[发明专利]面向军体拳教学系统的智能手机交互平台及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种新的面向军体拳教学系统交互方式，尤其涉及了面向军体拳教学系统的智能手机交互平台及其实现方法，属于智能手机的传感器应用和其与个人计算机的人机交互领域。 

背景技术

IPhone、Android智能手机的出现，手机已经从传统单一的通信工具成为各类服务应用的提供者，随之而来的是智能手机如何与传统个人计算机交互的新型应用。目前通过个人局域网，如WiFi，蓝牙技术，智能手机已经能够与个人计算机很好的通信，它们之间的信息共享使人们的日常生活和工作更加便捷。集成在智能手机上的各类传感器也为智能手机与个人计算机的交互提供了更好的接口。用户可以通过对手机的不同操作与计算机进行通讯，计算机也将用户操作的信息反馈给手机。智能手机作为未来通讯终端的发展方向，可以预见的是，基于手机与个人计算机的新的交互方式将成为人机交互研究领域的一个热点。 

发明内容

本发明针对面向web军体拳教学系统的新型交互方式，构建了一个智能手机与个人计算机的交互平台，通过对智能手机的操控，间接实现对web浏览器中军体拳教学系统的操控，在使用军体拳教学系统方面获得一种更有趣的用户体验。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案: 

面向军体拳教学系统的智能手机交互系统，它由智能手机作为客户模块、个人计算机作为服务器模块和通信模块三部分组成；

其中：智能手机端主要进行手机的运动数据处理，包括旋转角度和重力加速度的采集和计算；

个人计算机模块主要进行数据处理工作，将采集的旋转变量和重力加速度变量转化为对鼠标响应事件的操作；

通信模块主要进行手机与计算机之间的数据传输。

所述智能手机端的数据采集包括一个滤波器，用来屏蔽用户使用中的自然抖动等噪音，进行信号平滑处理。 

所述的面向军体拳教学系统的智能手机交互系统的实现方法，该方法的实现步骤如下： 

步骤1：用户手机信号的采集，通过采集智能手机搭载的内置陀螺仪信号，在一个固定的采样时间内，调用陀螺仪控制器事件监听器采样方法，获得操作手机的旋转角度及重力加速度数据，并表示为手机的原始运动信号绝对值r_aX、r_aY、r_aZ，因为此信息包含地球重力加速度G，无法直接转变为立体空间中的X、Y、Z三个轴向的线性加速度aX、aY、aZ，来表示用户对手机的操作；所以，原始信号数据需要通过以下公式进行转换，其中，R和P为陀螺仪朝向信息，D为旋转角度对应的弧长：

gX = G×sin(R×D)；

gY = G × sin(P×D)；

gZ = sqrt(G?? - gX- gY??)；

aX = r_ax – gX；

aY = r_ay – gY；

aZ = r_az + gZ；

步骤2：手机将采集到的角度及加速度数据传输到计算机中； 

步骤3：计算机接收到手机发送的旋转角度和重力加速度数据，当aX、aY、aZ不为0时，将手机的沿屏幕法向的旋转操作，映射为沿Web军体拳系统z轴的鼠标拖拽事件；将手机沿长轴的旋转操作，映射为沿Web军体拳x轴的鼠标拖拽事件；将手机的沿y轴的平移，映射为Web军体拳的鼠标滚轮事件，也就是远近推拉和复位；通过这种模型分解映射的方法降低手机在三维空间中产生的数据维数，转为二维平面上的模拟鼠标±X、±Y四方向的位移信息以及对应的鼠标响应事件，实现对三维场景的控制。

所述步骤2中，手机将采集到的角度及加速度数据传输到计算机的过程如下：手机首先将各种信号数据都统一的转化成字符串，利用TCP通信协议，通过无线路由器找到计算机的IP地址建立一个临时双向通信局域网，然后将字符串信息传给计算机，计算机据此重现用户的操作；同样的，计算机把各种反馈信息转为信号，通过socket找到手机的IP地址，将信号传给手机。