CN114567803A - 一种非接触式操控系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开提供了一种非接触式操控系统，包括：手控装置、红外扫描器和机顶盒；所述手控装置，用于发射红外光以及将用户的操作信号传输到所述红外扫描器；所述红外扫描器，用于采集所述红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置，将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒；所述机顶盒，用于根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容，解决了现有技术中，算法开发难度大，无线空中飞鼠空中定位定位不精确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及红外交互技术领域，具体涉及一种非接触式操控系统。
背景技术
在当前市场环境下，一般传统机顶盒只支持遥控器操作或传统飞鼠。
目前已出现基于MEMS的惯性传感器技术的可充电无线空中飞鼠， 应用定位为演示会议，特别是PPT演讲，主要由一下几个部分组成：陀螺仪传感器，用来感应位置的变化；单片机，用来处理陀螺仪传过来的数据，同时对于噪声等进行算法处理；传输部分，用蓝牙来传输位置数据和按键信息重力加速计的原理主要是是用微加速度传感器实时测量运动的加速度，经过两次积分转换成位移信号传输给主机。然而，该技术的算法开发难度较大，无线空中飞鼠空中定位定位不精确,由于是感应微机械的运动，当运动停止的时候机械的惯性会存在，因此无线空中飞鼠的移动会有延迟的问题，而且基于蓝牙传输协议的投影笔无法完成精确操控光标的功能，无法完成鼠标单击、拖动等复杂的操作，使用鼠标进行交互又会有空间上的限制，无法自由走动的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种非接触式操控系统，以解决现有技术中，算法开发难度大，无线空中飞鼠空中定位定位不精确的问题。
为解决上述技术问题，本发明公开实施例提供了一种非接触式操控系统，包括：
手控装置、红外扫描器和机顶盒；
所述手控装置，用于发射红外光以及将用户的操作信号传输到所述红外扫描器；
所述红外扫描器，用于采集所述红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置，将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒；
所述机顶盒，用于根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容。
可选地，所述手控装置，包括：主手控装置和副手控装置，其中
所述主手控装置，用于发射红外光；
所述主手控装置和所述副手控装置用于分别根据用户的操作生成操作信号，并将所述操作信号传输到所述红外扫描器。
可选地，所述主手控装置和所述副手控装置上设有按键，所述操作信号为根据用户对所述按键的操作而产生的高低电平变化。
可选地，所述红外扫描器通过摄像头采集所述红外光在显示区域中所指示的坐标位置，通过蓝牙将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒。
可选地，所述机顶盒根据所述坐标位置和操作信号确定需要呈现的内容，通过高清晰度多媒体接口将所述内容传输至所述显示设备以进行呈现。
可选地，所述机顶盒还用于根据所述坐标位置生成在显示区域中显示的光标。
可选地，所述红外扫描器按照下述方式采集所述红外光在显示区域中所指示的坐标位置：
红外扫描器确定与所述显示区域所对应的梯形；
基于所述梯形的对边中点的连线，将显示区域划分为4个象限；
根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到该象限的相邻两边的距离，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置。
可选地，所述4个象限，包括所述梯形的左上象限、右上象限、左下象限和右下象限；
所述点到象限的相邻两边的距离为x和y，其中x为距离梯形的左边或右边的距离，y为距离梯形的上边或下边的距离；
所述根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到相邻两边的距离，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置包括：
当所述点位于左上象限时，点的坐标位置为x、y;
当所述点位于右上象限时，点的坐标位置为a-x、y;
当所述点位于左下象限时，点的坐标位置为x、b-y;
当所述点位于右下象限时，点的坐标位置为a-x、b-y；
其中，所述a为所述显示区域的横坐标长度，所述b为所述显示区域的纵坐标长度。
可选地，所述红外扫描器按照下述方式确定与所述显示区域所对应的梯形：
采用红外光依次指示所述显示区域的四个角；
红外扫描器根据所述显示区域的四个角确定与所述显示区域所对应的梯形。
本发明的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：
本发明的非接触式操控系统包括：手控装置、红外扫描器和机顶盒；所述手控装置，用于发射红外光以及将用户的操作信号传输到所述红外扫描器；所述红外扫描器，用于采集所述红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置，将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒；所述机顶盒，用于根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容，本发明可以对屏幕上的小目标进行精确定位，采用直接追踪目标的方案，能够快速捕捉用户的操作并实现线性移动，延迟小，没有惯性位移，可以完成所有鼠标适用的操作和游戏体验，开发应用的成本低。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明公开实施例所提供的一种非接触式操控系统的交互图；
图2示出了本发明公开实施例所提供的一种屏幕坐标校准的方法的流程图；
图3示出了本发明公开实施例所提供的内部算法优化的方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
如图1所示，本发明公开实施例所提供的一种非接触式操控系统的交互图，包括：
手控装置、红外扫描器和机顶盒；
所述手控装置，用于发射红外光以及将用户的操作信号传输到所述红外扫描器；
所述红外扫描器，用于采集所述红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置，将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒；
所述机顶盒，用于根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容。
在具体实践中，所述手控装置，包括：主手控装置和副手控装置，其中
所述主手控装置，用于发射红外光；
所述主手控装置和所述副手控装置用于分别根据用户的操作生成操作信号，并将所述操作信号传输到所述红外扫描器。
在具体实践中，所述主手控装置和所述副手控装置用于分别根据用户的操作生成操作信号，并通过2.4G将所述操作信号传输到所述红外扫描器。
在具体实践中，所述主手控装置和所述副手控装置上设有按键，所述操作信号为根据用户对所述按键的操作而产生的高低电平变化。
在具体实践中，所述红外扫描器通过摄像头采集所述红外光在显示区域中所指示的坐标位置，通过蓝牙将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒。
在具体实践中，所述机顶盒根据所述坐标位置和操作信号确定需要呈现的内容，通过高清晰度多媒体接口将所述内容传输至所述显示设备以进行呈现。
在具体实践中，所述机顶盒还用于根据所述坐标位置生成在显示区域中显示的光标。
在具体实践中，在针对搭载安卓系统的机顶盒设备上，运行有一个隐藏在后台的apk，通过调用安卓系统的应用接口来获取与机顶盒通过ble连接的蓝牙数据，从而生成一个在前端页面显示的光标；
所述光标的位置即为主手控装置发射的红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置。
在具体实践中，所述红外扫描器按照下述方式采集所述红外光在显示区域中所指示的坐标位置：
红外扫描器确定与所述显示区域所对应的梯形；
基于所述梯形的对边中点的连线，将显示区域划分为4个象限；
根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到该象限的相邻两边的距离，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置。
在具体实践中，所述4个象限，包括所述梯形的左上象限、右上象限、左下象限和右下象限；
所述点到象限的相邻两边的距离为x和y，其中x为距离梯形的左边或右边的距离，y为距离梯形的上边或下边的距离；
所述根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到相邻两边的距离，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置包括：
当所述点位于左上象限时，点的坐标位置为x、y;
当所述点位于右上象限时，点的坐标位置为a-x、y;
当所述点位于左下象限时，点的坐标位置为x、b-y;
当所述点位于右下象限时，点的坐标位置为a-x、b-y；
其中，所述a为所述显示区域的横坐标长度，所述b为所述显示区域的纵坐标长度。
在具体实践中，所述红外扫描器按照下述方式确定与所述显示区域所对应的梯形：
采用红外光依次指示所述显示区域的四个角；
红外扫描器根据所述显示区域的四个角确定与所述显示区域所对应的梯形。
在具体实践中，可以通过主手控装置发射所述红外光，也可以通过独立的坐标定位笔发射所述红外光。
可选地，上述非接触式操控系统为游戏操控系统。
为了满足双人游戏的需求，作为本发明另一个实施例，所述手控装置包括主手控装置和副手控装置，均可以发射红外光，当所述主手控装置和副手控装置上的按键被按下时发射红外光并生成操作信号，并将所述操作信号传输到所述红外扫描器。
在具体实践中，所述红外扫描器根据所述操作信号的接收时间和红外光的获取时间区分所述主手控装置和副手控装置分别发射的红外光所指示的坐标位置。具体地，若所述操作信号的接收时间和红外光的获取时间之差小于预设阈值，则确定该操作信号与所述红外光所指示的坐标位置对应，然后将两个坐标位置和对应的操作信号发送至机顶盒，机顶盒根据坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容，从而实现两个手控装置分别对显示区域中指示位置的控制。由于大部分游戏中两个玩家的操作时间不是同步的，该方式可以较好地实现双人游戏的操控。
可选地，所述红外扫描器根据所述红外光的光标位置区分手控装置的操作，具体地，所述显示区域预先划分出主手控装置的操控区域和副手控装置的操控区域，根据所述红外光指示的坐标位置位于哪个区域，确定该坐标位置对应于主手控装置还是副手控装置的操作信号，然后两个坐标位置和对应的操作信号发送至机顶盒，机顶盒根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容，从而实现两个手控装置分别对显示区域中指示位置的控制。该方式特别地适用于两个玩家分区域控制的游戏。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种屏幕坐标校准的方法，包括：
S11：根据表1中红外扫描仪摆放规则，按照红外扫描器中摄像头传感器的参数特性，通过简单的数学公式倒推，可保证屏幕主体全部包含在红外扫描器扫描范围内；
表1
S12：以显示区域的大小为1920×1080像素为例，红外扫描器默认识别到的四个顶角的坐标为A1（0,0）,B1（1080,0）,C1（1920,0）,D1（1920,1080）；
S13：通过按下红外扫描器复位键，此时红外扫描器默认处于屏幕校准模式，此时与坐标定位笔通过2.4G连接；
S14：人工校准阶段：坐标定位笔在屏幕的A.B.C.D四个坐标位置分别触控后，坐标定位笔会逐次发出可被红外扫描仪扫描到的红外光波，通过如图3所示的内部算法优化，可以得出屏幕的实际坐标A/B/C/D。
可选地，所述坐标定位笔为独立的设备，或者所述手控装置作为所述坐标定位笔使用。
如图3所示，本发明实施例还提供了内部算法优化的方法，包括：
S21：红外扫描器确定与所述显示区域所对应的梯形；
S22：基于所述梯形的对边中点的连线，将显示区域划分为4个象限：左上象限、右上象限、左下象限、右下象限；
S23：根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到该象限的相邻两边的距离xn,yn，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置：
（1）左上象限：P点的坐标为，x1，y1;
（2）右上象限：P点的坐标为，1920-x2，y2;
（3）左下象限：P点的坐标为，x3，1080-y3;
（4）右下象限：P点的坐标为，1920-x4，1080-y4。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，一种非接触式操控系统包括：手控装置、红外扫描器和机顶盒；所述手控装置，用于发射红外光以及将用户的操作信号传输到所述红外扫描器；所述红外扫描器，用于采集所述红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置，将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒；所述机顶盒，用于根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容，本发明可以对屏幕上的小目标进行精确定位，采用直接追踪目标的方案，能够快速捕捉用户的操作并实现线性移动，延迟小，没有惯性位移，可以完成所有鼠标适用的操作和游戏体验，开发应用的成本低。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种非接触式操控系统，其特征在于，包括：手控装置、红外扫描器和机顶盒；
所述手控装置，用于发射红外光以及将用户的操作信号传输到所述红外扫描器；
所述红外扫描器，用于采集所述红外光在显示设备的显示区域中所指示的坐标位置，将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒；
所述机顶盒，用于根据所述坐标位置和操作信号控制所述显示区域呈现的内容。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述手控装置，包括：主手控装置和副手控装置，其中
所述主手控装置，用于发射红外光；
所述主手控装置和所述副手控装置用于分别根据用户的操作生成操作信号，并将所述操作信号传输到所述红外扫描器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述主手控装置和所述副手控装置上设有按键，所述操作信号为根据用户对所述按键的操作而产生的高低电平变化。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述红外扫描器通过摄像头采集所述红外光在显示区域中所指示的坐标位置，通过蓝牙将所述坐标位置和来自手控装置的所述操作信号发送至机顶盒。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述机顶盒根据所述坐标位置和操作信号确定需要呈现的内容，通过高清晰度多媒体接口将所述内容传输至所述显示设备以进行呈现。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
所述机顶盒还用于根据所述坐标位置生成在显示区域中显示的光标。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述红外扫描器按照下述方式采集所述红外光在显示区域中所指示的坐标位置：
红外扫描器确定与所述显示区域所对应的梯形；
基于所述梯形的对边中点的连线，将显示区域划分为4个象限；
根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到该象限的相邻两边的距离，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述4个象限，包括所述梯形的左上象限、右上象限、左下象限和右下象限；
所述点到象限的相邻两边的距离为x和y，其中x为距离梯形的左边或右边的距离，y为距离梯形的上边或下边的距离；
所述根据红外光在显示区域中所指示的点所处的象限以及该点到相邻两边的距离，确定红外光在显示区域中所指示的坐标位置包括：
当所述点位于左上象限时，点的坐标位置为x、y;
当所述点位于右上象限时，点的坐标位置为a-x、y;
当所述点位于左下象限时，点的坐标位置为x、b-y;
当所述点位于右下象限时，点的坐标位置为a-x、b-y；
其中，所述a为所述显示区域的横坐标长度，所述b为所述显示区域的纵坐标长度。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述红外扫描器按照下述方式确定与所述显示区域所对应的梯形：
采用红外光依次指示所述显示区域的四个角；
红外扫描器根据所述显示区域的四个角确定与所述显示区域所对应的梯形。
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