使用嵌入式光感测面板的射击训练系统及其方法

摘要

一种使用嵌入式光感测面板的射击训练系统及其方法，该训练系统包括一显示装置，用于在一显示区域上显示出可见信息，其中该显示装置嵌入具有多个光感测器，用于从传送和指向该显示区域上第一位置的第一输入装置，来接收第一使用者输入；以及一计算装置，与该显示装置连接，其中该计算装置配置用以指示该显示装置，以显示一射击训练环境；处理该第一使用者输入，以识别至少该第一使用者输入相对于该显示区域的该第一位置，以及该第一使用者输入的一时序；以及根据该第一使用者输入的该第一位置和时序，来显示训练结果。

说明书

技术领域

本发明涉及互动射击训练的领域，特别是涉及使用嵌入式光感测面板的射击训练系统及其方法。

背景技术

涉及第一人称射击的电动游戏已变得非常流行，包括在游乐场中或通过在电视机上的转接器而可玩的类型。这些射击游戏藉由模拟射击环境而提供了娱乐性，在此射击环境中一个或多个的玩家使用仿真武器来向固定目标射击。这些目标射击游戏也可用于训练军警人员，以增进他们在使用猎枪、来复枪、手枪和其它武器瞄准和开火的技巧。这种游戏和装置藉由提供安全和便利的环境(无论是室内或室外)来娱乐、训练和指示射手，而不需实际使用弹药(例如炮弹充填物或子弹)。

在大多数的传统射击游戏中，枪枝并不击发「弹药」。目标配置在已知预定的位置，而目标是否被「击中」是藉由枪枝是否瞄准了目标位置来确认。如此一来，为了确认所瞄准的目标是否外推出目标的位置，枪枝的定位需计算。然而，因为枪枝的实际目标是根据其定位来估计的，所以这种射击游戏的准确度即受到限制。而且，为了提供枪枝瞄准位置令人满意的测定，时常会预先需要游戏系统的大量校正。

传统射击游戏的进一步限制在于它们无法分辨由不同使用者所产生的输入，也无法解释由不同来源产生多个输入的可能性。此外，传统射击游戏很少提供逼真的射击环境。因此，需要一种全面性的虚拟互动射击系统，以提供测量的较佳准确度、排除乏味的校正的需要、分辨多个的输入、以及更接近类似于真实的射击环境。

发明内容

依照本发明，提供了一种使用嵌入式光感测面板的射击训练系统，包括一显示装置，用于在显示区域上显示出可见信息，其中该显示装置嵌入具有多个光感测器，用于从传送和指向该显示区域上第一位置的第一输入装置，来接收第一使用者输入；以及一计算装置，与该显示装置连接，其中该计算装置配置用以指示该显示装置，以显示射击训练环境；处理该第一使用者输入，以识别至少该第一使用者输入相对于该显示区域的该第一位置，以及该第一使用者输入的一时序；以及根据该第一使用者输入的该第一位置和时序，来显示训练结果。

同样依照本发明，提供了一种用于使用嵌入式光感测面板的射击训练系统的方法，包括在一显示区域上显示可见信息，其中该显示装置嵌入具有多个光感测器，用于从传送和指向该显示区域上第一位置的第一输入装置，来接收第一使用者输入；指示该显示装置，以显示一射击训练环境；处理该第一使用者输入，以识别至少该第一使用者输入相对于该显示区域的该第一位置，以及该第一使用者输入的一时序；以及根据该第一使用者输入的该第一位置和时序，来显示训练结果。

可理解的是，以上的一般描述及以下的详细描述仅为示例性及解释性，并不作为对于本发明的限制。

附图说明

图1为依据本发明实施例的示例性互动射击训练系统。

图2为依据本发明实施例的互动射击训练系统的示例性方块图。

图3为依据本发明实施例的输入分析的示例性程序。

图4为依据本发明实施例的示例性控制器。

附图符号说明

100互动射击训练系统

102互动模块

104第一使用者

106第二使用者

108控制器

110控制器

112额外的配置和装饰

114主机

200方块图

206显示装置

208感测器

210处理器

212控制单元

214存储器

216计算装置

300程序

302-312步骤

400模拟来复枪

402扳机

404产生器

406储气器

408声音单元

410灯光单元

412模拟烟雾

414光束

具体实施方式

以下的描述是用于解释的目的而非限制本发明的范围，并提供了与本发明一致的示例性技术和实施例。可利用图解来说明关于步骤、接口和配置的某些顺序，以提供对本发明技术的充份理解。所述技术和实施例首先结合附图来描述，本领域的技术人员可进一步认知的是，所述技术和实施例亦可以其它显示系统来实施，或可依系统设计或应用而定来修改。

现在将详细参考附图对本发明示例性实施例进行详细描述。在可能的情况下，全文中所用的相同参考数字代表相同或类似的部分。

图1为示例性互动射击训练系统100。系统100包括互动模块102，从分别操作控制器108的第一使用者104和操作控制器110的第二使用者106接收输入。系统100可用于仿真狩猎、军事或警察战斗射击、或任何模拟距离的打靶练习。若系统100为用于休闲或训练目的的专用空间，其可包括额外的配置和装饰112，以提供更加逼真、连续的训练或游戏环境。另一方面，当系统100用作移动单元(mobile unit)时，需要极小的组配并提供增进的移动性。系统100也包括主机114，可连接至互动模块102。本领域技术人员可认知的是，系统100可包括任意数目的使用者和控制器，例如一个使用者操作二个控制器，或者三个使用者各自操作一个控制器。

使用者104和106经由控制器108和110直接输入在互动模块102的显示区域。控制器108和110可为模拟武器，包括但不限于手枪、军事枪枝、机关枪、自动加农炮、火炮、战车炮、软气枪、BB枪、漆弹枪、水枪、弓箭、手榴弹以及火箭筒。依据本发明的实施例中，控制器108和110为含有压缩气体机构的模拟武器，其产生模拟真枪开火时后座力的动作。这种动作可伴随着其它效果，包括声音、光、以及假的硝烟。控制器108和110可实现这些效果，包括后座力动作恰好在使用者动作之后(例如扣动控制器108和110的扳机)，而不需要等待互动模块102或主机114的指令。关于控制器108和110的示例性实施例之后将结合图4来描述。

控制器108和110以能量射束的形式(图1中的虚线)，将信号传送至互动模块102。可用于控制器108和110的能量种类的示例包括但不限于红外线、不可见或可见光、微波辐射、磁能、音控能量、激光和热。依照本发明的实施例中，使用者102和104扣动控制器108和110上的模拟扳机来提供输入。控制器108和110也可为真实但未装填的武器，改造为当扣动扳机时可输出能量射束。或者，控制器108和110可组成类似于手榴弹或弓箭的实际物体，使用者可实际将其掷向显示区域。

图2为依照本发明示例性实施例中互动模块102的方块图200。在方块图200中，互动模块102从控制器108和110接收一个或多个输入，并且互动模块102包括显示装置206、感测器208、处理器210、控制单元212以及存储器214。本领域技术人员可认知的是，互动模块102可包括许多其它图2中未显示的组件，包括音讯记录组件和其它输出组件。

处理器210、控制单元212和存储器214一同形成计算装置216，其部分用于提供交互式模拟的射击环境。例如，依系统的设计或应用而定，计算装置216可提供信号至显示装置，用于经由主机114来显示射击训练环境，处理由控制器108和110至少其中之一所接收到的输入，识别至少一输入的位置和时序，并且指示显示装置206根据所识别的位置和时序，来经由主机114显示射击或训练结果。依照本发明的实施例中，射击训练环境为具有静止靶和活动靶的至少其中之一的动画场景。

互动模块102可为独立的互动显示装置，或可为兼容、附接或形成为任意数目不同种类装置的组件，例如主机114。主机114例如可为电动游戏系统、电视、数字显示器、个人数码助理、计算机、膝上型计算机、服务器、数码相机、移动电话、投影机、CD/DVD系统以及立体音响系统。本发明展望了大量及各种范围的应用，在本说明书中对于特定应用的讨论不应视为限制本发明应用的范围。

显示装置206适于以静态影像、视讯影像、文字或任何其它类型绘图的形式，来显示信息。由显示装置206所显示的信息可用于通知系统的使用者和/或形成使用者接口的部分。使用者可与使用者接口互动，以指示系统执行某些功能或任务。

显示装置206可包含显示区域，形成为互动模块102的一部分，如图1中所示例的，或者显示装置206可提供输出以在包括显示区域的主机114上显示视讯和影像。包含或附接至显示装置206的显示区域可为液晶显示(liquid crystal display，LCD)屏幕。然而，本领域技术人员可理解的是，任何类型的显示屏幕皆可用于本发明的实施例。例如，可用其它类型的显示屏幕，例如以发光二极管(light-emitting-diode，LED)为主的显示器、有机发光二极管/显示器(organic light-emitting diode/displ ay，OLED)、阴极射线技术、其它薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)显示器、等离子体显示器面板(plasma display panel，PDP)、电致发光显示器(electroluminescent display)等。

若显示装置206包含显示区域，如图2中所表示，则感测器208可形成为嵌入至显示装置206的内的嵌入式感测器。感测器208可与任何现有能够感测各种由控制器108和110针对显示区域所提供的输入的特征，包括控制器的位置和时序的硬件和/或软件组件配置。输入的其它特征可由感测器208所感测，包括波长、脉冲频率、持续时间、时序、强度、调制方案、输入图案、温度、尺寸。

处理器210接收和处理由感测器208所感测的数据。在其它功能中，处理器210根据由感测器208所感测到的各种特征，来分辨出由多个使用者所接收到的输入。感测器210可为预配置的逻辑或电路或可编程的逻辑装置，例如微处理器。

控制单元212执行各种控制任务，包括控制互动射击训练系统100的许多组件。例如，控制单元212可调整感测器208的输入感测灵敏度。控制单元212也可调整显示装置206的各种参数，包括显示器、功率、输入感测灵敏度以及输出。依照本发明的实施例，控制单元212改变显示装置206所显示的训练环境，以反应使用者输入。此外，控制单元212可控制控制器108和110的参数。例如，感测了控制器108和110所提供的输入之后，控制单元212可指示控制器108和110提供以光、热、声音或动作为形式的输出。此外，控制单元212控制连接或包含于互动模块102的主机114。

存储器214可包括任何或所有形式的非易失性或易失性存储器。在各种实施例中，可使用不同的存储器装置，仅为示例，包括半导体存储器装置，例如可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，EPROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、电子可擦除可编程只读存储器(electrically-erasable programmable read only memory，EEPROM)以及闪存装置；例如内置式硬盘和抽取式硬盘的磁盘；以及光学磁盘，包括CD-ROM、DVD以及蓝光光盘。在某些实施例中，存储器214可储存或提供数据，例如由感测器208所感测到的输入，以及在包括处理器210和控制单元212的互动模块102的内的组件的各种信息和指令。存储器214也可包括计算机可读的储存媒介，包括应用/游戏程序、编码及/或指令，可在各种任务执行的期间在处理器210上来执行。此外，存储器214可储存由主机114而来的数据及/或提供数据至主机114。

如先前所描述的，当由控制器108和110所提供的输入由感测器208所感测到时，处理器210确认输入的对应来源。一旦处理器210识别出输入和其对应的控制器，控制单元212使用由感测器208、处理器210和存储器214所提供的信息来执行各种任务。例如，控制单元212可指示显示装置206显示，以反应由控制器108所产生的输入、在显示区域上所述输入的位置中的第一图像，并且显示以反应由控制器110所产生的输入、在显示区域上所述输入的位置中与第一图像不同的第二图像。另一实施例，控制单元212可指示控制器108和110某种程度类似于后座力的震动或移动，和/或在感测和识别由控制器所产生的输入之后，由枪管排出烟雾。控制单元212也可指示互动模块102或主机114，以输出对应于输入的一个或多个来源独特的声音，例如炮火。最后，控制单元212可指示显示装置206连续地显示训练统计，包括射中目标或偏离目标的标示、射击准确度、反应时间、光学轨迹、仿真统计以及进一步训练的选项或建议。

图3示为依据本发明实施例的示例性程序300。在这个实施例中，处理器210可根据输入信号来识别输入位置，或根据显示装置206和感测器208包含位置信息的所接收的信号，来处理输入。

在步骤302中，处理器210可确认感测器208是否已感测到输入。若感测器208没有感测到任何输入，处理器210可维持待命(步骤304)，且可继续监测或接收稍后的输入。若感测器208已感测一个或多个输入，处理器210可接着在步骤306中分析输入，以确认不同的参数出现在所述输入之间。此不同的参数为可分辨任二个输入的一种参数，并且可为每个输入的波长、闪光或脉冲频率、持续时间、时序、强度、调制方案、输入图案、温度、尺寸或光学信号调制的形式。例如，当使用者104和106使用提供不同闪光或脉冲频率输入的控制器108和110，来提供指向显示装置206的输入，处理器210可将不同闪光或脉冲频率视为分辨使用者104的输入和使用者106的输入的不同的参数。

若处理器210分析输入之间的不同，并且找出分辨二不同来源的输入的不同参数，则处理器210确认多个使用者正在提供输入。因此，处理器210接着分辨使用者之间的所述输入(步骤310)。当一个使用者正使用多个控制器来提供输入时，处理器210可实现类似的确认。

另一方面，若处理器210并未找出输入之间的不同参数，则处理器210可推断出单一使用者正在提供输入(步骤308)。例如当所述输入的参数为完全相同的，或者输入之间参数的任何不同是不一致或不重要的，而不具有作为不同参数的资格，则处理器210亦可如此推断。

最后，在步骤312中，一旦处理器210确认了是一个或多个来源正在提供输入，处理器210可输出输入的位置和来源。这个信息可储存在由控制单元212以各种功能所使用或提供至主机114的存储器214。

图4提供了控制器108或110的示例性结构，其与互动模块102一同使用。图4为包括仿真枪枝零件的仿真来复枪400。这些仿真枪枝零件包括扳机402，以及其它零件包括而不限于枪托、枪管、后座力垫、火药室、枪口、转环、弹匣和弹匣扣、后准星和前准星、推弹杆和后膛。因此，模拟来复枪400包括产生器404，连接至储气器406。或者，产生器404可包含储气器406作为单一单元的部分。仿真来复枪400也包括一声音单元408以及一灯光单元410。在扣动扳机402之后，产生器404产生仿真烟雾412并制造后座力动作，声音单元408制造出声音，并且灯光单元410提供光束414至互动模块102。

以上描述皆为用以说明的目的，然而并非彻底详尽且并不将本发明限制在所揭示的实施例的确切形式。本领域的技术人员可考虑到本说明书以及本发明所揭示的实施例的实施，来对本发明作出修饰或修改。例如，依照本发明的互动射击训练系统可包括个别的警察打靶练习和电动游戏机台。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。