CN102927940A - 一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法，包括如下步骤：S1、通过重力加速度传感器获取无线控制装置相对于水平方向的旋转角度β；S2、通过摄像头获取修正前的目标定位点的位置B点（XO、YO）；S3、通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正；S4、获取到修正后的目标定位点A点（X0cosβ-Y0sinβ，Y0cosβ+X0sinβ），使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正，使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。

Description

一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法

技术领域

本发明涉及游戏机、智能电视、智能机顶盒领域使用的无线控制装置的定位补偿方法，更具体地说，涉及一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法。

背景技术

目前智能电视以及TV游戏机领域越来越多的使用无线控制装置，来完成复杂的信息交互任务，如定位、动作识别等。要完成前述任务，无线控制装置应当具有重力加速度传感器、摄像头、无线通信、特征识别发光体等模块。现有无线控制装置通过重力加速度传感器感知可以时刻感知无线控制装置的三维空间的运动状态信息。再将图像中的特征识别发光体进行坐标变换，获取特征识别发光体的相对位置，然后将该位置显示于显示装置中，实现无线控制装置的定位显示。

然而，现有的无线控制装置定位功能通过重力加速度传感器和摄像头拍摄仅仅可以定位无线控制装置水平握持状态下的移动位置，当无线控制装置处于非水平握持状态（旋转一定角度）时，就存在无线控制装置运动方向与定位运动方向不一致的情况，例如当翻转无线控制装置后，握持无线控制装置垂直向上运动，定位显示却是垂直向下运动。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法。

一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过重力加速度传感器获取无线控制装置相对于水平方向的旋转角度β；

S2、通过摄像头获取修正前的目标定位点的位置B点（XO、YO）；

S3、通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正：设修正后的目标定位点的位置为A点（X、Y），设A点的极坐标为（ρ，α），其中，ρ为A点距离原点O点的距离，即OA长度，α是A点相对于水平方向的偏转角度；则B点距离原点的距离，即OB=ρ，B点相对于水平方向的偏转角度为α+β；得到：

X0=ρcos(α+β)，

Y0=ρsin(α+β)，

X=ρcosα，

Y=ρsinα；

计算得到X=X0cosβ-Y0sinβ，Y=Y0cosβ+X0sinβ；

S4、获取到修正后的目标定位点A点（X0cosβ-Y0sinβ，Y0cosβ+X0sinβ），使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正，使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。

附图说明

图1是本发明的无线控制装置水平握持时拍摄的图像的示意图；

图2是本发明的无线控制装置向左旋转β角度时拍摄的图像的示意图；

图3是图1和图2叠加后的示意图；

图4是本发明的修正后的图像的示意图；

图5是重力加速度倾斜角度的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法，下面结合附图对本发明的技术方案进行说明。

一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过重力加速度传感器获取无线控制装置相对于水平方向的旋转角度β；

S2、通过摄像头获取修正前的目标定位点的位置B点（XO、YO）；

S3、通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正：设修正后的目标定位点的位置为A点（X、Y），设A点的极坐标为（ρ，α），其中，ρ为A点距离原点O点的距离，即OA长度，α是A点相对于水平方向的偏转角度；则B点距离原点的距离，即OB=ρ，B点相对于水平方向的偏转角度为α+β；得到：

X0=ρcos(α+β)，

Y0=ρsin(α+β)，

X=ρcosα，

Y=ρsinα；

计算得到X=X0cosβ-Y0sin β，Y=Y0cosβ+X0sinβ；

S4、获取到修正后的目标定位点A点（X0cosβ-Y0sinβ，Y0cosβ+X0sinβ），使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。

图1是本发明的无线控制装置水平握持时拍摄的图像的示意图，如图所示，水平握持无线控制装置时，拍摄到的关于目标点的图像中，O点表示原点，A点表示目标定位点。

图2是本发明的无线控制装置向左旋转β角度时拍摄的图像的示意图，如图所示，当将握持的无线控制装置向左旋转β角度时，拍摄到的关于目标点的图像中，O点表示原点，B点表示向左旋转β角度后获得的坐标点。

图3是图1和图2叠加后的示意图，如图所示，O点表示原点，B点表示向左旋转β角度后获得的坐标点，A点为B点还原到手柄水平状态的坐标点，BO与AO间的角度为β。

现在若能够利用B点坐标还原出A点坐标就可以得到正确的目标定位点。

由于重力加速度传感器可以实时反映无线控制装置在空间的放置状态，所以无线控制装置的每一个放置状态都对应着重力加速度传感器的一组数值，我们记为（X，Y，Z），其中X、Y、Z分别表示无线控制装置在X、Y、Z三个方向的加速度。由于只考虑X，Y平面的的运动情况，可以忽略Z方向的受力，X表示水平（左右）方向，Y表示垂直（上下）方向。因此我们可以用（X，Y）唯一的表示物体的放置状态。如图5可见，

当无线控制装置水平放置的时，X=0，Y=34；

当无线控制装置向左翻转90度时，X=-34，Y=0；

当无线控制装置向右翻转90度时，X=34，Y=0；

当水平翻转180度时，X=0，Y=-34；

我们可以把图5所示的变化表示看作是三角函数象限，每个象限的范围分别是[0度,90度]，[90度,180度],[180度,270度],[270度，360度]。

据此，我们可以举一个例子，例如当X=17，Y=17时，都是对应着第一象限，由于17正好是[0度,34度]的中间值，所以此时无线控制装置向上放置且向右翻转了45度。图5是重力加速度倾斜角度的示意图，图中X、Y分别表示了手柄握持方式的加速度数据变化范围。例如，当向右侧旋转手柄时，X变化范围是0和34之间，并且是线性关系，偏转角度越大，X值越接近34。Y的变化同X类似，当向右侧旋转手柄时，Y变化范围是34和0之间之间，并且是线性关系，偏转角度越大，Y值越接近0。

通过重力加速度传感器获取无线控制装置相对于水平方向的旋转角度β。

通过摄像头获取修正前的目标定位点的位置B点（XO、YO）；通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正：设修正后的目标定位点的位置为A点（X、Y），设A点的极坐标为（ρ，α），其中，ρ为A点距离原点O点的距离，即OA长度，α是A点相对于水平方向的偏转角度；则B点距离原点的距离，即OB=ρ，B点相对于水平方向的偏转角度为α+β；得到：X0=ρcos(α+β)，Y0=ρsin(α+β)，X=ρcosα，Y=ρsinα；计算得到X=X0cosβ-Y0sinβ，Y=Y0cosβ+X0sinβ；获取到修正后的目标定位点A点（X0cosβ-Y0sinβ，Y0cosβ+X0sinβ），使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种使用加速度传感器补偿红外摄像定位的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过重力加速度传感器获取无线控制装置相对于水平方向的旋转角度β；

S2、通过摄像头获取修正前的目标定位点的位置B点（XO、YO）；

S3、通过红外摄像定位单元对目标定位点进行修正：设修正后的目标定位点的位置为A点（X、Y），设A点的极坐标为（ρ，α），其中，ρ为A点距离原点O点的距离，即OA长度，α是A点相对于水平方向的偏转角度；则B点距离原点的距离，即OB=ρ，B点相对于水平方向的偏转角度为α+β；得到：

X0=ρcos(α+β)，

Y0=ρsin(α+β)，

X=ρcosα，

Y=ρsinα；

计算得到X=X0cosβ-Y0sinβ，Y=Y0cosβ+X0sinβ；

S4、获取到修正后的目标定位点A点（X0cosβ-Y0sinβ，Y0cosβ+X0sinβ），使得无线控制装置在相对于水平方向旋转β角度的情况下能够准确定位目标定位点。

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