[发明专利]一种模拟器旋转向量感应数据获取方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及模拟器技术领域，特别是涉及一种模拟器旋转向量感应数据获取方法及装置。

背景技术

模拟器(emulator)也称仿真器(simulator)，是指通过软件方式模拟硬件设备的功能和操作系统，建立起具有完整硬件功能的、运行在一个隔离环境中的虚拟系统。模拟器的形式多种多样，常见的模拟器多是基于PC机的，例如在PC机中模拟各种游戏机、便携设备，甚至在PC机中模拟另外一台或多台PC机。模拟器的主要作用，一方面是使得在某种平台上能够运行其他平台上的软件，例如在PC机上玩游戏机中的游戏；另一方面是用软件模拟的方式，提供用于测试设备的环境，以便于数据搜集，bug定位等等。

对于游戏机、手机等设备的模拟器而言，一个重要的功能就是实现操作方式的模拟，常见的方式是把游戏机摇杆、按键、手机按键等映射到PC机上的键盘、鼠标等操作设备，然而随着技术的发展，现在各种设备上的输入方式已经不仅仅限于简单的按键操作，例如智能手机、平板电脑上的触屏操作、轨迹球操作、感应操作等等都已经逐渐成为主流的操作方式。

目前，触屏操作和轨迹球操作已经可以用键盘或鼠标的方式模拟实现，但是，对于感应操作而言，需要依赖设备中内置的感应器硬件设备(例如重力感应器、磁力感应器、姿态感应器、旋转向量感应器等等)来实现，在现有的模拟器软件中，还无法实现对各类感应操作方式的模拟。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种模拟器旋转向量感应数据获取方法及装置，以实现在模拟器软件中对旋转向量感应操作方式的模拟，技术方案如下：

一种模拟器旋转向量感应数据获取方法，包括：

获取模拟设备从第一姿态到第二姿态的姿态变化信息，所述姿态变化信息包括：在模拟设备自身坐标系下，第二姿态相对于第一姿态的三轴旋转角度α、β、γ；

根据α、β、γ计算得到模拟设备第二姿态相对于第一姿态的坐标变换矩阵；

利用四元数旋转向量表示所述坐标变换矩阵并构成方程组，求解得到模拟设备第二姿态相对于第一姿态的旋转向量感应数据；

将旋转向量感应数据发送至模拟器的模拟设备操作系统模块。

根据本发明的一种实施方式，所述模拟设备自身坐标系为：

X轴从设备左侧面指向右侧面、Y轴从设备下侧面指向上侧面、Z轴从设备的背面指向正面。

根据本发明的一种实施方式，所述α、β、γ分别为：

设备围绕X、Y、Z轴逆时针方向旋转的角度。

根据本发明的一种实施方式，所述根据α、β、γ计算得到模拟设备第二姿态相对于第一姿态的坐标变换矩阵，包括：

根据γ计算得到从第一姿态变为第一暂态的坐标变换矩阵RZ，其中，设备从第一姿态围绕Z轴旋转角度γ后变为第一暂态；

根据α计算得到从第一暂态变为第二暂态的坐标变换矩阵RX，其中，设备从第一暂态围绕X轴旋转角度α后变为第二暂态；

根据β计算得到从第二暂态变为第二姿态的坐标变换矩阵RY，其中，设备从第二暂态围绕Y轴旋转角度β后变为第二姿态；

则模拟设备第二姿态相对于第一姿态的坐标变换矩阵R＝R_YR_XR_Z。

一种模拟器旋转向量感应数据获取装置，包括：

姿态信息获取单元，用于获取模拟设备从第一姿态到第二姿态的姿态变化信息，所述姿态变化信息包括：在模拟设备自身坐标系下，第二姿态相对于第一姿态的三轴旋转角度α、β、γ；

变换矩阵计算单元，用于根据α、β、γ计算得到模拟设备第二姿态相对于第一姿态的坐标变换矩阵；

感应数据计算单元，用于利用四元数旋转向量表示所述坐标变换矩阵并构成方程组，求解得到模拟设备第二姿态相对于第一姿态的旋转向量感应数据；

感应数据发送单元，用于将旋转向量感应数据发送至模拟器的模拟设备操作系统模块。

根据本发明的一种实施方式，所述模拟设备自身坐标系为：

X轴从设备左侧面指向右侧面、Y轴从设备下侧面指向上侧面、Z轴从设备的背面指向正面。

根据本发明的一种实施方式，所述α、β、γ分别为：

设备围绕X、Y、Z轴逆时针方向旋转的角度。

根据本发明的一种实施方式，所述变换矩阵计算单元，包括：

第一计算子单元，用于根据γ计算得到从第一姿态变为第一暂态的坐标变换矩阵R_Z，其中，设备从第一姿态围绕Z轴旋转角度γ后变为第一暂态；