為解決上述問題，需要一種更加方便快捷和高效的人機交互裝置。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有人機交互手段效率低、需要設備多的問題。

本發(fā)明公開了一種基于IMU和紅外感應的可移植觸碰屏裝置，包括鼠標指環(huán)、紅外感應裝置、鼠標控制裝置。

所述的鼠標指環(huán)，包括：

指環(huán)主體，慣性測量模塊，微型紅外發(fā)射器模塊，第一數(shù)據(jù)采集模塊，第一無線通信模塊，第一可充電電池和第一無線充電模塊；

其中，慣性測量模塊與微型紅外發(fā)射器模塊相連接，微型紅外發(fā)射器模塊與第一數(shù)據(jù)采集模塊相連接，第一數(shù)據(jù)采集模塊與第一無線通信模塊相連接，第一無線通信模塊與第一可充電電池相連接，第一可充電電池和第一無線充電模塊相連接，慣性測量模塊、微型紅外發(fā)射器模塊、第一數(shù)據(jù)采集模塊、第一無線通信模塊、第一可充電電池和第一無線充電模塊均設于所述指環(huán)主體上；

所述慣性測量模塊用于在所述指環(huán)主體佩戴于用戶手指后，根據(jù)用戶手指的運動產生慣性測量數(shù)據(jù)，以及將所述慣性測量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述第一數(shù)據(jù)采集模塊；所述微型紅外發(fā)射器模塊用于發(fā)射紅外波束，供紅外感應裝置接收；

所述第一數(shù)據(jù)采集模塊用于將所述慣性測量數(shù)據(jù)通過所述第一無線通信模塊發(fā)送給與目標設備連接的鼠標控制裝置，以使所述電子觸碰屏控制裝置根據(jù)所述慣性測量數(shù)據(jù)生成鼠標指令并根據(jù)所述鼠標指令對所述目標設備進行操控；

所述第一無線通信模塊用于接收第一數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的慣性測量數(shù)據(jù)，并將所述慣性測量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理模塊；

所述第一可充電電池用于為所述鼠標指環(huán)中的各模塊供電；

所述第一無線充電模塊用于通過無線充電方式為所述第一可充電電池充電。

所述的基于IMU和紅外感應的可移植觸碰屏裝置，所述的鼠標指環(huán)佩戴于操作者右手食指，慣性測量模塊測量三軸的角速度信息和三軸的加速度信息，該信息用于控制鼠標光標的移動以及單擊、雙擊和滾輪按擊操作；當操作者移動右手想控制鼠標光標時，右手食指佩戴的鼠標指環(huán)上的慣性測量模塊記錄手指移動過程中的三軸加速度信息，用得到的加速度對時間進行2次積分得到位移，積分按以下兩個積分公式進行迭代：

v(t)＝v(t-1)+Δt(a(t)+a(t-1))/2，?????????(1)

s(t)＝s(t-1)+Δt(v(t)+v(t-1))/2，????????(2)