一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備的制作方法
【專利摘要】（1）與（2）分別是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，（3）是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RMG144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器（4），由（4）完成姿態(tài)的初步計(jì)算，確定絕對(duì)的空間坐標(biāo)系。之后完成姿態(tài)的演算和動(dòng)作信號(hào)的判別，輸出當(dāng)前空間的絕對(duì)位置以及需要控制的按鈕、功能等到無(wú)線發(fā)射模塊（6）。電源模塊（5）負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。接收模塊（7）負(fù)責(zé)接收和解碼，接口模塊（8）將數(shù)據(jù)處理成各種電器設(shè)備能接受的信號(hào)后，通過(guò)USB或者傳統(tǒng)紅外信號(hào)發(fā)送給這些設(shè)備。
【專利說(shuō)明】一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明本發(fā)明涉及一種用于居家生活的遙控設(shè)備，具體地說(shuō)是涉及一種磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器控制的遙控器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，居家生活中的遙控設(shè)備使用越來(lái)越頻繁和智能化。現(xiàn)有的很多遙控器，還是基于紅外線傳輸，通過(guò)按鈕來(lái)完成所需要的操作；隨著技術(shù)的發(fā)展，帶USB接口的智能電視也開(kāi)始支持空間鼠標(biāo)操作。前者的缺點(diǎn)是按鈕很多，使用不夠人性化；需要對(duì)準(zhǔn)操作，容易受到干擾；控制的功能有限，不能根據(jù)需要調(diào)整。后者雖然提供了較多的控制方法，但是一般只提供兩至三軸的加速度感應(yīng)，精度、抗干擾能力低，識(shí)別復(fù)雜的動(dòng)作很難。這些常見(jiàn)的傳感器，無(wú)法以人體的動(dòng)作為識(shí)別依據(jù)，實(shí)時(shí)的完成一些特定的操作。不能有效的互動(dòng)、娛樂(lè)，豐富各種家用電器和游戲設(shè)備的交互體驗(yàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備，能夠高效的處理實(shí)時(shí)的空間定位，根據(jù)人體的不同狀態(tài)完成對(duì)周邊各種設(shè)備的控制。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種遙控設(shè)備，通過(guò)磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器，能夠高效的處理實(shí)時(shí)的空間定位，根據(jù)人體的不同狀態(tài)完成對(duì)周邊各種設(shè)備的控制。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括如下幾個(gè)部分:1與2分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，3是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RM G144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器4，由4完成姿態(tài)的初步計(jì)算，確定絕對(duì)的空間坐標(biāo)系。之后完成姿態(tài)的演算和動(dòng)作信號(hào)的判別，輸出當(dāng)前空間的絕對(duì)位置以及需要控制的按鈕、功能等到無(wú)線發(fā)射模塊6。電源模塊5負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。接收模塊7負(fù)責(zé)接收和解碼，接口模塊8將數(shù)據(jù)處理成各種電器設(shè)備能接受的信號(hào)后，通過(guò)USB或者傳統(tǒng)紅外信號(hào)發(fā)送給這些設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
能夠非常人性化的完成許多之前設(shè)備不能完成功能，比如測(cè)量距離、定位地點(diǎn)、游戲互動(dòng)、動(dòng)作操作電器、智能的記錄用戶喜好，用戶的特殊需求等等。方便進(jìn)行升級(jí)，能夠適應(yīng)未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)的家庭使用需求等等。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是本發(fā)明一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備的流程示意圖圖3是本發(fā)明一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備確定空間絕對(duì)位置的原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0006]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖1所示，I與2分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，3是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RM G144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器4。
[0007]如圖2所示，由4完成姿態(tài)的初步計(jì)算，確定絕對(duì)的空間坐標(biāo)系。首先開(kāi)機(jī)后4確定初始狀態(tài)下角速度為O的時(shí)候，各個(gè)軸的加速度值，確定這三個(gè)軸的加速度合力值及其方向。確定此時(shí)的三個(gè)軸的磁場(chǎng)強(qiáng)度值，解算出他們的合磁場(chǎng)大小方向。
[0008]如圖3所示，以重力方向?yàn)閆軸的負(fù)方向，以磁力方向?yàn)閅軸正方向，取正交與這兩個(gè)方向的唯一方向?yàn)閄軸，并且以右手定理確定X軸的正方向。此時(shí)便可以擺脫芯片所處的位置，實(shí)時(shí)的確定空間所處的位置，描繪出在絕對(duì)空間中，遙控設(shè)備所移動(dòng)過(guò)的位置。
[0009]完成初始化之后，中央處理器4實(shí)時(shí)的獲取加速度傳感器I和陀螺儀傳感器2的各軸的加速度信息及加速度信息。利用如上文所描述建立的絕對(duì)坐標(biāo)系，根據(jù)每個(gè)軸的加速度積分算出當(dāng)前速度值，再積分算出每個(gè)軸的位移值。根據(jù)角速度值，積分算出當(dāng)前的角度。然后將這些數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)之中。
[0010]獲得當(dāng)前的各個(gè)軸加速度后，根據(jù)角度的變化量，實(shí)時(shí)的計(jì)算出當(dāng)前的重力所應(yīng)該處于的角度，再由上文初始化過(guò)程中重力的大小，分別計(jì)算重力在三個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)系上的分量，并剔除掉。
[0011]然后根據(jù)三軸磁力傳感器3實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，與獲得的角度、速度信息比對(duì)，做兩個(gè)數(shù)據(jù)的加權(quán)糾正。以確保加速度值的非線性變化及陀螺儀的零漂等誤差不會(huì)再最終的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生累積的誤差，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0012]完成以上的計(jì)算后，就可以實(shí)時(shí)的在空間坐標(biāo)系中標(biāo)定當(dāng)前遙控設(shè)備所處的三軸坐標(biāo)點(diǎn)，也可以實(shí)時(shí)的獲取它的當(dāng)前速度、角度、加速度。將這些數(shù)據(jù)全部記錄到中央處理器緩存中的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備判別的程序?qū)崟r(shí)調(diào)用。
[0013]之后完成姿態(tài)的演算和動(dòng)作信號(hào)的判別。可以由上文的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)判斷是否完成了一系列運(yùn)動(dòng)，以及當(dāng)前所處的狀態(tài)。
[0014]可以根據(jù)歷史的經(jīng)驗(yàn)比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的常見(jiàn)動(dòng)作，如前進(jìn)后退，音量增大減小，翻轉(zhuǎn)等等操作，對(duì)應(yīng)的完成換臺(tái)，增加減小溫度、音量等等。然后將判別好的控制動(dòng)作編碼后實(shí)時(shí)的發(fā)送到無(wú)線發(fā)射模塊6。
[0015]電源模塊5負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。
[0016]接收模塊7負(fù)責(zé)接收和解碼，它與發(fā)射模塊采用藍(lán)牙設(shè)備或者專用的2.4G無(wú)線通信。接口模塊8將數(shù)據(jù)處理成各種電器設(shè)備能接受的信號(hào)后，通過(guò)USB或者傳統(tǒng)紅外信號(hào)發(fā)送給這些設(shè)備。它的主要功能是翻譯信號(hào)和實(shí)時(shí)的匹配所適配的外部電器。為了適應(yīng)不同的外部設(shè)備，接口 8是可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行編程的，以適應(yīng)各種復(fù)雜的接口和應(yīng)用。
[0017]本發(fā)明中涉及的未說(shuō)明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備由:(1)與(2)分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，(3)是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RMG144，主處理器(4)，無(wú)線發(fā)射模塊(6)，電源模塊(5)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電，接收模塊(7)負(fù)責(zé)接收和解碼，接口模塊(8)將數(shù)據(jù)處理成各種電器設(shè)備能接受的信號(hào)后，通過(guò)USB或者傳統(tǒng)紅外信號(hào)發(fā)送給這些設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器的遙控設(shè)備，其特征是:(1) (2) (3)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器(4)，由(4)完成姿態(tài)的初步計(jì)算，確定絕對(duì)的空間坐標(biāo)系，之后完成姿態(tài)的演算和動(dòng)作信號(hào)的判別，輸出當(dāng)前空間的絕對(duì)位置以及需要控制的按鈕、功能等到無(wú)線發(fā)射模塊￠)，電源模塊(5)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電，接收模塊7負(fù)責(zé)接收和解碼，接口模塊(8)將數(shù)據(jù)處理發(fā)送。
【文檔編號(hào)】G06F3/0346GK104516529SQ201310452403
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】婁保東 申請(qǐng)人:南京專創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司