СПОСОБ ЭМУЛИРОВАНИЯ НАЖАТИЯ СТРЕЛОК НАПРАВЛЕНИЯ НА КЛАВИАТУРЕ, ДЖОЙСТИКЕ, ИЛИ ДВИЖЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ МЫШИ, ПОДКЛЮЧАЕМЫХ К КОМПЬЮТЕРНОМУ УСТРОЙСТВУ, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В ПРОСТРАНСТВЕ Российский патент 2021 года по МПК G06F3/00 A63F13/40 

Область техники, к которой относится изобретение.

Данное изобретение относится к способам и вводным устройствам для передачи данных, подлежащих преобразованию в форму, пригодную для обработки в вычислительной машине и может быть использовано для упрощения разработки программного обеспечения и подключения различных устройств к компьютерам, смартфонам и планшетам.

В данном описании использованы следующие термины:

Объединённая сеть, а также все соединения между всеми модулями и блоками включают в себя различные топологии, конфигурации и компоновки компонентов межсетевого соединения, выполненные с возможностью соединять между собой корпоративные, глобальные и локальные вычислительные сети, и включает в себя, без ограничения, традиционные проводные, беспроводные, спутниковые, оптические и эквивалентные сетевые технологии. Преимущественно, в качестве объединённой сети обычно используется сеть интернет.

Bluetooth – производственная спецификация беспроводных персональных сетей (Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами, как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, интернет-планшеты, принтеры, цифровые фотоаппараты, мыши, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры и акустические системы на надёжной, бесплатной, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся друг от друга в радиусе около 10 м в старых версиях протокола и до 1500 м начиная с версии Bluetooth 5.

Уровень техники.

Существуют способы ввода данных о движении частей тела пользователя от различных внешних датчиков в компьютерные устройства через специальные интерфейсы, необходимые для подключения каждого отдельного внешнего датчика к компьютеру. Видеокамера может быть подключена через USB-порт и требовать свой драйвер и интерфейс для обмена данными с программой, датчик положения пользователя может быть подключен через через беспроводной канал и требовать свой интерфейс, отличный от интерфейса камеры.

Проблемой является то, что в целях введения стандартных команд направления, соответствующих нажатию стрелок «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике или соответствующего движения мыши, подключенных к компьютерному устройству, необходимо для каждого датчика конструировать свой модуль обработки данных, которые потом обрабатывать в компьютерном устройстве по своим алгоритмам.

Таким образом полного прототипа не найдено.

Раскрытие изобретения.

Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить способ эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от положения пользователя в пространстве, позволяющий, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить возможность упрощения подключения различных внешних датчиков к одному компьютерному устройству, за счет возможности преобразования разрозненных управляющих сигналов в стандартный сигнал типа «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, и упростить разработку игр, симуляторов, тренажеров и другого программного обеспечения, использующего данные о движении частей тела пользователя.

Для достижения этой цели способ эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от движения пользователя в пространстве характеризуется по существу тем, что дополнительно способ включает в себя следующие этапы:

определяют движение в пространстве по меньшей мере одной части тела пользователя с помощью по меньшей мере одного внешнего датчика,

с помощью вычислительного модуля, размещенного внутри указанного внешнего датчика, производят обработку полученных данных, преобразуя информацию о положении частей тела пользователя в пространстве в один из четырех вариантов направления движения, соответствующих нажатию стрелок направления: «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике, или соответствующего движения компьютерной мыши,

передают на компьютерное устройство сигнал, имитирующий соответствующее нажатие стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или соответствующее движение мыши.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность управлять положением пользователя, курсора или другого объекта в игре или другом программном обеспечении простым изменением положения тела пользователя путем унифицированного подключения внешнего датчика к компьютерному устройству через единый электронный модуль, который преобразует сигналы, соответствующие движению пользователя в пространстве, в эмуляцию нажатия кнопок «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике или соответствующего движения компьютерной мыши, подключенных к компьютерному устройству.

Существует возможный вариант исполнения данного способа, при котором передают на компьютерное устройство сигнал через беспроводное соединение с электронным модулем, устанавливаемым в разъем компьютерного устройства.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется дополнительная возможность передавать на компьютерное устройство сигнал через беспроводное соединение с электронным модулем, устанавливаемым в разъем компьютерного устройства.

Существует преимущественный вариант исполнения данного способа, при котором в качестве беспроводного соединения используется соединение посредством Bluetooth.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется дополнительная возможность конкретного использования преимуществ соединения типа Bluetooth для передачи данных.

Существует ещё один возможный вариант исполнения данного способа, при котором передают на компьютерное устройство сигнал через соединение со стандартным беспроводным модулем компьютерного устройства по стандартному протоколу, принятому для беспроводных клавиатур, джойстиков, мышей.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность передавать на компьютерное устройство сигнал через соединение со стандартным беспроводным модулем компьютерного устройства по стандартному протоколу, принятому для беспроводных клавиатур, джойстиков, мышей.

Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения неизвестна из уровня техники для способов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения в отношении способа. Кроме того, данное решение неочевидно для специалиста в данной области, так как при насущной необходимости, не появилось до сих пор, на смотря на огромное количество существующих решений в данной области, измеряемое миллионами.

Краткое описание чертежей.

Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения ясно вытекают из описания, приведённого ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:

- фигура 1 изображает функциональную схему соединения объектов, иллюстрирующую работу способа, согласно изобретению, на примере велотренажера;

- фигура 2 изображает функциональную схему соединения объектов, иллюстрирующую работу способа, согласно изобретению, на примере гантели.

На фигурах обозначено:

1 – внешний датчик

2 – электронный модуль, устанавливаемый в разъем компьютерного устройства

3 – компьютерное устройство

Осуществление изобретения.

Способ эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству 3, в зависимости от положения пользователя в пространстве осуществляют следующим образом. Приведём наиболее исчерпывающий пример реализации изобретения. Имея в виду, что данный пример не ограничивает применения изобретения.

Согласно фигуре 1:

Этап 1. Определяют положение в пространстве по меньшей мере одного фрагмента тела пользователя с помощью по меньшей мере одного внешнего датчика 1. (Например, с помощью видеокамеры получают данные о положении пользователя в пространстве). Или как на фигуре 1 с помощью акселерометра велотренажера получают данные о направлении вращения педалей. (Или с помощью датчика, установленного на руле, получают данные о направлении поворота руля, вправо или влево, на фигурах не показано).

Этап 2. Производят обработку полученных данных, преобразуя информацию о положении тела пользователя в пространстве в один из четырех вариантов направления, соответствующих нажатию стрелок направления: «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре 3 компьютерного устройства. Например, при вращении педалей вперед, формируется сигнал «стрелка вверх», а при вращении педалей назад, формируется сигнал «стрелка вниз». А при повороте руля влево формируется сигнал «стрелка влево», а при повороте руля вправо формируется сигнал «стрелка вправо».

Этап 3. Передают на компьютерное устройство сигнал, советующий нажатию стрелок направления на клавиатуре компьютерного устройства через беспроводное соединение с электронным модулем 2, устанавливаемым в разъем компьютерного устройства.

Этап 4. С помощью электронного модуля 2 преобразуют входящий сигнал от внешнего датчика 1 в стандартный сигнал типа «вперёд-назад», «влево-вправо» от клавиатуры компьютерного устройства (или другой консоли, например, геймпада). То есть сигналы A преобразуются в эмуляцию нажатия кнопок «вперёд-назад», «влево-вправо» на консоли компьютерного устройства.

Модули могут быть соединены проводным способом или беспроводным. В качестве беспроводного соединения может быть использовано соединение посредством Bluetooth. Но может быть также использовано и проводное соединение, и соединение по другому протоколу.

Так можно управлять различными компьютерными устройствами, как показано на фигуре 1, это могут быть смартфон, планшет, ноутбук, настольный компьютер или «умный» телевизор.

Возможно производить обработку полученных данных внутри электронного модуля 2. Или возможно производить обработку полученных данных с помощью вычислительного модуля, размещенного внутри указанного внешнего датчика. На фигурах не показан.

На фигуре показан пример с тренажером в виде гантели.

Пример 1

С помощью предлагаемого способа становится возможным сделать фитнес нескучным, объединив его с компьютерными играми.

Становится возможным сделать систему трекинга движения человека для игр и фитнеса, которая подключается к компьютеру, игровой приставке, смартТВ или смартфону как виртуальная клавиатура, и преобразует движения в нажатия кнопок на этой клавиатуре. Таким образом информацию о движении человека можно будет использовать в играх без необходимости разработки драйверов для каждого датчика.

На педали велотренажера устанавливают акселерометр.

Указанный акселерометр крепится на шатун велотренажера. Девайс состоит из корпуса, акселерометра, платы обработки с микропроцессором, радиопередатчик (Bluetooth). Девайс подключается и воспринимается компьютером 1 (ПК, приставкой, смартТВ, планшет или смартфон) как стандартная Bluetooth клавиатура.

Когда шатун двигается, акселерометр определяет поворот, этот сигнал обрабатывается в плате обработки, и по Bluetooth девайс отправляет команду «на клавиатуре нажали кнопку «Вперёд». При повороте колеса в обратную сторону акселерометр так же определяет поворот, и девайс шлет сигнал «на клавиатуре нажали кнопку «Назад». Таким образом можно управлять игрой или приложением на любом компьютере (ПК, приставкой и т.д.) с помощью велотренажера без установки каких-либо драйверов и без изменения игр и программ.

Пример 2

Датчик гантели - акселерометр с виртуальной клавиатурой с кнопкой “вверх” для бегового тренажера.

Устройство крепится на гирю или гантелю (например, с помощью эластичной ленты). Устройство состоит из корпуса, акселерометра, платы обработки с микропроцессором, радиопередатчик (Bluetooth). Девайс подключается и воспринимается компьютером (ПК, приставкой, смартТВ, планшет или смартфон) как стандартная Bluetooth клавиатура.

Когда гантелю поднимают, акселерометр определяет движение, этот сигнал обрабатывается в плате обработки, и по Bluetooth устройство отправляет команду “на клавиатуре нажали кнопку Вверх”. Таким образом можно управлять игрой или приложением на любом компьютере (ПК, приставкой и тд) с помощью датчика на гантеле без установки каких-либо драйверов и без изменения игр и программ.

Пример 3

Шагомер - акселерометр с виртуальной клавиатурой с кнопкой “вперед” для бегового тренажера.

Устройство крепится на ногу (например, на шнурок). Девайс состоит из корпуса, акселерометра, платы обработки с микропроцессором, радиопередатчик (Bluetooth). Девайс подключается и воспринимается компьютером (ПК, приставкой, смартТВ, планшет или смартфон) как стандартная Bluetooth клавиатура.

Когда нога двигается, например, при каждом шаге, акселерометр определяет движение, этот сигнал обрабатывается в плате обработки, и по Bluetooth девайс отправляет команду “на клавиатуре нажали кнопку Вперёд”. Таким образом можно управлять игрой или приложением на любом компьютере (ПК, приставкой и тд) с помощью датчика на ноге без установки каких-либо драйверов и без изменения игр и программ.

Пример 4

Руль - гироскоп с виртуальной клавиатурой с кнопками “влево-вправо” для велотренажера.

Стандартная USB или Bluetooth клавиатура, в которую встроен гироскоп, определяющий наклон относительно вертикальной оси. При наклоне клавиатуры влево она шлет на компьютер, к которому подключена, команду “нажата кнопка влево”. Аналогично - вправо. Таким образом можно установить клавиатуру на руле велотренажера, и управлять движением персонажа в компьютерной игре поворотом руля без использования драйверов датчиков и без изменения игр и программ.

Пример 5

Руль - камера с компьютерным зрением и виртуальной клавиатурой с кнопками “влево-вправо”.

Камера крепится на велотренажер или беговую дорожку так, чтобы видеть пользователя анфас. Процессор в камере определяет наклон тела человека. При наклоне пользователя влево виртуальная клавиатура шлет сигнал “нажата кнопка Влево”, при повороте вправо - сигнал “нажата кнопка Вправо”.

Пример 6

Адаптер с виртуальной клавиатурой, преобразующий сигналы с подключенных датчиков в нажатия кнопок на виртуальной клавиатуре.

Устройство подключено к компьютеру по USB или Bluetooth, и определяется компьютером как клавиатура.

К устройству по проводу или по беспроводному протоколу подключен один или несколько датчиков, например, акселерометр и гироскоп.

Каждый датчик шлет на устройство информацию о движении, например, от акселерометра – «датчик на шатуне совершил поворот по оси Х» или от гироскопа – «произошло отклонение на Y градусов». Когда девайс получает эти сигналы, происходит обработка в соответствии с приоритетами и правилами, заданными в программе девайса. На выход девайса идет команда, например, «на виртуальной клавиатуре нажаты кнопки «Вперед» и «Влево».

Таким образом можно создать управление игрой с помощью велосипеда, где пользователь управляет движением, поворачивая руль с закрепленным датчиком и педалью с закрепленным датчиком.

Кроме клавиатуры возможен все вышеприведенные решения, где виртуальная клавиатура заменена на виртуальный джойстик (геймпад). Таким образом можно использовать данные о движении с приставками и другими устройствами, рассчитанные на использование с джойстиком (геймпадом).

Промышленная применимость.

Предлагаемый способ эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от положения пользователя в пространстве может быть осуществлён специалистом на практике и при осуществлении обеспечивают реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец системы, реализующей способ эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от положения пользователя в пространстве. Было проверено, что становится возможным эмулировать нажатие стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от положения пользователя в пространстве.

Таким образом, в данном изобретении достигнута поставленная задача – обеспечить упрощение подключения различных внешних датчиков к одному компьютерному устройству, за счет возможности преобразования разрозненных управляющих сигналов в стандартный сигнал типа «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, и упростить разработку игр, симуляторов, тренажеров и другого программного обеспечения, использующего данные о движении частей тела пользователя, за счет ввода данных об этом движении через интерфейс клавиатуры, джойстика или мыши, без необходимости разработки дополнительных программных интерфейсов и драйверов.

Изобретение относится к способу эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от движения пользователя в пространстве. Технический результат заключается в возможности эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике или движения компьютерной мыши. В способе определяют движение в пространстве по меньшей мере одной части тела пользователя с помощью по меньшей мере одного внешнего датчика, с помощью вычислительного модуля, размещенного внутри указанного внешнего датчика, производят обработку полученных данных, преобразуя информацию о движении тела пользователя в пространстве в один из четырех вариантов направления движения, соответствующих нажатию стрелок направления: «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике, или соответствующему движению компьютерной мыши, с помощью указанного внешнего датчика передают на компьютерное устройство сигнал, имитирующий соответствующее нажатие стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или соответствующее движение мыши. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ эмулирования нажатия стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или движения компьютерной мыши, подключаемых к компьютерному устройству, в зависимости от движения пользователя в пространстве, при котором определяют движение в пространстве по меньшей мере одной части тела пользователя с помощью по меньшей мере одного внешнего датчика,

с помощью вычислительного модуля, размещенного внутри указанного внешнего датчика, производят обработку полученных данных, преобразуя информацию о движении тела пользователя в пространстве в один из четырех вариантов направления движения, соответствующих нажатию стрелок направления: «вперёд-назад», «влево-вправо» на клавиатуре, джойстике, или соответствующему движению компьютерной мыши,

с помощью указанного внешнего датчика передают на компьютерное устройство сигнал, имитирующий соответствующее нажатие стрелок направления на клавиатуре, джойстике, или соответствующее движение мыши.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают на компьютерное устройство сигнал через беспроводное соединение с электронным модулем, устанавливаемым в разъем компьютерного устройства.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве беспроводного соединения используется соединение посредством Bluetooth.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают на компьютерное устройство сигнал через соединение со стандартным беспроводным модулем компьютерного устройства по стандартному протоколу, принятому для беспроводных клавиатур, джойстиков, мышей.