[发明专利]获取空中鼠标位移的方法、空中鼠标及空中鼠标控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及获取空中鼠标位移的方法、空中鼠标及空中鼠标控制系统。

背景技术

在传统人机交互方式中，一般用鼠标、键盘或者遥控等控制设备通过有线路径或无线路径（如红外、射频信号等），将用户的控制命令发送给主机，进而实现相关控制功能。这些控制方式有其简单易实现的特点，但由于其控制信息采集方式的单一及传输方式上单工通讯和易受干扰的特点，在越来越多的智能化设备上已无法实现更高的体验感和交互应用多样化的发展需求。

后来出现了以陀螺仪为数据采集源的空中鼠标方案，该方案中将陀螺仪三轴中的两轴输出数据模拟为鼠标在电脑桌面X和Y轴的移动矢量，可以较准确的实现对鼠标光标的控制，但是由于陀螺仪自身数据计算过程中的算法及制造工艺等问题，在长时间的使用过程中，会出现逐渐积累的数据误差，进而影响整体的性能稳定性。此外，由于该方案是通过陀螺仪自身三轴坐标模拟空间三维坐标，所以只有在坐标轴之间吻合度较高的情况下才会较准确的计算每一坐标上的移动矢量，而当陀螺仪的三轴坐标与空间三维坐标出现较大偏差时，就会出现坐标偏移现象，该现象表现为对应坐标之间对应关系耦合度降低，比如陀螺仪X轴与空间水平面出现较大角度时，若水平移动鼠标，不仅在X轴有数据输出，此时在Y轴也有较大的分量，直接效果就是鼠标光标的斜向上移动。

发明内容

本发明实施例提供获取空中鼠标位移的方法、空中鼠标和空中鼠标控制系统，以实现对空中鼠标移动数据的实时、准确的采集，同时提高空中鼠标使用者的体验感。

本发明实施例提供一种获取空中鼠标位移的方法，包括：

通过空中鼠标内部的加速度计检测空中鼠标当前在X轴、Y轴和Z轴上的加速度,并将所述三条轴上的加速度转换为空中鼠标控制面与水平面之间的偏移角度，记为第一倾角；

通过空中鼠标内部的陀螺仪检测空中鼠标当前在X轴、Y轴和Z轴上的角速率，并将所述三条轴中对应空中鼠标旋转轴的轴上的角速率转换为空中鼠标控制面围绕旋转轴所转过的角度，记为第二倾角；

利用卡尔曼滤波器对所述第一倾角和第二倾角进行数据融合，得到第三倾角；

将所述第三倾角转换为具有空间水平面和垂直面移动量的空中鼠标的位移。

本发明实施例还提供一种空中鼠标，包括：

卡尔曼滤波器、陀螺仪、加速度计、无线收发器；

所述加速度计用于检测空中鼠标当前在X轴、Y轴和Z轴上的加速度，并将所述三条轴上的加速度转换为空中鼠标控制面与水平面的偏移角度，记为第一倾角；

所述陀螺仪用于检测空中鼠标当前在X轴、Y轴和Z轴上的角速率，并将所述三条轴中对应空中鼠标旋转轴的轴上的角速率转换为空中鼠标控制面围绕旋转轴所转过的角度，记为第二倾角；

所述卡尔曼滤波器用于读取加速度计和陀螺仪分别输出的第一倾角和第二倾角，将所述第一倾角和第二倾角进行数据融合，得到第三倾角，将得到的第三倾角转换为具有空间水平面和垂直面移动量的空中鼠标的位移，并将得到的空中鼠标的位移传送给无线收发器；

所述无线收发器用于根据接收的空中鼠标的位移发送控制信号。

本发明实施例还提供一种控制鼠标控制系统，包括：

主机，用于接收空中鼠标传送的控制信号；

空中鼠标，包括卡尔曼滤波器、陀螺仪、加速度计和无线收发器；

所述加速度计用于检测空中鼠标当前在X轴、Y轴和Z轴上的加速度，并将所述三条轴上的加速度转换为空中鼠标控制面与水平面的偏移角度，记为第一倾角；

所述陀螺仪用于检测空中鼠标当前在X轴、Y轴和Z轴上的角速率，并将所述三条轴中对应空中鼠标旋转轴的轴上的角速率转换为空中鼠标控制面围绕旋转轴而转过的角度，记为第二倾角；

所述卡尔曼滤波器用于读取加速度计和陀螺仪分别输出的第一倾角和第二倾角，将所述第一倾角和第二倾角进行数据融合，得到第三倾角，将得到的第三倾角转换为具有空间水平面和垂直面移动量的空中鼠标的位移，并将得到的空中鼠标的位移传送给无线收发器；

所述无线收发器用于根据接收的空中鼠标的位移发送控制信号给主机。