[实用新型]一种玩具控制器及其信号处理装置

说明书

技术领域

本实用新型的实施方式涉及信息技术领域，更具体地，涉及一种玩具控制器及其信号处理装置。

背景技术

在电子消费类产品中，可以通过数字和/或模拟方式控制的玩具(诸如，玩具飞行器、玩具舰船、玩具车辆，等等)具有广阔的市场和用户需求。如何控制和操纵这些玩具的运动是影响产品性能和用户体验的重要方面。在此，为了更好地描述和阐释本实用新型的精神和原理，首先给出本实用新型中涉及到的若干术语的释义。

本实用新型中使用的术语“运动”总体上也可分为两类，即位移和姿态变化。本实用新型中所称的“位移”是指物体在给定参照系下在空间中的相对位置发生变化。可以利用方向、距离、速率、加速度等量来表征位移。注意，在本实用新型中选择地面参照系作为位移的参照系。另一方面，本实用新型中所称的“姿态变化”是指物体绕自身的某点进行旋转，而该物体作为整体没有发生位移或者位移很小可以忽略的情况。可以利用物体相对于给定轴(称为参考轴)的倾斜方向、倾斜角度、旋转速率等量来表征姿态变化。可以理解，在任意给定的时刻，物体的运动可以包括位移和姿态变化中的任何一个或二者。而且，任何运动都可以由运动方向和运动速率来表征。

本实用新型中使用的术语“姿态”是指物体相对于一个或多个参考轴的倾斜情况。可以利用物体相对于参考轴的倾斜方向和倾斜角度来表征物体的姿态。可以理解，本文中所称的“姿态”不包括物体本身的位移。

在定义了以上术语之后，现在来考虑对玩具运动的控制。在现有技术中，对玩具的运动控制通常是利用操纵按钮、旋钮、摇杆、操纵杆等部件来产生控制信号，以用于控制玩具的运动。这种方式的共性之一是：玩具控制器本身的运动(位移和姿态变化)对于玩具的运动没有影响。例如，在目前常见的玩具控制器上，通常配置有按钮等可操作部件，用户可以利用这些部件来控制飞行器、舰船或车辆等玩具的运动(例如，启动、停止、加速、减速、改变行进方向，等等)，而玩具控制器本身的运动不会改变玩具的运动。

这种控制方式存在明显的缺陷。首先，操纵这些玩具控制器需要用户具有一定的认知水平和操作水平，从而限制了例如儿童、老人等用户的使用。而且，此类玩具控制器的操作常常不是用户友好的。以遥控飞机玩具为例，目前常见的遥控器配备有至少两个操纵杆或类似部件，分别用于控制飞机的飞行高度、飞行方向和/或飞行速率等不同运动参数。用户在操作过程中需要大脑和双手的高度协调和配合，才能实现期望的运动，因此交互过程的认知负担较高。

因此，在本领域中，需要一种以更加有效、方便和灵活的方式来控制玩具运动的方案，从而克服现有技术中的上述问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中的上述问题，本实用新型的实施方式提出了一种新颖的玩具控制器及其信号处理装置。

根据本实用新型的一个方面，提供一种信号处理装置，包括：检测单元，用于检测信号处理装置的姿态，姿态包括信号处理装置的倾斜方向和倾斜角度；以及处理单元，其耦合至检测单元，用于根据检测单元所检测的信号处理装置的姿态控制一个玩具的运动，包括运动方向和运动速率。

根据本实用新型的另一方面，提供一种玩具控制器，包括：壳体；如上文所述的信号处理装置；以及信号传送装置，其耦合至信号处理装置，用于向玩具传送由信号处理装置产生的控制信号，以控制一个玩具的运动。

本实用新型的实施方式提供了用于控制玩具运动的信号处理装置和玩具控制器。一般而言，本实用新型的实施方式至少具有以下优点。首先，允许用户通过手势来控制玩具的运动，保证了交互的自然和高效。特别地，根据本实用新型的实施方式，用户只需要使用单手便可实现各种操作，从而避免了双手配合带来的认知负担。此外，根据本实用新型的实施方式，允许用户完全(或至少主要地)通过玩具控制器的姿态来控制玩具的运动，而无需依赖于摇杆、按键等部件，也无需对玩具控制器本身进行位移。这样，即使在有限的操作空间中，用户也可以有效地控制玩具。而且，根据本实用新型的实施方式，对玩具控制器的姿态的检测是利用玩具控制器自身配备的装置/单元来实现的，不需要借助于照相机等任何外部设备，因而易于实现且成本低廉。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

图1A和图1B示出了可以在本实用新型的实施方式中使用的姿态检测的原理示意图；以及

图2示出了根据本实用新型示例性实施方式的用于控制玩具运动的玩具控制器的框图；