[发明专利]一种具有模式识别功能的手持控制漫游系统

说明书

技术领域

本发明属于无线传感多媒体建模技术领域，尤其涉及一种具有模式识别功能的手持控制虚拟漫游系统。

背景技术

虚拟漫游系统是采用虚拟现实技术表现的。虚拟现实(VR)技术是国内外计算机学术界一直关注的热点方向之一，它在不断地探索与实践中发展着。它借助计算机构建出一个与现实环境十分逼真的交互环境，使用户以自然的方式与虚拟环境中的对象交互，从而产生等同于真实环境的感受和体验。它在军事、城市规划、旅游、娱乐、工程设计、医学、教育等领域有着极为广泛的应用，与网络、多媒体并称为21世纪最具应用前景的三大技术。

虚拟漫游系统是虚拟现实技术的综合应用，由于有可贵的3I特性——沉浸感、交互性和构想性，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。目前，虚拟建筑场景漫游的最大难点在于建模逼真度和绘制实时性的矛盾。由于这种漫游所看到的景象离观察者近，要求绘制非常逼真。因此，建模时构造要精细，会消耗很多时间。同样，由于计算机性能的制约，构造出来的模型越复杂，在绘制时要达到实时效果就越困难，实时性太差就会使观察者无法接受，操作也较困难。

目前实施的虚拟漫游系统，其操作采用的是键盘和鼠标即常规普通输入设备，操作繁琐。另外，现有的虚拟漫游系统一般不具有模式识别功能，不能快速准确的采集使用者的命令信息，不具备精准定位的特点，不能及时地对表现层漫游软件施加更为准确快速的命令至指定场景或者执行指定的操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有模式识别功能的手持控制漫游系统，使操作者只需调整手持设备，便可实现从三维角度全浸入式进入漫游系统，并能及时地施加准确快速的命令至指定场景或者执行指定的操作，摆脱常规鼠标键盘的限制，方便快捷。

实现本发明的原理：

利用加速度传感器、MEMS陀螺仪来定位手持设备的运动轨迹，从而模拟人物的运动轨迹，并利用硅麦克风收集操作者语音信息，经手持设备中的ARM微处理器处理后，通过RF CC2430芯片经ZigBee无线网络传输至分析层软件，运用合理的算法，进行途径识别和语音识别，从而对表现层软件发出合理的控制命令，使漫游系统跳转至相应的场景，执行指定的操作。

本发明的技术方案：

此具有模式识别功能手持控制漫游系统由手持设备，ZigBee无线传输网络，分析层软件和表现层软件四部分构成。其中，

(1)手持设备：由传感器模块、微处理模块、数据传输模块、电源模块4个部分组成。其功能可以定位自身的运动轨迹，收集操作者的语音信息，并将收集到的信息进行预处理后传送到ZigBee无线网络进行传输。

(2)ZigBee无线网络传输部分：集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz的RF收发CC2430芯片，硬件支持CSMA/CA功能；适用于短距离小范围的无线通信，能够控制各种传感器的数据输出和输入；其功能是将处理好的信息汇总传送至分析层软件。

(3)分析层软件：分析层软件采用模式识别的方式，对由RF收发CC2430芯片传输过来的信息进行典型模式识别分析，通过合理的算法，实现途径识别和语音识别功能，最终分析出正确的控制信号来指导表现层实现相应的操作。

(4)表现层软件(漫游系统软件)：软件分为图形绘制块、声音处理块以及输入处理块。其功能是图形绘制块可形成完整的实时的三维场景；声音处理块处理背景音乐和音响音效；输入处理块处理分析层传输的信号，并将信号识别为相应的消息，再通过消息触发相应的事件。

本发明的优点在于：

(1)数据采集单元由加速度传感器，MEMS陀螺仪，硅麦克风集成，能对手持设备定位并收集操作者的语音信息，省去了常规普通输入设备的繁琐操作。

(2)具有语音识别功能，辅助途径识别功能，能够对表现层漫游软件施加更为准确快速的命令，省去大幅度移动手持设备的不便。

(3)通过对不同场景建模，便可更新虚拟漫游软件，具有极高的复用率。

(4)轻巧便携，使用寿命长；

(5)占用空间小，系统自身功耗低；

(6)绿色环保，可重复利用。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图

图2为手持设备的结构图

图3为RF CC2430芯片外围典型应用电路

图4为模式识别系统框图

具体实现方式

结合附图详细论述本发明具体内容，具有模式识别功能手持控制漫游系统的装置，由手持设备，ZigBee无线传输网络，分析层软件和表现层软件四部分构成，如图1所示。