專利名稱：一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及模擬器技術領域，特別是涉及一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法及裝置。
背景技術：
模擬器(emulator)也稱仿真器(simulator),是指通過軟件方式模擬硬件設備的功能和操作系統(tǒng)，建立起具有完整硬件功能的、運行在一個隔離環(huán)境中的虛擬系統(tǒng)。模擬器的形式多種多樣，常見的模擬器多是基于PC機的，例如在PC機中模擬各種游戲機、便攜設備，甚至在PC機中模擬另外一臺或多臺PC機。模擬器的主要作用，一方面是使得在某種平臺上能夠運行其他平臺上的軟件，例如在PC機上玩游戲機中的游戲；另一方面是用軟件模擬的方式，提供用于測試設備的環(huán)境，以便于數(shù)據(jù)搜集，bug定位等等。對于游戲機、手機等設備的模擬器而言，一個重要的功能就是實現(xiàn)操作方式的模擬，常見的方式是把游戲機搖桿、按鍵、手機按鍵等映射到PC機上的鍵盤、鼠標等操作設備，然而隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在各種設備上的輸入方式已經(jīng)不僅僅限于簡單的按鍵操作，例如智能手機、平板電腦上的觸屏操作、軌跡球操作、感應操作等等都已經(jīng)逐漸成為主流的操作方式。目前，觸屏操作和軌跡球操作已經(jīng)可以用鍵盤或鼠標的方式模擬實現(xiàn)，但是，對于感應操作而言，需要依賴設備中內(nèi)置的感應器硬件設備(例如重力感應器、磁力感應器、姿態(tài)感應器、旋轉感應器等等)來實現(xiàn)，在現(xiàn)有的模擬器軟件中，還無法實現(xiàn)對各類感應操作方式的模擬。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法及裝置，以實現(xiàn)在模擬器軟件中對重力感應操作方式的模擬，技術方案如下:一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法，包括:獲取模擬設備當前的模擬姿態(tài)信息，所述姿態(tài)信息包括:模擬設備在自身坐標系下相對于標準姿態(tài)的三軸旋轉角度α、β、Y ;根據(jù)α、β、Y計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣；以所述坐標變換矩陣乘以模擬設備在標準姿態(tài)下的重力向量，得到模擬設備在當前姿態(tài)下的重力感應數(shù)據(jù)；將重力感應數(shù)據(jù)發(fā)送至模擬器的模擬設備操作系統(tǒng)模塊。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述標準姿態(tài)為:設備正面朝上水平放置，且設備上側面朝向正北。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述模擬設備自身坐標系為:X軸從設備左側面指向右側面、Y軸從設備下側面指向上側面、Z軸從設備的背面指向正面。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述α、β、Y分別為:設備圍繞X、Y、Z軸逆時針方向旋轉的角度。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述根據(jù)α、β、Y計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣，包括:根據(jù)Υ計算得到從標準姿態(tài)變?yōu)榈谝粫簯B(tài)的坐標變換矩陣RZ，其中，設備從標準姿態(tài)圍繞Z軸旋轉角度Υ后變?yōu)榈谝粫簯B(tài)；根據(jù)α計算得到從第一暫態(tài)變?yōu)榈诙簯B(tài)的坐標變換矩陣RX，其中，設備從第一暫態(tài)圍繞X軸旋轉角度α后變?yōu)榈诙簯B(tài)；根據(jù)β計算得到從第二暫態(tài)變?yōu)楫斍白藨B(tài)的坐標變換矩陣RY，其中，設備從第二暫態(tài)圍繞Y軸旋轉角度β后變?yōu)楫斍白藨B(tài)；則模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣R = RYRXRZ。一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置，包括:姿態(tài)信息獲取單元，用于獲取模擬設備當前的模擬姿態(tài)信息，所述姿態(tài)信息包括:模擬設備在自身坐標系下相對于標準姿態(tài)的三軸旋轉角度α、β、Y ;變換矩陣計算單元，用于根據(jù)α、β、Y計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣；感應數(shù)據(jù)計算單元，用于以所述坐標變換矩陣乘以模擬設備在標準姿態(tài)下的重力向量，得到模擬設備在當前姿態(tài)下的重力感應數(shù)據(jù)；感應數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于將重力感應數(shù)據(jù)發(fā)送至模擬器的模擬設備操作系統(tǒng)模塊。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述標準姿態(tài)為:設備正面朝上水平放置，且設備上側面朝向正北。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述模擬設備自身坐標系為:X軸從設備左側面指向右側面、Y軸從設備下側面指向上側面、Z軸從設備的背面指向正面。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述α、β、Y分別為:設備圍繞X、Y、Z軸逆時針方向旋轉的角度。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述變換矩陣計算單元，包括:第一計算子單元，用于根據(jù)Y計算得到從標準姿態(tài)變?yōu)榈谝粫簯B(tài)的坐標變換矩陣Rz，其中，設備從標準姿態(tài)圍繞Z軸旋轉角度Υ后變?yōu)榈谝粫簯B(tài)；第二計算子單元，用于根據(jù)α計算得到從第一暫態(tài)變?yōu)榈诙簯B(tài)的坐標變換矩陣Rx，其中，設備從第一暫態(tài)圍繞X軸旋轉角度α后變?yōu)榈诙簯B(tài)；第三計算子單元，用于根據(jù)β計算得到從第二暫態(tài)變?yōu)楫斍白藨B(tài)的坐標變換矩陣RY，其中，設備從第二暫態(tài)圍繞Y軸旋轉角度β后變?yōu)楫斍白藨B(tài)；第四計算子單元，用于計算模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣R=RyRxRz。本發(fā)明還提供一種模擬器系統(tǒng)，包括如前所述的模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置以及模擬設備操作系統(tǒng)模塊；所述模擬設備操作系統(tǒng)模塊，用于調(diào)用所述模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置所發(fā)送的重力感應數(shù)據(jù)，將重力感應數(shù)據(jù)下發(fā)至運行于操作系統(tǒng)中的應用程序。本發(fā)明實施例所提供的技術方案，利用用戶輸入的模擬設備相對于標準姿態(tài)的三軸旋轉角度信息，計算得到模擬設備在當前姿態(tài)下的重力感應數(shù)據(jù)，該重力感應數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送至操作系統(tǒng)，供上層應用程序調(diào)用。相當于模擬了硬件重力感應器的功能，使得在模擬器軟件中，也可以實現(xiàn)對重力感應操作方式的模擬。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為硬件設備的感應架構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的模擬器系統(tǒng)架構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的設備坐標系示意圖；圖4為本發(fā)明實施例模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法流程圖；圖5為本發(fā)明實施例的坐標系變換示意圖；圖6為本發(fā)明實施例模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置的結構示意圖；圖7為Android設備的感應架構示意圖；圖8為本發(fā)明實施例的Android模擬器系統(tǒng)架構示意圖。
具體實施例方式為了使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行詳細地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。圖1所示為正常硬件設備的感應架構示意圖:驅(qū)動層的作用是提供操作系統(tǒng)與感應器硬件的通信接口，獲取感應器所獲得的感應數(shù)據(jù)提供給應用程序進行調(diào)用。然而在模擬器中，并不具有感應器硬件，操作系統(tǒng)的驅(qū)動層無法獲取到相應的感應數(shù)據(jù)，因而無法直接對需要感應數(shù)據(jù)作為輸入的應用程序進行模擬運行或測試。為解決以上問題，本發(fā)明提供一種模擬器系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括模擬器感應數(shù)據(jù)獲取裝置110和模擬設備操作系統(tǒng)模塊120，其中模擬器感應數(shù)據(jù)獲取裝置110的作用是將用戶輸入的模擬設備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉換為感應數(shù)據(jù)并傳入操作系統(tǒng)，相當于模擬了硬件感應器的功能。模擬設備操作系統(tǒng)模塊120則是以軟件的方式模擬了設備的操作系統(tǒng)。對于本發(fā)明而言，模擬器感應數(shù)據(jù)獲取裝置110的具體功能是將用戶輸入的模擬設備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉換為重力感應數(shù)據(jù)。重力感應數(shù)據(jù)的含義是:首先定義設備自身的坐標系，在這個坐標系下，對應著一個設備所受重力加速度的向量表示；當設備的空間姿態(tài)發(fā)生變化時，坐標系的方向也會發(fā)生變化，相應的重力加速度向量也會發(fā)生變化，所謂重力感應數(shù)據(jù)，就是數(shù)據(jù)處在各種姿態(tài)時，針對當前坐標系的重力加速度向量表示。
為便于計算，一般還會定義一個設備標準姿態(tài)，在標準姿態(tài)下，設備僅受到在一個坐標軸方向的、大小為g 9.8的重力加速度分量，而在其他坐標軸方向的重力加速度分量為O。一般習慣定義設備水平放置(正面朝上、背面朝下)時為標準狀態(tài)。根據(jù)一般習慣，可以把設備近似看做一個六面體，具有上側面、下側面、左側面、右側面、正面、背面六個面，定義X軸為從設備左側面指向右側面的方向、Y軸為從設備下側面指向上側面的方向、Z軸為從設備的背面指向正面的方向，參見圖3所示。此外，定義設備正面朝上水平放置、上側面朝向正北的姿態(tài)為標準姿態(tài)，則在標準姿態(tài)下，設備收到的重力加速度向量表示為:
權利要求
1.一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于，包括: 獲取模擬設備當前的模擬姿態(tài)信息，所述姿態(tài)信息包括:模擬設備在自身坐標系下相對于標準姿態(tài)的三軸旋轉角度α、β、Y ; 根據(jù)α、β、Υ計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣； 以所述坐標變換矩陣乘以模擬設備在標準姿態(tài)下的重力向量，得到模擬設備在當前姿態(tài)下的重力感應數(shù)據(jù)； 將重力感應數(shù)據(jù)發(fā)送至模擬器的模擬設備操作系統(tǒng)模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述標準姿態(tài)為: 設備正面朝上水平放置，且設備上側面朝向正北。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述模擬設備自身坐標系為: X軸從設備左側面指向右側面、Y軸從設備下側面指向上側面、Z軸從設備的背面指向正面。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述α、β、Y分別為: 設備圍繞X、Y、Z軸逆時針方向旋轉的角度。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)α、β、Y計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣，包括: 根據(jù)Y計算得到從標準姿態(tài)變?yōu)榈谝粫簯B(tài)的坐標變換矩陣Rz，其中，設備從標準姿態(tài)圍繞Z軸旋轉角度Y后變?yōu)榈谝粫簯B(tài)； 根據(jù)α計算得到從第一暫態(tài)變?yōu)榈诙簯B(tài)的坐標變換矩陣Rx，其中，設備從第一暫態(tài)圍繞X軸旋轉角度α后變?yōu)榈诙簯B(tài)； 根據(jù)β計算得到從第二暫態(tài)變?yōu)楫斍白藨B(tài)的坐標變換矩陣Ry，其中，設備從第二暫態(tài)圍繞Y軸旋轉角度β后變?yōu)楫斍白藨B(tài)； 則模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣R = RYRXRZ。
6.一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置，其特征在于，包括: 姿態(tài)信息獲取單元，用于獲取模擬設備當前的模擬姿態(tài)信息，所述姿態(tài)信息包括:模擬設備在自身坐標系下相對于標準姿態(tài)的三軸旋轉角度α、β、Y ; 變換矩陣計算單元，用于根據(jù)α、β、Υ計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣； 感應數(shù)據(jù)計算單元，用于以所述坐標變換矩陣乘以模擬設備在標準姿態(tài)下的重力向量，得到模擬設備在當前姿態(tài)下的重力感應數(shù)據(jù)； 感應數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于將重力感應數(shù)據(jù)發(fā)送至模擬器的模擬設備操作系統(tǒng)模塊。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述標準姿態(tài)為: 設備正面朝上水平放置，且設備上側面朝向正北。
8.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述模擬設備自身坐標系為: X軸從設備左側面指向右側面、Y軸從設備下側面指向上側面、Z軸從設備的背面指向正面。
9.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述α、β、Y分別為: 設備圍繞X、Y、Z軸逆時針方向旋轉的角度。
10.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述變換矩陣計算單元，包括:第一計算子單元，用于根據(jù)Y計算得到從標準姿態(tài)變?yōu)榈谝粫簯B(tài)的坐標變換矩陣Rz，其中，設備從標準姿態(tài)圍繞Z軸旋轉角度Y后變?yōu)榈谝粫簯B(tài)； 第二計算子單元，用于根據(jù)α計算得到從第一暫態(tài)變?yōu)榈诙簯B(tài)的坐標變換矩陣Rx，其中，設備從第一暫態(tài)圍繞X軸旋轉角度α后變?yōu)榈诙簯B(tài)； 第三計算子單元，用于根據(jù)β計算得到從第二暫態(tài)變?yōu)楫斍白藨B(tài)的坐標變換矩陣RY，其中，設備從第二暫態(tài)圍繞Y軸旋轉角度β后變?yōu)楫斍白藨B(tài)； 第四計算子單元，用于計算模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣R =RyRxRz。
11.一種模擬器系統(tǒng)，其特征在于，包括如權利要求6-10任一項所述的模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置以及模擬設備操作系統(tǒng)模塊； 所述模擬設備操作系統(tǒng)模塊，用于調(diào)用所述模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取裝置所發(fā)送的重力感應數(shù)據(jù)，將重力感應數(shù)據(jù)下發(fā)至運行于操作系統(tǒng)中的應用程序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法及裝置。一種模擬器重力感應數(shù)據(jù)獲取方法包括獲取模擬設備當前的模擬姿態(tài)信息，所述姿態(tài)信息包括模擬設備在自身坐標系下相對于標準姿態(tài)的三軸旋轉角度α、β、γ；根據(jù)α、β、γ計算得到模擬設備當前姿態(tài)相對于標準姿態(tài)的坐標變換矩陣；以所述坐標變換矩陣乘以模擬設備在標準姿態(tài)下的重力向量，得到模擬設備在當前姿態(tài)下的重力感應數(shù)據(jù)；將重力感應數(shù)據(jù)發(fā)送至模擬器的模擬設備操作系統(tǒng)模塊。應用本發(fā)明方案，使得在模擬器軟件中，也可以實現(xiàn)對重力感應操作方式的模擬。
文檔編號G06F17/50GK103186687SQ20111045663
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者孫元臻, 冉放, 董海峰 申請人:百度在線網(wǎng)絡技術(北京)有限公司