本发明专利技术涉及一种可用于空间遥控鼠标及动作捕捉的三维传感系统，在ＸＹＺ三维空间坐标系中，Ｐ是一种信号发射器，其空间坐标为Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ），由若干个信号接收器Ｏ、Ａ、Ｂ、Ｃ，其坐标分别为Ｏ（ｏｘ，ｏｙ，ｏｚ）、Ａ（ａｘ，ａｙ，ａｚ）、Ｂ（ｂｘ，ｂｙ，ｂｚ）、Ｃ（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ），它们构成的一个二维平面或者多维的空间探测场，所述三维传感系统主要由信号发射器、若干个接收器和一个接收处理电路构成一种空间三维传感系统。本发明专利技术提供的是一种三维空间传感系统，它可以用于空间遥控鼠标和动作捕捉，不仅可以像电视机遥控器那样，在空间使用，靠移动遥控器直接改变光标在计算机屏幕上Ｘ、Ｙ轴坐标上的位置，同时，还实现了第三维Ｚ坐标传感，这对于三维类操控软件，以及空间位置传感和运动轨迹的采集，将提供了操控和传感采集的可能。
Three dimensional sensing system for remote control mouse and motion capture
The invention relates to a method for three-dimensional space remote sensing system and mouse motion capture, XYZ in three-dimensional space coordinate system, P is a signal transmitter, the space coordinates of P (x, y, z), is composed of a plurality of signal receiver O, A, B, C, the coordinates are O (ox, oy, oz), A (ax, ay, AZ), B (BX, by, BZ), C (CX, cy, CZ), a two-dimensional or multidimensional they form the space exploration field, the 3D sensing system is mainly composed of a signal transmitter, a receiver and a number of a receiving processing circuit to form a three-dimensional sensing system. The invention provides a three-dimensional sensing system, it can be used for the space remote mouse and motion capture, can not only like a TV remote control, in the use of space, by moving the remote directly change the cursor on the computer screen X, Y axis coordinate position, at the same time, also realized the 3D coordinates of Z this sensor, for the three-dimensional operation software and position sensing and motion track acquisition, will provide control and sensor acquisition possible.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器领域，尤其涉及计算机外部设备领域，具体涉及鼠 标、遥控器、三维动作捕捉传感等具体设备应用。技术背景现有技术中，计算机用鼠标在光标控制传感方面通常采用以下四种方 式 一是平面移动传感结构，它是由鼠标紧靠在一个支撑平面上移动，靠 鼠标滚轮在支撑平面上摩擦滚动来提供X、 Y坐标移动信号，或者是靠设置 在鼠标上的发光管和光敏管构成的光线传感器，依靠移动鼠标时光线在支撑平面上感应出X、 Y平面的位移信号，通过信号处理电子线路，形成鼠标 位移信号，传递给计算机，以驱动光标移动；二是轨迹球传感结构，它是 在鼠标上设置一种叫做轨迹球的传感装置，用手指拨动轨迹球，通过鼠标 中与轨迹球相连的传感器，形成X、 Y平面的位移信号，通过信号处理电子 线路，形成鼠标位移信号，传递给计算机，以驱动光标移动；三是遥控器 按钮传感结构，它是类似于电视机遥控器的一种遥控装置，通过设置在遥 控器上的按钮，来形成光标控制信号，这种方式与前面二种方式不同，它 只能够提供光标控制中的上页、下页、回车、上移、下移、左移、右移等 功能；四是陀螺仪集成电路传感结构，它是由一个二轴的陀螺仪集成电路来探测鼠标的转动，从而形成X、 Y平面的位移信号，通过信号处理电子线 路，形成鼠标位移信号，传递给计算机，以驱动光标移动。 在上述四种结构中存在着以下的缺点-一、 平面移动传感结构的使用离不开一个支撑平面，所以它无法实现 像遥控器那样在空中自由使用；轨迹球传感结构的使用由于靠手指拨动轨 迹球实际上很难较好地控制光标，使用也很不方便；遥控器按钮传感结构， 由于它只能够采用固定模式的光标控制按钮，不能够任意移动光标移动， 虽然陀螺仪方式可以提供不依赖于支撑平面的空中转动传感，但是，基于 陀螺仪的本质是一种惯性力学的产物，它可以测量加速度，但是它难以准 确测量静态位置和位移。二、 上述四种方式均只能够实现光标在平面坐标系上X、 Y轴的传感控 制，不能够实现对于光标的第三维Z轴的传感控制，这就严重地制约了三 维类软件(例如三维动画、CAD、游戏等)的操控。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种既能够实现光标在平面坐 标系上X、 Y轴的传感控制，又能够实现对于光标的第三维Z轴的传感控制 的可用于空间遥控鼠标及动作捕捉的三维传感系统。本专利技术的目的是这样实现的 一种可用于空间遥控鼠标及动作捕捉的 三维传感系统，其特征在于在XYZ三维空间坐标系中，P是一种信号发 射器，其空间坐标为P(x，y，z)，由若干个信号接收器0、 A、 B、 C，其坐标 分另(J为O(ox， oy， oz) 、 A(ax，ay，az)、 B(bx，by，bz)、 C(cx, cy，cz)，它们构成的一个二维平面或者多维的空间探测场，通过探测信号发射器到若干个 信号接收器之间的距离及距离的差值，来求得信号发射器的空间坐标，所 述三维传感系统主要由信号发射器、若干个接收器和一个接收处理电路构 成一种空间三维传感系统，所述信号发射器发出信号，到达所述若干个信 号接收器，所述信号发射器发出的信号可被所述信号接收器接收，同时接 收处理电路可以处理信号接收器所输出的信号，所述信号发射器中，设有 可以发射特别设计的信号的电路。本专利技术提供的是一种三维空间传感系统，它可以用于空间遥控鼠标和 动作捕捉，不仅可以像电视机遥控器那样，在空间使用，靠移动遥控器直接改变光标在计算机屏幕上X、 Y轴坐标上的位置，同时，还实现了第三维 Z坐标传感，这对于带有场景信息的三维类操控软件，以及空间位置传感 和运动轨迹的采集(例如将多个本专利技术的传感器绑定在舞蹈者的肢体上， 以实现对其舞蹈动作的采集)，将提供了操控和传感采集的可能。 附图说明图1为本专利技术的实施例一示意图。图2为本专利技术的实施例二示意图。图3为本专利技术的信号发射器发射的波形图。图4为本专利技术的接收处理电路功能原理图。图5为本专利技术的一种安装方式图。具体实施方式参见图1，本专利技术涉及的可用于空间遥控鼠标及动作捕捉的三维传感系统，在XYZ三维空间坐标系中，P是一种信号发射器，其空间坐标为 P(x，y，z)，由若干个信号接收器0、 A、 B、 C,其坐标分别为0(ox，oy，oz)、 A(ax， ay， az) 、 B(bx， by， bz) 、 C(cx， cy， cz)，它们构成的一个二维平面或者 多维的空间探测场，通过探测信号发射器到若干个信号接收器之间的距离 及距离的差值，来求得信号发射器的空间坐标。以0、 A、 B、 C构成的一个 矩形二维平面为例，在P点上发射信号，P与0ABC点构成一个四菱锥，通 过测量P0、 PA、 PB、 PC的长度或者之间的长度差，在已知0、 A、 B、 C点 坐标的情况下，利用空间解析几何的原理，就可以求出P点的坐标，x、 y、 z值，可以得出如下计算公式P02= (x-ox) 2+ (y-oy) 2+ (z-oz) 2,PA2= (x-ax) 2+ (y-ay) 2+ (z-az)2，PB2=(x-bx)2+(y-by)2+(Z-bz)2，PC2= (x-cx) 2+ (y-cy) 2+ (z-cz)2，同时，0A2+AB2=0C2+CB2 AB2+BC2=0A2+0C2 即(ax-ox) 2+(ay-oy) 2+(az-oz) 2+(bx-ax) 2+(by-ay) 2+(bz-az) 2 二(cx-ox) 2+(cy-oy) 2+(cz-oz) 2+(cx-bx) 2+(cy_by) 2+(cz-bz) 2 (ax-bx) 2+(ay-by) 2+(az_bz) 2+(bx_cx) 2+(by-cy) 2+(bz-cz) 2 =(ax-ox) 2+(ay-oy) 2+(az-oz) 2+(cx-ox) 2+(cy-oy) 2+(cz-oz) 2在电路原理方面，如图2所示，该方案由发射器、若干个接收器和接 收处理电路构成。该方案的核心是一种空间三维传感系统，它包含信号发 射器、若干个信号接收器和一个接收处理电路，所述信号发射器发出信号， 到达所述若干个信号接收器，所述信号发射器发出的信号可被所述信号接 收器接收，同时接收处理电路可以处理信号接收器所输出的信号。所述信 号发射器中，设有可以发射特别设计的信号的电路，信号发射器发射的波 形特征包含正弦波、三角波等，所述接收器中，设有可以接收并且还原出 所述发射器所发出的信号波形的电路，如图3所示。在信号发射器发射的波形系列中，还可以包含特别设定的波形序列， 在这个序列中，可以包含起始的帧头、帧内容和帧尾，整个帧头、帧内容 和帧尾构成一个完整的帧串，发射器循环发送完整的帧串，如图3所示。所述接收处理电路，可以测量计算出信号发射器工作时的发射端子到 各个接收器端子之间的距离，根据需要，还在于，当某一帧头信号最先到 达OABC中四点中的任意一点时，开始起动计时功能和测量功能，分别对于 其它三点依次到达的信号依次比较其幅值或相位，从而完成相位法测量距 离的功能，如图4所示。所述接收处理电路，可以建立由若干个接收器构成的空间坐标点，并 且可以计算出发射器中发射端子在此空间坐标中的位置。所述接收处理电路，由若干个接收器构成的坐标系可以是平面二维坐 标系。所述接收处理电路，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可用于空间遥控鼠标及动作捕捉的三维传感系统，其特征在于：在ＸＹＺ三维空间坐标系中，Ｐ是一种信号发射器，其空间坐标为Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ），由若干个信号接收器Ｏ、Ａ、Ｂ、Ｃ，其坐标分别为Ｏ（ｏｘ，ｏｙ，ｏｚ）、Ａ（ａｘ，ａｙ，ａｚ）、Ｂ（ｂｘ，ｂｙ，ｂｚ）、Ｃ（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ），它们构成的一个二维平面或者多维的空间探测场，通过探测信号发射器到若干个信号接收器之间的距离及距离的差值，来求得信号发射器的空间坐标，所述三维传感系统主要由信号发射器、若干个接收器和一个接收处理电路构成一种空间三维传感系统，所述信号发射器发出信号，到达所述若干个信号接收器，所述信号发射器发出的信号可被所述信号接收器接收，同时接收处理电路可以处理信号接收器所输出的信号，所述信号发射器中，设有可以发射特别设计的信号的电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁远彤，丁贤根，
申请(专利权)人：丁远彤，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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