CN102682589B - 一种用于对受控设备进行遥控的系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种用于对受控设备进行遥控的系统，该系统包括1)发射装置，包括用于发送控制信号的发射光源；2)检测装置，包括摄像单元，用于获取所述控制信号在所述摄像单元中的成像信息；3)计算装置，用于根据所述检测装置所获取的成像信息，确定所述发射装置的位置信息；4)控制装置，用于确定与所述位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。与现有技术相比，本发明在系统的接收端包括用于计算发射装置的位置信息的计算装置，及根据该位置信息确定对应的控制指令的控制装置，实现了对受控设备进行遥控，提高了控制的精确度，进而提高了控制效率并提升了用户的控制体验。

Description

一种用于对受控设备进行遥控的系统

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种用于对受控设备进行遥控的技术。

背景技术

在智能电视、体感交互、虚拟现实等智能控制领域，通常通过检测装置检测由发射装置所发送的一定信号，如电磁信号、声音信号或光信号等，来进行相应的控制操作，如打开或关闭受控设备。然而，基于电磁信号的系统在对该电磁信号进行测量时，容易受到环境中存在的电子设备或地磁等影响；而基于声音信号的系统在对该声音信号进行测量时，容易受到环境噪声等影响。

因此，如何针对上述不足，确定一种用于对受控设备进行遥控的系统，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对受控设备进行遥控的系统，其中，该系统包括：

发射装置，包括用于发送控制信号的发射光源；

检测装置，包括摄像单元，用于获取所述控制信号在所述摄像单元中的成像信息；

计算装置，用于根据所述检测装置所获取的成像信息，确定所述发射装置的位置信息；

控制装置，用于确定与所述位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

作为本发明的优选实施例之一，所述检测装置还包括模式检测单元，用于检测所述发射装置的工作模式；其中，所述摄像单元前附加有可移除的滤光片，所述检测装置还包括成像控制单元，该成像控制单元用于根据所述模式检测单元所检测的工作模式，对所述滤光片进行添加或移除操作。

优选地，所述模式检测单元包括红外检测传感器，用于检测所述发射装置是否工作在红外模式。

优选地，所述模式检测单元包括环境亮度传感器，用于检测所述发射装置所处环境的环境亮度，以通过比较所述环境亮度与预定的亮度阈值，来确定所述发射装置的工作模式。

作为本发明的优选实施例之一，所述检测装置还包括模式检测单元，用于检测所述发射装置的工作模式；其中，所述检测装置包括两个分别前置有红外滤光片和可见光滤光片的摄像单元，以及成像切换单元，该成像切换单元用于根据所述工作模式，将前置有与所述工作模式相对应滤光片的摄像单元的成像信息，提供给所述计算装置。

优选地，该系统还包括手势识别装置，用于识别所述摄像单元所获取的用户的手势成像信息；其中，所述控制装置用于确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

优选地，所述检测装置还包括红外发射单元，用于发射红外光，以便于获取所述用户的手势成像信息。

作为本发明的优选实施例之一，该系统还包括应用模式识别装置，用于根据预定的应用模式识别规则，确定该系统的当前应用模式；其中，所述控制装置用于根据所述当前应用模式，确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

优选地，所述应用模式识别规则包括以下至少任一项：

-根据所述发射装置的工作状态，确定所述当前应用模式；

-根据应用模式的优先级设置，确定所述当前应用模式；

-根据该系统的当前应用信息，确定所述当前应用模式。

作为本发明的优选实施例之一，所述发射装置包括多个用于发送控制信号的发射光源；其中，所述计算装置用于根据所述多个发射光源所对应的多个控制信号的成像信息，确定所述发射装置的位置信息。

作为本发明的优选实施例之一，该系统包括多个发射装置，所述多个发射装置中每一个均包括用于发送控制信号的发射光源；其中，该系统还包括发射识别装置，用于识别所述多个发射装置。

作为本发明的优选实施例之一，该系统还包括辅助信息获取装置，该辅助信息获取装置用于根据所述控制信号在所述摄像单元中的成像信息，获取与所述成像信息相对应的辅助信息；其中，所述控制装置用于确定与所述位置信息及所述辅助信息相对应的控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。

作为本发明的优选实施例之一，所述发射光源发送所述控制信号的发光模式包括以下至少任一项：

-形状；

-波长；

-闪烁频率；

-亮度；

-亮度分布。

优选地，所述发射光源发送所述控制信号的发光模式包括闪烁频率。

作为本发明的优选实施例之一，所述检测装置包括多个摄像单元，所述多个摄像单元用于分别获取所述控制信号的成像信息；其中，所述计算装置用于根据所述多个摄像单元所获取的多个成像信息，确定所述发射装置的位置信息。

作为本发明的优选实施例之一，该系统还包括反馈装置，用于向所述发射装置发送与所述控制信号相对应的反馈信息；其中，所述发射装置还包括：

接收单元，用于接收所述反馈信息；

执行单元，用于根据所述反馈信息，执行与所述反馈信息相对应的操作。

作为本发明的优选实施例之一，所述发射装置还包括：

-指令获取单元，用于获取用户拟通过所述发射装置发送的指令信息；

-发射控制调制单元，用于根据所述指令信息控制所述发射光源以一定的闪烁频率发送所述控制信号，其中，所述控制信号的亮度变化与所述指令信息相对应；

其中，所述摄像单元以至少两倍于所述闪烁频率的曝光频率获取所述成像信息与所述亮度变化；

其中，所述控制装置用于：

-根据所述位置信息与所述亮度变化，确定所述控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。

优选地，所述发射装置还包括：

指令获取单元，用于获取用户拟通过所述发射装置发送的指令信息；

指令发送单元，用于根据所述指令信息，发送与所述指令信息相对应的指令信号；

其中，该系统还包括：

指令接收装置，用于接收来自所述发射装置的指令信号；

其中，所述控制装置用于：

-确定与所述位置信息及所述指令信号相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

作为本发明的优选实施例之一，所述发射装置还包括用于对所述发射光源进行开关控制的开关单元，用于根据所述用户的操作，对所述发射装置执行开关操作。

优选地，所述位置信息包括三维位置信息；其中，所述计算装置还包括：

光点检测单元，用于根据所述检测装置所获取的成像信息，检测所述发射装置所对应的输入光点；

三维计算单元，用于根据所述输入光点的光点属性信息，计算所述发射装置的三维位置信息。

优选地，所述三维位置信息包括三维转动位置信息。

更优选地，所述控制装置用于：

-确定与所述三维转动位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

优选地，所述发射装置还包括位于所述发射光源的外周的间隔单元，其中，所述间隔单元朝向所述摄像单元的部分为暗色或覆盖有吸光材料。

作为本发明的优选实施例之一，所述受控设备包括电视机、机顶盒、移动设备、游戏机或PC中的一个或多个。

与现有技术相比，本发明在系统的接收端包括用于计算发射装置的位置信息的计算装置，及根据该位置信息确定对应的控制指令的控制装置，实现了对受控设备进行遥控，提高了控制的精确度，进而提高了控制效率并提升了用户的控制体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明一个方面的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；

图2示出根据本发明一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的装置示意图；

图3示出根据本发明另一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的装置示意图；

图4示出根据本发明又一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；

图5示出根据本发明再一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；

图6示出根据本发明再一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；

图7示出根据本发明再一个优选实施例的触摸按键电路示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1示出根据本发明一个方面的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；该系统1包括发射装置11、检测装置12、计算装置13和控制装置14，其中，检测装置12包括摄像单元121。在此，本发明仅以发射装置11作为发送端发送控制信号、检测装置12作为接收端检测成像信息的系统为例，本领域技术人员应能理解，系统1的另一种实现方式还可以检测装置12作为发送端发送控制信号、发射装置11作为接收端检测成像信息，在此以引用方式包含于此。

其中，发射装置11包括用于发送控制信号的发射光源。具体地，该发射装置11例如可以是遥控器、游戏手柄等，该发射装置11上装置有发射光源，该发射光源以一定的波长发光，以作为控制信号，该发射光源包括但不限于点光源、面光源、球状光源或其他任意以一定波长进行发光的光源，如LED可见光光源、LED红外光光源、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)光源、激光光源等。该发射装置11可以只包括一个用于发送控制信号的发射光源，也可以包括多个用于发送控制信号的发射光源。

本实施例仅以LED为例，本领域技术人员应能理解，其他现有的或今后可能出现的其他形式的发射光源，特别地，如OLED，如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。在此，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，并将所述光作为控制信号。

优选地，所述LED发送所述控制信号的发光模式包括以下至少任一项：

-形状；

-波长；

-闪烁频率；

-亮度；

-亮度分布。

例如，该(等)LED以一定的形状发光，如发出三角形、圆形或方形等形状的光，如该(等)LED被制成特殊形状，则发出的光即具有该特殊形状，作为控制信号；或者，多个LED形成三角形、圆形或方形等形状，同时发光以作为控制信号；又或者，LED点阵中的各个LED，通过点亮或熄灭，形成具有特殊形状的发光图案，作为控制信号。又如，该(等)LED以一定的波长发光，以形成与该波长对应的颜色。又如，该(等)LED以一定的闪烁频率发光，如每秒闪烁十次。或者，该(等)LED以一定的亮度发光，在此，亮度表明该(等)LED在特定方向单位立体角单位面积内的光通量，该亮度可通过计算该(等)LED在LED帧中所对应的成像信息的灰度值的平均值或总和来表示。又或者，该(等)LED以一定的亮度分布发光，如以四周明亮、中间黑暗的亮度分布进行发光。

更优选地，不管形状、波长(颜色)、亮度或亮度分布如何，该(等)LED以一定的闪烁频率发送所述控制信号，如每秒闪烁十次，该闪烁频率还可以根据例如加载的调制信号(如指令信号)而变化。

本领域技术人员应能理解上述发光模式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的发光模式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

检测装置12包括摄像单元121，该摄像单元121获取所述控制信号在所述摄像单元121中的成像信息。在此，检测装置12可以只包括一个摄像单元，如可同时检测可见光和红外光的摄像头传感器，也可以包括多个摄像单元。该(等)摄像单元121能够感应和采集LED发出的可见光和/或红外线图像。具体地，该(等)摄像单元121以足够高的采集帧速率，如15fps或以上，合适的分辨率，如640x480或以上，及足够短的曝光时间，如1/500或更短，对发射装置11端的一个或多个LED进行拍摄，获取该一个或多个LED所发送的控制信号在该摄像单元121中的成像信息。例如，发射装置11的LED点阵中的各个LED，通过点亮或熄灭，形成了三角形的发光图案，作为控制信号，摄像单元121通过对该LED点阵进行拍摄，获取该三角形发光图案在该摄像单元121中的成像信息。在此，所述成像信息包括但不限于该(等)LED在该摄像单元121所拍摄的LED帧中的位置信息、所形成的图像的大小、形状等信息。

本领域技术人员应能理解上述成像信息及获取成像信息的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的成像信息或获取成像信息的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

计算装置13根据所述检测装置12所获取的成像信息，确定所述发射装置11的位置信息。具体地，计算装置13根据该检测装置12所获取的成像信息，如该(等)LED在该摄像单元121所拍摄的LED帧中的位置信息、所形成的图像的大小、形状等，通过一定的计算，确定该发射装置11的位置信息，如该发射装置11的二维位置信息、三维位置信息、二维运动轨迹、三维运动轨迹等。例如，计算装置13根据发射装置11端的LED在摄像单元121所拍摄的LED帧中的位置信息的变化，将该位置信息的变化映射到物理空间中，确定该发射装置11的二维运动轨迹。又如，计算装置13根据发射装置11端的LED在摄像单元121所拍摄的LED帧中的位置信息，确定该发射装置11的二维位置信息，进一步地，根据该LED在该LED帧中对应的成像信息的面积大小，再结合该LED光点的实际面积大小，计算该LED与该摄像单元121间的距离大小，以确定该发射装置11的三维位置信息。

本领域技术人员应能理解上述计算位置信息的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的计算位置信息的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

控制装置14确定与所述位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。具体地，控制装置14根据该计算装置13计算所确定的该发射装置11的位置信息，如该发射装置11的二维位置信息、三维位置信息、二维运动轨迹、三维运动轨迹中的一种或几种，或其中某种特定运动组合等，通过在指令库中进行匹配查询，获得该位置信息对应的控制指令，以对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

例如，计算装置13通过计算，确定发射装置11的位置信息为自上而下的二维运动轨迹；控制装置14根据该位置信息，在指令库中匹配查找，确定与该位置信息相对应的控制指令为自上而下滚动页面，进一步地，该控制装置14通过有线通信方式，或通过诸如WIFI、蓝牙、红外等无线通信方式，将该控制指令发送至与该系统1相连接的一个或多个受控设备，以对该一个或多个受控设备进行控制。

在此，控制装置14可同时对多个受控设备进行控制，例如该控制装置14同时将自上而下滚动页面的控制指令发送至机顶盒、游戏机和PC，该机顶盒、游戏机和PC根据该控制指令，同时执行自上而下滚动页面的操作。优选地，该控制装置14也可根据该多个受控设备的优先级，将控制指令按照优先级的高低依次发送至对应的受控设备。

在此，该指令库中预设有位置信息与控制指令的映射关系，该映射关系可以根据用户的设置进行更新。在此，受控设备包括但不限于电视机、机顶盒、移动设备、游戏机或PC中的一个或多个。

本领域技术人员应能理解上述确定控制指令的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的确定控制指令的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。本领域技术人员还应能理解上述受控设备仅为举例，其他现有的或今后可能出现的受控设备如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

图2示出根据本发明一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的装置示意图；其中，检测装置22包括摄像单元221、模式检测单元222和成像控制单元223。

其中，模式检测单元222检测所述发射装置21的工作模式；摄像单元221前附加有可移除的滤光片，该检测装置22还包括成像控制单元223，该成像控制单元223根据所述模式检测单元222所检测的工作模式，对所述滤光片进行添加或移除操作。在此，摄像单元221例如为一个可同时检测可见光和红外光的摄像头传感器；该摄像单元221前附加有可移除的滤光片，该可移除的滤光片包括红外滤片和/或可见光过滤片；检测装置22还包括成像控制单元223，该成像控制单元223例如包括一个电磁开关来控制是否将红外滤片或可见光过滤片置于该摄像单元221之上。假设模式检测单元222检测出该发射装置21工作在可见光模式，而该摄像单元221之上已经有红外滤片，则成像控制单元223用电磁开关将其移除，否则什么都不做。假设模式检测单元222检测出该发射装置21工作在红外模式，而该摄像单元221之上已添加有红外滤片，则什么都不做；否则该成像控制单元223用电磁开关将该红外滤片添加于该摄像单元221之上。

优选地，该模式检测单元222包括红外检测传感器，该红外检测传感器检测所述发射装置21是否工作在红外模式。例如，该红外检测传感器检测发射装置21所发送的控制信号，当检测到该控制信号为红外信号时，该红外检测传感器判断该发射装置21工作在红外模式。

更优选地，该模式检测单元222包括环境亮度传感器，该环境亮度传感器检测所述发射装置21所处环境的环境亮度，以通过比较所述环境亮度与预定的亮度阈值，来确定所述发射装置的工作模式。例如，该环境亮度传感器首先检测发射装置21所处环境的环境亮度，再将该环境亮度与预定的亮度阈值进行比较，当该环境亮度高于该亮度阈值时，该环境亮度传感器判断该发射装置21工作在可见光模式、或工作在可见光与红外兼容模式；当该环境亮度低于该亮度阈值时，则该环境亮度传感器判断该发射装置21工作在红外模式。

在此，该模式检测单元222可以只包括该红外检测传感器或环境亮度传感器中的一个，也可以包括这两个传感器。例如，当该模式检测单元222只包括红外检测传感器，该系统1工作在遥控模式，而该红外检测传感器检测到发射装置21所发送的控制信号为红外信号，则判断该发射装置21工作在红外模式；当该红外检测传感器未检测到发射装置21发送的红外信号，则判断该发射装置21工作在可见光模式。

图3示出根据本发明一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的装置示意图；其中，检测装置32包括摄像单元321a、摄像单元321b、模式检测单元322和成像切换单元324。

其中，模式检测单元322检测所述发射装置31的工作模式；该检测装置22包括一个前置有红外滤光片的摄像单元321a和一个前置有可见光滤光片的摄像单元321b，以及成像切换单元324，该成像切换单元324根据该模式检测单元322所确定的工作模式，将前置有与该工作模式相对应滤光片的摄像单元的成像信息，提供给计算装置。在此，检测装置22包括两个摄像单元，其中一个前置有红外滤光片，以检测红外光；另一个前置有可见光滤光片，以检测可见光；成像切换单元324包括一个控制电路，该控制电路决定是否停止使用某个摄像单元、或决定启用某个摄像单元；当模式检测单元322检测出该发射装置31的工作模式，该成像切换单元324通过该控制电路，选择启用前置有与该工作模式相对应滤光片的摄像单元，并将该摄像单元的成像信息，提供给该计算装置。例如，模式检测单元322检测出该发射装置31的工作模式为红外模式，该成像切换单元324决定停止使用前置有可见光滤光片的摄像单元321b，而使用前置有红外滤光片的摄像单元321a；进一步地，该成像切换单元324将该前置有红外滤光片的摄像单元321a的成像信息，提供给该计算装置。

在此，该模式检测单元322与图2所述实施例中的模式检测单元222所执行的操作相同或基本相同，故此处不再赘述，并通过引用的方式包含于此。

图4示出根据本发明又一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；该系统1包括发射装置41、包含摄像单元421的检测装置42、计算装置43、控制装置44、手势识别装置45和模式识别装置46。在此，该发射装置41、检测装置42和计算装置43分别与图1所示对应装置相同或相似，故此处不再赘述，并通过引用的方式包含于此。

其中，手势识别装置45识别所述摄像单元421所获取的用户的手势成像信息；控制装置44确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。例如，当该系统1工作在遥控模式和手势模式兼容的情况下，摄像单元421获取控制信号的成像信息，同时获取用户的手势成像信息；手势识别装置45根据摄像单元421所获取的用户的手势成像信息，通过图像处理等方式，识别出该手势成像信息，如识别出用户竖起大拇指的手势成像信息；计算装置43根据该控制信号的成像信息，确定发射装置41的位置信息；随后，控制装置44根据该位置信息，再结合该手势成像信息，通过在指令库中匹配查询，确定与该位置信息及该手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。优选地，该控制装置44还可以结合位置信息与手势成像信息的优先级，确定对应的控制指令，如当手势成像信息的优先级高于位置信息时，只根据该手势成像信息确定对应的控制指令；或者，主要根据该手势成像信息，再辅以该发射装置11的位置信息，确定对应的控制指令。

优选地，所述检测装置42还包括红外发射单元(未示出)，该红外发射单元发射红外光，以便于获取所述用户的手势成像信息。具体地，该红外发射单元例如为可发射红外光的LED，在该红外发射单元所能照射到的区域发射红外光，使得用户可在该区域做出相应的手势，检测装置42中的摄像单元工作在红外模式，获取该用户的手势成像信息。

优选地，该系统还包括应用模式识别装置(未示出)，该应用模式识别装置根据预定的应用模式识别规则，确定该系统的当前应用模式；随后，控制装置44根据所述当前应用模式，确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。具体地，该系统1可能包含不同的应用，而不同应用隐含了不同的检测模式，当用户打开一种应用时，模式识别装置根据预定的应用模式识别规则，确定该系统1的当前应用模式，如该系统1当前工作在遥控模式、手势识别模式等。在此，应用模式识别规则包括但不限于以下至少任一项：

-根据所述发射装置的工作状态，确定所述当前应用模式；

-根据应用模式的优先级设置，确定所述当前应用模式；

-根据该系统的当前应用信息，确定所述当前应用模式。例如，应用模式识别装置通过传感器等，检测该发射装置41是否处于工作状态，当该发射装置41处于工作状态，则确定该系统1的当前应用模式为遥控模式；否则，确定该系统1的当前应用模式为手势识别模式。又如，假设系统1预设手势识别模式的优先级高于遥控模式，则当该系统1同时识别到用户的手势、检测到LED成像信息时，该应用模式识别装置根据该应用模式的优先级设置，确定该系统的当前应用模式为手势识别模式。再如，应用模式识别装置根据该系统的当前应用信息，确定该系统的当前应用模式，如该系统的当前应用为视频通话，则应用模式识别装置确定该系统的当前应用模式为手势识别模式、或红外与可见光兼容模式。

随后，控制装置44根据该应用模式识别装置所确定的该系统的当前应用模式，确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，如当该系统1的当前应用模式为手势识别模式，则该控制装置14根据该手势成像信息，确定对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制；或者，当该系统1的当前应用模式为遥控模式，则该控制装置14根据该发射装置41的位置信息，确定对应的控制指令。

本领域技术人员应能理解上述应用模式识别规则仅为举例，其他现有的或今后可能出现的应用模式识别规则如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在一优选实施例中(参照图1)，发射装置11包括多个用于发送控制信号的LED；其中，计算装置13根据所述多个LED所对应的多个控制信号的成像信息，确定所述发射装置的位置信息。具体地，发射装置11包括多个用于发送控制信号的LED，这多个LED以一定的形状、波长、闪烁频率、亮度或亮度分布等发光模式发送所述控制信号。例如，这多个LED形成三角形、圆形或方形等形状，同时发光以作为控制信号；又或者，LED点阵中的多个LED，通过点亮或熄灭，形成具有特殊形状的发光图案，作为控制信号。随后，计算装置13根据这多个LED所对应的多个控制信号的成像信息，如这多个LED在该摄像单元121所拍摄的LED帧中的位置信息、所形成的图像的大小、形状等，通过一定的计算，确定该发射装置11的位置信息，如该发射装置11的二维位置信息、三维位置信息、二维运动轨迹、三维运动轨迹等。例如，计算装置13分别计算这多个LED的位置信息，再通过对这多个位置信息进行一定的转换计算，如加权平均计算等，确定这多个LED所在的发射装置11的位置信息。

优选地，该系统1包括多个发射装置，所述多个发射装置中每一个均包括用于发送控制信号的发射光源；其中，该系统1还包括发射识别装置(未示出)，该发射识别装置用于识别所述多个发射装置。例如，假设每个发射装置上的发射光源，如LED，使用不同形状、波长(颜色)、闪烁频率、亮度、亮度分布的发光模式或其组合，进行发光，则发射识别装置使用视频下的跟踪技术，区分不同LED的运动轨迹，从而在任何时刻区分不同的发射装置。该发射识别装置也可结合LED对应的成像信息的起始时间、位置和使用范围(前后、左右)，区分不同LED所对应的不同的发射装置。进一步地，当发射识别装置识别出不同的发射装置后，计算装置13分别计算不同发射装置的位置信息，控制装置14确定不同位置信息所对应的不同控制指令，以将该不同控制指令分别发送至对应的受控设备。优选地，发射识别装置还可确定不同发射装置所对应的优先级。例如，最先启动的发射装置(可根据成像信息被检测到的时间来判断)总是主控并有更高优先级，或着，对应的位置信息在前面或中间区域的发射装置总是主控并具有更高优先级等。

在此，发射识别装置可以根据所述多个发射装置的LED所对应的成像信息，利用图像处理中的常用方法检测不同大小的圆形、通过对区域边缘的直线检测或角点检测识别三角形或四边形等，来区分不同的发射装置；或者，发射识别装置可以根据不同闪烁频率区分不同发射装置，此时摄像单元的拍摄频率必须大于LED最高闪烁频率两倍(最好为三倍以上)；或者，发射识别装置利用差分法，检测LED的闪烁频率，进而区分不同发射端；或者，发射识别装置使用不同颜色或其组合区分不同发射端，颜色的检测可用彩色摄像头捕捉光点然后用RGB或其他颜色空间区分光点区域的主要颜色(dominatecolor)；或者，对应不同亮度分布模式，发射识别装置可以使用不同发射装置的样本的强度分布(如光点内所有像素强度值)事先训练分类器(如LDA分类器)，使用时把每个光点归于分类器的分类结果。

优选地，发射识别装置还可以利用每个发射装置所对应的成像信息的运动轨迹，在任何时刻区分不同的发射装置，如哪个成像信息属于时间i开启的发射装置，而哪个属于时间j开启的发射装置，即任一时刻i开启的发射装置和时刻j开启的发射装置分别在哪里，从而对应相应操作。一旦每帧检测出候选成像信息，可用现有目标跟踪的方法，根据运动模型(如恒定速度或加速度的模型)跟踪每个成像信息。例如，假设最多可有N个发射装置，则发射识别装置提取符合条件的N个成像信息的运动轨迹作为候选成像信息，随后，发射识别装置记录每个运动轨迹的起始时间、位置等历史特征直至轨迹结束，任何时刻每个运动轨迹对应于一个发射装置。

在另一优选实施例中(参照图1)，该系统1还包括辅助信息获取装置(未示出)，该辅助信息获取装置根据所述控制信号在所述摄像单元121中的成像信息，获取与所述成像信息相对应的辅助信息；其中，所述控制装置14确定与所述位置信息及所述辅助信息相对应的控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。具体地，辅助信息获取装置根据该(等)LED对应的控制信号在该摄像单元121中的成像信息，获取与所述成像信息相对应的辅助信息，辅助信息包括但不限于该(等)成像信息的颜色、亮度、所形成的图案等；随后，控制装置14根据计算装置13所确定的该(等)LED的位置信息，及上述辅助信息中的一个或多个，在指令库中进行匹配查询，确定对应的控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。例如，发射装置11的LED点阵中的各个LED，通过点亮或熄灭，形成了三角形的发光图案，作为控制信号，摄像单元121通过对该LED点阵进行拍摄，获取该三角形发光图案在该摄像单元121中的成像信息；计算装置13根据该成像信息，计算得出该发射装置11的位置信息；辅助信息获取装置根据该成像信息，获取的辅助信息为LED形成了三角形图案；控制装置14根据该三角形图案与该位置信息，确定对应的控制指令为暂停播放，用于对与相应的受控设备控制以实现该受控设备暂停播放。

在又一优选实施例中(参照图1)，所述检测装置12包括多个摄像单元，所述多个摄像单元用于分别获取所述控制信号的成像信息；其中，所述计算装置13根据所述多个摄像单元所获取的多个成像信息，确定所述发射装置11的位置信息。在此，这多个摄像单元例如工作在同样的工作模式下，并以同样地采集帧速率、同样的分辨率、同样的曝光时间等，对发射装置11端的一个或多个LED进行拍摄，分别获取该一个或多个LED所发送的控制信号在这多个摄像单元121中的成像信息。而该计算装置13根据这多个摄像单元分别获取的多个成像信息，如这多个摄像单元分别拍摄到的该一个或多个LED在LED帧中的位置信息、所形成的图像的大小、形状等，通过一定的计算，确定该发射装置11的位置信息，如该发射装置11的二维位置信息、三维位置信息、二维运动轨迹、三维运动轨迹等。例如，检测装置12包括两个摄像单元，这两个摄像单元分别获取发射装置11所发送的控制信号的成像信息；计算装置13采用双目立体视觉算法，计算得出该发射装置11的位置信息。

图5示出根据本发明再一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；该系统1包括发射装置51、检测装置52、计算装置53、控制装置54和反馈装置57，其中，该发射装置51包括接收单元511和执行单元512。在此，该检测装置52、计算装置53和控制装置54分别与图1所示对应装置相同或相似，故此处不再赘述，并通过引用的方式包含于此。

其中，该反馈装置57向所述发射装置51发送与所述控制信号相对应的反馈信息；发射装置51还包括接收单元511和执行单元512，该接收单元511接收所述反馈信息；执行单元512根据所述反馈信息，执行与所述反馈信息相对应的操作。在此，反馈装置57向发射装置51发送的反馈信息包括但不限于：1)回执声明，表明该检测装置52已检测到该发射装置51的位置信息；2)反馈指令，以使该发射装置51根据该反馈指令执行相应的操作，如让发射装置51执行某种类似游戏手柄的震动以增加游戏的真实感、发特定的相应声音、发出特定颜色频率的光等。在此，发射装置51与反馈装置57间的无线通信方式包括但不限于有线通信方式、或诸如WIFI、蓝牙、红外等无线通信方式。

图6示出根据本发明再一个优选实施例的用于对受控设备进行遥控的系统的系统示意图；该系统1包括发射装置61、包含摄像单元621的检测装置62、计算装置63和控制装置64，其中，该发射装置61包括指令获取单元613和发射控制调制单元614。在此，该计算装置63和控制装置64分别与图1所示对应装置相同或相似，故此处不再赘述，并通过引用的方式包含于此。

其中，发射装置61中的指令获取单元613获取用户拟通过所述发射装置发送的指令信息；发射控制调制单元614根据所述指令信息控制所述LED以一定的闪烁频率发送所述控制信号，其中，所述控制信号的亮度变化与所述指令信息相对应；其中，所述检测装置62中的摄像单元621以至少两倍于所述闪烁频率的曝光频率获取所述成像信息与所述亮度变化；其中，所述控制装置64根据所述位置信息与所述亮度变化，确定所述控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。

具体地，用户通过与发射装置61的交互，输入了该用户拟发送的指令信息，如当该发射装置61为遥控器，用户通过按动该遥控器上的按键，输入了拟发送的指令信息，如按键信息，指令获取单元613获取该用户拟通过该发射装置61所发送的指令信息。发射控制调制单元614根据该指令信息，控制该发射装置61中的LED，使该(等)LED以一定的闪烁频率发送控制信号，如使该(等)LED以高频闪烁加载指令信息，发送控制信号，在此，该控制信号的亮度变化与该指令信息相对应。例如，用户通过按动发射装置61上的按键，拟发送的指令信息为暂停播放，而该指令信息对应的控制信号的亮度变化为亮暗亮暗亮；指令获取单元613获取到该指令信息；发射控制调制单元614根据该指令信息，控制该发射装置61中的LED以每秒闪烁五次的闪烁频率发送控制信号，该LED即以该闪烁频率，并以“亮暗亮暗亮”的亮度变化发送控制信号。同时，所述摄像单元621以至少两倍于该闪烁频率的曝光频率获取该发射装置61的成像信息及该控制信号的亮度变化；控制装置64根据该计算装置61的位置信息与该控制信号的亮度变化，通过在指令库中进行匹配查询，确定对应的控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制，如接上例，确定对应的控制指令为暂停播放，用于对相应的受控设备进行控制以实现暂停播放。

在此，当摄像单元的曝光频率至少为LED的闪烁频率的两倍，最好为三倍以上，每次LED光点的亮暗变化都会被捕捉下来，通过光点在一段时间出现亮的次数可以计算闪烁的频率，进一步地，通过对LED闪烁频率的检测和解码，可获得通过LED加载的指令信息，以使该系统1同时检测发射装置的位置信息和传输指令信息。

在另一优选实施例中(参照图1)，发射装置11还包括指令获取单元(未示出)和指令发送单元(未示出)，该系统还包括指令接收装置(未示出)。具体地，用户通过与发射装置11的交互，输入了该用户拟发送的指令信息，如当该发射装置11为遥控器，用户通过按动该遥控器上的按键，输入了拟发送的指令信息，如按键信息，指令获取单元获取该用户拟通过该发射装置11所发送的指令信息；随后，指令发送单元对该指令信息进行诸如编码、调制等操作，以生成对应的指令信号，并通过有线通信方式，或通过诸如WIFI、蓝牙、红外等无线通信方式，将该指令信号发送出去。该指令接收装置通过诸如上述有线或无线通信方式，接收来自该发射装置的指令信号；随后，控制装置14通过对该指令信号进行诸如放大、整形、解调、解码等操作，再结合计算装置13计算得出的该发射装置11的位置信息，确定与该位置信息及该指令信号相对应的控制指令，以用于对与该系统相连接的受控设备进行控制。其中，指令发送单元对指令信息进行编码的方式可采用目前红外遥控器的编码方式，以生成指令信号；指令接收装置例如在38KHz的载波上采用红外接收方式，接收加载的指令信号。

在又一优选实施例中(参照图1)，发射装置11还包括用于对所述LED进行开关控制的开关单元(未示出)，该开关单元根据所述用户的操作，对所述发射装置11执行开关操作。具体地，发射装置11包括用于对所述LED进行开关控制的开关单元，该开关单元例如为可按压的触摸键，以使该发射装置11实现点击(选择)和拖拽功能。当用户接触该触摸键时，发射装置11才开启LED或让LED以持续的特定模式发送控制信号，如发送发红外线，以使检测装置12检测该发射装置11的成像信息，并使计算装置13计算该发射装置11的位置信息。当用户按压此触摸键时，则对应于点击(选择)功能；当用户按压但不松开此触摸键，则对应拖拽功能。或者，该开关单元也可以是一个专门的手动按钮代替触摸开启，以打开LED或让LED以持续的特定模式发送控制信号。

图7示出根据本发明再一个优选实施例的触摸按键电路示意图。

首先焊盘与地之间形成一寄生电容C_p，当手指触摸到焊盘时，触摸点-手指-地之间形成一电容C_f，这两电容并联。并联电容相加，所以当手指接近焊盘时，总电容增加。电容增量的百分比为：

$\mathrm{\ΔC}=\frac{((\mathrm{Cp}+\mathrm{Cf})-\mathrm{Cp})}{\mathrm{Cp}}=\frac{\mathrm{Cf}}{\mathrm{Cp}}$

而电容的增量就是所要检测的依据。由于手指触摸按键产生额外电容，τ＝R(Cf+Cp)，导致振荡器的时间常数发生改变，随着时间常数的增加，振荡器频率将减小。通过单片机可以检测频率变化，从而确定是否有按键。其次在电路的输入端添加了两个二极管，此功能是保护单片机的I/O端口。当电压超过Vdd+0.7V，二极管D1将导通，电流流进电容C1；若电压低于GND-0.7V，二极管D2将导通，电流从电容流入电路。R1电阻用来确保外部的二极管首先触发，对整个电路起到一个保护作用。

在再一优选实施例中(参照图1)，发射装置11的位置信息包括三维位置信息；其中，所述计算装置13还包括光点检测单元(未示出)和三维计算单元(未示出)。具体地，该光点检测单元根据所述检测装置所获取的成像信息，检测所述发射装置11所对应的输入光点；该三维计算单元根据所述输入光点的光点属性信息，计算所述发射装置11的三维位置信息。在此，所述输入光点的光点属性信息包括但不限于任何可适用于本发明的，可直接或间接用于确定发射装置11的三维位置信息的相关光学属性，诸如所述输入光点的圆半径、亮度或光分布特性等。发射装置11的三维位置信息包括该发射装置11的三维平动位置信息和/或该发射装置11的三维转动位置信息。在此，将某空间原点的三维坐标标记为(x₀，y₀，z₀)，则发射装置11的三维平动位置信息为其三维坐标(x，y，z)，其中，x是该发射装置11质心的水平坐标，y是该发射装置11质心的竖直坐标，z是该发射装置11质心的纵深坐标。而该发射装置11的三维转动位置信息例如为该发射装置11的轴线与该发射装置11到摄像单元121连线之间的夹角θ；进一步地，该发射装置11的三维转动位置信息还可表示为例如该发射装置11围绕其质心轴的转角，即该发射装置11的自转角度。例如，摄像单元121拍摄发射装置11的LED的成像信息；随后，光点检测单元检测出该成像信息对应的光点的光点半径r和亮度I；接着，三维计算单元根据该半径r和亮度I，基于预定的夹角拟合曲线θ＝h(r，I)，获得发射装置11的轴线与该发射装置11到摄像单元121连线之间的夹角θ，也即该发射装置11的三维转动位置信息。

更优选地，所述控制装置14确定与所述三维转动位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。具体地，控制装置14根据转动位置获取单元所获取的该发射装置11的三维转动位置信息，如该发射装置11的自转角度，或其轴线与该发射装置11到摄像单元121连线之间的夹角θ，或该夹角的变化，确定对应的控制指令，以对相应的受控设备进行控制，而不需用户点击操作。例如，当用户上仰遥控器(即发射装置11)时，受控设备的屏幕菜单自动向上滚动，滚动速度与仰角相关；当用户不再仰起该遥控器时，该屏幕菜单停止滚动。又如，当用户由左向右移动遥控器(即发射装置11)的距离超过一定门限时，对应的受控设备的屏幕上的图片翻到下一页，或者，用户使用遥控器(即发射装置11)进行画圆，则对应的受控设备进入控制菜单页面等。为了防止误操作和抖动，对应的受控设备进入一个状态(如滚动菜单)需超过一个高门限，而停止此状态则需低于一个低门限，高门限比低门限有一定的落差以防止在两个状态间抖动。

优选地，发射装置11还包括位于所述LED的外周的间隔单元，其中，所述间隔单元朝向所述摄像单元的部分为暗色或覆盖有吸光材料。例如，该间隔单元可以是一个球面，包裹住该LED，在该球面上包括一个凹槽，以使该LED能透过该凹槽发出控制信号，该球面朝向该摄像单元的部分为暗色或该球面覆盖有吸光材料，以使该LED周围总是被黑色区域包围，而不会与背景或其他亮区连接，便于检测和分析LED所对应的成像信息。又如，该间隔单元可以是一个具有一定形状的板，面积大于LED的光点大小，且该LED位于该间隔单元与该摄像单元的连线中间，该板朝向所述摄像单元的部分为暗色或覆盖有吸光材料。

在此，间隔单元的形状、结构、大小等不应局限于上述示例，其他任意能在使用角度范围包围LED背景而又不挡住LED的光点的间隔单元都应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (23)

1.一种用于对受控设备进行遥控的系统，其中，该系统包括：

发射装置，包括用于发送控制信号的发射光源；

检测装置，包括摄像单元，用于获取所述控制信号在所述摄像单元中的成像信息；

计算装置，用于根据所述检测装置所获取的成像信息，确定所述发射装置的位置信息；

控制装置，用于确定与所述位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制；

其中，所述位置信息包括以下至少任一项：

-二维位置信息；

-三维位置信息；

-二维运动轨迹；

-三维运动轨迹；

其中，所述检测装置还包括模式检测单元，用于检测所述发射装置的工作模式；

其中，所述摄像单元前附加有可移除的滤光片，所述检测装置还包括成像控制单元，该成像控制单元用于根据所述模式检测单元所检测的工作模式，对所述滤光片进行添加或移除操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述模式检测单元包括红外检测传感器，用于检测所述发射装置是否工作在红外模式。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述模式检测单元包括环境亮度传感器，用于检测所述发射装置所处环境的环境亮度，以通过比较所述环境亮度与预定的亮度阈值，来确定所述发射装置的工作模式。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测装置还包括模式检测单元，用于检测所述发射装置的工作模式；

其中，所述检测装置包括两个分别前置有红外滤光片和可见光滤光片的摄像单元，以及成像切换单元，该成像切换单元用于根据所述工作模式，将前置有与所述工作模式相对应滤光片的摄像单元的成像信息，提供给所述计算装置。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的系统，其中，该系统还包括手势识别装置，用于识别所述摄像单元所获取的用户的手势成像信息；

其中，所述控制装置用于确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述检测装置还包括红外发射单元，用于发射红外光，以便于获取所述用户的手势成像信息。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，该系统还包括应用模式识别装置，用于根据预定的应用模式识别规则，确定该系统的当前应用模式；

其中，所述控制装置用于根据所述当前应用模式，确定与所述位置信息及所述手势成像信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述应用模式识别规则包括以下至少任一项：

-根据所述发射装置的工作状态，确定所述当前应用模式；

-根据应用模式的优先级设置，确定所述当前应用模式；

-根据该系统的当前应用信息，确定所述当前应用模式。

9.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述发射装置包括多个用于发送控制信号的发射光源；

其中，所述计算装置用于：

-根据所述多个发射光源所对应的多个控制信号的成像信息，确定所述发射装置的位置信息。

10.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，该系统包括多个发射装置，所述多个发射装置中每一个均包括用于发送控制信号的发射光源；

其中，该系统还包括：

发射识别装置，用于识别所述多个发射装置。

11.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，该系统还包括辅助信息获取装置，该辅助信息获取装置用于根据所述控制信号在所述摄像单元中的成像信息，获取与所述成像信息相对应的辅助信息；

其中，所述控制装置用于确定与所述位置信息及所述辅助信息相对应的控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。

12.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述发射光源发送所述控制信号的发光模式包括以下至少任一项：

-形状；

-波长；

-闪烁频率；

-亮度；

-亮度分布。

13.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述发射光源发送所述控制信号的发光模式包括闪烁频率。

14.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述检测装置包括多个摄像单元，所述多个摄像单元用于分别获取所述控制信号的成像信息；

其中，所述计算装置用于：

-根据所述多个摄像单元所获取的多个成像信息，确定所述发射装置的位置信息。

15.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，该系统还包括反馈装置，用于向所述发射装置发送与所述控制信号相对应的反馈信息；

其中，所述发射装置还包括：

接收单元，用于接收所述反馈信息；

执行单元，用于根据所述反馈信息，执行与所述反馈信息相对应的操作。

16.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述发射装置还包括：

-指令获取单元，用于获取用户拟通过所述发射装置发送的指令信息；

-发射控制调制单元，用于根据所述指令信息控制所述发射光源以一定的闪烁频率发送所述控制信号，其中，所述控制信号的亮度变化与所述指令信息相对应；

其中，所述摄像单元以至少两倍于所述闪烁频率的曝光频率获取所述成像信息与所述亮度变化；

其中，所述控制装置用于：

-根据所述位置信息与所述亮度变化，确定所述控制指令，以用于对与所述遥控系统相对应的受控设备进行控制。

17.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述发射装置还包括：

指令获取单元，用于获取用户拟通过所述发射装置发送的指令信息；

指令发送单元，用于根据所述指令信息，发送与所述指令信息相对应的指令信号；

其中，该系统还包括：

指令接收装置，用于接收来自所述发射装置的指令信号；

其中，所述控制装置用于：

-确定与所述位置信息及所述指令信号相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

18.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述发射装置还包括用于对所述发射光源进行开关控制的开关单元，用于根据用户的操作，对所述发射装置执行开关操作。

19.根据权利要求1、2、4、6、7、8中任一项所述的系统，其中，所述位置信息包括三维位置信息；其中，所述计算装置还包括：

光点检测单元，用于根据所述检测装置所获取的成像信息，检测所述发射装置所对应的输入光点；

三维计算单元，用于根据所述输入光点的光点属性信息，计算所述发射装置的三维位置信息。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述三维位置信息还包括三维转动位置信息。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述控制装置用于：

-确定与所述三维转动位置信息相对应的控制指令，以用于对与所述系统相连接的受控设备进行控制。

22.根据权利要求1、2、4、6、7、8、20、21中任一项所述的系统，其中，所述发射装置还包括位于所述发射光源的外周的间隔单元，其中，所述间隔单元朝向所述摄像单元的部分为暗色或覆盖有吸光材料。

23.根据权利要求1、2、4、6、7、8、20、21中任一项所述的系统，其中，所述受控设备包括电视机、机顶盒、移动设备、游戏机或PC中的一个或多个。