一种基于led显示器的体感控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种基于LED显示器的体感控制系统，包括：LED显示器，所述LED显示器中的每个LED将各自的识别码加载到光信号中进行传送；信号接收器，用于接收来自所述LED的光信号；微控制器，用于对所述信号接收器接收到的至少三个所述LED的光信号的强度和时间进行计算处理，得出所述信号接收器的空间位置，或者根据所述信号接收器的空间位置的变化进行计算处理，得出所述信号接收器的运动轨迹；通讯模块，用于将微控制器计算得出的所述信号接收器的空间位置或运动轨迹发送给所述LED显示器。本实用新型利用LED显示器上每个LED携带的不同识别码来对信号接收器进行三维定位，从而判断操作者的动作，完成体感操作的识别。
【专利说明】—种基于LED显示器的体感控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光通信【技术领域】，尤其涉及一种基于LED显示器的体感控制系统。
【背景技术】
[0002]体感控制是通过对操控者手中所使用的遥控器进行三维定位，从而确定出遥控器的三维方向和位置，进而判断操控者的姿势。LED电视机是一项利用红绿蓝三色LED组成的显示矩阵进行图像显示的技术。LED矩阵显示技术因为能够提供比普通LCD更逼真的色彩显示，更广阔的色域，而成为下一代电视机技术的潮流。3D体感控制为操作者提供了更多的操控空间，能够完成多种人与电视机间的互动，并能玩体感游戏。3D体感操控已经成为主流电视机游戏机的标准配置(如Xbox360，PS3，Wii等)。
实用新型内容
[0003]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种基于LED显示器的体感控制系统，通过LED显示器上的LED显示矩阵对信号接收器进行三维定位，进而实现体对操作者动作的感知，实现体感操作和互动。
[0004]本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现:
[0005]—种基于LED显不器的体感控制系统,包括:
[0006]一 LED显示器，所述LED显示器中的每个LED将各自的识别码加载到光信号中进行传送，所述识别码为所述LED在所述LED显示器中的相对位置信息；
[0007]—信号接收器，用于接收来自所述LED的光信号；
[0008]一微控制器，用于对所述信号接收器接收到的至少三个所述LED的光信号的强度和时间进行计算处理，得出所述信号接收器的空间位置，或者根据所述信号接收器的空间位置的变化进行计算处理，得出所述信号接收器的运动轨迹；
[0009]一通讯模块，用于将微控制器计算得出的所述信号接收器的空间位置或运动轨迹发送给所述LED显示器。
[0010]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述LED显示器包括:
[0011]一 LED显示矩阵，是由所述LED组成的显示矩阵，用于显示图像和传递光信号；
[0012]一信号编码电路，用于发出对每个所述LED进行加载所述识别码的信号编码；
[0013]一放大驱动电路，将所述信号编码电路编码的信号进行放大后发送至所述LED显示矩阵，以满足所述LED对驱动电流的要求；
[0014]一 DC偏置电路，用于为所述LED显示矩阵提供DC偏置。
[0015]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述信号编码电路的号编码格式为相位偏移编码。
[0016]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述信号接收器包括至少一个的光电传感器，用于接收所述LED发出加载有所述识别码的光信号，并将其转换为电信号；
[0017]滤波电路，用于对所述电信号进行滤波，去掉噪声；
[0018]放大电路，用于将滤波处理后的所述电信号进行放大；
[0019]解调电路，将放大后的所述电信号进行变换，分离出不同的所述LED发出的信号，并且将分离出的不同的所述LED发出的信号强度以及接收到不同的所述信号的时间发送给所述微控制器进行处理。
[0020]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述通讯模块包括与所述微控制器连接的无线发射模块和与所述LED显示器连接的无线接收模块。
[0021]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述LED为RGB三色LED。
[0022]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述LED显示器为LED电视机。
[0023]优选的，上述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其中:所述信号接收器为遥控器。
[0024]本实用新型的突出效果为:本实用新型提出的一种基于LED显示器的体感控制系统，利用LED显示器上每个LED携带的不同识别码来对信号接收器进行三维定位，从而判断操作者的动作，完成体感操作的识别。利用本实用新型的系统，LED显示器可以非常便捷的实现精确的体感操作，而无需增加额外的专用设备，大大拓展了 LED显示器的可玩性和互动能力，同时通过增加肢体运动，减少了因为长时间看LED显示器造成的各种疾病。
[0025]以下便结合实施例附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型实施例的LED显示器的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型实施例的信号接收器的结构示意图；
[0028]图3是本实用新型实施例的原理图。
【具体实施方式】
[0029]实施例:
[0030]本实施例的一种基于LED显示器的体感控制系统，如图1?图2所示，包括:LED显示器I，LED显示器I中的每个LED将各自的识别码加载到光信号中进行传送，识别码为LED在LED显示器I中的相对位置信息；信号接收器2，用于接收来自LED的光信号；微控制器24，用于对信号接收器2接收到的三个LED的光信号的强度和时间进行计算处理，得出信号接收器2的空间位置，或者根据信号接收器2的空间位置的变化进行计算处理，得出信号接收器2的运动轨迹；通讯模块，用于将微控制器24计算得出的信号接收器2的空间位置或运动轨迹发送给LED显示器I。
[0031]其中:LED显示器I包括:LED显示矩阵10，是由LED组成的显示矩阵，用于显示图像和传递光信号；信号编码电路13，用于发出对每个LED进行加载识别码的信号编码，信号编码格式可选用多种，如相位偏移编码(PSK)等；放大驱动电路12,将信号编码电路13编码的信号进行放大后发送至LED显示矩阵10，以满足LED对驱动电流的要求；DC偏置电路11，用于为LED显示矩阵10提供DC偏置。
[0032]信号接收器2包括多个光电传感器20，用于接收LED发出加载有识别码的光信号，并将其转换为电信号；滤波电路21，用于对电信号进行滤波，去掉噪声；放大电路22，用于将滤波处理后的电信号进行放大；解调电路23，将放大后的电信号进行变换，分离出不同的LED发出的信号，并且将分离出的不同的LED发出的信号强度以及接收到不同的信号的时间发送给微控制器24进行处理。
[0033]通讯模块包括与微控制器24连接的无线发射模块25和与LED显示器I连接的无线接收模块14。
[0034]本实施例中LED显示器I为LED电视机，LED为RGB三色LED，信号接收器2为遥控器。
[0035]应用本实施例的一种基于LED显示器的体感控制方法，包括以下步骤:
[0036]S1:信号编码电路13发出对LED显示矩阵10中的每个LED进行不同的识别码的号编码；
[0037]S2:放大驱动电路12将信号进行放大后发送至LED显示矩阵10，以满足LED对驱动电流的要求；
[0038]S3 =LED显示矩阵10中的每个LED将各自的识别码加载到光信号中进行传送；
[0039]S4:信号接收器2上的光电传感器20接收LED发出加载有识别码的光信号，并将其转换为电信号；
[0040]S5:电信号经过滤波电路21进行滤波，去掉噪声；
[0041]S6:滤波处理后的电信号经过放大电路22进行放大；
[0042]S7:放大后的电信号经过解调电路23进行变换，分离出不同的LED发出的信号，并且将分离出的不同的LED发出的信号强度以及接收到不同的信号的时间发送给微控制器24 ；
[0043]S8:微控制器24对接收到的三个LED的信号强度和时间进行计算处理，得出信号接收器2的空间位置，根据信号接收器2的空间位置的变化进行计算处理，得出信号接收器2的运动轨迹；
[0044]S9:微控制器24通过无线发射模块25，将得出的信号接收器的空间位置或运动轨迹发送给与LED显示器I连接的无线接收模块14。
[0045]如图3所示，是本实施例的信号接收器2的定位原理，假设信号接收器2处于某一位置，信号接收器2表面的光电传感器SI，S2，S3接收到的来自LED显示矩阵10的三个不同位置LED的光信号，微控制器24通过信号强度和传播时间进行分析，得到了每个光电传感器SI，S2, S3的空间位置。计算方法如下:
[0046]设三个LED的坐标分别为(X1, y1； Z1)、(x2, y2, z2)和(x3, y3, z3)，光电传感器SI的坐标为(xe，Ie, %)，根据接收到的信号强度和传播时间，计算出LED到光电传感器SI的距离分别为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]因为三个LED的位置在同一平面上,所以Z1 = Z2 = Z3 ;
[0049]将第二个等式和第三个等式分别减去第一个等式得出如下矩阵:
,4Λ: 二 B
mammmsm
Μ —丨2 -:1 ? — mv.—
? 两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]从而SI的位置也就得出了。同理计算出来S2和S3的位置。通过对SI，S2，S3空间位置进行进一步计算分析，信号接收器2中心的位置Cl (x, y, z)被确定下来，同时信号接收器2的方向指向(Θ，Φ)也被计算出来。在这个时候，操作者开始移动，在移动过程中的下一位置处，信号接收器2的中心位置和空间指向通过上述过程被确定下来，从而使得信号接收器2在整个移动过程中的位置和空间指向信息都被记录下来。微控制器24通过对上述移动轨迹和空间指向变动进行计算分析，操作者的相应的动作被准确识别出来，微控制器24通过通讯模块将动作信息发送至LED显示器1，LED显示器I再根据动作信息做出相应的反应，从而完成了一次体感操控。
[0053]本实施例的一种基于LED显示器的体感控制系统，利用LED显示器I上每个LED携带的不同识别码来对信号接收器2进行三维定位，从而判断操作者的动作，完成体感操作的识别。LED显示器I可以非常便捷的实现精确的体感操作，而无需增加额外的专用设备，大大拓展了 LED显示器I的可玩性和互动能力，同时通过增加肢体运动，减少了因为长时间看LED显示器I造成的各种疾病。
[0054]本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于包括: 一 LED显示器，所述LED显示器中的每个LED将各自的识别码加载到光信号中进行传送，所述识别码为所述LED在所述LED显示器中的相对位置信息； 一信号接收器，用于接收来自所述LED的光信号； 一微控制器，用于对所述信号接收器接收到的至少三个所述LED的光信号的强度和时间进行计算处理，得出所述信号接收器的空间位置，或者根据所述信号接收器的空间位置的变化进行计算处理，得出所述信号接收器的运动轨迹； 一通讯模块，用于将微控制器计算得出的所述信号接收器的空间位置或运动轨迹发送给所述LED显示器。
2.根据权利要求1所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述LED显示器包括: 一 LED显示矩阵，是由所述LED组成的显示矩阵，用于显示图像和传递光信号； 一信号编码电路，用于发出对每个所述LED进行加载所述识别码的信号编码； 一放大驱动电路，将所述信号编码电路编码的信号进行放大后发送至所述LED显示矩阵； 一 DC偏置电路，用于为所述LED显示矩阵提供DC偏置。
3.根据权利要求2所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述信号编码电路的信号编码格式为相位偏移编码。
4.根据权利要求1所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述信号接收器包括至少一个的光电传感器，用于接收所述LED发出加载有所述识别码的光信号，并将其转换为电信号； 滤波电路，用于对所述电信号进行滤波，去掉噪声； 放大电路，用于将滤波处理后的所述电信号进行放大； 解调电路，将放大后的所述电信号进行变换，分离出不同的所述LED发出的信号，并且将分离出的不同的所述LED发出的信号强度以及接收到不同的所述信号的时间发送给所述微控制器进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述通讯模块包括与所述微控制器连接的无线发射模块和与所述LED显示器连接的无线接收模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述LED为RGB三色LED。
7.根据权利要求1所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述LED显不器为LED电视机。
8.根据权利要求1所述的一种基于LED显示器的体感控制系统，其特征在于:所述信号接收器为遥控器。
【文档编号】H04N21/422GK204013937SQ201420223189
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】孙慧明, 王辉 申请人:苏州昭创光电技术有限公司