专利名称：具有内置游戏控制装置的手机以及游戏控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种具有游戏控制装置的手机， 及其游戏控制系统和方法。
背景技术：
目前基于个人电脑的体感运动游戏越来越普遍，但是，大多数游戏 遥控手柄通过红外技术来实现空中鼠标功能，不仅功耗高、而且手柄与 游戏主机中间不能有遮挡物，手柄与游戏主机信号接收器必须对准，否 则就无法对游戏进行有效、准确的控制，因此，遥控手柄的使用、操作 极其不方便。
另外，传统的游戏遥控手柄功能单一，仅仅充当游戏操控中介的作 用，却使用了复杂的无线通讯、信号微处理器、运动传感器以及内存等， 既不经济又不方便随身携带。同时，而大多数手机虽然集成了满足甚至 优于现有游戏遥控器功能的部件，却没有实现这一用途广泛的功能，造 成了资源浪费。
因此，实有必要设计一种设备，克服上述缺陷。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种方便地通过手机操 控游戏装置的设备。
本发明提供了 一种具有内置游戏控制装置的手机，所述游戏控制装 置包括姿态传感装置、中央处理单元、无线射频发射单元、接收单元、
游戏反馈单元，其中姿态传感装置用于感测手机的姿态，并将感测到 的手机的姿态数据发送到中央处理单元；中央处理单元用于对所述姿态 数据进行处理，并将处理后的姿态数据发送到无线射频发射单元；无线射频发射单元用于将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置；接收单元 用于接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并将所述游戏反馈信息发送 到游戏反馈单元；游戏反馈单元用于根据所述游戏反馈信息产生响应信
，
优选地，所述无线射频发射单元为所述手机的蓝牙接口。
优选地，所述姿态传感装置包括在所述手机中内置的三轴加速度传
感器和/或二轴陀螺仪。
优选地，所述中央处理单元是手机中的ARM处理器。
优选地，所述游戏反馈单元包括振动器、扬声器和LED指示灯中的
一种或多种。
相应地，本发明还提供了一种利用手机进行游戏控制的方法，所述 方法包括a.通过手机内置的姿态传感装置感测手机的姿态；b.对感测 到的姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数据发送到手机的无线发射 单元；c.通过手机的无线发射单元将所述处理后的姿态数据发送到游戏 装置；d.接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并根据所述游戏反馈信 息产生响应信号。
优选地，在步骤c中，通过手机的蓝牙接口将所述处理后的姿态数 据发送到游戏装置。
相应地，本发明还涵盖了一种游戏控制系统，包括手机和游戏装置， 其中所述手机包括姿态传感装置、无线射频发射单元、接收单元、中央 处理单元，游戏反馈单元，其中姿态传感装置用于感测手机的姿态， 并将感测到的手机的姿态数据发送到中央处理单元；中央处理单元用于 对所述姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数据发送到发射单元；无 线射频发射单元用于将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置；接收单 元用于接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并将所述游戏反馈信息发 送到游戏反馈单元；游戏反馈单元用于根据所述游戏反馈信息产生响应 信号。
优选地，所述无线射频发射单元为手机的蓝牙接口。 优选地，游戏装置包括蓝牙接口。
5采用本发明的具有内置游戏控制装置的手机，设计成本低，并且使 手机的娱乐功能更丰富、更实用，也使得游戏遥控功能变得更方便、更 经济。
同时，利用陀螺仪与蓝牙传输的技术克服了现有游戏遥控手柄利用 红外技术实现空中鼠标时需要对准、中间不能遮挡物以及功耗大等缺点。
图l是本发明的原理结构示意图2是本发明的 一种优选实施方式的手机结构示意图3是本发明的方法流程图。
具体实施例方式
图1是本发明原理结构示意图。手机200与游戏装置210之间通过 无线射频方式进行通信。在手机200中设置有游戏控制装置100,所述内 置游戏控制装置100包括姿态传感装置101、中央处理单元102、无线射 频发射单元103、接收单元104和游戏反馈单元105。
姿态传感装置101用于感测手机的姿态，并将感测到的手机的姿态 数据发送到中央处理单元。姿态传感装置101可以包括手机1内置的三 轴加速度传感器和二轴陀螺仪，所述三轴加速度传感器用于采集手机操 作者运动时手机的空间三轴线性加速度信号，三轴加速度传感器釆集到 游戏者在水平左右(X轴)和水平前后(Y轴)的运动方向及运动速度。 二轴陀螺仪用于采集空间二轴的角加速度信号。
中央处理单元102用于对所述姿态数据进行处理，并将处理后的姿 态数据发送到无线射频发射单元。中央处理单元102可以由手机中的 ARM处理器实现。ARM处理器对三轴加速度传感器和二轴陀螺仪发出 数据采集指令、角加速度数据采样并进行运算、位置坐标数据及运动状 态数据的打包、通过HCI协议命令蓝牙设备传输数据、外围设备如振动 器和扬声器的驱动。
无线射频发射单元103用于将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置。所述电脑普遍具有蓝牙接口，因此对游戏装置(例如运行游戏软件 的电脑)不需要进行硬件的改动就可以利用本发明的手机进行控制。
接收单元104用于接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并将所述 游戏反馈信息发送到游戏反馈单元105。所述接收单元104优选是蓝牙接 收器，
游戏反馈单元105用于根据所述游戏反馈信息产生响应信号。游戏 反馈单元105手机的振动器、扬声器及LED指示灯等部件，当接收到游 戏装置发出的游戏信息后，相应地产生振动、鸣响或闪烁等响应信号。
上述中央处理单元102是手机本身的微处理器；无线射频发射单元 103、接收单元104相应地采用手机上原有的蓝牙接口；所述游戏反馈单 元105采用手机上原有的振动器、扬声器、LED指示灯等部件。
本领域技术人员可以理解，本发明还涵盖了 一种利用手机进行游戏 控制的系统，如图1所示，所述系统包括如上所述的具有游戏控制装置 的手才几200和游戏装置210,手机200和游戏装置210和中间通过无线射 频装置通信。所述无线射频装置优选为手机蓝牙接口和电脑蓝牙接口 。
图2是本发明的一种优选实施方式的手才几结构示意图。手机200内 置三轴加速度传感器205和二轴陀螺仪204。三轴加速度传感器205用于 采集手机操作者运动时手机的空间三轴线性加速度信号；二轴陀螺仪204 用于采集空间二轴的角加速度信号。二轴陀螺仪204采集的角加速度信 号通过模拟/数字转换，和三轴加速度传感器205采集的线性加速度信号 一起，经过手机的ARM微处理器203运算处理后，形成位置坐标、手机 运动状态及控制命令。
通过手机内置的蓝牙接口 206发送到电脑210的电脑蓝牙接口 212,
电脑蓝牙接口 212将接收到的手机位置坐标、运动状态及控制命令传输
至电脑210的CPU处理，从而控制电脑210中游戏角色的动作与手机操 作者动作一致。
电脑210中运行的游戏在既定事件下设置的声光电及振动命令，通 过电脑11的CPU计算处理后，由电脑的蓝牙收发器212发送给手机蓝 牙接口 206。手机蓝牙接口 206将接收到的数据交给手机ARM微处理器
7203运算处理，由ARM处理器203控制手机的振动器207、扬声器208 及LED灯209响应，形成手机200对电脑游戏的反馈。
以游戏"极品飞车"为例，手机中的三轴加速度传感器采集到游戏 者在水平左右(X轴)和水平前后(Y轴)的运动方向及运动速度，数 据直接传输给手机ARM微处理器打包，打包数据通过ARM与蓝牙之间 的HCI数据传输协议传输至手机蓝牙接口，再通过手机蓝牙与电脑蓝牙 之间的数据交互，而被电脑端的游戏软件调用，通过电脑端加载的游戏 指令适配软件。例如，在电脑游戏中设置X轴运动变量控制左右转弯， Y轴运动变量控制油门实现前进或者倒车，从而通过手机的位置姿态参 数控制电脑游戏中赛车的运动状态。反过来，电脑游戏过程中设置的振 动及发声命令，通过串口数据交换协议由蓝牙设备之间的通信传输至手 机ARM微处理器，ARM微处理器发出指令驱动手机振动器和扬声器， 形成对游戏事件的反馈。
对于需要用手机遥控电脑屏幕的菜单、游戏被控物体等场合，需要 利用二轴陀螺仪采集的位置坐标数据，这就是手机的空中鼠标功能。二 轴陀螺仪采集到的手机旋转角速度经过A/D转换电路，由ARM微处理 器采样并计算出手机运动过程中的位置坐标，并打包通过ARM与蓝牙之 间的HCI数据传输协议传输至手机蓝牙设备，再通过手机蓝牙与电脑蓝 牙之间的数据交互，而被电脑标准鼠标接口或游戏软件调用，从而控制 电脑屏幕菜单的点选以及游戏被控物体在屏幕上的位置。
相应地，本发明还提供了一种利用手机进行游戏控制的方法，如图3 所示，所述方法包括下列步骤
步骤301,感测手机的姿态。手机的姿态包括手机空间的三维位置数 据和运动方向、运动速度数据，上述数据通常需要通过线性加速度和角 加速度运算得出，而线性加速度和角加速度可以由手机中内置的三轴加 速度传感器和二轴陀螺仪分别获得。其中，三轴加速度传感器采集游戏 者手机在水平面内的运动方向及运动速度，数据直接传输给手机的微处 理器；二轴陀螺仪采集的数据经过数模转换发送到手机的微处理器。手 机姿态解算方法为本领域技术人员熟知的技术，在此不加赘述。步骤302,对感测到的姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数据发 送到无线射频发射单元。步骤301中采集到的数据由手机中的中央处理 单元，例如ARM处理器进行处理，所述处理器可以对数据进行采样、打 包等处理。
步骤303，将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置。在本发明中， 优选地通过蓝牙发射器以HCI协议发送处理后的数据。所述蓝牙发射器 是手机中的原有部件，因此，可以最大限度地利用手机现有资源。
步骤304,接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并根据所述游戏反 馈信息产生响应信号。游戏装置，例如运行游戏程序的电脑，在接收到 手机蓝牙发射器发送的手机姿态数据后，通过解析所述数据，并将所述 数据通过相应游戏软件进行适配，从而控制电脑中游戏角色的动作与手 机操作者动作一致。根据游戏在既定事件下的设置，电脑向手机发送游 戏反馈信息，同样，所述游戏反馈信息也优选地通过电脑的蓝牙发射器 发出，手机的蓝牙接收器在接收到所述游戏反馈信息后，根据设定，产 生相应的相应信号，例如手积4展动器的4展动。
尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形 式并不局限于上述的实施方式。应该^人识到在不脱离本发明主旨的情 况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。
权利要求
1、一种具有内置游戏控制装置的手机，其特征在于，所述游戏控制装置包括姿态传感装置、中央处理单元、无线射频发射单元、接收单元、游戏反馈单元，其中姿态传感装置用于感测手机的姿态，并将感测到的手机的姿态数据发送到中央处理单元；中央处理单元用于对所述姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数据发送到无线射频发射单元；无线射频发射单元用于将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置；接收单元用于接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并将所述游戏反馈信息发送到游戏反馈单元；游戏反馈单元用于根据所述游戏反馈信息产生响应信号。
2、 根据权利要求1所述的手机，其特征在于，所述无线射频发射单 元为所述手4几的蓝牙4妄口 。
3、 根据权利要求1或2所述的手机，其特征在于，所述姿态传感装 置包括在所述手机中内置的三轴加速度传感器和/或二轴陀螺仪。
4、 根据权利要求3所述的手机，其特征在于，所述中央处理单元是 手机中的ARM处理器。
5、 根据权利要求4所述的手机，其特征在于，所述游戏反馈单元包 括振动器、扬声器和LED指示灯中的一种或多种。
6、 一种利用手机进行游戏控制的方法，其特征在于，所述方法包括a. 通过手机内置的姿态传感装置感测手机的姿态；b. 对感测到的姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数据发送到手 机的无线发射单元；c. 通过手机的无线发射单元将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置；d. 接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并根据所述游戏反馈信息 产生响应信号。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤c中，通过手机的蓝牙接口将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置。
8、 一种游戏控制系统，其特征在于，包括手机和游戏装置，其中所 述手机包括姿态传感装置、无线射频发射单元、接收单元、中央处理单 元，游戏反馈单元，其中，姿态传感装置用于感测手机的姿态，并将感测到的手机的姿态数据 发送到中央处理单元；中央处理单元用于对所述姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数 据发送到发射单元；无线射频发射单元用于将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置；接收单元用于接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并将所述游戏 反馈信息发送到游戏反馈单元；游戏反馈单元用于根据所述游戏反馈信息产生响应信号。
9、 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述无线射频发射单 元为手才几的蓝牙4妻口。
10、 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，游戏装置包括蓝牙 接口。
全文摘要
本发明公开了一种具有内置游戏控制装置的手机，所述游戏控制装置包括姿态传感装置、中央处理单元、无线射频发射单元、接收单元、游戏反馈单元，其中姿态传感装置用于感测手机的姿态，并将感测到的手机的姿态数据发送到中央处理单元；中央处理单元用于对所述姿态数据进行处理，并将处理后的姿态数据发送到无线射频发射单元；无线射频发射单元用于将所述处理后的姿态数据发送到游戏装置；接收单元用于接收游戏装置发送回的游戏反馈信息，并将所述游戏反馈信息发送到游戏反馈单元；游戏反馈单元用于根据所述游戏反馈信息产生响应信号。采用本发明的具有内置游戏控制装置的手机，设计成本低，也使得游戏遥控功能变得更方便、更经济。
文档编号G06F19/00GK101577759SQ20091008726
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者聂灵芝 申请人:北京艾摩讯工业设计有限公司