[发明专利]一种基于电场的模拟游戏控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电场的模拟游戏控制方法及使用该方法的模拟游戏控制器。

背景技术

目前游戏机或个人电脑使用的游戏控制器通常有以下几类：

(1)普通手柄

普通手柄成本较低，能够提供各个方向上的状态信息，不能够提供控制方向力度的量化信息，且使用寿命较短。该类游戏控制器能够应付一般竞技类游戏，而对模拟游戏的支持较差。

(2)飞行游戏手柄

该类型游戏控制器针对飞行类模拟游戏，能够较好的支持飞行模拟游戏，能够提供控制方向力度的量化信息。但该类游戏控制器的成本较高，且控制灵敏度随使用时间的增加而降低。

(3)赛车类手柄

赛车类手柄是游戏控制器中发展最晚的一类，该类游戏控制器专门针对赛车类游戏，能够让游戏用户充分体验赛车类模拟游戏的游戏乐趣。但该类游戏控制器是游戏外设中价格最昂贵而且使用范围最小的一种。

(4)跳舞毯类特殊手柄

该类游戏控制器实际是一个放大的游戏手柄，其功能与特点与游戏手柄基本相同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电场的游戏控制方法，使得使用该方法的游戏控制器可以在较低的成本下为游戏用户提供能够控制方向力度的游戏控制器，并且该游戏控制器可以达到无限长理论使用寿命。使用该游戏控制方法的游戏控制器可以提高游戏用户的娱乐体验、增进游戏乐趣。

一种基于电场的模拟游戏控制方法，其特征在于：该模拟游戏控制方法包括利用周期交变信号激励电极在空间产生电场、利用电极反馈的模拟信号与控制力度的单调函数关系控制模拟游戏方向两个步骤。

一种模拟游戏控制器，其特征在于：该模拟游戏控制器包括核心处理单元、激励信号产生单元、反馈信号调理单元和电极传感单元；其中：

电极传感单元负责产生电场并感知电场中电极上方物体距离电极的高度。电极传感单元由一组电极组成，电极组内有前、后、左、右及中间共5个电极，每个电极的形状为正八边形。前、后、左、右四个电极中每个正八边形中的一条边都与中间电极正八边形的一条边相邻，五个电极组成“十”字形状。前、后、左、右四个电极可以映射至向上、向下、向左、向右功能，正中间的电极用作标定电极组上方物体参考高度；

激励信号产生单元负责产生低频交变激励信号，并输送至电极；

反馈信号调理单元负责将电极的反馈电压调理至核心处理单元能够处理的电压范围；

核心处理单元负责将反馈信号调理电压输出的模拟信号转换为数字信号，将所有电极的反馈电压换算为游戏方向信号及方向控制力度信号，并负责将这些信号发送至游戏程序。

本发明的有益效果在于：本控制方法的受控对象为模拟游戏，该类游戏通常需要控制游戏中上、下、左、右各个方向上的力度，而这些力度信息是连续变化的，使用本控制方法可以通过对电极上方物体高度的控制达到模拟游戏中各个方向力度的控制。使用本控制方法的游戏控制器成本较低，且使用时无机械磨损，控制灵敏度也不随使用时间的增加而降低。

附图说明

图1是容性物体与平板电极相互作用示意图

图2是本发明基于电场的游戏控制器组成图

图3是本发明电极传感单元示意图

图4是本发明电极传感器在三维坐标内的示意图

图5是本发明核心处理单元的运行流程图

图6是本发明电极三维空间的XZ坐标平面投影图

图7是本发明电极三维空间的YX坐标平面投影图

图8是本发明方向控制矢量的合成图

具体实施方式

基于电场的模拟游戏控制方法包括利用周期交变信号激励电极在空间产生电场、利用电极反馈的模拟信号与控制力度的单调函数关系控制模拟游戏方向两个步骤。

利用周期交变信号激励电极在空间产生电场：该步骤完成产生激励电场的作用。

使用低频振荡器产生125KHz左右的正弦波信号，使用该信号激励电极组中的某一平板电极，使之与周围的接地的电极之间产生电场，当容性物体进入该电场区域时，产生的电场便会与之相互作用，平板电极上的电流与电压会有相应的变化，参见图1。

利用电极反馈的模拟信号与控制力度的单调函数关系控制模拟游戏方向：该步骤完成电信号变化量与游戏方向控制的映射。

电极上的电压变化与容性物体距离电极的高度成单调函数关系，通过测量感应电极上的反馈电压可以得出容性物体距离电极的高度。使用该高度信息作为游戏方向控制信号，达到模拟控制游戏方向的目的。