CN1960395A - 移动通信终端的外部操作信号识别*** - Google Patents

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Abstract

提供了一种移动通信终端的外部操作信号识别***，包括：外部操作信号产生装置，与所述移动通信终端分离，用于产生同步信号和操作信号；外部操作信号识别装置，用于接收所述同步信号，通过至少三个操作信号感测单元感测外部操作信号，使用接收到的同步信号和感测到的外部操作信号来产生与外部操作信号产生装置的位置相应的三维(3D)坐标，并使用产生的3D坐标来识别外部操作信号。因此，用户不用直接移动所述移动通信终端，就能容易地操作3D应用程序。

Description

移动通信终端的外部操作信号识别***
                        技术领域
本发明一般涉及一种外部操作信号识别***，详细地，涉及一种移动通信终端的外部操作信号识别***。
                        背景技术
目前，应用软件技术的开发也使得在移动通信终端中实现三维(3D)游戏和虚拟现实的3D应用程序的开发不断扩展。
例如，当在移动通信终端中执行3D应用程序时，用户通常使用键输入装置(例如，键盘或触摸面板)来执行操作。例如，用户通过使用预设操作键沿期望的方向(例如，上/下/左/右)移动游戏中的角色。此外，用户通过按压预设键控制游戏中的角色执行期望的动作。然而，当使用键输入装置时，不能适当地输入用于控制3D角色的操作信号。例如，当用户使用移动通信终端玩竞赛游戏时，用户可以使用键盘的键控制角色的定向移动。然而，由于根据传统键输入方法来简单地选择期望方向的键，用户难于按照期望来容易地控制角色，从而使用户对游戏的期望的兴趣降低。
近来，已经开发并使用了运行3D应用程序的技术，所述技术通过在移动通信终端中安装用于感测空间运动的加速度传感器和用于感测空间运动的方向的地磁传感器，来识别移动通信终端的运动。
然而，根据上述方法，由于移动通信终端的3D运动只有在用户将移动通信终端移动的情况下才能被感测到，因此，当用户在观看移动通信终端的显示状态的同时运行3D应用程序时，会感到不便。
                        发明内容
本发明的一方面在于基本解决上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面在于提供一种移动通信终端的外部操作信号识别***，用于通过使用外部信号识别3D应用操作，而不用将移动通信终端移动。
根据本发明的一方面，提供了一种移动通信终端的外部操作信号识别***，所述***包括：外部操作信号产生装置，与移动通信终端分离，用于产生同步和操作信号；外部操作信号识别装置，用于接收同步信号，通过至少三个操作信号感测单元来感测外部操作信号，使用接收到的同步信号和感测到的外部操作信号来产生与外部操作信号产生装置的位置相应的三维(3D)坐标，并使用产生的3D坐标识别外部操作信号。
                        附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明的移动通信终端的外部操作信号识别***的框图；
图2是示出根据本发明的移动通信终端的第一至第三操作信号感测单元和同步信号接收器的布置的透视图；
图3A和3B示出根据本发明的图1的移动通信终端的外部操作信号产生装置产生的信号波形；
图4A至4D示出根据本发明的图1的移动通信终端的外部操作信号识别装置产生的外部操作信号感测到的信号波形；
图5示出使用根据本发明的球坐标系产生的3D坐标信息；
图6示出从根据本发明的球坐标的坐标信息变换的笛卡儿坐标系的坐标信息。
                        具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同或相似的部件即使在不同的附图中示出，也用相同的标号表示。在下面的描述中，由于公知功能或构造会使得在不必要的细节上导致本发明不清楚，因此将不再详细描述。
图1是示出根据本发明的移动通信终端的外部操作信号识别***的框图；
参照图1，移动通信终端的外部操作信号识别***包括外部操作信号产生装置100和外部操作信号识别装置200。
外部操作信号产生装置100与移动通信终端分离，并且包括操作信号发生器110和同步信号发生器120。操作信号发生器110和同步信号发生器120同时产生信号。操作信号发生器110产生预设操作信号，而同步信号发生器120产生预设同步信号。
这里，具有光速的信号，例如红外信号，被用作同步信号，而速度比同步信号的速度低的信号，例如超声波信号，被用作操作信号。
外部操作信号识别装置200可以被包括在移动通信终端中，其包括第一操作信号感测单元210、第二操作信号感测单元220、第三操作信号感测单元230、同步信号接收器240、坐标信息发生器250和外部操作信号识别单元260。
第一至第三操作信号感测单元210、220和230以及同步信号接收器240可以布置在移动通信终端内。图2是根据本发明的移动通信终端的第一至第三操作信号感测单元210、220和230以及同步信号接收器240的布置的透视图。在图2中，第一至第三操作信号感测单元210、220和230以及同步信号接收器240被布置在移动通信终端的前表面上。
参照图2，第一至第三操作信号感测单元210、220和230以及同步信号接收器240被布置为使同步信号接收器240位于形成的3D坐标系(x，y，z)的中心。
在本发明中，第一和第二操作信号感测单元210和220分别被布置在一个轴上，并以距离R0隔开，第三操作信号感测单元230布置在与第一和第二操作信号感测单元210和220布置在其上的所述轴垂直的轴上。同步信号接收器240布置在第一和第二操作信号感测单元210和220中间。第三操作信号感测单元230可以被布置为与第一和第二操作信号感测单元210和220布置在其上的轴隔开距离R0。
当第一至第三操作信号感测单元210、220和230以及同步信号接收器240按照如上所述布置时，可形成3D坐标系(x，y，z)，在所述3D坐标系中，同步信号接收器240为原点，由第一和第二操作信号感测单元210和220形成的轴为X轴，由同步信号接收器240和第三操作信号感测单元230形成的轴为Z轴，并且与X轴和Z轴垂直的轴为Y轴。
第一至第三操作信号感测单元210、220和230按照如上所述的那样布置，感测由外部操作信号产生装置100产生的操作信号，并且同步信号接收器240接收由外部操作信号产生装置100产生的同步信号。
由于由外部操作信号产生装置100产生的同步信号像光速那样快地被传输，而操作信号以低于同步信号的速度被传输，因此，在同步信号到达时间和操作信号到达时间之间产生时间差。因此，在同步信号接收器240的同步信号接收时间和第一至第三操作信号感测单元210、220和230的操作信号感测时间之间产生时间差。
此外，由于第一至第三操作信号感测单元210、220和230被布置在不同的位置，因此，在第一至第三操作信号感测单元210、220和230之间也产生操作信号感测时间差。
将在下面详细描述同步信号接收器240的同步信号接收时间和第一至第三操作信号感测单元210、220和230的操作信号感测时间之间的时间差以及第一至第三操作信号感测单元210、220和230之间的操作信号感测时间差。
图3A和3B示出根据本发明的外部操作信号产生装置100产生的信号波形，图4A至4D示出根据本发明的外部操作信号识别装置200感测到的信号波形。
参照图3A和3B，图3A示出由同步信号发生器120产生的同步信号的波形，图3B示出由操作信号发生器110产生的操作信号的波形。由于图3A的同步信号是具有与光速相同的速度的信号，因此，同步信号以较快的速率被发送。
由于图3B的操作信号是速度低于同步信号的速度的信号，因此，操作信号以较慢的速率被传输。因此，在同步信号接收器240接收图3A的同步信号后，第一至第三操作信号感测单元210、220和230中的每个均感测到图3B的操作信号。由于第一至第三操作信号感测单元210、220和230布置在不同的位置，因此，第一至第三操作信号感测单元210、220和230根据各自的位置在不同的时间感测到操作信号。
参照图4A至4D，图4A示出由外部操作信号识别装置220的同步信号接收器240接收到的同步信号的波形。图4B示出由第一操作信号感测单元210感测到的操作信号的波形。图4C示出由第二操作信号感测单元220感测到的操作信号的波形。图4D示出由第三操作信号感测单元230感测到的操作信号的波形。
坐标信息发生器250使用同步信号接收器240的同步信号接收时间和第一至第三操作信号感测单元210、220和230的操作信号感测时间之间的时间差、以及第一至第三操作信号感测单元210、220和230之间的操作信号感测时间差，产生与外部操作信号产生装置100的位置相应的3D坐标信息。
坐标信息发生器250使用球坐标系或柱坐标系在球坐标系或柱坐标系中产生3D坐标信息，并将产生的球坐标系或柱坐标系中的3D坐标信息变换到笛卡儿坐标系中。
这里，笛卡儿坐标系是通过将Z轴添加到XY平面坐标系中获得的坐标系，在笛卡儿坐标系中，使用坐标(X，Y，Z)来表示位置。柱坐标系是使用从原点到通过将定义点投影到XY平面上获得点之间的距离、由原点和通过将定义点投影到XY平面上获得的点形成的线与X轴之间的角度、从XY平面到定义点之间的高度表示的坐标系。球坐标系是使用从原点到定义点的位置之间的距离、由原点和通过将定义点投影到XY平面上获得的点形成的线与X轴之间的角度、以及由原点和定义点形成的线与Z轴之间的角度来表示的坐标系。
图5示出了使用根据本发明的球坐标系产生的3D坐标信息。参照图5，坐标信息发生器使用同步信号接收器240的同步信号接收时间和第一至第三操作信号感测单元210、220和230的操作信号感测时间之间的时间差和第一至第三操作信号感测单元210、220和230之间的操作信号感测时间差来计算外部操作信号产生装置100的位置。
坐标信息发生器250计算距离r，角度θ以及角度φ，其中，所述距离r表示从原点O至外部操作信号产生装置100的位置之间的距离，所述角度θ表示由原点O和外部操作信号产生装置100的位置形成的线与Z轴之间的角度，所述角度φ表示由原点O和通过将外部操作信号产生装置100的位置投影到XY平面上获得点形成的线和X轴之间的角度。
坐标信息发生器250使用r，θ和φ在球坐标系中产生3D坐标信息P(r，θ，φ)，并将产生的球坐标系中的3D坐标信息P(r，θ，φ)变换为笛卡儿坐标系中的3D坐标信息。
图6示出了根据本发明从球坐标系变换的笛卡儿坐标系中的坐标信息。参照图6，坐标信息发生器250将球坐标系中的3D坐标信息P(r，θ，φ)变换为p(x，y，z)。这里，x＝rsinθcosφ，y＝rsinθsinφ，z＝rcosθ。
变换的笛卡儿坐标系中的3D坐标信息p(x，y，z)被输入到外部操作信号识别单元260。
当笛卡儿坐标系中的3D坐标信息被输入时，外部操作信号识别单元260将与笛卡儿坐标系中的3D坐标信息相应的操作信号识别为移动通信终端的操作信号。
即，在根据本发明的外部操作信号识别***中，通过接收和感测由外部操作信号产生装置100产生的同步信号和操作信号，将外部操作信号产生装置100的运动生成为3D坐标，产生的3D坐标被识别为移动通信终端的操作信号。
通过使用外部操作信号识别***，用户可以根据外部操作信号产生装置100的运动识别与字符输入、绘图或乐器演奏相应的操作信号。此外，通过使用外部操作信号识别***，用户可以根据外部操作信号产生装置100识别不同个人的笔迹，而且可将不同个人的笔迹用作安全和认证信息。
如上所述，根据本发明，用户不用直接移动移动通信终端，就能够容易地操作3D应用程序。此外，由于外部操作信号产生装置的运动被识别为移动通信终端的操作信号，因此，与使用键盘或触摸屏的传统操作信号识别方法相比，使用外部操作信号产生装置的外部操作信号识别方法对用户更友好。
此外，用户仅通过移动外部操作信号产生装置，就可以执行字符输入、绘图、或乐器演奏，并且外部操作信号识别***可以被用作通过使用不同个人的笔迹的移动电话安全和认证。
尽管已经参照特定优选实施例示出和描述了本发明，但是，本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中作出各种形式和细节上的改变。

Claims (12)

1.一种移动通信终端的外部操作信号识别***，所述***包括：
外部操作信号产生装置，用于产生同步信号和操作信号，所述外部操作信号产生装置与所述移动通信终端分离；
外部操作信号识别装置，用于接收所述同步信号，通过至少三个操作信号感测单元感测外部操作信号，使用接收到的同步信号和感测到的外部操作信号来产生与外部操作信号产生装置的位置相应的三维坐标，并使用产生的三维坐标来识别外部操作信号。
2.如权利要求1所述的***，其中，移动通信终端根据外部操作信号识别结果来执行应用程序。
3.如权利要求1所述的***，其中，外部操作信号产生装置包括：
同步信号发生器，用于产生所述同步信号；
操作信号发生器，用于产生所述操作信号，所述操作信号的传输速率低于所述同步信号的传输速率。
4.如权利要求1所述的***，其中，所述外部操作信号识别装置包括：
同步信号接收器，用于接收来自外部操作信号产生装置的所述同步信号；
至少三个操作信号感测单元，所述操作信号感测单元被布置在移动通信终端上的不同位置，并感测由外部操作信号产生装置产生的操作信号；
三维坐标信息发生器，用于通过使用接收到的同步信号和感测到的操作信号来产生与外部操作信号产生装置的位置相应的三维坐标；
外部操作信号识别单元，用于使用产生的三维坐标识别外部操作信号。
5.如权利要求4所述的***，其中，三维坐标信息发生器使用同步信号接收器的同步信号接收时间和所述至少三个操作信号感测***的操作信号感测时间之间的时间差、以及所述至少三个操作信号感测单元之间的操作信号感测时间差，来计算外部操作信号产生装置的位置。
6.如权利要求4所述的***，其中，三维坐标信息为球坐标系中的坐标信息、柱坐标系中的坐标信息、笛卡儿坐标系中的坐标信息三者中的至少一个。
7.如权利要求6所述的***，其中，三维坐标信息发生器产生与外部操作信号产生装置的位置相应的球坐标系中的坐标信息，并将产生的球坐标系中的坐标信息变换为笛卡儿坐标系中的坐标信息。
8.如权利要求1至7中任一项所述的***，其中，以光速传输所述同步信号，所述操作信号的具有比所述同步信号的传输速率低传输速率。
9.如权利要求8所述的***，其中，所述同步信号是红外信号。
10.如权利要求9所述的***，其中，所述操作信号是超声波信号。
11.如权利要求4所述的***，其中，所述同步信号接收器和所述至少三个操作信号感测单元被布置在所述移动通信终端的前表面上。
12.如权利要求11所述的***，其中，所述至少三个操作信号感测单元以三角形的形状布置，并且同步信号接收器被布置在由所述至少三个操作信号感测单元中的其中两个形成的轴上。
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