体感交互系统的制作方法
体感交互系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种体感交互系统。
【背景技术】
[0002]人机互动技术如体感游戏等由于其体验娱乐的目的而倍受人们的喜爱。目前现有的人机互动技术，通常是通过以摄像头或游戏手柄等方式与电视机、机顶盒等相连的体感控制装置来实现，这种方式通常需要专门的游戏设备，且装置较大，导致人们只能在十分局限的范围内与电视机等互动，影响了人们的活动范围，也影响了人们在互动过程中的体验感。另一方面，由于现有技术中的体感控制装置对动作的识别的精确度不高，从而进一步影响了人们在互动过程中的体验感。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，确有必要提供一种动作识别准确度较高且体验较好的体感交互系统。
[0004]一种体感交互系统，包括一智能电子设备以及至少一体感控制装置，所述智能电子设备与所述至少一体感控制装置无线连接配对；所述至少一体感控制装置包括:姿态传感模组、传输模组以及电源模组，所述姿态传感模组包括姿态传感器以及姿态数据处理器，所述姿态传感器用于感测运动姿态信息，所述姿态数据处理器用于将所述电信号的运动姿态信息转化为数字的运动姿态数据；所述体感控制装置通过所述传输模组与所述智能电子设备无线连接配对，同时所述传输模组将所述运动姿态数据无线传输到所述智能电子设备中，所述电源模组分别与所述姿态传感模组与所述传输模组连接，且为所述姿态传感模组与所述传输模组提供电源；所述智能电子设备包括数据接收模组、电子设备存储器以及电子设备控制器，所述数据接收模组与所述传输模组无线连接配对，并接收所述运动姿态数据；所述电子设备存储器存储所述运动姿态数据、该智能电子设备的方位数据、预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作，所述电子设备控制器包括依次连接的校正模块、动作识别模块以及动作执行模块，所述校正模块用于根据所述方位数据校正所述运动姿态数据，获得所述体感控制装置相对于所述智能电子设备之间的相对运动姿态数据，所述动作识别模块用于根据所述相对运动姿态数据与所述预设动作参数比较来识别该相对运动姿态对应的动作，所述动作执行模块用于根据识别的动作执行相应的操作。
[0005]相较于现有技术，本发明提供的所述体感交互系统通过所述体感控制装置感测运动姿态数据，并通过建立所述体感控制装置与所述智能电子设备的相对位置关系来校正所述运动姿态数据，可避免单纯利用所述运动姿态数据由于方位变化造成的误差甚至错误动作识别，从而可获得更加准确的运动姿态感测数据，进而所述智能电子设备可根据所述相对运动姿态数据获得更准确的动作，提高了所述体感交互系统动作识别的精度，另外，由于该系统中始终确立所述体感控制装置与所述智能电子设备的相对位置，从而可使体感控制装置的使用者时刻以所述智能电子设备为基准来进行动作以及识别动作，提高了使用者的用户体验。
【附图说明】
[0006]图1为本发明第一实施例提供的体感交互系统的元件连接框图。
[0007]图2为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的姿态数据处理器的元件连接框图。
[0008]图3为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的传输模组的元件连接框图。
[0009]图4为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的电源模组的元件连接框图。
[0010]图5为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的手环式体感控制装置的结构示意图。
[0011]图6为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的智能电子设备的元件连接框图。
[0012]图7为本发明另一实施例提供的体感交互系统中的元件连接框图。
[0013]图8为本发明第二实施例提供的采用所述体感交互系统的体感交互方法的流程图。
[0014]图9为本发明第三实施例提供的采用所述体感交互系统的体感交互方法的流程图。
[0015]图10为本发明第四实施例提供的利用体感控制装置防止智能电子设备丢失的警示方法的流程图。
[0016]主要元件符号说明
[0017]体感交互系统100
[0018]体感控制装置10
[0019]姿态传感模组12
[0020]姿态传感器120
[0021]姿态数据处理器122
[0022]数据滤波模块1220
[0023]姿态解算模块1222
[0024]数据融合模块1224
[0025]数据转换模块1226
[0026]传输模组14
[0027]数据传输模块140
[0028]数据传输控制器142
[0029]输出传输存储模块144
[0030]电源模组16
[0031]电池160
[0032]充电电路162
[0033]电源管理电路164
[0034]本体18
[0035]智能电子设备20
[0036]数据接收模组22
[0037]电子设备存储器24
[0038]电子设备控制器26
[0039]方位传感器28
[0040]如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的体感交互系统以及应用该体感交互系统的体感交互方法作进一步说明。
[0042]请参阅图1，本发明第一实施例提供一种体感交互系统100，该体感交互系统100包括体感控制装置10以及智能电子设备20，所述体感控制装置10与所述智能电子设备20无线通信交互。
[0043]所述体感控制装置10可感测静态方位信息以及运动姿态信息。所述体感控制装置10包括姿态传感模组12、传输模组14以及电源模组16。
[0044]所述姿态传感模组12包括姿态传感器120以及姿态数据处理器122，所述姿态传感器120用于感测物理运动姿态信息，通常该运动姿态信息以电信号的形式体现。所述姿态传感器120可包括多个感测不同类型运动姿态参数的传感器，本发明实施例中所述姿态传感器120可以为九轴传感器，该九轴传感器包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器。所述九轴传感器自身设定有一三维坐标系，以采集运动姿态在三维空间中的加速度、角速度以及磁场方位信息。
[0045]请参阅图2，所述姿态数据处理器122可以为一微处理器(MCU)，用于接收并处理所述姿态传感器120感测到的运动姿态信息以获得运动姿态数据。具体地，将作为电信号的运动姿态信息转化为数字信息(所述运动姿态数据)。优选地，该姿态数据处理器122可包括依次连接的数据滤波模块1220、姿态解算模块1222以及数据融合模块1224。所述数据滤波模块1220用于对所述姿态传感器120感测到的运动姿态信息进行滤波以除去噪声等杂讯。所述数据滤波模块1220可由常用的滤波器来实现，滤波方法可以为但不限于卡曼滤波。所述姿态解算模块1222接收滤波处理后的所述运动姿态信息并进行解算获得初始运动姿态数据，所述初始运动姿态数据包括初始加速度、初始角速度以及初始磁场方位。所述数据融合模块1224根据该初始运动姿态数据之间的相互关系来相互校正以获得二次运动姿态数据。所述数据融合方法可为但不限于自适应kalman数据融合算法。通常单独使用三轴加速度计传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器来检测运动姿态均会存在一些缺点，如所述加速度计传感器无法建立绝对或相对的航向，而且对运动太过敏感。所述陀螺仪传感器通常不能提供绝对基准且其零偏会随时间漂移。所述三轴地磁传感器的主要问题在于其会测量所有磁场，不仅测量地球磁场，从而检测结果会受到干扰。所述数据融合模块1224的作用是将三轴加速度计传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器的优势互补，将检测到的数据相互调整以获得更加准确的运动姿态数据。例如通过联合运用所述三轴加速度计传感器和三轴地磁传感器解决所述三轴陀螺仪传感器没有绝对基准以及零偏漂移的问题以给所述三轴陀螺仪传感器提供航向、倾斜和滚动用的长期绝对基准。
[0046]进一步地，所述姿态数据处理器122可包括一数据转换模块1226，以将所述初始运动姿态数据或二次运动姿态数据转换成相对于地表的绝对运动姿态数据。 [0047]所述姿态数据处理器122与所述姿态传感器120集成设置，即所述姿态数据处理器122与所述姿态传感器120集成封装于同一芯片中，以更好地减小体积，降低功耗。
[0048]请一并参阅图1以及图3，所述传输模组14用于实现所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间无线交互配对，且可将所述运动姿态数据(本发明实施例中为绝对运动姿态数据)传输到所述智能电子设备20进行识别处理。所述传输模组14包括数据传输模块140以及数据传输控制器142。所述数据传输模块140用于接收所述姿态传感模组12输出的运动姿态数据，并传输到所述智能电子设备20。所述数据传输控制器142与所述数据传输模块140相连，以控制所述数据传输模块142的数据传输。通过独立地为所述数据传输模块140提供所述数据传输控制器142控制数据传输，可高效快速地实现数据传输，从而提高后续动作识别的准确性以及实时性。
[0049]所述数据传输模块140可以为一无线通信模块、红外模块以及蓝牙模块中的至少一种。本发明实施例中，所述数据传输模块140为一低功耗蓝牙模块(BLE)同时兼容蓝牙(BT)技术规范，从而能够适用于与不同的智能电子设别进行连接，实现数据传输。
[0050]进一步地，所述传输模组14包括一数据传输存储模块144，该数据传输存储模块144用于存储所述姿态传感模组12传输的运动姿态数据。所述数据传输存书模块144可通过闪存(Flash Ram)来实现。
[0051]所述数据传输模块140、数据传输控制器142以及数据传输存储模块144优选地集成在同一芯片中，以减小体积以及降低功耗。本发明实施例中，所述所述数据传输模块140、数据传输控制器142以及数据传输存储模块144为一集成电路芯片。
[0052]请一并参阅图1以及图4，所述电源模组16与所述姿态传感模组12以及传输模组14连接，且为该所述姿态传感模组12以及传输模组14供电。该电源模组16可包括电池160、充电电路162以及电源管理电路164。所述电池160为所述姿态传感模组12以及传输模组14供电。所述电池的种类没有特别限定，优选地为二次电池，如锂离子电池。更为优选地为微型二次电池，如纽扣电池。
[0053]所述充电电路162用于给所述电池160充电。所述电源管理电路164用于控制所述电池160的供电以及充电过程。此外，所述电源管理电路164可根据所述体感控制装置10的使用环境以及工作状况调整所述电池160的对外供电，从而实现不同的功耗模式，如在所述体感控制装置10处于待机时，所述电源管理电路164控制该体感控制装置10进入低功耗模式，从而有效地延长所述电池160的使用时间以及寿命。
[0054]所述姿态传感模组12、传输模组14以及电源模组16可集成设置在柔性电路板上形成微型的所述体感控制装置10。由于该体感控制装置10的尺寸可以很小，体积可做到2cm3至7cm 3范围内，从而易于适用于各种需要感测运动姿态的环境中。
[0055]进一步地，所述体感控制装置10包括一提示装置(图未示)，该提示装置用于提示使用所述体感控制装置10的使用者，如来电提醒、闹铃、电量过低等。所述提示装置可以为振动器、发声器以及指示灯中的至少一种。
[0056]请参阅图5，所述体感控制装置10可进一步包括一本体18，该本体18作为一封装结构，用于封装该体感控制装置10中的各个模组。优选地，所述本体18可以是一穿戴式结构，如手环、脚环、腕带或指环。本发明实施例中所述体感控制装置10为一手环。此外，所述本体18也可以为一贴片式结构，如粘贴体。
[0057]该体感控制装置10可通过一载体承载，进而可感测所述载体的静态以及动态的运动姿态。只要任何涉及需要动作或运动的载体均可适用于本发明。如所述载体可以为但不限于生物体以及运动器材。所述体感控制装置10被所述载体承载的方式可以为但不限于穿戴、贴附或镶嵌。本发明实施例中，所述载体为人体，使用者可以穿戴、贴附或手持所述体感控制装置10以检测使用者的运动姿态。
[0058]本发明提供的所述体感控制装置10中采用所述姿态数据处理器122专门处理所述姿态传感器122感测到的运动姿态数据，同时所述数据传输控制器142专门处理控制所述数据传输模块140以及所述运动姿态数据的传输，大大地提高了运动姿态数据感测、运算以及数据传输速度，降低了由于延迟造成的动作识别的不准确率，从而提高了该体感控制装置10感测运动姿态的灵敏度以及动作识别的实时性，很好地提高了用户使用体验。
[0059]所述智能电子设备20与所述体感控制装置10在物理空间上是两个分离且相互独立的装置。所述相互独立是指所述智能电子设备20与所述体感控制装置10分别可以独立使用，执行各自功能。所述体感控制装置10可安装或承载在一运动载体上，所述智能电子设备20监测或处理所述体感控制装置10感测到的运动载体的运动姿态数据。所述智能电子设备20通过所述传输模组14与所述体感控制装置10无线交互配对。所述智能电子设备20的功能包括:(I)接收所述运动姿态数据；(2)根据该运动姿态数据识别动作；(3)根据识别的动作执行相应的操作。
[0060]请参阅图6，该智能电子设备20包括数据接收模组22、电子设备存储器24以及电子设备控制器26。所述数据接收模组22与所述传输模组14配对，接收所述传输模组14传输的运动姿态数据，并传输到所述电子设备控制器26。所述数据接收模组22可以为无线模块，如蓝牙、红外或3G/4G通信模块。所述电子设备存储器26存储有预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作以及操作指令。进一步地，所述电子设备存储器26可进一步包括有通过所述动作操作的程序或软件。所述程序或软件可以为但不限于智能电子设备20的控制程序、游戏程序以及运动健身程序。
[0061]所述电子设备控制器26将接收到的所述运动姿态数据转化为对应动作参数格式的动作识别参数，并与所述预设动作参数对比来识别动作，并根据该识别后的动作查询相应的操作指令。
[0062]进一步地，该智能电子设备20包括方位传感器28以能感测该智能电子设备20本身的方位数据。该方位传感器28可与所述姿态传感器120配合使用获得所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的相对位置。所述方位传感器可以为位置传感器(如地磁传感器)、GPS以及网络通信模块中的至少一种。所述智能电子设备20优选地为一便携式电子设备，可以为但不限于手机、智能电视、平板或笔记本电脑。
[0063]优选地，该电子设备控制器26包括依次连接的校正模块、动作识别模块以及动作执行模块。所述校正模块用于根据所述智能电子设备20的自身的方位数据校正所述运动姿态数据，获得所述体感控制装置相对于所述智能电子设备之间的相对运动姿态数据。所述动作识别模块用于根据所述相对运动姿态数据与所述预设动作参数比较来识别该相对运动姿态对应的动作。所述动作执行模块用于根据识别的动作执行相应的操作。
[0064]进一步地，该智能电子设备20包括一显示器(图未示)，以显示所述操作指令或动作。
[0065]请参阅图7，所述体感交互系统100可进一步包括多个所述体感控制装置10，该多个体感控制装置10可设置于不同的载体上或同一载体的不同位置。该多个所述体感控制装置10可分别通过各自的传输模组14与所述智能电子设备20交互配对，从而可同时或依次实现多个体感控制装置10感测到的运动姿态数据识别。
[0066]请参阅图8，本发明第二实施例进一步提供一种采用所述体感交互系统100的体感交互方法，该方法包括以下步骤:
[0067]SI，将所述体感控制装置10以及所述智能电子设备20进行配对；
[0068]S2，所述体感控制装置10感测运动并获取运动姿态数据；
[0069]S3，将所述运动姿态数据传输至所述智能电子设备20 ;
[0070]S4，感测所述智能电子设备20的方位数据；
[0071]S5，根据所述方位数据校正所述运动姿态数据，以获得所述体感控制装置10相对于所述智能电子设备20的相对运动姿态数据；
[0072]S6，所述智能电子设备20根据该相对运动姿态数据识别实际动作，以及
[0073]S7，所述智能 电子设备20根据该识别的实际动作发出相应指令以执行相应操作。
[0074]在上述步骤SI中，所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间可通过蓝牙、红外、无线网络等进行连接识别配对。
[0075]所述步骤S2可进一步包括:
[0076]S21，所述体感控制装置10通过所述姿态传感器120感测所述运动姿态信息；
[0077]S22，所述姿态数据处理器122将该运动姿态信息通过滤波、姿态解算以及数据融合获得所述二次运动姿态数据，以及
[0078]S23，将所述二次运动姿态数据转换成相对于地表的绝对运动姿态数据。
[0079]在上述步骤S22中，所述运动姿态信息以及二次运动姿态数据均是基于所述姿态传感器120在三维空间中以自身为原点建立的三维坐标轴获得的数据。通过步骤S23的数据转化可获得相对于地表的绝对运动姿态数据。通过数据融合可获得准确度和精度更高的所述运动姿态数据。所述滤波、姿态解算以及数据融合方法可为常用的运动数据处理算法即可实现。本发明实施例中所述运动姿态数据为绝对运动姿态数据。
[0080]在上述步骤S2中，所述运动姿态数据对应于所述姿态传感器120的类型。如上所述，本发明实施例中，所述运动姿态数据包括所述体感控制装置10在三维空间的加速度、角速度以及地磁方位。
[0081]在上述步骤S2中，可进一步检测多笔所述运动姿态数据，然后综合该多笔数据来确定最终的运动姿态数据。本发明实施例中每秒可获取多达100笔所述运动姿态数据。
[0082]上述步骤S3在接收到所述运动姿态数据后，可进一步包括所述智能电子设备20对该运动姿态数据滤波的步骤。通过所述智能电子设备20的滤波可进一步滤除杂讯获得精度更高的运动姿态数据。
[0083]在上述步骤S4中，所述智能电子设备20可利用所述方位传感器28感测该智能电子设备20的方位以获得所述方位数据。
[0084]上述步骤S5的目的在于，获取所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的相对位置，从而获取所述体感控制装置10相对于所述智能电子设备20的相对运动姿态数据。本发明实施例中，所述相对运动姿态数据包括相对运动方向、相对加速度以及相对角速度。由于所述加速度和角速度均为矢量数据，因此通过所述智能电子设备的方位数据来校正所述加速度以及角速度的方向来获得所述相对加速度和相对角速度。采用相对运动姿态数据可指导所述体感控制装置10的使用者(载体)更好地与所述智能电子设备20之间的相对位置，从而可更提高用户体验，以及数据处理的灵敏度以及准确度。
[0085]上述步骤S6进一步包括:
[0086]S61，将所述相对运动姿态数据转换为与动作参数格式对应的动作识别参数；
[0087]S62，读取所述预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作；
[0088]S63，比较所述动作识别参数以及预设动作参数获得一动作输出结果，以及
[0089]S64，根据该动作输出结果识别所述实际动作。
[0090]由于所述相对运动姿态数据为角速度、加速度以及地磁方位等信息，而例如某些情况下，这些只是为了反映某个方向产生某种力度的动作。因此，步骤S61数据转换的目的就在此。所述动作识别参数可以为多维数组，该多维数组包括多种不同类型的动作定义标准，如该多维数组包括方向以及力度。所述动作识别参数具有具体应用的特殊目的性，根据目的性的不同，动作识别参数可以不同。
[0091]所述智能电子设备20内存储有预设的动作指令参数以及与该动作指令参数相对应的预设动作或动作执行标准。通过比较所述动作识别参数和所述预设动作参数，即可获得所述动作识别参数对应的实际动作或动作标准(动作输出结果)，如力度大小。
[0092]在上述步骤S7中，所述智能电子设备20根据该对应的动作或动作标准即可发出相应的指令以执行相应的操作。所述指令可以为调用所述智能电子设备20的硬件或软件执行动作，如所述智能电子设备20执行或显示对应的程序指令或动作(如游戏、健身、复健应用程序)、滑鼠、键盘、触摸屏操控。对应地，所述操作可以为鼠标操作、键盘操作、触摸屏操作、应用程序操作、游戏操作显示。
[0093]本发明第一、二实施例提供的所述体感交互系统100以及采用该体感交互系统100实现的体感交互方法，通过所述体感控制装置10感测运动姿态数据，并通过建立所述体感控制装置10与所述智能电子设备20的相对位置关系来校正所述运动姿态数据，可避免单纯利用所述运动姿态数据由于方位变化造成的误差甚至错误动作识别，从而可获得更加准确的运动姿态感测数据，进而所述智能电子设备20可根据所述相对运动姿态数据获得更准确的动作，提高了所述体感交互系统100动作识别的精度，另外，由于该系统和交互方法中始终确立所述体感控制装置10与所述智能电子设备20的相对位置，从而可使体感控制装置10的使用者时刻以所述智能电子设备20为基准来进行动作以及识别动作，提高了使用者的用户体验。
[0094]请参阅图9，本发明第三实施例进一步提供一种采用所述体感交互系统100的体感交互方法，该方法包括以下步骤:
[0095]BI，将所述体感控制装置10以及所述智能电子设备20进行配对；
[0096]B2，定义初始方位，包括:将所述体感控制装置10指向预定方位，并感测该体感控制装置10在所述预定方位的方位信息作为姿态数据感测的初始方位数据，并传输到所述智能电子设备20 ；
[0097]B3，所述体感控制装置10感测运动并获取所述运动姿态数据；
[0098]B4，将所述运动姿态数据传输至所述智能电子设备20 ;
[0099]B5，根据所述初始方位数据校正所述运动姿态数据，以获得所述运动姿态数据相对于所述初始方位数据的相对运动姿态数据；
[0100]B6，所述智能电子设备20根据该相对运动姿态数据识别实际动作，以及
[0101]B7，所述智能电子设备20根据该识别的实际动作发出相应指令以执行相应操作。
[0102]本发明第三实施例的体感交互方法与第二实施例的体感交互方法基本相同，区别在于，该方法针对于没有方位传感器的智能电子设备20进行动作识别。
[0103]在上述步骤B2中，所述初始方位的设定依据所述智能电子设备20所在的位置来设定，从而后续可确立所述体感控制装置10与所述智能电子设备20的相对位置。优选地，所述预定方位为朝向所述智能电子设备20的方位。更为优选地，所述预定方位正对所述智能电子设备20。
[0104]在上述步骤B2中，可根据所述体感控制装置10本身的地磁方位传感器来感测所述初始方位数据。进一步地，所述体感控制装置10将所述初始方位数据转化为相对于地表的方位数据。
[0105]在上述步骤B5中，当所述初始方位为所述智能电子设备20所在的方位时，该步骤即可获得所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的相对位置，以为所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的交互提供了更好的便捷以及更好的体验。
[0106]本发明第三实施例中的其它与所述第二实施例的体感交互方法中对应的步骤基本相同，具体地，所述步骤BI与步骤SI相同，步骤B3与步骤S2相同，步骤B4与步骤S3相同，步骤B6-B7与步骤S6-S7相同。在此不再赘述。
[0107]本发明第三实施例提供的体感交互方法，通过确立初始方位，并利用该初始方位校正后续体感控制装置10由于动作感测的运动姿态数据，可避免单纯利用所述运动姿态数据由于方位变化造成的误差甚至错误动作识别，有效地提高了所述智能电子设备20动作识别的精准度。此外，由于所述交互方法中始终确立所述体感控制装置10与所述初始方位的相对位置，从而可使体感控制装置10的使用者时刻以所述初始方位为基准来进行动作以及识别动作，提高了使用者的用户体验。最后，通过建立初始方位，所述智能电子设备20也无需任何方位传感器即可实现动作的精确识别，大大地扩展了所述智能电子设备20的选择范围。
[0108]请参阅图10，本发明第四实施例进一步提供一种利用所述体感控制装置10防止所述智能电子设备20丢失的警示方法，包括以下步骤:
[0109]Cl，将所述体感控制装置1 0与所述智能电子设备20无线连接配对，所述无线连接配对具有一连接预定距离Lth，超过该连接预定距离Lth，所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的连接将断开；
[0110]C2，设定一第一预定距离L1，所述第一预定距离L/j、于所述连接预定距离Lth;
[0111]C3，感测所述智能电子设备20的方位作为第一方位，并将该第一方位传输到所述体感控制装置10 ；
[0112]C4，所述智能电子设备20与所述体感控制装置10通过电磁波测距方式测量所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L，如果L1S L〈L』寸，所述智能电子设备20控制所述体感控制装置10发出第一警示；
[0113]C5，当所述无线配对连接断开时，所述体感控制装置10实时感测该体感控制装置10的方位作为第二方位，以及
[0114]C6，所述体感控制装置10根据所述第一方位以及实时的第二方位计算所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L，如果L ^ Lth时，所述体感控制装置10本身发出第二警示。
[0115]在上述步骤Cl中，如前所述无线连接配对可以为蓝牙连接或红外连接。本发明实施例中，所述无线配对连接为蓝牙连接。所述蓝牙、红外通常均有一定的连接配对距离范围，如果超过该范围，连接将会自动断开。所述连接预定距离Lth即为所述体感控制装置10与智能电子设备20之间可以连接的最大距离范围。
[0116]在上述步骤C2中，所述第一预定距离1^接近且小于所述连接预定距离L th，以便使所述体感控制装置10与所述智能电子设备20快要断开时，所述体感控制装置10可提示使用者离所述智能电子设备20的距离已经超出安全范围，提示使用者是否是忘了携带所述智能电子设备20。所述第一预定距离L1与所述连接预定距离L th2间的关系优选地可以为 sLyL th= 6_9.5: 10
[0117]在上述步骤C3中，所述体感控制装置10接收所智能电子设备20的方位信息，以便后续即使在所述体感控制装置10与所述智能电子设备20无线连接断开后也能自身的方位信息与所述智能电子设备20的方位信息获取所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的距离，进而可以通过所述体感控制装置10去进一步提醒使用者是否遗忘了所述智能电子设备20。
[0118]在上述步骤步骤C4中，当智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L在所述连接预定距离Lth范围内时，根据所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间无线连接的方式来测量两者之间的距离L。如上所述，所述无线连接方式可以为蓝牙连接或红外连接，因此，所述测距方式可以为蓝牙测距或红外测距，所述蓝牙测距和所述红外测距的原理均可以为电磁波测距，即根据发射和接收信号的时间传输差来获得所述距离。所述第一警示可以为所述体感控制装置10声音警示或振动警示。
[0119]在上述步骤C5中，所述体感控制装置10可利用所述传输模块14感测到所述无线配对是否连接还是断开，当检测到断开时，所述体感控制装置10实时感测该体感控制装置10的的当前方位，以便后续重新确定所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的实时距离L。在本实施例中，所述体感控制装置10仅利用所述地磁传感器即可实现。
[0120]在上述步骤C6中，通过重新确认所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L，可提高检测的精确度，避免由于人为关闭无线配对引起的误报警，从而可提高该体感控制装置10报警的灵敏度和准确度。当L ^ Lth时，所述体感控制装置10发出第二警示。所述第二警示如所述第一警示的方式相同，但第二警示的强度相对于第一警示的强度增加，来进一步提醒使用者所述智能电子设备20处于安全距离以外，小心遗忘。
[0121]本发明第四实施例提供的利用所述体感控制装置10防止所述智能电子设备20丢失的警示方法，通过利用无线连接配对本身可获得配对范围内所述体感控制装置10与所述智能电子设备的相对距离来进行初次警示，同时所述体感控制装置在检测到无线连接配对断开后，继续检测，所述体感控制装置10与所述智能电子设备的相对距离是否超过安全范围，如果超过则进行二次警示，该方法可更好地提高使用者的警觉度，大大降低了所述智能电子设备丢失的几率。
[0122]另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种体感交互系统，其特征在于，包括一智能电子设备以及至少一体感控制装置，所述智能电子设备与所述至少一体感控制装置无线连接配对； 所述至少一体感控制装置包括: 姿态传感模组，包括姿态传感器以及姿态数据处理器，所述姿态传感器用于感测运动姿态信息，所述姿态数据处理器用于将所述电信号的运动姿态信息转化为数字的运动姿态数据； 传输模组，所述体感控制装置通过所述传输模组与所述智能电子设备无线连接配对，同时所述传输模组将所述运动姿态数据无线传输到所述智能电子设备中，以及 电源模组，分别与所述姿态传感模组与所述传输模组连接，且为所述姿态传感模组与所述传输模组提供电源； 所述智能电子设备包括: 数据接收模组，与所述传输模组无线连接配对，并接收所述运动姿态数据； 电子设备存储器，存储所述运动姿态数据、该智能电子设备的方位数据、预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作，以及 电子设备控制器，包括依次连接的校正模块、动作识别模块以及动作执行模块，所述校正模块用于根据所述方位数据校正所述运动姿态数据，获得所述体感控制装置相对于所述智能电子设备之间的相对运动姿态数据，所述动作识别模块用于根据所述相对运动姿态数据与所述预设动作参数比较来识别该相对运动姿态对应的动作，所述动作执行模块用于根据识别的动作执行相应的操作。2.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述姿态传感器为九轴姿态传感器，该九轴传感器包括三轴加速度计传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器。3.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述姿态数据处理器包括: 数据滤波模块，用于对所述姿态传感器感测到的所述运动姿态信息进行滤波以除去噪声； 姿态解算模块，接收所述滤波处理后的所述运动姿态信息并进行解算获得初始运动姿态数据，以及 数据融合模块；根据该初始运动姿态数据之间的相互关系来相互校正以获得二次运动姿态数据。4.如权利要求3所述的体感交互系统，其特征在于，所述姿态数据处理器进一步包括一数据转换模块，用于将所述初始运动姿态数据或二次运动姿态数据转化成相对于地表的绝对运动姿态数据。5.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述传输模组包括数据传输模块以及数据传输控制器，所述数据传输模块为蓝牙模块。6.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述体感控制装置进一步包括本体用于封装所述姿态传感模组、传输模组以及电源模组，所述本体为一穿戴式结构或贴片式结构。7.如权利要求6所述的体感交互系统，所述本体为手环、指环、脚环、腕带或粘贴体。8.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述智能电子设备进一步包括一方位传感器，该方位传感器用于感测所述智能电子设备的方位。9.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述电子设备存储器存储有通过动作操作控制的系统程序或应用程序。10.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述体感交互系统包括多个所述体感控制装置，该多个体感控制装置通过各自的传输模组与所述智能电子设备分别无线连接配对。
【专利摘要】本发明涉及一种体感交互系统,包括一智能电子设备以及至少一体感控制装置，所述智能电子设备与所述至少一体感控制装置无线连接配对；所述至少一体感控制装置包括：姿态传感模组、传输模组以及电源模组，所述姿态传感模组感测运动姿态数据，所述智能电子设备接收所述运动姿态数据并根据该运动姿态数据识别相应动作以执行相应操作。
【IPC分类】G06F3/01
【公开号】CN104898829
【申请号】CN201510185080
【发明人】马伟勋
【申请人】杭州豚鼠科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月17日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种体感交互系统。
【背景技术】
[0002]人机互动技术如体感游戏等由于其体验娱乐的目的而倍受人们的喜爱。目前现有的人机互动技术，通常是通过以摄像头或游戏手柄等方式与电视机、机顶盒等相连的体感控制装置来实现，这种方式通常需要专门的游戏设备，且装置较大，导致人们只能在十分局限的范围内与电视机等互动，影响了人们的活动范围，也影响了人们在互动过程中的体验感。另一方面，由于现有技术中的体感控制装置对动作的识别的精确度不高，从而进一步影响了人们在互动过程中的体验感。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，确有必要提供一种动作识别准确度较高且体验较好的体感交互系统。
[0004]一种体感交互系统，包括一智能电子设备以及至少一体感控制装置，所述智能电子设备与所述至少一体感控制装置无线连接配对；所述至少一体感控制装置包括:姿态传感模组、传输模组以及电源模组，所述姿态传感模组包括姿态传感器以及姿态数据处理器，所述姿态传感器用于感测运动姿态信息，所述姿态数据处理器用于将所述电信号的运动姿态信息转化为数字的运动姿态数据；所述体感控制装置通过所述传输模组与所述智能电子设备无线连接配对，同时所述传输模组将所述运动姿态数据无线传输到所述智能电子设备中，所述电源模组分别与所述姿态传感模组与所述传输模组连接，且为所述姿态传感模组与所述传输模组提供电源；所述智能电子设备包括数据接收模组、电子设备存储器以及电子设备控制器，所述数据接收模组与所述传输模组无线连接配对，并接收所述运动姿态数据；所述电子设备存储器存储所述运动姿态数据、该智能电子设备的方位数据、预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作，所述电子设备控制器包括依次连接的校正模块、动作识别模块以及动作执行模块，所述校正模块用于根据所述方位数据校正所述运动姿态数据，获得所述体感控制装置相对于所述智能电子设备之间的相对运动姿态数据，所述动作识别模块用于根据所述相对运动姿态数据与所述预设动作参数比较来识别该相对运动姿态对应的动作，所述动作执行模块用于根据识别的动作执行相应的操作。
[0005]相较于现有技术，本发明提供的所述体感交互系统通过所述体感控制装置感测运动姿态数据，并通过建立所述体感控制装置与所述智能电子设备的相对位置关系来校正所述运动姿态数据，可避免单纯利用所述运动姿态数据由于方位变化造成的误差甚至错误动作识别，从而可获得更加准确的运动姿态感测数据，进而所述智能电子设备可根据所述相对运动姿态数据获得更准确的动作，提高了所述体感交互系统动作识别的精度，另外，由于该系统中始终确立所述体感控制装置与所述智能电子设备的相对位置，从而可使体感控制装置的使用者时刻以所述智能电子设备为基准来进行动作以及识别动作，提高了使用者的用户体验。
【附图说明】
[0006]图1为本发明第一实施例提供的体感交互系统的元件连接框图。
[0007]图2为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的姿态数据处理器的元件连接框图。
[0008]图3为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的传输模组的元件连接框图。
[0009]图4为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的电源模组的元件连接框图。
[0010]图5为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的手环式体感控制装置的结构示意图。
[0011]图6为本发明第一实施例提供的体感交互系统中的智能电子设备的元件连接框图。
[0012]图7为本发明另一实施例提供的体感交互系统中的元件连接框图。
[0013]图8为本发明第二实施例提供的采用所述体感交互系统的体感交互方法的流程图。
[0014]图9为本发明第三实施例提供的采用所述体感交互系统的体感交互方法的流程图。
[0015]图10为本发明第四实施例提供的利用体感控制装置防止智能电子设备丢失的警示方法的流程图。
[0016]主要元件符号说明
[0017]体感交互系统100
[0018]体感控制装置10
[0019]姿态传感模组12
[0020]姿态传感器120
[0021]姿态数据处理器122
[0022]数据滤波模块1220
[0023]姿态解算模块1222
[0024]数据融合模块1224
[0025]数据转换模块1226
[0026]传输模组14
[0027]数据传输模块140
[0028]数据传输控制器142
[0029]输出传输存储模块144
[0030]电源模组16
[0031]电池160
[0032]充电电路162
[0033]电源管理电路164
[0034]本体18
[0035]智能电子设备20
[0036]数据接收模组22
[0037]电子设备存储器24
[0038]电子设备控制器26
[0039]方位传感器28
[0040]如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的体感交互系统以及应用该体感交互系统的体感交互方法作进一步说明。
[0042]请参阅图1，本发明第一实施例提供一种体感交互系统100，该体感交互系统100包括体感控制装置10以及智能电子设备20，所述体感控制装置10与所述智能电子设备20无线通信交互。
[0043]所述体感控制装置10可感测静态方位信息以及运动姿态信息。所述体感控制装置10包括姿态传感模组12、传输模组14以及电源模组16。
[0044]所述姿态传感模组12包括姿态传感器120以及姿态数据处理器122，所述姿态传感器120用于感测物理运动姿态信息，通常该运动姿态信息以电信号的形式体现。所述姿态传感器120可包括多个感测不同类型运动姿态参数的传感器，本发明实施例中所述姿态传感器120可以为九轴传感器，该九轴传感器包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器。所述九轴传感器自身设定有一三维坐标系，以采集运动姿态在三维空间中的加速度、角速度以及磁场方位信息。
[0045]请参阅图2，所述姿态数据处理器122可以为一微处理器(MCU)，用于接收并处理所述姿态传感器120感测到的运动姿态信息以获得运动姿态数据。具体地，将作为电信号的运动姿态信息转化为数字信息(所述运动姿态数据)。优选地，该姿态数据处理器122可包括依次连接的数据滤波模块1220、姿态解算模块1222以及数据融合模块1224。所述数据滤波模块1220用于对所述姿态传感器120感测到的运动姿态信息进行滤波以除去噪声等杂讯。所述数据滤波模块1220可由常用的滤波器来实现，滤波方法可以为但不限于卡曼滤波。所述姿态解算模块1222接收滤波处理后的所述运动姿态信息并进行解算获得初始运动姿态数据，所述初始运动姿态数据包括初始加速度、初始角速度以及初始磁场方位。所述数据融合模块1224根据该初始运动姿态数据之间的相互关系来相互校正以获得二次运动姿态数据。所述数据融合方法可为但不限于自适应kalman数据融合算法。通常单独使用三轴加速度计传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器来检测运动姿态均会存在一些缺点，如所述加速度计传感器无法建立绝对或相对的航向，而且对运动太过敏感。所述陀螺仪传感器通常不能提供绝对基准且其零偏会随时间漂移。所述三轴地磁传感器的主要问题在于其会测量所有磁场，不仅测量地球磁场，从而检测结果会受到干扰。所述数据融合模块1224的作用是将三轴加速度计传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器的优势互补，将检测到的数据相互调整以获得更加准确的运动姿态数据。例如通过联合运用所述三轴加速度计传感器和三轴地磁传感器解决所述三轴陀螺仪传感器没有绝对基准以及零偏漂移的问题以给所述三轴陀螺仪传感器提供航向、倾斜和滚动用的长期绝对基准。
[0046]进一步地，所述姿态数据处理器122可包括一数据转换模块1226，以将所述初始运动姿态数据或二次运动姿态数据转换成相对于地表的绝对运动姿态数据。 [0047]所述姿态数据处理器122与所述姿态传感器120集成设置，即所述姿态数据处理器122与所述姿态传感器120集成封装于同一芯片中，以更好地减小体积，降低功耗。
[0048]请一并参阅图1以及图3，所述传输模组14用于实现所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间无线交互配对，且可将所述运动姿态数据(本发明实施例中为绝对运动姿态数据)传输到所述智能电子设备20进行识别处理。所述传输模组14包括数据传输模块140以及数据传输控制器142。所述数据传输模块140用于接收所述姿态传感模组12输出的运动姿态数据，并传输到所述智能电子设备20。所述数据传输控制器142与所述数据传输模块140相连，以控制所述数据传输模块142的数据传输。通过独立地为所述数据传输模块140提供所述数据传输控制器142控制数据传输，可高效快速地实现数据传输，从而提高后续动作识别的准确性以及实时性。
[0049]所述数据传输模块140可以为一无线通信模块、红外模块以及蓝牙模块中的至少一种。本发明实施例中，所述数据传输模块140为一低功耗蓝牙模块(BLE)同时兼容蓝牙(BT)技术规范，从而能够适用于与不同的智能电子设别进行连接，实现数据传输。
[0050]进一步地，所述传输模组14包括一数据传输存储模块144，该数据传输存储模块144用于存储所述姿态传感模组12传输的运动姿态数据。所述数据传输存书模块144可通过闪存(Flash Ram)来实现。
[0051]所述数据传输模块140、数据传输控制器142以及数据传输存储模块144优选地集成在同一芯片中，以减小体积以及降低功耗。本发明实施例中，所述所述数据传输模块140、数据传输控制器142以及数据传输存储模块144为一集成电路芯片。
[0052]请一并参阅图1以及图4，所述电源模组16与所述姿态传感模组12以及传输模组14连接，且为该所述姿态传感模组12以及传输模组14供电。该电源模组16可包括电池160、充电电路162以及电源管理电路164。所述电池160为所述姿态传感模组12以及传输模组14供电。所述电池的种类没有特别限定，优选地为二次电池，如锂离子电池。更为优选地为微型二次电池，如纽扣电池。
[0053]所述充电电路162用于给所述电池160充电。所述电源管理电路164用于控制所述电池160的供电以及充电过程。此外，所述电源管理电路164可根据所述体感控制装置10的使用环境以及工作状况调整所述电池160的对外供电，从而实现不同的功耗模式，如在所述体感控制装置10处于待机时，所述电源管理电路164控制该体感控制装置10进入低功耗模式，从而有效地延长所述电池160的使用时间以及寿命。
[0054]所述姿态传感模组12、传输模组14以及电源模组16可集成设置在柔性电路板上形成微型的所述体感控制装置10。由于该体感控制装置10的尺寸可以很小，体积可做到2cm3至7cm 3范围内，从而易于适用于各种需要感测运动姿态的环境中。
[0055]进一步地，所述体感控制装置10包括一提示装置(图未示)，该提示装置用于提示使用所述体感控制装置10的使用者，如来电提醒、闹铃、电量过低等。所述提示装置可以为振动器、发声器以及指示灯中的至少一种。
[0056]请参阅图5，所述体感控制装置10可进一步包括一本体18，该本体18作为一封装结构，用于封装该体感控制装置10中的各个模组。优选地，所述本体18可以是一穿戴式结构，如手环、脚环、腕带或指环。本发明实施例中所述体感控制装置10为一手环。此外，所述本体18也可以为一贴片式结构，如粘贴体。
[0057]该体感控制装置10可通过一载体承载，进而可感测所述载体的静态以及动态的运动姿态。只要任何涉及需要动作或运动的载体均可适用于本发明。如所述载体可以为但不限于生物体以及运动器材。所述体感控制装置10被所述载体承载的方式可以为但不限于穿戴、贴附或镶嵌。本发明实施例中，所述载体为人体，使用者可以穿戴、贴附或手持所述体感控制装置10以检测使用者的运动姿态。
[0058]本发明提供的所述体感控制装置10中采用所述姿态数据处理器122专门处理所述姿态传感器122感测到的运动姿态数据，同时所述数据传输控制器142专门处理控制所述数据传输模块140以及所述运动姿态数据的传输，大大地提高了运动姿态数据感测、运算以及数据传输速度，降低了由于延迟造成的动作识别的不准确率，从而提高了该体感控制装置10感测运动姿态的灵敏度以及动作识别的实时性，很好地提高了用户使用体验。
[0059]所述智能电子设备20与所述体感控制装置10在物理空间上是两个分离且相互独立的装置。所述相互独立是指所述智能电子设备20与所述体感控制装置10分别可以独立使用，执行各自功能。所述体感控制装置10可安装或承载在一运动载体上，所述智能电子设备20监测或处理所述体感控制装置10感测到的运动载体的运动姿态数据。所述智能电子设备20通过所述传输模组14与所述体感控制装置10无线交互配对。所述智能电子设备20的功能包括:(I)接收所述运动姿态数据；(2)根据该运动姿态数据识别动作；(3)根据识别的动作执行相应的操作。
[0060]请参阅图6，该智能电子设备20包括数据接收模组22、电子设备存储器24以及电子设备控制器26。所述数据接收模组22与所述传输模组14配对，接收所述传输模组14传输的运动姿态数据，并传输到所述电子设备控制器26。所述数据接收模组22可以为无线模块，如蓝牙、红外或3G/4G通信模块。所述电子设备存储器26存储有预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作以及操作指令。进一步地，所述电子设备存储器26可进一步包括有通过所述动作操作的程序或软件。所述程序或软件可以为但不限于智能电子设备20的控制程序、游戏程序以及运动健身程序。
[0061]所述电子设备控制器26将接收到的所述运动姿态数据转化为对应动作参数格式的动作识别参数，并与所述预设动作参数对比来识别动作，并根据该识别后的动作查询相应的操作指令。
[0062]进一步地，该智能电子设备20包括方位传感器28以能感测该智能电子设备20本身的方位数据。该方位传感器28可与所述姿态传感器120配合使用获得所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的相对位置。所述方位传感器可以为位置传感器(如地磁传感器)、GPS以及网络通信模块中的至少一种。所述智能电子设备20优选地为一便携式电子设备，可以为但不限于手机、智能电视、平板或笔记本电脑。
[0063]优选地，该电子设备控制器26包括依次连接的校正模块、动作识别模块以及动作执行模块。所述校正模块用于根据所述智能电子设备20的自身的方位数据校正所述运动姿态数据，获得所述体感控制装置相对于所述智能电子设备之间的相对运动姿态数据。所述动作识别模块用于根据所述相对运动姿态数据与所述预设动作参数比较来识别该相对运动姿态对应的动作。所述动作执行模块用于根据识别的动作执行相应的操作。
[0064]进一步地，该智能电子设备20包括一显示器(图未示)，以显示所述操作指令或动作。
[0065]请参阅图7，所述体感交互系统100可进一步包括多个所述体感控制装置10，该多个体感控制装置10可设置于不同的载体上或同一载体的不同位置。该多个所述体感控制装置10可分别通过各自的传输模组14与所述智能电子设备20交互配对，从而可同时或依次实现多个体感控制装置10感测到的运动姿态数据识别。
[0066]请参阅图8，本发明第二实施例进一步提供一种采用所述体感交互系统100的体感交互方法，该方法包括以下步骤:
[0067]SI，将所述体感控制装置10以及所述智能电子设备20进行配对；
[0068]S2，所述体感控制装置10感测运动并获取运动姿态数据；
[0069]S3，将所述运动姿态数据传输至所述智能电子设备20 ;
[0070]S4，感测所述智能电子设备20的方位数据；
[0071]S5，根据所述方位数据校正所述运动姿态数据，以获得所述体感控制装置10相对于所述智能电子设备20的相对运动姿态数据；
[0072]S6，所述智能电子设备20根据该相对运动姿态数据识别实际动作，以及
[0073]S7，所述智能 电子设备20根据该识别的实际动作发出相应指令以执行相应操作。
[0074]在上述步骤SI中，所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间可通过蓝牙、红外、无线网络等进行连接识别配对。
[0075]所述步骤S2可进一步包括:
[0076]S21，所述体感控制装置10通过所述姿态传感器120感测所述运动姿态信息；
[0077]S22，所述姿态数据处理器122将该运动姿态信息通过滤波、姿态解算以及数据融合获得所述二次运动姿态数据，以及
[0078]S23，将所述二次运动姿态数据转换成相对于地表的绝对运动姿态数据。
[0079]在上述步骤S22中，所述运动姿态信息以及二次运动姿态数据均是基于所述姿态传感器120在三维空间中以自身为原点建立的三维坐标轴获得的数据。通过步骤S23的数据转化可获得相对于地表的绝对运动姿态数据。通过数据融合可获得准确度和精度更高的所述运动姿态数据。所述滤波、姿态解算以及数据融合方法可为常用的运动数据处理算法即可实现。本发明实施例中所述运动姿态数据为绝对运动姿态数据。
[0080]在上述步骤S2中，所述运动姿态数据对应于所述姿态传感器120的类型。如上所述，本发明实施例中，所述运动姿态数据包括所述体感控制装置10在三维空间的加速度、角速度以及地磁方位。
[0081]在上述步骤S2中，可进一步检测多笔所述运动姿态数据，然后综合该多笔数据来确定最终的运动姿态数据。本发明实施例中每秒可获取多达100笔所述运动姿态数据。
[0082]上述步骤S3在接收到所述运动姿态数据后，可进一步包括所述智能电子设备20对该运动姿态数据滤波的步骤。通过所述智能电子设备20的滤波可进一步滤除杂讯获得精度更高的运动姿态数据。
[0083]在上述步骤S4中，所述智能电子设备20可利用所述方位传感器28感测该智能电子设备20的方位以获得所述方位数据。
[0084]上述步骤S5的目的在于，获取所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的相对位置，从而获取所述体感控制装置10相对于所述智能电子设备20的相对运动姿态数据。本发明实施例中，所述相对运动姿态数据包括相对运动方向、相对加速度以及相对角速度。由于所述加速度和角速度均为矢量数据，因此通过所述智能电子设备的方位数据来校正所述加速度以及角速度的方向来获得所述相对加速度和相对角速度。采用相对运动姿态数据可指导所述体感控制装置10的使用者(载体)更好地与所述智能电子设备20之间的相对位置，从而可更提高用户体验，以及数据处理的灵敏度以及准确度。
[0085]上述步骤S6进一步包括:
[0086]S61，将所述相对运动姿态数据转换为与动作参数格式对应的动作识别参数；
[0087]S62，读取所述预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作；
[0088]S63，比较所述动作识别参数以及预设动作参数获得一动作输出结果，以及
[0089]S64，根据该动作输出结果识别所述实际动作。
[0090]由于所述相对运动姿态数据为角速度、加速度以及地磁方位等信息，而例如某些情况下，这些只是为了反映某个方向产生某种力度的动作。因此，步骤S61数据转换的目的就在此。所述动作识别参数可以为多维数组，该多维数组包括多种不同类型的动作定义标准，如该多维数组包括方向以及力度。所述动作识别参数具有具体应用的特殊目的性，根据目的性的不同，动作识别参数可以不同。
[0091]所述智能电子设备20内存储有预设的动作指令参数以及与该动作指令参数相对应的预设动作或动作执行标准。通过比较所述动作识别参数和所述预设动作参数，即可获得所述动作识别参数对应的实际动作或动作标准(动作输出结果)，如力度大小。
[0092]在上述步骤S7中，所述智能电子设备20根据该对应的动作或动作标准即可发出相应的指令以执行相应的操作。所述指令可以为调用所述智能电子设备20的硬件或软件执行动作，如所述智能电子设备20执行或显示对应的程序指令或动作(如游戏、健身、复健应用程序)、滑鼠、键盘、触摸屏操控。对应地，所述操作可以为鼠标操作、键盘操作、触摸屏操作、应用程序操作、游戏操作显示。
[0093]本发明第一、二实施例提供的所述体感交互系统100以及采用该体感交互系统100实现的体感交互方法，通过所述体感控制装置10感测运动姿态数据，并通过建立所述体感控制装置10与所述智能电子设备20的相对位置关系来校正所述运动姿态数据，可避免单纯利用所述运动姿态数据由于方位变化造成的误差甚至错误动作识别，从而可获得更加准确的运动姿态感测数据，进而所述智能电子设备20可根据所述相对运动姿态数据获得更准确的动作，提高了所述体感交互系统100动作识别的精度，另外，由于该系统和交互方法中始终确立所述体感控制装置10与所述智能电子设备20的相对位置，从而可使体感控制装置10的使用者时刻以所述智能电子设备20为基准来进行动作以及识别动作，提高了使用者的用户体验。
[0094]请参阅图9，本发明第三实施例进一步提供一种采用所述体感交互系统100的体感交互方法，该方法包括以下步骤:
[0095]BI，将所述体感控制装置10以及所述智能电子设备20进行配对；
[0096]B2，定义初始方位，包括:将所述体感控制装置10指向预定方位，并感测该体感控制装置10在所述预定方位的方位信息作为姿态数据感测的初始方位数据，并传输到所述智能电子设备20 ；
[0097]B3，所述体感控制装置10感测运动并获取所述运动姿态数据；
[0098]B4，将所述运动姿态数据传输至所述智能电子设备20 ;
[0099]B5，根据所述初始方位数据校正所述运动姿态数据，以获得所述运动姿态数据相对于所述初始方位数据的相对运动姿态数据；
[0100]B6，所述智能电子设备20根据该相对运动姿态数据识别实际动作，以及
[0101]B7，所述智能电子设备20根据该识别的实际动作发出相应指令以执行相应操作。
[0102]本发明第三实施例的体感交互方法与第二实施例的体感交互方法基本相同，区别在于，该方法针对于没有方位传感器的智能电子设备20进行动作识别。
[0103]在上述步骤B2中，所述初始方位的设定依据所述智能电子设备20所在的位置来设定，从而后续可确立所述体感控制装置10与所述智能电子设备20的相对位置。优选地，所述预定方位为朝向所述智能电子设备20的方位。更为优选地，所述预定方位正对所述智能电子设备20。
[0104]在上述步骤B2中，可根据所述体感控制装置10本身的地磁方位传感器来感测所述初始方位数据。进一步地，所述体感控制装置10将所述初始方位数据转化为相对于地表的方位数据。
[0105]在上述步骤B5中，当所述初始方位为所述智能电子设备20所在的方位时，该步骤即可获得所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的相对位置，以为所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的交互提供了更好的便捷以及更好的体验。
[0106]本发明第三实施例中的其它与所述第二实施例的体感交互方法中对应的步骤基本相同，具体地，所述步骤BI与步骤SI相同，步骤B3与步骤S2相同，步骤B4与步骤S3相同，步骤B6-B7与步骤S6-S7相同。在此不再赘述。
[0107]本发明第三实施例提供的体感交互方法，通过确立初始方位，并利用该初始方位校正后续体感控制装置10由于动作感测的运动姿态数据，可避免单纯利用所述运动姿态数据由于方位变化造成的误差甚至错误动作识别，有效地提高了所述智能电子设备20动作识别的精准度。此外，由于所述交互方法中始终确立所述体感控制装置10与所述初始方位的相对位置，从而可使体感控制装置10的使用者时刻以所述初始方位为基准来进行动作以及识别动作，提高了使用者的用户体验。最后，通过建立初始方位，所述智能电子设备20也无需任何方位传感器即可实现动作的精确识别，大大地扩展了所述智能电子设备20的选择范围。
[0108]请参阅图10，本发明第四实施例进一步提供一种利用所述体感控制装置10防止所述智能电子设备20丢失的警示方法，包括以下步骤:
[0109]Cl，将所述体感控制装置1 0与所述智能电子设备20无线连接配对，所述无线连接配对具有一连接预定距离Lth，超过该连接预定距离Lth，所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的连接将断开；
[0110]C2，设定一第一预定距离L1，所述第一预定距离L/j、于所述连接预定距离Lth;
[0111]C3，感测所述智能电子设备20的方位作为第一方位，并将该第一方位传输到所述体感控制装置10 ；
[0112]C4，所述智能电子设备20与所述体感控制装置10通过电磁波测距方式测量所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L，如果L1S L〈L』寸，所述智能电子设备20控制所述体感控制装置10发出第一警示；
[0113]C5，当所述无线配对连接断开时，所述体感控制装置10实时感测该体感控制装置10的方位作为第二方位，以及
[0114]C6，所述体感控制装置10根据所述第一方位以及实时的第二方位计算所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L，如果L ^ Lth时，所述体感控制装置10本身发出第二警示。
[0115]在上述步骤Cl中，如前所述无线连接配对可以为蓝牙连接或红外连接。本发明实施例中，所述无线配对连接为蓝牙连接。所述蓝牙、红外通常均有一定的连接配对距离范围，如果超过该范围，连接将会自动断开。所述连接预定距离Lth即为所述体感控制装置10与智能电子设备20之间可以连接的最大距离范围。
[0116]在上述步骤C2中，所述第一预定距离1^接近且小于所述连接预定距离L th，以便使所述体感控制装置10与所述智能电子设备20快要断开时，所述体感控制装置10可提示使用者离所述智能电子设备20的距离已经超出安全范围，提示使用者是否是忘了携带所述智能电子设备20。所述第一预定距离L1与所述连接预定距离L th2间的关系优选地可以为 sLyL th= 6_9.5: 10
[0117]在上述步骤C3中，所述体感控制装置10接收所智能电子设备20的方位信息，以便后续即使在所述体感控制装置10与所述智能电子设备20无线连接断开后也能自身的方位信息与所述智能电子设备20的方位信息获取所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的距离，进而可以通过所述体感控制装置10去进一步提醒使用者是否遗忘了所述智能电子设备20。
[0118]在上述步骤步骤C4中，当智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L在所述连接预定距离Lth范围内时，根据所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间无线连接的方式来测量两者之间的距离L。如上所述，所述无线连接方式可以为蓝牙连接或红外连接，因此，所述测距方式可以为蓝牙测距或红外测距，所述蓝牙测距和所述红外测距的原理均可以为电磁波测距，即根据发射和接收信号的时间传输差来获得所述距离。所述第一警示可以为所述体感控制装置10声音警示或振动警示。
[0119]在上述步骤C5中，所述体感控制装置10可利用所述传输模块14感测到所述无线配对是否连接还是断开，当检测到断开时，所述体感控制装置10实时感测该体感控制装置10的的当前方位，以便后续重新确定所述体感控制装置10与所述智能电子设备20之间的实时距离L。在本实施例中，所述体感控制装置10仅利用所述地磁传感器即可实现。
[0120]在上述步骤C6中，通过重新确认所述智能电子设备20与所述体感控制装置10之间的实时距离L，可提高检测的精确度，避免由于人为关闭无线配对引起的误报警，从而可提高该体感控制装置10报警的灵敏度和准确度。当L ^ Lth时，所述体感控制装置10发出第二警示。所述第二警示如所述第一警示的方式相同，但第二警示的强度相对于第一警示的强度增加，来进一步提醒使用者所述智能电子设备20处于安全距离以外，小心遗忘。
[0121]本发明第四实施例提供的利用所述体感控制装置10防止所述智能电子设备20丢失的警示方法，通过利用无线连接配对本身可获得配对范围内所述体感控制装置10与所述智能电子设备的相对距离来进行初次警示，同时所述体感控制装置在检测到无线连接配对断开后，继续检测，所述体感控制装置10与所述智能电子设备的相对距离是否超过安全范围，如果超过则进行二次警示，该方法可更好地提高使用者的警觉度，大大降低了所述智能电子设备丢失的几率。
[0122]另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种体感交互系统，其特征在于，包括一智能电子设备以及至少一体感控制装置，所述智能电子设备与所述至少一体感控制装置无线连接配对； 所述至少一体感控制装置包括: 姿态传感模组，包括姿态传感器以及姿态数据处理器，所述姿态传感器用于感测运动姿态信息，所述姿态数据处理器用于将所述电信号的运动姿态信息转化为数字的运动姿态数据； 传输模组，所述体感控制装置通过所述传输模组与所述智能电子设备无线连接配对，同时所述传输模组将所述运动姿态数据无线传输到所述智能电子设备中，以及 电源模组，分别与所述姿态传感模组与所述传输模组连接，且为所述姿态传感模组与所述传输模组提供电源； 所述智能电子设备包括: 数据接收模组，与所述传输模组无线连接配对，并接收所述运动姿态数据； 电子设备存储器，存储所述运动姿态数据、该智能电子设备的方位数据、预设动作参数以及与该预设动作参数对应的预设动作，以及 电子设备控制器，包括依次连接的校正模块、动作识别模块以及动作执行模块，所述校正模块用于根据所述方位数据校正所述运动姿态数据，获得所述体感控制装置相对于所述智能电子设备之间的相对运动姿态数据，所述动作识别模块用于根据所述相对运动姿态数据与所述预设动作参数比较来识别该相对运动姿态对应的动作，所述动作执行模块用于根据识别的动作执行相应的操作。2.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述姿态传感器为九轴姿态传感器，该九轴传感器包括三轴加速度计传感器、三轴陀螺仪传感器以及三轴地磁传感器。3.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述姿态数据处理器包括: 数据滤波模块，用于对所述姿态传感器感测到的所述运动姿态信息进行滤波以除去噪声； 姿态解算模块，接收所述滤波处理后的所述运动姿态信息并进行解算获得初始运动姿态数据，以及 数据融合模块；根据该初始运动姿态数据之间的相互关系来相互校正以获得二次运动姿态数据。4.如权利要求3所述的体感交互系统，其特征在于，所述姿态数据处理器进一步包括一数据转换模块，用于将所述初始运动姿态数据或二次运动姿态数据转化成相对于地表的绝对运动姿态数据。5.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述传输模组包括数据传输模块以及数据传输控制器，所述数据传输模块为蓝牙模块。6.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述体感控制装置进一步包括本体用于封装所述姿态传感模组、传输模组以及电源模组，所述本体为一穿戴式结构或贴片式结构。7.如权利要求6所述的体感交互系统，所述本体为手环、指环、脚环、腕带或粘贴体。8.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述智能电子设备进一步包括一方位传感器，该方位传感器用于感测所述智能电子设备的方位。9.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述电子设备存储器存储有通过动作操作控制的系统程序或应用程序。10.如权利要求1所述的体感交互系统，其特征在于，所述体感交互系统包括多个所述体感控制装置，该多个体感控制装置通过各自的传输模组与所述智能电子设备分别无线连接配对。
【专利摘要】本发明涉及一种体感交互系统,包括一智能电子设备以及至少一体感控制装置，所述智能电子设备与所述至少一体感控制装置无线连接配对；所述至少一体感控制装置包括：姿态传感模组、传输模组以及电源模组，所述姿态传感模组感测运动姿态数据，所述智能电子设备接收所述运动姿态数据并根据该运动姿态数据识别相应动作以执行相应操作。
【IPC分类】G06F3/01
【公开号】CN104898829
【申请号】CN201510185080
【发明人】马伟勋
【申请人】杭州豚鼠科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月17日
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