專利名稱：：整合式動作偵測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種動作偵測系統(tǒng)，特別涉及一種整合式動作偵測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)物體的移動偵測、或肢體動作的辨識，大多數(shù)是以光學(xué)感測(例如利用紅外線達成的光偵測、影像捕捉等)方式，配合電腦的演算法達成，這類系統(tǒng)的感測數(shù)據(jù)龐大，且環(huán)境變數(shù)對其整體感測結(jié)果的影響相當(dāng)大，例如作業(yè)的環(huán)境中，過多的光噪音，即會造成感測結(jié)果失真，因此，此類的系統(tǒng)建置，往往需要強大復(fù)雜的演算設(shè)備及機制配合，其至少需包含感測輸入裝置及數(shù)據(jù)設(shè)備兩大部分，因此，其應(yīng)用時，是受限于上述原因，而需在固定的位置及場合方可達成，例如居家或一特定場所的門禁安全系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等；近年來，隨著微機電元件(MircoElec-MechanicalSystems,MEMS)的發(fā)明及應(yīng)用，以及加速計及陀螺儀等微慣性感測元件在功能上的改進，已使得有關(guān)動作、方向感測系統(tǒng)的設(shè)計，相對簡單許多；慣性感測元件所感測的動作信號，相較于現(xiàn)有光學(xué)感測元件所感測的光學(xué)信號而言，較為可靠、穩(wěn)定及易于處理，且感測輸入裝置本身體積小，更是其受廣泛應(yīng)用的一主要原因；再者，其所輸出的感測信號即是真實的慣性運動數(shù)值，不需如影像式的復(fù)雜物理單位轉(zhuǎn)換的演算過程，因此，配合適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥鳎隳軐崿F(xiàn)系統(tǒng)小型化、可攜性高的動作偵測應(yīng)用，例如手握式的電腦游標(biāo)操作、或電腦游戲操作裝置；目前相關(guān)現(xiàn)有有關(guān)此類系統(tǒng)的慣性感測技術(shù)，多數(shù)專注于解決空間運動軌跡的問題(包含游標(biāo)計算)，或則運動模式的判斷方法等技術(shù)層面，所以，單一系統(tǒng)均采用單一開發(fā)的方式進行，無法有效通用其它的相關(guān)系統(tǒng)，如此，不僅延誤了新產(chǎn)品的開發(fā)時程，也使開發(fā)成本居高不下。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種整合式動作偵測系統(tǒng)。為了達到上述目的及其它目的，本發(fā)明提供一種整合式動作偵測系統(tǒng)，裝設(shè)在一電子裝置的一載體中，其包括一微慣性感測單元，其包括至少一加速計或至少一陀螺儀，所述的微慣性感測單元用以感測所述載體的動作，并將感測結(jié)果以數(shù)字信號輸出；一微處理器單元，其儲存有動作辨識演算法，所述的動作辨識演算法為一種程序執(zhí)行碼，所述的微處理器單元與所述微慣性感測單元呈電性連接，用以處理所述微慣性感測單元所輸出的數(shù)字信號，并將所述的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一對應(yīng)的動作碼；以及復(fù)數(shù)個電性腳位，分別電性連接于所述微處理器單元，其中一所述電性腳位輸出所述動作碼。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明以最上層系統(tǒng)功能性包裝的觀點出發(fā)，能提升其實用性及降低系統(tǒng)整體的開發(fā)成本，且提供一種實用且易于實現(xiàn)的整合性動作偵測系統(tǒng)，可將之組設(shè)在一載體上，以使此載體產(chǎn)生動作的同時，其動作數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號，并完成相關(guān)的輸出。圖1為本發(fā)明的組成示意圖2為本發(fā)明的另一較佳實施例(一)；圖3為本發(fā)明的另一較佳實施例(二)；圖4為本發(fā)明提供動作碼的數(shù)字輸出方式示意圖5為本發(fā)明的另一較佳實施例(三)；圖6為本發(fā)明的另一較佳實施例(四)。附圖標(biāo)記說明10-整合式動作偵測系統(tǒng)；101-微處理器單元；102-微慣性感測單元；103-電流輸入腳位；104-電流輸出腳位；105-操作裝置連接腳位；106-原始數(shù)據(jù)輸出腳位；107-動作碼輸出腳位；108-無線傳輸接口；109-重置信號輸入腳位；20-驅(qū)動單元；21-RS-232連接口；22-C2/JATG接口；23-SPI連接口；30-遙控裝置；301-無線傳輸模塊；302-按鍵/開關(guān)模塊；31-無線傳輸裝置；311-無線傳輸模塊；312-微芯片；40-電路板。具體實施方式以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。請參閱圖1，圖中所示為本發(fā)明的組成示意圖，如圖中所示的整合式動作偵測系統(tǒng)IO，其主要包括一微處理器單元101、一微慣性感測單元102，兩者呈相互的電性連接，可整合成一電子芯片的形態(tài)，其中，微處理器單元101儲存有一慣性感測數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)組數(shù)可能從0至N，且其數(shù)據(jù)精度可能從0-1024(10bits)至G-4096(12bits);微處理器單元101儲存有一按鍵/開關(guān)狀態(tài)，其數(shù)目可從0n個；另夕卜，微處理器單元101儲存有一動作辨識碼，其數(shù)目可從0~2m-l;以及，微處理器單元101儲存有一動作辨識演算法，其為一種程序執(zhí)行碼，主要功能為將數(shù)字化的多組連續(xù)慣性感測數(shù)據(jù)做分析判斷，決定某一時間點時是否做了特定動作，并將此特定動作設(shè)定一動作碼輸出；微處理器單元101用以處理微慣性感測單元102所輸出的數(shù)字信號，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一對應(yīng)的動作碼；再者，微慣性感測單元102主要由加速度計(可能為一至三軸)或陀螺儀(可能為一至三軸)或兩者組合所構(gòu)成；微慣性感測單元102用以感測所述載體的動作，并將感測結(jié)果以數(shù)字信號輸出；還至少包含了復(fù)數(shù)個電性腳位，可包括一電流輸入(電源正極)腳位103、一電流輸出(電源接地)腳位104、一操作裝置連接腳位105、一原始數(shù)據(jù)輸出腳位106以及一動作碼輸出腳位107,如圖所示，各腳位與微處理器單元101完成電性連接；其中，操作裝置連接腳位105可供一操作裝置進行電性連接，如一可承裝本發(fā)明以進行操作的載體，例如，游戲機的按鍵、開辟等操作裝置；原始數(shù)據(jù)(Rawdata)輸出腳位106,是可供電性連接一般處理器提供的同步序列周邊接口(SerialPeripheralInterface,SPI),或非同步序歹'H專輸接口(UniversalAsynchronousReceiver/TransmitterUART,RS232);請搭配參照圖2,圖中所示為本發(fā)明的另一較佳實施(一)，如圖中所示，動作碼輸出腳位107也可以被一無線傳輸接口(無線傳輸端)108取代，也即，可改成無線傳輸接口的用途，但需外接一無線傳輸模塊，并配合增加微處理器的韌體演算法程序(本圖中尚未繪示)；另一重置信號輸入腳位109,可供電性連接一重置按鍵或重置裝置，經(jīng)操作后，可輸入一重置信號；請搭配參照圖l及圖2,應(yīng)用時，是將本發(fā)明整合式動作偵測系統(tǒng)預(yù)設(shè)為主動裝置，另一連線的設(shè)備，則必需支援SPI傳輸接口，且需設(shè)定為從動裝置，其數(shù)據(jù)格式如下1122…NNRBBB1122...麗RBB如上ll-麗-代表N個慣性感測數(shù)據(jù)(每個2bytes);*R-代表lbyte的動作碼；*BBB-代表3bytes的M/開關(guān)狀態(tài)。請參閱圖3，圖中所示，為本發(fā)明的另一較佳實施例(二)，如圖中所示，UART(RS-232)的輸出方式，是以圖中的Tx腳位輸出數(shù)據(jù)交換碼(AmericanStandardCodeInformationInterchange,ASCII)的串歹寸數(shù)才居，傳輸協(xié)、定為115200baudrate、8bits、noparitycheck,數(shù)據(jù)格式如下"Rill12222…nnnnrrbbb…bbbX"*起頭字元"R"代表輸出原始數(shù)據(jù)(Rawdata);*1111-nnnn-代表N個慣性感測數(shù)據(jù)，范圍0000-4095;*rr-代表0~(2a-1)種動作碼(例如m=5時，值為00~31);*bbb…bbb-代表n個按鍵/開關(guān)狀態(tài)(0或1);*結(jié)束字元"X，，代表ASCII串列數(shù)據(jù)結(jié)束。再請參閱圖中所示，本發(fā)明與外界標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口的連線方式，必需外接一個RS-232的驅(qū)動單元20，以作為信號電壓轉(zhuǎn)換，再連接一RS-232連接口21，若是外界連線裝置為相同微處理器序列產(chǎn)品的UART接口，則不需電壓轉(zhuǎn)換。請參閱圖4，圖中所示為本發(fā)明提供動作碼的數(shù)字輸出方式示意圖，如圖中所示，是適用于只須動作碼數(shù)據(jù)的簡單應(yīng)用產(chǎn)品，其輸出碼可預(yù)設(shè)為0~31,以腳位標(biāo)示數(shù)字輸出有效期間，數(shù)據(jù)輸出格式如圖中所示，請參照；如上，動作碼因預(yù)設(shè)為0~31，故最多可代表32種動作，有作用的編碼需視動作辨識演算法開發(fā)程度而定，下列為基本編碼的實施例<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>請參閱圖5,圖中所示為本發(fā)明的另一較佳實施例(三)，如圖中所示，是將本發(fā)明應(yīng)用在無線傳輸?shù)倪b控架構(gòu)中，如圖，應(yīng)用時，是將承裝有本發(fā)明整合式動作偵測系統(tǒng)10的一遙控裝置30,作為控制裝置(或稱才喿作裝置)，其中，是有一無線傳輸模塊301及一按鍵/開關(guān)模塊302,分別電性連接于整合式動作偵測系統(tǒng)10;一組設(shè)有一^f效芯片312及另一無線傳輸模塊311的無線傳輸裝置31,是與一電腦32完成電性連接，其中，無線傳輸裝置31是以其微芯片312搭配一韌體演算法程序，用以接收由遙控裝置30所發(fā)出的動作信號。請參閱圖6,圖中所示為本發(fā)明的另一較佳實施例(四)，如圖中所示，本發(fā)明在實施時，是可將所有裝置整合在一電路板40上，并可以在電路設(shè)計中，預(yù)留一C2/JATG接口(JoinTestActionGroup,JATG)22,作為燒錄程序用，原RS-232連接口21、及SPI連接口23,則作為數(shù)據(jù)序列輸出用。綜合上述可知，本發(fā)明主要是應(yīng)用慣性感測技術(shù)與辨識演算法，并將之整合成一系統(tǒng)芯片或電子式才;i^反，以系統(tǒng)芯片而言，其至少包括一微處理器單元及一微慣性感測單元，且兩者呈電性連接，并搭以復(fù)數(shù)支腳位，供以和相應(yīng)用的電子裝置呈電性連接，以產(chǎn)生相關(guān)的作動及數(shù)據(jù)傳輸，其中，微慣性感測單元主要是整合至少一多軸加速度計及一陀螺儀，以使其因電子裝置的受操作的載體動作時，依其動作而輸出相對應(yīng)的動作信號，各輸出的動作信號是經(jīng)微處理器單元處理后，由其中一腳位或一個以上的腳位作輸出，且輸出的模式包括有線及無線；又如本發(fā)明所揭示，其也可將所有組成單元整合在一電子基板上，且可搭配多種的規(guī)格的輸出接口，例如RS-232連接口、SPI連接口、無線傳輸界面等，以達到符合使用的需求，例如，可將本發(fā)明應(yīng)用在電腦游戲的控制器、會議系統(tǒng)的控制裝置、門禁系統(tǒng)的控制裝置、汽車防盜系統(tǒng)的控制裝置，以及其它與動作偵測相關(guān)的裝置中；如上，本發(fā)明其實施后，確實可達到提供一種實用且易于實現(xiàn)的整合性動作偵測系統(tǒng)的目的，可將之組設(shè)在一載體上，以使此載體產(chǎn)生動作的同時，其動作的數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號，并完成相關(guān)的輸出。綜上所述，本發(fā)明具有實用性、新穎性與進步性；申請人依專利法的規(guī)定，提出發(fā)明專利申請。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1.一種整合式動作偵測系統(tǒng)，裝設(shè)在一電子裝置的一載體中，其特征在于，其包括一微慣性感測單元，其包括至少一加速計或至少一陀螺儀，所述的微慣性感測單元用以感測所述載體的動作，并將感測結(jié)果以數(shù)字信號輸出；一微處理器單元，其儲存有動作辨識演算法，所述的動作辨識演算法為一種程序執(zhí)行碼，所述的微處理器單元與所述微慣性感測單元呈電性連接，用以處理所述微慣性感測單元所輸出的數(shù)字信號，并將所述的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一對應(yīng)的動作碼；以及復(fù)數(shù)個電性腳位，其分別電性連接于所述微處理器單元，其中一所述電性腳位輸出所述動作碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述的微慣性感測單元、所述的微處理器單元與所述的復(fù)數(shù)個電性腳位整合成一電子芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述電子芯片是組設(shè)在一電子基板上，并且所述的電子芯片有至少一個的傳輸接口電性連接于所述電子基板。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸接口為一RS-232連接口、SPI連接口或兼具所述RS-232和SPI兩者功能的連接口。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整合式動作偵測系統(tǒng)其中，其特征在于，所述傳輸接口為一無線傳輸接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一電性腳位為一梯:作裝置連接腳位。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一電性腳位為一原始數(shù)據(jù)輸出腳位。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一電性腳位為一動作碼輸出腳位。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器單元儲存有一慣性感測數(shù)據(jù)，所述慣性感測數(shù)據(jù)組數(shù)從0至N，且所述慣性感測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)精度從IObits至12bits。10.才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的整合式動作偵測系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器單元儲存有一動作辨識碼，其數(shù)目從0-2"-l;同時儲存有一按鍵/開關(guān)狀態(tài)，其數(shù)目從0~n個。全文摘要本發(fā)明為一種整合式動作偵測系統(tǒng)，是應(yīng)用慣性感測技術(shù)與辨識演算法，并將之整合成一系統(tǒng)芯片或電子式機板，以應(yīng)用在各種適用的載體中，以感測載體所產(chǎn)生的各方向動作，本發(fā)明受整合后，應(yīng)用在具有各方向動作感測需求的產(chǎn)品，例如一種可操作電腦熒幕游標(biāo)的手持式裝置，利用特定腳位傳輸?shù)姆绞?，將感測結(jié)果以數(shù)字方式輸出，免除產(chǎn)品核心技術(shù)開發(fā)成本，降低開發(fā)具有動作偵測需求的產(chǎn)品的門檻。文檔編號G06F3/01GK101634888SQ200810129948公開日2010年1月27日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日發(fā)明者鄭勝德申請人:鄭勝德