[发明专利]利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的方法及实现装置

权利要求书

1.一种利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的方法，其特征在于：所述的方法首先通过设置在鞋子内的无线传感综合模块采集和确定鞋子的运动信息，然后通过无线传输模块将鞋子的运动信息传送至上位机接收模块，上位机接收模块通过USB直接连接PC机，在上位机接收模块或PC机中，将鞋子的运动信息根据当前键盘模式或鼠标模式转换为相应的键盘扫描码或者鼠标移动信息和按键信息，达到利用鞋子的运动信息代替键盘或鼠标的作用；所述的鞋子的运动信息包括鞋子的位移变化和姿态角变化信息。

2.根据权利要求1所述的一种利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的方法，其特征在于：所述的确定鞋子的位置和姿态角是通过无线传感综合模块中的基于ARM的中央处理单元实现的，根据捷联惯导系统中加速度计和数字陀螺测量的信息，计算得到鞋子局部坐标系相对于世界坐标系的位置和姿态角；

当鞋子处于静止或低速平稳运动时，使用根据加速度计和磁阻传感器计算得到的姿态角对根据捷联惯导算法计算得到的姿态信息进行修正，具体为：使用三轴加速度信息计算出俯仰角θ和横滚角γ；结合姿态角信息和磁阻传感器测量到的地磁场强度信息计算得到磁航向，磁航向加上当地磁偏角得到地理航向角ψ'，得到最终的鞋子的位置(x_n,y_n,z_n)和修正后的姿态角(θ，γ，ψ)，作为鞋子的六自由度运动数据发送至上位机。

3.根据权利要求1所述的一种利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的方法，其特征在于：所述的上位机接收模块的具体工作过程为：上位机接收模块中的单片机将鞋子的运动信息通过映射表映射为键盘或鼠标输入，得到键盘扫描码或者鼠标移动信息和按键信息，并将输入信息转换为标准的USB外设信号，触发相应的硬件中断，将键盘扫描码或者鼠标移动和按键信息传输给BIOS的缓冲区，以备系统调用。

4.根据权利要求1所述的一种利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的方法，其特征在于：所述的PC机接收上位机接收模块的运动信息后，基于所述的映射表和Windows API函数，将所采集到的运动信息映射为键盘扫描码或虚拟按键值，或者映射为鼠标按键消息，模拟系统输入，实现鞋子运动信息映射为键盘按键和鼠标移动消息。

5.一种利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的装置，其特征在于：所述的装置包括设置在鞋子上的无线传感综合模块和设置在PC机终端的上位机接收模块，所述的无线传感综合模块与上位机接收模块之间通过无线传输方式实现运动信息的传输；所述的无线传感综合模块包括加速度传感器、角度传感器、磁阻传感器、信号调理单元、中央处理单元、无线传输模块和电源单元，所述的电源单元用于为加速度传感器、角度传感器、磁阻传感器、信号调理单元、中央处理单元和无线传输模块供电；所述的加速度传感器采集鞋子加速度运动信息，与磁阻传感器的地磁场强度信息一起经过信号调理单元调理为可用信号后，与角度传感器采集的鞋子角度信息一起发送到中央处理单元，中央处理器单元采用基于ARM的芯片，对上述的加速度、角速度和地磁场强度信息进行解算，还原出鞋子在世界坐标系下的运动信息，并将鞋子的运动信息经过无线传输模块的发送端发送给上位机接收模块；上位机接收模块主要包括无线传输模块、单片机、USB/UART接口转换芯片、电源芯片以及USB接口，所述的无线传输模块用于接收无线传感综合模块的运动信息，并通过USB/UART接口转换芯片转换后，成为可传输的格式，USB接口用于连接PC机终端；所述的电源芯片用于为无线传输模块、USB/UART接口转换芯片以及USB接口提供稳定电源。

6.根据权利要求5所述一种利用鞋子代替键盘鼠标作为计算机外设的装置，其特征在于：上位机接收模块中的单片机的工作过程为：将鞋子的运动信息通过映射表映射为键盘或鼠标输入，得到键盘扫描码或者鼠标移动信息和按键信息，并将输入信息转换为标准的USB外设信号，触发相应的硬件中断，将键盘扫描码或者鼠标移动和按键信息传输给BIOS的缓冲区，以备系统调用。