微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统，由无线体感捕捉操控端和无线接收端组成；无线体感捕捉操控端包括：数据及充电接口、静电放电保护模块、接口集成主处理器单元、体感处理模块、左接近开关、右接近开关、弹性滑动开关、显示模块、充电及电源管理模块、无线接收发射模块、3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器；无线接收端由数据接口、静电放电保护模块、接口集成处理器单元、无线接收发射模块组成；本实用新型专利技术的优点是将3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计的参考轴进行精确匹配，能够对体感动作进行精准捕捉；不依赖传统的光发射接收原理且不采用机械按键，使用中减少了对肢体的限制和对手掌的占用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统，由无线体感捕捉操控端和无线接收端组成；无线体感捕捉操控端包括：数据及充电接口、静电放电保护模块、接口集成主处理器单元、体感处理模块、左接近开关、右接近开关、弹性滑动开关、显示模块、充电及电源管理模块、无线接收发射模块、3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器；无线接收端由数据接口、静电放电保护模块、接口集成处理器单元、无线接收发射模块组成；本技术的优点是将3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计的参考轴进行精确匹配，能够对体感动作进行精准捕捉；不依赖传统的光发射接收原理且不采用机械按键，使用中减少了对肢体的限制和对手掌的占用。【专利说明】微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统
本技术涉及微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统，属于自动控制
。
技术介绍
目前，传统现有的鼠标产品和具有运动传感功能的系统均存在着以下缺陷:I)传统现有的鼠标产品包括无线鼠标、有线鼠标、机械鼠标、光电鼠标等全部都是依赖鼠标垫或桌面来反馈鼠标运动信息的，长期使用此类鼠标会对人的手部和腕部产生较大的伤害。2)传统现有的鼠标产品都使用机械按键向电脑提供点击或滚动信号，即使是体感鼠标产品也不可避免的用各种按键提供点击等操作信号，它们共同的特点是操作时几乎占用了人一只手的全部功能。3)现有的具有运动传感功能的解决方案依赖一个、两个或三个独立的感应结构，各个传感器之间数据不能同步，即使同一传感器自身三轴也有相互影响，导致测量误差随时间逐步增大，不得不在每个较短的时间要重新校正参考零点，从而使控制效能和精度低下，例如，在作图、现实模拟等应用场合下的控制精度很差。4)现有的具有运动传感功能的系统都是体积较大的系统，未实现便携式和微型化，使用和携带非常不方便。5)部分传统现有的靠摄像头感知运动的系统，其主要探测部件是放在显示器正对着人体的方向上，被测端戴在人体上，这样的被测端可以做到很小，但是这种系统依赖摄像头的视角，如果被测端离开摄像头视角范围则进入传感盲区；同时被测端器件运动的空间信息仅靠摄像头的图像解析能力或距离传感进行遥感，在控制精度上无法满足有精度需求的场合。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统。本技术由无线体感捕捉操控端和无线接收端组成。所述无线体感捕捉操控端包括:数据及充电接口、静电放电保护模块(ESD)、接口集成主处理器单元、体感处理模块、左接近开关、右接近开关、弹性滑动开关、显示模块、充电及电源管理模块、无线接收发射模块、3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器。所述数据及充电接口、静电放电保护模块(ESD )、接口集成主处理器单元、体感处理模块依次连接；所述左接近开关、右接近开关、显示模块、无线接收发射模块分别与接口集成主处理器单元连接；所述充电及电源管理模块分别与数据及充电接口、静电放电保护模块连接；所述充电及电源管理模块设置了弹性滑动开关；所述3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器分别与体感处理模块连接。所述弹性滑动开关包括连接集成为一体的弹性滑动戒托、开关主体、开关引脚、滑轨；所述弹性滑动戒托可弯曲成一定弧度并具有回弹力；弹性滑动戒托沿滑轨滑动时可拨动弹性滑动开关，所述弹性滑动戒托具有将无线体感捕捉操控端束缚于肢体上的功能；所述弹性滑动开关用于对无线体感捕捉操控端开关机。所述接口集成主处理器单元包括:USB驱动接口、无线接口、存储器和中央处理器(CPU)。所述体感处理模块包括:模数转换器、传感器驱动电路、存储器和中央处理器(CPU)等电路。本技术采用所述的充电及电源管理模块对充电电池进行充电管理，并为本技术的系统提供电源管理，以保证本技术的系统的状态稳定可靠。所述接近开关是指具有接近、非接近以及接触、非接触等位置识别功能的传感器件，即当有物体移向接近开关感应区域并接近到一定距离以内时，接近开关才会发出电信号。所述接近开关作为体感按键用于与无线体感捕捉操控端在空间中的运动方向相结合起到操控作用。本技术中接近开关的使用数量可根据具体产品功能的调整而增减。所述接近开关为距离传感器或触摸传感器等。本技术所述的无线接收端由依次连接的数据接口、静电放电保护模块(ESD )、接口集成处理器单元、无线接收发射模块组成。所述接口集成处理器单元包括:USB驱动接口、无线接口、存储器和中央处理器(CPU)。本技术所述的多个无线体感捕捉操控端能够联合组建成一个多点操控系统。本技术的无线体感捕捉操控端实现了在形如戒指大小的体积里集成了多种功能，包括鼠标功能、体感捕捉功能、多操控端操控功能。本技术全部采用高集成高精度电子器件，从而使本技术成为微型的动作捕捉控制系统而轻巧舒适地佩戴在手指上，并大大降低了功耗。本技术能够对动作和位置进行精准捕捉，使体感操控达到真正的实用化应用。由于不依赖传统的光发射接收原理并且不采用机械按键，本技术在使用中无空间限制，能够使肢体得到自由灵活的运动，具有较好的操作舒适度。本技术能够做成戒指的形状佩戴在手指上，这使得本技术在具备高精度体感捕捉操控能力的同时还能成为一种时尚配饰。本技术实现了手可以随意放在任何空间部位来指挥光标，并且在不想光标移动的时候手随意运动都不会影响光标位置，例如，本技术应用在鼠标上能够将手掌从桌面上彻底解放出来。本系统创新性采用接近开关(距离传感器或触摸传感器)作为系统按键，减少了手指的占用，简化了操作。例如，当本技术佩戴在食指上时，拇指或中指只需轻轻靠近戒指侧面O?2mm内就可做为按键触发动作。由2个键(接近开关)的组合搭配及其与三维空间中运动方向的组合搭配，起到操控作用。接近开关传感信号具有优异的抗干扰能力，只有发生预先定义的接近事件，才唤醒微控制器，从而降低了功耗。本技术融合了 3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器。本技术采用高精度3轴陀螺仪，可以选择灵敏度从而实现变速测量，高精度捕捉测量用于小范围慢速运动，而低精度捕捉测量用于大范围快速运动；本技术采用高精度3轴加速度计和3轴磁强计。本技术通过体感处理模块确保3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计的参考轴能够精确匹配，同时采用低通和高通滤波和温度传感器的校正功能，能够自动更正测量失真和偏差，就算时间推移或温度变化，本技术仍然保持连续稳定的输出，并拥有出色的热稳定性和机械稳定性。综上，本技术的优点是通过将3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计的参考轴进行精确匹配，并采用温度传感器进行温度校正，能够对体感动作和位置进行精准捕捉，由于本技术不依赖传统的光发射接收原理并且不采用机械按键，所以，在使用中无空间限制，并且在使用中减少了对人的肢体的限制和对手掌的占用，具备较好的操作舒适度。本技术作为可佩戴的主动型动作捕捉系统，首次做到了微型化轻量化，可以像戒指一样轻便灵活的佩戴在手指上，极大程度的解放了手掌，操作简单方便，本技术首次创新性采用接近开关作为系统按键，接近开关的传感信号具有优异的抗干扰能力，只有发生接近情况时才唤醒系统工作，从而降低了功耗，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
微型便携式多功能无线体感捕捉控制系统，其特征在于，包括：无线体感捕捉操控端和无线接收端；?所述无线体感捕捉操控端包括：数据及充电接口、静电放电保护模块、接口集成主处理器单元、体感处理模块、左接近开关、右接近开关、弹性滑动开关、显示模块、充电及电源管理模块、无线接收发射模块、3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器；所述数据及充电接口、静电放电保护模块、接口集成主处理器单元、体感处理模块依次连接；所述左接近开关、右接近开关、显示模块、无线接收发射模块分别与接口集成主处理器单元连接；所述充电及电源管理模块分别与数据及充电接口、静电放电保护模块连接；所述充电及电源管理模块设置了弹性滑动开关；所述3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、温度传感器分别与体感处理模块连接；?所述的无线接收端由依次连接的数据接口、静电放电保护模块、接口集成处理器单元、无线接收发射模块组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王大鹏，王昆鹏，张晓妹，
申请(专利权)人：王大鹏，王昆鹏，张晓妹，
类型：实用新型
国别省市：