一种计算机图形用户界面的输入设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种计算机图形用户界面的输入设备，由轨迹棒、摄像头、轨迹及按键信息解析装置构成；其中所速轨迹棒由轨迹灯、按键信息处理装置、滚轮、左键、右键、外壳构成。可以用于个人计算机、手机、ＰＤＡ、便携式游戏机、便携式导航设备、ＰＯＳ机、家用电器、工业仪表、可穿戴计算机等所有使用图形用户界面（ＧＵＩ）的设备实现人机交互。提供一种比现有技术更高效的输入设备，提高用户与计算机交互的效率。本发明专利技术还公开了一种相应的计算机图形用户界面的输入方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子领域，可以用于个人计算机、手机、PDA、便携式游戏机、便携式导 航设备、P0S机、家用电器、工业仪表、可穿戴计算机等所有使用图形用户界面(GUI)的 设备实现人机交互。
技术介绍
目前现有的实现人机交互的装置主要有，鼠标器、触摸屏以及触摸板，下面分别对上 述装置进行描述。鼠标器又称鼠标，按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标主要 由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当拖动鼠标时，带动滚球转动，滚球又带动辊柱转 动，装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向 的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标的移动。光电鼠标器是通过 检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕 上的鼠标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。鼠标器的缺点主要是，鼠标的 移动主要是靠手掌整体移动，手掌控制光标移动精度有限；使用时间较长容易导致手腕酸 痛；需要放在平面上，使用场合受限。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸4全测部件安装在显示器屏幕前面， 用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器，而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点 检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU。触摸屏的缺点主要是， 对于大屏幕显示器，触摸屏的成本较高；使用手指直接点击时候，精度有限；操作方式单 一，难以实现双击，右键，滚轮等功能。触摸板是目前每一款笔记本电脑都必备的输入设备，对于大部分的用户来说，触摸板 无疑是鸡肋的代名词，不仅华而不实、徒有虚名，而且用起来非常辛苦，导致工作效率低 下，白白浪费了宝贵的工作时间，因此他们都会选择更好用的外接光电鼠标。触摸板的缺 点主要是，使用手指直接点击时候，精度有限；操作方式单一，难以实现双击，右键等功 能。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术解决的技术问题在于，为计算机(和其它使用GUI的设备)提 供一种比现有技术更方便、更高效的输入设备，提高用户与计算机交互的效率。本专利技术提供一种计算机图形用户界面的输入设备，由轨迹棒、摄像头以及轨迹及4嫩 信息解析装置构成。其中轨迹棒用以接收用户操作以生成按键信息，并且受用户控制在摄 像区域内的三维空间中移动以提供运动轨迹；才聂像头用以拍摄含有轨迹灯的画面；轨迹及 按键信息解析装置用以解析轨迹信息及按键信息并将结果传送给计算机。所述轨迹棒由轨迹灯、按键信息处理装置、滚轮、左键、右键以及外壳构成。其中轨 迹灯发出可见光、红外线或者紫外线，用以提供轨迹灯光；按键信息处理装置用以处理位 于轨迹棒上的按键输入的信息；滚轮用以提供滚轮移动信息；左键用以提供左键点击信息； 右键用以提供右键点击信息。本专利技术所提供的输入设备，其中，所述轨迹棒和所述轨迹及按键信息解析装置可以采 用电缆连接，所述按键信息处理装置检测左键、右键以及滚轮的动作并转换成电信号，然 后通过电缆传送给轨迹及按键信息解析装置，然后再传送给计算机，实现计算机对按键信 息的4会取。本专利技术所提供的输入设备，其中，所述轨迹棒和轨迹及按键信息解析装置之间也采用 无线通信方式连接，所述按键信息处理装置检测左键和右键和滚轮的动作并转换成电信 号，然后通过无线通信装置传送给轨迹及^^信息解析装置，然后再传送给计算机，实现 计算机对按4囊信息的拾取。本专利技术所提供的输入设备，还可以采用控制轨迹灯闪烁频率的方法来传递皿信息。 所述按键信息处理装置能够识别按键信息，并根据按键信息调制轨迹灯的频率。所述轨迹 及按键信息解析装置能够从连续拍摄的图像中提取出轨迹灯当前闪烁的频率并识别出左 键、右键、滚轮的各种动作，然后再传送给计算机，实现计算机对按键信息的拾取。本专利技术所述轨迹及按键信息解析装置可以是一个独立的硬件装置，也可以是计算机或 手机等应用本专利技术的设备中已有的硬件装置，来实现该部分的功能。本专利技术还提供了 一种计算机图形用户界面的输入方法，由含有轨迹灯及^4建信息处理装置的轨迹棒提供运动轨迹及按键信息，并由摄像头接收上述信息并将上述信息传送给轨 迹及按键信息解析装置，由轨迹及按键信息解析装置对上述信息进行解析并转换成坐标信 息及按键信息传送给计算机，计算机根据接收到的坐标信息在屏幕上相应位置显示光标并 根据接收到的按键信息执行相应的操作。本专利技术所提供的输入方法，其中，所述轨迹棒与所述轨迹及按键信息解析装置之间可 以采用电缆连接。本专利技术所提供的输入方法，其中，所述轨迹棒与所述轨迹及按键信息解析装置之间也 采用无线方式连接。本专利技术所提供的输入方法，其中，还采用控制所述轨迹棒上的轨迹灯的闪烁频率的方 法来识别按键信息 轨迹棒上的按键信息处理装置能够识别按键信息，并根据按键信息调 制轨迹灯的频率。所述轨迹及4緣信息解析装置能够从连续拍摄的图像中提取出轨迹灯当 前闪烁的频率并识别出左键、右键、滚轮的各种动作，然后再传送给计算才几，实现计算机对^4建信息的拾取。本专利技术所提供的输入方法，其中，当所述轨迹及^4建信息解析装置是一个独立的硬件 装置时，该装置解析轨迹信息及皿信息并将结果传送给计算机。本专利技术所提供的输入方法，其中，当所述轨迹及##信息解析装置是计算机或手机等 应用本专利技术的设备中已有的硬件装置时，由计算机或手机等应用本专利技术的设备中已有的该 硬件装置实现从图像中提取坐标信息及^^;信息，再进一步实现光标控制和按键动作。使用本专利技术可以实现个人计算机、手机、PDA、便携式游戏机、便携式导航设备、P0S 机、家用电器、工业仪表、可穿戴计算机等所有使用图形用户界面(GUI)的设备获取光标 位置和4g信息，实现类似鼠标、触摸板和触摸屏的功能。与现有技术相对比，本专利技术具有以下优点。与鼠标器相比，用户可以用手或者手指移动控制光标，更加符合人体工程学原理，提高操作效率；如果将摄像头放在合适的位置，可以避免长时间操作而使手腕酸痛；本专利技术 提供的输入设备不需要》史在平面上，直接在三维空间中画出轨承，降低了使用条件限制， 可以适应多种条件不便的环境。与触摸屏及触摸板相比，用户不需要使用手指直接点击屏幕，提高了定位精度；操作 方式丰富，可以实现双击，右键，滚轮等功能，这是触摸屏和触摸板所不能提供的。本专利技术的其它的方面和优点将结合实施例在下面的描述中阐明，并且从下文的描述或 者从本专利技术的实施例中，上述优点将变得显而易见。附图说明图1是本专利技术实施例提供的输入设备的总体结构示意图2是本专利技术实施例提供的输入设备实现位置信息输入的工作流程图3是本专利技术实施例提供的输入设备实现按键信息输入的工作流程图4是本专利技术实施例中提供的输入设^ft为个人计算机的输入设备应用时的示意图5是本专利技术实施例中提供的作为使用投影仪做PPT讲解时的输入设备应用时的示意图6是本专利技术实施例中提供的作为手机的输入设备应用时的示意图； 图7是本专利技术实施例中提供的作为电视机的输入设备应用时的示意图。 具体实施例方式本专利技术提供一种计算机图形用户界面的输入设备。所有使用图形用户界面(GUI)的设 备都可以使用本专利技术，下面将参照附图描述本专利技术的具体实施例，包括但不限于以下实施 例。图1示出了本专利技术提供的输入设备的总体构成，如图1所示，该输入设备由轨迹棒1、 摄像头2、轨迹及按键信息解析装置3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机图形用户界面的输入设备，包括：　轨迹棒，用以接收用户操作以生成按键信息，以及受用户控制在摄像区域内的三维空间中移动，用以提供运动轨迹；　摄像头，用以拍摄含有轨迹灯的画面；以及　轨迹及按键信息解析装置，用以解析轨迹 信息及按键信息并将结果传送给计算机，本装置可以是一个独立的硬件装置，也可以是计算机或手机等应用本专利技术的设备中已有的硬件装置，来实现该部分的功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程宇航，
申请(专利权)人：程宇航，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]