[发明专利]一种触摸控制模块、对象控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明属于空间对象控制技术领域，涉及一种触摸控制模块、系统及其控制方法，尤其是一种适用于二维或三维空间对象且具有通用性人机界面的触摸控制模块及基于其的对象控制系统和控制方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，为了实现人与计算机之间的信息交换获得更大的带宽，80年代发展起来的图形用户界面(GUI)技术广泛普及，实现了从一维(文本)人机交互形式向二维(图形)人机交互形式的过渡。随着人们对新型高效人机交互形式的追求和探索，三维空间交互技术日益受到重视。CAD/CAM、CAI、可视化广告、艺术等众多应用领域都迫切需要三维图形用户界面和三维空间交互技术，即使一些本身并非三维性质甚至非几何性质的数据显示(如人事档案)也使用三维形式，以充分发挥人对三维空间的感知能力。CAD/CAM技术的发展更是强烈而明显地显示了这种趋势，产品建模和造型便是处于一个完全的三维图形环境，甚至从最初的概念设计直到最终的产品成形始终在这样的环境进行。而近年兴起的可视化、多通道交互和虚拟现实技术等则可以认为是建立于三维空间交互技术的基础上。

三维空间交互技术的研究主要包括两个方面：一是三维图形显示技术，二是三维空间控制技术。现有的计算机图形学基本解决了三维图形显示的各种技术问题；例如高性能图形工作站，它能够满足一般应用中三维图形实时动态显示的要求。现阶段，一种基于新型显示原理的头盔显示器等立体图形显示设备也已经研究成功。相比之下，三维空间控制技术远比三维图形显示技术复杂和困难，有关研究工作和设备研制也更为落后。

常见的三维控制装置有数据手套(Data Glove)、跟踪球(SpaceBal1)、三维探针(3D Probers)、三维鼠标器(3D Mouse)和三维操作杆(3DJoystick)等等，目前这些设备多应用于虚拟现实系统。根据硬件配置不同，虚拟现实系统可以分为桌面系统和临境(immersive)系统。桌面VR系统基于PC，采用CRT显示器和立体显示技术，所以也称为窗口中的虚拟现实；控制设备采用二或六自由度鼠标器，通常应用于CAD等应用系统。临境VR系统基于高性能工作站，利用头盔显示器和数据手套等专用设备将用户与计算机的交互活动“封闭起来，使用户产生一种身临其境的感受，但这类系统的技术复杂性、应用范围和成本都大不相同。

人们在利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。却忽视了一个问题现实世界就是三维立体空间，所有的物体都是三维对象，现有的三维对象操控技术将虚拟对象和实际对象区分对待，使用不同方式实现控制；即便是虚拟三维空间和现实三维空间内部对于同类对象的控制方式也存在着差异，比如现实社会中汽车、挖掘机、塔吊等，控制原理基本相似，都由方向盘等基本组件实现控制，但是为实现这些不同的控制必须去学习。不同的控制方式增加学习的成本和控制的难度以及降低了机器间信息交互能力。

在二维空间对象领域，计算机屏幕、电视和其他二维表面通常用于显示2D可视内容，例如，文字页面、图像、视频等，也存在控制方式的不统一，比如电视遥控器和鼠标，虽然实现的类似对象的控制，上年龄的人会用遥控器但是不一定会用鼠标，即技术间的隔阂增加了学习的难度、技术运用的普及度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种触摸控制模块、对象控制系统和控制方法，该对象控制系统采用触摸传感技术，能够消除虚拟现实三维空间对象和现实三维空间对象控制装置的差异，以及各二维或三维空间内部不同对象控制装置的差异，提高通用性并降低人们控制和学习的难度，提高机器间信息交互的能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

该种触摸控制模块，包括层叠设置的基层面板、人机界面板和触摸检测部件；所述触摸检测部件还连接有触摸控制器；所述基层面板设于最下层；所述触摸检测部件设置于所述人机界面板的上层，或者该触摸检测部件设于人机界面板和基层面板之间；所述人机界面板是一设有多种功能按钮的镂空板。

上述人机界面板采用镂空或半镂空方式将整个面雕刻成各种形状的镂空区，形成凸起和槽，独立凸起通过连接块与相邻凸起连接成一体，各槽相互独立。