专利名称：一种虚拟电位器及其运算方法
技术领域：
本发明涉及一种虚拟电位器及其运算方法。
背景技术：
通用游戏手柄的优点是可以支持游戏机上的所有游戏，操作简单，容易掌握。但是由于它是依靠纯粹的手指运动操控游戏使得游戏的真实感和娱乐性打了折扣。比如对于射击游戏、赛车游戏、动作类游戏等，游戏画面和游戏者的实际动作很难建立起直观的联系。所以体感控制器就产生了。体感控制器顾名思义是通过幅度较大的身体运动，(例如:挥动手臂，移动身体等大幅度动作)给主机发出不同的信号指令以完成对游戏的操控。因此体感控制器多为单手操作。由于体感控制器的单手操作特性，使其无法满足需要多按键复杂操作的游戏，因此体感控制器作为通用手柄时需配置双手分离的的双手控制器，即使如此体感控制器在对游戏的操控方面仍无法等同于通用游戏手柄在游戏中操控的复杂度和精准性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种为解决各类控制器的优点及存在的缺陷，实现更多自由度的控制，完成对更多可控项的控制结合传感器技术和虚拟电位器技术，发明了一种符合标准手柄控制器按钮数量及布局方式，基于虚拟电位器原理和双向控制技术的单手操作的虚拟电位器及其运算方法。本发明是通过以下技术方案来实现的:一种虚拟电位器及其运算方法，包括多个高精度动作传感器，所述多个高精度动作传感器包括3轴陀螺仪、3轴加速度传感器和3轴地磁传感器等。一种虚拟电位器的运算方法，所述运算方法包括以下几个具体步骤:步骤一，设置某一状态为零点，以该状态时SENSOR所在平面为基础延伸出三个相互垂直的轴X、Y、Z，Y轴垂直SENSOR平面，在该状态时SENSOR与X、Y、Z轴的夹角为O。以此零点映射到显示器平面的中心点。步骤二，对显示器平面的X轴、Y轴和Z轴的光标位移量也设置为O。步骤三，根据显示器大小和SENSOR与显示器间距离的大小设置显示器平面上光标的位移参数X(1、y0> Ζμ步骤四，当SENSOR以O点为中心自由转动时，根据多个高精度动作传感器计算出的光标位移矢量会在X、Y、Z轴上投射分量x、y、z。当|x| < XtI时，在X方向光标的位移与SENSOR的移动呈线性关系，光标Y、Z轴上的移动依此类推。步骤五，当SENSOR以O点为中心自由转动时，根据多个高精度动作传感器计算出的光标位移矢量会在X、Y、Z轴上投射分量x、y、z。当|x| > XtI时，在X方向光标的位移与SENSOR的移动和矢量与X轴夹角呈二元函数关系，光标Y、Z轴上的移动依此类推。步骤六，通过上述动作的移动，模拟推动各种手柄摇杆的控制方法，即虚拟电位器的运算方法。本发明的有益效果是:本发明的虚拟电位器算法使用了多个高精度动作传感器，用手部及身体动作取代通用型视角控制摇杆，通过采用虚拟电位器原理，使用动作控制取消通用型手柄一个或者2个摇杆，使操作方法更加简便与快捷，实现了通用型手柄的单手操作，可适用于不同领域。
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。图1为本发明虚拟电位器原理中传感器所在空间分区示意图。
具体实施例方式本发明的一种虚拟电位器，包括多个高精度动作传感器，所述多个高精度动作传感器包括3轴陀螺仪、3轴加速度传感器和3轴地磁传感器等。设置某一状态为零点，以该状态时SENSOR所在平面为基础延伸出三个相互垂直的轴X、Y、Z，Y轴垂直SENSOR平面，在该状态时SENSOR与X、Y、Z轴的夹角为O。以此零点映射到显示器平面的中心点。对显示器平面的X轴、Y轴和Z轴的光标位移量也设置为O。根据显示器大小和SENSOR与显示器间距离的大小设置显示器平面上光标的位移参数X。、
y。、 ζοο当SENSOR以O点为中心自由转动时，根据多个高精度动作传感器计算出的光标位移矢量会在X、Y、Z轴上投射分量X、y、Z。当|x| < Xtl时，在X方向光标的位移与SENSOR的移动呈线性关系，光标Y、Z轴上的移动依此类推。当SENSOR以O点为中心自由转动时，根据多个高精度动作传感器计算出的光标位移矢量会在X、Y、Z轴上投射分量X、y、z。当
XI > Xtl时，在X方向光标的位移与SENSOR的移动和矢量与X轴夹角呈二元函数关系，光标Y、Z轴上的移动依此类推。如图1所示。工作原理:通过对多个高精度动作传感器输出数据的复合运算，可以得出以身体为圆心的水平面及纵向、横向两个垂直面的位移和角度绝对值，同时也可以计算出以身体为圆心映射在以显示器平面X轴、Y轴和Z轴的光标位移量。动作移动映射到显示器平面X轴、Y轴和Z轴的光标相对位移量会随着动作与零点的位移或夹角的绝对值的变化而变化。本发明的有益效果是:本发明的虚拟电位器算法使用了多个高精度动作传感器，用手部及身体动作取代通用型控制器中的控制摇杆，通过采用虚拟电位器原理，使用动作控制取消通用型手柄一个或者2个摇杆，使操作方法更加简便与快捷，实现了通用型手柄的单手操作，可适用于不同领域。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
权利要求
1.一种虚拟电位器，其特征在于:包括多个高精度动作传感器，所述多个高精度动作传感器包括3轴陀螺仪、3轴加速度传感器和3轴地磁传感器等。
2.一种实现如权利要求1所述的虚拟电位器的运算方法，其特征在于:所述运算方法包括以下几个具体步骤: 步骤一，设置某一状态为零点，以该状态时SENSOR所在平面为基础延伸出三个相互垂直的轴X、Y、Z，Y轴垂直SENSOR平面，在该状态时SENSOR与X、Y、Z轴的夹角为O。以此零点映射到显示器平面的中心点。
步骤二，对显示器平面的X轴、Y轴和Z轴的光标位移量也设置为O ; 步骤三，根据显示器大小和SENSOR与显示器间距离的大小设置显示器平面上光标的位移参数x0、y0、z0O 步骤四，当SENSOR以O点为中心自由转动时，根据多个高精度动作传感器计算出的光标位移矢量会在X、Y、Z轴上投射分量x、y、z。当|x| < Xtl时，在X方向光标的位移与SENSOR的移动呈线性关系，光标Y、Z轴上的移动依此类推。
步骤五，当SENSOR以O点为中心自由转动时，根据多个高精度动作传感器计算出的光标位移矢量会在X、Y、Z轴上投射分量x、y、z。当|x| > Xtl时，在X方向光标的位移与SENSOR的移动和矢量与X轴夹角呈二元函数关系，光标Y、Z轴上的移动依此类推。
步骤六，通过上述动作的移动，模拟推动各种手柄摇杆的控制方法，即虚拟电位器的运算方法。
全文摘要
本发明公开了一种虚拟电位器及其运算方法，包括多个高精度动作传感器，所述多个高精度动作传感器包括3轴陀螺仪、3轴加速度传感器和3轴地磁传感器等；本发明的虚拟电位器算法使用了多个高精度动作传感器，用手部及身体动作取代通用型视角控制摇杆，通过采用虚拟电位器原理，使用动作控制取消通用型手柄一个或者2个摇杆，使操作方法更加简便与快捷，实现了通用型手柄的单手操作，可适用于不同领域。
文档编号A63F13/10GK103111072SQ20131002169
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者王一中 申请人:王一中