專利名稱：一種基于紅外視頻的智能無線遙控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于單片機(jī)電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于紅外視頻的智能無線遙 控器的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使遙控技術(shù)有了日 新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在 的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。近年來，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保 衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來越廣泛。電動常見的遙控電路一般有如下幾種類型聲控、光控、無線電遙控、紅外遙控等寸。1.聲控方式聲控就是用聲音去控制對象動作，一般采用駐極體話筒或壓電陶瓷片作為傳感元 件來拾取聲音，通過電路放大驅(qū)動后級電子開關(guān)動作。為防止外界音頻干擾，可以采用超聲 波控制，但也有故意選用聲頻來進(jìn)行控制的，比如用小孩發(fā)出的聲音頻率去控制聲控玩具 娃娃的哭笑動作等。2.光控方式簡單的單通道光控電路是利用光敏管受光以后內(nèi)阻發(fā)生變化使電子開關(guān)的狀態(tài) 發(fā)生變化，傳感器有光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻、光敏電池等等(早期生產(chǎn)的玻璃 殼封制晶體管，刮掉外面黑色遮光油漆后就是一個不錯的光敏管。)。這個光源既可以是可 見光，也可以是紅外線等不可見光源，不同的光敏元件有著不同的光譜。復(fù)雜一些的光控電 路則能夠完成多通道開關(guān)或模擬量變化控制，應(yīng)用極其廣泛，可以說家家都有。因?yàn)閹нb 控的電視機(jī)、功放音響、V⑶錄像機(jī)等家用電器的遙控器都是利用紅外線光源進(jìn)行遙控的典 例。現(xiàn)在有許多居民樓的走廊照明燈都采用了光控與聲控相結(jié)合的電路，利用路過的人發(fā) 出的腳步聲、談話聲或其他聲音去觸發(fā)照明燈的聲控電子開關(guān)，用光控電路使得照明燈在 白天自動關(guān)閉停止響應(yīng)。3.無線電遙控方式無線電遙控電路比起聲控或光控電路復(fù)雜多了，但控制距離也更遠(yuǎn)是它的主要特 點(diǎn)，光控、聲控電路一般僅有幾米到十幾米的作用距離，而無線電遙控視不同的應(yīng)用場合近 可以是零點(diǎn)幾米，遠(yuǎn)則可以超越地球到達(dá)太空！它由發(fā)射電路和接收電路2部分組成，當(dāng) 接收機(jī)收到發(fā)射機(jī)發(fā)出的無線電波以后驅(qū)動電子開關(guān)電路工作。所以它的發(fā)射頻率與接收 頻率必須是完全相同的。根據(jù)其發(fā)射的高頻波形有等幅、調(diào)幅、調(diào)頻、數(shù)字脈沖發(fā)射機(jī)，根據(jù) 其控制的開關(guān)數(shù)目有單通道遙控和多通道遙控等。無線電遙控電路的重點(diǎn)就是抗干擾和穩(wěn) 定性問題，所以電路里為了安全可能會設(shè)置了許多的附加電路。4.紅外遙控方式紅外遙控就是把紅外線作為載體的遙控方式。由于紅外線的波長遠(yuǎn)小于無線電波的波長，因此在采用紅外遙控方式時，不會干擾其他電器的正常工作，也不會影響臨近的無 線電設(shè)備。同時，由于采用紅外線遙控器件時，工作電壓低，功耗小，外圍電路簡單，因此它 在日常工作生活中的應(yīng)用越來越廣泛。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā) 光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因 而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量的使用的紅外 發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940mm左右，外形與普通 5發(fā)光二極管相同，只是顏色不 同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與 判斷普通二極管一樣；用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā) 光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來粗略判 判定。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反 向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運(yùn)用，這樣才能獲得 較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。由于其無法穿透墻 壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要 按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。由 于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙 控在加用電器、室內(nèi)近距離(小于10米)遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可對較為復(fù)雜的用戶行為進(jìn)行識別，實(shí)現(xiàn)多樣控制的 智能無線遙控器。本發(fā)明提出的智能無線遙控器，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要由主控制器、用戶 行為捕捉器以及紅外光源(比如紅外線Led筆)組成。用戶行為捕捉器與主控制器的連線采用藍(lán)牙無線傳輸，是個能像電腦滑鼠那樣精 確指向、瞄準(zhǔn)的空間捕捉器。捕捉器前端具有紅外線CMOS攝像鏡頭，雖然用戶是對著用戶 行為捕捉器動作，但是實(shí)際上是主控制器與用戶行為捕捉器之間的互動訊息經(jīng)過主控制器 的運(yùn)算，再對相應(yīng)的控制設(shè)備發(fā)出對應(yīng)的控制信號。與傳統(tǒng)的遙控器相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)控制極具智能化、人性化，對環(huán)境要求不苛刻。即使是在光線不好的夜間，用戶 只需做幾個簡單的動作，即可實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)設(shè)備的智能化控制，方便快捷。(2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)容易，成本較低。紅外線波長大于700nm，為不可見光，為了使我們 的攝像頭能夠只追蹤紅外線光并節(jié)約成本，只需在CMOS鏡頭上加上一片紅外線濾鏡，即可 濾去可見光，只看到一定波長的紅外光。此方法實(shí)現(xiàn)容易，成本較低，而且完全可以達(dá)到較 好的效果。(3)可以對較為復(fù)雜的用戶行為進(jìn)行識別，實(shí)現(xiàn)多樣的控制。雖然紅外線的角度和 發(fā)射距離有限，但是可以通過多個用戶行為捕捉器來監(jiān)視，從而使跟蹤的范圍更加廣闊，效 果更好。即使不正對著需要控制的設(shè)備，只要能夠被用戶行為捕捉器捕捉到，即可實(shí)現(xiàn)對相 應(yīng)設(shè)備的輕松控制。而且，一個用戶行為捕捉器能夠同時追蹤多個紅外光點(diǎn)，所以還可達(dá)到多點(diǎn)控制的效果。


圖1本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)圖。圖2本發(fā)明總流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。用戶行為捕捉器可放在能夠完整清楚地監(jiān)看到用戶行為的位置后固定不動，只要 有一支紅外線發(fā)射的Led筆，讓用戶行為捕捉器追蹤其光點(diǎn)，用戶行為捕捉器會虛擬一個 絕對解析度達(dá)1024*768的屏幕，從而確定光點(diǎn)的絕對位置，然后通過藍(lán)牙無線傳輸，與主 控制器進(jìn)行信息交流，確定光點(diǎn)的運(yùn)行軌跡，最終判定用戶的行為模式，由主控制器對相應(yīng) 的控制設(shè)備發(fā)出對應(yīng)的控制信號。為了達(dá)到跟廣闊的跟蹤范圍，本發(fā)明可采用多個用戶行為捕捉器進(jìn)行監(jiān)控；而為了達(dá)到多點(diǎn)控制的效果，本發(fā)明可采用多個紅外光源(如Led筆)進(jìn)行行為表不。Led的規(guī)格會影響用戶行為捕獲器的追尋追蹤效果，其實(shí)用戶行為捕捉器只管 亮度、波長，但Led的角度、射程、電流、電壓都會影響亮度。一般情況，我們選擇使用了 TSAL6400，表現(xiàn)效果最佳。結(jié)合圖2，本發(fā)明具體的執(zhí)行步驟如下(1)啟動主控制器的藍(lán)牙接收器，準(zhǔn)備與用戶行為捕捉器進(jìn)行信息交互。(2)啟動用戶行為捕捉器，搜索主控器的藍(lán)牙訊號，與主控制器連接成功即可。(3)用戶使用Led筆在行為捕捉器能夠完整清楚監(jiān)控到的范圍之內(nèi)，進(jìn)行控制行 為的表示。(4)在用戶手持紅外光源進(jìn)行控制行為表示的過程中(假設(shè)紅外光源為紅外Led 筆)，用戶行為捕捉器每隔極短的時間對紅外Led筆的紅外光點(diǎn)位置，在一塊虛擬的絕對解 析度達(dá)1024*768的屏幕進(jìn)行描述，并將其通過藍(lán)牙無線傳輸給主控制器。(5)在用戶控制行為表達(dá)結(jié)束以后，用戶行為捕捉器將信息告知給主控制器。主控 制器通過記錄的信息準(zhǔn)確描述Led筆紅外光點(diǎn)的行為軌跡。(6)主控制器通過識別程序，將對應(yīng)的行為軌跡準(zhǔn)確識別為某種有意義的設(shè)備控 制信息，并對相應(yīng)的設(shè)備發(fā)出對應(yīng)的控制信號。
權(quán)利要求
一種基于紅外視頻的智能無線遙控器，其特征在于它主要由主控制器、用戶行為捕捉器以及紅外光源組成；其中，所述用戶行為捕捉器與主控制器的連線采用藍(lán)牙無線傳輸，捕捉器前端具有紅外線CMOS攝像鏡頭，用戶是對著用戶行為捕捉器動作，主控制器與用戶行為捕捉器之間的互動訊息經(jīng)過主控制器的運(yùn)算，再對相應(yīng)的控制設(shè)備發(fā)出對應(yīng)的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外視頻的智能無線遙控器，其特征在于用戶 行為捕捉器放在能夠完整清楚地監(jiān)看到用戶行為的位置固定不動，紅外光源采用紅外線 發(fā)射的Led筆，讓用戶行為捕捉器追蹤其光點(diǎn)，用戶行為捕捉器虛擬一個絕對解析度達(dá) 1024*768的屏幕，從而確定光點(diǎn)的絕對位置，然后通過藍(lán)牙無線傳輸，與主控制器進(jìn)行信息 交流，確定光點(diǎn)的運(yùn)行軌跡，最終判定用戶的行為模式，由主控制器對相應(yīng)的控制設(shè)備發(fā)出 對應(yīng)的控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于紅外視頻的智能無線遙控器，其特征在于為了達(dá)到 跟廣闊的跟蹤范圍，采用多個用戶行為捕捉器進(jìn)行監(jiān)控。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于紅外視頻的智能無線遙控器，其特征在于為了達(dá)到 多點(diǎn)控制的效果，采用多個Led筆進(jìn)行行為表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外視頻的智能無線遙控器，其特征在于具體的 執(zhí)行步驟如下(1)啟動主控制器的藍(lán)牙接收器，準(zhǔn)備與用戶行為捕捉器進(jìn)行信息交互；(2)啟動用戶行為捕捉器，搜索主控器的藍(lán)牙訊號，與主控制器連接；(3)用戶使用Led筆在行為捕捉器能夠完整清楚監(jiān)控到的范圍之內(nèi)，進(jìn)行控制行為的 表不；(4)在用戶手持紅外光源進(jìn)行控制行為表示的過程中，用戶行為捕捉器每隔極短的時 間對紅外Led筆的紅外光點(diǎn)位置，在一塊虛擬的絕對解析度達(dá)1024*768的屏幕進(jìn)行描述， 并將其通過藍(lán)牙無線傳輸給主控制器；(5)在用戶控制行為表達(dá)結(jié)束以后，用戶行為捕捉器將信息告知給主控制器，主控制器 通過記錄的信息準(zhǔn)確描述Led筆紅外光點(diǎn)的運(yùn)行軌跡；(6)主控制器通過識別程序，將對應(yīng)的運(yùn)行軌跡準(zhǔn)確識別為某種有意義的設(shè)備控制信 息，并對相應(yīng)的設(shè)備發(fā)出對應(yīng)的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明屬于單片機(jī)電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于紅外視頻的智能無線遙控器。它主要由主控制器、用戶行為捕捉器以及多個紅外光源(比如紅外線Led筆)組成。用戶行為捕捉器與主控制器的連線采用藍(lán)牙無線傳輸，捕捉器前端具有紅外線CMOS攝像鏡頭，雖然用戶是對著用戶行為捕捉器動作，但是實(shí)際上是主控制器與用戶行為捕捉器之間的互動訊息經(jīng)過主控制器的運(yùn)算，再對相應(yīng)的控制設(shè)備發(fā)出對應(yīng)的控制信號。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的遙控器，具有控制極具智能化，人性化，實(shí)現(xiàn)容易，成本較低，可以對較為復(fù)雜的用戶行為進(jìn)行識別，實(shí)現(xiàn)多樣的控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G06F3/01GK101859481SQ20101017512
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者滕舟, 薛向陽, 金城 申請人:復(fù)旦大學(xué)