[發明專利]空中鼠標系統及其操控方法

在審

• 申請號: 201410502213.4
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104267834A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 韓鵬;段建雷;侯鋒;王燕霞
• 申請（專利權）人: 重慶市科學技術研究院
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種空中鼠標系統，其特征在于，包括手持設備及接收顯示設備，所述手持設備包括慣性傳感器、第一處理器及發送模塊，所述第一處理器分別與所述慣性傳感器及所述發送模塊相連；

所述慣性傳感器包括加速度計及陀螺儀，所述加速度計用于檢測所述手持設備的加速度值，所述陀螺儀用于檢測所述手持設備的角速度值；

所述第一處理器包括重力分量濾除濾波模塊、比較器模塊、加權移動平滑濾波模塊及動態積分模塊；

所述加速度計的輸出端與所述重力分量濾除濾波模塊的輸入端相連，所述重力分量濾除濾波模塊的輸出端與比較器模塊的輸入端相連，所述陀螺儀的輸出端與所述加權移動平滑濾波模塊的輸入端相連，所述加權移動平滑濾波模塊的控制端與所述比較器的輸出端相連，所述加權移動平滑濾波模塊的輸出端與所述動態積分模塊的輸入端相連，所述動態積分模塊的輸出端與所述發送模塊相連；

所述重力分量濾除濾波模塊用于濾除加速度值中的重力分量，得到線性加速度；所述比較器模塊用于比較所述線性加速度與閥值的大小來控制所述加權移動平滑濾波模塊是否進行加權移動平滑濾波，當線性加速度大于閥值時，所述加權移動平滑濾波模塊將輸入的角速度值進行加權移動平滑濾波，得到平滑角速度，所述動態積分模塊用于將所述平滑角速度進行動態積分，得到角度值；所述發送模塊用于發送所述角度值；

所述接收顯示設備包括接收模塊、顯示模塊及第二處理器模塊，所述第二處理器模塊分別與所述接收模塊及所述顯示模塊相連；所述接收模塊用于接收所述手持設備發送模塊發送的角度值；所述第二處理器模塊包括光標驅動模塊，所述光標驅動模塊驅動所述顯示模塊顯示交互命令。

2.根據權利要求1所述的空中鼠標系統，其特征在于，還包括低通濾波模塊，所述低通濾波模塊的輸入端及輸出端串連在所述加速度計的輸出端及所述重力分量濾除濾波模塊的輸入端之間；所述低通濾波模塊用于濾除所述加速度值中的高次干擾毛刺。

3.根據權利要求1所述的空中鼠標系統，其特征在于，所述手持設備為智能手機或平板電腦。

4.根據權利要求1所述的空中鼠標系統，其特征在于，所述接收顯示設備為家庭影院、多媒體教育或媒體會議之一的顯示裝置。

5.一種權利要求1所述的空中鼠標系統的操控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，實時獲取所述手持設備內置的所述陀螺儀及所述加速度計的原始數據并記錄；

S2，將獲取的所述加速度計的原始數據進行重力分量濾除濾波，得到線性加速度；當線性加速度大于閥值時，執行下一步；否則返回步驟S1；

S3，將獲取的所述陀螺儀的原始數據進行加權移動平滑濾波，得到平滑角速度；

S4，將所述平滑角速度進行動態積分，得到所述手持設備的轉動的角度值；

S5，將所述角度值通過無線網絡發送到所述接收顯示設備；

S6，所述接收顯示設備將角度值作為光標驅動函數的參數；

S7，所述光標驅動函數驅動光標動作，完成交互；返回步驟S1。

6.根據權利要求5所述的空中鼠標系統的操控方法，其特征在于，在進行重力分量濾除濾波之前，先進行低通濾波，濾除所述加速度計的原始數據中的高次干擾毛刺。

7.根據權利要求5所述的空中鼠標系統的操控方法，其特征在于，所述重力分量濾除濾波得到線性加速度的方法包括以下步驟：

步驟1，計算G_i＝α×A_i-1+(1-α)×A_i

所述A_i是當前時刻加速度計的采樣值，所述A_i-1是上一時刻加速度計的采集值，所述G_i是當前時刻得到的重力觀測值，所述α是迭代控制參數，所述0<α<1，所述i為時刻的序號，i為正整數；

步驟2，計算Line_A_i＝A_i-G_i，

所述Line_A_i是線性加速度。