PL245298B3 - Kontroler mocowany na ręce oraz sposób sterowania urządzeniami z wykorzystaniem takiego kontrolera - Google Patents

Abstract

Kontroler zawierający uchwyt na wykorzystywane w nim urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy oraz nadajnik i odbiornik radiowy. Kontroler ma uprząż do montowania na obwodzie ręki połączoną w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki z uchwytem na urządzenie komputerowe mającym odkrytą część odpowiadającą przynajmniej części panelu dotykowego urządzenia komputerowego, od strony odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki w obszarze palców. Uprząż ma w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki zamontowany moduł żyroskopowy (19) zawierający co najmniej jeden żyroskop mechaniczny napędzany silnikiem elektrycznym. Sposób według zgłoszenia charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie uprząż kontrolera mocuje się na ręce, a urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w następujące czujniki: akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy, a także nadajnik radiowy, montuje się w uchwycie kontrolera panelem dotykowym zwróconym w kierunku palców i łączy się go radiowo z odbiornikiem radiowym sterowanego urządzenia, po czym w drugim etapie porusza się kontrolerem oraz dotyka się palcami panel dotykowy, a z wykorzystaniem czujników urządzenia komputerowego ustala się zmianę położenia kontrolera w przestrzeni względem punktu początkowego oraz bezprzewodowo przesyła się informację o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego urządzenia komputerowego do odbiornika sterowanego urządzenia i na podstawie tej informacji steruje się tym urządzeniem, ponadto w etapie drugim wprowadza się w ruch obrotowy wirnik co najmniej jednego żyroskopu mechanicznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kontroler mocowany na ręce mający zastosowanie do sterowania urządzeniami wyposażonymi w odbiornik radiowy, zwłaszcza w systemach rzeczywistości wirtualnej, mieszanej lub rozszerzonej, a także dronami i robotami.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 8267786 B2 znany jest kontroler gier, składający się z dwóch jednostek sterujących. Jednostki wyposażone są w żyroskop elektroniczny oraz akcelerometr i generują trzy grupy danych operacyjnych. Kontroler wyposażony jest w fizyczne klawisze oraz joystick. Jednostki kontrolera połączone są ze sobą kablem i łączą się z komputerem bezprzewodowo.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 9041622 B2 znany jest sposób sterowania wirtualnymi obiektami z wykorzystaniem kontrolera, w którym dane wejściowe zbierane są z kontrolera. Dane wejściowe obejmujące żądanie wykonania określonych czynności przez obiekt wirtualny są wdrażane w rozszerzonej rzeczywistości w zależności od perspektywy użytkownika, podobnie jak akcje wykonywane przez sterowany obiekt wyświetlane są z uwzględnieniem perspektywy użytkownika. Wirtualny obiekt kontrolowany za pomocą fizycznego kontrolera może być identyfikowany na podstawie danych wejściowych zbieranych z naturalnego interfejsu użytkownika. Kontroler wyposażony jest w mechanizm siłowego sprzężenia zwrotnego.

Z amerykańskiego opisu wynalazku US 20130342572 A1 znany jest system sterowania wyświetlanych treści w środowiskach wirtualnych. Użytkownik może wchodzić w integracje z wyświetlanymi treściami za pomocą predefiniowanych gestów. System zawiera urządzenie wyświetlające, takie jak przykładowo gogle wirtualnej rzeczywistości, oraz połączony z nim operacyjnie komputer.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 7683883 B2 znane jest urządzenie sterujące do używania w systemach komputerowych do określania położenia na wyświetlaczu za pomocą współrzędnych promieniowych, współrzędnych cylindrycznych lub współrzędnych sferycznych. Urządzenie zawiera ergonomiczną obudowę umożliwiająca jego trzymanie w ręce, przyciski oraz akcelerometr. Urządzenie pozwala na interakcje ze środowiskiem 3D wyświetlanym na ekranie komputera.

Z amerykańskiego opisu wynalazku US 20110221672 A1 znany jest mocowany do ręki kontroler dedykowany do zastosowania z okularami rzeczywistości rozszerzonej. Kontroler zawiera element sterujący, który po wzbudzeniu palcem ręki użytkownika generuje polecenie sterujące.

Ze stanu techniki znane są żyroskopy CMG - z angielskiego Control Moment Gyros - stosowane w satelitach dla zapewnienia punktu odniesienia i przeciwwagi przy manewrowaniu we wszystkich kierunkach. Takie żyroskopy mają wirniki o stosunkowo wysokiej wadze. Znane jest również wykorzystanie podobnych żyroskopów w urządzeniach przeznaczonych do ćwiczeń takich jak przykładowo znane z amerykańskiego opisu patentowego US 10252151 B2, które zawiera jeden żyroskop CMG, czujnik ruchu do wykrywania ruchu urządzenia, co najmniej jeden silnik elektryczny do napędzania wirnika żyroskopu, a także co najmniej jeden silnik elektryczny do zapewnienia obrotu przegubu żyroskopu.

Ponadto z międzynarodowego opisu zgłoszeniowego WO 2016195503 znany jest ręczny kontroler przeznaczony do interakcji z fizycznymi ruchomymi obiektami oraz graficznymi interfejsami użytkownika, wyposażony w moduł żyroskopowy zawierające co najmniej jeden żyroskop mechaniczny, którego wirnik jest podłączony do silnika elektrycznego. Rozwiązanie to umożliwia symulowanie ruchu w zależności od aktywności wykonywanych przez obiekty przedstawione graficznie na ekranie, co daje użytkownikowi trójwymiarowe fizyczne sprzężenie zwrotne będące rezultatem aktywności obiektów przedstawionych graficznie na ekranie komputera lub sterowanych obiektów zewnętrznych. Korzystanie z urządzenia wymaga używania dwóch kończyn górnych. Ponadto ze względu na jego gabaryty dłuższe korzystanie z urządzenia może być utrudnione.

Z amerykańskiego zgłoszenia wynalazku US 20140008496 A1 znany jest sposób i system zdalnego sterowania dronem. Polecenia i akcje są wykonywane z wykorzystaniem ręcznego urządzenia zawierającego czujnik ruchu z żyroskopem elektronicznym oraz akcelerometrem do sterowania pochyleniem i odchyleniem oraz skokiem w układzie współrzędnych. Na ekranie urządzenia wyświetlany jest obraz z kamery drona.

Z polskiego opisu patentowego PL 223180 B1 znany jest przenośny system do sterownia urządzeniami mobilnymi, składający się z modułu audio-wideo oraz modułu sterowania służącego do sterowania ruchem urządzenia. Odbiornik audio-wideo montowany jest na nadgarstku lub przedramieniu operatora, zaś moduł sterowania jest trzymany w dłoni i zabezpieczony jest przed upuszczeniem, za pomocą opaski zakładanej na nadgarstek.

Z polskiego opisu patentowego PL 239579 B1 znany jest kontroler do mocowania na ciele człowieka zawierający uchwyt na wykorzystywane w nim urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy oraz nadajnik i odbiornik radiowy. Kontroler ma uprząż do montowania na obwodzie ręki, przy czym ta uprząż jest połączona w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki z uchwytem na urządzenie komputerowe, zaś ten uchwyt ma odkrytą część odpowiadającą przynajmniej części panelu dotykowego urządzenia komputerowego, a odkryta część jest od strony odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki w obszarze palców. Rozwiązanie to pozwala, na przekazywanie dodatkowych informacji użytkownikowi za pomocą silniczków wibracyjnych zamontowanego w nim urządzenia komputerowego.

Celem wynalazku jest poprawa precyzji sterowania, a także zwiększenie biologicznego sprzężenia zwrotnego w kontrolerze znanym z opisu patentowego PL 239579 B1, a także jego lepsze dostosowanie do potrzeb osób z dysfunkcjami kończyn górnych.

Kontroler do mocowania na ręce zawierający uchwyt na wykorzystywane w nim urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy oraz nadajnik i odbiornik radiowy, a także mający uprząż do montowania na obwodzie ręki w obszarze obejmującym co najmniej śródręcze, przy czym ta uprząż jest połączona w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki z uchwytem na urządzenie komputerowe, zaś ten uchwyt ma odkrytą część odpowiadającą przynajmniej części panelu dotykowego urządzenia komputerowego, a odkryta część jest od strony odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki w obszarze palców, według patentu nr Pat. 239579, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego uprząż ma w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki zamontowany moduł żyroskopowy zawierający co najmniej jeden żyroskop mechaniczny napędzany silnikiem elektrycznym.

Korzystnie połącznie uchwytu kontrolera z uprzężą jest za pośrednictwem ramienia, którego jeden koniec połączony jest z uprzężą w miejscu odpowiadającym powierzchni dłoniowej ręki, a drugi koniec jest połączony z uchwytem, przy czym połączenie ramienia z uprzężą oraz z uchwytem są przegubowe, a moduł żyroskopowy jest zamontowany pomiędzy uprzężą a ramieniem.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli moduł żyroskopowy kontrolera zawiera cztery żyroskopy mechaniczne.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeśli każdy z żyroskopów mechanicznych modułu żyroskopowego kontrolera ma wirnik podłączony do oddzielnego silnika elektrycznego.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli każdy z żyroskopów mechanicznych kontrolera ma wirnik ułoży skowany w zawieszeniu zawierającym drugi przegub o co najmniej jednej osi obrotu.

Następne korzyści uzyskuje się, jeśli moduł żyroskopowy kontrolera jest sterowany z urządzenia komputerowego zamontowanego w uchwycie tego kontrolera.

Sposób sterowania urządzeniami wyposażonymi w odbiornik radiowy za pomocą kontrolera określonego w zastrz. 1, w pierwszym etapie uprząż kontrolera mocuje się na ręce, a urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w następujące czujniki: akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy, a także nadajnik radiowy, montuje się w uchwycie kontrolera panelem dotykowym zwróconym w kierunku palców i łączy się go radiowo z odbiornikiem radiowym sterowanego urządzenia, po czym w drugim etapie porusza się kontrolerem oraz dotyka się palcami panel dotykowy, a z wykorzystaniem czujników urządzenia komputerowego ustala się zmianę położenia kontrolera w przestrzeni względem punktu początkowego oraz bezprzewodowo przesyła się informację o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego urządzenia komputerowego do odbiornika sterowanego urządzenia i na podstawie tej informacji steruje się tym urządzeniem, według patentu nr Pat. 239579, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w etapie drugim wprowadza się w ruch obrotowy wirnik co najmniej jednego żyroskopu mechanicznego.

Korzystnie w pierwszym etapie w uchwycie montuje się smartfon.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli po radiowym połączeniu smartfona z odbiornikiem radiowym sterowanego urządzenia na wyświetlaczu zamontowanego w uchwycie smartfona wyświetla się przyciski, a przez dotknięcie tych przycisków uruchamia się przypisaną do nich funkcję.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeżeli steruje się urządzeniem systemu rzeczywistości wirtualnej, mieszanej lub rozszerzonej.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli po zamontowaniu urządzenia komputerowego w uchwycie łączy się je radiowo ze smart fonem zamocowanym w goglach wirtualnej rzeczywistości, po czym w drugim etapie porusza się ręką, na której zamocowany jest kontroler oraz dotyka się palcami jego panelu dotykowego, a z wykorzystaniem jego czujników, ustala się punkt w przestrzeni, w którym znajduje się kontroler oraz bezprzewodowo przesyła się informację o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego do odbiornika smartfona zamontowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości i na podstawie tej informacji steruje się obiektem wirtualnym.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeżeli po radiowym połączeniu urządzenia komputerowego zamontowanego w uchwycie na wyświetlaczu smartfona zamontowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości wyświetla się pomniejszony obraz przycisków oraz punkty odpowiadające miejscom, w których użytkownik dotyka panel dotykowy urządzenia komputerowego zamontowanego w uchwycie kontrolera.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeżeli w drugim etapie na podstawie informacji o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego urządzenia komputerowego steruje się sterowanym urządzeniem, zmieniając jego pozycję w przestrzeni.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeżeli steruje się dronem albo ramieniem robota.

Zastosowane w kontrolerze według wynalazku żyroskopy mechaniczne, pozwalają na jego stabilizację podczas sterowania, a także na uzyskanie fizycznego biologicznego sprzężenia zwrotnego. Wirujące wirniki żyroskopów mechanicznych powodują powstanie siły odśrodkowej uzależnionej od nadanej im prędkości obrotowej sterowanej z wykorzystanego w kontrolerze urządzenia komputerowego. Za pomocą urządzenia komputerowego możemy zmieniać wartość powstałej siły odśrodkowej, której wektor ma zwrot przeciwstawny do wykonywanego przez użytkownika ruchu ręką z zamontowanym kontrolerem, co pozwala na uzyskanie fizycznego biologicznego sprzężenia zwrotnego.

Sprzężenie zwrotne pozwoli na bardziej precyzyjne i bezpieczne sterowanie dronami, umożliwiając nie tylko stabilniejszą kontrolę, ale również uzyskanie dodatkowej dokładniejszej informacji o prędkości poruszania się sterowanego obiektu oraz wykonywanych manewrach. Ponadto fizyczne biologiczne sprzężenie zwrotne umożliwi uzyskanie przez użytkownika dodatkowych bodźców, które pozytywnie wpłyną na jego doświadczenia podczas wykorzystania kontrolera w grach i aplikacjach w wirtualnej rzeczywistości. Umożliwi to także symulowanie ciężaru, oporu oraz prędkości obiektów w rzeczywistości wirtualnej. Rozwiązanie pozwala również, po opracowaniu dedykowanych zestawów ćwiczeń, na szerokie zastosowanie w rehabilitacji. Dotyczy to między innymi pacjentów z dysfunkcjami kończyn górnych, a także z porażeniem jednostronnym bocznym. Dzięki kontrolowanej sile odśrodkowej powstałej z układu wirujących wirników żyroskopów mechanicznych pacjent uzyska możliwość wykonywania dodatkowych ćwiczeń, które bez tego układu nie byłyby możliwe. Dodatkowo dzięki bodźcom informującym pacjenta o prawidłowości wykonywanych ćwiczeń poprawiona jest efektywność terapii.

Kontroler mocowany do ciała człowieka według wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunku, na którym kolejno fig. 1 przedstawia kontroler w rzucie perspektywicznym, fig. 2 - ten sam kontroler w widoku z boku, fig. 3 - ten sam kontroler w widoku z dołu z wyrwaniem w wariancie wykonania z jednym żyroskopem mechanicznym, fig. 4 - kontroler w widoku z dołu z wyrwaniem w wariancie wykonania z czterema żyroskopami mechanicznymi, fig. 5 - kontroler w widoku z boku z wyrwaniem, fig. 6 - kontroler w widoku z góry, fig. 7 - kontroler w widoku z góry zamocowany na ręce, fig. 8 - przyciski wyświetlane na wyświetlaczu smartfona zamontowanego w kontrolerze, fig. 9 - podgląd przycisków wyświetlany stereoskopowo na wyświetlaczu smartfona zamontowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości, fig. 10 - podgląd przycisków z fig. 9 pokazany w powiększeniu.

W pierwszym przykładzie wykonania kontroler mocowany na ciele człowieka wykorzystujący urządzenie komputerowe ma uprząż 1 do montowania na ręce, przy czym ta uprząż 1 jest połączona z uchwytem 2 na urządzenie komputerowe, w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki. Wykorzystanym w kontrolerze urządzeniem komputerowym jest zamontowany w jego uchwycie 2 smartfon 3. Połączenie uchwytu 2 z uprzężą 1 jest za pośrednictwem ramienia 4. Pierwszy koniec ramienia 4 jest połączony z uprzężą 1, a drugi jest połączony z uchwytem 2. Połączenia ramienia 4 z uprzężą 1 oraz z uchwytem 2 są połączeniami przegubowymi o dwóch osiach obrotu. Ramię 4 w swojej środkowej części ma pierwszy przegub 5 walcowy. Uprząż 1 kontrolera ma w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki dystansową podkładkę 6, która od wewnątrz zawiera poduszkę 7 ze sprężystej pianki poliuretanowej, a od strony zewnętrznej ma sztywną podstawę 8 z tworzywa sztucznego. Połączenie ramienia 4 z uprzężą 1 jest na sztywnej podstawie 8 podkładki 6 dystansowej. W swojej centralnej części poduszka 7 ma wybranie 9. Poduszka 7 jest połączona rozłącznie za pomocą rzepów 14 z podstawką 8’ osadzoną obrotowo mimośrodowo na sztywnej podstawie 8. Takie osadzenie poduszki 7 zapewnia lepszą możliwość dopasowania uprzęży 1 do różnych kształtów dłoni oraz znacznie zwiększa ergonomię kontrolera. Uchwyt 2 ma zacisk 10 sprężynowy do zaciskania na smartfonie 3. Uprząż 1 zawiera dwa pasy 11 i 12 montażowe, do zapinania na obwodzie ręki, z których pierwszy pas 11 jest zapinany w okolicy jej śródręcza pomiędzy kciukiem a pozostałymi palcami za pomocą klamry 13 zatrzaskowej, zaś drugi pas 12 jest do mocowania na obwodzie ręki w pobliżu nadgarstka, za pomocą rzepu 14. Uprząż 1 ma na pierwszym pasie 11 w części odpowiadającej grzbietowi dłoni usztywnienie 15, które od strony przeznaczonej do skierowania ku grzbietowi dłoni wyłożone jest sprężystą pianką. Usztywnienie 15 pełni rolę suwaka do regulacji obwodu pierwszego pasa 11 blokowanego w klamrze 13 zatrzaskowej. Pasy 11 i 12 montażowe są ze sobą połączone łącznikiem 16. Zastosowanie usztywnienia 15 w połączniu z dystansową podkładką 6 pozwala na stabilne ułożenie kontrolera na ręce, zapobiegając jego przesuwaniu, przy wykonywaniu energicznych ruchów, a także zwiększa komfort przy długotrwałym użytkowaniu. Połączenia przegubowe pomiędzy końcami ramienia 4 oraz uprzężą 1 i uchwytem 2 pozwalają na ułożenie smartfona 3 w pozycji pozwalającej na wygodne sterownie z wykorzystaniem czterech lub pięciu palców w zależności od jego ustawienia względem ręki. Na pierwszym przegubie 5 oraz połączeniach przegubowych ramienia 4 zamontowane są śruby 17 dociskowe pozwalające na blokowanie ramienia 4 oraz uchwytu 2 w stałej pozycji, co zapobiega przesuwaniu się smartfona 3 zamontowanego w uchwycie 2 względem ręki w trakcie użytkowania. Uprząż 1 ma pasek zabezpieczający 18, pomiędzy pierwszym pasem 11 a drugim pasem 12, który łączy ze sobą te pasy 11 i 12 od strony dystansowej podkładki 6, dodatkowo stabilizując mocowanie uprzęży 1 na ręce. Dystansowa podkładka 6 zawiera we wnętrzu swojej podstawy 8 moduł żyroskopowy 19, w którym zamontowany jest jeden żyroskop mechaniczny 20, zawierający wirnik 21 ułożyskowany w nieruchomym zawieszeniu 22. Wirnik 21 jest napędzany silnikiem elektrycznym 23. Prędkość obrotowa wirnika 21 jest sterowana ze smartfona 3 zamontowanego w uchwycie 2 kontrolera.

W drugim przykładzie wykonania w module żyroskopowym 19 zamontowane są cztery żyroskopy mechaniczne 20, z których każdy ma wirnik 21 ułożyskowany w zawieszeniu 22 zawierającym drugi przegub 24 o regulowanym elektromechanicznie kącie nachylenia w dwóch osiach. Wirnik 21 każdego z żyroskopów jest podłączony do oddzielnego silnika elektrycznego 23. W pozostałym zakresie wykonanie jest jak w przykładzie pierwszym.

Sposób sterowania obiektami w pierwszym przykładzie realizacji jest prowadzony z wykorzystaniem kontrolera opisanego w drugim przykładzie wykonania, a sterowany jest obiekt w wirtualnej rzeczywistości. W pierwszym etapie uprząż 1 kontrolera mocuje się na ręce, a smartfon 3 montuje się w uchwycie 2, tak by jego ekran dotykowy zwrócony był w kierunku palców. Wykorzystany został smartfon 3 wyposażony w następujące czujniki: kamerę, żyroskop elektroniczny, akcelerometr, magnetometr, pojemnościowy ekran dotykowy, a także odbiornik i nadajnik radiowy. Następnie smartfon 3 łączy się radiowo z drugim smartfonem zamocowanym w goglach wirtualnej rzeczywistości. Na wyświetlaczu smartfona 3 zamontowanego w uchwycie 2 wyświetla się kształty pełniące rolę przycisków 25 kontrolera. Na smartfonie zamontowanym w goglach wirtualnej rzeczywistości wyświetla się podgląd przycisków 25 wyświetlanych na smartfonie 3 zamontowanym w uchwycie 2 kontrolera. Podgląd przycisków 25 jest pomniejszony i pokazuje również punkty 26, w których dotykany jest ekran smartfona 3 zamontowanego w uchwycie 2 kontrolera, dzięki czemu użytkownik widzi położenie swoich palców i nie ma problemu z odnalezieniem przycisków 25 na smartfonie 3 kontrolera. Następnie w drugim etapie, porusza się ręką oraz całą kończyną górną z zamocowanym kontrolerem oraz dotyka się palcami ekranu dotykowego w obszarze wyświetlanych na nim przycisków 25, a także wykonuje się predefiniowane gesty. Następnie bezprzewodowo przesyła się informację o położeniu kontrolera w przestrzeni oraz dotknięciach panelu dotykowego i wykonanych gestach, do smartfona zamocowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości. Na podstawie przesłanej informacji steruje się obiektami w wirtualnej rzeczywistości na przykład porusza się postacią w grze. W przypadku napotkania przez obiekt wirtualnych przeszkód uruchamia się silnik wibracyjny. Dodatkowo w drugim etapie wykonuje się gesty powyżej ekranu dotykowego smartfona 3 i jego przedniej kamery. Gesty te są rejestrowane i rozpoznawane za pomocą przedniej kamery smartfona 3 kontrolera, a informacje o wykonanych gestach są przesyłane do smartfona zamontowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości. Ponadto w drugim etapie wprowadza się w ruch obrotowy wirniki 21 żyroskopów mechanicznych 20 i w ten sposób stabilizuje się położenie kontrolera. Za pomocą sterowanych elektromechanicznie drugich przegubów 24 zawieszeń 22 żyroskopów mechanicznych 20, reguluje się kąt nachylenia wirników 21. Wprowadzone w ruch obrotowy wirniki 21 pozwalają ponadto na uzyskanie fizycznego biologicznego sprzężenia zwrotnego dającego informację użytkownikowi o prędkości poruszania się sterowanego obiektu, czy też napotkanie wirtualnej przeszkody, co pozwala na symulację ciężaru, oporu oraz prędkość obiektów w rzeczywistości wirtualnej. Prędkością obrotową wirników 21 oraz ich nachyleniem steruje się ze smartfona 3 zamontowanego w uchwycie 2 kontrolera. Sposób realizowany jest przy wykorzystaniu dedykowanych aplikacji zainstalowanych na smartfonie 3 zamocowanym w uchwycie 2 kontrolera oraz w goglach wirtualnej rzeczywistości.

W drugim przykładzie realizacji sposobu według wynalazku sterowany jest dron. Wykorzystany został kontroler według drugiego przykładu wykonania. W pierwszym etapie uprząż 1 kontrolera mocuje się na ręce, a w jego uchwycie 2 montuje się smartfon 3 jak w pierwszym przykładzie realizacji sposobu, a za pomocą sieci radiowej łączy się go z dronem oraz wyświetla się przyciski 25. Następnie w drugim etapie wykonuje się ruchy ręką z zamontowanym kontrolerem i z wykorzystaniem czujników smartfona 3 ustala się punkt w przestrzeni, w którym znajduje się kontroler. Jednocześnie dotyka się palcami wyświetlacz dotykowy smartfona 3 i wykonuje predefiniowane gesty lub wciskając wyświetlane na wyświetlaczu przyciski 25 wyświetlane, które przypisane są do określonych funkcji drona. Informację o położeniu kontrolera w przestrzeni oraz wciśniętych na wyświetlaczu dotykowym przyciskach 25 lub wykonanych gestach przesyła się radiowo do drona. Dron porusza się w sposób odpowiadający ruchom wykonanym przez rękę użytkownika z zamocowanym kontrolerem. Podczas drugiego etapu wprowadza się w ruch obrotowy wirniki 21 żyroskopów mechanicznych 20 modułu żyroskopowego 19 kontrolera. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie stabilizacji położenia kontrolera, a także uzyskanie przez użytkownika dodatkowej szybkiej informacji o prędkości poruszania sterowanego drona, a co za tym idzie wcześniejszą reakcję i zmianę prędkości, czy też toru ruchu. Sposób realizowany jest przy wykorzystaniu dedykowanych aplikacji zainstalowanych na smartfonie 3 zamocowanym w uchwycie 2 kontrolera.

Claims (15)

1. Kontroler do mocowania na ręce zawierający uchwyt na wykorzystywane w nim urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy oraz nadajnik i odbiornik radiowy, a także mający uprząż do montowania na obwodzie ręki w obszarze obejmującym co najmniej śródręcze, przy czym ta uprząż jest połączona w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki z uchwytem na urządzenie komputerowe, zaś ten uchwyt ma odkrytą część odpowiadającą przynajmniej części panelu dotykowego urządzenia komputerowego, a odkryta część jest od strony odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki w obszarze palców, według patentu nr Pat.239579, znamienny tym, że jego uprząż (1) ma w swojej części odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki zamontowany moduł żyroskopowy (19) zawierający co najmniej jeden żyroskop mechaniczny (20) napędzany silnikiem elektrycznym (23).

2. Kontroler według zastrz, 1, znamienny tym, że połącznie uchwytu (2) z uprzężą (1) jest za pośrednictwem ramienia (4), którego jeden koniec połączony jest z uprzężą (1) w miejscu odpowiadającym powierzchni dłoniowej ręki, a drugi koniec jest połączony z uchwytem (2), przy czym połączenie ramienia (4) z uprzężą (1) oraz z uchwytem (2) są przegubowe, a moduł żyroskopowy (19) jest zamontowany pomiędzy uprzężą (1) a ramieniem (4).

3. Kontroler według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jego moduł żyroskopowy (19) zawiera cztery żyroskopy mechaniczne (20).

4. Kontroler według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że każdy z żyroskopów mechanicznych (20) jego modułu żyroskopowego (19) ma wirnik (21) podłączony do oddzielnego silnika elektrycznego (23).

5. Kontroler według zastrz. 4, znamienny tym, że każdy z żyroskopów mechanicznych (20) ma wirnik ułożyskowany w zawieszeniu (22) zawierającym drugi przegub (24) o co najmniej jednej osi obrotu.

6. Kontroler według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że moduł żyroskopowy (19) jest sterowany z urządzenia komputerowego zamontowanego w uchwycie (2) kontrolera.

7. Sposób sterowania urządzeniami wyposażonymi w odbiornik radiowy za pomocą kontrolera określonego w zastrz. 1, w pierwszym etapie uprząż kontrolera mocuje się na ręce, a urządzenie komputerowe wyposażone co najmniej w następujące czujniki: akcelerometr, żyroskop elektroniczny, kamerę, panel dotykowy, a także nadajnik radiowy, montuje się w uchwycie kontrolera panelem dotykowym zwróconym w kierunku palców i łączy się go radiowo z odbiornikiem radiowym sterowanego urządzenia, po czym w drugim etapie porusza się kontrolerem oraz dotyka się palcami panel dotykowy, a z wykorzystaniem czujników urządzenia komputerowego ustala się zmianę położenia kontrolera w przestrzeni względem punktu początkowego oraz bezprzewodowo przesyła się informację o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego urządzenia komputerowego do odbiornika sterowanego urządzenia i na podstawie tej informacji steruje się tym urządzeniem, według patentu nr Pat.239579, znamienny tym, że w etapie drugim wprowadza się w ruch obrotowy wirnik (21) co najmniej jednego żyroskopu mechanicznego (20).

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w pierwszym etapie w uchwycie (2) montuje się smartfon (3).

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że po radiowym połączeniu smartfona (3) z odbiornikiem radiowym sterowanego urządzenia na wyświetlaczu zamontowanego w uchwycie (2) smartfona (3) wyświetla się przyciski (25), a przez dotknięcie tych przycisków (25) uruchamia się przypisaną do nich funkcję.

10. Sposób według zastrz. 7 albo 8, albo 9, znamienny tym, że steruje się urządzeniem systemu rzeczywistości wirtualnej, mieszanej lub rozszerzonej.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że po zamontowaniu urządzenia komputerowego w uchwycie (2) łączy się je radiowo ze smartfonem zamocowanym w goglach wirtualnej rzeczywistości, po czym w drugim etapie porusza się ręką, na której zamocowany jest kontroler, oraz dotyka się palcami jego panelu dotykowego, a z wykorzystaniem jego czujników, ustala się, punkt w przestrzeni, w którym znajduje się kontroler oraz bezprzewodowo przesyła się informację o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego do odbiornika smartfona zamontowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości i na podstawie tej informacji steruje się obiektem wirtualnym.

12. Sposób według zastrz; 11, znamienny tym, że po radiowym połączeniu urządzenia komputerowego zamontowanego w uchwycie (2) na wyświetlaczu smartfona zamontowanego w goglach wirtualnej rzeczywistości wyświetla się pomniejszony obraz przycisków (25) oraz punkty (26) odpowiadające miejscom, w których użytkownik dotyka panel dotykowy urządzenia komputerowego zamontowanego w uchwycie (2) kontrolera.

13. Sposób według zastrz. 7 albo 8, albo 9, znamienny tym, że w drugim etapie na podstawie informacji o zmianie położenia kontrolera oraz dotknięciach panelu dotykowego urządzenia komputerowego steruje się sterowanym urządzeniem, zmieniając jego pozycję w przestrzeni.

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że steruje się dronem.

15. Sposób według zastrz. 7 albo 8, albo 9, znamienny tym, że steruje się ramieniem robota.