專利名稱：一種遙控器空中定位方法、遙控器及電視系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電視技術領域，尤其涉及一種遙控器空中定位方法、遙控器及電視系統(tǒng)。
背景技術：
隨著技術的進步，越來越多的人機操作方式如語音識別，手勢識別得到大規(guī)模商用化，空中鼠標即是其中的一種?？罩惺髽耸悄軌蛳駛鹘y(tǒng)鼠標一樣操作屏幕光標，但卻不需要放在任何平面上，在空中晃動就能直接使用，例如在辦公領域可以當作簡報筆，讓做PPT 演示的人員不再需要坐在會議桌上操作電腦，就可以進行遙控，實現(xiàn)鼠標操作和翻頁等功能。現(xiàn)有利用遙控器實現(xiàn)空中鼠標功能的技術有基于陀螺儀或G-knsor的空中鼠標，基于觸摸板的空中鼠標和基于攝像頭捕獲圖像的遙控器。但是現(xiàn)有技術的電視系統(tǒng)利用遙控器實現(xiàn)無線空中鼠標功能時，存在實現(xiàn)過程較為復雜，不夠?qū)崟r、快速的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種遙控器空中定位方法、遙控器及電視系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術的電視系統(tǒng)利用遙控器實現(xiàn)空中鼠標功能時，存在實現(xiàn)過程復雜，不夠?qū)崟r、快速的問題。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種遙控器空中定位方法，所述方法包括以下步驟向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時；接收所述顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個所述顯示終端脈沖信號的接收時間；根據(jù)所述三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間；獲取所述三個發(fā)射器的位置，根據(jù)所述三個發(fā)射器的位置及其發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種遙控器，所述遙控器包括遙控器脈沖信號發(fā)射單元，用于向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時；顯示終端脈沖信號接收單元，用于在所述遙控器脈沖信號發(fā)射單元向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號后接收所述顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個顯示終端脈沖信號的接收時間；空中傳輸時間確定單元，用于根據(jù)所述顯示終端脈沖信號接收單元記錄的三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定所述顯示終端脈沖信號接收單元接收的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間；發(fā)射器位置獲取單元，用于獲取所述三個發(fā)射器的位置；位置數(shù)據(jù)計算單元，用于根據(jù)所述發(fā)射器位置獲取單元獲取的三個發(fā)射器的位置
5和空中傳輸時間確定單元確定的三個發(fā)射器對應的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)。本發(fā)明的又一目的在于提供一種電視系統(tǒng)，所述電視系統(tǒng)包括上述遙控器，所述遙控器還包括遙控器位置數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于將所述遙控器的位置數(shù)據(jù)向顯示終端進行發(fā)射；所述顯示終端包括發(fā)射器單元，包括三個發(fā)射器，用于在其中一個發(fā)射器接收到遙控器發(fā)送的遙控器脈沖信號后，每個發(fā)射器向遙控器發(fā)射顯示終端脈沖信號，所述三個發(fā)射器的位置確定一個平面；遙控器位置數(shù)據(jù)接收單元，用于接收所述遙控器發(fā)射的遙控器的位置數(shù)據(jù)；光標控制單元，用于根據(jù)所述遙控器位置數(shù)據(jù)接收單元接收的遙控器的位置數(shù)據(jù)對光標進行控制處理。從上述技術方案可以看出，本發(fā)明實施例通過向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時，接收顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個顯示終端脈沖信號的接收時間，根據(jù)所述三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間，獲取三個發(fā)射器的位置，根據(jù)三個發(fā)射器的位置及其發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)，使遙控器實現(xiàn)了電視系統(tǒng)的無線空中鼠標功能，實現(xiàn)過程簡單，由于脈沖信號具有傳輸速度快而穩(wěn)定、易于檢測且可控等特點，該方法具有良好的實時性和準確性，本實施例提供的空中定位方法具有較強的實用價值。


圖1是本發(fā)明實施例一提供的遙控器空中定位方法的實現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明實施例一提供的遙控器空中定位方法中信號處理順序示意圖；圖3是本發(fā)明實施例二提供的遙控器空中定位方法的實現(xiàn)流程圖；圖4(a)、(b)分別是本發(fā)明實施例二提供的遙控器空中定位方法中三維空間坐標系轉(zhuǎn)換前后的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例三提供的遙控器空中定位方法的實現(xiàn)流程圖；圖6是本發(fā)明實施例四提供的電視系統(tǒng)的組成結(jié)構圖；圖7是本發(fā)明實施例五提供的電視系統(tǒng)的組成結(jié)構圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了說明本發(fā)明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。實施例一圖1示出了本發(fā)明實施例一提供的遙控器空中定位方法的實現(xiàn)流程，該方法過程詳述如下在步驟SlOl中，向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時。
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在本實施例中，遙控器向顯示終端發(fā)送的遙控器脈沖信號可以是超聲波脈沖信號或特定波長的電磁波脈沖信號。遙控器向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號后再開始接收顯示終端返回的脈沖信號，即開始執(zhí)行步驟S102。在步驟S102中，接收顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個顯示終端脈沖信號的接收時間。為了能夠測量遙控器的空間位置，本實施例要求顯示終端的三個發(fā)射器不在同一條直線上，即三個發(fā)射器的位置能夠確定一個平面。在本實施例中，為了方便計時，顯示終端在接收到遙控器發(fā)射的遙控器脈沖信號后，顯示終端中的三個發(fā)射器再同時向遙控器發(fā)送顯示終端脈沖信號。當然，可以預設三個發(fā)射器中僅其中一個能夠接收遙控器脈沖信號(發(fā)射器具備接收能力)或顯示終端本身能接收遙控器脈沖信號。在本實施例中，遙控器通過檢測顯示終端脈沖信號的上升沿確定三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的接收時間。在步驟S103中，根據(jù)三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間。其中，顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間即是發(fā)射器發(fā)射顯示終端脈沖信號的時間到遙控器接收該顯示終端脈沖信號的時間。在本實施例中，將顯示終端的三個發(fā)射器記為A1、A2、A3，第二發(fā)射器A2可以用于接收遙控器脈沖信號。圖2示出了本發(fā)明實施例一提供的遙控器空中定位方法中脈沖信號的時序圖。遙控器從發(fā)射遙控器脈沖信號時開始計時；經(jīng)過時間t后遙控器脈沖信號被顯示終端的A2接收到；在A2接收到遙控器脈沖信號后，A1、A2、A3經(jīng)過預設的時間間隔td后同時發(fā)送顯示終端脈沖信號；遙控器接收到Al、A2、A3發(fā)射的三個顯示終端脈沖信號并記錄當前時間I\、T2、T3。其中，時間間隔td可以預設，且在遙控器端已知。顯示終端中僅A2用于接收遙控器脈沖信號，由于遙控器脈沖信號從遙控器傳輸?shù)紸2，與顯示終端脈沖信號從A2傳輸?shù)竭b控器的時間是相同的，即圖2中的t與t2是相等，用、、、、、分別表示413233發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間，則t2 = t = (T2-td) 2于是，就可以計算出ti = T1-Vt = T1-V (T2-td) /2 = T1-(T2+td) /2t3 = T3-td-t = T3-td- (T2-td) /2 = T3- (T2+td) /2在步驟S104中，獲取三個發(fā)射器的位置，根據(jù)三個發(fā)射器的位置及其發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)。在本實施例中，三個發(fā)射器在顯示終端上的位置是固定的，由于顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間已經(jīng)確定，顯示終端脈沖信號的空中傳輸速度為已知常識，根據(jù)顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間和空中傳輸速度即可確定遙控器到三個發(fā)射器的距離，而已知三個發(fā)射器的位置，尋找每個發(fā)射器特定距離外的一個位置點一定存在，且該位置點一定可求，滿足條件的位置點即遙控器的位置。
在本實施例中，為了防止遙控器發(fā)出的遙控器脈沖信號被遙控器自己誤收，同時遙控器也可以準確區(qū)分每個顯示終端脈沖信號對應的發(fā)射器，在本實施例中，采用以下不同載波的方式發(fā)射發(fā)射器脈沖信號和顯示終端脈沖信號1、遙控器與顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射都采用不同的載波，共四種載波。此時，三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號可以重疊，只需遙控器分別設置與三種載波發(fā)射頻率相同的三個帶通濾波器，即可區(qū)分顯示終端的三個發(fā)射器。2、遙控器發(fā)射采用一種載波，顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射采用另外一種載波，共兩種載波。此時為了避免信號疊加，顯示終端脈沖信號的脈沖寬度、脈沖間隔和脈沖周期還可以根據(jù)預設方式進行發(fā)射，預設方式可以是以下情形a)三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的脈沖周期、脈沖寬度及脈沖間隔相等， 脈沖周期明顯大于兩倍的脈沖間隔，此種方式能夠保證遙控器區(qū)分一個脈沖周期內(nèi)不同發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號。b)三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的脈沖周期和脈沖間隔相等，高電平部分不重疊，但需對脈沖寬度進行分別定義，且遙控器端對該定義已知。遙控器通過檢測脈沖寬度的得知每個顯示終端脈沖信號對應的發(fā)射器。c)三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的脈沖周期和脈沖寬度相等，但是脈沖間隔不等，此時，只需要遙控器已知脈沖間隔與發(fā)射器的對應關系即可。本實施例通過計算遙控器與顯示終端之間傳輸?shù)拿}沖信號的空中傳輸時間的變化來實現(xiàn)遙控器的空中定位方法，由于脈沖信號具有傳輸速度快而穩(wěn)定、易于檢測且可控等特點，該方法具有良好的實時性和準確性。實施例二 圖3示出了本發(fā)明實施例二提供的遙控器空中定位方法的實現(xiàn)流程圖，在本實施例中，第一、第二、第三發(fā)射器的位置不在一條直線上，即能確定一個平面，假設其中的第二發(fā)射器用于接收遙控器脈沖信號，該方法的實現(xiàn)過程詳述如下在步驟S201中，向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時。在步驟S202中，接收顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄第一、第二、第三發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的接收時間1\、T2, τ3。在步驟S203中，根據(jù)第一、第二、第三發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的接收時間Ti、T2、T3計算三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間ti、t2、t3。其中，、、 2、 3具體為ti = Tr(T2+td)/2,t2 = (T2-td)/2,t3 = T3-(Vtd)/2 ；td為第二發(fā)射器接收遙控器脈沖信號的時間距離三個發(fā)射器發(fā)射顯示終端脈沖信號的時間間隔，為預設值。在步驟S204中，設置三個發(fā)射器所在的平面為X-Y平面，設置第二發(fā)射器的位置為坐標原點，設置第三發(fā)射器的位置落在X坐標軸上，根據(jù)設置的X-Y平面、坐標原點和X 坐標軸確定三維空間坐標系，根據(jù)三個發(fā)射器的位置和三維空間坐標系確定第一、第二、第三發(fā)射器的三維坐標(xl，yl，0)、(0,0,0), (x3，0，0)。
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圖4(a)、(b)分別示出了本發(fā)明實施例ニ提供的遙控器空中定位方法中三維空間 坐標系轉(zhuǎn)換前后的示意圖。從圖中可以看出，圖4(a)中的任意三個發(fā)射器的三維坐標均可通過坐標系轉(zhuǎn)換 成為圖4(b)中的坐標位置，這是數(shù)學領域常用技術手段。圖4(b)的三維坐標系可以大大 減少遙控器進行空中定位所需的計算量。在步驟S205中，根據(jù)第一、第二和第三發(fā)射器的三維坐標Ul，yl，0)、(0,0,0), (x3,0,0)及其發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間t” t2、も計算遙控器的三維坐標 (X，Y，Z)。其中，遙控器的三維坐標(X，Y，Z)計算公式如下
權利要求
1.一種遙控器空中定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時；接收所述顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個所述顯示終端脈沖信號的接收時間；根據(jù)所述三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間；獲取所述三個發(fā)射器的位置，根據(jù)所述三個發(fā)射器的位置及其發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述顯示終端的三個發(fā)射器中第二發(fā)射器用于接收遙控器脈沖信號；所述根據(jù)三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間具體為ti = T1-(Vtd)/2, t2 = (T2-td)/2, t3 = T3-(Vtd)/2；其中，tpt2、t3分別表示第一、第二和第三發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間，I\、T2、T3分別為第一、第二、第三發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的接收時間，td為第二發(fā)射器接收遙控器脈沖信號的時間距離三個發(fā)射器發(fā)射顯示終端脈沖信號的時間間隔， td為預設值。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三個發(fā)射器的位置確定一個平面，所述顯示終端的三個發(fā)射器中第二發(fā)射器用于接收遙控器脈沖信號，所述三個發(fā)射器的位置具體為三個發(fā)射器的三維坐標，所述獲取三個發(fā)射器的位置的步驟具體為設置三個發(fā)射器所在的平面為X-Y平面；設置第二發(fā)射器的位置為坐標原點；設置第三發(fā)射器的位置落在X坐標軸上；根據(jù)設置的X-Y平面、坐標原點和X坐標軸確定三維空間坐標系；根據(jù)所述三個發(fā)射器的位置和三維空間坐標系確定三個發(fā)射器的三維坐標。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三發(fā)射器的位置分別為三維坐標(xl，yl，0)、(0,0,0), (x3，0，0)，所述遙控器的位置數(shù)據(jù)具體為遙控器的三維坐標，所述根據(jù)三個發(fā)射器的位置和顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)具體為所述遙控器的三維坐標(X，Y，Z)為
5.一種遙控器，其特征在于，所述遙控器包括遙控器脈沖信號發(fā)射單元，用于向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時； 顯示終端脈沖信號接收單元，用于在所述遙控器脈沖信號發(fā)射單元向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號后接收所述顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個顯示終端脈沖信號的接收時間；空中傳輸時間確定單元，用于根據(jù)所述顯示終端脈沖信號接收單元記錄的三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定所述顯示終端脈沖信號接收單元接收的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間；發(fā)射器位置獲取單元，用于獲取所述三個發(fā)射器的位置；位置數(shù)據(jù)計算單元，用于根據(jù)所述發(fā)射器位置獲取單元獲取的三個發(fā)射器的位置和空中傳輸時間確定單元確定的三個發(fā)射器對應的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)。
6.如權利要求5所述的遙控器，其特征在于，所述三個發(fā)射器的位置確定一個平面，所述顯示終端的三個發(fā)射器中第二發(fā)射器用于接收遙控器脈沖信號，所述發(fā)射器位置獲取單元包括X-Y坐標系設置模塊，用于設置三個發(fā)射器所在的平面為X-Y平面，設置第二發(fā)射器的位置為坐標原點以及設置第三發(fā)射器的位置落在X坐標軸上；三維空間坐標系確定模塊，用于根據(jù)所述X-Y平面設置模塊設置的X-Y平面、所述坐標原點和所述X坐標軸確定三維空間坐標系；發(fā)射器三維坐標確定模塊，用于根據(jù)所述三個發(fā)射器的位置和所述三維空間坐標系確定模塊確定的三維空間坐標系確定三個發(fā)射器的三維坐標。
7.如權利要求6所述的遙控器，其特征在于，所述顯示終端的第二發(fā)射器用于接收遙控器脈沖信號，所述空中傳輸時間確定單元根據(jù)三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間具體為ti = T1-(Vtd)/2, t2 = (T2-td)/2, t3 = T3-(Vtd)/2；其中，tpt2，t3分別表示第一、第二和第三發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間，I\、T2、T3分別為所述第一、第二、第三發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號的接收時間，td 為第二發(fā)射器接收遙控器脈沖信號的時間距所述三個發(fā)射器發(fā)射顯示終端脈沖信號的時間間隔，td為預設值；所述遙控器的位置數(shù)據(jù)具體為遙控器的三維坐標，所述第一、第二和第三發(fā)射器的位置分別為三維坐標(xl，yl，0)、(0，0，0)、(x3，0，0)，所述位置數(shù)據(jù)計算單元根據(jù)三個發(fā)射器的位置和顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)具體為所述遙控器的三維坐標(X，Y，Z)為
8.—種電視系統(tǒng)，其特征在于，所述電視系統(tǒng)包括權利要求5所述的遙控器，所述遙控器還包括遙控器位置數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于將所述遙控器的位置數(shù)據(jù)向顯示終端進行發(fā)射；所述顯示終端包括發(fā)射器單元，包括三個發(fā)射器，用于在其中一個發(fā)射器接收到遙控器發(fā)送的遙控器脈沖信號后，每個發(fā)射器向遙控器發(fā)射顯示終端脈沖信號，所述三個發(fā)射器的位置確定一個平面；遙控器位置數(shù)據(jù)接收單元，用于接收所述遙控器發(fā)射的遙控器的位置數(shù)據(jù)；光標控制單元，用于根據(jù)所述遙控器位置數(shù)據(jù)接收單元接收的遙控器的位置數(shù)據(jù)對光標進行控制處理。
9.如權利要求8所述的電視系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控器還包括遙控器脈沖信號發(fā)送控制單元，用于設置遙控器脈沖信號的發(fā)送模式，控制遙控器脈沖信號按照設置的發(fā)送模式進行發(fā)送；所述顯示終端還包括顯示終端脈沖信號發(fā)送控制單元，用于設置顯示終端脈沖信號的發(fā)送模式，控制顯示終端脈沖信號按照設置的發(fā)送模式進行發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明適用于屬于電視技術領域，尤其涉及一種遙控器空中定位方法、遙控器及電視系統(tǒng)。所述方法包括向顯示終端發(fā)送遙控器脈沖信號并開始計時；接收所述顯示終端的三個發(fā)射器發(fā)射的顯示終端脈沖信號并記錄三個所述顯示終端脈沖信號的接收時間；根據(jù)所述三個顯示終端脈沖信號的接收時間確定三個顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間；獲取所述三個發(fā)射器的位置，根據(jù)所述三個發(fā)射器的位置及其發(fā)射的顯示終端脈沖信號的空中傳輸時間計算遙控器的位置數(shù)據(jù)。通過本發(fā)明可以簡單、實時、快速的實現(xiàn)電視系統(tǒng)的無線空中鼠標功能。
文檔編號H04N5/44GK102447859SQ20111045445
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者邵詩強 申請人:Tcl集團股份有限公司