CN103327389B - 一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制方法及系统 - Google Patents
一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分，空中鼠标遥控器之光学定位模块通过监控空中鼠标遥控器与参考光源的相对位置,计算出坐标（x,y），得到绝对坐标信息，并通过空中鼠标遥控器之红外发射管将编码信息发送给智能电视。本发明还提供了一种鼠标屏界外控制方法：空中鼠标遥控器计算自身移动的绝对坐标信息并将自身移动的绝对坐标信息和/或按键信息发送给智能电视，智能电视对接收到的绝对坐标信息和/或按键信息进行解码实现相关功能控制。本发明克服了目前基于相对坐标技术的空中鼠标缺点，具有高精度、响应速度快、抗干扰好等特点，解决了OSD菜单遮挡用户观看内容的问题，给用户带来良好的操控体验。
Description
技术领域
本发明涉及智能电视遥控领域，尤其涉及一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制方法及系统。
背景技术
在家庭娱乐领域，随着电视机与互联网越来越紧密地结合，更多精彩的内容进入到电视的屏幕上，看高清，搜视频，浏览网页，甚至把电视直接当成电脑屏幕，家庭的娱乐中心慢慢集中到了客厅。针对以上用户需求，如何实现方便地操控电视，为用户带来良好的人机交互体验成为技术发展的热点。在此背景下空中鼠标应运而生，空中鼠标可像传统鼠标一样操作屏幕光标，但不需要放在任何平面上，在空中晃动即可操作。
目前产品用户在操控电视时，屏幕上会弹出对应的OSD菜单，OSD菜单叠加在原有屏幕显示内容上，遮挡用户正在观看的显示内容，影响用户的正常观看。
另一方面，市场上已有的空中鼠标产品采用陀螺仪和加速度传感器模块，基于相对坐标技术，该技术存在以下缺点，造成用户操作体验不佳。
1.基于相对坐标技术，屏幕光标位置和用户遥控器指向位置不一致；
2.陀螺仪存在温度漂移问题，操控的精度会随环境温度发生变化；
3.陀螺仪技术延迟现象，用户移动遥控器和屏幕光标移动存在时间差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种精度高、响应速度快、抗干扰好的基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统及方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分；智能电视部分，包括设置在所述智能电视上依次电性连接的CPU模块、PWM驱动电路和红外发射装置，所述CPU模块还电连接有红外接收装置；其中，PWM驱动电路，将CPU模块发出的PWM控制信号放大后，驱动红外发射装置发出参考定位红外信号；所述红外发射装置，用于发射出参考定位红外信号；所述红外接收装置，用于接收空中鼠标遥控器发出的红外编码信号；所述CPU模块，发出PWM控制信号及对接收到的红外编码信号进行解码；空中鼠标遥控器部分，包括设置在所述空中鼠标遥控器上的光学定位模块和红外发射管；其中，所述的光学定位模块接收所述红外发射装置发射出的参考定位红外信号，通过接收到的参考定位红外信号监控空中鼠标遥控器指向与红外发射装置的相对位置，进而计算出绝对坐标信息；所述的红外发射管，将空中遥控器编码之后含有绝对坐标信息的红外数据发送给智能电视红外接收装置。
进一步，所述空中鼠标遥控器还包括第一MCU模块及分别与第一MCU模块电连接的信号放大模块、按键阵列模块和供电模块，其中，所述的信号放大模块将光学定位模块接收到的参考定位红外信号放大后送至第一MCU模块；所述的第一MCU模块对光学定位模块所获取的绝对坐标信息和/或按键阵列模块所发出的按键指令信号进行处理编码；所述的红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息发送给智能电视红外接收装置。
本发明还提供了另一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分；智能电视部分，包括设置在所述智能电视上依次电性连接的CPU模块、第二MCU模块、PWM驱动电路和红外发射装置，所述第二MCU模块还电连接有红外接收装置；其中，PWM驱动电路，将第二MCU模块发出的PWM控制信号放大后，驱动红外发射装置发出参考定位红外信号；所述红外发射装置，用于发射出参考定位红外信号；所述红外接收装置，用于接收空中鼠标遥控器发出的红外编码信号；所述第二MCU模块，对接收到的红外编码信号进行解码，得到按键命令和/或绝对坐标信息，并将解码后的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视中的CUP模块；所述CPU模块，所述CPU模块，接收解码后的按键命令和/或绝对坐标信息并执行相应操作；空中鼠标遥控器部分，包括设置在所述空中鼠标遥控器上的光学定位模块和/或红外发射管；其中，所述的光学定位模块接收所述红外发射装置发射出的参考定位红外信号，通过接收到的参考定位红外信号监控空中鼠标遥控器指向与红外发射装置的相对位置，进而计算出绝对坐标信息；所述的红外发射管，将空中遥控器编码之后含有绝对坐标信息的红外数据发送给智能电视红外接收装置。所述空中鼠标遥控器还包括第一MCU模块及分别与第一MCU模块电连接的信号放大模块、按键阵列模块和供电模块，其中，
所述的信号放大模块将光学定位模块接收到的参考定位红外信号放大后送至第一MCU模块；所述的第一MCU模块对光学定位模块所获取的绝对坐标信息和/或按键阵列模块所发出的按键指令信号进行处理编码；所述的红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息发送给智能电视红外接收装置。
进一步，所述第二MCU模块通过SPI总线或USB接口将第二MCU模块解码后得到的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视中的CPU模块。
进一步，所述的空中鼠标遥控器红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息通过红外、无线或蓝牙方式发送给智能电视中的红外接收装置。
进一步，所述智能电视的屏幕四周还设有给用户进行提醒反馈的LED灯。
本发明采用以上技术方案，本系统中利用红外发射模块作为光源参考点，空中鼠标遥控器之光学定位模块通过监控空中鼠标遥控器与参考光源的相对位置,计算出坐标（x,y），得到绝对坐标信息，并通过空中鼠标遥控器之红外发射管将编码信息发送给智能电视。本系统中利用绝对坐标空中鼠标遥控器定位范围大于智能电视显示屏范围,利用空中遥控器定位于智能电视显示屏范围外来进行功能的控制,减少空中鼠标遥控器的按键，设计简化，在不影响屏幕的正常显示情况下，不需要额外增加元器件即可达到功能控制的目的。
本发明提供了一种采用绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统的控制方法，该方法具体步骤如下：
S1，用户在智能电视屏幕显示区域外面移动空中鼠标遥控器，进行屏幕界外遥控操作，包括在屏幕上方或下方左右移动空中鼠标遥控器，在屏幕的左侧或右侧上下移动空中鼠标遥控器，在屏幕的左上角、右上角、右下角、左下角顺时针或逆时针移动空中鼠标遥控器。
S2，空中鼠标遥控器计算自身移动的绝对坐标信息；
S21，空中鼠标遥控器中的光学定位模块实时接收智能电视红外发射装置发射出的参考定位红外信号；
S22，光学定位模块根据接收到的参考定位红外信号实时监控移动过程空中鼠标遥控器的指向及空中鼠标遥控器与红外发射装置的相对位置（x,y），进而计算出空中鼠标遥控器的绝对坐标信息。
S3，空中鼠标遥控器将自身移动的绝对坐标信息和/或按键信息发送给智能电视，所述智能电视对接收到的绝对坐标信息和/或按键信息进行解码；
空中鼠标遥控器通过红外发射管把编码后的含有绝对坐标信息和/或按键信息的编码信号传送给智能电视的红外接收装置，所述的红外接收装置接收编码信号并发送至智能电视中的CPU模块或第二MCU模块进行解码。
S4，智能电视根据解码的绝对坐标信息和/或按键信息实现功能控制。
本发明采用以上技术方案，该方法基于绝对坐标技术，利用空中鼠标遥控器的定位范围大于屏幕显示范围，遥控器定位在屏幕显示范围外进行功能控制，利用光学定位模块将用户空中鼠标遥控器的遥控信息以绝对编码的方式发送给智能电视，以实现功能控制，克服了目前基于相对坐标技术的空中鼠标缺点，具有高精度、响应速度快、抗干扰好等特点，解决了OSD菜单遮挡用户观看内容的问题，给用户带来良好的操控体验。
附图说明
图1是本发明鼠标屏界外控制系统示意图；
图2是本发明绝对坐标定位空中鼠标遥控器结构示意图；
图3是本发明智能电视端实施例之一；
图4是本发明智能电视端实施例之二；
图5是本发明智能电视端实施例之三；
图6是本发明基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制方法流程图；
图7是本发明鼠标屏界外控制方法运用情形实例一；
图8是本发明鼠标屏界外控制方法运用情形实例二。
具体实施方式
实施例一：如图1和图3所示，一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分；本实施例中提供的智能电视部分，包括设置在所述智能电视上依次电性连接的CPU模块、PWM驱动电路和红外发射装置，所述CPU模块还电连接有红外接收装置；其中，PWM驱动电路，将CPU模块发出的PWM控制信号放大后，驱动红外发射装置发出参考定位红外信号；所述红外发射装置，用于发射出参考定位红外信号；所述红外接收装置，用于接收空中鼠标遥控器发出的红外编码信号；所述CPU模块，对接收到的红外编码信号进行解码。
本实施例中提供的空中鼠标遥控器部分，如图2所示，所述空中鼠标遥控器包括第一MCU模块及分别与第一MCU模块电连接的信号放大模块、按键阵列模块、供电模块和红外发射管；所述的空中鼠标遥控器还包括光学定位模块，所述的学定位模块与信号放大模块电性连接。所述的光学定位模块接收所述红外发射装置发射出的参考定位红外信号，通过接收到的参考定位红外信号监控空中鼠标遥控器指向与红外发射装置的相对位置，进而计算出绝对坐标信息；所述的红外发射管，将空中遥控器编码之后含有绝对坐标信息的红外数据发送给智能电视红外接收装置。所述的信号放大模块将光学定位模块接收到的参考定位红外信号放大后送至第一MCU模块；所述的第一MCU模块对光学定位模块所获取的绝对坐标信息和/或按键阵列模块所发出的按键指令信号进行处理编码；所述的红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息发送给智能电视红外接收装置。
实施例二：本发明智能电视端还提供了另一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统的实施案例，该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分；如图4所示，智能电视部分，包括设置在所述智能电视上依次电性连接的CPU模块、第二MCU模块、PWM驱动电路和红外发射装置，所述第二MCU模块还电连接有红外接收装置；其中，
PWM驱动电路，将第二MCU模块发出的PWM控制信号放大后，驱动红外发射装置发出参考定位红外信号；所述红外发射装置，用于发射出参考定位红外信号；所述红外接收装置，用于接收空中鼠标遥控器发出的红外编码信号；所述第二MCU模块，对接收到的红外编码信号进行解码，得到按键命令和/或绝对坐标信息，并将解码后的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视CUP模块，所述CPU模块，对接收到的红外编码信号进行解码。所述第二MCU模块通过SPI总线将第二MCU模块解码后得到的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视中的CPU模块；所述CPU模块，接收解码后的按键命令和/或绝对坐标信息并执行相应操作。
本实施例提供的空中鼠标遥控器两部分，与实施例一中所述的空中鼠标遥控器的结构及功能相同，如图1-3所示。
实施例三：如图5所示，本实施例结构功能部分与实施例二相同，区别点为所述第二MCU模块通过USB接口将第二MCU模块解码后得到的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视中的CPU模块。
本发明提供的鼠标屏界外控制相同中，所述的空中鼠标遥控器红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息通过红外、无线或蓝牙方式发送给智能电视中的红外接收装置；本发明系统实施例中智能电视中的红外发射模块发射参考定位信号给空中鼠标遥控器中的光学定位模块，其较佳信号波长为850nm，空中鼠标遥控器中的红外发射管其较佳信号波长为940nm，但不局限于此。
所述的智能电视屏幕四周还设有给用户进行提醒反馈的LED灯1，如图8所示。
本发明还提供了一种利用绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统的控制方法：该方法具体步骤如下，如图6所示。
S1，用户在智能电视屏幕显示区域外面移动空中鼠标遥控器，进行屏幕界外遥控操作，包括在屏幕上方或下方左右移动空中鼠标遥控器，在屏幕的左侧或右侧上下移动空中鼠标遥控器，在屏幕的左上角、右上角、右下角、左下角顺时针或逆时针移动空中鼠标遥控器。
S2，空中鼠标遥控器计算自身移动的绝对坐标信息；
S21，空中鼠标遥控器光学定位模块实时接收智能电视红外发射装置发射出的参考定位红外信号；
S22，光学定位模块根据接收到的参考定位红外信号实时监控移动过程空中鼠标遥控器的指向及空中鼠标遥控器与红外发射装置的相对位置（x,y），进而计算出空中鼠标遥控器的绝对坐标信息。
S3，空中鼠标遥控器将自身移动的绝对坐标信息和/或按键信息发送给智能电视，所述智能电视对接收到的绝对坐标信息和/或按键信息进行解码；
空中鼠标遥控器通过红外发射管把编码后的含有绝对坐标信息和/或按键信息的编码信号传送给智能电视的红外接收装置，所述的红外接收装置接收编码信号并发送至智能电视中的CPU模块或第二MCU模块进行解码。
S4，智能电视根据解码的绝对坐标信息和/或按键信息实现功能控制。
如图7所示，用户使用空中鼠标遥控器，在智能电视屏幕的上方，左右扫动即可将智能电视音量调高volume+。比如，将音量定义为100，空中鼠标遥控器在智能电视屏幕的上方完成一次左右扫动后音量调高，音量调高的速率与空中鼠标遥控器左右扫动的速率成正比。同理用户使用空中鼠标遥控器，在智能电视屏幕的下方，左右扫动即可将智能电视音量调底volume-。
用户使用空中鼠标遥控器在智能电视屏幕的右侧完成一次上下扫动后，电视频道增加一台channel+，完成两次上下扫动后，电视频道增加两台，依次类推；
同理，用户使用空中鼠标遥控器在智能电视屏幕的左侧完成一次上下扫动后，电视频道减少channel-。
用户使用空中鼠标遥控器在智能电视屏幕的左上角顺时针扫一圈，智能电视静音Mute,同理分别在智能电视屏幕的右上角、右下角或左下角顺时针扫一圈，智能电视实现输入功能input、返回back或主页home功能。
需要说明的是，本实施例中空中鼠标遥控器在智能电视屏界外移动实现各功能的控制，比如，在屏幕的左上角顺时针划一圈实现静音功能，并不是对权力要求的限定，可根据实现操控的需要进行其他定义，比如一：设定为逆时针画圈，实现input、back或home等其他功能；比如二：设定空中鼠标遥控器在智能电视屏幕上方左右扫动实现静音功能等。
如图8所示，本发明提供的实施例中，在屏幕四周设有LED灯1，所述的LED灯1可分区控制，比如，用户在屏幕上方左右移动空中鼠遥控器实现音量加的功能时屏幕上方对应的整条LED灯11会闪烁发光；用户用空中鼠遥控器在屏幕左上角实现Mute功能时屏幕左上角对应区域的LED灯12相应的会闪烁发光以提示用户当前操作行为。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本专利，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，其特征在于：该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分；
智能电视部分，包括设置在所述智能电视上依次电性连接的CPU模块、PWM驱动电路和红外发射装置，所述CPU模块还电连接有红外接收装置；其中，
PWM驱动电路，将CPU模块发出的PWM控制信号放大后，驱动红外发射装置发出参考定位红外信号；
所述红外发射装置，用于发射出参考定位红外信号；
所述红外接收装置，用于接收空中鼠标遥控器发出的红外编码信号；
所述CPU模块，发出PWM控制信号及对接收到的红外编码信号进行解码；
空中鼠标遥控器部分，包括设置在所述空中鼠标遥控器上的光学定位模块和红外发射管；其中，
所述的光学定位模块接收所述红外发射装置发射出的参考定位红外信号，通过接收到的参考定位红外信号监控空中鼠标遥控器指向与红外发射装置的相对位置，进而计算出绝对坐标信息；
所述的红外发射管，将空中遥控器编码之后含有绝对坐标信息的红外数据发送给智能电视红外接收装置。
2.根据权利要求1所述的基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，其特征在于：所述空中鼠标遥控器还包括第一MCU模块及分别与第一MCU模块电连接的信号放大模块、按键阵列模块和供电模块，其中，
所述的信号放大模块将光学定位模块接收到的参考定位红外信号放大后送至第一MCU模块；
所述的第一MCU模块对光学定位模块所获取的绝对坐标信息和/或按键阵列模块所发出的按键指令信号进行处理编码；
所述的红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息发送给智能电视红外接收装置。
3.一种基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，其特征在于：该系统包括智能电视和空中鼠标遥控器两部分；
智能电视部分，包括设置在所述智能电视上依次电性连接的CPU模块、第二MCU模块、PWM驱动电路和红外发射装置，所述第二MCU模块还电连接有红外接收装置；其中，
PWM驱动电路，将第二MCU模块发出的PWM控制信号放大后，驱动红外发射装置发出参考定位红外信号；
所述红外发射装置，用于发射出参考定位红外信号；
所述红外接收装置，用于接收空中鼠标遥控器发出的红外编码信号；
所述第二MCU模块，对接收到的红外编码信号进行解码，得到按键命令和/或绝对坐标信息，并将解码后的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视中的CUP模块；
所述CPU模块，接收解码后的按键命令和/或绝对坐标信息并执行相应操作；
空中鼠标遥控器部分，包括设置在所述空中鼠标遥控器上的光学定位模块和红外发射管；其中，
所述的光学定位模块接收所述红外发射装置发射出的参考定位红外信号，通过接收到的参考定位红外信号监控空中鼠标遥控器指向与红外发射装置的相对位置，进而计算出绝对坐标信息；
所述的红外发射管，将空中遥控器编码之后含有绝对坐标信息的红外数据发送给智能电视红外接收装置；
所述空中鼠标遥控器还包括第一MCU模块及分别与第一MCU模块电连接的信号放大模块、按键阵列模块和供电模块，其中，
所述的信号放大模块将光学定位模块接收到的参考定位红外信号放大后送至第一MCU模块；
所述的第一MCU模块对光学定位模块所获取的绝对坐标信息和/或按键阵列模块所发出的按键指令信号进行处理编码；
所述的红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息发送给智能电视红外接收装置。
4.根据权利要求3所述的基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，其特征在于：所述第二MCU模块通过SPI总线或USB接口将第二MCU模块解码后得到的按键命令和/或绝对坐标信息传递给智能电视中的CPU模块。
5.根据权利要求1-3任一项所述的基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，其特征在于：所述的空中鼠标遥控器红外发射管将第一MCU模块编码后的按键命令和/或绝对坐标信息通过红外、无线或蓝牙方式发送给智能电视中的红外接收装置。
6.根据权利要求1、3或4所述的基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统，其特征在于：所述智能电视的屏幕四周还设有给用户进行提醒反馈的LED灯。
7.一种采用权利要求1-4任一项所述基于绝对坐标定位技术的鼠标屏界外控制系统的控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1，用户在智能电视屏幕显示区域外面移动空中鼠标遥控器，进行屏幕界外遥控操作；
S2，空中鼠标遥控器计算自身移动的绝对坐标信息；
S3，空中鼠标遥控器将自身移动的绝对坐标信息和/或按键信息发送给智能电视，所述智能电视对接收到的绝对坐标信息和/或按键信息进行解码；
S4，智能电视根据解码的绝对坐标信息和/或按键信息实现功能控制。
8.根据权利要求7所述的鼠标屏界外控制系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤S1中进行屏幕界外遥控操作包括：在屏幕上方或下方左右移动空中鼠标遥控器，在屏幕的左侧或右侧上下移动空中鼠标遥控器，在屏幕的左上角、右上角、右下角、左下角顺时针或逆时针移动空中鼠标遥控器。
9.根据权利要求7所述的鼠标屏界外控制系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤S2中，绝对坐标信息计算的具体方法如下：
S21，空中鼠标遥控器中的光学定位模块实时接收智能电视红外发射装置发射出的参考定位红外信号；
S22，光学定位模块根据接收到的参考定位红外信号实时监控移动过程空中鼠标遥控器的指向及空中鼠标遥控器与红外发射装置的相对位置，进而计算出空中鼠标遥控器的绝对坐标信息。
10.根据权利要求7所述的鼠标屏界外控制系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤S3具体为：空中鼠标遥控器通过红外发射管把编码后的含有绝对坐标信息和/或按键信息的编码信号传送给智能电视的红外接收装置，所述的红外接收装置接收编码信号并发送至智能电视中的CPU模块或第二MCU模块进行解码。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |