控制装置及控制方法.pdf

本发明公开了一种控制装置及控制方法，所述控制装置包括感应装置，用来感应外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列；存储器装置，用来存储设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号；调取装置，用来将感应装置输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号。

1、  一种控制装置，包括感应装置，用来感应外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列；
存储器装置，用来存储设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号；
调取装置，用来将感应装置输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号。

2、  根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述数字基准值为8个基本数字表示，移动轨迹由八个不同方向表示并分别对应一个数字基准值。

3、  根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述感应装置在外部在控制装置上的运动轨迹的方向发生变化时生成数字序列。

4、  根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于：所述调取装置采用的比对方式为编辑距离的计算方式。

5、  根据权利要求1至4任一所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括：
LED光源，发出光线，并将光线射入传导装置中；
传导装置，用来传输来自LED光源的光线，所述光线在传导装置中为全反射传输，所述光线遇到外部物体时发生散射；
感应装置，用来捕获传导装置中的散射光，并根据接收到的散射光得到外部物体在传导装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。

6、  根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于：所述感光装置可以根据接收到的散射光的反射强度来计算电流的强弱，并根据电流的强弱得到反射物体相对于传导装置的位置和强度。

7、  根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于：所述传导装置为塑料或有机玻璃，所述传导装置上还设置有挡光装置；所述外部物体为人的手指或触摸笔。

8、  根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置可应用于电视遥控器、电视机触摸屏或家用电器的表面。

9、  一种控制方法，包括以下步骤：
S100将设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号存储在存储器装置中；
S200感应外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列；
S300将步骤S200输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号；
所述数字基准值为8个基本数字表示，移动轨迹由八个不同方向表示并分别对应一个数字基准值。

10、  根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：在步骤S100和步骤S200之间还包括以下步骤：
S110将LED光源设置在传导装置附近，使LED光源发出的光线射入传导装置中，并使所述光线能够以全反射传输的方式在传导装置中传输；
S120当外部物体接触传导装置，传输在传导装置中的光线遇到外部物体时发生散射；
步骤S200此时捕获步骤S120发出的散射光，并根据接收到的散射光得到外部物体在传导装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。

控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制装置及控制方法。
背景技术
目前的遥控器设计，普遍采用了大量的按键和点触式的控制方式，通过红外的遥控方式进行家电控制，用户在使用时需要了解各个键位的基本功能和操作原理，在使用的时候往往记不住具体功能的控制按键，使得操控非常繁琐。尤其是在控制设备的关联性增加时，比如目前的数字电视都是一台机顶盒搭配一台电视机，或者用户在机顶盒、电视机的基础上又搭配一台DVD播放机，需要控制电视机、机顶盒、DVD机分别需要3个对应的遥控器进行控制，非常容易产生以及混淆各遥控器以及各遥控器的各按键功能。尤其在现有家庭中，空调、冰箱、电视机、机顶盒、DVD机等等家用电器都存在遥控器，家庭中的遥控器增多而使得以上的问题十分明显。尤其是家里有老人小孩的情况下，非常不利于老人小孩的操作。
目前也有很多厂商针对以上的问题提出了很多的解决方案，比如通过减少遥控器上的按键使得部分按键可同时具备多种功能，方便人们的操作。中国专利CN200610047128.9公开了一种利用触摸屏控制频道搜索速度及音量大小的遥控器，通过对感应触摸的输入，指示电视机当前频道的第1指示器进行显示的触摸屏，对第1指示器的拖动方向及距离进行感应的第1输入部；为了能够在触摸屏上显示第1指示器，输出显示控制信号，利用第1输入部，识别拖动方向及距离，输出频道搜索速度控制信号的显示控制部；根据显示控制信号，在触摸屏上输出第1指示器的第1驱动部，从电视机接收第1指示器信号，并输出的接收部；输出对向电视机发送显示控制部的频道搜索速度控制信号进行控制的发送控制信号，接收接收部输出的第1指示器信号，向显示控制部输出的控制部，根据控制部的发送控制信号，向电视机发送频道搜索速度控制信号的发送部。本专利文件披露的技术方案对于遥控器而言，需要较为复杂的电路才能实现，系统的稳定性不好。而且功能只限于用户对频道切换和音量大小的选择，比较单一。不能很好的达到用户的多功能要求。且本技术方案只能应用于电视机，不能同时对其他的家电设备进行相应的控制。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种操作简便、数据处理简单的控制装置以及控制方法。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种控制装置，包括感应装置，用来感应外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列；存储器装置，用来存储设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号；调取装置，用来将感应装置输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号。
上述数字基准值为8个基本数字表示，移动轨迹由八个不同方向表示并分别对应一个数字基准值。
上述感应装置在外部在控制装置上的运动轨迹的方向发生变化时生成数字序列。
上述调取装置采用的比对方式为编辑距离的计算方式。
上述控制装置还包括：LED光源，发出光线，并将光线射入传导装置中；传导装置，用来传输来自LED光源的光线，所述光线在传导装置中为全反射传输，所述光线遇到外部物体时发生散射；感应装置，用来捕获传导装置中的散射光，并根据接收到的散射光得到外部物体在传导装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。
上述感光装置可以根据接收到的散射光的反射强度来计算电流的强弱，并根据电流的强弱得到反射物体相对于传导装置的位置和强度。
上述传导装置为塑料或有机玻璃，所述传导装置上还设置有挡光装置；所述外部物体为人的手指或触摸笔。
上述控制装置可应用于电视遥控器或家用电器的表面。
第二方面，本发明提供了一种控制方法，包括以下步骤：
S100将设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号存储在存储器装置中；
S200感应外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列；
S300将步骤S200输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号；所述数字基准值为8个基本数字表示，移动轨迹由八个不同方向表示并分别对应一个数字基准值。
在上述步骤S100和步骤S200之间还包括以下步骤：
S110将LED光源设置在传导装置附近，使LED光源发出的光线射入传导装置中，并使所述光线能够以全反射传输的方式在传导装置中传输；
S120当外部物体接触传导装置，传输在传导装置中的光线遇到外部物体时发生散射；
步骤S200此时捕获步骤S120发出的散射光，并根据接收到的散射光得到外部物体在传导装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。
本发明通过一种对外部物体姿势的识别操作，将外部物体姿势移动轨迹分为几个不同方向，并设定相应个数的数字基准值，每个数字基准值分别对应1个不同方向。利用感应装置对外部物体的操作命令的感应，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，并根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。然后将输出的数字序列和设定好的数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从提前存储好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号的存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号。这种控制装置及控制方法可以轻松识别例如手指在控制装置之上的上下左右滑动、点击等动作的识别，并对数字等键的识别。可以轻松实现换台、音量大小控制、温度控制、色度控制等等信号控制。
以下结合附图对本发明进行详细说明，本发明的这些及其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显。
附图说明
图1是本发明控制装置实施例的外部操作使用示意图；
图2是控制装置实施例的移动轨迹定义示意图；
图3是控制装置装置实施例数字4的移动轨迹定义示意图；
图4是图3实施例数字4的轨迹分解示意图；
图5是控制装置实施例数字3的移动轨迹定义示意图；
图6是控制装置实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，将说明作为根据本发明视频装置使用的一个实施例的电视设备遥控系统。参考图1，包括电视机1，控制电视机的遥控器2，以及操作遥控器的反射物体3。在此反射物体3为具有较高反射率的物体，如金属类材质、橡胶类材质的物体等等，这类具有较高反射率材质的物体可以改变接收到的光波的传播方向，使所述光波遇到所述反射物体时发生散射。在此，所述反射物体具体为操作者的手指。操作者手握遥控器，并用手指在遥控器的表面上按压，表达自己的控制意图。例如：操作者在遥控器的表面上书写1，表示切换到第1频道等等。以上仅为操作者操作遥控器的具体实施例之一，可以根据人们日常的行为姿式确定操作意图，使遥控器能快速方便的达到人们的控制目的。
遥控器实施例1：遥控器包括感应装置，用来感应外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。假设外部物体的移动轨迹分为8个不同的方向(也可以为4个、16个及其他，以操作者的需要设定。方向越多，移动轨迹的识别越精确。在此由于是家电遥控器，假设其只实现对外部物体如手指、输入笔的上下左右滑动、点击、数字等等较为基础的识别，故在此设定移动轨迹为8个不同方向。)，并设定8个相应的基本数字表示。如图2所示。在此以0～7分别表示各个方向。
遥控器还包括存储器装置，用来存储设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号。例如：定义数字4的写法为图3所示，o点为开始点，根据8个方向的定义说明，将数字4的轨迹分解为如图4所示的三个步骤，换算为基准值即为302，302即为数字4的参考基准。同理，较为复杂的数字3的轨迹分解为如图6所示的步骤，数字3的基准值为0123401234。同理也可以得到其他各数字的基准值，在此不一一列举。同理，对于方向操作的表示，向右滑动，则右滑动的基准值为0。
遥控器还包括调取装置，用来将感应装置输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号。比对方式采用通过计算LEVENSHTEIN距离(编辑距离)的方式。所述LEVENSHTEIN距离计算是一种比较字符串(String)相似程度的算法。如LD(s1，s2)＝把s1变成s2需要的{增加，删除，替换}操作之和。
例如当用户在遥控器的传导装置上进行手写输入4时，感光装置获得手指的移动轨迹，并在轨迹的方向(斜率)发生变化时自动生成并输入数字序列。在手指离开遥控器的传导装置时，将该数字序列和所有内置的基准值序列302进行LEVENSHTEIN距离计算，最后，将该距离最小的那个基准值所对应的姿势或数字取出，作为识别结果。调取302对应的数字4以及控制信号，并发送给电视机，电视机接收到相应的控制信号进行相应的操作，例如切换到频道4，或放大音量到4音量上等等。
本发明的控制装置不单单可以针对单被控制设备进行控制操作，例如在电视系统，采用遥控器的方式控制电视机，而且还可以通过直接设置在电视机的表面替代传统的按键控制。通过对手指对电视机表面的触摸，感应装置感应手指的滑动位移，生成数字序列，并和内置的基准值序列进行比对，调出对应的姿势以及控制命令，进行相应的控制操作。
本发明的控制装置还可以同时控制多种被控制设备。当本发明的被控制设备为家用电器时，例如电视机、机顶盒、冰箱、空调等，由于上述家电只需要对选择、切换、参数大小等基本功能实现控制即可。故采用本发明的遥控器只需要通过感应手指的滑动位移，生成数字序列，并和内置的基准值序列进行比对，调出对应的姿势以及控制命令，将该命令发送给相应的被控制设备，被控制设备接收控制命令实现相应的操作。
本发明的控制装置的实施例2如下：
如图6所示，遥控器包括LED光源4、传导装置5、感应装置6。LED光源4以一定的角度将光线射入传导装置5中，使所述光线在传导装置5中能全反射传输。所述传导装置5可以为塑料或有机玻璃。为了进一步保证LED光源发出的光能在传导装置5中全发射，在传导装置5的上下侧都设置有挡光装置7，LED光源根据挡光装置7的位置来调整光线进入传导装置5的角度。当手指按压传导装置5，在传导装置5中传播的光线遇到手指时发生散射。感应装置6可以设置在传导装置5底部，用来捕获散射光，并根据接收到的散射光的反射强度计算出手指相对于传导装置5的位置和强度。在硬件的实施上可以根据接收到的散射光的反射强度来计算电流的强弱，并根据电流的强弱来得到手指在传导装置5上的位置和强度。在此还可以采用软件来具体实施，设置存储器装置，用来存储提前设置好的手指相对于传导装置5的各种姿态数据。再设置调取装置，根据得到的散射光的反射强度来调取相应的姿态数据，得到手指在传导装置上的位置和强度数据。
调取装置的分析过程通过建立算法模型，对感应装置输出的信号进行分析，从而对用户意图进行反向推算，对手指的平移、滑动、缩放、拿捏、环圈、对勾、画叉等基本行为姿态进行识别。根据识别数据得到控制信号，利用红外发射将该控制信号发送给电视机，电视机根据接收到的控制信号进行相应的操作。感应装置的识别系统具体采用的流程如下：
流程1：设定反射物体(在此设定反射物体为手指，其反射物体的具体形式不限)的移动轨迹，并分配相应的数字作为规定基准。在此移动轨迹为一个8个方向的序列。如图2所示，手指的滑动方向被定义为8种类型，并分别用0～7八个数字表示。
流程2：定义移动轨迹，并利用数字基准值来标示移动轨迹。
如图3所示，定义数字4的写法为图3所示，o点为开始点，根据8个方向的定义说明，将数字4的轨迹分解为如图4所示的三个步骤，换算为基准值即为302，302即为数字4的参考基准。同理，较为复杂的数字3的轨迹分解为如图5所示的步骤，数字3的基准值为0123401234。同理也可以得到其他各数字的基准值，在此不一一列举。同理，对于方向操作的表示，向右滑动，则右滑动的基准值为0。
流程3：将流程2的数字基准值存储在存储装置中。
流程4：从存储装置中调取数字基准值。
当用户在遥控器的传导装置上进行手写输入时，感应装置获得手指的移动轨迹，并在轨迹的方向(斜率)发生变化时自动生成并输入数字序列。在手指离开遥控器的传导装置时，将该数字序列和所有内置的基准值序列进行LEVENSHTEIN距离计算，最后，将该距离最小的那个基准值所对应的姿势或数字取出，作为识别结果。LEVENSHTEIN距离计算是一种比较字符串(String)相似程度的算法。如LD(s1，s2)＝把s1变成s2需要的{增加，删除，替换}操作之和。
以上的识别流程在进行遥控器的触摸式轨迹跟踪时，相应速度快且算法简单、容易实现、低成本，非常适合应用于触摸式控制器尤其是家用电器控制器中，如触摸式电视遥控器。
本实施例的技术方案使操作者尤其是老人再也不需要向传统的遥控器一样去记忆遥控器上的按键的具体功能，而只需要通过手指或其他物体通过在遥控器上的传导装置表面按压，就能达到控制电视机或其他被控制设备的目的。本发明的技术方案的遥控器还可以在多被控制设备环境中，如家庭环境中，只需要一个遥控器就可以同时控制电视机、空凋、机顶盒、DVD播放机、冰箱等。大大减少了家用遥控器的数量，解决了操作者需要针对每个被控制设备去找对应的遥控器的问题。
本发明的技术方案还可以应用于其他需要控制的设备上，替代传统的点对点控制按键，只需要利用手指等直接根据人们的姿态来确定操作者的控制意图，从而达到控制电视机的目的。例如替代电视机表面的控制按键，替代机顶盒、DVD播放器、冰箱、空调、手机以及其他需要控制的被控制设备等等。
基于以上控制原理，在此提出一种控制方法，包括以下步骤：
S100将设定好的外部物体在所述控制装置上的移动轨迹和对应的数字基准值以及对应的控制信号存储在存储器装置中；
假设外部物体的移动轨迹分为8个不同的方向(也可以为4个、16个及其他，以操作者的需要设定。方向越多，移动轨迹的识别越精确。在此由于是家电遥控器，假设其只实现对外部物体如手指、输入笔的上下左右滑动、点击、数字等等较为基础的识别，故在此设定移动轨迹为8个不同方向。)，并设定8个相应的基本数字表示。如图2所示。在此以0～7分别表示各个方向。例如：定义数字4的写法为图3所示，o点为开始点，根据8个方向的定义说明，将数字4的轨迹分解为如图4所示的三个步骤，换算为基准值即为302，302即为数字4的参考基准。同理，较为复杂的数字3的轨迹分解为如图6所示的步骤，数字3的基准值为0123401234。同理也可以得到其他各数字的基准值，在此不一一列举。同理，对于方向操作的表示，向右滑动，则右滑动的基准值为0。
在步骤S100中还包括以下步骤：
S110将LED光源设置在传导装置附近，使LED光源发出的光线射入传导装置中，并使所述光线能够以全反射传输的方式在传导装置中传输；所述的传导装置为塑料或有机玻璃。为了保证LED光源的光线射入传导装置能进行全反射传输，在传导装置的上下两侧分别设置两块挡光装置，挡光装置用来调节LED光源发出光线射入传导装置的临界角。
S120当外部物体接触传导装置，传输在传导装置中的光线遇到外部物体时发生散射。外部物体选择具有较高的反射率的物体，它可以改变接收到的光波的传播方向，使所述光波遇到所述反射物体时发生散射。可以是金属、橡胶等物质，在此，所述反射物体为手指。当手指按压传导装置，在传导装置中传播的光线遇到手指时发生散射。
S200感应从步骤S100中外部物体对所述控制装置的操作命令，得到外部物体在所述控制装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。比对方式采用通过计算LEVENSHTEIN距离的方式。所述LEVENSHTEIN距离计算是一种比较字符串(String)相似程度的算法。如LD(s1，s2)＝把s1变成s2需要的{增加，删除，替换}操作之和。
当从步骤S120发送散射光进入步骤S200时，步骤S200此时捕获步骤S120发出的散射光，并根据接收到的散射光得到外部物体在传导装置上的移动轨迹，根据所述移动轨迹得到数字序列，并输出数字序列。在传导装置底部设置感应装置，用来捕获步骤S120得到的散射光，并根据接收到的散射光的反射强度计算手指相对于传导装置的位置和强度，并输出该位置和强度数据信号。在此可以通过接收到的散射光的反射强度计算电流的强弱，根据该电流的强弱来量化手指相对于传导装置的位置和强度数据。还可以通过提前设置和存储手指的各种姿态数据，根据得到的散射光的反射强度来提取相应的姿态数据，得到手指在传导装置上的位置和强度数据信号。
S300将步骤S200输出的数字序列和数字基准值序列进行比对，得到调取信号，从存储器装置中调取对应的控制信号，输出控制信号。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它控制设备中，如多点触摸电视机系统、电脑系统、人机游戏系统、投影系统、手机系统等。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。