[发明专利]一种人机接口系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种人机接口系统，尤其涉及一种基于三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三轴电子罗盘的一种人机接口系统，该人机接口系统提供了灵活的头部设备与手部设备的逻辑匹配的方式，以及符合用户使用习惯的使用方式。

背景技术

MEMS惯性传感器（线加速度计，角速度计）、电子罗盘传感器（陀螺仪）在越来越多领域使用，尤其是在人机交互领域使用越来越广泛。对于这些传感器在人机交互领域的使用我们统称为体感技术。

本发明基于现有的MEMS传感器、电子罗盘提出了一套人机接口系统，该人机接口系统明确手部设备与头部设备匹配到虚拟环境人物上的逻辑匹配方式，以及基于MEMS惯性传感器、电子罗盘的而挖掘出的一些新的使用方式方法的技术方案，据发明者所知现有已公开的专利、文献尚未有采用或者暗示与本发明类似的使用方式方法的技术方案。

关于采用的技术方案，发明者对以下已公开的专利做出驳斥，以证明发明者的技术方案是具备创造性的：

(1)“一种基于MEMS的体感游戏手柄”，如张东坤等公开的“一种基于MEMS的体感游戏手柄”(CN 202620680) 中的[0008]所述：“为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种基于MEMS的体感游戏手柄，包括微型传感器装置、数据处理装置和无线通信装置；所述微型传感器装置包括设在人体脚部且用于采集二维方向信息的三轴微加速度计、设在人体头部且用于采集视角信息的三轴陀螺仪和设在人体手部且用于采集动作信息的三轴微角速度计；所述设在脚部的三轴微加速度计、设在手部的三轴微加速度计和三轴陀螺仪的输出依次经数据处理装置和无线通讯装置接上位机的输入端。”其中虽然该专利对其游戏手柄的功能作用以及其各个功能模块之间的连接方式做出详细地描述，但是该实用新型没有对其各个功能模块功能的实现的具体技术方案做出阐述。纵观全文，本实用新型仅仅对每个功能模块的功能做了总结性的描述，而没有涉及具体的实现方式及其实现的技术方案。所以该实用新型的相关描述不能作为限制来限制其他人基于MEMS惯性传感器、陀螺仪挖掘新的使用方法的技术方案来申请专利的权利。正如第一个申请具备触摸屏手机专利的公司一定不是苹果电子公司，但是其申请的专利不能作为限制来限制苹果电子公司基于触摸屏手机的操作手势来申请触摸屏手势功能专利的权利一样。

(2)“动作感应手柄”，如韩建国等公开的“动作感应手柄”(CN 201247446Y)，是公开的一种具备感知用户动作、按按键的手柄装置，类似于实用新型“一种基于MEMS的体感游戏手柄”(CN 202620680)一样，这些专利并不能限制其他发明人基于类似硬件挖掘出的新的使用方式的技术方案来申请专利。

由(1)“一种基于MEMS的体感游戏手柄”(CN 202620680) 、“动作感应手柄”(CN 201247446Y)及其类似的专利可知，虽然这些专利与本发明可能采用了类似的硬件的集成方案，但是这并不意味着这可以作为限制来限制本发明的发明者基于类似的硬件方案挖掘的新的逻辑匹配方式以及新的使用方式方法来申请专利。

美国最大的移动消费电子产品微型显示器生产商Kopin公布了其最新出品的虚拟现实游戏头盔Trimersion以及美国Oculus公司开发的虚拟现实眼镜Rift，这些公司提供的头部“360度跟踪”的方案虽然能对佩戴者头部朝向进行360度的全方位跟踪，但是其对于头部角度跟踪的技术方案都是依赖虚拟现实游戏头盔或者虚拟现实眼镜来实现的。基于虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜实现的头部视角跟踪技术方案虽然能够根据用户头部实际的朝向实现360度全角度跟踪，为用户带来良好的使用体验。由于现有的基于PC、智能手机、平板平台3D游戏，因为其用于显示的屏幕大小有限，只能提供视角上受到限制的显示界面，不能像虚拟现实游戏头盔或者虚拟现实眼镜一样提供随用户头部运动的全方位的视野来与360度全角度跟踪相匹配，所以前述公司所采用的360度全方位跟踪的技术方案并不适用于现有的PC机、智能手机、平板平台的3D游戏。本发明的技术方案针对现有PC机、智能手机、平板平台提供了一种用户在开始游戏前根据其观察的结果的选择其认为相对显示频幕合适位置，并在该位置标定其望向显示频幕中心点的朝向为视觉零点朝向，再通过检测用户头部后续运动过程中产生的与该视觉零点朝向的夹角，并通过对该夹角进行适当放大以后来控制虚拟环境中3D人物视觉的朝向的转换。这样用户就可以通过适当小范围角度的头部运动来控制显示界面中3D人物视觉朝向的360度的全方向改变，而在整个过程中PC、智能手机、平板的显示界面不至于超出用户的观看视野。

发明内容