[发明专利]一种基于磁场、陀螺仪和加速度传感器的遥控设备

说明书

技术领域

本发明本发明涉及一种用于居家生活的遥控设备，具体地说是涉及一种磁场、陀螺仪和加速度传感器控制的遥控器。

背景技术

随着科学技术发展，居家生活中的遥控设备使用越来越频繁和智能化。现有的很多遥控器，还是基于红外线传输，通过按钮来完成所需要的操作；随着技术的发展，带USB接口的智能电视也开始支持空间鼠标操作。前者的缺点是按钮很多，使用不够人性化；需要对准操作，容易受到干扰；控制的功能有限，不能根据需要调整。后者虽然提供了较多的控制方法，但是一般只提供两至三轴的加速度感应，精度、抗干扰能力低，识别复杂的动作很难。这些常见的传感器，无法以人体的动作为识别依据，实时的完成一些特定的操作。不能有效的互动、娱乐，丰富各种家用电器和游戏设备的交互体验。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种基于磁场、陀螺仪和加速度传感器的遥控设备，能够高效的处理实时的空间定位，根据人体的不同状态完成对周边各种设备的控制。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明要解决的技术问题是提供一种遥控设备，通过磁场、陀螺仪和加速度传感器，能够高效的处理实时的空间定位，根据人体的不同状态完成对周边各种设备的控制。为解决上述技术问题，本发明包括如下几个部分：1与2分别是是一个三轴加速度传感器与一个三轴的陀螺仪组成的感应芯片MPU6050，3是一个三轴磁场计RM G144，这两个传感芯片通过I2C总线，将感应到的各个轴的加速度、加速度及磁场强度发送给主处理器4，由4完成姿态的初步计算，确定绝对的空间坐标系。之后完成姿态的演算和动作信号的判别，输出当前空间的绝对位置以及需要控制的按钮、功能等到无线发射模块6。电源模块5负责整个系统的供电。接收模块7负责接收和解码，接口模块8将数据处理成各种电器设备能接受的信号后，通过USB或者传统红外信号发送给这些设备

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

    能够非常人性化的完成许多之前设备不能完成功能，比如测量距离、定位地点、游戏互动、动作操作电器、智能的记录用户喜好，用户的特殊需求等等。方便进行升级，能够适应未来相当长的一段时间内的家庭使用需求等等。

附图说明

图1是本发明一种基于磁场、陀螺仪和加速度传感器的遥控设备的结构示意图

图2是本发明一种基于磁场、陀螺仪和加速度传感器的遥控设备的流程示意图

图3是本发明一种基于磁场、陀螺仪和加速度传感器的遥控设备确定空间绝对位置的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，1与2分别是是一个三轴加速度传感器与一个三轴的陀螺仪组成的感应芯片MPU6050，3是一个三轴磁场计RM G144，这两个传感芯片通过I2C总线，将感应到的各个轴的加速度、加速度及磁场强度发送给主处理器4。

如图2所示，由4完成姿态的初步计算，确定绝对的空间坐标系。首先开机后4确定初始状态下角速度为0的时候，各个轴的加速度值，确定这三个轴的加速度合力值及其方向。确定此时的三个轴的磁场强度值，解算出他们的合磁场大小方向。

如图3所示，以重力方向为Z轴的负方向，以磁力方向为Y轴正方向，取正交与这两个方向的唯一方向为X轴，并且以右手定理确定X轴的正方向。此时便可以摆脱芯片所处的位置，实时的确定空间所处的位置，描绘出在绝对空间中，遥控设备所移动过的位置。

完成初始化之后，中央处理器4实时的获取加速度传感器1和陀螺仪传感器2的各轴的加速度信息及加速度信息。利用如上文所描述建立的绝对坐标系，根据每个轴的加速度积分算出当前速度值，再积分算出每个轴的位移值。根据角速度值，积分算出当前的角度。然后将这些数据记录到数据库之中。

获得当前的各个轴加速度后，根据角度的变化量，实时的计算出当前的重力所应该处于的角度，再由上文初始化过程中重力的大小，分别计算重力在三个绝对坐标系上的分量，并剔除掉。

然后根据三轴磁力传感器3实时的数据，与获得的角度、速度信息比对，做两个数据的加权纠正。以确保加速度值的非线性变化及陀螺仪的零漂等误差不会再最终的数据中产生累积的误差，保证系统运行的稳定性。

完成以上的计算后，就可以实时的在空间坐标系中标定当前遥控设备所处的三轴坐标点，也可以实时的获取它的当前速度、角度、加速度。将这些数据全部记录到中央处理器缓存中的数据库中，以备判别的程序实时调用。