识别手势挥动的互动游戏装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机交互技术领域，更具体地说，本发明涉及一种识别手势挥动的互动游戏装置。
【背景技术】
[0002]现有的游戏互动控制器大部分是有线连接，限制了使用者的活动空间。大多互动装置使用的模块多，需要佩戴且不方便，虽然功能多，但操作相对复杂，不利于快速的互动体验。基于手势挥动的互动游戏装置，不需要佩戴，操作简单，通过人体的挥动动作来控制，多人使用可使互动环节更加多样化，同时使用无线传输数据，增大了活动空间，而微控制器来开发，体积小，成本低。
[0003]交互式作为顺应时代发展的一种新型表现手段，人们也开发出新的设备和装置，以便更好、更自然地与智能设备交互。比如Kinect、Leap Mot1n等以人体姿态和手势作为输入装置来控制智能设备的运行。然而，这些设备通常价格高昂，不适合普通用户使用。
[0004]作为人机交互的重要表现方式，使用三维加速度传感器识别手势挥动方向是一项重要的研究课题。从20世纪90年初至今，伴随着微电子机械系统(MEMS)技术的不断成熟以及应用领域的不断拓展，MEMS产品广泛应用各类计算机类产品，在2007年苹果公司的iPone手机，任天堂的Wii游戏，在这其中，MEMS加速度传感器作用很大，它带来了全新的体验及独特的人机交互，造就了产品本身的巨大成功，更是给日趋同质化的电子整机市场注入了新鲜的血液。2000年，Kinckley等人将距离探测器，压力传感器，倾角传感器集成到Cass1peia E105掌上电脑内，利用手势实现了改变屏幕的显示方式，滚动，自动开机等功能。2012年Xu等人，提出一种基于加速度信号符号序列的识别算法，该算法可压缩数据量和计算量，文献中记载其对7个手势识别的正确率达到95.6%。在利用Wii手柄的加速传感器功能的日本任天堂开发的Wii Sport游戏，其通过挥动手柄就可达到类似于拿高尔夫球杆一样达到游戏的效果。全球最大的半导体厂家之一STMicroelectronics意法半导体公司2006年发表该公司所生产的运三轴加速度传感器将被搭载运动传感器(Mot1n sensor)的Wii手柄米用。而米用了ST的MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)技术的Wii手柄，将使玩家手臂、手腕以及手的动作真实的反映在游戏中，在通过挥动Wii手柄的倾斜测定机能便可以操纵画面中的角色。但总的来说，以上的这些装置应用到的算法相当复杂，而且价格也很高，体积也很大，无法实现在小范围内使用，也无法实现大面积的推广。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种功能稳定、精度高、可高效率识别体验者的敲打动作的小体积的识别手势挥动的互动游戏装置。
[0006]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种识别手势挥动的互动游戏装置，包括:传感器模块、无线通信模块和处理器控制模块;其中，所述传感器模块、所述无线通信模块和所述处理器控制模块被安装在一个手柄内；其中，所述传感器模块是三轴加速度传感器，用于检测与手柄的运动相对应的手势运动以采集手势运动的加速度数据;所述处理器控制模块用于获取传感器产生的加速度数据，将加速度数据转化为倾角并转化为手势信息;所述无线通信模块是将所述处理器控制模块转化的手势信息传送到外部设备。
[0007]优选地，所述加速度数据是三轴加速度传感器在相互垂直的三个方向上采集到的三个加速度数据。
[0008]优选地，所述传感器模块使用飞思卡尔公司的MMA7361芯片作为所述传感器模块中的传感器。
[0009]优选地，所述处理器控制模块采用Arduino Nano控制板。
[0010]优选地，所述处理器控制模块采用HC-06串口模块将所述处理器控制模块转化的手势信息传送到外部设备。
[0011]优选地，所述外部设备是游戏运行端。
[0012]本发明的手势挥动的互动游戏装置，不需要佩戴，操作简单，用于手势运动来远程控制外部设备的装置。本发明可以多人使用，同时使用无线传输数据，增大了活动空间，装置体积小，功耗低，成本低。
【附图说明】
[0013]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0014]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置的框图。
[0015]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置的手柄模型图。
[0016]图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置的总体操作流程图。
[0017]图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置的传感器模块的操作流程图。
[0018]图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置转化为手势信息的操作判断示例。
[0019]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0021]本发明提供一种手势识别装置的方法，用于手势运动来远程控制外部设备，采用三轴加速度传感器来检测手势的挥动方向来进行手势识别。装置包括传感器模块、无线通信模块及处理器控制模块:其中传感器模块为三轴加速度传感器，用来检测手势的运动，通过获取到的三个值的差异来区分手势运动方向；处理器控制模块用来获取传感器产生的加速度数据，将之转化为倾角并转化为手势;无线通信模块是将单片机控制模块转化的手势结果传送到外部设备。
[0022]具体地，图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置的框图。图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置的手柄模型图。
[0023]如图1和图2所示，根据本发明优选实施例的识别手势挥动的互动游戏装置包括:传感器模块10、无线通信模块30和处理器控制模块20。其中，所述传感器模块10、所述无线通信模块30和所述处理器控制模块20被安装在一个手柄内。
[0024]其中，所述传感器模块10是三轴加速度传感器，用于检测与手柄的运动相对应的手势运动以采集手势运动的加速度数据;所述处理器控制模块20用于获取传感器产生的加速度数据，将加速度数据转化为倾角并转化为手势信息(通过三个加速度数据的三个值来确定手势运动方向)；所述无线通信模块30是将所述处理器控制模块20转化的手势信息传送到外部设备(例如，所述外部设备是游戏运行端，供其应用到游戏设计中)。
[0025]具体地，所述加速度数据是三轴加速度传感器在相互垂直的三个方向(三个轴)上采集到的三个加速度数据。
[0026]根据将远程手势动作转变为电信号来实现控制的设计思路，其中所述传感器模块10可以有利地使用飞思卡尔公司的MMA7361芯片来作为传感器，来检测倾角、运动、姿态的变化。此后需要无线通信将采集到的数据进行远程传输，通过所述处理器控制模块20将数据进行分析处理