Способ и устройство пассивного управления

Способ и устройство пассивного управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящие изобретение относится к новому типу устройств управления, использующих в качестве данных, получаемых от пользователя, положение рук на манипуляторе.

Предшествующий уровень техники

Устройства управления, манипуляторы, кнопки и датчики движения существуют в большом разнообразии и используются для получения данных от действий пользователя. Это могут быть простые датчики, такие как кнопки, тачпады, цифровые ручки, аналоговые ручки управления, и более сложные конструкции с возможностью позиционировать в трехмерном пространстве, такие как гироскопы, или сложные механические устройства, отслеживающие движения манипулятора. Даже если они используются все вместе в одном устройстве, они обладают недостатками.

Основная проблема всех манипуляторов по сравнению с заявленным изобретением заключается в том, что они не только не могут, но и не предназначены для определения положения руки на самом манипуляторе. Основа действия всех манипуляторов - это ввод данных уже после того, как пользователь взял в руки манипулятор.

Все устройства реализуют способ активного управления, требуя от пользователя каких-либо действий на специализированное устройство или поверхность, при этом игнорируются неактивные участки руки во время работы.

Другая проблема, в частности, это относится к сложным устройствам позиционирования в трехмерном пространстве, - это их сложность, громоздкость, высокая стоимость и неудобство при использовании.

Отслеживание перемещения с помощью гироскопов создает следующие трудности: отслеживания недостаточно точные. Отслеживание может происходить, только если манипулятор находится в свободном трехмерном пространстве, что исключает возможность работы на двухмерной поверхности как с обычными устройствами ввода.

Отслеживание по перемещению манипулятора в держателе. Данный способ неудобен и сложен, так как отслеживается перемещение самого манипулятора через дополнительный держатель, а не руки по нему.

Гироскоп или другое устройство отслеживания, например устройство визуального анализа и сравнения, отслеживает положение и изменения самого манипулятора в пространстве. Заявленный способ предлагает независимо использовать для ввода анализ положения руки на устройстве ввода.

Еще одна проблема заключается в том, что системы управления сложно использовать вместе, так как они все рассчитаны на какие-либо прямые действия от пользователя, что не дает возможности использовать их все одновременно, так как для этого просто не хватит пальцев и места для размещения датчиков на манипуляторе.

Известен способ анализа положения руки на сенсорных покрытиях и сенсорных экранах: от более простых с определением количества пальцев до сложных, т.е. анализа каждого пальца для написания символов и команд. Однако все они предназначены для анализа активной информации от пользователя. По сути они просто дорабатывают обычный тачпад, добавляя все осложняющие функции как для производства такого оборудования, так и для самих пользователей.

Например, в патентах US 5856824, US 7038659, US 582535 раскрыто использование руки или отдельных пальцев для сенсорного экрана с возможностью идентификации каждого пальца для выполнения запрограммированных действий или просто для определения их количества. Эти подходы неинтуитивны, сложны, не учитывается положение самой руки на устройстве, а используется подход как и в других устройствах, т.е. осуществляют отслеживание перемещения объекта по специально предназначенной поверхности, такой как тачпад или сенсорный экран, такая поверхность, в свою очередь, проигрывает другим устройствам ввода, так как требует специального ухода, защиты от царапин, не может содержать выпуклых и движущихся элементов, и делать клики на сенсорном экране не только неудобно, но, кроме того, требует сложных вычислений для системы и создает лишние неудобства для пользователя. Сенсорный экран, как бы он ни использовался, требует также расположения на видимой части для пользователя поверхности или курсора на экране для передачи пользователю поступающих сигналов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической задачей настоящего изобретения является создание способа управления, представляющего собой не только продвинутую версию других способов управления, но новый вид управления. Способ пассивного управления предоставляет совершено новый интуитивный и простой подход с возможностью использования как самостоятельно, так и по совместительству с любой другой технологией, предоставляя новую ось контроля управления. Особенность использования в совокупности с другими устройствами в том, что способ пассивного управления не требует каких-либо дополнительных действий от пользователя при использовании других устройств управления, так как они работают все в режиме активного управления, отслеживая действия пользователя на определенные датчики ввода.

Управление по анализу, каким образом потребитель берет в руки манипулятор и удерживает его во время работы, открывает новую область управления. Подача сигналов осуществляется устройством еще до того, как пользователь сделал какие-либо действия.

Датчики, используемые для определения положения, каким образом удерживается манипулятор, могут быть использованы как обыкновенные устройства активного управления, но с новыми возможностями, так как чувствительная поверхность для управления может покрывать весь корпус устройства управления, при этом переключение работы может зависеть от отслеживания положения руки или отдельных пальцев на устройстве.

Возможные реакции на то, как пользователь удерживает устройство, зависят от типа устройства. Если это простейшее устройство, то все управление может заключаться в том, чтобы взять устройство правильным образом, чтобы активировать его в нужном режиме. Если это сложный манипулятор, то удерживание манипулятора может менять режим работы устройства. Другой вариант, в котором система анализирует положение руки, и в случае взятия манипулятора определенным образом, может переключить использование датчиков из режима определения положения руки в режим обычной работы и использовать как обычные активные средства управления.

Другой вариант - использовать одни и те же датчики для пассивного и активного управления одновременно, при этом положение руки на устройстве используется для пассивного управления, а положения пальцев, измеряемые теми же датчиками, для активного управления.

Способ пассивного управления состоит в управлении средством удерживания, т.е. охвата устройства пользователем, и содержит использование датчиков разных типов, способных определять положения устройства при управлении потребителем, причем датчики могут быть как цифровыми, так и аналоговыми фиксаторами, при этом он может быть обычной кнопкой, курком, сенсорной поверхностью или тачпадом; один датчик может выполнять простые функции, такие как определение давления в той области, где он находится, и сложные вычисления, например, охватывать всю поверхность корпуса устройства, отслеживая при этом давления, например, каждого пальца с двух рук, причем датчики могут находиться необязательно на самом манипуляторе, они могут находиться на пользователе или на том, чем он осуществляет контроль с манипулятором, например в перчатках на руках или на пальцах, либо использование внешних датчиков, таких как фото-видео, анализируя визуально и обрабатывая, каким образом производится работа с устройством потребителем.

Система или устройства, выполняющие действия на полученных данных от датчиков, могут обеспечивать просто механическую функцию, или это может быть сложная система анализа данных с каждого датчика с определением источника. При необходимости может производиться калибровка устройства, само обучение или идентификация пользователя по показанию датчиков. Датчики могут использоваться как в пассивном режиме определения положения руки для переключения функции манипулятора, так и сами использоваться в качестве устройства активного ввода. При этом система может анализировать, какая часть руки является более активной, а какая менее активной для привязки им разных действий.

Выше описан общий основной принцип работы системы, ниже изобретение поясняется подробным описанием для лучшего понимания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает устройство типа ручки (обычная и компьютерная), содержащей покрытие, реагирующей на перемещение руки пользователя по ручке, согласно изобретению;

фиг.2а, 2b - общие виды устройства в форме ручки плоской формы с сенсорным покрытием на поверхности типа тачпад, согласно изобретению;

фиг.3 - варианты размещения на разных типах устройств полного сенсорного покрытия, улавливающего движения пользователя, согласно изобретению;

фиг.4 - варианты использования покрытия, покрывающего поверхность устройства, согласно изобретению;

фиг.5 - использование поверхности ручки с покрытием в качестве прокрутки, согласно изобретению;

фиг.6 - новый тип устройств на основе технологии в форме шара с несенсорным покрытием, определяющий положение руки на шаре, согласно изобретению;

фиг.7а - пример устройства из двух триггеров, согласно изобретению;

фиг.7b - пример работы устройства пассивного управления, согласно изобретению;

фиг.8 - пример использования множества датчиков для более детального контроля и определения положения руки, согласно изобретению;

фиг.9а - датчик для определения положения руки на подвижной основе, согласно изобретению;

фиг.9b - модификации датчика на подвижной основе, согласно изобретению;

фиг.10 - вариант модификации датчика на подвижной основе, согласно изобретению;

фиг.11 - использование устройства типа ручки с датчиками на поверхности, согласно изобретению;

фиг.12 - использование положения руки в качестве дополнительной оси контроля, согласно изобретению;

фиг.13 - возможное размещение датчиков на поверхности игрового контроллера, согласно изобретению;

фиг.14 - использование системы с датчиками, размещенными на игровом контроллере в игровом приложении, согласно изобретению;

фиг.15 - датчики положения руки, расположенные на мыши компьютера, согласно изобретению;

фиг.16 - расположение датчиков на руле автомобиля, согласно изобретению;

фиг.17 - размещение датчиков на корпусе портативного устройства, согласно изобретению;

фиг.18 - возможные положения использования устройства в виде ручки, согласно изобретению;

фиг.19 - варианты точечного размещения датчиков в тех местах, где это требуется, согласно изобретению;

фиг.20 - использование датчиков на кнопках манипулятора, согласно изобретению;

фиг.21 - использование отдельных частей манипулятора, снабженных дополнительными датчиками, согласно изобретению;

фиг.22 - возможные варианты использования частей манипулятора, согласно изобретению;

фиг.23 - возможное размещение датчиков на оружии для определения положения рук на нем, согласно изобретению;

фиг.24 - датчики на оружии в действии, согласно изобретению;

фиг.25 - использование оружия в зависимости от удерживания, согласно изобретению;

фиг.26 - использование системы в простом устройстве, согласно изобретению;

фиг.27 - использование системы в устройстве типа щетки, согласно изобретению;

фиг.28 - использование руля с датчиками положения на нем, согласно изобретению;

фиг.29 - разные типы датчиков для использования в системе, согласно изобретению;

фиг.30 - последовательность операций для внедрения системы, согласно изобретению;

фиг.31 - пример активной и пассивной зон руки, согласно изобретению;

фиг.32 - пример работы активной и пассивной зон руки на плоском объекте, согласно изобретению;

фиг.33 - компьютерная система, согласно изобретению;

фиг.34 - использование системы, согласно изобретению;

фиг.35 - блок-схема последовательности операций при работе системы, согласно изобретению;

фиг.36 - расположение меток на устройствах для облегчения работы, согласно изобретению;

фиг.37 - использование датчиков, распознающих объект на расстоянии, согласно изобретению;

фиг.38 - использование ноги в автомашине, согласно изобретению;

фиг.39 - использование ноги на датчиках в полу, согласно изобретению;

фиг.40 - определение положения руки на устройстве, согласно изобретению;

фиг.41 - использование полносенсорного покрытия, согласно изобретению;

фиг.42 - использование частичного сенсорного покрытия корпуса устройства, согласно изобретению;

фиг.43 - использование простого триггера, согласно изобретению;

фиг.44 - сенсорное покрытие, реагирующее на давление, согласно изобретению;

фиг.45 - распознавание сигналов с покрытия системой, согласно изобретению;

фиг.46 - скрытые триггеры, размещенные под поверхностью, согласно изобретению;

фиг.47 - варианты использования комбинированных датчиков одновременно, согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых показаны на чертежах.

Задача системы создать новый вид управления через то, как пользователь удерживает манипулятор в руках, при этом можно производить сложные анализы положения руки, а также пользоваться более простым практичным и дешевым способом размещения простейших датчиков, т.е. триггеров, на поверхности корпуса манипулятора. При этом не нужен сложный анализ положения рук на устройстве, достаточно определить определенное количество датчиков, активированных пользователем, и связать с действием системы. Особенность заключается также в том, что для управления устройством используется поверхность устройства, не предназначенная для прямого ввода информации пользователем. Также система позволяет совершать какие-либо действия сразу, в зависимости от того, как пользователь взял в руку устройство. Система может быть использована в любых устройствах, где требуется управление пользователем.

В данном примере используется компьютерная система 70 фиг.33 с устройством ввода и датчиками для определения положения руки. Такая система может быть применена в настольных и портативных компьютерах, а также в игровых консолях.

Компьютерная система 70 содержит любой подходящий микропроцессор и любое количество других объектов, соединенных системной шиной. В описываемом варианте компьютерная система 70 содержит память, такую как только для чтения ROM 16, оперативную память RAM 14 и периферийные устройства хранения памяти 20 в виде жесткого диска, флэш-памяти и т.п., соединенные системной шиной 12 через I/O адаптер 18, компьютерная система 70 содержит также устройство 38 ввода в компьютер, такое как клавиатура, мышь, цифровая ручка, соединенное через пользовательский интерфейс 22 с системной шиной. Устройство ввода содержит датчики 1 на своей поверхности для определения положения объектов на корпусе устройства ввода, связанные также с системной шиной 12 через пользовательский интерфейс 22.

Специалисту в данной области ясно, каким образом могут работать датчики, тип датчиков для определения положения руки на устройстве. В описании далее указаны типы датчиков и способы их размещения для определения положения руки. Основной принцип работы датчиков определения положения точек пользователя по отношению к устройству - датчики и система должны определять положения точек пользователя по отношению к устройству, на котором находятся руки пользователя, чтобы правильно отслеживать перемещение руки по устройству. На фиг.34 показан пример положения руки 50 на устройстве 201 типа простого пульта с поверхностью с обеих сторон, способного отслеживать положение руки по нему. Позиция 200 обозначает обе стороны устройства с сенсорным покрытием наподобие тачпада, способного отслеживать объекты на нем. Сенсорное покрытие - это для максимального отслеживания перемещения по всему корпусу объекта, оно может быть заменено любыми датчиками, такими как обычные кнопки. Датчики разных типов могут быть использованы для отслеживания перемещения по поверхности корпуса. Датчики могут располагаться не по всему периметру, а только в тех местах, где нужно получить информацию о местоположениях объектов. В данном случае - это положение руки 50 на устройстве. Поверхность имеет точки координат расположения каждой чувствительной части датчика для определения положения сигналов от датчика по отношению к корпусу устройства, на котором находится покрытие с датчиками. Датчики могут определять точки соприкосновения с поверхностью отдельных точек пользователя. В зависимости от поставленных задач может происходить как примерное определение положения руки на устройстве по количеству концентрации точек соприкосновения руки пользователя с поверхностью манипулятора, так и сложное определение с использованием вычислений операционной системы. Система может сравнивать расстояние между точками касания для определения типа объекта, типа руки, положения руки на устройстве. С использованием средств анализа карты, полученной с датчиков на руке на поверхности 200, операционная система пытается идентифицировать поверхность вокруг точек касания руки, сравнивая точки 215, 220, 230, 235, 240, 280, 210, для определения положения руки, как между собой, так и по отношению к устройству, и определяя, какая точка в каком месте контактирует с корпусом. Система определяет тип объекта, расположенного на поверхности манипулятора, для загрузки данных об управлении с ним, например, это может быть правая или левая рука или наконечник другого манипулятора на поверхности, например ручка. Специалист в данной области сможет расставить датчики в нужной последованности на корпусе устройства ввода и анализировать данные для получения нужной карты расположения руки или другого объекта при использовании. Система может распознавать части руки 215, 220, 230, 235, 240, 280, 210 по отдельности, причем как по заранее заложенным данным, так и в процессе использования, корректируя и составляя более точную карту пользователя. Данные могут сохраняться в системе на жестком диске 20 и загружаться при последующей загрузке данных, которые могут загружаться для последующей идентификации пользователя на поверхности устройства ввода теми же датчиками. На фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.7, фиг.8, фиг.11, фиг.12, фиг.14, фиг.15, фиг.22, фиг.24, фиг.26, фиг.27 показаны возможные варианты использования устройства. Датчики используются в качестве полного контроля устройством при минимальных действиях простого типа, где положение руки привязано к датчику включения и работы устройства, и даже, в некоторых случаях, не требуется компьютерной системы. Более продвинутые датчики реагируют на примерное положение руки на устройстве для выполнения функций или перевод устройства в определенный режим работы, например, ручка-манипулятор, которая, если взять ближе к концу, начинает производить двойные клики. Еще более продвинутые датчики позволяют отслеживать определенные положения руки, а затем переключать работу датчиков на обычный активный режим в зависимости от положения руки. И последний вариант, когда система разделяет, как показано на фиг.34, на части, присваивая им как активные зоны пальцев 220, 230, 235, 240, 215, которые при контакте могут воздействовать обычным активным способом по их перемещению, так и пассивные части руки 280, расположение которых используется для дополнительных установок типа работы устройства. Например, можно управлять без дополнительных датчиков курсором, перемещая пальцы по корпусу. При этом, в зависимости от того, где находится центральная пассивная часть руки, будет определяться открытое приложение программы или будет выполняться режим активного управления.

При этом анализ и управление точно также могут производиться и распознаваться с помощью других конечностей или предметов, например, ноги или дополнительного манипулятора на поверхности, такого как стилус. Очень многое зависит от датчиков. Любые датчики можно приспособить для работы с системой, например, датчики давления дополнительно могут передавать информацию о давлении объекта, которая может быть использована как для создания более точной карты руки, так и просто для управления устройством пассивным образом и активным образом. Если на устройстве разместить оптические датчики, то система сможет точно также отслеживать нахождение и перемещение объекта еще до соприкосновения с устройством. Как вариант, датчики могут быть размещены не на самой поверхности, а на руках пользователя, например, в перчатках или закреплены на концах пальцев, передавая сигнал о своем местоположении, или размещены в виде фото-видео или лазерных устройств отслеживания вне устройства и пользователя.

На фиг.35 показана блок-схема алгоритма работы системы. Устройство 38 ввода содержит детекторы 37, способные улавливать любой сигнал о положении руки объекта на поверхности в зависимости от типа, давления, звука, тепла и т.п. При определении сигнала 302 датчики передают его системе для считывания. Далее в зависимости от того, как система настроена, она может производить сложный анализ данных от датчиков 307 с распознаванием положения руки, или отдельных частей руки, и простой анализ по показаниям 308 активированных точек на датчиках для сравнения их напрямую. Далее производится поиск запрограммированных действий на полученную информацию 310. Определяются как простые параметры использования, так и заданные действия на подобную информацию с датчиков. Поскольку данные о положении руки на устройстве неточные и зависят от множества параметров, то производится поиск с возможным допуском искажений. В зависимости от настроек он может варьироваться и даже, если информация совершенно не поддается распознаванию, может быть использована наиболее близкая к этому по похожести комбинация пальцев на руке. Как вариант, происходит продолжение мониторинга данных, пока данные не совпадут должным образом. Когда данные распознаны в блоке 311, реализуются варианты использования информации с датчиков о нахождении объекта на устройстве ввода, указанной в настройках блока 311. Положение руки может использоваться для управления в зависимости от задачи системы и от самого положения руки, а также одновременно используя активный и пассивный режимы работы.

Блок 314 переключает активный режим работы устройства ввода, на котором закреплены датчики 37 для определения положения руки на нем. Режим определения режима работы показан на чертежах. Режим работы можно показать на примере использования цифровой ручки пера (фиг.11), которая изменяет поведение в зависимости от того, как пользователь удерживает устройство. Это может быть как просто смена функции, производимая активной частью управления, например, переключение в режим двойного клика, так и изменение размера инструмента при рисовании в графических программах. Блок 315 осуществляет запуск определенной заданной функции. Это может быть как управление простейшим устройством (фиг.27), например зубной щеткой, которая включается и работает в определенном режиме в зависимости от того, как ее взяли в руку. Это также может быть запуск определенной программы или операционной системы для работы с устройством. Датчики 313 (фиг.35), предназначенные для пассивного определения положения руки, переключаются в режим активной работы (фиг.5). Это может происходить как при запуске приложения, так и при взятии инструмента определенным образом. Еще один вариант - нечто общее с 315, 314, 313, это использование одних и тех же датчиков для активного и пассивного управлений. Зона руки делится на активную и пассивную части объекта руки. Это может происходить как заранее, так и в процессе использования, распознавая активную часть руки. Активная часть, такая как пальцы или один палец, используется для активного использования традиционным образом для передвижения курсора, а неактивное положение руки на корпусе используется для пассивного ввода информации.

За назначение функций определенному положению руки отвечает операционная система или данные, зашитые в микропроцессор. В случае операционной системы пользователь сам может указывать и конфигурировать систему, т.е. как реагировать на перемещение как активной части конечности, так и неактивной. Точно так же можно производить настройку любых устройств, подключенных к компьютеру при наличии возможностей операционной системы. Данные о личных настройках сохраняются и могут быть автоматически загружены при определении руки пользователя в следующий раз по карте, составленной системой, или при ручном выборе пользователя в системе.

Разделение руки на активные и менее активные области может производиться в интерактивном режиме распознавания. Достигается это путем того, что система постоянно анализирует поверхность датчиков, отслеживая все точки перемещения на ней. В случае, если на определенное время область перестала значительно передвигаться, то ей может быть присвоено пассивное назначение с присвоением функций; точно так же и с активной частью. Это грубый метод, более проще, когда система примерно располагает информацией о размерах конечностей, например, система заранее знает примерную площадь руки и частей пальцев, это гораздо проще позволяет различать активные и менее активные области. Также разделение может вестись по положению руки на устройстве. Система знает заранее положение руки, как по отношению к устройству, так и просто изгиб, определенным образом обеспечивает активность и неактивность зон на руке. Другой самый простой способ определения активных и неактивных частей - это по концентрации давления или других данных датчиков. Обычно, когда пользователь удерживает в руке предмет, то давление сосредотачивается ближе к концу пальцев, система определяет положение по концентрации точек и давления.

Система в подобном виде может работать в любых устройствах. Она может быть исполнена даже в механическом виде по подобному принципу. Управление и идентификация могут происходить рукой, ногой, головой, обеими руками и ногами как вместе, так и по отдельности. Система может определять также при необходимости разные стороны руки и наклон конечности пользователя, также сила удерживания корпуса может использоваться в управлении как в совокупности, так и как отдельная величина.

На фиг.30 показана блок-схема операций при изготовлении устройства по данной технологии. Для начала на шаге 701 определяется тип устройства, который будет использоваться в качестве носителя или модернизации для новой технологии, или, наоборот, устройство для реализации технологии. Далее на шаге 705 определяются задачи, которые нужно будет выполнять при использовании устройства, например, управление трехмерной программой или просто переключения режимов работы тестера. Когда это ясно, выбираются типы датчиков, которые будут использоваться в устройстве. Это зависит от разных параметров, например, каким образом устройство будет использовано, а также, например, от размера бюджета на создание устройства управления. Далее на шаге 712 выполняется размещение датчиков на поверхности устройства. Датчики могут покрывать всю поверхность. При этом датчик может быть как один, по типу сенсорного покрытия, или как множество простых датчиков, но и охватывать только определенную площадь устройства, где необходимо определять положение пользователя. Датчики сверяются с конструкцией устройства, чтобы более эффективно их разместить, например, разместить скрытно под поверхностью или сделать их определенного размера. Датчики могут находиться на других датчиках, представляя собой целые слои на поверхности устройства. Далее на шаге 716 производится программирование датчиков и компьютерного приложения, которое будет с ним работать. Датчики могут быть запрограммированы как на полный анализ руки при охвате устройства и детальным отслеживанием, так и частичным примерным, основываясь на примерных сигналах датчиков с поверхности устройства. Также программируется поведение устройства, или используется программа, на сигналы датчиков. Возможности управления с помощью положения руки на устройстве огромны. Можно отслеживать как простое удерживание устройства рукой, привязывая к этому любые действия и функции; можно производить сложные расчеты, анализируя и отслеживая положения каждого пальца; а также можно измерять силу давления, цвет, температуру, скорость перемещения, расстояния до руки и все, что способны определить датчики.

Возможны дополнительные действия в системе, такие как определение типа объекта на поверхности, загрузка настроек для данного типа конечности на устройстве или настроек пользователя.

Система способна сама обучаться и калиброваться при работе с пользователем в случае необходимости. Для хранения настроек системе нужна память для сохранения данных, например, оперативная память 14 (фиг.33) и долговременная память 20. При этом память может быть обновляемой и заранее зашитой предустановками на определенные действия с определенным объектом. В случае необходимости настройки могут сохраняться и загружаться в зависимости от идентифицированного объекта.

Идентификация может происходить по карте конечностей, составленной заранее, при этом идентификация может включать параметры при продолжительном использовании устройства, постепенно сверяя данные по мере использования. Возможен вариант идентификации для открытия доступа, когда предмет нужно взять в руку определенным образом. Это работает очень просто, дополнительно в систему включаются шаги: определение примерного положения объекта в данный момент и перепроверка данных при следующем входе в систему. При этом идентификация по положению конечности на устройстве может быть использована скрытно как для пользователя, так и для окружающих.

Система способна работать не только с объектами на манипуляторе, распознавая, определяя, отслеживая их, система может использовать для анализа положение ног на поверхности пола при установленных датчиках в нужных местах. Дополнительное управление может производиться по положению пользователя на земле, направлению ног и других параметров. Система имеет датчики, связанные с информацией, где они расположены и какую область нужно контролировать. При поступлении сигналов с датчиков происходит отслеживание объекта на поверхности, положение которого используется как величина, к которой могут быть привязаны действия.

Управление положением объекта на поверхности устройства управления может выполняться не только по заложенной ранее программе, но устанавливаться пользователем самостоятельно, для привязки определенных положений при использовании устройства к запрограммированным действиям.

Датчики, используемые для определения положения, могут быть использованы для других целей, как обычные манипуляторы, размещенные на корпусе. Ими можно управлять, изменив положение руки или постукивая по ним. К постукиваниям можно также привязать определенные действия.

Для идентификации или управления может быть использована карта объекта, как отдельной конечности, такой как рука, так и отдельных ее участков, не просто пальцев, а давления, производимого на разные точки на поверхности. По данным датчиков по возможности может создаваться максимально обширная и точная карта для распознавания действий пользователя. Это может быть точный размер, вес, давление, оказываемое при работе, цвет, температура, скорость передвижения, расстояние до устройства. Создание карты может осуществляться в автоматическом режиме по мере работы с устройством и в специальном режиме калибрации.

На фиг.1 показано устройство ввода в виде компьютерной ручки 100 и покрытие 101, покрывающие манипулятор, способное улавливать положение руки 50 пользователя в том месте, где это требуется. Внутри может находиться любое устройство для использования с системой пассивного управления, но также может быть и просто пустышка, используя сенсорное покрытие для управления.

Если это компьютерный манипулятор, то данные о состоянии датчиков, управляющих пассивно, передаются так же, как и работают остальные элементы манипулятора, например кнопки. Операционная система распознает сигналы с датчиков и использует их в зависимости от настроек.

На фиг.2а показано устройство ввода в виде ручки 99 в плоской форме для более простого и дешевого размещения на нем сенсорного покрытия 103. В таком варианте выполнения покрытие может быть тачпадом, расположенным с обеих сторон устройства, способным отслеживать местонахождение руки 50, а также использоваться вспомогательно для управления перемещением пальцев. Также показано возможное положение пальца 500 и действия рукой, которые возможно определить с помощью сенсорного покрытия 103.

Сенсорное покрытие может улавливать передвижение, расположение руки пользователя на устройстве и давление, и дополнительные функции, такие как температура, при необходимости. Все зависит от типа покрытия и датчиков, а также функций компьютерной системы.

На фиг.2b показан вариант сенсорного покрытия 103 на устройстве в треугольной форме для компромисса между стоимостью изготовления устройства и удобством расположения рук 50 на нем. Трехгераневый корпус ручки дает информацию о расположении рук пользователя с трех сторон.

На фиг.3 показано устройство с полной сенсорной поверхностью 103 на манипуляторе в форме обычной ручки манипулятора 100, шара 400, квадрата, реагирующее на руки пользователя, со способностью отслеживать перемещение рук и пальцев пользователя. Сенсорное покрытие может быть съемным, клейким, что дает возможность модернизировать практически любое устройство для использования с технологией пассивного управления.

На фиг.4 показан пример использования отслеживанием перемещения рук 50 по сенсорному покрытию 103. Перемещение может происходить в основном режиме использования положением рук устройства при работе с ним, и перемещением по поверхности пальцев, как при работе с обычным манипулятором. Данные, полученные системой, могут быть использованы в зависимости от настроек. Это может быть перемещение курсора, регулировка звука или прокрутка.

На фиг.5 показано дополнительное использование поверхности устройства в форме ручки 100 круглой формы, снабженного сенсорным покрытием на корпусе 103. В данном примере показано перемещение по устройству пальцев в двух направлениях для управления горизонтальной и вертикальной прокрутками 150 в браузере в компьютере.

На фиг.6 показано использование сенсорного покрытия 103 на шаре 400 для определения рук 50. Используется перемещение через прокрутку шара в руках и при нажатии на кнопку, постукивание по шару 400 манипулятору.

На фиг.7, 7b показана самая упрощенная конструкция устройства для работы с системой. Положение руки 50 на устройстве определяется через простые триггеры-кнопки 102, размещенные на корпусе устройства в виде 100 ручки. Триггеры активируются при взятии устройства определенным образом, тем самым передавая сигналы о том, каким образом удерживается устройство. Когда пользователь удерживает устройство управления, он производит давление, достаточное, чтобы активировать даже самые триггеры-кнопки 102 любого типа, что позволяет удешевить конструкцию еще больше. Кроме того, для такого механизма не требуется даже каких-либо электронно-вычислительных компонентов. Такая система может быть использована в пишущих инструментах, таких как механические карандаши, ручки, кисточки, маркеры, а также любых устройствах, таких как фены, миксеры, пилы, бензопилы, паяльники, микроволновые печи, чайники, телефоны, компьютеры, замки, рули, пульты, отдельные кнопки, игровые приставки, игровые контроллеры, покрытие пола, замки, оружие и так далее. Все подобные устройства работают по принципу датчиков, расположенных на поверхности, реагирующих на контакт, передающих состояние в систему 777, которая может быть как микрочипом, так и сложной компьютерной систем