專利名稱：一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍及標靶系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及游戲槍及標靶技術領域，尤其涉及一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍及標靶系統。
背景技術：
目前，在電視游戲娛樂中使用的游戲槍，一般采用在電視旁邊放置紅外光點，利用在游戲槍上安裝的CCD攝像傳感器來檢測并計算定位，然后通過無線方式將定位坐標發送到電視，在屏幕上產生定位光標，實現射擊類指向游戲，或其它的定位系統等等。但這只能用來玩游戲，如果離開電視不玩游戲的話，游戲槍就閑置了，且游戲槍不能用于對戰，更不能將游戲或對戰進行回放，這就使游戲槍沒有得到有效利用
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在于，現有游戲槍只能用來玩游戲，離開游戲就不能使用，利用率較低，針對現有技術的上述缺陷，提供一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍及標靶系統。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，包括處理模塊、與處理模塊相連存儲游戲槍ID及數據的存儲單元、與處理模塊相連用于操作的按鍵、與處理模塊相連收發數據的無線收發單元；所述游戲槍還包括與處理模塊相連發出光線的光源、與處理模塊相連對游戲槍進行定位的定位單元，以及與處理模塊相連實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元;所述定位單元包括與處理模塊相連感測游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器，與處理模塊相連檢測顯示屏或另一游戲槍的光源的基準坐標并生成游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器，與處理模塊相連檢測顯示屏或另一游戲槍距離并生成檢測距離的距離檢測單元。所述處理模塊包括將感測坐標、運動坐標和檢測距離融合計算生成游戲槍的高精度空間坐標及姿態數據的運算單元。優選地，所述距離檢測單元為超聲波感測單元，和/或為無線通訊強度感測單元。優選地，所述運動感測傳感器包括一個或多個加速度傳感器、陀螺儀和/或地磁儀。優選地，所述光源為發出紅外光的紅外LED。優選地，所述匹配單元為與另一游戲槍對碼連接的對碼鍵。優選地，所述CMOS光學定位傳感器和距離檢測單元的檢測方向與游戲槍的槍口
方向一致。本實用新型游戲槍，還包括與處理模塊相連發出振動的振動單元、與處理模塊相連的發聲模塊、與處理模塊相連用于程序升級的接口、與處理模塊相連接入耳機或麥克風的耳機及麥克風插孔、與處理模塊相連用于顯示的LED指示燈。其中,所述發聲模塊包括控制音效和聲音大小的音效及聲音單元。本實用新型標靶系統，包括為固定壁掛式的LED屏或LED板的標靶，與標靶無線通訊的可以脫離游戲獨立使用的游戲槍；游戲槍包括處理模塊、與處理模塊相連存儲游戲槍ID及數據的存儲單元、與處理模塊相連用于操作的按鍵、與處理模塊相連收發數據的無線收發單元；所述游戲槍還包括與處理模塊相連發出光線的光源、與處理模塊相連對游戲槍進行定位的定位單元，以及與處理模塊相連實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元；所述定位單元包括與處理模塊相連感測游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器，與處理模塊相連檢測顯示屏或另一游戲槍的光源的基準坐標并生成游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器，與處理模塊相連檢測顯示屏或另一游戲槍距離并生成 檢測距離的距離檢測單元。所述處理模塊包括將感測坐標、運動坐標和檢測距離融合計算生成游戲槍的高精度空間坐標及姿態數據的運算單元。標靶包括處理單元、與所述處理單元相連鋪滿標靶的多個第二 LED、與處理單元相連并設于標靶外緣的第二光源、與所述處理單元相連與游戲槍無線通訊的第二無線收發單元、與處理單元相連用于存儲資料的第二存儲單元、與處理單元相連用于操作的按鍵、以及給標靶供電的供電單元。實施本實用新型的可以脫離游戲獨立使用的游戲槍及標靶系統，具有以下有益效果通過對三種數據的融合得到高精度空間坐標及姿態數據；游戲槍不僅能在顯示屏前與游戲主機配合娛樂，還能在關閉游戲主機時，多只游戲槍在對碼連接后，可進行對戰，同時保存對戰數據，并且還能在重新打開游戲主機時，將數據發送給主機進行對戰回放，提高了游戲槍的利用率及娛樂性。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖I是本實用新型可以脫離游戲獨立使用的游戲槍第一實施例的示意圖；圖2是本實用新型可以脫離游戲獨立使用的游戲槍第二實施例的示意圖；圖3是本實用新型可以脫離游戲獨立使用的游戲槍第三實施例的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進一步詳細說明。如圖1、2所示，一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，包括處理模塊10、與處理模塊10相連存儲游戲槍ID及數據的存儲單元15、與處理模塊10相連用于操作的按鍵16、與處理模塊10相連收發數據的無線收發單元18、與處理模塊10相連發出光線的光源20、與處理模塊10相連對游戲槍進行定位的定位單元，以及與處理模塊10相連實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元17。其中，定位單元包括與處理模塊10相連感測游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器11，與處理模塊10相連檢測另一游戲槍的光源20的基準坐標并生成游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器12，與處理模塊10相連檢測另一游戲槍距離并生成檢測距離的距離檢測單元13。 處理模塊10包括將感測坐標、運動坐標和檢測距離融合計算生成游戲槍的高精度空間坐標及姿態數據的運算單元。運動感測傳感器11包括一個或多個加速度傳感器、陀螺儀和/或地磁儀，不僅用于槍口的指向，還用于辨識使用者的蹲下、閃躲、前進、后退、跳躍等各種動作，即運動感測傳感器11將槍體的運動數據轉化為空間坐標及姿態(感測坐標)。光源20為發出紅外光的紅外LED，便于CMOS光學定位傳感器12檢測位于游戲槍上(或穿戴于人身上)的紅外LED，作為槍口瞄準的判斷。匹配單元17為與另一游戲槍對碼連接的對碼鍵，通過操作對碼鍵實現游戲槍間的相互對碼連接，以便進行對戰。距離檢測單元13為超聲波感測單元，和/或為無線通訊強度感測單元，用于檢測游戲槍與顯示屏或游戲槍與另一游戲槍間的距離。游戲槍上設置超聲波感測單元，方便測試游戲槍的前后移動。通過超聲波感測單元發出超聲波，根據接到超聲波時的時間差來計算距離，與雷達測距原理相似。超聲波感測單兀向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(這里是用反射原理舉例，當然在某些不同環境的使用也可以用對射，如需正確的度量對手的距離，可在對手的槍口或身上裝設超聲波發射器或接收器，即我方發射超聲波的同時通過無線方式發送時間戳，對方在接收到超聲波時，也收到時間戳，由于平時也通過時間戳的方式進行時間統一，因此對方通過計算時間戳與收到的時間可以得到時間差，進一步計算出雙方的距離)，超聲波感測單元收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s),即s=340t/2o同時,也可通過無線通訊強度感測單元檢測無線通訊強度RSSI(Received SignalStrength Indicator,接收信號的強度指示)(或超聲訊號)來檢測距離,如一游戲槍的無線通訊強度感測單元通過無線收發單元18發送RSSI信號給另一游戲槍，從而檢測兩游戲槍之間的距離；或游戲槍的無線通訊強度感測單元通過無線收發單元18發送RSSI信號給游戲主機上的無線接收器，從而檢測游戲槍與無線接收器的距離。CMOS光學定位傳感器12和距離檢測單元13的檢測方向與游戲槍的槍口方向一致，以便檢測另一游戲槍或顯示屏上的紅外光源。如圖3所示，本實用新型可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，還包括與處理模塊10相連發出振動的振動單元14、與處理模塊10相連的發聲模塊19、與處理模塊10相連用于程序升級的接口 21、與處理模塊10相連接入耳機或麥克風的耳機及麥克風插孔22、與處理模塊10相連用于顯不的LED指不燈23。其中，發聲模塊19包括控制音效和聲音大小的音
效及聲音單元。本實用新型標靶系統，包括為固定壁掛式的LED屏或LED板的標靶，與標靶無線通訊的可以脫離游戲獨立使用的游戲槍；游戲槍包括處理模塊10、與處理模塊10相連存儲游戲槍ID及數據的存儲單元15、與處理模塊10相連用于操作的按鍵16、與處理模塊10相連收發數據的無線收發單元18、與處理模塊10相連發出光線的光源20、與處理模塊10相連對游戲槍進行定位的定位單元，以及與處理模塊10相連實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元17。其中，定位單元包括與處理模塊10相連感測游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器11，與處理模塊10相連檢測另一游戲槍的光源20的基準坐標并生成游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器12，與處理模塊10相連檢測另一游戲槍距離并生成檢測距離的距離檢測單元13。處理模塊10包括將感測坐標、運動坐標和檢測距離融合計算生成游戲槍的高精度空間坐標及姿態數據的運算單元。標靶包括處理單元、與處理單元相連鋪滿所述標靶的多個第二 LED、與處理單元相連并設于標靶外緣的第二光源、與所述處理單元相連與游戲槍無線通訊的第二無線收發單元、與處理單元相連用于存儲資料的第二存儲單元、與處理單元相連用于操作的按鍵、以及給標靶供電的供電單元。其中，第二 LED為一種或多種紅色、綠色或白色的LED ;第二光源為發出紅外光的紅外LED。本實用新型可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，具有以下四種實現方式第一種在游戲主機上使用的游戲槍，利用定位單元控制光標，進行射擊游戲。使用者將游戲主機及游戲槍上電，并進入游戲，由于游戲槍上的CMOS光學定位傳感器12的檢測方向與槍口方向一致，因此當檢測到紅外LED時，可以判斷槍口面向紅外光點，因為紅外LED安裝在顯示屏的上邊或下邊，這樣就可以確定槍口是面向顯示屏的。讓使用者將槍口面向顯示屏，并對準屏幕中心及四角可以校驗游戲槍的指向精度。同時，還可利用檢測方向與槍口方向一致的超聲波檢測單元，輔助檢測槍口與顯示屏之間的距離，以及與顯示屏四個邊的距離，進行精確定位。校驗后，游戲槍內部的運動感測傳感器11感測槍體的運動得到相對于校正點相對坐標及姿態數據，數據通過無線收發單元18發送給無線接收器，并傳送給游戲主機，進而游戲主機在顯示屏上顯示光標，實現游戲操作控制。CMOS光學定位傳感器12檢測安裝在顯示屏前方的紅外LED，可以直接得到游戲槍在校驗時的基準坐標，使用中，CMOS光學定位傳感器12檢測到的紅外LED參考紅外基準坐標可以得到參考坐標，也就能得到游戲槍的運動坐標，通過與運動感測傳感器11產生的感測坐標融合，得到游戲槍的高精度坐標。并且方便判斷槍口指向以及對運動感測傳感器11的漂移校正。其中，CMOS光學定位傳感器12在游戲中的定位使用，是在需要高精度及槍體會有大量平移使用狀況或游戲槍的使用者會不斷改變位置的條件下，才會用來補償運動感測傳感器11，一般的狀況下都是以運動感測傳感器11當成主要的槍口指向定位裝置。超聲波檢測單元安裝同CMOS光學定位傳感器12，通過發送和接收超聲波來檢測距離，由于顯示屏是光滑的平面，利用顯示屏平面與安裝墻體平面不是同一平面的原理，可以方便的檢測到超聲波反射數據由連續變化到發生突變的情況，數據突變就是由于超聲波離開顯示屏的邊緣到后面的墻體產生距離的突變而導致的，這樣就可以近似確定顯示屏邊緣，通過對四個邊的探測從而測量到顯示屏或人體的大小及最遠、最近距離。第二種在沒有游戲主機情況下使用的兩只或多只游戲槍，在沒有主機的情況下，將多只游戲槍放在一起，打開電源，通過各自游戲槍的匹配單元17所有的對碼鍵或自動對碼功能相互對碼連接，實現游戲槍的互相通訊連接，此時的位置將作為所有槍的運動軌跡的基本原點，運動感測傳感器11感測運動，經處理模塊10的運算單元運算后得到三維空間坐標及姿態數據，數據通過無線收發單元18相互傳遞，每只游戲槍內部的存儲單元15都保存有自己唯一的ID，方便身份識別。游戲槍接收外部數據，發出自己的運動數據，通過將自己的運動軌跡與收到的另一游戲槍的運動軌跡的綜合運算，得到各個游戲槍相對于原點坐標的相對坐標，從而實現虛擬位置識別判斷，判斷對方的方位，并通過音效及聲音單元提示告警，比如前、后、左、右等，特別適合野戰或夜戰。利用CMOS光學定位傳感器12檢測另一游戲槍上的紅外LED (或可將紅外LED穿戴與使用者身上)，作為槍口瞄準的判斷，也可融合運動感測傳感器11的數據得到更精確的定位。在定位確定的同時，扣動扳機，實現虛擬開火，開火信號發送到被鎖定槍體，對方槍體上LED指示燈23顯示中彈部位或受傷情況,并且通過音效及聲音單元發出聲音,或通過振動單元14發出振動。超聲波檢測單元安裝同CMOS光學定位傳感器12，通過發送和接收超聲波檢測距離，在某些不同環境的使用也可以用對射，如需正確的度量對手的距離，可在對手的槍口或身上裝設超聲波發射器或接收器，即我方發射超聲波的同時通過無線方式發送時間戳，對方在接收到超聲波時，也收到時間戳，由于平時也通過時間戳的方式進行時間統一，因此對方通過計算時間戳與收到的時間可以得到時間差，進一步計算出雙方的距離?；蛲ㄟ^無線通信強度感測單元發送RSSI信號來判斷游戲槍與游戲主機上的無線接收器或另一游戲槍的距離。另外，還可以分配兩個小組進行對戰，通過按鍵16選擇小組成員，小組成員之間可以通過按鍵16、LED指示燈23、通過耳機及麥克風插孔22接入的麥克風等方式與隊友溝通。第三種是在有游戲主機情況下使用的多只游戲槍，具體使用如第二種情況，但其所有數據可以被游戲主機接收，并且與游戲結合并保存，方便回放。 第四種為與標靶配合使用的游戲槍，游戲槍通過對碼鍵或上電自動對碼的方式，實現游戲槍與標靶的連接，按鍵操作進入校準模式，將槍口對準掛好的標靶中心，游戲槍的準心與標靶中心點相對正(可以近距離對正)時扣動槍體扳機，游戲槍發出一聲槍響，標靶接收到游戲槍傳送的槍口坐標及姿態數據，并將其保存，同時啟動標靶中心的LED使其發光，標靶上所有LED由里向外逐圈點亮，但并不是整圈控制，而是單個LED分別控制，內部采用掃描方式進行。到標靶邊沿時，全部熄滅，只留下邊沿一個LED亮著，移動槍口指向標靶邊緣點亮的LED，扣動槍體扳機，游戲槍發出一聲槍響，LED閃爍表示校正完成。此時，移動槍體指向，被槍體指向的標靶接收到的槍體坐標及姿態與校正值對比，其差值就是槍體的移動距離，槍口所指向的LED發光。進入射擊模式，槍口對準標靶，扣動扳機，游戲槍發出槍聲，標靶接收到游戲槍的坐標及姿態數據，計算后得到槍體所指位置，點亮對應的LED。標靶還可以將檢測到的成績通過無線收發模塊回傳給游戲槍保存到存儲器中，方便游戲主機開機時發給主機，進行回放等操作。此外，本實用新型是通過實施例進行描述的，但本實用新型不局限于實施例。本領域技術人員知悉，在不脫離本實用新型的范圍情況下，可以進行各種改變。
權利要求1.一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，包括處理模塊(10)、與所述處理模塊(10)相連存儲所述游戲槍ID及數據的存儲單元(15)、與所述處理模塊(10)相連用于操作的按鍵(16)、與所述處理模塊(10)相連收發數據的無線收發單元(18);其特征在于，還包括與所述處理模塊(10)相連發出光線的光源(20)、與所述處理模塊(10)相連對所述游戲槍進行定位的定位單元，以及與所述處理模塊(10)相連實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元(17)； 所述定位單元包括與所述處理模塊(10)相連感測所述游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器(11)，與所述處理模塊(10)相連檢測顯示屏或另一游戲槍的光源(20)的基準坐標并生成所述游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器(12)，與所述處理模塊(10)相連檢測顯示屏或另一游戲槍距離并生成檢測距離的距離檢測單元(13)； 所述處理模塊(10)包括將所述感測坐標、運動坐標和檢測距離融合計算生成所述游戲槍的高精度空間坐標及姿態數據的運算單元。
2.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述距離檢測單元(13)為超聲波感測單元，和/或為無線通訊強度感測單元。
3.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述運動感測傳感器(11)包括一個或多個加速度傳感器、陀螺儀和/或地磁儀。
4.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述光源(20)為發出紅外光的紅外LED。
5.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述匹配單元(17)為與另一游戲槍對碼連接的對碼鍵。
6.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述CMOS光學定位傳感器(12)和距離檢測單元(13)的檢測方向與所述游戲槍的槍口方向一致。
7.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述游戲槍還包括與所述處理模塊(10)相連發出振動的振動單元(14)、與所述處理模塊(10)相連的發聲模塊(19)。
8.根據權利要求7所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，所述發聲模塊(19)包括控制音效和聲音大小的音效及聲音單兀。
9.根據權利要求I所述可以脫離游戲獨立使用的游戲槍，其特征在于，還包括與所述處理模塊(10)相連用于程序升級的接口(21)、與所述處理模塊(10)相連接入耳機或麥克風的耳機及麥克風插孔(22 )、與所述處理模塊(10 )相連用于顯示的LED指示燈(23 )。
10.一種標靶系統，其特征在于，包括為固定壁掛式的LED屏或LED板的標靶，與所述標靶無線通訊的可以脫離游戲獨立使用的游戲槍； 所述游戲槍包括處理模塊(10)、與所述處理模塊(10)相連存儲所述游戲槍ID及數據的存儲單元(15)、與所述處理模塊(10)相連用于操作的按鍵(16)、與所述處理模塊(10)相連收發數據的無線收發單元(18);其特征在于，還包括與所述處理模塊(10)相連發出光線的光源(20)、與所述處理模塊(10)相連對所述游戲槍進行定位的定位單元，以及與所述處理模塊(10)相連實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元(17)； 所述定位單元包括與所述處理模塊(10)相連感測所述游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器(11)，與所述處理模塊(10)相連檢測顯示屏或另一游戲槍的光源(20)的基準坐標并生成所述游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器(12)，與所述處理模塊(10)相連檢測顯示屏或另一游戲槍距離并生成檢測距離的距離檢測單元(13)； 所述處理模塊(10)包括將所述感測坐標、運動坐標和檢測距離融合計算生成所述游戲槍的高精度空間坐標及姿態數據的運算單元。
11.根據權利要求10所述的標靶系統，其特征在于，所述標靶包括處理單 元、與所述處理單元相連鋪滿所述標靶的多個第二 LED、與所述處理單元相連并設于所述標靶外緣的第二光源、與所述處理單元相連與所述游戲槍無線通訊的第二無線收發單元、與所述處理單元相連用于存儲資料的第二存儲單元、與所述處理單元相連用于操作的按鍵、以及給所述標靶供電的供電單元。
專利摘要一種可以脫離游戲獨立使用的游戲槍及標靶系統，游戲槍包括處理模塊、存儲單元、按鍵、無線收發單元、光源、定位單元，以及實現與另一游戲槍對碼連接的匹配單元；定位單元包括感測游戲槍運動狀態并生成感測坐標的運動感測傳感器，檢測顯示屏或另一游戲槍的光源的基準坐標并生成游戲槍的運動坐標的CMOS光學定位傳感器，檢測顯示屏或另一游戲槍距離并生成檢測距離的距離檢測單元。標靶系統包括標靶，與標靶無線通訊的游戲槍。通過對三種數據的融合得到高精度空間坐標及姿態數據；多只游戲槍在對碼連接后，進行對戰并保存對戰數據，在游戲主機重新開機時，將數據發送給主機進行對戰回放，提高了游戲槍的利用率及娛樂性。
文檔編號A63F13/04GK202724664SQ20122029368
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年5月30日
發明者羅富強 申請人:深圳市宇恒互動科技開發有限公司