CN110413120A - 一种头戴式鼠标 - Google Patents

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CN110413120A
CN110413120A CN201910683485.1A CN201910683485A CN110413120A CN 110413120 A CN110413120 A CN 110413120A CN 201910683485 A CN201910683485 A CN 201910683485A CN 110413120 A CN110413120 A CN 110413120A
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吕植勇
赵舒悦
马季
崔帅杰
方清平
王宇
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Wuhan University of Technology WUT
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Wuhan University of Technology WUT
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Abstract

本发明提供一种头戴式鼠标，包括头盔，头盔中设有九轴陀螺仪传感器、主控模块和与上位机进行通信的信号交互单元；主控模块内设头部运动与计算机操作之间的规则表，主控模块通过九轴陀螺仪传感器采集的数据判断头部运动的状态，与所述的规则表进行比对，输出对应的计算机操作，由信号交互单元发送给计算机。本发明依靠九轴陀螺仪传感器来对头部运动进行识别，与预设的规则表进行比对，发出对应的计算机操作，结构简单、使用方便、成本低。

Description

一种头戴式鼠标
技术领域
本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种头戴式鼠标。
背景技术
随着电脑技术逐渐进入我们的工作、学习和生活，鼠标也成为了一种不可或缺的电子产品，如今，人们往往通过手部操作对鼠标进行控制，但是这种控制方法不仅容易使操作者患上颈椎疾病，而且手臂不方便活动的残疾人对此也无法进行操作，基于陀螺仪的头部鼠标就可以解决这些问题。
中国专利申请CN102360251A公开了一种空中鼠标、空中鼠标控制***及实现控制方法，然而该技术虽然提高了鼠标的精度、但是成本偏高、难以普及。
中国专利CN204576421U公开了一种头戴式鼠标，但其仅提供了移动鼠标的方法，并未提供按动鼠标左键、右键以及按住左键拖动、按住右键的拖动的具体方法，具体操作方法不够明确。
中国专利申请CN104123002A公开了一种基于头部运动的无线体感鼠标，利用头部移动代替传统鼠标用手移动控制电脑，如光标停止至某一位置时，经过4s时间后会自动执行确定键功能，在确定过程中使用者不得随意移动，使用时不方便且操作时间长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种头戴式鼠标，使用简单、成本低。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种头戴式鼠标，其特征在于：它包括头盔，头盔中设有九轴陀螺仪传感器、主控模块和与上位机进行通信的信号交互单元；主控模块内设头部运动与计算机操作之间的规则表，主控模块通过九轴陀螺仪传感器采集的数据判断头部运动的状态，与所述的规则表进行比对，输出对应的计算机操作，由信号交互单元发送给计算机。
按上述方案，所述的规则表中设有启动和停止标准：当检测九轴陀螺仪传感器的加速度变化大于1-30mm/s2，或旋转加速度变化大于0.2-5°/s2，启动光标的移动，并以相对运动速度移动鼠标；当减速度变化小于1-30mm/s2，或旋转加速度变化小于0.2-5°/s2，停止移动。
按上述方案，所述的规则表中设有鼠标点击规则：
当九轴陀螺仪传感器识别头部完成上抬和下摆两个连续加速动作，且加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第一按键点击功能；当九轴陀螺仪传感器识别头部完成下摆和上抬两个连续加速动作，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第二按键点击功能；
所述的第一按键和第二按键不同，且分别为左键和右键中的一个。
按上述方案，所述的规则表中设有鼠标移动规则：
当九轴陀螺仪传感器识别头部向前且垂直光标上下左右移动平面，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第一按键点击功能；当九轴陀螺仪传感器识别头部向后且垂直光标上下左右移动平面，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度大于0.2-5°/s2时，启动光标的第二按键点击功能；
所述的第一按键和第二按键不同，且分别为左键和右键中的一个。
按上述方案，所述的头盔上还设有电池和充电模块；电池分别与所述的九轴陀螺仪传感器、主控模块和信号交互单元连接供电；充电模块的输入端设有与外界连接的插孔，充电模块的输出端与所述的电池连接。
按上述方案，所述的信号交互单元包括设置在头盔上的发射端，以及与计算机通过USB连接的接收端。
本发明的有益效果为：依靠九轴陀螺仪传感器来对头部运动进行识别，与预设的规则表进行比对，发出对应的计算机操作，结构简单、使用方便、成本低。
附图说明
图1为本发明一实施例的硬件框图。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供一种头戴式鼠标，如图1所示，包括头盔，头盔中设有九轴陀螺仪传感器、主控模块和与上位机进行通信的信号交互单元；主控模块内设头部运动与计算机操作之间的规则表，主控模块通过九轴陀螺仪传感器采集的数据判断头部运动的状态，与所述的规则表进行比对，输出对应的计算机操作，由信号交互单元发送给计算机。头盔上还设有电池和充电模块；电池分别与所述的九轴陀螺仪传感器、主控模块和信号交互单元连接供电；充电模块的输入端设有与外界连接的插孔，充电模块的输出端与所述的电池连接。信号交互单元包括设置在头盔上的发射端，以及与计算机通过USB连接的接收端。
所述的规则表中设有启动和停止标准：当检测九轴陀螺仪传感器的加速度变化大于1-30mm/s2，或旋转加速度变化大于0.2-5°/s2，启动光标的移动，并以相对运动速度移动鼠标；当减速度变化小于1-30mm/s2，或旋转加速度变化小于0.2-5°/s2，停止移动。
所述的规则表中设有鼠标点击规则：当九轴陀螺仪传感器识别头部完成上抬和下摆两个连续加速动作，且加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第一按键点击功能；当九轴陀螺仪传感器识别头部完成下摆和上抬两个连续加速动作，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第二按键点击功能；所述的第一按键和第二按键不同，且分别为左键和右键中的一个。
所述的规则表中设有鼠标移动规则：当九轴陀螺仪传感器识别头部向前且垂直光标上下左右移动平面，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第一按键点击功能；当九轴陀螺仪传感器识别头部向后且垂直光标上下左右移动平面，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度大于0.2-5°/s2时，启动光标的第二按键点击功能；所述的第一按键和第二按键不同，且分别为左键和右键中的一个。
获得正确的加速度传感器、陀螺仪、和磁传感器在头部运动时的数据后，就可以通过对数据的分析处理，获得人体头部位置的空间运动轨迹，在头盔内对应位置安放好运动传感器后，根据设计的动作，人体做出相对应的动作运动，通过采集人体头部运动数据，实时发送给PC机，实现人体头部运动捕捉、从而进行对计算机的操作。
***可分为鼠标主体端与鼠标接收端两个部分，主体端***主要完成鼠标动作的数据采集及发送，接受端***主要负责数据的接受以及USB接口的通信。
基于MEMS采集头部运动姿态，通过加速计、陀螺仪、磁力计的九轴传感器来检测头部运动情况，根据人体头部运动可实现的动作，建立头部运动模型，确定每个可完成动作的具体运动位置。头部可完成：向左倾斜、向右倾斜、向左摆头、向右摆头、抬头、低头 、前移、后移，以及本文设计的连贯性动作：快速左摆向下，快速右摆向下，快速左摆向上，快速右摆向上。
倾斜鼠标通过将头部倾角映射为光标位移量来控制光标在屏幕上的移动：当头部向左右倾斜时，光标在屏幕水平方向上移动；当头部向前后倾斜时，光标在屏幕垂直方向上移动。头部倾角的测量通过放置在头部的加速度传感器来完成。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种头戴式鼠标，其特征在于：它包括头盔，头盔中设有九轴陀螺仪传感器、主控模块和与上位机进行通信的信号交互单元；主控模块内设头部运动与计算机操作之间的规则表，主控模块通过九轴陀螺仪传感器采集的数据判断头部运动的状态，与所述的规则表进行比对，输出对应的计算机操作，由信号交互单元发送给计算机。
2.根据权利要求1所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述的规则表中设有启动和停止标准：当检测九轴陀螺仪传感器的加速度变化大于1-30mm/s2，或旋转加速度变化大于0.2-5°/s2，启动光标的移动，并以相对运动速度移动鼠标；当减速度变化小于1-30mm/s2，或旋转加速度变化小于0.2-5°/s2，停止移动。
3.根据权利要求1所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述的规则表中设有鼠标点击规则：
当九轴陀螺仪传感器识别头部完成上抬和下摆两个连续加速动作，且加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第一按键点击功能；当九轴陀螺仪传感器识别头部完成下摆和上抬两个连续加速动作，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第二按键点击功能；
所述的第一按键和第二按键不同，且分别为左键和右键中的一个。
4.根据权利要求1所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述的规则表中设有鼠标移动规则：
当九轴陀螺仪传感器识别头部向前且垂直光标上下左右移动平面，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度起步变化大于0.2-5°/s2时，启动光标的第一按键点击功能；当九轴陀螺仪传感器识别头部向后且垂直光标上下左右移动平面，且陀螺仪加速度起步变化大于1-30mm/s2或旋转加速度大于0.2-5°/s2时，启动光标的第二按键点击功能；
所述的第一按键和第二按键不同，且分别为左键和右键中的一个。
5.根据权利要求1所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述的头盔上还设有电池和充电模块；电池分别与所述的九轴陀螺仪传感器、主控模块和信号交互单元连接供电；充电模块的输入端设有与外界连接的插孔，充电模块的输出端与所述的电池连接。
6.根据权利要求1所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述的信号交互单元包括设置在头盔上的发射端，以及与计算机通过USB连接的接收端。
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