专利名称：用于数字沙盘讲解的数据手套及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据采集和人机互动的装置及方法。
背景技术：
在数字沙盘或其他需要利用投影做讲解或互动的场合，需要佩戴的数据手套应该能够体现讲解员的人手运动方向和距离，由此计算出讲解员具体所指的位置；通过数据手套手指上的小按钮，来控制全息幻像中显示的内容，可以控制三维的场景展示内容，可以控制PPT介绍内容，也可以控制播放相关的视频资料；各种标识手的运动方向、距离、小按钮动作情况的信息需要实时传给计算机，出于操作方便和美观的需要，信息传输需要采用无线的方式进行。传统的数据手套设有弯曲传感器，弯曲传感器由柔性电路板、力敏元件、弹性封装材料组成，通过导线连接至信号处理电路。5DT的Glove 5型5传感器数据手套可以记录手指的弯曲(每根手指一个传感器)以及手的方向(指向和翻转)，14传感器数据手套每个手指 2个传感器，能够识别每根手指的外部轮廓，但两种传感器本身不提供与空间位置相关的信息，必须与位置跟踪设备连用。可以看出，传统的手机手套无法满足数字沙盘中讲解和互动的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于数字沙盘讲解的数据手套及其制作方法，针对以上现有技术存在的缺点，解决了数据手套不提供与空间位置相关的信息、需要与位置跟踪设备连用的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种用于数字沙盘讲解的数据手套，核心部件为数据手套模块，所述数据手套模块由陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片组成，所述无线传感器芯片用作通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪用于对人手运动方向、速度和距离的采集，小按钮有四个， 用于对不同手指间按压动作的采集；所述数据手套模块与主机模块无线连接，所述主机模块由无线传感器芯片和RS232串口组成，用于数据手套与计算机主机之间的数据转发功能，转发形式包括接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块，所述主机模块的RS232串口与计算机主机连接。所述无线传感器芯片是CC2530芯片。一种用于数字沙盘讲解的数据手套的制作方法，利用陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片制作数据手套，数据手套模块完成对手部动作的采集，无线传感器芯片作为通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪负责对人手运动方向、速度和距离的采集， 小按钮负责对不同手指间按压动作的采集；主机模块由无线传感器芯片和RS232串口组成，一方面用于无线连接数据手套模块，另一方面利用RS232串口连接计算机主机，接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块，完成数据手套和计算机主机之间的数据转发功能。所述数据手套模块的流程包括以下步骤 步骤1，数据手套模块采集陀螺仪数据； 步骤2，采集小按钮数据；
步骤3，向计算机主机模块发送采集信息； 步骤4，查询是否存在控制信息；
步骤5，存在控制信息，配置陀螺仪参数；不存在控制信息，返回开始部分重新循环。所述主机模块的流程包括以下步骤 步骤1，查询是否有上传采集信息；
步骤2，查询有上传采集信息，则向主机模块转发采集信息，返回开始部分重新循环； 步骤3，查询没有上传采集信息，则查询是否有下传控制信息； 步骤4，查询是有下传控制信息，则向数据手套模块转发控制信息，返回开始部分重新循环；
步骤5，查询是没有下传控制信息，则返回开始部分重新循环。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
本发明利用陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片开发出小巧而又适用的数据手套。数据手套模块完成对手部动作的采集，由无线传感器芯片、陀螺仪和小按钮组成。无线传感器芯片CC2530作为通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪和小按钮作为传感器采集人手部的动作。其中，陀螺仪负责对人手运动方向、速度和距离的采集，小按钮负责对不同手指间按压动作的采集。本发明的的设计理念是为了在特定场合可以更为方便直观的讲解与互动，如在数字沙盘或其他需要利用投影做讲解的场合中，佩戴数字沙盘讲解用的数据手套进行解说， 不仅美观大方，更重要的是数据手套能够体现讲解员的人手运动方向和距离，由此计算出讲解员具体所指的位置；通过数据手套手指上的小按钮，来控制全息幻像中显示的内容，可以控制三维的场景展示内容，可以控制PPT介绍内容，也可以控制播放相关的视频资料；各种标识手的运动方向、距离、小按钮动作情况的信息都可以通过无线传输实时传给计算机主机。整个装置的结构简单，使用方便，安全可靠。
图1是数据手套模块的电路原理框图。图2是主机模块电路原理框图。图3是数据手套模块的数据采集流程图。图4是主机模块转发数据的流程图。
具体实施例方式如图1所示，数据手套模块的电路原理框图。一种用于数字沙盘讲解的数据手套， 应用于数字沙盘或其他需要利用投影做讲解或互动的场合，包括核心部件数据手套模块， 所述数据手套模块由陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片组成，所述无线传感器芯片用作通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪用于对人手运动方向、速度和距离的采集，小按钮有四个，用于对不同手指间按压动作的采集；所述数据手套模块与主机模块无线连接。如图2所示，主机模块电路原理框图。所述主机模块由无线传感器芯片和RS232串口组成，用于数据手套与计算机主机之间的数据转发功能，转发形式包括接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块，所述主机模块的RS232串口与计算机主机连接。所述无线传感器芯片是CC2530芯片， 控制过程以CC2530作为主控芯片，负责数据手套模块的数据采集和主机模块的数据转发。一种用于数字沙盘讲解的数据手套的制作方法，利用陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片制作数据手套，数据手套模块完成对手部动作的采集，无线传感器芯片作为通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪负责对人手运动方向、速度和距离的采集， 小按钮负责对不同手指间按压动作的采集，通过数据手套手指上的小按钮，来控制全息幻像中显示的内容，可以控制三维的场景展示内容，可以控制PPT介绍内容，也可以控制播放相关的视频资料；主机模块由无线传感器芯片和RS232串口组成，一方面用于无线连接数据手套模块，另一方面利用RS232串口连接计算机主机，接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块，完成数据手套和计算机主机之间的数据转发功能。佩戴的数据手套应该能够体现讲解员的人手运动方向和距离，由此计算出讲解员具体所指的位置；各种标识手的运动方向、速度和距离，小按钮动作情况的信息可以通过无线传输实时传给计算机，手套使用方便和外型美观。如图3所示，数据手套模块数据采集流程图。所述数据手套模块流程包括以下步骤
步骤1，数据手套模块采集陀螺仪数据；步骤2，采集小按钮数据；步骤3，向计算机主机模块发送采集信息；步骤4，查询是否存在控制信息；步骤5，存在控制信息，配置陀螺仪参数；不存在控制信息，返回开始部分重新循环。如图4所示，主机模块转发数据流程图，所述主机模块流程包括以下步骤步骤1， 查询是否有上传采集信息；步骤2，查询有上传采集信息，则向主机转发采集信息，返回开始部分重新循环；步骤3，查询没有上传采集信息，则查询是否有下传控制信息；步骤4，查询是有下传控制信息，则向数据手套模块转发控制信息，返回开始部分重新循环；步骤5， 查询是没有下传控制信息，则返回开始部分重新循环。
权利要求
1.一种用于数字沙盘讲解的数据手套，包括与数据手套连接的数据手套模块，其特征在于所述数据手套模块由陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片组成，所述无线传感器芯片用作通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪用于对人手运动方向、速度和距离的采集，小按钮有四个，用于对不同手指间按压动作的采集；所述数据手套模块与主机模块无线连接，所述主机模块由无线传感器芯片和RS232串口组成，用于数据手套与计算机主机之间的数据转发功能，转发形式包括接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块，所述主机模块的RS232串口与计算机主机连接。
2.根据权利要求1所述的用于数字沙盘讲解的数据手套，其特征在于所述无线传感器芯片是CC2530芯片。
3.一种用于数字沙盘讲解的数据手套的制作方法，其特征在于利用陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片制作数据手套，数据手套模块完成对手部动作的采集，无线传感器芯片作为通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪负责对人手运动方向、速度和距离的采集，小按钮负责对不同手指间按压动作的采集；主机模块由无线传感器芯片和 RS232串口组成，一方面用于无线连接数据手套模块，另一方面利用RS232串口连接计算机主机，接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块，完成数据手套和计算机主机之间的数据转发功能。
4.一种根据权利要求3所述的用于数字沙盘讲解的数据手套的制作方法，其特征在于，所述数据手套模块的流程包括以下步骤步骤1，数据手套模块采集陀螺仪数据；步骤2，采集小按钮数据；步骤3，向计算机主机模块发送采集信息；步骤4，查询是否存在控制信息；步骤5，存在控制信息，配置陀螺仪参数；不存在控制信息，返回开始部分重新循环。
5.一种根据权利要求3所述的用于数字沙盘讲解的数据手套的制作方法，其特征在于，所述主机模块的流程包括以下步骤步骤1，查询是否有上传采集信息；步骤2，查询有上传采集信息，则向主机模块转发采集信息，返回开始部分重新循环；步骤3，查询没有上传采集信息，则查询是否有下传控制信息；步骤4，查询是有下传控制信息，则向数据手套模块转发控制信息，返回开始部分重新循环；步骤5，查询是没有下传控制信息，则返回开始部分重新循环。
全文摘要
一种用于数字沙盘讲解的数据手套及其制作方法，核心部件为数据手套模块，所述数据手套模块由陀螺仪、小按钮和无线传感器芯片组成，所述无线传感器芯片用作通信工具完成手部动作采集和数据传送的功能，陀螺仪用于对人手运动方向、速度和距离的采集，小按钮用于对不同手指间按压动作的采集；所述数据手套模块与主机模块无线连接，所述主机模块由无线传感器芯片和RS232串口组成，用于数据手套与计算机主机之间的数据转发功能，转发形式包括接收数据手套模块传来的采集信息并上传计算机主机，以及接收计算机主机的控制信息并发给数据手套模块。本发明适用于在数字沙盘或利用投影做讲解、互动的场合，将手的动作信息通过无线传输方式实时传给计算机。
文档编号G06F3/01GK102289302SQ20111017033
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者刘轶, 张俊, 李争平, 王辉柏 申请人:北京北方卓立科技有限公司