一種空間絕對位移的感應方法及裝置製造方法
2023-05-01 22:06:36
一種空間絕對位移的感應方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種空間絕對位移的感應方法及裝置，實現了空鼠遙控在電視機上的光標按照與絕對角度相映射的位移速度在該絕對角度方向上進行相對應地絕對方向移動，從而解決了由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題。本發明實施例方法包括：捕捉移動軌跡的水平面角度；根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度；根據卡爾曼濾波算法對水平面角速度和垂直面角度進行計算獲取絕對角度；根據絕對角度確定絕對位移速度，絕對角度與絕對位移速度建立有映射關係；根據絕對角度和絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
【專利說明】一種空間絕對位移的感應方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及定位【技術領域】，尤其涉及一種空間絕對位移的感應方法及裝置。
【背景技術】
[0002]空中滑鼠是一種輸入設備，像傳統滑鼠一樣操作屏幕光標，但卻不需要放在任何平面上，在空中晃動就能直接使用，目前空鼠遙控技術不僅應用於電腦，而且在電視遙控領域備受關注。
[0003]現存的空鼠遙控通過傳感器來判別空鼠的相對位移，通過大量的計算來計算滑鼠的相對的移動，造成空鼠響應較慢的問題。而且，電視空鼠遙控的操作習慣不同於滑鼠，空鼠遙控的操作不能依賴穩定的平面，來衡量相對位移，造成移動的誤差較大。
[0004]為了解決上述提及的由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題，本領域技術人員日以繼夜地為此進行研究。
【發明內容】
[0005]本發明實施例提供了一種空間絕對位移的感應方法及裝置，實現了空鼠遙控在電視機上的光標按照與絕對角度相映射的位移速度在該絕對角度方向上進行相對應地絕對方向移動，從而解決了由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題。
[0006]本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應方法，包括:
[0007]捕捉移動軌跡的水平面角度；
[0008]根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度；
[0009]根據卡爾曼濾波算法對所述水平面角度和所述垂直面角度進行計算獲取絕對角度；
[0010]根據所述絕對角度確定絕對位移速度，所述絕對角度與所述絕對位移速度建立有映射關係。
[0011]根據所述絕對角度和所述絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
[0012]優選地，
[0013]捕捉移動軌跡的水平面角度具體包括:
[0014]獲取所述移動軌跡的所述水平面的角速度值；
[0015]對所述角速度值進行預置時間段的積分獲取所述水平面角度。
[0016]優選地，
[0017]根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度具體包括:
[0018]根據獲取到的重力加速度按照三角變種函數算法計算垂直面角度；
[0019]優選地，
[0020]所述絕對角度具體包括絕對水平面角度或/和絕對垂直面角度。[0021]本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應裝置，包括:
[0022]捕捉模塊，用於捕捉移動軌跡的水平面角度；
[0023]加速度模塊，用於根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度；
[0024]絕對角度獲取模塊，用於根據卡爾曼濾波算法對所述水平面角度和所述垂直面角度進行計算獲取絕對角度；
[0025]映射模塊，用於根據所述絕對角度確定絕對位移速度，所述絕對角度與所述絕對位移速度建立有映射關係；
[0026]控制模塊，用於根據所述絕對角度和所述絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
[0027]優選地，
[0028]捕捉模塊具體包括:
[0029]角速度獲取子模塊，用於獲取所述移動軌跡的所述水平面的角速度值；
[0030]積分子模塊，用於對所述角速度值進行預置時間段的積分獲取所述水平面角度。
[0031]優選地，
[0032]加速度模塊具體用於根據獲取到的重力加速度按照三角變種函數算法計算垂直面角度。
[0033]優選地，
[0034]絕對角度獲取模塊具體包括:
[0035]絕對水平面角度獲取子模塊，用於根據卡爾曼濾波算法對所述水平面角速度進行計算獲取絕對水平面角度。
[0036]或/ 和
[0037]絕對垂直面角度獲取子模塊，用於根據卡爾曼濾波算法對所述垂直面角度進行計算獲取絕對垂直面角度。
[0038]優選地，
[0039]絕對角度獲取模塊為卡爾曼濾波器。
[0040]優選地，
[0041 ] 所述捕捉模塊為陀螺儀；
[0042]所述加速度模塊為重力加速計或重力傳感器。
[0043]從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點:
[0044]本發明實施例提供了 一種空間絕對位移的感應方法及裝置，其中，方法包括:捕捉移動軌跡的水平面角度；根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度；根據卡爾曼濾波算法對水平面角度和垂直面角度進行計算獲取絕對角度；根據絕對角度確定絕對位移速度，絕對角度與絕對位移速度建立有映射關係；根據絕對角度和絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。本實施例中，通過使用卡爾曼濾波算法對分別獲取到的水平面角度和垂直面角度進行濾波處理，從而獲取絕對角度，便能使得空鼠遙控在電視機上的光標按照與絕對角度相映射的位移速度在該絕對角度方向上進行相對應地絕對方向移動，從而解決了由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題。【專利附圖】
【附圖說明】
[0045]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0046]圖1為本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應方法的一個實施例的流程示意圖；
[0047]圖2為本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應方法的另一個實施例的流程不意圖；
[0048]圖3為本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應裝置的一個實施例的結構示意圖；
[0049]圖4為本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應裝置的另一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0050]本發明實施例提供了一種空間絕對位移的感應方法及裝置，實現了空鼠遙控在電視機上的光標按照與絕對角度相映射的位移速度在該絕對角度方向上進行相對應地絕對方向移動，從而解決了由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題。
[0051]為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0052]請參閱圖1，本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應方法的一個實施例包括:
[0053]101、捕捉移動軌跡的水平面角度；
[0054]本實施例中，當用戶需要使用類似空鼠遙控的空間絕對位移的感應裝置對類似電視機的屏幕進行操作時，首先空鼠遙控需要根據用戶手腕運動來捕捉移動軌跡的水平面角度。
[0055]需要說明的是，前述的捕捉移動軌跡的水平面角度捕捉過程將在後續的實施例中進行詳細的描述，此處便不再贅述。
[0056]102、根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度；
[0057]在捕捉移動軌跡的水平面角度的同時，需要根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度，可以理解的是，前述的重力加速度也是在用戶操作空間絕對位移的感應裝置進行手腕運動時所獲取到的。
[0058]需要說明的是，前述的預置算法計算垂直面角度的過程將在後續的實施例中進行詳細的描述，此處便不再贅述。
[0059]103、根據卡爾曼濾波算法對水平面角度和垂直面角度進行計算獲取絕對角度；[0060]當捕捉移動軌跡的水平面角度和計算垂直面角度之後，需要根據卡爾曼濾波算法對水平面角度和垂直面角度進行計算獲取絕對角度。
[0061]需要說明的是，前述的卡爾曼濾波算法為公知技術，此處便不再詳細贅述。
[0062]104、根據絕對角度確定絕對位移速度；
[0063]當通過卡爾曼濾波算法獲取到絕對角度之後，需要根據絕對角度確定絕對位移速度，可以理解的是，前述的絕對角度與絕對位移速度建立有映射關係，例如在70度的絕對角度或者是60度至-90度的垂直或水平方向的絕對角度範圍，則位移速度為100屏幕像素/IOOms的映射關係，具體此處不做限定。
[0064]105、根據絕對角度和絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
[0065]本實施例中，根據絕對角度確定絕對位移速度之後，需要根據絕對角度和絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動，可以理解的是，前述的絕對方向與絕對角度建立有映射關係，例如絕對角度為絕對水平面角度或絕對垂直面角度映射的方向分別為左右或上下，該左右或上下方向是基於屏幕上建立一個虛擬的XY軸為定義的，需要說明的是，前述的控制屏幕上的光標可以是通過紅外線進行相關聯的控制。
[0066]本實施例中，通過使用卡爾曼濾波算法對分別獲取到的水平面角度和垂直面角度進行濾波處理，從而獲取絕對角度，便能使得空鼠遙控在電視機上的光標按照與絕對角度相映射的位移速度在該絕對角度方向上進行相對應地絕對移動，從而解決了由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題。
[0067]上面是對空間絕對位移的感應方法進行詳細的描述，下面將對水平面角度和垂直面角度的獲取過程進行詳細的描述，請參閱圖2，本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應方法的另一個實施例包括:
[0068]201、獲取移動軌跡的水平面的角速度值,對角速度值進行預置時間段的積分獲取水平面角度；
[0069]本實施例中，當用戶需要使用類似空鼠遙控的空間絕對位移的感應裝置對類似電視機的屏幕進行操作時，首先空鼠遙控需要根據用戶手腕運動來捕捉移動軌跡的水平面角度，可以是先獲取移動軌跡的水平面的角速度值，對角速度值進行預置時間段的積分獲取水平面角度，例如在時間t內，獲取的角速度為gyro,則水平面角度=gyro*dt,需要說明的是，前述的水平面角度還可以是η次採樣的角度值與(η-l)次採樣的角度值之差值，具體此處不做限定。
[0070]202、根據獲取到的重力加速度按照三角變種函數算法計算垂直面角度；
[0071]在捕捉移動軌跡的水平面角度的同時，需要根據獲取到的重力加速度按照三角變種函數算法計算垂直面角度，可以理解的是，前述的重力加速度也是在用戶操作空間絕對位移的感應裝置進行手腕運動時所獲取到的。
[0072]需要說明的是，前述的三角變種函數算法計算垂直面角度可以是設定在該計算公式中X軸方向為豎直朝下的方向，y軸方向為水平朝右的方向，具體此處不做限定，那豎直方向弧度計算公式為:angle = atan2(y, X),其結果angle以弧度表示並介於-31到π之間(不包括-π )。同理，換算成具體角度的公式為:angle = atan2 (y, x)* (180/3.14),其中，前述的atan2是正切函數的一個變種,則對於任意不同時等於O的實參數x和y,atan2(y, x)所表達的意思是坐標原點為起點，指向(x，y)的射線在坐標平面上與X軸正方向之間的角的角度，需要說明的是，前述的atan2函數可以在C語言的數學標準庫的math, h文件中找至IJ，具體不做限定。
[0073]203、根據卡爾曼濾波算法對水平面角度和垂直面角度進行計算獲取絕對水平面角度或/和絕對垂直面角度；
[0074]當捕捉移動軌跡的水平面角度和計算垂直面角度之後，需要根據卡爾曼濾波算法對水平面角度和垂直面角度進行計算獲取絕對水平面角度或/和絕對垂直面角度，可以理解的是，在假設屏幕的平面為xy軸的平面坐標系的情況下，該絕對水平面角度為與X軸的夾角進行定義，絕對垂直面角度為與y軸的夾角進行定義，需要說明的是，在本實施例中，本步驟使用卡爾曼濾波算法對水平面角度和垂直面角度進行計算獲取絕對水平面角度或/和絕對垂直面角度的計算過程中提及的假設屏幕的平面為xy軸的平面坐標系與步驟202提及的假設計算公式中的X軸和I軸的設定沒有直接聯繫，他們是獨立設定存在並假設的。
[0075]需要說明的是，前述的卡爾曼濾波算法為公知技術，此處便不再詳細贅述。
[0076]204、根據絕對角度確定絕對位移速度；
[0077]當通過卡爾曼濾波算法獲取到絕對角度之後，需要根據絕對角度確定絕對位移速度，可以理解的是，前述的絕對角度與絕對位移速度建立有映射關係，例如在70度的絕對角度或者是60度至-90度的垂直或水平方向的絕對角度範圍，則位移速度為100屏幕像素/IOOms的映射關係，具體此處不做限定。
[0078]205、根據絕對角度和絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
[0079]本實施例中，根據絕對角度確定絕對位移速度之後，需要根據絕對角度和絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動，可以理解的是，前述的絕對方向與絕對角度建立有映射關係，例如絕對角度為絕對水平面角度或絕對垂直面角度映射的方向分別為左右或上下，該左右或上下方向是基於屏幕上建立一個虛擬的XY軸為定義的，需要說明的是，前述的控制屏幕上的光標可以是通過紅外線進行相關聯的控制。
[0080]本實施例中，通過使用卡爾曼濾波算法對分別獲取到的水平面角度和垂直面角度進行濾波處理，從而獲取絕對角度，便能使得空鼠遙控在電視機上的光標按照與絕對角度相映射的位移速度在該絕對角度方向上進行相對應地絕對移動，從而解決了由於僅通過傳感器來判別空鼠的相對位移的方案，所導致的空鼠響應較慢和移動誤差大的技術問題。
[0081]上面是對水平面角度和垂直面角度的獲取過程進行詳細的描述，為便於理解下面將以一具體應用場景對圖2所示的實施例進行詳細的描述，本發明實施例提供的一種空間絕對位移的感應方法的另一個實施例包括:
[0082]本實施例中，當用戶需要使用類似空鼠遙控的空間絕對位移的感應裝置對類似電視機的屏幕進行操作時，首先空鼠遙控需要根據用戶手腕運動來捕捉移動軌跡的水平面角度，可以是先獲取移動軌跡的水平面的角速度值，對角速度值進行預置時間段的積分獲取水平面角度，例如在時間t內，獲取的角速度為gyro,則水平面角度=gyro*dt,可以是通過C語言進行計算，需要說明的是，前述的水平面角度還可以是η次採樣的角度值與(η-l)次採樣的角度值之差值，具體此處不做限定。當捕捉移動軌跡的水平面角度之後，需要通過使用C語言根據卡爾曼濾波算法對水平面角度進行編程計算獲取絕對水平面角度，可以理解的是，在假設為xy軸的平面坐標系的情況下，該絕對水平面角度為與X軸的夾角進行定義。
[0083]例如通過使用C語言按照前述的公式對水平面角度進行計算的程式語言如下:
【權利要求】
1.一種空間絕對位移的感應方法，其特徵在於，包括: 捕捉移動軌跡的水平面角度； 根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度； 根據卡爾曼濾波算法對所述水平面角度和所述垂直面角度進行計算獲取絕對角度； 根據所述絕對角度確定絕對位移速度，所述絕對角度與所述絕對位移速度建立有映射關係。 根據所述絕對角度和所述絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
2.根據權利要求1所述的空間絕對位移的感應方法，其特徵在於，捕捉移動軌跡的水平面角度具體包括: 獲取所述移動軌跡的所述水平面的角速度值； 對所述角速度值進行預置時間段的積分獲取所述水平面角度。
3.根據權利要求1所述的空間絕對位移的感應方法，其特徵在於，根據獲取到的重力加速度按照預置算法計 算垂直面角度具體包括: 根據獲取到的重力加速度按照三角變種函數算法計算垂直面角度。
4.根據權利要求1所述的空間絕對位移的感應方法，其特徵在於，所述絕對角度具體包括絕對水平面角度或/和絕對垂直面角度。
5.一種空間絕對位移的感應裝置，其特徵在於，包括: 捕捉模塊，用於捕捉移動軌跡的水平面角度； 加速度模塊，用於根據獲取到的重力加速度按照預置算法計算垂直面角度； 絕對角度獲取模塊，用於根據卡爾曼濾波算法對所述水平面角度和所述垂直面角度進行計算獲取絕對角度； 映射模塊，用於根據所述絕對角度確定絕對位移速度，所述絕對角度與所述絕對位移速度建立有映射關係； 控制模塊，用於根據所述絕對角度和所述絕對位移速度控制屏幕上的光標進行相對應的絕對方向移動。
6.根據權利要求5所述的空間絕對位移的感應裝置，其特徵在於，捕捉模塊具體包括: 角速度獲取子模塊，用於獲取所述移動軌跡的所述水平面的角速度值； 積分子模塊，用於對所述角速度值進行預置時間段的積分獲取所述水平面角度。
7.根據權利要求5所述的空間絕對位移的感應裝置，其特徵在於，加速度模塊具體用於根據獲取到的重力加速度按照三角變種函數算法計算垂直面角度。
8.根據權利要求5所述的空間絕對位移的感應裝置，其特徵在於，絕對角度獲取模塊具體包括: 絕對水平面角度獲取子模塊，用於根據卡爾曼濾波算法對所述水平面角速度進行計算獲取絕對水平面角度。 或/和 絕對垂直面角度獲取子模塊，用於根據卡爾曼濾波算法對所述垂直面角度進行計算獲取絕對垂直面角度。
9.根據權利要求5所述的空間絕對位移的感應裝置，其特徵在於，絕對角度獲取模塊為卡爾曼濾波器。
10.根據權利要求5所述的空間絕對位移的感應裝置，其特徵在於，所述捕捉模塊為陀螺儀； 所述加速度模塊為重力加速計或重力傳感器。
【文檔編號】G06F3/0346GK103970297SQ201410235508
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】施乾坤 申請人:廣州視源電子科技股份有限公司