简化指令集合的电视控制系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种交互式电视系统，其包括一个控制器，其通过单个３－轴加速计将用户的手部运动转换成三个轴上的加速度数据；以及一个交互式系统，其用来映射加速度数据输出和运动数据库里的预设数据，使得用户能够利用简化的指令集合远程控制电视中枢设备。本发明专利技术也涉及一种使用一个集成有单个３－轴加速计的控制器来控制电视中枢装置的一个交互式系统的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来控制电视中枢装置的交互式系统，特别涉及一个具有简化指令集合的控制器，用来远程控制交互式系统里的多个多媒体应用，特别是控制电视中枢装置，如电视机和机顶盒(STB)。 专利技术概述传统的电视中枢装置的遥控器通常是一个简易设备，其被设置 成每个按钮有一个功能。结果导致有许多按钮，为一些特定功能，用户需 要较长时间在遥控器设备上寻找合适的按钮。这种遥控器设备不支持用户 的偏好，并且受限于遥控器的默认功能。它同样也不支持导航(navigation) 控制，因为在传统遥控器设备里每次按键仅能在向上/向下/向左/向右的方 向上行进一步。它甚至不可能成为一个现今常用于电视游戏和电影里二维 界面所有方向的指向装置。尽管现有技术能够探测用户的手部运动，但由 于包含的重心引力，这种技术在计算时并不能准确地探测手部移动的距离。 使用回转仪(gyroscope)来探测和补偿手部运动时的倾斜的其它技术，其 成本高昂且耗能。为了满足电视中枢控制的迅速导航控制和二维界面的其它多 媒体应用的需要，本专利技术披露了一种具有简化指令集合的电视控制系统。本专利技术的第一方面，涉及一个集成了单个加速计 (accelerometer)的控制器，其用来感应用户的手部运动，并传输加速度 数据到交互式系统的另一端，以便用户能够控制多媒体应用里的不同功能。 本专利技术的控制器被设计成适合手部形状。控制器的底部被设计成能够立于 平坦表面上，使得用户使用控制器时能够将它握在手里或放在平坦表面上。 控制器主要由一个主PCB板和一些辅助芯片如功率转换器以及单独组件 如电容器和电阻器构成，主PCB板包括几个单3-轴加速计集成电路(IC) 芯片、 一个微控制单元(MCU)。加速计IC芯片是主要组件，用来感应用 户手部3-轴(x-轴、y-轴和z-轴)上的运动。控制器也集成有一个无线发射器和一个无线通信模块，用来从控制器发射不同类型的命令/数据到交互 式系统的接收器。与传统的遥控器相比，本专利技术的控制器也减少了其控制 板上的按钮数目。除了控制器，本专利技术的交互式系统也集成有一个接收器， 用来接收从其相应控制器发射的信号。本专利技术的第二方面，涉及一种通过控制器的加速计来感应用户 手部运动并从控制器发射该运动信号到交互式系统接收器的方法。本专利技术的方法包括转换交互式系统到一个合适模式；启动控制器和交互式系统 之间的无线数据通信；按下控制器上的一个按钮以激活控制器的加速计； 通过MCU从激活的加速计获取加速度数据；打包加速度数据和控制器上 的按钮状态；通过一个无线通信模块发射信息包数据到交互式系统。附图说明图1是本专利技术控制器的侧视图，其描述控制器的基本结构，包 括一个顶板、 一个手柄和一个平坦底部。图2是使用本专利技术控制器的方法的流程图。图3是当用户首先在垂直位置抓住控制器然后沿着X-Z平面倾 斜时的控制器的侧视图。图4a是在本专利技术控制器里单个3-轴加速计的芯片组的侧视图， 其是在平行于支撑的起始位置上(即z-轴垂直于地面)。图4b是在本专利技术控制器里单个3-轴加速计的芯片组的侧视图， 其已经从如图4a所示的起始位置以顺时针方向旋转了 90°。图4c是在本专利技术控制器里单个3-轴加速计的芯片组的侧视图， 其已经从如图4a所示起始位置以逆时针方向旋转了 90°。图5a显示用来计算光标位置的角度示意图。O和A是手腕在 X-Z平面上分别以顺时针方向和逆时针方向舒适扭转的阈值角度。图5b是显示当使用本专利技术控制器时通过用户手部运动起始光 标点关于角度变化而发生的光标距离。专利技术详述控制器的基本结构如图1所示。在图1，控制器的基本结构包括具有底部112的手柄111， 可以直立在一个平坦表面如桌面上(未在图1内显示)；在顶部上的几个按 钮，包括"电源"101、"静音"102、"向上"103、"向左"104、"确定" 105、"向右"106、"向下"107、"菜单"108、"退出"109;在前面的一个 按钮"功能"110;在顶部的显示电源状态(红色、绿色)的两个LED灯 (未在图1内显示)。在手柄内部，包括 一个可重复充电或一次性的电池 (未在图1内显示)； 一个主PCB板(未在图1内显示)，其包括单个3-轴加速计113的芯片、 一个微控制单元(MCU)(未在图1内显示)；以及 一些辅助芯片(未在图1内显示)如功率转换器和单独组件(未在图1内 显示)如电容器和电阻器； 一个无线发射器如红外线(IR)发射器(未在 图1内显示)，用来发射命令(即发射器将充当命令通道)； 一个无线通信 模块(未在图1内显示)，将充当数据通道以蓝牙、IrDA、 ZigBee和振幅 键控(ASK)的RF芯片组模式发送数据；连接主PCB和其它部件(即按 钮、LED、电池、IR和无线通信模块)的线缆(未在图1内显示)。为了接收来自控制器的信号/数据，本专利技术的交互式系统的另一 端也集成有一个IR接收器和无线通信模块，用来接收来自控制器的不同类 型的信号/数据。交互式系统是在鼠标支持的操作系统(OS)里运行。本专利技术的控制器可以被用作一个普通的遥控器设备，其通过按 下控制器的控制板上的按钮来操作。在一个实施例里，控制器可以被转换 到命令通道模式。在那个实施例里，用户可以按下控制器的控制板上的按 钮来控制TV/STB里的功能，包括调整音量、频道选择、亮度和对比度等。 通过控制器的IR发射器，信号从控制器被发射到交互式系统的另一端。本专利技术的控制器也可以用作一个指向装置(pointing device)。在一个实施例里，控制器被转换到数据通道模式。在那个实施例里，用户通过按下控制器上的"功能"按钮启动数据通道模式。控制器的MCU探 测到按下"功能"按钮，然后启动控制器和交互式系统之间的无线数据通 信，交互式系统集成有相应的无线模块。如果没有按下"功能"按钮，控 制器里的加速计处于睡眠模式。当MCU探测到按下"功能"按钮，MCU 也激活加速计以测量三个轴的每个轴上的加速度。在"功能"按钮被按下 的期间，MCU持续从加速计获得加速度数据，打包数据和按钮的状态(按 下/松开)，并通过无线通信模块发送信息包到TV/STB。加速度取样、数据 打包和信息包发送的频率可以从1到200Hz，优选地，从1到40Hz。 一个 信息包的例子在以下表格里进行描述。表格1:<table>table see original document page 7</column></row><table>在表格1，每个加速度数据(即Acce—X,Acce—Y和Acce一Z)大约 2字节长，而按钮状态(Button—Status)是大约1字节，阴影区域是指依照 上述无线通信协议建立一个信息包的必需开销。加速度数据和按钮状态数 据的长度不受此例子的限制，可以相应地进行调整。表格l内每个方框的 长度不与数据尺寸或信号处理的长度成比例。在接收来自控制器的信息包之后，交互式系统的另一端将加速 度数据映射到虚拟屏幕上的一个坐标(x，y)，并显示一个光标在那个位置。 交互式系统也检査按钮状态以査看用户是否已经按下"确认"按钮以确认 光标的选择。从用户的角度看，当用户垂直地握住控制器，并按下"功能" 按钮，他能够看到光标在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交互式电视系统的控制器，包括一个缓动（ｅｒｇｏｄｙｎａｍｉｃ）外壳，其集成有一个顶板、一个具有单个３－轴加速计的主ＰＣＢ板，一个无线发射器、和一个无线通信模块。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒙伯俊，刘远昭，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]