专利名称：用于通过使用基于移动的信号和输入控制机器的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及人机界面，特别是涉及用于基于感测的移动输入控制机器的方法和设备。
背景技术：
常常可通过使用适当的人机界面有利地远程执行诸如工业或重型机器、移动吊车、混凝土泵、滑移式车辆、材料装卸机器、流体装卸或抽吸机器、农业机器、遥测系统、装载拖运倾卸机器、绞车、救援车、拖车、自推进移动平台或采矿设备等的机器的操作。期望这种界面对于执行需要的机器操作是节约成本、可靠并且足够简单但高效的。一种类型的经济的工业遥控方案包含用于开动遥控机器的不同方面的多个机械拨动开关或按钮。但是，由于只能在开和关位置上操作开关或按钮，因此这种类型的方案仅提供每个机器方面的开/关控制。另一种类型的遥控方案包含控制手柄上的触发器输入。在这种方法中，在沿一般连续的范围将触发器输入开动到期望的位置的同时用一只手激活开关或按钮。则选择的控制信号的大小于与触发器偏转量成比例。但是，这种类型的方案需要两手操作，这会是十分麻烦的并且会妨碍工人同时用一只手操作遥控器并用另一只手执行另一任务。另外，触发器一次只能被用于提供一个输入。作为触发器的替代或补充，可以使用诸如手动遥控杆或操纵杆的其它类型的输入。但是，这些方案一般是昂贵、复杂并且易于机械磨损的，并且仍需要两手操作。到目前为止还没有被广泛应用于控制诸如工业设备的机器的控制的一类用户输入装置是诸如手持装置或可佩带装置等的移动感测用户输入装置。这些装置一般应用于关于与计算机相关联的集成或外部视频显示的导航或者提供移动电话、数字照相机或游戏装置的用户界面。例如，输入装置通过空间的平移或旋转运动被转换成用于通过视频显示导航的信号。例如，美国专利No. 518181公开了感测源自三维内的运动的六度移动的手持计算机鼠标。鼠标包括用于感测线性平移和角度旋转的三个加速计和三个角速率传感器。鼠标还可包括用于向计算机提供特殊的命令信号的多个按钮，这些命令信号诸如将零基准点复位或即使在按压按钮时出现运动也使鼠标的位置和姿态属性保持恒定。但是，该应用只针对计算机控制。作为另一例子，美国专利No. 7280096公开了包括一体化显示并通过加速计、照相机、陀螺仪和/或测距仪响应于三维移动输入的移动控制手持装置。移动输可以用于导航计算机应用。还可例如通过按压特定的键在诸如基于移动的模式和手势识别模式的多个输入模式之间切换该装置。另外，为了在有限量的物理空间中的虚拟桌面内实现更大的运动，可通过另一输入键启用装置的移动感度的选择性脱离和重新接合。但是，对于至少一些类型的机器控制，这种方法是不合适的。
因此，需要用于基于不受到现有技术中的一种或更多种限制的感测的移动输入控制机器的方法和设备。提供该背景信息是为了使得申请人认为的已知信息可能与本发明相关。无意并且也不应解释为，任何前面的信息针对本发明构成现有技术。
发明内容
本发明的目的是，提供用于基于感测的移动输入控制机器的方法和设备。根据本发明的一个方面，提供一种用于基于感测 的输入控制机器的设备，机器响应于用于控制其相应的多个方面的多个机器控制信号，该设备包括输入模块，该输入模块包含可由综合用户输入操作以从包含待机状态和多个操作状态的多个潜在状态选择输入状态的选择输入界面；和被配置为根据基于移动的输入产生一个或多个基于移动的信号的一个或多个移动传感器；和与输入模块和机器操作性地耦接的处理和控制模块，该处理和控制模块被配置为当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射，该映射是至少部分地基于选择的输入状态被确定的；并且，至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号。根据本发明的另一方面，提供一种用于控制机器的系统，该系统包括包括输入模块和与其操作性地耦接的处理和控制模块的输入设备，该输入模块包含可由综合用户输入操作以从包括待机状态和多个操作状态的多个潜在状态选择输入状态的选择输入界面；和被配置为根据基于移动的输入产生一个或多个基于移动的信号的一个或多个移动传感器；该处理和控制模块被配置为当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射，该映射是至少部分地基于选择的输入状态被确定的；并且，至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号；和被配置为从输入设备接收一个或多个机器控制信号的机器控制模块，该机器控制模块被配置为向机器传输用于控制多个可控机器方面中的一个或多个的一个或多个机器控制信号。根据本发明的另一方面，提供一种用于有助于机器的控制的方法，该方法响应于用于控制其相应的多个方面的多个机器控制信号，该方法包括接收感测的输入，所述感测的输入包含基于综合用户输入的选择输入，所述感测的输入还包含基于移动的输入；基于选择输入确定输入状态，输入状态选自包括待机状态和多个操作状态的多个潜在状态；根据基于移动的输入产生一个或多个基于移动的信号；当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射，该映射是至少部分地基于选择的输入状态被确定的；以及至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号。
在参照附图的以下详细描述中，本发明的这些和其它特征将变得更加明显。图I示出根据本发明的实施例的用于基于感测的输入控制机器的设备。图2示出根据本发明的实施例的用于基于感测的输入控制机器的设备。
图3示出根据本发明的实施例的与处理感测的输入以提供机器控制信号有关的动作。图4示出根据本发明的实施例的用于基于感测的输入控制机器的方法。图5A 示出根据本发明的示例性实施例的用于远程操作吊车的方法和设备。
具体实施例方式定义术语“比例控制”指的是可在值范围上改变的具有信号大小或其效果的控制输出信号的应用。输出信号大小或其效果与也可在值范围上改变的输入信号的大小或其函数成比例。值范围可以是基本上连续的范围或对于连续范围的离散近似，离散近似具有多于两 个的值。信号大小可与在诸如采样时间间隔的预定的时间间隔上表现的瞬时或平均值对应。如这里使用的那样，术语“基于移动的输入”指的是反映例如被配置为移动敏感装置的输入装置的空间运动的输入。可通过以一个、二个或三个空间维度的方式在空间中平移或旋转基本上自包含的移动敏感装置，而管理输入。移动敏感装置可以为例如包含提供敏感装置的空间运动的指示的一个或多个移动基输入传感器的完全刚性、手持或可佩戴的单元。例如，基于移动的输入传感器可以是对于移动敏感的加速计、MEMS陀螺仪或其它的移动传感器。如这里使用的那样，术语“基于移动的信号”指的是诸如承载与基于移动的输入有关的信息的电气和/或无线电信号的信号。可通过一个或多个基于移动的传感器产生基于移动的信号。如这里使用的那样，术语“大约”指的是从标称值的+/-10%变化。应当理解，不管是否特别提到，这种变化总是包含于这里提供的给定值内。除非另外规定，否则，这里使用的所有技术和科学术语具有本发明所属的领域的本领域技术人员一般理解的相同的意思。本发明提供用于基于例如由输入模块或可由诸如人机操作员的用户控制的用户界面感测的感测的输入，控制诸如工业机器的机器的方法和设备。机器响应于用于控制诸如各种可控机械装置、电气装置、视觉或音频装置或它们的组合等的相应的多个机器方面的例如通过控制输入提供的多个机器控制信号。本发明包括例如通过设备的适当的输入模块接收包含选择输入和基于移动的输入的感测的输入。适当的输入模块可包含按钮、诸如加速计的移动传感器等。例如通过选择输入界面施加的选择输入可操作以从包含待机状态和多个操作状态的多个潜在状态确定输入状态。根据基于移动的输入产生基于移动的信号。本发明提供，当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射。至少部分地基于选择的输入状态确定映射。本发明至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号。可通过用于控制机器的设备的处理控制模块执行映射的确定和机器控制信号的提供。图I示意性地示出根据本发明的实施例的用于基于感测的输入控制机器160的设备100。设备100包括包含诸如多个按钮、开关或一个或多个拨盘等的选择输入界面115和诸如用于感测设备100在空间中的平移移动、旋转移动或它们的组合的基于加速计的移动传感器的阵列的一个或多个移动传感器120的输入模块110。在实施例中，输入模块可被提供在可被定尺寸和成形为用于通过使用一只手操作的外壳内。即，外壳可被保持在用户的手中，其中手移动被传给(impart)移动传感器120。选择输入界面115可进一步在人体工程学上被定位，使得可在保持并且可能移动设备100的同时由手操作它。设备100还包括与输入模块110和机器160操作性地耦接的处理和控制模块140。处理和控制模块140被配置为确定由于移动传感器120的操作提供的基于移动的信号与用于机器160的各方面的多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射。如这里描述的那样，处理和控制模块140进一步被配置为至少部分地基于映射与基于移动的信号提供用于控制机器160的各方面的机器控制信号。设备100还可包括用于向处理和控制模块140提供功率、例如用于向处理器和收发器等供电的电源150。如果需要的话，电源150也可以可选地向输入模块110提供功率。在本发明的实施例中，可通过综合用户输入操作例如向选择输入界面施加的选择输入，以从多个潜在状态选择输入状态。潜在状态包括待机状态和多个操作状态。综合用户输入可例如与选择并按压按钮、释放选择的压下按钮、按压和保持选择的按钮、将拨盘或电位计转向选择的位置、操作选择的单杆、多掷开关、选择和操作多个开关中的一个、在选择的位置上触摸触敏表面或说出语音命令等对应。在本发明的实施例中，综合用户输入的特征可以在于，它与可以简便地由操作员执行的诸如操作员的手的单个综合运动的单个输入条件和/或单个用户动作对应。单个输入条件的特征为一个或多个按钮或其它输入的操作条件，例如，响应于用户动作开动哪些按钮和不开动哪些按钮的描述。单个用户动作可选自用于从多个潜在状态选择期望的输入状态的多个潜在单个用户动作。例如，根据相应的单个综合用户动作，选择输入界面可适当地在人体工程学上被配置为通过综合用户输入和/或单个输入条件有助于其操作。在本发明的选择输入界面可操作为选择待机状态或多个操作状态中的一种的实施例中，处理和控制模块被配置为当选择的输入状态是多个操作状态中的一个时确定基于移动的信号与机器控制信号之间的映射。相反，当选择的输入状态是待机状态时，处理和控制模块可被配置为制止提供根据基于移动的信号的机器控制信号。因而，在待机状态中，不能在基于移动的信号和机器控制信号之间提供映射，或者可在其间提供零映射。作为替代方案，在待机状态中，机器控制信号可与将机器设为预定的待机模式的预定待机模式对应。 待机模式可包含将机器设为静止或非静止待机模式可需要的非零机器控制信号。但是，在待机模式中，一般地，基于移动的信号一般对于机器控制信号没有影响。例如，待机状态可与不开动选择输入界面的多个按钮或开关中的任一个的状态对应，而多个操作状态中的每一个可与开动所述按钮或开关中的一个对应。例如，可通过诸如与按压和保持按钮对应的综合用户输入选择操作状态。作为另一例子，选择输入界面可包含诸如“无线电按钮”等的多个互连按钮，其中开动一个按钮自动地退动另一按钮去致动。作为替代方案，可以使用拨盘或单杆多掷开关。在这种情况下，在被暂时按压之后按钮保持开动，直到另一按钮开动。例如，可通过诸如与暂时按压按钮对应的综合用户输入选择操作状态。在一些实施例中，选择输入结果的开动导致两个或更多个基本上同时的功能，这些功能可包括基于选择输入确定基于移动的信号与机器控制信号之间的映射；启用操作状态，其中，提供机器控制信号用于根据基于移动的输入控制机器；以及，基本上在开动选择输入时基于移动传感器的状态确定初始基准位置。在一些实施例中，为了用于工业应用中，可适当地加固设备。例如，可在机械上使得图I所示的示例性设备的外壳和选择输入115稳健以能够耐受粗略的操作、用重手套的操作、下跌、潮湿、极端温度或振动等。设备内的电子部件可类似地被加固，并且也可被配置为耐受可存在于工业环境中的电气或射频(RF)干扰。本发明的实施例提供包括一个或多个启用开关和被配置为沿一个或多个线性方向、一个或多个旋转方向或它们的组合检测诸如加速度的移动的各方面的移动传感器机构的手持控制站或用户输入设备。图2示出根据本发明的示例性实施例的通过界面设备280与机器260操作性地耦接的手持设备200。设备包括包含多个按钮215的输入模块和诸如加速计的多个移动传感器220。在本例子中，每个加速计都被配置为检测沿一个轴的移动。通过沿不同的轴对准不同的加速计，可以检测三维的平移移动。通过提供沿相同的方向但沿偏移轴对准的多个加速计，可以检测旋转移动。设备可附加或替代性地包括诸如可选的照相机或其它的光输入装置225的其它的移动感测装置。设备200还包括通过电气信号布线或电路迹线等与按钮215和移动传感器220和可选的照相机225操作性地耦接的处理和控制模块240。诸如电池250的电源至少与处理和控制模块240操作性地耦接。提供被适当地定尺寸、定重量、平衡化和成形以保持在用户的手中的外壳230，该外壳230容纳移动传感器220、可选的照相机225、处理和控制模块240、电池250和按钮215。按钮215被安装在外壳230上以可在握住外壳230的同时由用户的手指适当并且方便地操作。如图2进一步示出的那样，处理和控制模块240包含被配置为从按钮215、移动传感器220和可选的照相机225接收输入信号并基于其提供表不机器控制信号的输出的处理器244。处理器244可包含诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器、FPGA、存储器和模拟数字转换器等的被适当地配置为用于其操作的适当的电子部件。存储器可包括RAM、ROM、磁或光存储器、或者它们的组合、或者本领域技术人员很容易想到的其它计算机存储器。存储器可与诸如微处理器的处理器244的其它部件操作性地耦接，并且可包含用于执行处理器244的操作的操作指令。存储器还可被用于存储表示基于移动的信号与机器控制信号之间的一个或多个预定或可配置的映射的数据，以及其它的状态变量、状态或控制数据或者与设备的操作有关的其它信息。处理器244被配置为基于来自移动传感器220的基于移动的信号之间的映射和基于来自按钮215的输入信号的映射提供输出。来自处理器244的输出被提供给处理和控制模块240的通信模块246。通信模块246可包含诸如射频电子器件、功率放大器、数字或模拟滤波器和数字信号处理器等的适当的电子部件。通信模块246进一步与无线电天线248操作性地耦接。通信模块246和无线电天线248被配置为用于表示供机器260使用的机器控制信号的信号的无线电通信。如图2进一步示出的那样，提供与机器260和手持设备200操作性地耦接并被配置为接收通过通信模块246和无线电天线248传送的无线电信号并且基于其向机器提供机 器控制信号的机器控制模块280。在本实施例中，机器控制模块位于机器260附近或其上。机器控制模块280通过无线电链接与设备200的处理和控制模块240通信性地耦接。通信性地耦接可包含机器控制模块280以及处理和控制模块240的配对，例如，通过在其间建立共用通信信道。本领域技术人员很容易理解，共用通信信道的建立可包含建立一个或多个共用射频带、调制方案、扩展代码、信道代码、跳频调度表或时间访问调度表等。机器控制模块280包括用于接收通过天线248传送的无线电信号的无线电天线285。无线电天线与被配置为基于接收的无线电信号提供表示机器控制信号的信号的机器控制模块280的机器通信模块287操作性地耦接。机器通信模块287可包含诸如射频电子器件、功率放大器、数字或模拟滤波器和数字信号处理器等的适当配置的电子部件。机器控制模块280还包含与机器通信模块287操作性地耦接并被配置为基于从机器通信模块287接收的信号通过用于输入到机器的输出294提供机器控制信号的机器信号输入模块290。可基于一个或多个接收的信号，例如，根据机器信号输入模块290 的预编程的操作，提供一个或多个机器控制信号。可同时、依次或两者组合地提供多个机器控制信号。机器信号输入模块290可包含诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器、FPGA、存储器、模数转换器、数模转换器和放大器等的适当配置的电子部件。存储器可包括RAM、ROM、磁或光学存储器、或者它们的组合等、或者本领域技术人员很容易想到的其它计算机存储器。存储器可与诸如微处理器的机器信号输入模块290的其它部件耦接，并且可包含用于执行机器信号输入模块290的操作的操作指令。存储器还可被用于存储表示一个或多个状态变量的数据、状态或控制数据或者与设备的操作有关的其它信息。可基于编程到机器信号输入模块290的存储器中的预定的指令提供机器控制信号的适当提供。在一些实施例中，当机器控制信号是机械、液压、气动或其它信号时，机器信号输入模块还可包含用于向机器提供适当的机器控制信号的机械、液压、气动或其它开动器。机器控制模块还包含用于其操作的电源(未示出)。电源可以是电池或用于从机器260接收功率的输入。如图2进一步示出的那样，机器260包括可通过输出294由机器控制信号控制的多个可控制方面264、268、272和276。可控制方面包括但不限于吊杆的顺时针或逆时针旋转264、吊杆的上下倾斜268、支臂的伸缩272和卷轴顺时针或逆时针的旋转276。例如，可通过诸如包括与电动机或内燃机耦接的一个或多个齿轮的适当的电动机驱动机构的开动控制可控制方面264、268、272和276中的每一个。在一些实施例中，气动或液压控制也是可能的。最终，虽然示出的机器260是移动吊车，但是，可以设想，可类似地控制其它的机器。本领域技术人员很容易理解，可类似地提供和控制机器260的其它可控制方面。在一些实施例中，设备可包括与处理和控制模块操作性地耦接的视频照相机，该处理和控制模块可被配置为用于基于从照相机供给的图像识别预定的机器的多个部分。可然后通过将照相机指向要被控制的方面，执行用于控制的机器的方面的选择。例如，如果视频照相机指向吊车绞车并且选择按钮开动，那么可对于吊车绞车的控制选择输入状态。在一些实施例中，处理和控制模块被配置为至少部分地基于选择的输入状态确定一个或多个基于移动的信号与一个或多个机器控制信号之间的映射。可通过从多个预定的映射选择而确定映射。例如，如果选择第一操作状态，那么可以以第一方式处理和映射一个或多个基于移动的信号中的一个或多个组，以提供一个或多个选择的机器控制信号。选择第二操作状态可以类似地以第二种方式导致基于移动的信号的处理和映射。例如，处理可包括诸如根据一个或多个线性或非线性函数制造、组合和缩放基于移动的信号的操作。机器控制信号的大小可根据基于移动的信号的大小或基于其函数在预定的范围上离散地或连续地改变。这可使得能够通过基于移动的输入实现一个或多个机器控制信号的比例控制。也可实现与多个同时的基于移动的输入对应的多个机器控制信号的同时比例控制。例如，可分别使用沿不同的平移轴或旋转轴的多个、基本上同时的基于移动的输入以对于不同的机器方面提供比例控制。在一些实施例中，可响应基于移动的输入同时、依次或两者组合地提供多个机器控制信号。例如，处理和控制模块240、机器信号输入模块290或它们的组合可被预编程，以响应其输入提供基于时间的序列中的机器控制信号。在一些实施例中，可使用基于移动的输入、选择输入或它们的组合以根据预编程的宏触发这样的多个机器控制信号。例如，宏可被编程以执行可包括预定次序的多个机器移动或状态转变的一个或多个预定的机器任务。例如，可以提供宏以将机器移动到下电位置、初始位置等。图3示意性地示出例如通过本发明的处理和控制模块或方法提供的根据本发明的实施例的与表示选择的输入状态的选择控制信号310和用于提供机器控制信号360的基于移动的信号320的处理相关的操作的例子。选择控制信号310可被处理以确定时间间隔315。例如，可在开始时间312和停止时间314之间限定时间间隔，其中，开始时间312可被基本上定义为选择控制信号310表示进入操作状态的时间，并且，停止时间314可基本上被定义为选择控制信号310表示退出所述操作状态的时间。如所示的那样，选择控制信号310是可在表示多个输入状态的多个值之间切换的单个信号。本领域技术人员很容易理解，作为替代方案，选择控制信号可以是能够在多个集体值之间切换的诸如并行二进制信号的一组综合信号。在时间间隔315中，一个或多个基于移动的信号320可基于选择控制信号310被选择和处理以提供一个或多个机器控制信号360。可分别从更大的组的基于移动的信号322和机器控制信号362选择基于移动的信号320和机器控制信号360。作为替代方案或者补充，可基本上在时间间隔315中而不是一个或多个其它的时间间隔中提供一个或多个 选择的机器控制信号360。例如通过至少部分地基于选择控制信号310确定基于移动的信号320和机器控制信号360之间的映射,基于移动的信号320、机器控制信号360和处理出现的方式的选择可至少部分地基于选择控制信号310。图4示出根据本发明的实施例的用于有助于机器的控制的方法400。本发明包括例如从可由用户操作的界面接收感测的输入410。输入包含例如与选自多个潜在单个用户动作的单个用户动作对应的可基于选自多个潜在综合用户输入的综合用户输入的选择输入。输入还包含诸如源自包含移动敏感部件的手持或可佩戴装置的运动的基于移动的输入。方法还包括基于选择输入420确定输入状态。输入状态可被确定为多个潜在状态中的选择的一个。潜在的状态可包含一个或多个待机状态和多个操作状态。每个操作状态可与机器的操作的不同的期望的模式对应。方法还包括根据基于移动的输入430产生一个或多个基于移动的信号。可基于来自手持或可佩戴装置的移动敏感部件的输出产生基于移动的信号。在一些实施例中，可同时执行操作420和430。作为替代方案，可仅在将输入状态确定为操作状态时执行步骤430。方法还包括当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射。在一些实施例中，这可包括确定选择的输入状态是否是操作状态440并且如果选择的输入状态这样被确定则至少部分地基于选择的输入状态450确定映射的子操作。方法还包括提供用于控制机器460的各方面的一个或多个机器控制信号。提供机器控制信号可至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号。在一些实施例中，本发明包括用于设定初始基准位置的诸如启用按钮或模式选择按钮的选择输入的利用。移动传感器从初始基准位置的空间上的平移或旋转偏离或两者可导致表不沿一个或多个轴的移动的基于移动的信号。移动可与位移、速度、加速度或它们的组合对应。基于移动的信号可被映射到机器控制信号。例如，沿预定的方向从初始基准位置的相对偏离可被转换成机器控制输入，从而影响诸如可移动机器部分的开动的速度和方向的机器参数。通过基于移动的信号传输的相对偏离量可被用于提供机器控制信号的比例控制。与相对位移、速度或加速度的移动对应的基于移动的信号可被映射到与可移动机器部分的开动对应的机器控制信号，以提供相对位移、速度或加速度。例如，在一些实施例中，当按钮、触发器或其它选择输入被开动时，对于预定的一组功能建立基准点。移动传感器和/或相关的基于移动的输入装置沿预定的方向或关于预定的旋转轴从该点的偏离或运动导致机器的相应方面的比例控制，其中例如位移量的偏离的大小与例如机器方面运动的速度的机器方面运动的大小对应。装置从其基准点移动得越多，则机器运动的大小越大。释放按钮禁用或暂停比例控制。按压相同或另一按钮建立另一基准点并使得能够实现比例控制。不同的方向的移动传感器的运动可与机器的不同方面的控制对应，该对应关系至少部分地取决于选择输入的开动。选择输入本发明提供例如通过可包含可由用户操作的拨盘、按钮或开关等的选择输入界面接收选择输入。选择输入可与其输入状态相关，并且可操作为用于启用机器的一个或多个功能或方面的控制。在一些实施例中，输入状态可由可以是基于多个选择输入的状态的集合信号的选择控制信号代表。本领域技术人员很容易理解，例如，每个拨盘、按钮、开关、切换键、无线电按钮、触摸屏、点击界面或摇板等可与表示其状态的基本上恒定或时间变化的电压和/或电流相关。时间变化信号可以以切换的方式变化，例如，迅速地在电平或波形之间切换，但是是恒定或重复的。例如，一排按钮或开关可操作为可选择地向与其操作性地耦接的电路的选择的部分施加预定的电压和/或电流。诸如电位计的拨盘可操作为改变表示拨盘状态的电路中的阻抗。选择输入的集体状态与和选择控制信号对应的相关的电压和/或电流的集体对应。由于选择输入的状态的变化，因此选择控制信号可随时间改变。在一些实施例中，可在期望的介质的一个或多个信道上承载表示选择控制信号的数字或模拟信号。选择控制信号可实现为由诸如配线或信号迹线等的多个平行电气导体承载的集体信号。可沿单个导体多路传输或传送选择控制信号的多个部分。可调制、解调、过滤、变换、存储或者在光学上或通过无线电传送等选择控制信号的所有或一部分。在一些实施例中，选择输入界面包含位于手持输入模块的外壳上的两个或更多个按钮。输入模块还可在外壳内包含这里描述的用于产生基于移动的信号的移动传感器。按钮中的每一个可操作为例如通过选择基于移动的信号与机器控制信号之间的期望的映射限定本发明的操作的期望的模式。按钮中的每一个还可操作为通过例如与从其多个选择的单个用户动作对应的综合用户输入在待机状态和多个操作状态之间选择。在选择操作状态的时间间隔中，与基于移动的输入对应的基于移动的信号被处理以提供机器控制信号。按钮中的每一个可操作为根据基于移动的信号与机器控制信号之间的选择的映射限定要提供机器控制信号的时间间隔。在一些实施例中，选择输入界面可被配置为即使释放诸如按钮的物理开动器也保持输入。例如，按钮可被用于设定或复位电子锁存器或者触发器或者软件或固件上类似的锁存逻辑。输入的暂时开动可因此设定期望的操作模式，直到提供将来的开动。在实施例中，选择输入界面可例如通过单手操作在人体工程学上被配置为提供方便和/或舒适的操作。基于移动的信号本发明提供根据基于移动的输入产生基于移动的信号。例如，可以提供一个或多个移动传感器，以检测对于手持或其它的基于移动的输入装置施加的基于移动的输入。基、于移动的信号可基于诸如水平移动、垂直移动、扭曲、旋转或它们的组合的基于移动的输入。基于移动的信号可进一步基于手持或其它的基于移动的输入装置的位移、速度、加速度或它们的组合。例如，基于移动的信号可在与相应的基于移动的输入的强度成比例的基本上离散或连续的值范围上在时间上改变。由于基于移动的信号可表现某值范围，因此，能够实现比例控制。在一些实施例中，一个或多个传感器可包括一个或多个加速计。例如，可以以阵列状提供一个或多个加速计，每个加速计被配置为产生表示相关的基于移动的信号装置沿至少一个方向的加速度的信号。可通过积分信号处理表不加速度的信号以提供表不速度的值。可替代性地或者附加地通过两次积分信号处理表示加速度的信号以产生表示位移的信号。根据本发明提供的加速计可以是例如压电加速计、微机电(MEMS)加速计、电容型加速计、剪切模式加速计、热加速计、表面声波加速计、激光加速计、摆动积分陀螺仪(PIGA )加速计或MEM陀螺仪等。加速计可被配置为检测沿一个或多个预定的空间方向的加速度，并且输出与这种加速度成比例、与平均加速度成比例或与可分别表示加速计的速度或位移的加速度的单次或双重复积分成比例的电信号。在一些实施例中，加速计可被设置为预封装模块。例如，可从第三方卖主得到的加速计模块包含来自 Analog Devices 的 ADXL330 和 ADXL345、来自 STMicroelectronics 的AIS326DQ和来自Kionix 的KXTE9。加速计模块可包括加速计以及诸如ASIC、模数转换器、滤波器和功率装置等相关的电子器件。在一些实施例中，一个或多个移动传感器可包含其它的移动传感器技术，诸如光学或基于照相机的移动传感器、诸如Hall效应传感器的用于通过电或磁场检测移动的传感器或陀螺仪移动传感器等。可利用传感器类型的组合以提供足够的移动感测能力。例如，在第一种类型的传感器被视为由于其固有的限制而不能胜任的情况下，可以使用第二种类型的传感器。例如，来自Analog Devices Inc的ADXL330是具有信号调节的模拟电压输出的3轴加速计。它能够测量倾斜感测应用的静止重力加速度以及源自移动、冲击或振动的动态加速度。作为另一例子Kionix 提供线性加速计和包括传感器元件和封装于Land GridArray (LGA)中的ASIC的倾斜计。传感器元件由单晶硅制成。可对于高于阈值的任意轴上的加速度或对于低于阈值的所有三个轴的加速度产生中断。传感器元件在微分电容的原理上起作用。加速度导致硅结构的位移，这导致电容的变化。ASIC检测电容的变化并将其变换成与加速度成比例的模拟输出电压。该电压通过板上Α/D转换器被数字化并且通过内部集成电路(inter — integrated circuit) (I2C)总线或串行外设接口(SPI)被访问。在一些实施例中，诸如加速计的移动传感器的阵列可被配置为提供基于移动的信号的多达六个轴。例如，可基于沿空间中的一个或多个正交方向、例如沿一个或多个正交的X轴、Y轴和Z轴的平移移动提供多达三个基于移动的信号。作为另一例子，可基于例如由于基于移动的输入装置的偏航、纵摇和/或滚动导致的关于一个或多个正交的X轴、Y轴和Z轴的旋转运动提供多达三个基于移动的信号。在一些实施例中，可通过利用与共同的刚性体连接的两个或更多个空间分离的移动传感器从旋转区分平移。例如，如果一对的这种移动传感器检测共同方向上的移动，那么这可表明平移移动；如 果一对的这种移动传感器检测不同方向上的移动，那么这可表明旋转移动。本领域技术人员可以理解，来自多个移动传感器的信号可通过一个或多个电路或处理器被处理以提供移动的适当的指示。在一些实施例中，可向基于移动的信号施加附加的处理。例如，为了减少可能引入基于移动的信号中的不期望的机械或电气噪声或抖动，可以向基于移动的信号施加过滤、时间平均化或传感器输入的组合等。作为另一例子，基于移动的信号可在装置没有检测到明显的移动时保持恒定或关断。例如，这可有利地避免信号积分器积分由移动传感器拾取的噪声，该噪声否则会导致随时间的输入飘移。在实施例中，基于移动的信号可包括相对于预定或任意定义的基准帧的位移、速度、加速度或它们的组合的指示。基于移动的信号还可包括与指示的位移、速度、加速度或它们的组合的各部分对应的时间的指示。例如，基于移动的信号可指示多轴位移、速度或加速度值沿序列的每个部分的相应的时间基准的基本上连续或离散的时间序列。本领域技术人员很容易理解，提供隐含或明显的时间基准可有助于随后的信号处理。在一些实施例中，根据选择的映射，一个或多个基于移动的信号可以是期望的机器操作的基于移动的表示。例如，指示基于移动的倾侧或摇摆输入的基于移动的信号可分别与吊车吊杆的倾斜或摆动对应。作为另一例子，基于移动的扭转输入可与机器部分的扭转或者卷轴或其它的旋转机器部分的旋转对应。作为又一例子，一个或多个方向的基于移动的平移输入可与相应的方向中的机器在地面上(例如通过轮子或轨道)的运动对应。指示用户供给的基于移动的输入的其它的基于移动的信号也可被映射到机器控制信号，基于移动的信号的大小与机器控制信号的大小成比例。例如，基于移动的输入可与平移同时扭转、平移同时倾斜或倾斜之后扭转等对应。处理和控制本发明提供向选择信号和基于移动的信号施加的一个或多个处理操作以有助于提供一个或多个机器控制信号。可通过使用可包括诸如微处理器、存储器、可编程逻辑器件、FPGA、逻辑电路、放大器和晶体管等的集中式和/或分布式电子器件的处理模块执行处理操作。处理也可利用例如作为处理模块的一部分提供的软件、固件或它们的组合。在一些实施例中，处理电子器件或处理模块的至少一部分可被集成或紧密地与选择输入和/或移动传感器相关。例如，来自按钮或其它输入的信号可被放大、过滤、消除反冲或多路复用；例如，通过诸如I2C总线的串行总线，来自加速计芯片的信号可被处理、编码和传送。在本发明的实施例中，处理和控制模块可被配置为解释来自输入界面的输入信号并确定机器的要控制的方面或轴以及控制的方向和比例控制的量。在本发明的实施例中，诸如处理和控制模块的处理和控制装置可与以下方面中的一个或多个相关诸如手持装置的控制或用户界面设备、加入被控制的机器中的硬件和/或软件和诸如与控制或用户界面设备和要被控制的机器操作性地耦接并处理由控制或用户界面设备提供的信号以提供机器控制信号的计算机的一个或多个中间处理或中继站。例如，手持装置用户界面设备可向计算机中继或机器安装模块提供原始信号，或者可在内部处理信号。在本发明的实施例中，处理包括至少部分地基于选择的输入状态或表示它的选择控制信号确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射。可用映射组可被预编辑并被配置为有助于预定机器或类型的机器的适当的控制。映射可被存储于诸如RAM、R0M、固态或光学或磁存储介质等的内部或外部存储器中。从一组可用映射确定映射可包括从选择的输入状态与映射之间的预定的对应关系确定期望的映射。例如，开动选择输入的多个按钮中的一个可与相应的映射的选择对应。在一些实施例中，可用映射组可是可编程的。例如，本发明可包括可被修改或更新以提供期望或定制的可用映射组的软件或固件。例如，可对于不同的用户，或者对于不同的机器的控制，或者在不同的环境中，定义不同的映射。在一些实施例中，可通过记录于计算机可读介质上的计算机程序产品提供可用映射组。在一些实施例中，来自可用映射组的每个映射可用于将一种或更多种类型的输入移动映射到一个或多个机器控制信号。例如，向输入装置施加的输入移动的类型可包含轴向旋转(滚动)、垂直倾斜(纵摇)、水平倾斜(偏航)、沿相对预定的方向的线性平移或它们的组合。移动可相对于基于输入装置的基准系统或者诸如由重力、声学、电或磁场等传输的外部基准系统。基于映射，选择的类型的输入移动中的每一个可被映射到一个或多个选择的机器控制信号。映射可将多个选择的类型的输入移动映射到多个选择的机器控制信号，由此有助于同时的多轴机器控制。在一些实施例中，来自可用映射组的至少一个映射将基于移动的输入映射到特定的机器控制信号。即，对于每个机器控制信号，可存在将基于移动的输入映射到该机器控制信号的至少一个映射。以这种方式，本发明的实施例可提供机器的所有可控方面的控制。在一些实施例中，来自可用映射组中的两个或更多个映射可将基于移动的输入映射到给定的机器控制信号。以这种方式，本发明的实施例可提供控制机器的相同方面的不同模式，或者提供机器控制功能的不同的重叠的组合，或者两者。这可有助于执行共同功能时的操作便易性。在一些实施例中,可在一种模式中同时控制第一机器控制信号和第二机器控制信号，并且，可在另一模式中同时控制第一机器控制信号和第三机器控制信号。例如，当从其停泊位置定位吊车时，可能期望允许根据第一映射同时控制吊车的吊杆倾斜和吊杆伸/缩方面。当操作吊车以移动负载时，可能期望允许根据第二映射同时控制吊车的吊杆倾斜和吊杆旋转方面。在两个映射中，吊杆倾斜均是可控制的方面。一般地，映射可被预配置为有助于机器执行一般任务的操作便易性。例如，映射可被配置为使得机器的一般同时控制的各方面可用于通过同一映射进行控制。映射的存储体可被配置为使得可很容易地通过选择输入界面的操作依次选择一般依次执行的任务。
在实施例中，每个映射可限定一个或多个基于移动的信号与一个或多个机器控制信号之间的一个或多个功能对应关系。映射可包括一个或多个处理操作，包含但不限于组合或叠加基于移动的信号以提供一个或多个机器控制信号、施加线性或非线增益、基于时间或基于频率的过滤、时间量化、值量化、阈值检测、时间延迟、信号平均、微分、积分、通过线性或非线性函数的映射或它们的组合等。每个映射可将一个或多个预定的基于移动的信号取为输入并且提供一个或多个预定的机器控制信号作为输出。在本发明的实施例中，处理和控制模块被配置为根据基于移动的输入提供机器的比例控制。例如，基于移动的信号可展现与移动传感器的位移、旋转、速度或加速度的大小对应的离散或连续的值范围。映射可在这种基于移动的信号中的一个或多个上操作，以提供展现对应的值范围的机器控制信号。机器控制信号值可与基于移动的信号值成比例。例如，比例可以是正比或反比。机器控制信号可替代性地与例如可通过单调增加或单调减小函数、周期函数或者可逆或不可逆函数等描述的基于移动的信号值的函数成比例。可例如通过离散、连续或分段连续数学函数、自回归移动平均(ARMA)处理、时域或频域传递函数、解析或非解析函数、输入和输出值的一个或多个表、值的表的一个或多个分级排列或它们的组合等，以一个或多个各种方式描述、代表和/或实施每个映射。可通过诸如查找表、查找表的分级系列、由数字和/或模拟信号处理电子器件施加的函数变换、计算机程序或它们的组合等的一个或者多个各种装置实施每个映射。在一个实施例中，应用被配置为实施选择的映射的数字信号处理器，以基于一个或多个基于移动的信号产生一个或多个机器控制信号。在一个实施例中，可能与一个或多个乘法或加法模块组合的查找表模块的电气实施的系列可被配置为实施选择的映射。给定其间的一个或多个可选择的映射，本领域技术人员可以理解如何提供适当的信号处理以基于输入信号提供输出信号。在实施例中，处理和控制模块被配置为当选择的输入状态是操作状态时提供基于移动的信号与机器控制信号之间的映射。相反，处理和控制模块可被配置为当选择的输入状态是待机状态时禁止或抑制由于这种映射提供基于移动的信号。例如，在待机状态中，可实现导致提供的机器控制信号基本上与基于移动的信号无关的零映射或移动无关映射。作为替代方案，在待机状态中，处理和控制模块可被配置为禁止或抑制提供机器控制信号、提供基本上恒定的机器控制信号或提供与机器的预定待机状态对应的机器控制信号的另一配置。在一些实施例中，处理模块可被配置为解释诸如基本上在进入操作状态时的移动传感器的位置和取向的相对于初始状态的基于移动的信号。例如，选择输入界面进入操作状态的操作可触发处理模块以定义初始基准状态，其中，基于移动的信号与从初始基准状态偏离的空间对应。在一些实施例中，初始基准状态可被明确地限定。作为替代方案，初始基准状态可被隐含地定义。例如，如果基于移动的信号提供加速度或速度的指示并且初始基准状态是初始位置和/或取向，那么定义初始基准状态可包含将一个或多个位移或旋转累计器复位或归零，其中，根据由基于移动的信号指示的加速度和/或速度递增或递减位移或旋转累计器。提供机器控制信号
本发明进一步被配置为例如通过处理和控制模块和/或其它的信令和/或控制手段向机器提供机器控制信号。例如，可通过使用有线通信、无线通信或它们的组合将机器控制信号提供给机器的机器控制输入。可以使用适于被执行的控制应用的一个或多个标准或私有信令协议以从处理和控制模块向机器或其机器控制输入传送机器控制信号。当前，存在几个提供用于工业设备的远程控制方案和相关的协议的公司。在本发明的实施例中，例如，诸如 Hart、WirelessHart> ISA100、Bluetooth、Ethernet、Wireless Ethernet、GPIB、Zibee和USB等的标准适于提供远程控制方案。本领域技术人员很容易理解，可以使用其它有线或无线通信技术以传送机器控制信号。在一些实施例中，处理和控制模块可包含与用户界面装置或中继装置耦接的信号传送器，并且，相应的信号接收器可与要被控制的机器操作性地耦接。可在信号传送器和信号接收器之间执行机器控制信号的通信。例如通过网络或中继站，通信可以是直接或间接的。通信可包含有线通信、无线通信、无线电通信、光学通信或使用由机械或流体装置承载的信号的通信等。一般地，信号传送器可将机器控制信号变换成适于传送的形式并以信号接收器可接收的方式传送信号。信号接收器接收传送的信号并将它们变换为可用于控制机器的形式。信号接收器然后与机器操作性地耦接以通过提供以电气、机械、流体或其它适当的类型的信号的形式的机器控制信号提供其可控制方面的控制。在一些实施例中，通过无线无线电通信通信性地耦接信号传送器和信号接收器。无线信号传送器和接收器之间的无线通信可包含编码、解码、调制、解调和其它操作。本领域技术人员很容易理解，无线通信可涉及数字或模拟频率、振幅或相位调制、多个冗余信道上的通信、跳频扩展频谱、多路存取信道共享以及源和信道编码等，以适当地有助于给定环境中的可靠和功能上的无线通信。在一些实施例中，诸如指示可控制机器方面的机器取向、位置、状态等的视频或信号的遥测可通过被控制的机器被传送并被显示以可被控制设备的用户观察以有助于机器操作。例如，可通过诸如LCD监视器的视觉显示器、诸如LED的视觉指示器、通过力反馈或通过一个或多个可听信号显示遥测。遥测可被用于提供给用户可觉察的反馈，或者提供在处理和控制模块中被自动处理以提供机器控制信号的反馈信号本发明的实施例提供被配置为用于在物理上控制机器的一个或多个功能的一个或多个开动器连同用于控制开动器的适当的驱动器。本发明可被配置为用于控制诸如轻工业机器、重工业机器、移动或静止吊车、混凝土泵、滑移式车辆、材料装卸机器、流体装卸或抽吸机器、农业机器、遥测系统、装载拖运倾卸机器、绞车、救援车、拖车、自推进移动平台、采矿设备、车辆、机器人、器具、计算机、计算机界面、电气设备或机械设备等的各种机器中的一个或多个。例如，通过诸如接受可被用于控制机器的一个或多个相应的可控制方面的电气、电磁、光学、机械或其它信号的输入的多个控制输入，被控制的机器响应于多个控制信号。可控制方面可包含机械装置、电气装置、视觉或音频输出或它们的组合等。例如，可控制方面可包含在电气、机械、液压或气动上可 控制的电动机、开动器、警报器、灯、视觉显示器或者电或磁场产生器等。以适于机器的每个可控制方面的期望的控制的形式向机器提供机器控制信号。在一些实施例中，机器控制输入被配置为接受标准或顾客定义的控制信号。在这种情况下，本发明可提供用于将例如通过无线电接收的控制信号变换成适于提供给电气、机械、液压或气动机器控制输入的机器控制信号的适配器或接口。
在一些实施例中，根据本发明对于操作预配置机器控制输入。例如，可以在机器内部提供被配置为将无线电信号变换成适当的机器控制信号的无线电接口模块。与相当的常规的控制方案相比，本发明的实施例可有助于用于控制的明显更低成本的装置。例如，可通过安装单质量产生加速计芯片等提供用于多个线性和/或角度轴的移动感测能力。可以以比多个游戏杆、触发器或其它的现有技术的控制装置低的成本提供这种芯片，同时仍有助于同时的多轴比例控制。此外，本发明的实施例可有助于一手控制，这可有助于操作和多任务的简便。另外，通过提供简单的单手并直观的用户界面，本发明的实施例可提供基本安全的用于控制的装置。由于使用基于移动的传感器和简单的选择输入界面，因此，本发明的实施例也可提供可靠的机器控制手段。与现有技术的方案相比，该配置可提供更不复杂的界面，具有更少的容易破裂的诸如开关、切换键、游戏杆和触发器等的常规的机械零件。 现在将参照特定的例子描述本发明。应当理解，以下的例子意图在于描述本发明的实施例，并且不是要以任何方式限制本发明。例子图5A 示出根据本发明的示例性实施例的用于远程操作吊车550的手持用户界面设备500的例子。吊车550至少包含以下的远程可控制方面可旋转卷轴555、吊杆伸/缩560、吊杆倾斜565和吊杆旋转570。卷轴555被附接于缆绳和钩子组件557或其它的组件上。用户界面设备包括包含被配置为产生选择控制信号的一组三个按钮选择输入502、504,506的选择输入界面。用户界面设备还包括至少响应于设备500的诸如纵摇或滚动的旋转移动以产生基于移动的信号的多个移动传感器。如后面描述的那样，设备500与被配置为基于选择控制信号和基于移动的信号产生机器控制信号的内部或外部处理和控制模块操作性地耦接。本例子可与用于仅通过使用3个按钮提供适当的比例控制的手持设备有关。设备可有助于每次操作两个或更多个比例信道。当按钮502、504和506均处于未开动位置时，不传送会导致任意的可控制方面555、560、565或570的移动的机器控制信号。这与吊车550的静止待机状态对应。在一些实施例中，可以提供将吊车550锁定在静止状态中，使得控制输入的意外的开动不导致不期望的吊车操作的锁定按钮、代码或键。当通过按压和保持按钮开动按钮502、504和506中的一个时，根据与开动的按钮502、504、506对应的映射，基于移动的信号被映射到用于控制可控制方面555、560、565或570的子集的机器控制信号。只要按钮502、504、506被开动，就实现与按钮的开动对应的开始时间和与其去开动对应的停止时间之间的映射。因此，按钮的开动同时用于(a)确定基于移动的信号与机器控制信号之间的映射和(b)定义通过所述映射将基于移动的信号映射到机器控制信号的时间间隔，即在该时间间隔选择操作状态。该配置有助于吊车550的适当简单和直观的操作，这种操作具有期望的用户努力经济性并能够通过使用一只手被执行。注意，期望的按钮的开动或者按钮的开动的抑制与可通过执行单个用户动作(即通过按压单个按钮或抑制按压按钮)满足的综合用户输入对应，这如期望的那样有助于简单的控制。按钮502、504、506的开动还用于定义设备500的初始基准位置510，其中，基于移动的信号与从初始基准位置510的空间偏离对应。例如，基于移动的信号的强度或水平可与设备500相对于初始基准位置510的位移或旋转量对应。如图5B所示，当对应于第一操作状态开动第一按钮520时，对于将基于移动的信号映射到机器控制信号，启用第一映射。根据第一映射，设备500相对于初始基准位置510的向上倾斜515或向下倾斜517被映射到用于控制卷轴555的机器控制信号。向上倾斜515与卷轴555卷入516缆绳和钩子组件557的旋转对应，而向下倾斜517与卷轴555卷出518缆绳和钩子组件557的旋转对应。向上倾斜515或向下倾斜517的大小与通过机器控制信号开动卷轴555的速度成比例。因此，用户可以以期望的速度并且通过改变设备500的倾斜角度沿期望的方向操作卷轴。 并且，如图5B所示，当第一按钮502被开动时，设备500相对于初始基准位置510绕与其最长边平行的轴的旋转520或522通过第一映射被映射到用于控制吊杆伸/缩560的机器控制信号。一个方向的旋转520与吊杆伸521对应，而另一方向的旋转522与吊杆缩523对应。旋转520或522的大小与伸缩吊杆的速度成比例。因此，用户可以以期望的速度并且通过改变设备500的旋转角度沿期望的方向操作吊杆伸/缩方面560。如图5C所示，当对应于第二操作状态开动第二按钮502时，对于将基于移动的信号映射到机器控制信号，启用第二映射。根据第二映射，设备500相对于初始基准位置510的向上倾斜525或向下倾斜527被映射到用于控制吊杆倾斜565的机器控制信号。向上倾斜525与吊杆倾斜565上升吊杆526对应，而向下倾斜527与吊杆倾斜565下降吊杆528对应。向上或向下倾斜角度525或527的大小与通过机器控制信号开动吊杆倾斜565的速度成比例。因此，用户可以以期望的速度并且通过改变设备500的倾斜角度沿期望的方向操作吊杆倾斜565。并且，如图5C所示，当第二按钮504被开动时，设备500相对于初始基准位置510绕与其最长边平行的轴的旋转530或532通过第二映射被映射到用于控制吊杆旋转570的机器控制信号。沿一个方向的旋转530与逆时针吊杆旋转531对应，而沿另一方向的旋转532与顺时针吊杆旋转533对应。旋转530或532的大小与旋转吊杆的速度成比例。因此，用户可以以期望的速度并通过改变设备500的旋转角度沿期望的方向操作吊杆旋转570。如图所示，当对应于第三操作状态开动第三按钮506时，对于将基于移动的信号映射到机器控制信号，启用第三映射。根据第三映射，设备500相对于初始基准位置510的向上倾斜535或向下倾斜537被映射到用于控制吊杆倾斜565的机器控制信号。向上倾斜535与吊杆倾斜565上升吊杆536对应，而向下倾斜537与吊杆倾斜565下降吊杆538对应。向上倾斜或向下倾斜角度535或537的大小与通过机器控制信号开动吊杆倾斜565的速度成比例。因此，用户可以以期望的速度并且通过改变设备500的倾斜角度沿期望的方向操作吊杆倾斜565。并且，如图所示，当第三按钮506被开动时，设备500相对于初始基准位置510绕与其最长边平行的轴的旋转540或542通过第三映射被映射到用于控制吊杆伸/缩560的机器控制信号。沿一个方向的旋转540与吊杆伸541对应，而沿另一方向的旋转542与吊杆缩543对应。旋转540或542的大小与绅缩吊杆的速度成比例。因此，用户可以以期望的速度并通过改变设备500的旋转角度沿期望的方向操作吊杆伸/缩560。在一些实施例中，设备500可操作为控制吊车的其它方面，例如，车轮上(onwheel)的吊车的导航、灯或警报器等的操作、电动机或内燃机的开始和停止或者附接于卷轴上的磁或机械夹持机构的开动等。很显然，本发明的以上的实施例是例子，并且可以以许多的方式改变。这种当前或将来的变化不应被视为背离本发明的精神和范围，并且，对于本领域技术人员来说很显然的所有这种修改要被包含于以下的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于基于感测的输入控制机器的设备，所述机器响应于用于控制其相应的多个方面的多个机器控制信号，所述设备包括 a.输入模块，所述输入模块包含 可由综合用户输入操作以从包含待机状态和多个操作状态的多个潜在状态选择输入状态的选择输入界面；和 被配置为根据基于移动的输入产生一个或多个基于移动的信号的一个或多个移动传感器；和 b.与输入模块和机器操作性地耦接的处理和控制模块，所述处理和控制模块被配置为 当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射，所述映射是至少部分地基于选择的输入状态而确定的；和 至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号，提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号。
2.根据权利要求I的设备，其中，处理和控制模块被配置为基于一个或多个基于移动的信号的大小提供机器的比例控制。
3.根据权利要求I的设备，其中，确定的映射至少部分地基于选择的输入状态选自多个潜在映射，多个潜在映射中的每一个与可由机器共同执行的预定任务组对应。
4.根据权利要求I的设备，其中，所述设备是手持的或可佩带的。
5.根据权利要求I的设备，其中，综合用户输入与按压选择的按钮、释放选择的压下按钮、按压和保持选择的按钮、将拨盘转向选择的位置、操作选择的开关、以选择的方式触摸触敏表面以及说出语音命令中的一个或多个对应。
6.根据权利要求I的设备，所述设备进一步包括与处理和控制模块操作性地耦接的信号传送器，所述信号传送器被配置为用于机器控制信号到机器的无线传送。
7.根据权利要求I的设备，其中，基于移动的输入包括平移移动和旋转移动中的之一或两者。
8.根据权利要求I的设备，其中，确定的映射将两个或更多个基于移动的并发信号映射到两个或更多个机器控制信号。
9.根据权利要求I的设备，其中，综合用户输入的操作进一步确定启用映射的时间间隔和从其测量基于移动的信号的初始基准位置中的之一或两者。
10.根据权利要求I的设备，其中，机器选自包括轻工业机器、重工业机器、移动吊车、静止吊车、混凝土泵、滑移式车辆、材料装卸机器、流体装卸机器、农业机器、遥测系统、装载拖运倾卸机器、绞车、救援车、拖车、自推进移动平台、采矿设备和车辆的组。
11.一种用于控制机器的系统，所述系统包括 a.包括输入模块以及与其操作性地耦接的处理和控制模块的输入设备， 所述输入模块包含 i.可由综合用户输入操作以从包含待机状态和多个操作状态的多个潜在状态选择输入状态的选择输入界面；和 ii.被配置为根据基于移动的输入产生一个或多个基于移动的信号的一个或多个移动传感器； 所述处理和控制模块被配置为 i.当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射，所述映射是至少部分地基于选择的输入状态而确定的；和 ii.至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号，提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号；和 b.被配置为从输入设备接收一个或多个机器控制信号的机器控制模块，所述机器控制模块被配置为向机器传输用于控制多个可控机器方面中的一个或多个的一个或多个机器控制信号。
12.根据权利要求11的系统，其中，输入设备进一步包括与处理和控制模块操作性地耦接的信号传送器，所述信号传送器被配置为用于机器控制信号的无线传送，并且其中，机器控制模块进一步包括被配置为用于机器控制信号的无线接收的信号接收器。
13.根据权利要求11的系统，其中，处理和控制模块被配置为基于一个或多个基于移动的信号的大小提供多个机器控制信号的大小，由此有助于机器的比例控制。
14.根据权利要求11的系统，其中，确定的映射至少部分地基于选择的输入状态选自多个潜在映射，多个潜在映射中的每一个与可由机器共同执行的预定任务组对应。
15.一种用于有助于机器的控制的方法，所述机器响应于用于控制其相应的多个方面的多个机器控制信号，所述方法包括 a.接收感测的输入，所述感测的输入包含基于综合用户输入的选择输入，所述感测的输入进一步包含基于移动的输入； b.基于选择输入确定输入状态，输入状态选自包括待机状态和多个操作状态的多个潜在状态； c.根据基于移动的输入产生一个或多个基于移动的信号； d.当选择的输入状态是一个或多个操作状态中的一个时，确定一个或多个基于移动的信号与多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射，所述映射是至少部分地基于选择的输入状态而确定的；以及 e.至少部分地基于所述映射和所述一个或多个基于移动的信号，提供用于控制机器的一个或多个机器控制信号。
16.根据权利要求15的方法,其中，一个或多个基于移动的信号具有与基于移动的输入的大小成比例的大小，并且，一个或多个机器控制信号具有与一个或多个基于移动的信号的所述大小中的一个或多个成比例的大小。
17.根据权利要求15的方法，其中，确定映射包括至少部分地基于确定的输入状态从多个潜在映射选择映射，多个潜在映射中的每一个与可由机器共同执行的预定任务组对应。
18.根据权利要求15的方法，其中，综合用户输入与按压按钮、释放按钮、按压和保持按钮、转动拨盘、操作开关、触摸触敏表面和说出语音命令中的一个或多个对应。
19.根据权利要求15的方法，其中，一个或多个机器控制信号至少部分地经由无线电通信而传输到机器。
20.根据权利要求15的方法，其中，基于移动的输入包括平移移动和旋转移动中的之一或两者。
21.根据权利要求15的方法,其中，确定的映射将两个或更多个基于移动的并发信号映射到两个或更多个机器控制信号。
22.根据权利要求15的方法，进一步包括基于综合用户输入的操作确定启用映射的时间间隔和从其测量基于移动的信号的初始基准位置中的之一或两者。
23.根据权利要求15的方法，其中，机器选自包括轻工业机器、重工业机器、移动吊车、静止吊车、混凝土泵、滑移式车辆、材料装卸机器、流体装卸机器、农业机器、遥测系统、装载拖运倾卸机器、绞车、救援车、拖车、自推进移动平台、采矿设备和车辆的组。
全文摘要
本发明提供用于基于对于诸如加速计的移动传感器的基于移动的输入控制诸如吊车或其它工业设备的机器的方法和设备。根据综合用户输入选择输入状态，以确定与基于移动的输入对应的基于移动的信号与为了控制机器提供的多个机器控制信号中的一个或多个之间的映射。当输入状态是操作状态时，通过映射提供机器控制信号，并且，当输入状态是待机状态时，不通过映射提供机器控制信号。
文档编号G08C17/00GK102667651SQ201080052678
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月6日
发明者伦纳德·鲁迪·迪克曼 申请人:伦纳德·鲁迪·迪克曼