CN111459302A - 一种空鼠光标定位方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种空鼠光标定位方法，包括获取由传感器输出的电信号，其中，电信号为传感器检测到空鼠发射的具光图案时产生；根据电信号，确定光图案与传感器的接触点坐标；根据接触点坐标和光图案的形状，确定光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。本申请无需使用陀螺仪测量倾斜角度来对光标进行定位，光图案是固定的，所以光图案中位置点不会发生漂移，光标在屏幕上位置也就不会发生移动，光标的精度提高，提升使用者的体验感。此外，本申请还提供一种具有上述优点的空鼠光标定位系统。

Description

一种空鼠光标定位方法和系统

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种空鼠光标定位方法和系统。

背景技术

随着科技的发展，具有全开放式平台、搭载了操作系统的智能电视成为电视的发展趋势。目前对智能电视的操控的一种方式是利用鼠标进行操控，该种操控方式又可以分为常规鼠标和空中鼠标两种方式。空中鼠标，简称空鼠，可以让使用者不再局限于某一个平面上使用鼠标，使用者可以自由走动。

目前空鼠的原理是用陀螺仪测量空鼠遥控器的倾斜角，把水平方向的倾斜角映射到水平位移，把垂直方向的倾斜角映射到垂直位移，实现光标的定位。但因为成本原因，陀螺仪存在较大的静态漂移和动态噪声，导致屏幕上的光标容易漂移，精度不高，并且陀螺仪对微小振动敏感，使用者点击空鼠遥控器时，光标容易移动，导致光标在屏幕上位置经常不是遥控器指向的位置，导致点击不准。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

发明内容

本申请的目的是提供一种空鼠光标定位方法和系统，以提升空鼠遥控器光标的定位精度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种空鼠光标定位方法，包括：

获取由传感器输出的电信号，其中，所述电信号为所述传感器检测到空鼠发射的光图案时产生；

根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标；

根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

可选的，当所述传感器为包括多个光电传感器的线状传感器时，所述根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标包括：

转换所述电信号为数字信号；

根据所述数字信号确定输出所述电信号的光电传感器的位置，得到所述接触点坐标。

可选的，当所述传感器为包括光导纤维和位于所述光导纤维两端的光电传感器的线状传感器时，所述根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标包括：

获取所述电信号的信号强度，其中，所述电信号为位于所述光导纤维两端的光电传感器输出；

确定所述信号强度的比值，并根据所述比值确定所述接触点坐标。

可选的，当所述光图案为交于一点的多条直线光线形成时，所述根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标包括：

根据所述接触点坐标，确定所述光图案中每条直线的方程；

根据所述方程，确定所述光图案中交点的坐标。

可选的，当所述光图案为一个圆形时，所述根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标包括：

根据所述接触点坐标确定圆形光图案的圆心的坐标。

本申请还提供一种空鼠光标定位方法，包括：

接收发射指令；

发射光图案至传感器，使所述传感器输出电信号处理器，以便所述处理器根据所述电信号确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标，并根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

可选的，当所述光图案为交于一点的多条直线光线或者多条曲线光线形成时，所述发射光图案至传感器包括：

分时发射所述光图案中的每条直线光线至所述传感器。

可选的，当所述光图案为交于一点的多条直线光线或者多条曲线光线形成时，所述发射光图案至传感器包括：

调制所述光图案中的直线光线或者曲线光线的属性，得到调制后光图案，且所述调制后光图案中任意两条直线光线或者任意两条曲线光线的所述属性不同；

发射交于一点的所述调制后光图案至所述传感器。

本申请还提供一种空鼠光标定位系统，包括传感器，屏幕，处理器，空鼠。

可选的，还包括：

陀螺仪。

可选的，还包括：

滤光片。

本申请所提供的一种空鼠光标定位方法，包括获取由传感器输出的电信号，其中，所述电信号为所述传感器检测到空鼠发射的光图案时产生；根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标；根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

可见，本申请中的空鼠光标定位方法通过空鼠发射光图案至传感器，使传感器感输出电信号，进而根据电信号得到光图案与传感器的接触点坐标，即得到传感器感应到光图案的位置信息，进而根据接触点的坐标和光图案的形状得到与光标具有对应关系的位置点的坐标，从而确定光标的位置，，无需使用陀螺仪测量倾斜角度来对光标进行定位，光图案是固定的，所以与光标具有对应关系的位置点不会发生漂移，即光标在屏幕上位置也就不会发生移动，光标的精度提高，提升使用者的体验感。此外，本申请还提供一种具有上述优点的空鼠光标定位系统。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种空鼠光标定位方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的传感器、屏幕、光图案的一种分布结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种传感器的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的另一种传感器的结构示意图；

图5为为本申请实施例所提供的传感器、屏幕、光图案的另一种分布结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的另一种传感器的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的另一种传感器的结构示意图；

图8为本申请实施例所提供的传感器、屏幕、光图案的另一种分布结构示意图；

图9为本申请实施例所提供的传感器、屏幕、光图案的另一种分布结构示意图；

图10为本申请实施例所提供的另一种空鼠光标定位方法的流程图；

图11为本申请实施例所提供的一种空鼠光标定位系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有技术中利用空鼠遥控器控制屏幕时，是通过陀螺仪测量空鼠遥控器的倾斜角实现光标的定位，但是由于陀螺仪自身结构的原因，导致光标定位不够准确。

有鉴于此，本申请提供了一种空鼠光标定位方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种空鼠光标定位方法的流程图，该方法包括：

步骤S101:获取由传感器输出的电信号，其中，所述电信号为所述传感器检测到空鼠发射的光图案时产生。

其中，光图案由红外光线组成，本实施例中对光图案不做具体限定，视情况而定。例如，光图案可以由直线或者曲线等形成。同理，本实施例中对交点的数量不做具体限定，可以为1个也可以为多个。当传感器感应到红外光线时，将红外光线光信号转换为电信号输出。

可以理解的是，光图案中的交点即为空鼠对应屏幕中的光标。

步骤S102:根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标。

下面根据传感器的类型对步骤S102进行进一步阐述。设定传感器围绕在屏幕的边界四周，请参见图2，设定屏幕2左上角坐标为原点坐标(0,0)，屏幕2水平向右为X轴方向，屏幕2垂直向下为Y轴方向，则可以确定出于Y轴垂直的两个传感器1在Y轴的坐标，确定出于X轴垂直的两个传感器1在X轴坐标。

当所述传感器为包括多个光电传感器的线状传感器时，所述根据所述数字信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标包括：

转换所述电信号为数字信号；

根据所述数字信号确定输出所述电信号的光电传感器的位置，得到所述接触点坐标。

当传感器1为包括多个光电传感器3的线状传感器1时，传感器1的结构示意图请参见图3。确定输出电信号的光电传感器3的位置，即可得到对应在X轴或者Y轴的位置，再结合该光电传感器3所在传感器1的位置，即可得到接触点坐标。进一步地，传感器1还可以包括设置在每个光电传感器3上面的滤光片，即滤光片覆盖在整个传感器1的上表面。

当所述传感器为包括光导纤维和位于所述光导纤维两端的光电传感器的线状传感器时，所述根据所述数字信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标包括：

获取所述电信号的信号强度，其中，所述电信号为位于所述光导纤维两端的光电传感器输出；

确定所述信号强度的比值，并根据所述比值确定所述接触点坐标。

当传感器1为光导纤维4和位于光导纤维4两端的光电传感器3组成的线状传感器1时，传感器1的结构示意图请参见图4。当红外光线照射到该线状传感器1时，红外光线在光导纤维4上向光导纤维4两端传播，传播过程中会衰减，衰减比率和经过的光导纤维4长度成正比，光导纤维4长度已知，因此，根据两端的光电传感器3输出信号强度的比值就可以确定红外光线向光导纤维4传播的距离之比，进而确定红外光线照射到该线状传感器1的位置点，再结合该传感器1所在坐标系的位置，即可得到接触点坐标。

需要指出的是，对于图4中的传感器1，当该结构类型的一个传感器1上射入两条以上的红外光线时，如图5中的位于屏幕2左侧的传感器1上落入A、B两条红外光线，在确定A、B两条红外光线分布与位于屏幕2左侧的传感器1的交点，需要对红外光线或传感器1进行适应性的调整。对红外光线的调整分为以下两种情况：第一种，对红外光线进行调整，需要将A、B两条红外光线分时发送至位于屏幕2左侧的传感器1上，可以区分A、B两条红外光线和位于屏幕2左侧的传感器1的各自交点；第二种，调整A、B两条红外光线光强调制频率不同，光导纤维4两端的光电传感器3获取电信号后通过滤波筛选出A、B两条红外光线的信号，通过各自信号的强度，亦可以区分A、B两条红外光线和位于屏幕2左侧的传感器1的各自交点。对传感器1进行调整时在光导纤维4和光电传感器3之间增设滤光片5，结构示意图参见图6，第一种，需要在位于屏幕2左侧的传感器1所在屏幕的一侧设置与射入红外光线数量相当的传感器1，对于图5而言，即需要在位于屏幕2左侧的传感器1的位置设置两个如图6所示的传感器1，传感器1的滤光片5的通带波长分别和A、B两条红外光线的波长对应，则可区分不同波长的多条光线同时和传感器1交叉时的各自交叉位置，或者，传感器1的滤光片5的偏振方向分别和A、B两条红外光线的偏振方向对应，则可区分不同偏振方向的多条光线同时和传感器1交叉时的各自交叉位置；第二种，将结构如图6所示的传感器1换成图7所示的传感器1，光导纤维4数量为一根，光导纤维4每一端的光电传感器3和滤光片5的数量均为多个，每个滤光片5的通带波长或者偏振方向分别与红外光线相对应，A、B两条红外光线都在同一个光导纤维4中传播，通过不同的滤光片5过滤后分开检测。

步骤S103:根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

需要说明的是，本实施例中对光图案中与光标具有对应关系的位置点不作具体限定，根据光图案的形状而定，下面会有具体说明。进一步地，本实施例中对光标与光图案中位置点的对应关系不做具体限定，例如，光图案中位置点可以代表光标，或者在光图案中位置点的某个具体方向上距离位置点固定距离的点为光标。

本申请中的空鼠光标定位方法通过空鼠发射光图案至传感器，使传感器感输出电信号，进而根据电信号得到光图案与传感器的接触点坐标，即得到传感器感应到光图案的位置信息，进而根据接触点的坐标和光图案的形状得到与光标具有对应关系的位置点的坐标，从而确定光标的位置，，无需使用陀螺仪测量倾斜角度来对光标进行定位，光图案是固定的，所以与光标具有对应关系的位置点不会发生漂移，光标在屏幕上位置也就不会发生移动，光标的精度提高，提升使用者的体验感。

下面对根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标进行进一步阐述。当所述光图案为交于一点的多条直线光线形成时，所述根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标包括：

根据所述接触点坐标，确定所述光图案中每条直线的方程；

根据所述方程，确定所述光图案中交点的坐标。

两个接触点的坐标便可以确定所在直线光线的方程，通过解方程组就能得到交点的坐标，进而得到屏幕上光标的坐标。

可以理解的是，光图案还可以为曲线，例如抛物线，同样可以根据接触点坐标可以确定出方程，进而确定交点坐标。

进一步地，请参考图8，光图案为六条均匀分布且交于一点的直线光线组成，a、b、c、d分别为直线光线与传感器的交点，o为光图案的交点，相邻直线光线的夹角α为30°，交点o与传感器的距离为oe(图中虚线距离)，则:

arctan(ae/oe)-arctan(be/oe)＝α (1)

arctan(be/oe)+arctan(ce/oe)＝α (2)

arctan(de/oe)-arctan(ce/oe)＝α (3)

通过上述三个方程，可以求得oe,be,ce三个距离值，从而得到o点坐标。

当所述光图案为一个圆形时，所述根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标包括：

根据所述接触点坐标确定圆形光图案的圆心的坐标。

请参见图9，f、g、h、i、m、n为圆形光图案和传感器的接触点，这些接触点坐标由传感器的具体种类由上述方法得到。设圆形光图案半径为r，则r和圆心q的坐标(x，y)三个变量是未知的。圆心q到f、g、h、i、m、n的距离都为r，可以列出6个方程，从而可以解出圆心q的坐标。

请参考图10，图10为本申请实施例所提供的另一种空鼠光标定位方法的流程图，该方法包括：

步骤S201：接收发射指令。

步骤S202：发射光图案至传感器，使所述传感器输出电信号至处理器，以便所述处理器根据所述电信号确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标，并根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

其中，光图案由红外光线组成，红外光线波长大于780nm，人眼看不到以免对屏幕画面产生干扰，波长范围越窄，越利于减少环境光影响。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，当所述光图案为交于一点的多条直线光线或者多条曲线光线形成时，所述发射光图案至传感器包括：

分时发射所述光图案中的每条直线光线至所述传感器。

需要指出的是，分时发送光图案中的每条直线光线时，每条直线光线的属性可以相同，此时传感器的结构示意图如图3或者图4所示。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，当所述光图案为交于一点的多条直线光线或者多条曲线光线形成时，所述发射光图案至传感器包括：

调制所述光图案中的直线光线或者曲线光线的属性，得到调制后光图案，且所述调制后光图案中任意两条直线光线或者任意两条曲线光线的所述属性不同；

发射具有交于一点的所述调制后光图案至所述传感器。

其中，直线光线属性包括但不限于波长、调制频率、偏振方向中的任一种或者任意组合，此时传感器的结构示意图如图6或者图7所示。当然还可以对直线光线的频率和/或强度进行调制，以便传感器从环境光中过滤出光图案。

本申请还提供一种空鼠光标定位系统，请参考图11，该系统包括传感器1，屏幕2，处理器6，空鼠7。

其中，空鼠7用于接收发射指令，并发射光图案至传感器1；传感器1用于感应光图案，并输出电信号处理器6；处理器6获取电信号，并根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器1的接触点坐标；根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

需要说明的是，本实施例中对处理器6的类型不作具体限定，可以为具有模数转换功能的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)或者DSP(digital signalprocessor，数字信号处理器)等，也可以为不具有模数转换功能的处理器时，需要外置模数转换单元。

传感器1设置在屏幕2的边界，或者设置在屏幕2上，本申请中的屏幕2包括但不仅限于显示屏，投影布，电子白板。空鼠7既可以为电视的空鼠7遥控器，也可以为体感设备等一些设备的遥控器。

需要说明的是，本实施例中传感器1的种类不做具体限定，例如，传感器1可以线状传感器1或者面状传感器1。进一步的，本实施中对传感器1的数量也不做具体限定，可以根据光图案的形状而定。屏幕2一般为四边形，优选地，传感器1的数量为四个。

可选的，空鼠光标定位系统还包括：滤光片。

优选地，空鼠光标定位系统还包括：陀螺仪，如果光标超出屏幕2边界，通过结合陀螺仪的方式侦测光标超出屏幕2边界后的移动，实现光标超出屏幕2后实现加速拖动功能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的一种空鼠光标定位方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种空鼠光标定位方法，其特征在于，包括：

获取由传感器输出的电信号，其中，所述电信号为所述传感器检测到空鼠发射的光图案时产生；

根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标；

根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

2.如权利要求1所述的空鼠光标定位方法，其特征在于，当所述传感器为包括多个光电传感器的线状传感器时，所述根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标包括：

转换所述电信号为数字信号；

根据所述数字信号确定输出所述电信号的光电传感器的位置，得到所述接触点坐标。

3.如权利要求1所述的空鼠光标定位方法，其特征在于，当所述传感器为包括光导纤维和位于所述光导纤维两端的光电传感器的线状传感器时，所述根据所述电信号，确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标包括：

获取所述电信号的信号强度，其中，所述电信号为位于所述光导纤维两端的光电传感器输出；

确定所述信号强度的比值，并根据所述比值确定所述接触点坐标。

4.如权利要求1至3任一项所述的空鼠光标定位方法，其特征在于，当所述光图案为交于一点的多条直线光线形成时，所述根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标包括：

根据所述接触点坐标，确定所述光图案中每条直线的方程；

根据所述方程，确定所述光图案中交点的坐标。

5.如权利要求1至3任一项所述的空鼠光标定位方法，其特征在于，当所述光图案为一个圆形时，所述根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标包括：

根据所述接触点坐标确定圆形光图案的圆心的坐标。

6.一种空鼠光标定位方法，其特征在于，包括：

接收发射指令；

发射光图案至传感器，使所述传感器输出电信号至至处理器，以便所述处理器根据所述电信号确定所述光图案与所述传感器的接触点坐标，并根据所述接触点坐标和所述光图案的形状，确定所述光图案中与光标具有对应关系的位置点的坐标。

7.如权利要求6所述的空鼠光标定位方法，其特征在于，当所述光图案为交于一点的多条直线光线或者多条曲线光线形成时，所述发射光图案至传感器包括：

分时发射所述光图案中的每条直线光线或者每条曲线光线至所述传感器。

8.如权利要求6所述的空鼠光标定位方法，其特征在于，当所述光图案为交于一点的多条直线光线或者多条曲线光线形成时，所述发射光图案至传感器包括：

调制所述光图案中的直线光线或者曲线光线的属性，得到调制后光图案，且所述调制后光图案中任意两条直线光线或者任意两条曲线光线的所述属性不同；

发射交于一点的所述调制后光图案至所述传感器。

9.一种空鼠光标定位系统，其特征在于，包括传感器，屏幕，处理器，空鼠。

10.如权利要求9所述的空鼠光标定位系统，其特征在于，还包括：

陀螺仪。

11.如权利要求10所述的空鼠光标定位系统，其特征在于，还包括：

滤光片。

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