基于ott電視的智能遙控系統及其控制方法
【專利摘要】本發明提供一種基于OTT電視的智能遙控系統及其控制方法，其中，該控制系統包括遙控片及其OTT盒子；所述遙控片包括MCU主控器、3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器、3軸磁力計傳感器、藍牙發送模塊，所述MCU主控器連接分別與3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器、3軸磁力計傳感器、藍牙發送模塊連接；所述OTT盒子包括控制芯片、藍牙接收模塊，所述控制芯片與藍牙接收模塊連接。本發明提供的基于OTT電視的智能遙控系統及其控制方法。不再需要傳統的機械按鍵，而是通過集成語音識別和手勢識別技術，既能語音輸入，又能結合傳感器控制屏幕光標的移動、識別一系列簡單到復雜的手勢，從而進一步實現更豐富的內容。
【專利說明】基于OTT電視的智能遙控系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種基于OTT電視的智能遙控系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]OTT盒子是一個小型的計算終端設備，只要簡單的通過HDMI或色差線等技術將其與傳統電視連接，就能在傳統電視上實現網頁瀏覽、網絡視頻播放、應用程序安裝，甚至能將手機、平板中的照片和視頻投射到家中的大屏幕電視當中。OTT盒子必須配套遙控器來使用，目前傳統的遙控方式主要有兩種:一種是基于傳統的按鍵式紅外線遙控器，一種是基于手機遙控器app。手機遙控器app是通過模擬按鍵的方式來實現的，其本上與傳統遙控器是一樣的，這種機械式的按鍵方式在用戶體驗上相對較差。鑒于此，人們開始思考用體感的方式取代傳統遙控器，目前市面上新興的飛鼠遙控器已經基本實現了利用遙控器的運動來實現其在互聯網電視屏幕上作為光標進行移動的控制，并在體感游戲中充當游戲手柄，但是該飛鼠遙控器僅僅能實現其作為光標在屏幕上的移動，而且操作靈敏度不高，并且現有技術的遙控器無法實現手勢的識別，即無法根據遙控器的運動狀態使OTT盒子來執行相應的操作命令。
[0003]綜上所述，傳統遙控器基于按鍵原理，其操作方式過于機械化；現有的體感遙控器雖然能夠實現光標的控制，但由于控制光標的移動數據存在較大的誤差，因此，操作不夠靈敏，體驗較差；而且現有的體感遙控器無法實現手勢的識別，用戶體現不佳。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種不但能夠精準控制光標移動，還能夠實現手勢識別的OTT智能盒子遙控片。
[0005]一種基于OTT電視的智能遙控系統，包括遙控片及其OTT盒子；
[0006]所述遙控片包括MCU主控器、與MCU主控器分別連接的3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器、3軸磁力計傳感器、藍牙發送模塊、電容式觸摸開關、LED指示燈、電池電壓檢測電路、MIC語音輸入模塊；
[0007]所述OTT盒子包括控制芯片、與控制芯片連接的藍牙接收模塊。
[0008]進一步地，如上所述的基于OTT電視的智能遙控系統，所述遙控片包括MIC語音輸入模塊，所述MIC語音輸入模塊與MCU主控器連接。
[0009]進一步地，如上所述的基于OTT電視的智能遙控系統，所述遙控片包括電池電壓檢測電路，所述MCU主控器與電池電壓檢測電路連接。
[0010]進一步地，如上所述的基于OTT電視的智能遙控系統，所述OTT盒子包括攝像頭，所述攝像頭與控制芯片連接。
[0011]一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，采用互補濾波法對3軸陀螺儀傳感器的數據進行修正，具體包括以下步驟:
[0012](I)、MCU主控器根據遙控片的運動狀態，分別獲取3軸加速度計、3軸陀螺儀、3軸磁力計的原始測量值，其中表示三軸加速度原始測量值、g0(x；y；z)表示三軸角速度原始測量值、表示三軸磁場原始測量值；
[0013](2)、MCU主控器根據獲取的原始測量值aQ(x，y，z)、gQ(x，y，z)、mQ(x，y，z)計算歸一化后的值，分別表示為 ax，y，z、gx，y，z、mx y，z ；
[0014](3)、MCU 主控器根據 ax，y，z、gx，y，z、mx，y，z 計算誤差向量 ex，y，z,
Bm - (a, — a孝 vr — m ^ wr)
[0015]= (a_ * v; — Ot * Vr) + (m: * u’t — mx * h: ) ( I );
e2 = (a.: *vt-ay * vv) + (mx * η.γ — mf * Wv)
[0016]式中，vx，y，z為加速度參考矢量，即地理坐標系下的重力單位矢量轉換到機體坐標系后的值，設當前時刻四元數矢量表示為Q = qo+qii+qj+q#，其中四元數Qo，Q2^ Q3分別初始化為1，O, O, O,則vx，y，z計算公式如下:
[0017]' v, = 2*( (ΙΛ?、( 2 )；
Λ—1WI1: (1--+--
[0018]wx；y；z為磁場參考矢量，是地理坐標系下的磁場單位矢量轉換到機體坐標系后的值，地理坐標系下的磁場單位矢量設為bx，y，z，則計算公式如下:
β繼^^+%(?2) + 2/nJg^+-f2f,))2
b' ^ —.1 +{2mz(q2q, -qSiq,} + Imx+f0f3) + 2,iir(0,5 —f,f, —f3ft))2 ( 3 )；
[0019]Iby=Q
h = 級,—f0f2) + 2氣(-- +f0f,) +2?,(0,5-ftf, ^q2CJ2)
u; = Ibx (0,5 — ￠/,￠/, - q,q2) + Ibj (猶—qnq,)
[0020]i Wy = Ihx(q}q2 — q(fh ) + 2bz (f,? + q3q2)( 4 );
3= 2% (?% + 嶋)+ 2b: (0.5 — qlqi — q2q2)
[0021](4)、MCU主控器利用誤差向量ex，y，z對陀螺儀數據進行濾波，得到修正后的三軸角速度測量值，表示為g' U’
gL = &, + K*ex + ejnt + ex*K,*Ti2
[0022]- gf0y = g0y +Kp% + erInt +ey*K*Ti2 ( 5 )；
gL = &, + K P + e Int + es*K*T!2
[0023]式中，ex,y,zInt為三軸陀螺儀誤差積分，T為采樣間隔，常系數Ki表示控制陀螺儀零偏收斂速率的積分增益，Kp表示控制加速度計和磁力計收斂速率的比例增益。
[0024]進一步地，如上所述的基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，其包括以下步驟:
[0025](I)、MCU主控器根據互補濾波法得到的角速度值g' u計算采樣間隔T內顯示屏上的屏幕光標在X軸上的移動距離Λ X和在Y軸上的移動Λ y
A._gti r * speed ___ mod e
=............................................ΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠ................................................Semncntat1ns 帛 control sensitivity
[0026] , — ( 6 )；
gQv 參 speed _m0.de........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................_ ' Segmeniat1m * mntmi _ semhh-1ty
[0027]其中speed_mode和Segmentat1ns是傳感器融合算法的預定義常數，control_sensitivity表示陀螺儀靈敏度；
[0028](2)、MCU主控器將屏幕光標在X軸上的移動距離Λ χ、屏幕光標在Y軸上的移動Δ y通過藍牙發送模塊發送給OTT盒子的藍牙接收模塊，OTT盒子的控制芯片根據接收的Δ χ、Λ y執行遙控片在屏幕上的相對位移距離。
[0029]進一步地，如上所述的基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，包括以下步驟:
[0030](I)、用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的三軸陀螺儀傳感器根據該遙控片的運動狀態輸出原始三軸角速度測量值；
[0031](2)、MCU主控器利用互補濾波法對g(l(x，y，z)進行濾波處理，得到g' _，y，z)；
[0032](3)、MCU主控器根據g, 0(x,y,z)利用四元數微分方程更新得到四元數微分
ft, O -sL —&L iL
[0033]^ 4 ‘ ° f^(7)；
§2 ~ Soy Soi O Sox
￠3 _8θζ Sl)y Sdx 0 ￠3
[0034](4)、MCU主控器將上述結果積分后得到當前時刻下的四元數q(UA3，從而進行姿態解算，得到3個姿態角，即航向角橫滾角λ，俯仰角Θ，
φ = -arc ian(:殳先—*二 )
1-2q7q2-1q3Cj3
[0035].θ = arcsin(-2i///; + 2q,,q,)(8);
Λ = arc taoj---
[0036](5)、MCU主控器將橫滾角λ經過藍牙發送至OTT盒子，控制芯片計算手勢發生時間內橫滾角變化量Λ λ，判定當-180° < Λ λ <-90°時左旋，當90° < Λ λ < 180°時為右旋，并根據判定結果執行相應命令。
[0037]進一步地，如上所述的基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，包括以下步驟:
[0038](I)、用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的各傳感器根據該遙控片的運動軌跡輸出原始三軸加速度測量值三軸角速度測量值&(?，ζ)、三軸磁場測量值
?0(x, y, z);
[0039](2)、MCU主控器根據aQ(x，y，z)、g0(x；y，z)、m0(x；y，z)計算出互補濾波后的角速度值 ο(?，ζ)，藍牙發送模塊將^ 0(x,y,Z)以及三軸加速度測量值無線傳輸給OTT盒子；
[0040](3)、0ΤΤ盒子的控制芯片基于接收到的加速度％(?,ζ)和角速度g' ‘p)，實現復雜手勢的識別或者實現遙控片作為體感游戲手柄的功能。
[0041]一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，包括以下步驟:
[0042](I)、用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的三軸加速度傳感器根據該遙控片的運動狀態輸出原始三軸加速度測量值；
[0043](2)、MCU主控器利用四元數將％(?，ζ)從機體坐標系轉換到地理坐標系a' 0(x,y,z),轉換公式為:
^Ux
[0044]a；lr =Q* a0), *Q* ( 9 );
[0045](3)、MCU主控器將a ' 0(x；y；z)通過藍牙無線發送給OTT盒子，控制芯片根據a' 0(x,y,z)與預先定義的一個閾值進行比較，根據比較結果來判定遙控片的運動方向，然后根據運動方向來執行相應的命令；所述閾值包括前后左右上下6個方向分別所對應的取值區間。
[0046]一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，包括O以下步驟:
[0047](I)、遙控片上的MIC語音輸入模塊采集用戶輸入的語音信息，并對其進行模數轉換，藍牙發送模塊將轉換后的語音信息發送至OTT盒子；
[0048](2) ,OTT盒子控制芯片將接收到的語音信息與事先預存在存儲器中的語音庫進行模板匹配，找出相應的語音，從而執行相應的指令。
[0049]本發明提供的基于OTT電視的智能遙控系統及其控制方法，由于在遙控片上集成了 3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器和3軸磁力計傳感器，先在MCU主控器上利用互補濾波技術來消除陀螺儀的誤差，再基于處理后的傳感器數據，實現更加精確的遙控。本發明提供的基于OTT電視的智能遙控系統能夠對屏幕光標的移動進行控制，識別一系列簡單到復雜的手勢，還支持語音輸入，可以充當游戲手柄，在外接攝像頭的基礎上還可以實現現實增強，從而使遙控器進一步實現更豐富的內容。另外，本發明所述遙控片外觀小巧精致，可以手拿，也可以扣在配套的手環或者指環上使用，進一步提高了用戶體驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1為本發明基于OTT電視的智能遙控系統結構示意圖；
[0051]圖2為本發明OTT盒子智能遙控片俯視圖；
[0052]圖3為本發明OTT盒子智能遙控片立體圖；
[0053]圖4為語音識別原理圖；
[0054]圖5為低電壓檢測原理圖。
【具體實施方式】
[0055]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0056]圖1為本發明基于OTT電視的智能遙控系統結構示意圖，如圖1所示，本發明提供的基于OTT電視的智能遙控系統，包括遙控片及其OTT盒子；
[0057]所述遙控片包括MCU主控器、與MCU主控器分別連接的3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器、3軸磁力計傳感器、藍牙發送模塊、電容式觸摸開關、LED指示燈；
[0058]所述OTT盒子包括控制芯片、與控制芯片連接的藍牙接收模塊，所述藍牙接收模塊與遙控片內集成的藍牙發送模塊對應。
[0059]本發明提供的基于OTT電視的智能遙控，由于在所述遙控片上同時集成了 3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器和3軸磁力計傳感器，遙控片的MCU主控器根據3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器和3軸磁力計傳感器分別測量原始加速度Btlfcy，z)、角速度
、和磁場測量值并采用互補濾波技術對3軸陀螺儀傳感器的測量的原始數據g0(x,y,z)進行修正，然后將修正后的角速度^ U通過藍牙發送模塊發送給OTT盒子，OTT盒子的控制芯片根據g, 0(x,y,Z)以及其他傳感器測量出來的數據實現以下幾個能:
[0060]1、基于濾波后的角速度值實現屏幕光標移動的控制；
[0061]具體地，MCU主控器利用采用濾波修正后的角速度g' 0(x,y,z)計算在一個采樣間隔T內，屏幕光標在X軸上的移動距離Λ X和在Y軸上的移動Λ y,然后、MCU主控器將屏幕光標在X軸上的移動距離Λ χ、屏幕光標在Y軸上的移動Ay通過藍牙發送模塊發送給OTT盒子的藍牙接收模塊，OTT盒子的控制芯片根據接收的ΛΧ、Ay執行遙控片在屏幕上的相對位移距離，從而，用戶就可以看到光標在屏幕上的移動了，由于本發明采用了互補濾波技術，因此，光標的移動更加精確靈敏了。
[0062]2、基于加速度值實現上下左右前后6個方向簡單手勢的識別，基于濾波后的角速度值實現左旋右旋2個方向簡單手勢的識別，然后根據這8個方向的運動來執行相應的命令。
[0063]具體地，用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的三軸加速度傳感器根據該遙控片的運動狀態輸出原始三軸加速度測量值％(!￡，“ ；、MCU主控器利用四元數將a0(x,y,z)從機體坐標系轉換到地理坐標系a' 0(x,y,z), MCU主控器將a' 0(x,y,z)通過藍牙無線發送給OTT盒子，OTT盒子預先存儲了一個閾值(該閾值包括前后左右上下6個方向的閥值，每個閥值在X、1、z軸分別設有一個對應的取值區間)，將OTT盒子接收a' 0(x；y；z)與對應坐標軸的取值區間閾值進行比較，然后根據比較結果來判定遙控片的運動方向，然后OTT盒子的控制芯片根據判定的運動方向來執行相應的命令。
[0064]3、基于加速度值和濾波后的角速度值，利用現有的復雜手勢識別技術進行復雜手勢識別，用戶可以為不同的手勢自定義相應的執行命令。
[0065]4、基于加速度值、磁場值和濾波后的角速度值來作為體感游戲的輸入值，使遙控片充當游戲手柄的角色。
[0066]具體地，該功能的實現包括以下步驟:
[0067](I)用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的各傳感器根據該遙控片的運動軌跡輸出原始三軸加速度測量值三軸角速度測量值&(?，ζ)、三軸磁場測量值
m〇(x，y，z) ?
[0068](2) MCU主控器根據aQ(x，y，z)、gQ(x，y，z)、mQ(x，y，z)計算出互補濾波后的角速度值 ο(χ，P)，藍牙發送模塊將^ 0(x,y,Z)以及三軸加速度測量值無線傳輸給OTT盒子；
[0069](3)OTT盒子的控制芯片基于接收到的加速度ao(x’y’z)和角速度g' C10^z),實現復雜手勢的識別或者實現遙控片作為體感游戲手柄的功能。
[0070]進一步地，為了提高用于體現，本發明在所述OTT電視的智能遙控系統的基礎上，所述遙控片包括電池電壓檢測電路，所述MCU主控器與電池電壓檢測電路連接。所述OTT盒子包括攝像頭，所述攝像頭與控制芯片連接。
[0071]圖5為低電壓檢測原理圖，如圖5所示，遙控片主控器具有電池電量檢測的AD轉換電路，通過程序設置其電池電壓報警值和低電壓睡眠值。當檢測得到的電壓數值低于低電壓報警值時，遙控片通過讓指示燈閃爍來提醒用戶電池電量不足。當檢測得到的電壓數值低于低壓睡眠值時，遙控片會自動睡眠，在睡眠前指示燈會長亮一段時間，以提醒用戶充電。
[0072]本發明利用MIC語音輸入模塊采集用戶語音輸入信息，并發送至OTT盒子中，利用現有的語音識別技術對用戶語音進行識別。當OTT盒子外接攝像頭的情況下，可以對遙控片進行畫面捕捉和定位，利用現有的現實增強技術對遙控片在屏幕上的顯示方式進行變化和控制。為了實現遙控片和OTT盒子的無線傳輸，本發明采用藍牙技術進行數據傳輸。為了提高遙控片的續航能力，本發明在遙控片中加入電量管理機制。
[0073]OTT盒子智能遙控片外觀精致，只有表盤大小，不附加任何機械按鍵，可以手拿，也可以扣在配套的手環或者指環上，作為智能可穿戴設備來進行遙控。其上集成了 9軸傳感器模塊、微處理器、藍牙模塊、麥克風、LED指示燈、電池電壓檢測電路和一個電容式觸摸開關，在遙控片休眠狀態下，觸摸該開關即可喚醒遙控片，在工作狀態下，觸摸該開關可以一鍵進入主菜單，相當于“ home ”鍵。
[0074]OTT盒子智能遙控片及OTT盒子硬件框圖如圖1所示，外觀設計3D效果圖如圖2、3所示，其中遙控片頂層中間下凹部分為觸摸開關，四周為指示燈泛光區。
[0075]本發明還提供一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法。
[0076]具體地，9軸傳感器包括用于測量加速度的3軸加速度計傳感器、用于測量角速度的3軸陀螺儀傳感器，和用于測量磁場的3軸磁力計傳感器，3軸加速度計傳感器和3軸陀螺儀傳感器測量的是傳感器(也就是遙控片)的加速度和角速度，3軸陀螺儀傳感器測量的是遙控片所處的地磁場，由于陀螺儀測量到的原始角速度含有漂移誤差，如果直接應用是會導致較大的誤差，因此，首先需要MCU主控器對原始角速度進行濾波，本發明采用互補濾波技術對角速度進行修正，具體實施步驟如下:
[0077](I)、MCU主控器根據遙控片的運動狀態，分別獲取3軸加速度計、3軸陀螺儀、3軸磁力計的原始測量值，其中表示三軸加速度原始測量值、g0(x；y；z)表示三軸角速度原始測量值、表示三軸磁場原始測量值；
[0078](2)、MCU主控器根據獲取的原始測量值aQ(x，y，z)、gQ(x，y，z)、m0(x；y；z)計算歸一化后的值，分別表示為 ax，y，z、gx，y，z、mx y，z ；
[0079](3)、MCU 主控器根據 ax，y，z、gx，y，z、mx，y，z 計算誤差向量 ex，y，z,
?\: (αν 傘* \-γ) + (my * η..~~ms*wv)
[0080]' e, 二 (a:: * vx — av * v::) + (m:: * wx — Wv * W7 > ( I )；
e—=(見 * Vi a, * v,) f (M1 * Ui1 Wi ^ Wi )
[0081]式中，vx，y，z為加速度參考矢量,即地理坐標系下的重力單位矢量轉換到機體坐標系后的值，設當前時刻四元數矢量表示為Q = Qo+Q1 i+qj+q# (其中四元數Qc^qpqyq3分別初始化為1，O, O, O),則vx，y，z計算公式如下:
V2-CinCiJ
[0082]^ Vy - 2 Qifll(2);
Λ =(ΙΛ —αΛ—+
[0083]wx；y；z為磁場參考矢量，是地理坐標系下的磁場單位矢量轉換到機體坐標系后的值，地理坐標系下的磁場單位矢量設為bx，y，z，則計算公式如下:
^ _ Qm-Xq+ q0q2) + 2m知而—qnc/3”” 2mx(0.5 — q.q, — q2q2)Y
' V+(2m (q.q, ^q^ + lmjq^ +^) + 2^,,(0.5^^/, ^q,gs))2
1'( 3 )*
[0084]j 6,,=0’
K = 2mJqiqj -q(iq2) +ImfAq1Ch -qt)ch) + Imz(0.5-f,f, -qzq2)
η., — 2b、(0.5 — q,qt — i/3r/,) — 2h AqsCll — ￠///,)
[0085]] ?V = 2hri(h(h — Uh、+ 21I (iHiIn ’)( 4 );
、v1._ = 2b、Uj'q' + <./,.</_,) + 2AJ0.5 — </,(/, ?
[0086](4)、MCU主控器利用誤差向量ex，y，z對陀螺儀數據進行濾波，得到修正后的三軸角速度測量值，表示為g' o(x,y,z)，
sL = Sox +Kp*ex+ eM + & * JTi * Γ / 2
[0087]* gor = g?r + Κ P* eV + eVlnt +ey*K*Ti2
gL = Bi), + κP*e: + (Int+e^K*!H( 5 )
[0088]式中，ex,y,zInt為三軸陀螺儀誤差積分，T為采樣間隔，常系數Ki表示控制陀螺儀零偏收斂速率的積分增益，Kp表示控制加速度計和磁力計收斂速率的比例增益。
[0089]基于上述對角速度的修正補償，本發明還提供了控制屏幕光標移動的方法。
[0090]具體地，光標的移動只需要用到兩個方向的陀螺儀傳感器數據，其中，濾波后的角速度^ 0z表示航向角變化速率，以此決定屏幕光標在T時間間隔內在χ軸上的移動距離Λχ，濾波后的角速度f Cly表示俯仰角變化速率，以此決定屏幕光標在T時間間隔內在Y軸上的移動Ay，由此可以根據移動距離與角速度之間的比例關系來確定AX，y:
Ag:” ^speeii mod ^
Λ y ___*■- !._￡_—-
?^Λ —
SegmetUaihns * control __ sensitivity
_1] jg:H* speed modi*(6)
=-
Segmeniai1m * amirol 一 sensiiivUy
[0092]該公式是角速度與光標移動的定量比例關系計算公式，其中speed_mode和Segmentat1ns是傳感器融合算法的預定義常數，control_sensitivity表示陀螺儀靈敏度。
[0093]本發明還提供了一種關于預定義的簡單手勢識別的方法，含預定義的簡單手勢識別包括8個簡單手勢運動方向的識別，即上下左右前，以及左旋右旋。
[0094]①上下左右前后運動方向的判斷
[0095]對三軸的加速度設定相應閾值即可判斷出用戶手勢移動的方向(上下左右前后)，對加速度值進行積分還可以計算出手勢在空間中移動的位移量，若將手勢移動軌跡實時顯示在屏幕上即可實現在屏幕上做標記、畫圖等。
[0096]預定義6個移動方向的功能如下:
[0097]上:選臺菜單彈出后，用于增加電視頻道數，頻道數的增加與位移量成一定的比例，增加到向上手勢停止為止；
[0098]下:選臺菜單彈出后，用于減小電視頻道數，頻道數的減小與位移量成一定的比例，減小到向下手勢停止為止；
[0099]左:屏幕中內容向左移動(滾動)；
[0100]影視、音樂播放時，減小音量到手勢停止為止，音量的減小與位移量成一定的比例；
[0101]電子資料閱覽或PPT演示模式時，向左翻頁；
[0102]右:屏幕中內容向右移動(滾動)；
[0103]影視、音樂播放時，增加音量到手勢停止為止，音量的增加與位移量成一定的比例；
[0104]電子資料閱覽或PPT演示模式時，向右翻頁；
[0105]前:圖片、文字等放大直到手勢停止為止，放大比例與位移量成一定的比例；
[0106]后:圖片、文字等縮小直到手勢停止為止，縮小比例與位移量成一定的比例；
[0107]實現時首先利用四元數將三軸加速度矢量從機體坐標系轉換到地理坐標系下，然后根據0(x,y,z)來判斷遙控片移動方向(如表I所示)。
[0108]MCU主控器利用四元數將a(l(x，y，z)從機體坐標系轉換到地理坐標系a' ，轉換公式為:
aOx I j aOx
[0109]a'u =&*( ββ>.*Q" ( 9 );.? J 1°βι ,
[0110]表I上下左右前后的判斷依據
[0111]
【權利要求】
1.一種基于OTT電視的智能遙控系統，其特征在于，包括遙控片及其OTT盒子； 所述遙控片包括MCU主控器、與MCU主控器分別連接的3軸加速度計傳感器、3軸陀螺儀傳感器、3軸磁力計傳感器、藍牙發送模塊、電容式觸摸開關、LED指示燈、電池電壓檢測電路、MIC語音輸入模塊； 所述OTT盒子包括控制芯片、與控制芯片連接的藍牙接收模塊。
2.根據權利要求1所述的基于OTT電視的智能遙控系統，其特征在于，所述遙控片包括MIC語音輸入模塊，所述MIC語音輸入模塊與MCU主控器連接。
3.根據權利要求1所述的基于OTT電視的智能遙控系統，其特征在于，所述遙控片包括電池電壓檢測電路，所述MCU主控器與電池電壓檢測電路連接。
4.根據權利要求1所述的基于OTT電視的智能遙控系統，其特征在于，所述OTT盒子包括攝像頭，所述攝像頭與控制芯片連接。
5.一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，其特征在于，采用互補濾波法對3軸陀螺儀傳感器的數據進行修正，具體包括以下步驟: (1)、MCU主控器根據遙控片的運動狀態，分別獲取3軸加速度計、3軸陀螺儀、3軸磁力計的原始測量值，其中表示三軸加速度原始測量值、g0(x,y,z)表示三軸角速度原始測量值、mQ(x，y，z)表示三軸磁場原始測量值； (2)、MCU主控器根據獲取的原始測量值％(?，ζ)、g(l(x，y，z)、計算歸一化后的值，分別表不為 ax，y，z、gx，y，z、mx，y，z ；
(3)、MCU主控器根據 ax，y，z、gx，y，z、mx，y，z 計算誤差向量 ex，y，z,
式中，為加速度參考矢量，即地理坐標系下的重力單位矢量轉換到機體坐標系后的值，設當前時刻四元數矢量表示為Q = qo+qii+qd+q#,其中四元數qQ, q1; q2, q3分別初始化為1，O, O, 0，則vx，y，z計算公式如下:
Wx，y，z為磁場參考矢量，是地理坐標系下的磁場單位矢量轉換到機體坐標系后的值，地理坐標系下的磁場單位矢量設為bx，y，z，則計算公式如下:
H', = 2hx(0.5 — q.q.— q2qz) + 2b_ (她—qnq,)
< Wv = Ibx (q、qz — quq3) + 2k (輸 + q3q2}.w: = 26,{qSi + ) + 26 (0.5 — qxqx — q2q.)( 4 ), (4)、MCU主控器利用誤差向量ex，y，z對陀螺儀數據進行濾波，得到修正后的三軸角速度測量值，表示為^
0(x, y, z)， IgL^g^ + K^+eJni + e^K^Tfl
I&r = + K f,*er + eM +et*K*TI2 ?‘ = +Kp% +ejnt + e^*^ *Τ/2⑴.式中，ex，y，zInt為三軸陀螺儀誤差積分，T為采樣間隔，常系數Ki表示控制陀螺儀零偏收斂速率的積分增益，Kp表示控制加速度計和磁力計收斂速率的比例增益。
6.根據權利要求5所述的基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、MCU主控器根據互補濾波法得到的角速度值g'0(x,y,z)計算采樣間隔T內顯示屏上的屏幕光標在X軸上的移動距離Λ X和在Y軸上的移動Λ y
_gj * speed — mod e /\Χ.~ -
Segmentat1ns 傘 control — sensitivity
■!
g,h! * speed ^modeAy =-:- _ Segmentat1ns * control _ sensitivity(6); 其中speed_mode和Segmentat1ns是傳感器融合算法的預定義常數，control_sensitivity表示陀螺儀靈敏度； (2)、MCU主控器將屏幕光標在X軸上的移動距離ΛX、屏幕光標在Y軸上的移動Ay通過藍牙發送模塊發送給OTT盒子的藍牙接收模塊，OTT盒子的控制芯片根據接收的ΛΧ、Ay執行遙控片在屏幕上的相對位移距離。
7.根據權利要求5所述的基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的三軸陀螺儀傳感器根據該遙控片的運動狀態輸出原始三軸角速度測量值; (2)、MCU主控器利用互補濾波法對g(l(x，y，z)進行濾波處理，得到g'
0(x，y，z) ? (3)、MCU主控器根據g'0(x,y,z)利用四元數微分方程更新得到四元數微分 ft O -Si ~~g0r -Si fe]
ft ___ I Si)x 0 So: So y ￠1 €2 2 gn r —0 &λ % ￠3Si)；； Sn V ?~&j V/7V (4)、MCU主控器將上述結果積分后得到當前時刻下的四元數qcu，2，3，從而進行姿態解算，得到3個姿態角，即航向角”橫滾角λ，俯仰角Θ，
(5)、MCU主控器將橫滾角λ經過藍牙發送至OTT盒子，控制芯片計算手勢發生時間內橫滾角變化量Λ λ，判定當-180° < Δ λ <-90°時左旋，當90° < Λ λ <180°時為右旋，并根據判定結果執行相應命令。
8.根據權利要求5所述的基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的各傳感器根據該遙控片的運動軌跡輸出原始三軸加速度測量值aQ(x，y，z)、三軸角速度測量值gQ(x，y，z)、三軸磁場測量值mQ(x，y，z)；
(2)、MCU主控器根據aQ(x，y，z)、gQ(x，y，z)、mQ(x，y，z)計算出互補濾波后的角速度值g'Q(x，y，z)，藍牙發送模塊將g' 0(x,y,z)以及三軸加速度測量值無線傳輸給OTT盒子； (3)、0ΤΤ盒子的控制芯片基于接收到的加速度％(?，ζ)和角速度g'_，〃)，實現復雜手勢的識別或者實現遙控片作為體感游戲手柄的功能。
9.一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、用戶手持遙控片在空中劃出一個手勢，遙控片的三軸加速度傳感器根據該遙控片的運動狀態輸出原始三軸加速度測量值; (2)、MCU主控器利用四元數將從機體坐標系轉換到地理坐標系a'，轉換公式為:
(3)、MCU主控器將a'通過藍牙無線發送給OTT盒子，控制芯片根據a' 0(x,y,z)與預先定義的一個閾值進行比較，根據比較結果來判定遙控片的運動方向，然后根據運動方向來執行相應的命令；所述閾值包括前后左右上下6個方向分別所對應的取值區間。
10.一種基于OTT電視的智能遙控系統控制方法，(其)特征在于，包括以下步驟: (1)、遙控片上的MIC語音輸入模塊采集用戶輸入的語音信息，并對其進行模數轉換，藍牙發送模塊將轉換后的語音信息發送至OTT盒子； (2),OTT盒子控制芯片將接收到的語音信息與事先預存在存儲器中的語音庫進行模板匹配，找出相應的語音，從而執行相應的指令。
【文檔編號】G06F3/01GK104185050SQ201410371357
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】張欽宇, 林威, 汪翠, 田彬, 劉昆, 張紹君 申請人:哈爾濱工業大學深圳研究生院