一種基于led顯示器的體感控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種基于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的光信號的強度和時間進行計算處理，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行計算處理，得出所述信號接收器的運動軌跡；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動軌跡發(fā)送給所述LED顯示器。本實用新型利用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)

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光通信【技術領域】，尤其涉及一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]體感控制是通過對操控者手中所使用的遙控器進行三維定位，從而確定出遙控器的三維方向和位置，進而判斷操控者的姿勢。LED電視機是一項利用紅綠藍三色LED組成的顯示矩陣進行圖像顯示的技術。LED矩陣顯示技術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技術的潮流。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)成為主流電視機游戲機的標準配置(如Xbox360，PS3，Wii等)。
實用新型內(nèi)容
[0003]鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提出一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)，通過LED顯示器上的LED顯示矩陣對信號接收器進行三維定位，進而實現(xiàn)體對操作者動作的感知，實現(xiàn)體感操作和互動。
[0004]本實用新型的目的將通過以下技術方案得以實現(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的光信號的強度和時間進行計算處理，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行計算處理，得出所述信號接收器的運動軌跡；
[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進行加載所述識別碼的信號編碼；
[0013]一放大驅動電路，將所述信號編碼電路編碼的信號進行放大后發(fā)送至所述LED顯示矩陣，以滿足所述LED對驅動電流的要求；
[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，并將其轉換為電信號；
[0017]濾波電路，用于對所述電信號進行濾波，去掉噪聲；
[0018]放大電路，用于將濾波處理后的所述電信號進行放大；
[0019]解調電路，將放大后的所述電信號進行變換，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。
[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]本實用新型的突出效果為:本實用新型提出的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)，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。利用本實用新型的系統(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動，減少了因為長時間看LED顯示器造成的各種疾病。
[0025]以下便結合實施例附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本實用新型技術方案更易于理解、掌握。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型實施例的LED顯示器的結構示意圖；
[0027]圖2是本實用新型實施例的信號接收器的結構示意圖；
[0028]圖3是本實用新型實施例的原理圖。

【具體實施方式】
[0029]實施例:
[0030]本實施例的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)，如圖1?圖2所示，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的光信號的強度和時間進行計算處理，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行計算處理，得出信號接收器2的運動軌跡；通訊模塊，用于將微控制器24計算得出的信號接收器2的空間位置或運動軌跡發(fā)送給LED顯示器I。
[0031]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；放大驅動電路12,將信號編碼電路13編碼的信號進行放大后發(fā)送至LED顯示矩陣10，以滿足LED對驅動電流的要求；DC偏置電路11，用于為LED顯示矩陣10提供DC偏置。
[0032]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，并將其轉換為電信號；濾波電路21，用于對電信號進行濾波，去掉噪聲；放大電路22，用于將濾波處理后的電信號進行放大；解調電路23，將放大后的電信號進行變換，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)出的信號強度以及接收到不同的信號的時間發(fā)送給微控制器24進行處理。
[0033]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。
[0034]本實施例中LED顯示器I為LED電視機，LED為RGB三色LED，信號接收器2為遙控器。
[0035]應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:
[0036]S1:信號編碼電路13發(fā)出對LED顯示矩陣10中的每個LED進行不同的識別碼的號編碼；
[0037]S2:放大驅動電路12將信號進行放大后發(fā)送至LED顯示矩陣10，以滿足LED對驅動電流的要求；
[0038]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行傳送；
[0039]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，并將其轉換為電信號；
[0040]S5:電信號經(jīng)過濾波電路21進行濾波，去掉噪聲；
[0041]S6:濾波處理后的電信號經(jīng)過放大電路22進行放大；
[0042]S7:放大后的電信號經(jīng)過解調電路23進行變換，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)出的信號強度以及接收到不同的信號的時間發(fā)送給微控制器24 ；
[0043]S8:微控制器24對接收到的三個LED的信號強度和時間進行計算處理，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行計算處理，得出信號接收器2的運動軌跡；
[0044]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動軌跡發(fā)送給與LED顯示器I連接的無線接收模塊14。
[0045]如圖3所示，是本實施例的信號接收器2的定位原理，假設信號接收器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通過信號強度和傳播時間進行分析，得到了每個光電傳感器SI，S2, S3的空間位置。計算方法如下:
[0046]設三個LED的坐標分別為(X1, y1； Z1)、(x2, y2, z2)和(x3, y3, z3)，光電傳感器SI的坐標為(xe，Ie, %)，根據(jù)接收到的信號強度和傳播時間，計算出LED到光電傳感器SI的距離分別為L，dc2, dc3 ；
(,r — T1.)2 + (|Λ-, — yif + (:t — -Si)2 = 、
[0047]+ (fA..— ih T + —:2)- = d"2 、
(;rf.— X:\Y + ( (J1.— t/3 )~ + 1-f —::1} “ ~ d~:^ ^





S
[0048]因為三個LED的位置在同一平面上,所以Z1 = Z2 = Z3 ;
[0049]將第二個等式和第三個等式分別減去第一個等式得出如下矩陣:
,4Λ: 二 B
mammmsm
Μ —丨2 -:1 ? — mv.—
? 兩II ^/?--*-*?
[J'3 J:i 'iM ~ Vl jI tJp _
[0050]β — (ifrl — ({<2 + + ? — 4 — m ) / 2 ]
u — Z r21.r2 r."2 r2 ,.2\ /

? K=I — Wf ；i + 1:1 +■ fh — J-1 — Ui)}







9
[0051]那么可以得出:X = (AT Am
[0052]從而SI的位置也就得出了。同理計算出來S2和S3的位置。通過對SI，S2，S3空間位置進行進一步計算分析，信號接收器2中心的位置Cl (x, y, z)被確定下來，同時信號接收器2的方向指向(Θ，Φ)也被計算出來。在這個時候，操作者開始移動，在移動過程中的下一位置處，信號接收器2的中心位置和空間指向通過上述過程被確定下來，從而使得信號接收器2在整個移動過程中的位置和空間指向信息都被記錄下來。微控制器24通過對上述移動軌跡和空間指向變動進行計算分析，操作者的相應的動作被準確識別出來，微控制器24通過通訊模塊將動作信息發(fā)送至LED顯示器1，LED顯示器I再根據(jù)動作信息做出相應的反應，從而完成了一次體感操控。
[0053]本實施例的一種基于LED顯示器的體感控制系統(tǒng)，利用LED顯示器I上每個LED攜帶的不同識別碼來對信號接收器2進行三維定位，從而判斷操作者的動作，完成體感操作的識別。LED顯示器I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備，大大拓展了 LED顯示器I的可玩性和互動能力，同時通過增加肢體運動，減少了因為長時間看LED顯示器I造成的各種疾病。
[0054]本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
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的光信號的強度和時間進行計算處理，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行計算處理，得出所述信號接收器的運動軌跡； 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動軌跡發(fā)送給所述LED顯示器。
2.根據(jù)權利要求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進行加載所述識別碼的信號編碼； 一放大驅動電路，將所述信號編碼電路編碼的信號進行放大后發(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，并將其轉換為電信號； 濾波電路，用于對所述電信號進行濾波，去掉噪聲； 放大電路，用于將濾波處理后的所述電信號進行放大； 解調電路，將放大后的所述電信號進行變換，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行處理。
5.根據(jù)權利要求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。
8.根據(jù)權利要求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。
【文檔編號】H04N21/422GK204013937SQ201420223189
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權日:2014年5月4日
【發(fā)明者】孫慧明, 王輝 申請人:蘇州昭創(chuàng)光電技術有限公司