专利名称：一种手套式虚拟输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到计算机设备领域，尤其涉及到一种手套式的虚拟键盘和虚拟鼠标的 输入装置及方法，特别是运用陀螺仪检测每个手指的姿态，并通过计算机显示手指位置图 像和虚拟键盘，从而实现键盘及鼠标输入操作的手套式虚拟输入装置。
背景技术：
随着社会的不断进步，科学技术也在不断前进。近年来，随着半导体技术的飞速发 展，个人电脑等计算机系统已经越来越轻、薄、小和便携，但是碍于人体手掌物理尺寸的限 制，键盘尺寸不可能做得太小，就比如像PDA键盘，键盘尺寸太小就会严重影响人们的输入 效率和操作习惯。同时随着通讯技术发展，特别是3G等移动通讯的普及和虚拟显示(视频 眼镜)技术的发展，随时随地享受宽带无线上网已经成为现实，但是由于移动环境不方便 摆放及操作普通的电脑键盘，如何去实现不受任何环境限制以及不影响输入效率和使用习 惯的一种输入系统已成为便携电脑和其它信息终端进一步缩小的关键问题。基于上述原因，本发明人研制了本发明“一种手套式虚拟输入装置”。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是提供一种通过计算机显 示手指位置图像和虚拟键盘，从而实现键盘输入操作的一种装置及方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种手套式虚拟输入装置，所述的输入装置由左手套和右手套组成，左手套和右 手套分别设有手指检测模块、状态收集与处理模块、无线传输模块和虚拟键盘驱动程序，所 述的手指检测模块由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成，手指检 测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，状态收集与处理模块将每个电子陀螺 仪的信号进行A/D转换并转换成标准的数字式角速度信息，无线传输模块由无线发送模块 和无线接收模块组成，无线发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主 机系统并下传各类控制信息，无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数 据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序，虚拟键盘驱动程序是在电脑主机内置的主控驱动程 序，虚拟键盘驱动程序根据收集到的各手指与手掌的姿态信息，生成虚拟双手姿态图像和 虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键盘操作功能，用于完成模 拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱动。所述的手指检测模块的陀螺仪感应输出与角速度对应的电压，通过状态收集与处 理模块进行A/D转换并经蓝牙无线传输模块传输至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程 序软件进行积分运算后，然后得出手指的转动角度值，最后得到手指在X轴和Y轴的运动角度。所述的左手套和右手套设有手掌检测模块，手掌检测模块包括在手背上设置的一 个三轴电子陀螺仪或者若干个电子陀螺仪组成的3轴电子陀螺仪模块，3轴电子陀螺仪模
4块一般可为2个或3个电子陀螺仪组成，该三轴电子陀螺仪用于检测每个手掌的在X、Y、Z 轴向的基准角度，作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠标输入的定位依据。所述的无线传输模块为蓝牙无线传输模块，蓝牙无线传输模块由蓝牙无线发送模 块和蓝牙无线接收模块组成；蓝牙发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给 电脑终端系统，同时也可从电脑终端系统下传各类控制信息和数据；蓝牙无线接收模块接 收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序。此外，无线 传输模块并不限于蓝牙无线传输模块，其还可以为其他可利用的各种无线方式。本发明由左手套和右手套组成，其中每个手套由以下7大部分组成1.手指检测模块10个分别戴在手指指尖上的双轴电子陀螺仪，用于检测每个手 指在X和Y轴向的运动角度。2.手掌检测模块每个手背上各戴一个三轴电子陀螺仪或者若干个电子陀螺仪 组成的3轴电子陀螺仪模块，3轴电子陀螺仪模块一般可为2个或3个电子陀螺仪组成，用 于检测每个手掌的在X，Y，Z轴向的基准角度，作为手指相对运动的基准位置，同时也作为 鼠标输入的定位依据。3.状态收集与处理模块将每个电子陀螺仪的信号进行A/D转换并转换成标准的 数字式角速度信息。4.无线传输模块由无线发送模块和无线接收模块组成。无线发射模块将状态收 集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主机系统并下传各类控制信息。无线接收模块接 收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序。5.虚拟键盘驱动程序在电脑主机侧内置的主控驱动程序，根据收集到的各手指 与手掌的姿态信息，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定 位、击键、键值生成等键盘操作功能和鼠标操作功能等。完成模拟所有键盘输入及鼠标输入 的所有界面、控制及驱动。6.手套构件一双手套式的柔性编织外壳，用于包裹放置固定各个模块。并方便 手掌佩戴，在手腕处集成安装有各综合处理电路和电池。7.电源及管理模块对整个电路系统提供电源，内含锂聚合物电池及充放电管理。手指检测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，它是由一个双轴电子 陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成。经研究发现，做键盘操作时，手指一般以OX 为原点进行转动实现在键盘X轴向的定位，以OY为原点进行伸缩实现在键盘Y轴向的定 位，从而实现对按键的选择。如果某个手指以OX为原点进行转动，则陀螺仪感应输出角速 度ε 1对应的电压VI，通过状态收集与处理模块进行A/D转换并经蓝牙无线传输模块传输 至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程序软件进行积分运算后，得出手指的转动角度值， 即得到手指在X轴的运动角度@1。通过同样的办法就可以得到手指在Y轴的运动角度@2。手掌检测模块由手背上一个或若干个电子陀螺仪组成的三轴向检测电路，用于检 测手掌的在X，Y，Z轴向的角度，此参数可以作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠 标输入的定位依据。和手指采用同样的原理和方法即可得到手掌在X，Y，Z轴的运动角度 §61, §62, @63。状态收集与处理模块由A/D转换器，数据处理MCU及内嵌式软件和控制电路组成。陀螺仪送出与角速度ε χ对应的电压Vx，通过状态收集与处理模块进行A/D转换后得到数 字化的角速度值ε X，内嵌软件将测得的5个手指和1个手掌共13个角速度数据信息进行 整理，按一定的串行数据格式传送给蓝牙无线传输模块。所述的蓝牙无线传输模块，由发射模块和接收模块组成。发射模块将状态收集与 处理模块送出的信息无线上传给电脑终端系统，同时也可从电脑终端系统下传各类控制信 息和数据。蓝牙无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送 给虚拟键盘驱动程序。所述的虚拟键盘驱动程序是电脑终端系统内置的虚拟键盘输入主控驱动程序，它 根据蓝牙无线接收模块收集到双手的各手指与手掌姿态，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键 盘图像，并产生与每个按键分布相对应的键盘坐标系及手形初始坐标系，根据虚拟键盘的 XY轴坐标分布和当前手指和手掌的座标，识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键 盘操作功能和鼠标操作功能等。完成模拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱 动。该虚拟键盘驱动程序由如下功能模块组成1.数据收集与处理模块2.虚拟键盘生成及布局设置模块3.虚拟手型生成及姿态跟踪模块4.击键检测模块5.按键定位及键值生成模块6.鼠标功能模块7.选项设置模块其中数据收集与处理模块，主要功能是将蓝牙无线接收模块送来的串行数据填写 进与各手指及手掌相对应的角速度缓存区，并对角速度缓存区的各数据分别进行积分从而 得到与各手指及手掌相对应的角度缓存区。具体方法及原理如下一般陀螺仪直接的用途 就是做角速度测量仪，为了得到被测量物体旋转角度@，就必须对陀螺仪的输出的角速度 ε结果积分。积分的主要步骤是用角速度ε，乘以采样间隔的时间At，就得到角度偏移量 Δ @，循环运行程序，对每次的乘积进行累加，该结果即为测得的物体转过的角度@。虚拟键盘生成及布局设置模块，主要是按设定的键盘类型在电脑屏幕上显示出软 键盘，并可按用户的喜好设置成个性化的按键布局及特殊功能键。虚拟手型生成及姿态跟踪模块，是根据角度缓存区的各手指及手掌的角度变动数 据，结合虚拟键盘的相对尺寸比例，生成虚拟手指及手掌在虚拟键盘上的相对位置变动图 像，并根据虚拟键盘的相对位置为每个手指确定相应的坐标，为操作者选择按键提供直观 的手形和位置指示。相当于有十个与每个手指对应的鼠标，用于选择相应的按键。同时具 有手掌位置归位功能，即当手掌位置偏移过大时可以重新设置以当前位置为参考原点。击键检测模块，主要功能是检测哪个手指发生了击键操作。具体是通过如下方法 实现的当手指进行敲击时，手指是以Oy点为原点快速向下进行摆动，此时指尖陀螺仪输 出的Y轴角速度ε 2输出数值则远远大于一般做手掌平移时的数值，故只要监测各手指的 Y轴角速度ε 2输出数值是否大于预设的阀值ε Α，如果超出则即可判定为击键操作。按此 原理，只要循环检测角速度缓存区的各数值是否有超过预设阀值的，即可判定哪个手指发生了击键操作。按键定位及键值生成模块，是当有击键操作发生时，根据击键操作时的手指坐标 与虚拟键盘的相应位置确定击中了哪个按键，并生成此按键的键值，送入电脑主系统的键 盘输入缓冲区，实现键盘的输入操作。此操作类似于鼠标点击软键盘的原理。鼠标功能模块，是当输入功能模式设置为鼠标输入模式时，手掌检测模块即成为 鼠标的定位传感器，通过左右转动和上下摆动手掌即可实现鼠标操作功能。具体是通过如 下方法实现鼠标功能的通过软件可预设显示屏与手掌之间的距离L，显示屏幕的长和宽 X，Y的尺寸。通过检测到的手掌运动角度和@2，即可运用三角函数公式χ = L^tanily = L*tan@2求得在鼠标的在屏幕上的定位坐标，从而实现随着手掌的左右转动和上下摆动在 屏幕上显示鼠标的移动。同时通过点击食指实现鼠标左键功能，点击中指实现鼠标右键的 功能。所述的选项设置模块，可以预设虚拟键盘的款式，定制特殊功能键；预设击键阀值 ε A ；采样时间(灵敏度)At;预设输入模式(键盘模式或者鼠标模式)；预设鼠标输入的 基本参数(L，X，Y)数据；以及各类个性化的参数及功能。本发明一种手套式的虚拟键盘和虚拟鼠标的输入装置及方法的有益效果是1.通过采用本发明，可以使得电脑系统从此可以摒弃现在实物型式的键盘，键盘 变成隐形了。2.通过采用本发明，可以使得电脑系统从此可以摒弃现在实物型式的鼠标，鼠标 变成隐形了。3.通过采用本发明，可以极大缩小电脑系统的体积，配合虚拟显示器(眼镜显示 器或者头戴显示器)，就可以实现真正意义上的隐形穿戴式电脑。4.由于本发明可以按照人们的喜好自己设置软键盘，这样就可以符合每个人的操 作习惯。5.采用本发明后，可以在任何地方以任何姿势进行键盘和鼠标操作，不受环境和 空间的限制。本发明可以大大缩小电脑系统的体积；是可以不受任何环境和姿势的限制，而又 不影响输入效率和使用习惯的一种键盘输入系统。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1为本发明的组成结构示意图；图2为本发明手指检测模块的检测原理图；图3为本发明手套输入部分的系统组成原理图；图4为本发明的虚拟键盘示意图；图5为本发明的击键检测原理图；图6为本发明的虚拟鼠标输入原理图；图7为本发明的实施例组成结构图8为本发明的虚拟键盘驱动程序的角度数据获取程序流程图；图9为本发明的虚拟键盘驱动程序的击键检测及处理程序流程图。
具体实施例方式下面将结合实施例对本技术方案提供的一种手套式的虚拟输入装置进行叙述。本发明是这样实施的在图1至图9中，一种手套式虚拟输入装置，所述的输入装置由左手套和右手套组 成，左手套和右手套分别设有手指检测模块、状态收集与处理模块、无线传输模块和虚拟键 盘驱动程序，所述的手指检测模块由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电 路组成，手指检测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，状态收集与处理模块将 每个电子陀螺仪的信号进行A/D转换并转换成标准的数字式角速度信息，无线传输模块由 无线发送模块和无线接收模块组成，无线发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线 上传给电脑主机系统并下传各类控制信息，无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手 掌角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序，虚拟键盘驱动程序是在电脑主机内置的 主控驱动程序，虚拟键盘驱动程序根据收集到的各手指与手掌的姿态信息，生成虚拟双手 姿态图像和虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键盘操作功能， 用于完成模拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱动。本发明由左手套和右手套组成，如图1所示，其中每个手套由以下7大部分组成，1、手指检测模块10个分别戴在手指指尖上的双轴电子陀螺仪，用于检测每个手 指在X和Y轴向的运动角度。2、手掌检测模块每个手背上各戴一个三轴电子陀螺仪，用于检测每个手掌的在 X，Y，Z轴向的基准角度，作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠标输入的定位依据。3、状态收集与处理模块将每个电子陀螺仪的信号进行A/D转换并转换成标准的 数字式角速度信息。4、蓝牙无线传输模块由蓝牙无线发送模块和蓝牙无线接收模块组成。蓝牙无线 发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给电脑主机系统并下传各类控制信 息。蓝牙无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送给虚拟 键盘驱动程序。5、虚拟键盘驱动程序在电脑主机侧内置的主控驱动程序，根据收集到的各手指 与手掌的姿态信息，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定 位、击键、键值生成等键盘操作功能和鼠标操作功能等。完成模拟所有键盘输入及鼠标输入 的所有界面、控制及驱动。6、手套构件一双手套式的柔性编织外壳，用于包裹放置固定各个模块。并方便手 掌佩戴，在手腕处集成安装有各综合处理电路和电池。7、电源及管理模块对整个电路系统提供电源，内含锂聚合物电池及充放电管理。在本实施例中的手指检测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，它是 由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路组成。经研究发现，做键盘操作 时，手指一般通过如图1所示以OX为原点进行转动实现在键盘X轴向的定位，以OY为原点 进行伸缩实现在键盘Y轴向的定位，从而实现对按键的选择。如果某个手指以OX为原点进行转动，则陀螺仪感应输出与如图2所示的角速度ε 1对应的电压VI，通过状态收集与处 理模块进行A/D转换并经蓝牙无线传输模块传输至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程 序软件进行积分运算后，得出手指的转动角度值，即得到手指在X轴的运动角度@1。如图2 所示，通过同样的办法就可以得到手指在Y轴的运动角度@2。 而手掌检测模块由手背上一个或二个电子陀螺仪组成的三轴向检测电路，用于检 测手掌的在X，Y，Z轴向的角度，此参数可以作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠 标输入的定位依据。和手指采用同样的原理和方法即可得到手掌在X，Y，Z轴的运动角度 §61, §62, @63。 所述的状态收集与处理模块由A/D转换器，数据处理MCU及内嵌式软件和控制电 路组成。如图3所示，陀螺仪送出与角速度ε χ对应的电压Vx，通过状态收集与处理模块进 行A/D转换后得到数字化的角速度值ε χ,内嵌软件将测得的5个手指和1个手掌共13个 角速度数据信息进行整理，按一定的串行数据格式传送给蓝牙无线传输模块。所述的蓝牙无线传输模块，由发射模块和接收模块组成。发射模块将状态收集与 处理模块送出的信息无线上传给电脑终端系统，同时也可从电脑终端系统下传各类控制信 息和数据。蓝牙无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌角速度数据，并将它传送 给虚拟键盘驱动程序。所述的虚拟键盘驱动程序是电脑终端系统内置的虚拟键盘输入主控驱动程序，它 根据蓝牙无线接收模块收集到双手的各手指与手掌姿态，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键 盘图像，并产生与每个按键分布相对应的键盘坐标系及手形初始坐标系，如图4所示。根据 虚拟键盘的XY轴坐标分布和当前手指和手掌的座标，识别分辨产生出按键定位、击键、键 值生成等键盘操作功能和鼠标操作功能等。完成模拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界 面、控制及驱动。该软件由如下功能模块组成1、数据收集与处理模块2、虚拟键盘生成及布局设置模块3、虚拟手型生成及姿态跟踪模块4、击键检测模块5、按键定位及键值生成模块6、鼠标功能模块7、选项设置模块所述的数据收集与处理模块，主要功能是将蓝牙无线接收模块送来的串行数据填 写进与各手指及手掌相对应的角速度缓存区，并对角速度缓存区的各数据分别进行积分从 而得到与各手指及手掌相对应的角度缓存区。具体方法及原理如下一般陀螺仪直接的用 途就是做角速度测量仪，为了得到被测量物体旋转角度@，就必须对陀螺仪的输出的角速度 ε结果积分。如图9所示，积分的主要步骤是用角速度ε，乘以采样间隔的时间At，就得 到角度偏移量△<§，循环运行程序，对每次的乘积进行累加，该结果即为测得的物体转过的 角度@。所述的虚拟键盘生成及布局设置模块，主要是按设定的键盘类型在电脑屏幕上显 示出软键盘，并可按用户的喜好设置成个性化的按键布局及特殊功能键。
所述的虚拟手型生成及姿态跟踪模块，是根据角度缓存区的各手指及手掌的角度 变动数据，结合虚拟键盘的相对尺寸比例，生成虚拟手指及手掌在虚拟键盘上的相对位置 变动图像，并根据虚拟键盘的相对位置为每个手指确定相应的坐标，为操作者选择按键提 供直观的手形和位置指示。相当于有十个与每个手指对应的鼠标，用于选择相应的按键。 同时具有手掌位置归位功能，即当手掌位置偏移过大时可以重新设置以当前位置为参考原 点ο所述的击键检测模块，主要功能是检测哪个手指发生了击键操作。具体是通过如 下方法实现的如图5所示，当手指进行敲击时，手指是以Oy点为原点快速向下进行摆动， 此时指尖陀螺仪输出的Y轴角速度ε 2输出数值则远远大于一般做手掌平移时的数值，故 只要监测各手指的Y轴角速度ε 2输出数值是否大于预设的阀值ε Α，如果超出则即可判定 为击键操作。按此原理，如图10所示，只要循环检测角速度缓存区的各数值是否有超过预 设阀值的，即可判定哪个手指发生了击键操作。所述的按键定位及键值生成模块，是当有击键操作发生时，根据击键操作时的手 指坐标与虚拟键盘的相应位置确定击中了哪个按键，并生成此按键的键值，送入电脑主系 统的键盘输入缓冲区，实现键盘的输入操作。此操作类似于鼠标点击软键盘的原理。所述的鼠标功能模块，是当输入功能模式设置为鼠标输入模式时，手掌检测模块 即成为鼠标的定位传感器，通过左右转动和上下摆动手掌即可实现鼠标操作功能。具体是 通过如下方法实现鼠标功能的如图6所示，通过软件可预设显示屏与手掌之间的距离L， 显示屏幕的长和宽X，Y的尺寸。由图可知通过检测到的手掌运动角度和@2，即可运用 三角函数公式χ = L^tanily = L*tan@2求得在鼠标的在屏幕上的定位坐标，从而实现随着手掌的左右转动和上下摆动在 屏幕上显示鼠标的移动。同时通过点击食指实现鼠标左键功能，点击中指实现鼠标右键的 功能。所述的选项设置模块，可以预设虚拟键盘的款式，定制特殊功能键；预设击键阀值 ε A ；采样时间(灵敏度)At;预设输入模式(键盘模式或者鼠标模式)；预设鼠标输入的 基本参数(L，X，Y)数据；以及各类个性化的参数及功能。以上所述，仅是本发明一种手套式虚拟输入装置的较佳实施例而已，并非对本发 明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修 改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的输入装置由左手套和右手套组成， 左手套和右手套分别设有手指检测模块、状态收集与处理模块、无线传输模块和虚拟键盘 驱动程序，所述的手指检测模块由一个双轴电子陀螺仪或两个单轴电子陀螺仪和外围电路 组成，手指检测模块用于检测每个手指在X和Y轴向的运动角度，状态收集与处理模块将每 个电子陀螺仪的信号进行A/D转换并转换成标准的数字式角速度信息；无线传输模块由无 线发送模块和无线接收模块组成，无线发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上 传给电脑主机系统并下传各类控制信息，无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手掌 角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序；虚拟键盘驱动程序是在电脑主机内置的主 控驱动程序，虚拟键盘驱动程序根据收集到的各手指与手掌的姿态信息，生成虚拟双手姿 态图像和虚拟键盘图像，并识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键盘操作功能，用 于完成模拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱动。
2.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的手指检测模块 的陀螺仪感应输出与角速度对应的电压，通过状态收集与处理模块进行A/D转换并经蓝牙 无线传输模块传输至电脑主机，由主机内部虚拟键盘驱动程序软件进行积分运算后，然后 得出手指的转动角度值，最后得到手指在X轴和Y轴的运动角度。
3.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的左手套和右手 套设有手掌检测模块，手掌检测模块包括在手背上设置的一个三轴电子陀螺仪或者若干个 电子陀螺仪组成的3轴电子陀螺仪模块，该三轴电子陀螺仪用于检测每个手掌的在X、Y、Z 轴向的基准角度，作为手指相对运动的基准位置，同时也作为鼠标输入的定位依据。
4.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的无线传输模块 为蓝牙无线传输模块，蓝牙无线传输模块由蓝牙无线发送模块和蓝牙无线接收模块组成； 蓝牙发射模块将状态收集与处理模块送出的信息无线上传给电脑终端系统，同时也可从电 脑终端系统下传各类控制信息和数据；蓝牙无线接收模块接收来自发射模块的各手指及手 掌角速度数据，并将它传送给虚拟键盘驱动程序。
5.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的输入装置还设 有电源及管理模块，电源及管理模块对整个电路系统提供电源，电源及管理模块包括锂聚 合物电池及充放电管理。
6.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的状态收集与处 理模块由A/D转换器、数据处理MCU及内嵌式软件和控制电路组成，手指检测模块和手掌检 测模块中的陀螺仪送出与角速度ε Χ对应的电压Vx，通过状态收集与处理模块进行A/D转 换后得到数字化的角速度值ε X，内嵌式软件将测得的5个手指和1个手掌共13个角速度 数据信息进行整理，按一定的串行数据格式传送给蓝牙无线传输模块。
7.根据权利要求1所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的虚拟键盘驱 动程序是电脑终端系统内置的虚拟键盘输入主控驱动程序，该虚拟键盘驱动程序由数据收 集与处理模块、虚拟键盘生成及布局设置模块、虚拟手型生成及姿态跟踪模块、击键检测模 块、按键定位及键值生成模块、鼠标功能模块、选项设置模块组成，根据无线接收模块收集 到双手的各手指与手掌姿态，生成虚拟双手姿态图像和虚拟键盘图像，并产生与每个按键 分布相对应的键盘坐标系及手形初始坐标系，根据虚拟键盘的XY轴坐标分布和当前手指 和手掌的座标，识别分辨产生出按键定位、击键、键值生成等键盘操作功能和鼠标操作功能等，完成模拟所有键盘输入及鼠标输入的所有界面、控制及驱动。
8.根据权利要求7所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的虚拟手型生成 及姿态跟踪模块是根据角度缓存区的各手指及手掌的角度变动数据，结合虚拟键盘的相对 尺寸比例，生成虚拟手指及手掌在虚拟键盘上的相对位置变动图像，并根据虚拟键盘的相 对位置为每个手指确定相应的坐标，为操作者选择按键提供直观的手形和位置指示。
9.根据权利要求7所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述的击键检测模块 用于检测哪个手指发生了击键操作，当手指进行敲击时，手指是以Oy点为原点快速向下进 行摆动，此时监测指尖陀螺仪输出的Y轴角速度ε 2输出数值是否大于预设的阀值εΑ，如 果超出则即可判定为击键操作，当循环检测角速度缓存区的各数值超过预设阀值的，即可 判定哪个手指发生了击键操作；所述的按键定位及键值生成模块，是当有击键操作发生时， 根据击键操作时的手指坐标与虚拟键盘的相应位置确定击中了哪个按键，并生成此按键的 键值，送入电脑主系统的键盘输入缓冲区，实现键盘的输入操作。
10.根据权利要求7所述的一种手套式虚拟输入装置，其特征在于所述鼠标功能模块 的实现方法是首先通过软件可预设显示屏与手掌之间的距离L，显示屏幕的长和宽X，Y的 尺寸，通过检测到的手掌运动角度和@2，运用三角函数公式χ = L^tanil ；y = L*tani2 ；求得在鼠标的在屏幕上的定位坐标，从而实现随着手掌的左右转动和上下摆动在屏幕 上显示鼠标的移动，通过点击食指实现鼠标左键功能，点击中指实现鼠标右键的功能。
全文摘要
本发明涉及到计算机设备领域，尤其涉及到一种手套式虚拟输入装置。其由左手套和右手套组成，左手套和右手套分别设有手指检测模块、状态收集与处理模块、无线传输模块和虚拟键盘驱动程序。本发明的有益效果是1)可以使得电脑系统从此可以摒弃现在实物型式的键盘，键盘变成隐形了。2)使得电脑系统从此可以摒弃现在实物型式的鼠标，鼠标变成隐形了。3)极大缩小电脑系统的体积，配合虚拟显示器(眼镜显示器或者头戴显示器)，就可以实现真正意义上的隐形穿戴式电脑。4)可以按照人们的喜好自己设置软键盘，这样就可以符合每个人的操作习惯。5)可以在任何地方以任何姿势进行键盘和鼠标操作，不受环境和空间的限制。
文档编号G06F3/01GK102063183SQ20111003705
公开日2011年5月18日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者刘美鸿 申请人:深圳市亿思达显示科技有限公司