专利名称：一种摇杆感测方法及装置的制作方法目前，各类电视游戏或电脑游戏多采用游戏手柄作为游戏控制的输入设备。游戏 手柄上用来控制游戏角色运动方向的摇杆模拟装置包括有一个摇杆和垂直于手柄内部的 (Printed Circuit Board,PCB)印刷电路板的两个滑动变阻器。用户通过左右、前后、上下 以及任意角度方向上控制摇杆移动时，摇杆在X、 Y轴上的位置会不断的变化，从而分别使 得两个滑动变阻器输出不同的分压值，手柄内的中央控制芯片根据摇杆在X、 Y轴上移动产 生不同的分压值，再通过模拟/数字转换得到一个数字连续变化的模拟量，根据所述模拟 量可控制游戏中对应角色的移动方向以及移动速度等。另外，若将摇杆按下，可使得摇杆下 面的开关闭合；若松开，则摇杆弹起，开关断开，通过控制所述开关的闭合与断开可对应得 到一个"1"和"0"的高低电平的开关量，经过游戏操作设置可实现利用所述开关量对游戏 角色动作的控制。另外，在没有外力扳动摇杆的情况下，摇杆会通过手柄内产生的机械力自 动回归到原点即X、 Y轴的中间位置。 现有技术中的手柄采用滑动变阻器检测X、 Y轴的移动位置，滑动变阻器是由碳条 和金属触头构成，由于碳条与金属触头之间容易因磨损而导致接触不良，使得滑动变阻器 的阻值会产生弹跳或回跳的问题，导致输出的分压值不准确从而无法准确控制游戏角色， 且采用滑动变阻器使得耗费的电能较大。同时，采用滑动变阻器检测摇杆运动距离的手柄 结构比较复杂，不利于生产制造。
有鉴于此，本发明提供了一种摇杆感测方法及装置，解决了手柄结构复杂，不利于生产制造的问题，克服了因滑动变阻器产生弹跳或回跳，导致输出的分压值不准确从而无法准确控制游戏角色的问题以及采用滑动变阻器使得耗费的电能较大的问题。 为解决上述问题，本发明实施例提供了一种摇杆感测方法，该方法包括 运动传感器感测所述摇杆的三维运动数据，所述三维运动数据包括三维加速度数据，三维陀螺仪数据，三维地磁仪数据中的任意一种或多种； 所述运动传感器向中央控制芯片发送所述三维运动数据； 所述中央控制芯片对所述三维运动数据进行处理。 进一步的，所述中央控制芯片对所述三维运动数据进行处理的步骤包括 若所述三维运动数据为三维加速度数据，则所述中央控制芯片对所述三维加速度数据进行处理，得到所述摇杆的移动的距离数据； 若所述三维运动数据为三维陀螺仪数据，则所述中央控制芯片对所述三维陀螺仪 数据进行处理，得到所述摇杆的角位移数据； 若所述三维运动数据为三维地磁仪数据，则所述中央控制芯片对所述三维地磁仪数据进行处理，得到所述摇杆的移动的距离数据。 进一步的，还包括 所述中央控制芯片判断当前运动的物体为所述摇杆或者所述摇杆所在的物体；
若判断出当前运动的物体为所述摇杆，则所述中央控制芯片发送处理后的所述摇 杆的三维运动数据，若判断出当前运动的物体为所述摇杆所在的物体，则所述中央控制芯 片发送处理后的所述摇杆所在的物体的三维运动数据。 进一步的，所述摇杆的移动的距离数据包括X轴、Y轴、Z轴的移动距离数据，所述 摇杆的角位移数据包括X轴、Y轴、Z轴的角位移数据。
相应的，本发明实施例提供了一种摇杆感测装置，其特征在于，包括
运动传感器，设置于所述摇杆上，用于感测所述摇杆的三维运动数据，并向中央控 制芯片发送所述三维运动数据，所述运动传感器包括三维加速度传感器，陀螺仪，地磁仪 中的任意一种或多种； 中央控制芯片，用于对所述运动传感器发送的三维运动数据进行处理。 进一步的，所述中央控制芯片还用于当所述运动传感器为三维加速度传感器时，
对所述三维加速度传感器感测到的三维加速度数据进行处理，得到所述摇杆的移动的距离
数据；当所述运动传感器为陀螺仪时，对所述陀螺仪感测到的三维陀螺仪数据进行处理，得
到所述摇杆的角位移数据；当所述运动传感器为地磁仪时，对所述地磁仪感测到的三维地
磁仪数据进行处理，得到所述摇杆的移动的距离数据。 进一步的，所述中央控制芯片还用于判断当前运动的物体为所述摇杆或者所述摇 杆所在的物体； 若所述当前运动的物体为所述摇杆，则所述中央控制芯片还用于发送处理后的所 述摇杆的三维运动数据，若所述当前运动的物体为所述摇杆所在的物体，则所述中央控制 芯片还用于发送处理后的所述摇杆所在的物体的三维运动数据。 进一步的，所述摇杆的移动的距离数据包括X轴、Y轴、Z轴的移动距离数据，所述 摇杆的角位移数据包括X轴、Y轴、Z轴的角位移数据。 在本发明实施例中，通过采用如三维加速度传感器等运动传感器代替滑动变阻器 检测摇杆运动的距离的摇杆感测装置，仅需要在手柄的摇杆上安装三维加速度传感器等运 动传感器，其结构简单，易于生产制造。同时，采用运动传感器取代滑动变阻器，克服了因滑 动变阻器产生的阻值弹跳或回跳，导致输出的分压值不准确从而无法准确控制游戏角色的 问题，以及采用滑动变阻器使得耗费的电能较大的问题。另外，运动传感器能够感测到Z轴 的移动的距离数据，通过对Z轴移动的距离数据的设置可增加新的应用方式，提高了用户 的体验。


图1是本发明实施例的摇杆感测装置的结构组成示意图； 图2是本发明实施例用于游戏手柄的摇杆感测装置的结构组成示意图； 图3是本发明实施例的摇杆感测方法的流程示意图； 图4是本发明实施例用于游戏手柄的摇杆感测方法的流程示意图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 图1是本发明实施例的摇杆感测装置的结构组成示意图，如图1所示，本发明一 种摇杆感测装置包括运动传感器l，设置于所述摇杆4上，用于感测所述摇杆的三维运动 数据，并向中央控制芯片2发送所述三维运动数据，所述运动传感器包括三维加速度传感 器，陀螺仪，地磁仪中的任意一种或多种；所述中央控制芯片2，用于对所述运动传感器1发 送的三维运动数据进行处理。 所述运动传感器1通过置于所述摇杆4内部的第一数据线3向所述中央控制芯片 发送所述三维运动数据。且所述中央控制芯片2完成对所述三维运动数据的处理后，通过 第二数据线5等将所述处理后的数据发送出去以便于完成对目标的控制操作。
具体的，当所述运动传感器1为三维加速度传感器时，用户扳动所述摇杆4使其移 动的过程中，所述三维加速度传感器能够分别感测到所述摇杆4在X轴即左右方向，Y轴即 前后方向，Z轴即上下方向上的加速度数据，并通过所述第一数据线3实时的将所述加速度 数据发送给所述中央控制芯片2，所述中央控制芯片2对接收到的所述加速度数据进行处 理，得到所述摇杆4的在三维方向上移动的距离数据。即所述中央控制芯片2根据所述加 速度数据以及时间值，可计算出各个时间点时，所述摇杆4在X轴，Y轴，Z轴上移动的距离 数据。对三维加速度数据处理完成后，所述中央控制芯片2将得到的所述摇杆4在X轴，Y 轴，Z轴上移动的距离数据通过第二数据线5发送给外部控制器，用于完成对相关目标相应 的控制操作。 另外，当所述运动传感器1为陀螺仪时，用户扳动所述摇杆4使其移动的过程中， 陀螺仪会感测到所述摇杆4的三维陀螺仪数据即所述摇杆4移动的角加速度值，所述陀螺 仪实时的将所述角加速度值通过所述第一数据线3发送给所述中央控制芯片2，所述中央 控制芯片2根据所述角加速度值以及时间值，得到所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的 角位移数据。得到所述摇杆4的三维角位移数据后，所述中央控制芯片2将所述摇杆4的 X轴、Y轴、Z轴上移动的角位移数据通过所述第二数据线5发送给外部控制器，用于完成对 相关目标相应的控制操作。 另外，当所述运动传感器1为地磁仪时，用户扳动所述摇杆4使其移动的过程中， 地磁仪会感测到所述摇杆4分别在不同位置时的地磁场强度值，所述地磁仪实时的将所述 地磁场强度值通过所述第一数据线3发送给所述中央控制芯片2。所述中央控制芯片2根 据所述地磁场强度值的变化值可得到此时所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据。 其中，地磁仪的主要特征为当被监测物体的移动方向为北方时，地磁仪输出的地磁场强度 值最大，当被监测物体的移动方向为南方时，地磁仪输出的地磁场强度值最小。同时，被监 测物体的高度的不同，感测到的地磁场强度值也不同，根据地磁场强度值的变化值可相应 得出被监测物体的移动距离。得到所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据后，所述 中央控制芯片2将所述摇杆4在X轴，Y轴，Z轴上移动的距离数据通过所述第二数据线5 发送给外部控制器，用于完成对相关目标相应的控制操作。
当所述运动传感器1为三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中任意两种或者三种 的组合时，可分别获取对应的三维加速度数据、角加速度值、地磁场强度值的任意两种或者 三种的组合的三维运动数据。将所述三维运动数据通过所述第一数据线3发送给所述中央 控制芯片2后，所述中央控制芯片2对所述三维运动数据进行对应的处理，即所述中央控制 芯片2根据三维加速度数据结合时间值得到对应的所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的 距离数据、根据角加速度值结合时间值得到所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的角位移 值、根据地磁场强度值的变化值得到所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据，数据 处理完成后，所述中央控制芯片2将所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据或者所 述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的角位移数据通过第二数据线5发送给外部控制器，用于 完成对相关目标相应的控制操作。 当所述摇杆4安装于游戏手柄等设备上成为一体时，所述运动传感器1也可以感 测所述摇杆4所在的设备的三维运动数据，所述中央控制芯片2可对所述运动传感器1感 测到的数据进行处理，并根据所述处理后的数据判断出当前移动的物体为所述摇杆4或者 摇杆4所在的设备，从而分别进行相应数据的接收以及处理操作。 通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点本发明实施例的摇杆感测装置仅 需要在摇杆上安装三维加速度传感器等运动传感器，使得摇杆结构简单，易于生产制造。同 时，采用运动传感器取代滑动变阻器，克服了因滑动变阻器的阻值产生弹跳或回跳时，导致 输出的分压值不准确从而无法准确控制如游戏角色等目标的问题，以及采用滑动变阻器使 得耗费的电能较大的问题。另外，运动传感器能够感测得到Z轴的运动数据并最终得到摇 杆在Z轴移动的距离数据以及角位移数据，通过对Z轴移动的距离数据以及角位移数据的 设置可增加新的应用方式，提高了用户的体验。 如图2所示，图2是本发明实施例用于游戏手柄的摇杆感测装置的结构组成示意 图，该用于游戏手柄的摇杆感测装置包括摇杆4，设置于所述摇杆4上的运动传感器l，放 置于所述摇杆4内部的第一数据线3，中央控制芯片2，以及游戏手柄主体6。所述运动传 感器1通过所述第一数据线3与所述中央控制芯片2相连接。所述游戏手柄包括两个摇杆 4。其中，所述摇杆4可采用有弹性的橡胶制成，其一端的顶部放置所述运动传感器l，另一 端置于所述游戏手柄主体6上，所述摇杆4内留有一定的容置空间以放置用于所述运动传 感器1和所述中央控制芯片2之间进行数据传输的第一数据线3。所述中央控制芯片2可 为单片微型计算机。 所述运动传感器1用于感测所述摇杆4，或者用于感测所述摇杆4所在的所述游戏 手柄主体6的三维运动数据，并向所述中央控制芯片2发送所述三维运动数据，所述运动传 感器包括三维加速度传感器，陀螺仪，地磁仪中的任意一种或者多种。所述中央控制芯片 2用于接收并处理所述运动传感器发送的三维运动数据，还用于判断当前运动的物体为所 述摇杆或者游戏手柄主体6即所述摇杆所在的物体。其中，当所述中央控制芯片2判断出 当前运动的物体为所述摇杆4时，则所述中央控制芯片2接收到的数据为所述运动传感器1 感测到的所述摇杆4的三维运动数据，其处理得到的数据为所述摇杆4的三维运动数据；若 所述中央控制芯片2判断出当前运动的物体为所述游戏手柄主体6时，则所述中央控制芯 片2接收到的数据为所述运动传感器1感测到的所述游戏手柄主体6的三维运动数据，其 处理得到的数据为所述游戏手柄主体6的三维运动数据。具体实现中，所述中央控制芯片
62可通过判断游戏手柄的两个摇杆4中的所述运动传感器1感测得到的三维运动数据的异 同的方式判断出用户当前在使用摇杆4进行控制，或者在使用整个游戏手柄主体6进行控 制，即若对两个摇杆的三维运动数据进行处理后得到的数据不一致，则所述中央控制芯片2 可判断出此时用户正在使用所述摇杆4进行游戏控制，此时所述运动传感器1当前感测的 数据为所述摇杆4的三维运动数据；若对两个摇杆4中的所述运动传感器1感测得到的三 维运动数据进行处理后得到的数据相同，所述中央控制芯片2可判断出此时用户正在使用 游戏手柄主体6进行游戏控制，此时所述运动传感器1当前感测的数据为所述游戏手柄的 三维运动数据。 当所述中央控制芯片2判断出此时用户正在使用所述摇杆4进行游戏控制时，即 用户扳动所述摇杆4进行游戏控制时，所述摇杆4的初始位置可设置为X轴/Y轴的中间位 置，此时设置于所述摇杆4上的运动传感器1感测得到的数据为所述摇杆4移动产生的相 对于初始位置的三维运动数据，所述运动传感器1可以为三维加速度传感器，陀螺仪，地 磁仪中的任意一种或多种。所述运动传感器1通过所述第一数据线3将所述感测得到的所 述摇杆4的三维运动数据发送给所述中央控制芯片2，所述中央控制芯片2处理所述三维 运动数据得到的数据为所述摇杆4在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据或者在X轴、Y轴、 Z轴上移动的角位移数据，并将所述数据发送给游戏控制主机以进行相应的游戏控制操作。
当所述中央控制芯片2判断出此时用户正在使用所述游戏手柄主体6进行游戏控 制时，即用户移动所述游戏手柄主体6如倾斜所述游戏手柄主体6等方式进行游戏控制时， 此时设置于所述摇杆4上的运动传感器1感测得到的数据为所述游戏手柄主体6移动产生 的三维运动数据。所述运动传感器1通过所述第一数据线3将所述感测得到的所述游戏手 柄主体6的三维运动数据发送给所述中央控制芯片2，所述中央控制芯片2处理所述三维运 动数据得到的数据为所述游戏手柄主体6在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据或者在X轴、 Y轴、Z轴上移动的角位移数据，并将所述数据发送给游戏控制主机以进行相应的游戏控制 操作。 可以理解的是，上述的设定仅为举例，在其他的应用场合例如工业应用中需要使
用手柄摇杆进行机械控制时，也可以进行类似的设定，在此不进行赘述。 通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点本发明实施例的仅需要在游戏手
柄的摇杆上安装三维加速度传感器等运动传感器，使得游戏手柄的结构简单，易于生产制
造。同时，采用运动传感器取代滑动变阻器，克服了因滑动变阻器的阻值产生弹跳或回跳
时，导致输出的分压值不准确从而无法准确控制如游戏角色等目标的问题，以及采用滑动
变阻器使得耗费的电能较大的问题。另外，运动传感器能够感测得到摇杆在Z轴的运动数
据并最终得到Z轴移动的距离数据以及角位移数据，通过对Z轴移动的距离数据以及角位
移数据的设置可增加新的应用方式，提高了用户的体验。 图3是本发明的摇杆感测方法的第一实施例流程示意图；如图3所示，该方法包 括 S301 :运动传感器感测所述摇杆的三维运动数据，所述三维运动数据包括三维
加速度数据，三维陀螺仪数据，三维地磁仪数据中的任意一种或多种。可根据需要分别采用
三维加速度传感器，陀螺仪，地磁仪作为运动传感器感测摇杆的三维运动数据。
S302 :所述运动传感器向中央控制芯片发送所述三维运动数据。所述运动传感器
7可通过数据线将感测到的三维运动数据发送给中央控制芯片。 S303 :所述中央控制芯片对所述三维运动数据进行处理。所述中央控制芯片可以 为单片微型计算机，用于对所述运动传感器感测到的三维加速度数据，三维陀螺仪数据，三
维地磁仪数据中的任意一种或多种进行处理，以获得用于进行目标运动控制的数据。具体 的，所述中央控制芯片对三维加速度数据进行处理，得到所述摇杆分别在X轴、Y轴、Z轴上 移动的距离数据；所述中央控制芯片对三维陀螺仪数据进行处理，即对角加速度值进行处 理，得到所述摇杆分别在X轴、Y轴、Z轴上移动的角位移数据；所述中央控制芯片对所述三 维地磁仪数据进行处理，即对地磁场强度值进行处理，得到所述摇杆分别在X轴、Y轴、Z轴 上移动的距离数据。 S304 :所述中央控制芯片将所述处理后的三维运动数据发送给外部控制器。所述 中央控制芯片将所述处理后的三维运动数据，即所述摇杆在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数 据和角位移数据发送给外部控制器，以使所述外部控制器根据所述X轴、Y轴、Z轴上移动的 距离数据和角位移数据进行相应的控制。 具体实现中，感测所述摇杆的运动传感器也可根据需要感测摇杆所在的物体的三 维运动数据，中央控制芯片可根据其对运动传感器感测到的三维运动数据处理后的数据的 异同判断出此时接收到的数据为所述摇杆的三维运动数据或者是所述摇杆所在的物体的 三维运动数据。 在本实施例中，通过使用运动传感器代替滑动变阻器用来感测摇杆移动的数据， 使得摇杆的结构简单，易于生产制造，同时，避免了因滑动变阻器产生阻值弹跳或回跳，导 致输出的分压值不准确从而无法准确控制如游戏角色等目标的问题，以及采用滑动变阻器 使得耗费的电能较大的问题。另外，运动传感器能够感测得到Z轴的运动数据并最终得到 移动的距离数据以及角位移数据，通过对Z轴移动的距离数据以及角位移数据的设置可增 加新的应用方式，提高了用户的体验。 图4是本发明实施例用于游戏手柄的摇杆感测方法的流程示意图，如图4所示，该 方法包括 S401 :运动传感器感测所述摇杆的三维运动数据，并将所述三维运动数据发送给 中央控制芯片。其中，运动传感器感测的数据为手柄中的两个摇杆的三维运动数据，所述三 维运动数据包括三维加速度数据、三维陀螺仪数据和三维地磁仪数据中的任意一种或者 多种。 S402 :中央控制芯片对所述运动传感器发送的三维运动数据进行处理，得到处理 后的三维运动数据。具体的，所述中央控制芯片对三维加速度数据进行处理，得到所述摇杆 分别在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据；和/或所述中央控制芯片对三维陀螺仪数据进 行处理，即对角加速度值进行处理，得到所述摇杆分别在X轴、Y轴、Z轴上移动的角位移数 据；和/或所述中央控制芯片对所述三维地磁仪数据进行处理，即对地磁场强度值进行处 理，得到所述摇杆分别在X轴、Y轴、Z轴上移动的距离数据。 S403:所述中央控制芯片根据处理后的所述三维运动数据判断当前运动的物体为 所述摇杆或者所述摇杆所在的物体即游戏手柄。具体的，游戏手柄的两个摇杆在初始状态 下，位于X轴/Y轴的中间位置，所述中央控制芯片对处理后的运动传感器感测到的三维运 动数据进行比较，可判断出当前移动的物体是所述摇杆或者游戏手柄，即若比较得出处理后的所述游戏手柄两个摇杆的三维运动数据不相同，则当前移动的物体为所述摇杆；若比 较得出处理后的所述游戏手柄两个摇杆的三维运动数据相同，则当前运动的物体为所述游 戏手柄。 S404:当所述中央控制芯片判断出当前运动的物体为所述摇杆时，所述中央控制 芯片将处理后的所述摇杆的三维运动数据发送给控制主机。即此时，所述运动传感器感测 得到的数据为两个摇杆的三维运动数据，中央控制芯片处理得到并发送给外部控制主机的 数据为所述手柄中两个摇杆分别在X轴、Y轴、Z轴的移动的距离数据和角位移数据。
S405 :当所述中央控制芯片判断出当前运动的物体为所述摇杆所在的物体时，所 述中央控制芯片将处理后的所述摇杆所在的游戏手柄的三维运动数据发送给控制主机。即 此时，所述运动传感器感测得到的数据是所述摇杆所在的游戏手柄的三维运动数据，中央 控制芯片处理得到并发送给外部控制主机的数据为所述游戏手柄在X轴、Y轴、Z轴的移动 的距离数据和角位移数据。 在上述实施例的描述，通过采用运动传感器如加速度传感器代替原始的滑动变阻 器检测手柄的摇杆的移动距离，并对移动距离进行处理，简单方便的实现了对诸如游戏角 色等目标的控制，使得游戏手柄的结构简单，易于生产制造。同时，采用运动传感器取代滑 动变阻器，克服了因滑动变阻器的阻值产生弹跳或回跳时，导致输出的分压值不准确从而 无法准确控制如游戏角色等目标的问题，以及采用滑动变阻器使得耗费的电能较大的问 题。另外，运动传感器能够感测得到Z轴的运动数据并最终得到在Z轴上移动的距离数据以 及角位移数据，通过对Z轴移动的距离数据以及角位移数据的设置可增加新的应用方式， 提高了用户的体验。 以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利 范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。


本发明实施例提供了一种摇杆感测方法及装置，其中，该方法包括运动传感器感测所述摇杆的三维运动数据，所述三维运动数据包括三维加速度数据，三维陀螺仪数据，三维地磁仪数据中的任意一种或多种；所述运动传感器向中央控制芯片发送所述三维运动数据；所述中央控制芯片对所述三维运动数据进行处理。实施本发明实施例，解决了摇杆结构复杂，不利于生产制造的问题，克服了因滑动变阻器阻值产生弹跳或回跳，导致输出的分压值不准确从而无法准确控制目标的问题以及采用滑动变阻器使得耗费的电能较大的问题，且增加了新的应用方式，提高了用户的体验。