一種基于led顯示器的體感控制系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),包括:LED顯示器,所述LED顯示器中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送;信號接收器,用于接收來自所述LED的光信號;微控制器,用于對所述信號接收器接收到的至少三個所述LED的光信號的強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出所述信號接收器的空間位置,或者根據(jù)所述信號接收器的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出所述信號接收器的運(yùn)動軌跡;通訊模塊,用于將微控制器計算得出的所述信號接收器的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給所述LED顯示器。本發(fā)明利用LED顯示器上每個LED攜帶的不同識別碼來對信號接收器進(jìn)行三維定位,從而判斷操作者的動作,完成體感操作的識別。
【專利說明】—種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光通信【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]體感控制是通過對操控者手中所使用的遙控器進(jìn)行三維定位,從而確定出遙控器的三維方向和位置,進(jìn)而判斷操控者的姿勢。LED電視機(jī)是一項利用紅綠藍(lán)三色LED組成的顯示矩陣進(jìn)行圖像顯示的技術(shù)。LED矩陣顯示技術(shù)因為能夠提供比普通LCD更逼真的色彩顯示,更廣闊的色域,而成為下一代電視機(jī)技術(shù)的潮流。3D體感控制為操作者提供了更多的操控空間,能夠完成多種人與電視機(jī)間的互動,并能玩體感游戲。3D體感操控已經(jīng)成為主流電視機(jī)游戲機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置(如Xbox360,PS3,Wii等)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本發(fā)明的目的是提出一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)及其方法,通過LED顯示器上的LED顯示矩陣對信號接收器進(jìn)行三維定位,進(jìn)而實現(xiàn)體對操作者動作的感知,實現(xiàn)體感操作和互動。
[0004]本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn):
[0005]—種基于LED顯不器的體感控制系統(tǒng),包括:
[0006]一 LED顯示器,所述LED顯示器中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送,所述識別碼為所述LED在所述LED顯示器中的相對位置信息;
[0007]—信號接收器,用于接收來自所述LED的光信號;
[0008]一微控制器,用于對所述信號接收器接收到的至少三個所述LED的光信號的強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出所述信號接收器的空間位置,或者根據(jù)所述信號接收器的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出所述信號接收器的運(yùn)動軌跡;
[0009]一通訊模塊,用于將微控制器計算得出的所述信號接收器的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給所述LED顯示器。
[0010]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述LED顯示器包括:
[0011]一 LED顯示矩陣,是由所述LED組成的顯示矩陣,用于顯示圖像和傳遞光信號;
[0012]一信號編碼電路,用于發(fā)出對每個所述LED進(jìn)行加載所述識別碼的信號編碼;
[0013]一放大驅(qū)動電路,將所述信號編碼電路編碼的信號進(jìn)行放大后發(fā)送至所述LED顯示矩陣,以滿足所述LED對驅(qū)動電流的要求;
[0014]一 DC偏置電路,用于為所述LED顯示矩陣提供DC偏置。
[0015]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述信號編碼電路的號編碼格式為相位偏移編碼。
[0016]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述信號接收器包括至少一個的光電傳感器,用于接收所述LED發(fā)出加載有所述識別碼的光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號;
[0017]濾波電路,用于對所述電信號進(jìn)行濾波,去掉噪聲;
[0018]放大電路,用于將濾波處理后的所述電信號進(jìn)行放大;
[0019]解調(diào)電路,將放大后的所述電信號進(jìn)行變換,分離出不同的所述LED發(fā)出的信號,并且將分離出的不同的所述LED發(fā)出的信號強(qiáng)度以及接收到不同的所述信號的時間發(fā)送給所述微控制器進(jìn)行處理。
[0020]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述通訊模塊包括與所述微控制器連接的無線發(fā)射模塊和與所述LED顯示器連接的無線接收模塊。
[0021]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述LED為RGB三色LED。
[0022]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述LED顯示器為LED電視機(jī)。
[0023]優(yōu)選的,上述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其中:所述信號接收器為遙控器。
[0024]一種基于LED顯示器的體感控制方法,包括以下步驟:
[0025]S1:信號編碼電路發(fā)出對LED顯示矩陣中的每個LED進(jìn)行不同的識別碼的信號編碼;
[0026]S2:放大驅(qū)動電路將信號進(jìn)行放大后發(fā)送至LED顯示矩陣,以滿足LED對驅(qū)動電流的要求;
[0027]S3 =LED顯示矩陣中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送;
[0028]S4:信號接收器上的光電傳感器接收LED發(fā)出加載有識別碼的光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號;
[0029]S5:電信號經(jīng)過濾波電路進(jìn)行濾波,去掉噪聲;
[0030]S6:濾波處理后的電信號經(jīng)過放大電路進(jìn)行放大;
[0031]S7:放大后的電信號經(jīng)過解調(diào)電路進(jìn)行變換,分離出不同的LED發(fā)出的信號,并且將分離出的不同的LED發(fā)出的信號強(qiáng)度以及接收到不同的信號的時間發(fā)送給微控制器;
[0032]S8:微控制器對接收到的至少三個的LED的信號強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出信號接收器的空間位置,根據(jù)信號接收器的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出信號接收器的運(yùn)動軌跡;
[0033]S9:微控制器通過通訊模塊,將得出的信號接收器的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給LED顯示器。
[0034]本發(fā)明的突出效果為:本發(fā)明提出的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)及其方法,利用LED顯示器上每個LED攜帶的不同識別碼來對信號接收器進(jìn)行三維定位,從而判斷操作者的動作,完成體感操作的識別。利用本發(fā)明的系統(tǒng),LED顯示器可以非常便捷的實現(xiàn)精確的體感操作,而無需增加額外的專用設(shè)備,大大拓展了 LED顯示器的可玩性和互動能力,同時通過增加肢體運(yùn)動,減少了因為長時間看LED顯示器造成的各種疾病。
[0035]以下便結(jié)合實施例附圖,對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳述,以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握?!緦@綀D】
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明實施例的LED顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0037]圖2是本發(fā)明實施例的信號接收器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0038]圖3是本發(fā)明實施例的原理圖。
【具體實施方式】
[0039]實施例:
[0040]本實施例的一種基于LED顯不器的體感控制系統(tǒng),如圖1?圖2所不,包括:LED顯示器I,LED顯示器I中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送,識別碼為LED在LED顯示器I中的相對位置信息;信號接收器2,用于接收來自LED的光信號;微控制器24,用于對信號接收器2接收到的三個LED的光信號的強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出信號接收器2的空間位置,或者根據(jù)信號接收器2的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出信號接收器2的運(yùn)動軌跡;通訊模塊,用于將微控制器24計算得出的信號接收器2的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給LED顯示器I。
[0041]其中:LED顯示器I包括:LED顯示矩陣10,是由LED組成的顯示矩陣,用于顯示圖像和傳遞光信號;信號編碼電路13,用于發(fā)出對每個LED進(jìn)行加載識別碼的信號編碼,信號編碼格式可選用多種,如相位偏移編碼(PSK)等;放大驅(qū)動電路12,將信號編碼電路13編碼的信號進(jìn)行放大后發(fā)送至LED顯示矩陣10,以滿足LED對驅(qū)動電流的要求;DC偏置電路11,用于為LED顯示矩陣10提供DC偏置。
[0042]信號接收器2包括多個光電傳感器20,用于接收LED發(fā)出加載有識別碼的光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號;濾波電路21,用于對電信號進(jìn)行濾波,去掉噪聲;放大電路22,用于將濾波處理后的電信號進(jìn)行放大;解調(diào)電路23,將放大后的電信號進(jìn)行變換,分離出不同的LED發(fā)出的信號,并且將分離出的不同的LED發(fā)出的信號強(qiáng)度以及接收到不同的信號的時間發(fā)送給微控制器24進(jìn)行處理。
[0043]通訊模塊包括與微控制器24連接的無線發(fā)射模塊25和與LED顯示器I連接的無線接收模塊14。
[0044]本實施例中LED顯示器I為LED電視機(jī),LED為RGB三色LED,信號接收器2為遙控器。
[0045]應(yīng)用本實施例的一種基于LED顯示器的體感控制方法,包括以下步驟:
[0046]S1:信號編碼電路13發(fā)出對LED顯示矩陣10中的每個LED進(jìn)行不同的識別碼的號編碼;
[0047]S2:放大驅(qū)動電路12將信號進(jìn)行放大后發(fā)送至LED顯示矩陣10,以滿足LED對驅(qū)動電流的要求;
[0048]S3 =LED顯示矩陣10中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送;
[0049]S4:信號接收器2上的光電傳感器20接收LED發(fā)出加載有識別碼的光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號;
[0050]S5:電信號經(jīng)過濾波電路21進(jìn)行濾波,去掉噪聲;
[0051]S6:濾波處理后的電信號經(jīng)過放大電路22進(jìn)行放大;[0052]S7:放大后的電信號經(jīng)過解調(diào)電路23進(jìn)行變換,分離出不同的LED發(fā)出的信號,并且將分離出的不同的LED發(fā)出的信號強(qiáng)度以及接收到不同的信號的時間發(fā)送給微控制器24;
[0053]S8:微控制器24對接收到的三個LED的信號強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出信號接收器2的空間位置,根據(jù)信號接收器2的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出信號接收器2的運(yùn)動軌跡;
[0054]S9:微控制器24通過無線發(fā)射模塊25,將得出的信號接收器的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給與LED顯示器I連接的無線接收模塊14。
[0055]如圖3所示,是本實施例的信號接收器2的定位原理,假設(shè)信號接收器2處于某一位置,信號接收器2表面的光電傳感器SI,S2,S3接收到的來自LED顯示矩陣10的三個不同位置LED的光信號,微控制器24通過信號強(qiáng)度和傳播時間進(jìn)行分析,得到了每個光電傳感器SI,S2, S3的空間位置。計算方法如下:
[0056]設(shè)三個LED的坐標(biāo)分別為(X1, y1; Z1)、(x2, y2, z2)和(x3, y3, z3),光電傳感器SI的坐標(biāo)為(^,Ie, %),根據(jù)接收到的信號強(qiáng)度和傳播時間,計算出LED到光電傳感器SI的距離分別為L,dc2, dc3 ;
【權(quán)利要求】
1.一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于包括: 一 LED顯示器,所述LED顯示器中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送,所述識別碼為所述LED在所述LED顯示器中的相對位置信息; 一信號接收器,用于接收來自所述LED的光信號; 一微控制器,用于對所述信號接收器接收到的至少三個所述LED的光信號的強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出所 述信號接收器的空間位置,或者根據(jù)所述信號接收器的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出所述信號接收器的運(yùn)動軌跡; 一通訊模塊,用于將微控制器計算得出的所述信號接收器的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給所述LED顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述LED顯示器包括: 一 LED顯示矩陣,是由所述LED組成的顯示矩陣,用于顯示圖像和傳遞光信號; 一信號編碼電路,用于發(fā)出對每個所述LED進(jìn)行加載所述識別碼的信號編碼; 一放大驅(qū)動電路,將所述信號編碼電路編碼的信號進(jìn)行放大后發(fā)送至所述LED顯示矩陣; 一 DC偏置電路,用于為所述LED顯示矩陣提供DC偏置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述信號編碼電路的信號編碼格式為相位偏移編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述信號接收器包括至少一個的光電傳感器,用于接收所述LED發(fā)出加載有所述識別碼的光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號; 濾波電路,用于對所述電信號進(jìn)行濾波,去掉噪聲; 放大電路,用于將濾波處理后的所述電信號進(jìn)行放大; 解調(diào)電路,將放大后的所述電信號進(jìn)行變換,分離出不同的所述LED發(fā)出的信號,并且將分離出的不同的所述LED發(fā)出的信號強(qiáng)度以及接收到不同的所述信號的時間發(fā)送給所述微控制器進(jìn)行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述通訊模塊包括與所述微控制器連接的無線發(fā)射模塊和與所述LED顯示器連接的無線接收模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述LED為RGB三色LED。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述LED顯不器為LED電視機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng),其特征在于:所述信號接收器為遙控器。
9.一種基于LED顯示器的體感控制方法,其特征在于包括以下步驟: 51:信號編碼電路發(fā)出對LED顯示矩陣中的每個LED進(jìn)行不同的識別碼的信號編碼; 52:放大驅(qū)動電路將信號進(jìn)行放大后發(fā)送至LED顯示矩陣,以滿足LED對驅(qū)動電流的要求;S3:LED顯示矩陣中的每個LED將各自的識別碼加載到光信號中進(jìn)行傳送; S4:信號接收器上的光電傳感器接收LED發(fā)出加載有識別碼的光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號; S5:電信號經(jīng)過濾波電路進(jìn)行濾波,去掉噪聲; S6:濾波處理后的電信號經(jīng)過放大電路進(jìn)行放大; 5S7:放大后的電信號經(jīng)過解調(diào)電路進(jìn)行變換,分離出不同的LED發(fā)出的信號,并且將分離出的不同的LED發(fā)出的信號強(qiáng)度以及接收到不同的信號的時間發(fā)送給微控制器; S8:微控制器對接收到的至少三個的LED的信號強(qiáng)度和時間進(jìn)行計算處理,得出信號接收器的空間位置,根據(jù)信號接收器的空間位置的變化進(jìn)行計算處理,得出信號接收器的運(yùn)動軌跡; S9:微控制器通過通訊模塊,將得出的信號接收器的空間位置或運(yùn)動軌跡發(fā)送給LED顯示器。
【文檔編號】G06F3/0346GK103986952SQ201410184313
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】孫慧明, 王輝 申請人:蘇州昭創(chuàng)光電技術(shù)有限公司