專利名稱：慣性感測式坐標輸入裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種慣性感測式坐標輸入裝置與方法，特別涉及的是一種利 用加速度計與一個陀螺儀的架構(gòu)，實現(xiàn)不受操作空間限制，可在平坦表面上操作， 也可在空間中操作的具平面/空間功能的慣性感測計算機輸入裝置與方法，在平面(2D)模式中，以陀螺儀偵測裝置的轉(zhuǎn)動以補償人手操作不自覺的轉(zhuǎn)動與消除慣性 感測組件電子噪聲的干擾，克服純加速度計坐標輸入裝置的技術(shù)障礙，達成自然 順手的操控感覺，適在輸入裝置應用與制造相關(guān)業(yè)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有光標控制裝置有許多種類，例如，控制計算機顯示器光標大多采用鼠標 形式，而控制投影機的簡報器則具有一遙控器外型，以鼠標而言，可概分為滾球 型與光學型兩大類型，其操作模式均必須在一平面上滑行，憑借控制滾球位移產(chǎn) 生機械式訊號或陰影變化感應光訊號，以達到控制光標移動的目的，換言的，操 作平面與空間影響著訊號的好壞；再以簡報器而言，由于主要功能在于指示投影 片，因此大多數(shù)采用無線傳輸，配合開、關(guān)、上、下、翻頁等功能的相關(guān)控制電 路與按鍵，達到簡報指示目的；但是當同時具有計算機顯示器與投影器時，必須設(shè)置兩種光標控制裝置，占空間且顯得雜亂。
目前市面上雖可見綜合鼠標與簡報器雙重功能的光標控制裝置，然其控制方 式仍未跳脫傳統(tǒng)電子與機械控制模式，至于近年來被積極研發(fā)的重力式光標控制 裝置，則因為許多技術(shù)問題仍有待改善，故仍停留在研發(fā)階段而未見消費性成品問世。
針對專利而言，請參閱圖1所示美國專利4787051號"Inertial Mouse System", 所述的案公開一種慣性鼠標10，其主要是具有一 X軸加速度計16，以及感測方 向與所述的X軸加速度計16垂直且分設(shè)在所述的X軸加速度計16兩側(cè)的Y軸 加速度計14、 18，利用所述的Y軸加速度計14、 18的加速度差計算所述的慣性 鼠標10的轉(zhuǎn)動量，配合所述的X軸加速度計16感測的加速度變化，再利用硬件 化算法，將慣性鼠標IO移動的曲線軌跡數(shù)字化以輸入計算機；所述的純加速度計
坐標輸入裝置，由于轉(zhuǎn)動量是以兩加速度計差分間接計算，因此誤差極大，而由于僅具有X軸與Y軸加速度計，因此僅能在平面上操作。
再請參閱圖2所示美國專利5898421號"Gyroscopic pointer and method",所 述的案公開一種指示器，其是可外接電源190驅(qū)動一機械式陀螺儀110轉(zhuǎn)動，所 述的機械式陀螺儀110憑借一組萬向軸115、 120樞接在一內(nèi)框架170內(nèi)，所述的 內(nèi)框架170再憑借軸向與所述的萬向軸115、 120相互垂直的另一組萬向軸140、 145樞接在一外框架160內(nèi)，當所述的裝置在自由空間中操作時，憑借所述的計 算機連接頭180可將所述的陀螺儀110的轉(zhuǎn)動量對應到顯示裝置的光標X、 Y兩 軸移動量；所述的指示器由于采用純陀螺儀輸入坐標，因此只適用在自由空間， 無法在平面上使用，再者，機械式陀螺儀體積龐大且誤差值高。
再請參閱圖3所示美國專利5825350號"Electronic pointing apparatus and method",所述的案公開一種可在平面與空間中運作的指示裝置100，其是在所述 的指示裝置100內(nèi)部設(shè)有一滾球260，并在其內(nèi)部的電路板452上設(shè)有陀螺儀電 路，憑借一活塞270連動一杠桿472，當所述的指示裝置100壓制在平面上使用 時(也即作為鼠標使用時)，所述的活塞270可將所述的杠桿472頂起，使所述的 滾球260呈現(xiàn)可自由活動的釋放狀態(tài)，當舉起所述的指示裝置100時，所述的活 塞270可自然拉動所述的杠桿472下降，使設(shè)置在所述的杠桿472底部的凸塊506 壓制在所述的滾球260上，限制所述的滾球260活動，此時，即可將所述的指示 裝置100作為指示器使用，憑借所述的設(shè)置有陀螺儀電路的電路板452，可偵測 所述的指示裝置100的移動量并對應到顯示裝置光標；然而，由于所述的杠桿472 與凸塊506并無法確實壓制所述的滾球260，當人手在空間中晃動所述的指示裝 置100時，極容易導致所述的滾球260非預期性移動或滾動，而產(chǎn)生不必要的移 動訊號，影響坐標輸入，因此，所述的種結(jié)構(gòu)并未能被具體實現(xiàn)或應用在消費市 場。
目前市面上可見與圖3所示所述的指示裝置類似的消費性產(chǎn)品，是在光學鼠 標內(nèi)結(jié)合陀螺儀，光學感測裝置雖可免去滾球非預期性移動的問題，然而，無論 為滾球或光學感測，其負責平面操作的滾球、光學感測與負責空間操作的陀螺儀 電路之間彼此并無任何關(guān)聯(lián)，所述的類結(jié)構(gòu)僅是提供一用以收納兩種操作模式裝 置的共享殼體而已，不僅基本功能未增加，反而使得整體裝置復雜且體積十分龐 大，重量增加。
再如圖4所示，中國臺灣省專利申請案號第90221010號"重力式鼠標"，其 是憑借重力探測IC測量物體的位能，將位能轉(zhuǎn)換為動能所產(chǎn)生的訊號，傳輸在微 處理器IC計算，而微處理器IC可偵測重力探測IC運動的時間，并接收重力探測 IC運動產(chǎn)生的加速度數(shù)值，加以運算并轉(zhuǎn)換成實際的移動單位，傳輸在計算機主 機而控制屏幕光標的走向；所述的案主要的運算手段是當所述的鼠標在空間移動 時，利用兩軸以上加速度計進行積分運算以控制光標移動，所述的種方式的最大 缺失在于會產(chǎn)生累計誤差，導致游標定位失真。
據(jù)上所述可知，如何能有一種不受操作空間限制、兼具平面/空間操作功能， 可克服現(xiàn)有純加速度計或純陀螺儀坐標輸入裝置的坐標失真、誤差大的缺失，同 時可補償人手操作不自覺轉(zhuǎn)動所造成誤差的坐標輸入裝置，為相關(guān)業(yè)者迫切需要 解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于，提出一種慣性感測式坐標輸入 裝置與方法，其利用加速度計與一個陀螺儀的架構(gòu)，實現(xiàn)不受操作空間限制，可 在平坦表面上作平面操作，也可在空間中作空間操作。本裝置在平面操作模式時， 是以陀螺儀偵測裝置的轉(zhuǎn)動以補償人手操作不自覺的轉(zhuǎn)動與消除慣性感測組件電 子噪聲的干擾，克服純加速度計坐標輸入裝置的技術(shù)障礙，達成自然順手的操控 感覺。
為達到上述目的，本發(fā)明提出一種慣性感測式坐標輸入裝置，其包含
一加速度計，是用以測量X、 Y、 Z三軸加速度；以及
一陀螺儀，是以Z軸為軸心，用以偵測裝置的轉(zhuǎn)動量；由所述的陀螺儀經(jīng)由 積分角速度以計算轉(zhuǎn)動角度，并計算轉(zhuǎn)動瞬間的離心力與向心力，用以對x軸與 Y軸加速度訊號進行補償，再以補償后的X軸與Y軸加速度訊號對應至顯示裝置
的坐標。
較佳的是，所述的Z軸加速度計是用以感測上下方向位移時的加速度，以決 定所述的裝置的操作模式。
較佳的是，所述的平面操作模式是包含
X軸加速度計以平面移動方式使用，用以偵測左右位移時的加速度變化，并 產(chǎn)生X軸加速度訊號，以及，Y軸加速度計是以平面移動方式使用，用以偵測前后位移時的加速度變化，并產(chǎn)生Y軸加速度訊號；
較佳的是，所述的加速度計為一模塊化結(jié)構(gòu)或三軸分離偵測式結(jié)構(gòu)其中之一 或其組合。
為達到上述目的，本發(fā)明更提出一種慣性感測式坐標輸入方法，其包含
(a) 定義基礎(chǔ)訊號，其是偵測一X軸加速度計、一Y軸加速度計、一Z軸加速度計以及一陀螺儀在靜置狀態(tài)時的加速度與角速度，并將其分別定義為基礎(chǔ)訊號(Base Value, BV);
(b) 偵測上下方向是否產(chǎn)生位移，由一 Z軸加速度計偵測上下方向的Z軸加速 度是否改變；
(C)若Z軸加速度無甚改變，則進行平面操作模式；由一X軸加速度計以平面 移動方式使用，用以偵測左右位移時的加速度變化，并產(chǎn)生X軸加速度訊號，以 及，由一Y軸加速度計以平面移動方式使用，用以偵測前后位移時的加速度變化， 并產(chǎn)生Y軸加速度訊號；
(d)若Z軸加速度改變，則進行空間操作模式；由一陀螺儀偵測左右方向的傾 斜，并產(chǎn)生角速度訊號，以及，由一Y軸加速度計偵測前后傾斜產(chǎn)生的加速度變 化，并產(chǎn)生Y軸加速度訊號。
較佳的是，所述的步驟(b)是將Z軸位移所產(chǎn)生的加速度訊號定義為動作訊號， 根據(jù)所述的動作訊號與所述的Z軸加速度計的基礎(chǔ)訊號相互比對，即可得知上下 方向的加速度是否改變。
較佳的是，所述的步驟(C)進行平面操作模式時，其更包含下列步驟
(cl)補償X軸以及Y軸加速度訊號，由一陀螺儀偵測裝置在平面上操作時的 轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的角速度訊號，所述的角速度訊號是用以對X軸與Y軸加速度訊號進行 補償。
較佳的是，所述的步驟(cl)所述所述的陀螺儀對X軸加速度訊號以及Y軸加速度訊號進行補償，其更包含下列步驟
(Cll)計算轉(zhuǎn)動角度，經(jīng)由積分角速度以計算轉(zhuǎn)動角度；
(cl2)偵測轉(zhuǎn)動瞬間的離心力(切線方向作用力)與向心力。
較佳的是，所述的離心力為所述的x軸加速度計所偵測，且與x軸位移共同產(chǎn)生X軸加速度訊號；所述的向心力為所述的Y軸加速度計偵測，且與Y軸位移共同產(chǎn)生Y軸加速度訊號。
(cl3)訊號補償
較佳的是，利用陀螺儀得到的轉(zhuǎn)動角度、離心力與向心力，可以計算扣除X與Y軸共同產(chǎn)生加速度訊號中的轉(zhuǎn)動誤差量，以補償操作的可能轉(zhuǎn)動誤差。
較佳的是，所述的計算補償所述的X與Y軸加速度計的加速度訊號的步驟是包括
計算X軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度，所述的X軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度為X軸加速度計偵測到的加速度減去離心力；
計算Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度，所述的Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度為Y軸加速度計偵測到的加速度減去向心力；
對X、 Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度進行補償。
較佳的是，所述的對X、 Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度進行補償，是經(jīng)由下式運算
<formula>see original document page 9</formula>
其中，
gcx為補償后的X方向的加速度；
gcy為補償后的Y方向的加速度；
θ為轉(zhuǎn)動角度；
grx為X軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度；
gry為Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度。
較佳的是，所述的步驟(CI):
所述的補償后的X軸以及Y軸加速度訊號是經(jīng)雙重積分成位移，再對應一顯示裝置的X軸與Y軸坐標。
較佳的是，所述的步驟(C)進行平面操作模式時，其更包含下列步驟
(cl3)停止(靜置)偵測，檢視預先儲存的復數(shù)筆連續(xù)X軸與Y軸加速度訊號是否落入一門坎值范圍內(nèi)；
(cl4)若所述的復數(shù)筆連續(xù)的X軸與Y軸加速度訊號落入所述的門坎值范圍內(nèi)，則將所述的復數(shù)筆訊號平均，并以所述的平均值取代原基礎(chǔ)訊號(BV);
(cl5)若所述的復數(shù)筆連續(xù)的X軸與Y軸加速度訊號落入所述的門坎值范圍外，則不進行任何動作。
較佳的是，所述的步驟(C13)所儲存訊號的筆數(shù)，是依實際操作情況或所述的 裝置大小而設(shè)定。
較佳的是，所述的步驟(C13)的門坎值范圍，是依實際操作情況或所述的裝置 大小而設(shè)定。


圖1是現(xiàn)有美國專利4787051號"Inertial Mouse System"的結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有美國專利5898421號"Gyroscopic pointer and method"的結(jié)構(gòu)示意圖3是現(xiàn)有美國專利5825350號"Electronic pointing apparatus and method,，的 結(jié)構(gòu)示意圖4是現(xiàn)有中國臺灣專利申請案號第90221010號"重力式鼠標"的流程圖5是本發(fā)明的裝置架構(gòu)與軸向定義圖6是本發(fā)明的輸入方法的流程圖。
具體實施例方式
以下將參照隨附的圖式來描述本發(fā)明為達成目的所使用的技術(shù)手段與功效， 而以下圖式所列舉的實施例僅為輔助說明，但本案的技術(shù)手段并不限于所列舉圖 式。
請參閱圖5架構(gòu)與圖6算法流程，本發(fā)明提供的一種慣性感測式坐標輸入裝 置及其方法，所述的裝置10是包含一加速度計11，所述的加速度計11是可測量 X、 Y、 Z三軸加速度的三軸加速度計，可產(chǎn)生X、 Y、 Z三軸加速度訊號，所述 的加速度計11可為一模塊化結(jié)構(gòu)或三軸分離偵測式結(jié)構(gòu)其中之一或其組合；所述 的裝置更包括一陀螺儀12，所述的陀螺儀12是以Z軸為軸心，用以偵測所述的 裝置的轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生一角速度訊號；該加速度計11所感測之重力加速度訊號以及該 陀螺儀12所偵測之角速度訊號，先傳送至一中央處理器進行訊號處理，再以有線 或無線之方式將處理后之訊號傳送至一微處理器，即可控制顯示裝置上之光標或 畫面，此部份屬于習知技術(shù)，在此不予贅述；有關(guān)所述的裝置10輸入坐標的流程
如下
步驟(a):原始訊號以遞迭式平均(Iterative Averaging)處理過后，定義基礎(chǔ)訊號，其是偵測一X軸加速度計、一Y軸加速度計、一Z軸加速度計以及一陀螺儀在靜置狀態(tài)時的連續(xù)多筆加速度與角速度值平均，并將其分別定義為基礎(chǔ)訊號 (BaseValue， BV);可將其基礎(chǔ)訊號分別定義為BVx、 BVy、 BVz，以及BVw。
步驟(b):由Z軸加速度計偵測上下方向的Z軸加速度是否改變，并將Z軸位 移所產(chǎn)生的加速度訊號定義為動作訊號z，根據(jù)所述的動作訊號z與所述的Z軸 加速度計的基礎(chǔ)訊號BVz相互比對，即可得知上下方向的加速度是否改變；也即， 當操作者由一平面舉起所述的裝置10時，(z-BVz)值將變得很大且超出預先設(shè)定 的門坎值很多，代表即將進行如簡報器、指示器等操作功能，因此根據(jù)所述的Z軸加速度的變化可決定平面或空間操作模式。
步驟(c):若Z軸加速度無甚改變，即(z-BVz)的絕對值小于預先設(shè)定的門坎值，則進行平面操作模式；此時，所述的加速度計11的X軸與Y軸加速度計均以平 面移動方式使用，用以偵測左右與前后位移時的加速度變化，并產(chǎn)生X軸加速度 訊號x，以及Y軸加速度訊號y。
步驟(cl):補償X軸以及Y軸加速度訊號，由所述的陀螺儀12偵測在平面上 操作時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動量，并產(chǎn)生角速度訊號w，所述的角速度訊號是用以對X軸 與Y軸加速度訊號進行補償，所述的補償后的X軸以及Y軸加速度訊號是經(jīng)雙 重積分成位移，再對應一顯示裝置的X軸與Y軸坐標。
由于經(jīng)過多次平面操作后，X軸與Y軸訊號會產(chǎn)生誤差與噪聲，導致坐標失 真，因此必須對X軸與Y軸加速度訊號進行補償；步驟(cll)、 (cl2)即顯示所述 的陀嫘儀12對X軸與Y軸加速度訊號進行補償?shù)姆椒ā?br> 步驟(cll):計算轉(zhuǎn)動角度，經(jīng)由積分角速度以計算轉(zhuǎn)動角度e，是用以判別 所述的裝置IO是否有轉(zhuǎn)動。即
θ= ∫w <1>
步驟(C12):計算轉(zhuǎn)動瞬間的離心力gt與向心力gr; gt=Rx(w/dt) <2〉 gr=Rxw2 <3>
其中，R為操作裝置時手肘(轉(zhuǎn)動中心)與加速度計距離；dt為取樣間距時間，可以所需隨機設(shè)定。
X軸加速度計偵測到的加速度gx為實際位移所產(chǎn)生的加速度grx與離心力gt 的總合；即
gx=grx+gt <4>
也即，所述的X軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度g^為X軸加速度計偵 測到的加速度gx減去離心力gt;
同理，Y軸加速度計偵測到的加速度gy為實際位移所產(chǎn)生的加速度gry與向心力gr的總合；
gy=gry+gr <5>
也即，所述的Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度gry為Y軸加速度計偵 測到的加速度gy減去向心力gr;由<2>~<5>式可以求得乂、 Y兩軸加速度的實際 位移(grx，gry，此位移再經(jīng)轉(zhuǎn)動補償?shù)玫秸嬲a償后X與Y方向的加速度訊號(gcx,gcy);即
<formula>see original document page 12</formula><6>
此外，步驟(cl3) (cl5)顯示以門坎值(Thres holding)對X軸與Y軸加速度訊號 進行靜置偵測的方法。
步驟(cl3):靜置(或停止)偵測，檢視預先儲存的復數(shù)筆連續(xù)X軸與Y軸加速度訊號是否落入一門坎值范圍內(nèi)。
步驟(cl4):若所述的復數(shù)筆連續(xù)的X軸與Y軸加速度訊號落入所述的門坎值 范圍內(nèi)，則將所述的復數(shù)筆訊號平均，并以所述的平均值取代原基礎(chǔ)訊號(BV)。
步驟(cl5):若所述的復數(shù)筆連續(xù)的X軸與Y軸加速度訊號未落入所述的門坎 值范圍內(nèi)，則不進行任何動作。
關(guān)于所述的儲存訊號的筆數(shù)以及所述的門坎值范圍的設(shè)定，必須依實際操作 情況或所述的裝置大小而設(shè)定，例如可設(shè)定當連續(xù)累計X軸與Y軸加速度訊號各 十筆時即進行檢視，并將所述的門坎值范圍設(shè)定為正負各3個單位值，若所述的復筆X軸與Y軸加速度訊號均落入所述的正負各3個單位值范圍內(nèi)，則進行訊號 平均并取代基礎(chǔ)訊號，以改善人手操作不自覺的轉(zhuǎn)動與消除慣性感測組件電子噪 聲的干擾。
步驟(d):若Z軸加速度改變，則進行空間操作。
綜上所述，本發(fā)明所提供的慣性感測式坐標輸入裝置與方法，其利用加速度 計與一個陀螺儀的架構(gòu)，即可實現(xiàn)不受操作空間限制，可在平坦表面上操作，也可在空間中操作的目的，且在平面操作模式中，以陀螺儀偵測裝置的轉(zhuǎn)動對X軸與Y軸加速度訊號進行補償，可改善人手操作不自覺的轉(zhuǎn)動與消除慣性感測組件 電子噪聲的干擾，克服純加速度計坐標輸入裝置的技術(shù)障礙。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限 制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種慣性感測式坐標輸入裝置，系用以感測重力加速度訊號以及角速度訊號，且傳送至一中央處理器進行訊號處理，再以有線或無線之方式將處理后之訊號傳送至一微處理器，以控制顯示裝置上之光標或畫面，其特征在于其包含一加速度計，是三軸加速度計，分別具有X軸加速度計、Y軸加速度計以及Z軸加速度計，用以測量X、Y、Z三軸加速度；以及一陀螺儀，是以Z軸為軸心，用以偵測裝置的轉(zhuǎn)動量；由所述的陀螺儀經(jīng)由積分角速度以計算轉(zhuǎn)動角度，并計算轉(zhuǎn)動瞬間的離心力與向心力，用以對X軸與Y軸加速度訊號進行補償，再以補償后的X軸與Y軸加速度訊號對應至顯示裝置的坐標。
2、 如權(quán)利要求1所述的慣性感測式坐標輸入裝置，其特征在于所述的Z 軸加速度計是用以感測上下方向位移產(chǎn)生的加速度，以決定所述的裝置的操作模 式。
3、 如權(quán)利要求2所述的慣性感測式坐標輸入裝置，其特征在于所述的操作 模式是包含平面操作模式，由所述的X軸加速度計以平面移動方式使用，用以偵測左右 位移時的加速度，以及，由所述的Y軸加速度計是以平面移動方式使用，用以偵測前后位移時的加速度；空間操作模式，由所述的陀螺儀偵測左右方向的傾斜產(chǎn)生的角速度訊號，以及，由所述的Y軸加速度計偵測前后傾斜產(chǎn)生的加速度變化。
4、 如權(quán)利要求3所述的慣性感測式坐標輸入裝置，其特征在于所述的裝置為空間操作模式時，所述的x軸加速度計無作用。
5、 如權(quán)利要求l所述的慣性感測式坐標輸入裝置，其特征在于所述的加速度計為一模塊化結(jié)構(gòu)或三軸分離偵測式結(jié)構(gòu)其中之一或其組合。
6、 一種慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于其包含步驟a:定義基礎(chǔ)訊號，其是偵測一X軸加速度計、一Y軸加速度計、一Z軸加速度計以及一陀螺儀在靜置狀態(tài)時的加速度與角速度，并將其分別定義為基礎(chǔ)訊號；步驟b:偵測上下方向是否產(chǎn)生位移，由一 Z軸加速度計偵測上下方向的Z 軸加速度是否改變； 步驟C:若Z軸加速度無改變，則進行平面操作模式；由一X軸加速度計以 平面移動方式使用，用以偵測左右位移時的加速度變化，以及，由一Y軸加速度 計是以平面移動方式使用，用以偵測前后位移時的加速度變化；步驟d:若Z軸加速度改變，則進行空間操作模式；由一陀螺儀偵測左右方 向的傾斜，產(chǎn)生角速度訊號，以及，由一 Y軸加速度計偵測前后傾斜產(chǎn)生的加速 度變化。
7、 如權(quán)利要求6所述的慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于所述的步驟 b是將Z軸位移所產(chǎn)生的加速度訊號定義為動作訊號，根據(jù)所述的動作訊號與所 述的Z軸加速度計的基礎(chǔ)訊號相互比對，即可得知上下方向的加速度是否改變。
8、 如權(quán)利要求6所述的慣性感測式坐標輸入方法，其中所述的步驟c進行平 面操作模式時，其還包含下列步驟步驟C1:補償X軸以及Y軸加速度訊號，由一陀螺儀偵測在平面上操作時 所產(chǎn)生的角速度訊號，所述的角速度訊號是用以對X軸與Y軸加速度訊號進行補償。
9、 如權(quán)利要求8所述的慣性感測式坐標輸入方法，其中所述的步驟cl所述的陀螺儀對X軸加速度訊號以及Y軸加速度訊號進行補償，其還包含下列步驟 步驟cll:計算轉(zhuǎn)動角度，經(jīng)由積分角速度以計算轉(zhuǎn)動角度； 步驟C12:偵測轉(zhuǎn)動瞬間的離心力與向心力。
10、 如權(quán)利要求9所述的慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于所述的步驟c12的離心力與向心力與轉(zhuǎn)動角度是用在計算補償后所述的X與Y軸加速度計的加速度訊號。
11、 如權(quán)利要求IO所述的慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于所述的計算補償所述的X與Y軸加速度計的加速度訊號的步驟是包括-計算x軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度，所述的x軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度為X軸加速度計偵測到的加速度減去離心力；計算Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度，所述的Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度為Y軸加速度計偵測到的加速度減去向心力；對X、 Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度進行補償。
12、 如權(quán)利要求ll所述的慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于所述的對 X、 Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度進行補償，是經(jīng)由下式運算<formula>formula see original document page 4</formula>其中，gex為補償后的x方向的加速度；gcy為補償后的Y方向的加速度；e為轉(zhuǎn)動角度； gn為X軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度； g。為Y軸加速度計實際位移所產(chǎn)生的加速度。
13、 如權(quán)利要求8所述的慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于所述的步 驟Cl經(jīng)補償后的X軸以及Y軸加速度訊號是經(jīng)雙重積分成位移，再對應一顯示裝置的X軸與Y軸坐標。
14、 如權(quán)利要求6所述的慣性感測式坐標輸入方法，其特征在于所述的步 驟C進行平面操作模式時，其還包含下列步驟步驟C13:停止靜置偵測，檢視預先儲存的復數(shù)筆連續(xù)X軸與Y軸加速度訊 號是否落入一門坎值范圍內(nèi)；步驟Cl4:若所述的復數(shù)筆連續(xù)的X軸與Y軸加速度訊號落入所述的門坎值 范圍內(nèi)，則將所述的復數(shù)筆訊號平均，并以所述的平均值取代原基礎(chǔ)訊號；步驟cl5:若所述的復數(shù)筆連續(xù)的X軸與Y軸加速度訊號落入所述的門坎值 范圍外，則不進行任何動作。
全文摘要
本發(fā)明為一種慣性感測式坐標輸入裝置與方法，所述裝置包含一可偵測X、Y、Z三軸加速度的加速度計，與一以Z軸為軸心，用以偵測轉(zhuǎn)動量的陀螺儀；其坐標輸入方法如下首先定義各感測組件靜置時的訊號為基礎(chǔ)訊號，再由Z軸加速度計偵測Z軸加速度是否改變；若Z軸加速度在一段連續(xù)取樣期間與基礎(chǔ)訊號比較無甚改變，則進行平面操作模式，由X、Y軸加速度計偵測左右或前后位移的加速度變化，將X、Y軸加速度訊號雙重積分得到位移，此位移經(jīng)尺度調(diào)整即為坐標輸入值；若Z軸加速度改變量夠大，則進行空間操作模式；在平面操作模式時，陀螺儀可偵測裝置所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動量，用以對X軸與Y軸加速度訊號進行補償。
文檔編號G06F3/033GK101206537SQ20061017077
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者劉順男, 蔡明杰, 鄭勝文 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院