专利名称：一种立体三维触摸控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三维触摸控制器，特别涉及一种通过触摸屏实现受触点位置识别 并得到实时三维控制角度信息的立体三维触摸控制器。
背景技术：
随着社会的发展，科学技术越来越多的融入到了人们的生活之中。对于已经兴起 的立体电影，也渐渐的不能满足人们对于电影世界的高要求。例如对于已经成形的立体画 面环境，只是单纯的出现在人们的面前，让人身临其境，却无法让人们根据自己的喜好随意 的改变立体画面的位置，以得到更好的感官体验。随着人们对看电影时感官体验要求的提高，人们希望能够使用一种可通过个人喜 好而进行实时立体画面控制的立体三维触摸控制器，可随着电影的进程以及个人的主观感 受而自主的调整电影立体画面的位置，从而使人们获得更加真实而精彩的视听觉盛宴。此 外，这种立体三维触摸控制器还可以满足教师尤其是中小学教师，博物馆讲解员以及其他 需要现场多方位多角度操控的工作人员的工作需要。教师可以应用本发明，对教育器具，实 验物品，实验现象等进行全方位多角度的演示，可以使中小学的课堂演示教育更加生动具 体，可以更好的加深学生对教课内容的理解。博物馆讲解员利用本发明，给参观者演示博物 馆内所展览的物品，可以使博物馆的演示展览更加生动逼真，使参观者可以身临其境的感 受到展览物品所处的原始环境，利于加深参观者对于博物馆内所展览的苍茫历史，远古生 物等的理解，突出展览效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的需求，提供一种可进行实时控制的立体三维触摸 控制器，该控制器不仅可以进行实时触摸位置识别，并可实时给出立体三维控制角度等信 肩、ο本发明提供了一种立体三维触摸控制器，包括通过数据线连接的一个主处理器、 两个从处理器、两个触摸屏数据采集卡、两个串口通讯模块、两个I/O通讯模块和两块触摸 屏传感器；其中两块触摸屏传感器分别连接到两个触摸屏数据采集卡，两个触摸屏数据采 集卡分别通过串口通讯模块连接到两个从处理器，两个从处理器分别通过I/O通讯模块连 接到主处理器；所述触摸屏传感器负责感受识别受触位置，并产生与受触位置相应的模拟电压信 号并传送给触摸屏数据采集卡；所述触摸屏数据采集卡对触摸屏传感器产生的位置数据进行解算，得到以触摸点 位置坐标为主要信息的数据帧，并发送给所述从处理器；所述从处理器负责接收处理触摸屏数据采集卡发出的数据帧，得到触摸屏受触点 的位置坐标后，将处理结果发给所述主处理器；所述主处理器负责接收并处理从所述从处理器发出的两触摸点位置数据，解算出
3两触摸点连线与控制器本身所构成的三维立体坐标系三坐标轴之间的夹角，并将所述位置 和夹角输出。有益效果本发明所述立体三维触摸控制器可以进行实时触摸位置识别，并可实时给出立体 三维控制角度等信息根据，从而使用户可以根据个人喜欢和具体需求，控制立体画面的输 出，对立体画面进行空间的三维操作，如平移，旋转，翻转，拉进，推远等，以产生更佳的视觉 效果。所述三维触摸控制器，不局限于应用在立体画面的控制，对于需要进行人工三维角度 控制，即以所述三维触摸控制器产生的三维控制角度信息为控制信息的场合，也大都可以 适用。
图1为本发明立体画面三维触摸控制器的控制结构框图；图2为本发明立体画面三维触摸控制器的结构示意图(侧视)；图3为本发明立体画面三维触摸控制器解算的三维控制角度信息正方向定义以 及外观示意图；图中，1-手把、2-安装口、3-主处理器、4-第一从处理器、5-第二从处理器、6_第 一固定板、7-第二固定板、8-封装盒、9-电源、串口外部连接口、10-系统电源供给板、11-第 一触摸屏数据采集卡、12-第一紧固螺栓、13-第二触摸屏数据采集卡、14-第二紧固螺栓、 15-第三紧固螺栓、16-第一触摸屏传感器、17-第二触摸屏传感器、18-封装玻璃、19-卡槽、 20-第四紧固螺栓。
具体实施例方式下面结合附图，具体说明本发明的优选实施方式。本发明所述立体三维触摸控制器是一种可以根据操作者的触摸而产生符合操作 者心意的三维控制信息的控制器，具有实时触摸点位置识别，实时产生三维控制角度信息 等功能。同时，为适应其他需要进行三维角度控制的场合，可以对主处理器所用的相关参数 进行必要的修改，如减小两传感器的空间距离，可以增加控制信息的灵敏度，可用于在微小 空间里控制小型器械代替人工直接操作，如用于人体内的腹腔手术等。立体三维触摸控制器的控制框架如图1所示，包括一个主处理器3，两个从处理器 4、5，两个触摸屏数据采集卡11、13和两块触摸屏传感器16、17。主处理器3和两个从处理 器内部均包含I/O通讯模块。两触摸屏数据采集卡和两从处理器内部均包含串口通讯模 块。所述主处理器3通过IO通讯模块分别和两个从处理器4、5相连。所述从处理器4、5 通过两串口通讯模块分别与两个触摸屏数据采集卡11、13相连。所述主处理器3和两个从 处理器4、5之间，两个从处理器4、5和两个触摸屏数据采集卡11、13之间，两个触摸数据采 集卡11、13和两块触摸屏传感器16、17之间，均通过不同的数据线相连接。所述触摸屏传感器16、17负责感受识别受触位置，并产生与受触位置相应的模拟 电压信号并传送给触摸屏数据采集卡11、13 ；所述触摸屏数据采集卡11、13对触摸屏传感器16、17产生的位置数据进行解算， 得到以触摸点位置坐标为主要信息的数据帧，并按照通讯协议发送给所述从处理器4、5 ；
所述从处理器4、5负责接收处理触摸屏数据采集卡11、13发出的数据帧，得到触 摸屏受触点的位置坐标后，将处理结果发给所述主处理器3 ；所述主处理器3负责接收并处理从所述从处理器4、5发出的两触摸点位置数据， 解算出两触摸点连线与控制器本身所构成的三维立体坐标系三坐标轴之间的夹角，并将所 述位置和夹角输出。具体解算过程应用立体几何知识，即空间直线与空间三维坐标系三坐 标轴之间的夹角运算公式。图2所示为按照图1的控制框图实现的一种立体三维触摸控制器的结构。控制器 由封装盒8进行封装，封装盒8由第一触摸屏传感器16，第二触摸屏传感器17，封装玻璃 18，以及把手1和安装口 2构成，由封装玻璃18和第一触摸屏传感器16和第二触摸屏传感 器17构成一个长方体，把手1安装于所述封装盒长方体上表面，所述封装盒长方体下表面 为安装口 2所在封装玻璃面。所述主处理器3，第一从处理器4和第二从处理器5通过三颗卡槽19紧固于第一 固定板6和第二固定板7之间；主处理器3，第一从处理器4和第二从处理器5相互平行并 且三者都与第一固定板6和第二固定板7垂直，不能移动。第一固定板6和第二固定板7 相互平行，通过四颗第三紧固螺栓15连接。第一触摸屏数据采集卡11通过两颗第一紧固 螺栓12紧固于封装盒下表面，第二触摸屏数据采集卡13通过两颗第二紧固螺栓14紧固于 封装盒下表面。电源供给板10通过两颗第四紧固螺栓20紧固于第二触摸屏数据采集卡11 之上；第四紧固螺栓20与第一紧固螺栓12的中轴线重合。所述主处理器3通过串口通讯模块和外部系统进行连接，所述立体三维触摸控制 器的整体电源供给线与串口通讯模块整合于电源、串口外部接口 9，电源、串口外部接口 9 为所述立体三维触摸控制器与外部的接口 ；电源、串口外部连接口 9通过导线与电源供给 板10相连接，通过信号线与主处理器3相连接。所述系统电源供给板10通过电源线给主处理器3，两个从处理器4、5，两个触摸屏 数据采集卡11、13供电，触摸屏数据采集卡11、13通过数据线对触摸屏传感器16、17供电。本发明所述对触摸屏传感器的触摸不局限于人手指的触摸，也包括其他可以使触 摸屏传感器受到压力而产生触摸信息的物品或器件。本发明不仅限于以上实施例，对上面描述的实施例所作的变化不会脱离本发明的 主旨。凡是利用本发明的设计思路，做一些简单变化的设计，都应计入本发明的保护范围之 内。
权利要求
一种立体三维触摸控制器，其特征在于，包括通过数据线连接的一个主处理器(3)、两个从处理器(4、5)、两个触摸屏数据采集卡(11、13)、两个串口通讯模块、两个I/O通讯模块和两块触摸屏传感器(16、17)；其中两块触摸屏传感器(16、17)分别连接到两个触摸屏数据采集卡(11、13)，两个触摸屏数据采集卡(11、13)分别通过串口通讯模块连接到两个从处理器(4、5)，两个从处理器(4、5)分别通过I/O通讯模块连接到主处理器(3)；所述触摸屏传感器(16、17)负责感受识别受触位置，并产生与受触位置相应的模拟电压信号并传送给触摸屏数据采集卡；所述触摸屏数据采集卡(11、13)对触摸屏传感器产生的位置数据进行解算，得到以触摸点位置坐标为主要信息的数据帧，并发送给所述从处理器(4、5)；所述从处理器(4、5)负责接收处理触摸屏数据采集卡(11、13)发出的数据帧，得到触摸屏受触点的位置坐标后，将处理结果发给所述主处理器(3)；所述主处理器(3)负责接收并处理从所述从处理器(4、5)发出的两触摸点位置数据，解算出两触摸点连线与控制器本身所构成的三维立体坐标系三坐标轴之间的夹角，并将所述位置和夹角输出。
2.根据权利要求1所述的一种立体三维触摸控制器，其特征在于，所述触摸屏数据采 集卡(11、13)通过电源线与外部电源相连，通过数据线对触摸屏传感器(16、17)供电。
3.根据权利要求1或2所述的一种立体三维触摸控制器，其特征在于，还包括封装玻璃 18，封装玻璃18、第一触摸屏传感器16和第二触摸屏传感器17构成一个长方体，将主处理 器(3)、两个从处理器(4、5)、两个触摸屏数据采集卡(11、13)、两个串口通讯模块、两个I/O 通讯模块封装在内。
4.根据权利要求3所述的一种立体三维触摸控制器，其特征在于，所述立体三维触摸 控制器设置有电源、串口外部接口(9)，电源、串口外部接口(9)为所述立体三维触摸控制 器与外部的接口 ；电源、串口外部连接口(9)通过导线为控制器内各部件供电，通过信号线 与主处理器(3)相连接。
5.根据权利要求3所述的一种立体三维触摸控制器，其特征在于，所述立体三维触摸 控制器上表面设置有把手(1)。
6.根据权利要求3所述的一种立体三维触摸控制器，其特征在于，所述立体三维触摸 控制器下表面设置有安装口(2)。
全文摘要
本发明涉及一种立体三维触摸控制器，包括通过数据线连接的一个主处理器、两个从处理器、两个触摸屏数据采集卡、两个串口通讯模块、两个I/O通讯模块和两块触摸屏传感器；触摸屏传感器负责感受识别受触位置，并产生与受触位置相应的模拟电压信号；触摸屏数据采集卡对位置数据进行解算，形成数据帧；从处理器接收数据帧，得到触摸屏受触点的位置坐标；主处理器接收位置数据，解算出两触摸点连线与控制器本身所构成的三维立体坐标系三坐标轴之间的夹角。本发明可以进行实时触摸位置识别，并可实时给出立体三维控制角度等信息根据，从而使用户可以根据个人喜欢和具体需求，控制立体画面的输出。
文档编号G06F3/041GK101980116SQ20101051016
公开日2011年2月23日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者付元, 付梦印, 杨毅, 申中鸿 申请人:北京理工大学