具有加速计系统的控制装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201110139409.8 | 申请日 | 2011-05-19 | 公开(公告)号 | CN102253736A | 公开(公告)日 | 2011-11-23 |
| 申请人 | 罗技欧洲公司; | 发明人 | 霍曼·德伊纳巴迪; 卡米亚尔·阿米尼安; 尼古拉斯·肖万; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种具有 加速 计系统的控制装置，该控制装置包括被配置成测量控制装置的加速度的二维惯性系统。控制 电路 耦合到二维惯性系统，其中，控制电路被配置成接收二维惯性系统测量的加速度的加速度信息。控制电路还被配置成对加速度信息进行积分以计算控制装置的速度，以及确定控制装置的速度沿两个维中的一个或两者是否变成零，其中二维惯性系统被配置成测量两个维的加速度。控制电路还被配置成如果控制电路确定速度沿两个维中的一个或两者为零，则对速度的偏移进行校正。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种控制装置，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 具有加速计系统的控制装置[0001] 对相关申请的交叉引用 [0002] 根据美国法典35第119条第(e)项，本申请要求2010年5月19日提交的题为“Control Device with an Accelerometer System”的美国临时专利申请第61/346,389号的优先权。本申请与2008年5月30日提交的、题为“Pointing Device with Improved Cursor Control In-Air and AllowingMultiple Modes of Operations”的共同未决美国专利申请第12/130,883号和2008年2月13日提交的、题为“Pen Mouse”的美国专利申请第12/030,813号有关。美国临时专利申请第61/346,389号以及美国专利申请第12/130,883号和美国专利申请第12/030,813号的全部内容通过引用合并于此，以用于所有目的。 技术领域背景技术[0004] 惯性系统用在诸如飞机、卫星、汽车、轮船等多种装置中，以帮助确定这些装置在空间中的取向、在空间中定向这些装置以及导航。惯性系统通常需要定期地进行校准，以校正随时间累积的偏移。偏移包括速度、行进距离、位置、角速度以及取向随时间的不准确报告。速度的偏移不准确性是由加速度测量的误差和对加速度积分以计算速度的误差产生的。当对加速度进行积分时，误差也被积分。另外由于行进距离以及速度和速度误差被积分的位置，偏移是复合的(compounded)。因为根据先前计算出的行进距离或位置来计算新的行进距离或新的位置，所以偏移以大致与加速度测量的累积时间长度成比例的速率而累积和增加。因此，必须定期校正偏移，以便可确定正确的速度、距离、角速度以及取向。通常通过从全球定位系统(GPS)取得读数来确定实际位置和实际速度，为飞机等校正偏移。 [0005] 齐格洛(Zilog)公司第7,688,307号美国专利描述了“一种基于加速计的鼠标”。美国专利第7,688,307号描述了“鼠标控制单元生成光标移动禁用信号，该禁用信号从鼠标被抬起的时刻起停止光标移动，直到鼠标被放下为止。鼠标控制单元通过确定相对于工作表面的垂直维的加速度信号导数来生成该禁用信号”。 [0006] 朗讯(Lucent)公司第5,734,371号美国专利描述了：“一种交互式视频/计算机指向系统，其采用磁性传感器以导出相对方位角信息，并且采用倾斜计或加速计以提供相对仰角(angular elevation)信息。对方位角信息进行处理以产生该指向装置的任何水平移动的指示，并且对仰角进行处理以产生该指向装置的任何垂直移动的指示。采用该水平移动信息和垂直移动信息以响应地控制视频光标，从而使用户能够通过操纵指向装置来指向并选择显示屏上的各个区域”。 [0007] 泰克(Tektronix)公司第4,787,051号美国专利描述了：“一种手持惯性鼠标，其向计算机提供输入数据，其中计算机能够根据该输入数据确定鼠标的平移位移和角位移。该鼠标包括加速计，加速计用于在三个不平行的方向上产生大小与鼠标的平移加速度成比例的输出信号。这些加速计的对被放置成检测沿笛卡尔坐标系中的每个轴的加速度，使得鼠标关于任何旋转轴的角度加速度导致这些加速计对中的一个或多个的输出信号大小的代表性差。通过对加速计输出信号进行积分来确定鼠标的平移速度和位移，并且通过对加速计对的输出信号之间的差进行积分来确定鼠标的角速度和位移”。 [0008] 索尼爱立信(Sony Ericsson)公司第7,616,186号美国专利描述了：“一种加速度参考装置，其包括：加速计，其被配置成生成指示装置移动的加速度信息；通信接口，其被配置成通信地耦合到最接近地设置的计算机；控制器，其被配置成基于来自加速计的加速度信息而生成移动信息，并且通过通信接口将加速度信息传送到最接近地设置的计算机。该加速度参考装置与蜂窝通信终端相配合，该蜂窝通信终端被配置成用作最接近地设置的计算机的鼠标或该蜂窝通信终端自身的鼠标。为使用该装置以提供鼠标类型的功能，公开了相关的终端系统和方法”。还参见索尼爱立信(Sony Ericsson)公司第7,643,850号美国专利。 [0009] 一些专利和公开描述了对3D移动的检测和/或对空中移动的检测，并且使用该检测到的移动来控制相关联的显示器上的鼠标移动。美国专利第5,543,758号描述了一种远程控制装置，其通过检测该远程控制装置在空间中的移动，包括检测圆周运动等而工作。美国专利第6,104,380号描述了一种控制装置，其用于基于移动传感器检测到的运动而控制显示器上指针的位置。美国专利第5,554,980号公开了一种鼠标，其检测用于控制显示器上的光标的3D移动。美国专利第5,363,120号要求保护一种用于计算机输入装置的系统和方法，该计算机输入装置被配置成感测关于垂直轴的角度取向。所检测到的取向用于控制屏幕上的光标位置。美国专利第4,578,674号示出了还能够3维地操作的无线(超声)指示器。另外，美国专利第4,796,019号示出了一种无线手持指示器，其通过使用多个放射束改变角坐标(angular position)来控制光标。IBM技术公开公报第34卷第11期(IBM Technical Disclosure Bulletin，Vol.34，No.11)描述了一种包括陀螺仪的陀螺鼠标装置，该陀螺仪被配置成检测鼠标的任何移动，以控制显示器上的光标。美国专利第5,898,421号描述了一种陀螺鼠标方法，其包括感测与3D空间中的鼠标移动相关联的惯性响应。美国专利第5,440,326号描述了一种陀螺鼠标，其被配置成检测3D空间中的鼠标移动，诸如俯仰(pitch)和偏航(yaw)。美国专利第5,825,350号描述了一种被配置成检测3D空间中的鼠标移动的陀螺鼠标。美国专利第5,448,261号描述了一种被配置成在3D空间中移动的鼠标。美国专利第5,963,145号、美国专利第6,147,677号以及美国专利第 6,721,831号还论述了远程控制取向。美国专利第6,069,594号示出了用显示器附近的3个超声的成三角形的传感器3维地移动的鼠标。美国公开申请2005/0078087涉及一种装置，当该装置在表面上时用作PC的鼠标，当该装置被抬起时进行检测，于是该装置用作设备的远程控制装置。美国公开申请2004/0095317还公开了一种能用于控制电视机和计算机系统的远程控制装置。 [0010] 与具有光学跟踪系统的鼠标相比，传统的3D鼠标，例如以上简要描述的传统鼠标，在确定鼠标移动时无法提供相同的准确度水平。因此，与具有光学跟踪系统的鼠标相比，在与2D鼠标相同的桌面上使用的3D鼠标在控制光标等时通常准确度较差。因此，需要新的控制装置，其包括惯性系统并且在确定鼠标速度和行进距离时提供更高的准确度。 发明内容[0011] 本发明一般提供一种使用微型机电系统(MEMS)技术的指向装置的位置检测系统。更具体地，检测二维移动，其中z方向上的加速计用于检测该指向装置的抬起，以停止光标移动。 [0012] 在实施例中，一种控制装置包括：二维惯性系统，其被配置成测量控制装置在第一维和第二维上的加速度；以及控制电路，其耦合到该二维惯性系统。控制电路被配置成接收控制装置在第一维上的加速度的第一加速度信息，接收控制装置在第二维上的加速度的第二加速度信息，对第一加速度信息进行积分以计算控制装置沿第一维的第一速度，以及对第二加速度信息进行积分以计算控制装置沿第二维的第二速度。控制电路还被配置成确定第一速度或第二速度中的至少之一等于零并且校正至少第一速度或第二速度的偏移。控制电路还被配置成响应控制装置在用户控制下改变运动方向而确定至少第一速度或第二速度等于零。 [0013] 在实施例中，控制装置包括光学跟踪系统，该光学跟踪系统被配置成跟踪控制装置在表面上的移动并且输出数据。控制电路还被配置成确定与该数据相关联的准确度高于与第一加速度信息或第二加速度信息相关联的准确度，并且将该数据传输到计算机。在另一实施例中，控制装置被配置成在控制装置将第一加速度信息或第二加速度信息中的至少之一传输到计算机的情况下，确定与至少第一加速度信息或第二加速度信息相关联的准确度高于与数据相关联的准确度。在又一实施例中，光学跟踪系统还被配置成确定控制装置行进的第一距离。控制电路被配置成使用第一速度和第二速度确定控制装置行进的第二距离。实施例还被配置成对第一距离和第二距离进行平均，以计算控制装置行进的平均距离，并且将该平均距离传送到与控制装置通信的计算机。在实施例中，平均距离是加权平均距离。 [0014] 在另一实施例中，二维惯性系统还被配置成检测控制装置在表面上移动期间的振动，检测振动等于零，以及校正至少第一速度或第二速度的偏移。 [0015] 在另一实施例中，控制装置包括二维位置检测系统，该二维位置检测系统包括用于第一方向和第二方向的微型机电系统(MEMS)加速计。第一方向和第二方向基本上彼此正交。第三方向的MEMS加速计被配置成提供输出。第三方向基本上与第一方向和第二方向正交。控制电路被配置成提供表示第一方向和第二方向上的移动的移动信号。控制电路能够进行操作以响应第三方向的MEMS加速计的输出而禁止移动信号。控制装置被配置成在表面上工作，该表面可包括第一方向和第二方向上的表面区域。控制装置还被配置成响应从表面抬起控制装置而禁止移动信号。控制电路还被配置成基于控制装置的振动的频率或幅度而确定第一方向或第二方向上的移动，并且基于光学跟踪系统而确定第一方向或第二方向上的移动。 [0016] 在本发明的实施例中，一种由控制电路执行的用于跟踪控制装置的方法包括：用第一跟踪系统确定控制装置的第一速度，以及用第二跟踪系统确定控制装置的第二速度。在另一实施例中，第一跟踪系统和第二跟踪系统基本上同时跟踪控制装置的速度。该方法还包括：通过比较第一速度与预定阈值速度而确定第一加权值，以及通过比较第二速度与预定阈值速度而确定第二加权值。实施例还包括将第一速度乘以第一加权值，将第二速度乘以第二加权值，以及基于第一速度、第一加权值、第二速度以及第二加权值来计算平均速度。在另一实施例中，第一系统是光学跟踪系统、惯性跟踪系统以及振动跟踪系统之一。第二系统也是光学系统、惯性系统以及振动系统之一，但是不同于第一系统。控制电路被配置成当第一速度是由惯性跟踪系统提供的并且第一速度在预定阈值速度以上时，增加第一加权值。控制电路被配置成当第一速度是由惯性跟踪系统提供的并且第一速度在预定阈值速度以下时，减小第一加权值。此外，控制电路被配置成当第一速度是由振动跟踪系统提供的并且第一速度在预定阈值速度以上时，增加第一加权值。控制电路还被配置成当第一速度是由振动跟踪系统提供的并且第一速度在预定阈值速度以下时，减小第一加权值。 [0018] 根据本发明的一个具体实施例的控制装置包括被配置成测量控制装置的加速度的二维惯性系统。控制装置还包括耦合到二维惯性系统的控制电路。控制电路被配置成：i)接收二维惯性系统测量的加速度的加速度信息，ii)对加速度信息进行积分以计算控制装置的速度，iii)确定控制装置的速度沿两个维中的一个或两者是否变成零，其中，二维惯性系统被配置成测量上述两个维的加速度，以及iv)如果控制电路确定速度沿两个维中的一个或两者为零，则校正速度的偏移。如果控制装置在用户控制下改变运动方向，则沿两个维中的一个或两者的速度为零。 [0019] 根据控制装置的一个具体实施例，惯性系统包括用于测量控制装置沿两个维的加速度的微型机电系统(MEMS)加速计。两个维平行于控制装置的底部或底表面。在另一实施例中，两个维平行于控制装置正工作于其上的表面。根据本发明的另一特定实施例，控制装置是鼠标。 [0020] 根据另一具体实施例，控制装置还包括诸如光学跟踪系统的另一跟踪系统，该另一跟踪系统被配置成跟踪控制装置在表面上的移动。控制电路被配置成基于是其它(例如，光学)跟踪系统正提供更高准确度的跟踪结果，还是惯性系统正提供更高准确度的跟踪结果，将来自光学跟踪系统或惯性系统的数据的输出引导至计算机。 [0021] 根据另一具体实施例，控制电路被配置成对从光学跟踪系统确定的速度和从惯性系统确定的速度进行平均。速度的平均值可以是加权平均值。控制电路还被配置成对由光学跟踪系统确定的鼠标行进距离以及由惯性系统确定的鼠标行进距离进行平均。距离的平均值可以是加权平均值。在另一实施例中，控制电路被配置成对从光学跟踪系统和惯性系统确定的加速度进行平均，其中加速度的平均值可以是加权的加速度。 [0022] 根据另一具体实施例，二维惯性系统被配置成当控制装置在表面上移动时检测移动的控制装置的振动，并且控制电路被配置成在控制电路检测到振动的频率或幅度趋于零的情况下，对速度的偏移进行校正。振动的频率与控制装置的速度相关，并且如果根据频率确定的速度基本上与控制电路确定的速度相同，则控制电路被配置成对控制电路根据加速度信息确定的速度的偏移进行校正。在一个实施例中，控制电路被配置成对根据振动频率确定的速度和控制电路根据加速度信息确定的速度的加权和进行平均。在一个实施例中，控制电路被配置成在加速度等于阈值加速度或在阈值加速度以下的情况下，对根据振动频率确定的速度给予更多权重，并且被配置成在加速度在阈值加速度以上的情况下，对控制电路根据加速度信息确定的速度给予更多权重。 [0023] 根据本发明的一个实施例，控制装置包括二维位置检测系统，该二维位置检测系统包括：用于x方向和y方向的微型机电系统(MEMS)加速计；z方向的MEMS加速计；以及用于提供两个方向上的移动信号的控制电路，响应所述z方向的MEMS加速计的输出而禁止所述移动信号。 [0024] 在实施例中，控制电路被配置成响应控制装置在用户控制下改变运动方向而确定至少第一速度或第二速度等于零。 附图说明[0026] 图1是根据本发明的一个实施例的计算机系统的简化示意图； [0027] 图2是根据本发明的一个实施例的包括在图1示出的鼠标中的电路的简化示意图； [0028] 图3是根据本发明的替选实施例的包括在图1示出的鼠标中的电路的简化示意图； [0029] 图4是示出根据本发明实施例的用于计算控制装置的平均速度的方法的简化流程图；以及 [0030] 图5是示出根据本发明实施例的用于当在控制装置中检测到z轴移动时禁止光标移动的方法的简化流程图。 [0031] 图6是示出根据本发明实施例的用于校正控制装置中的偏移的方法的简化流程图。 具体实施方式[0032] 本发明提供了一种使用微型机电(MEMS)技术的指向装置的位置检测系统。在实施例中，检测二维移动，其中z方向上的加速计用于检测指向装置的抬起，以停止光标移动。 [0033] 图1是根据本发明的一个实施例的计算机系统100的简化示意图。计算机系统100包括计算机105、监视器110以及诸如鼠标、手持游标器等控制装置115。为了方便，控制装置在本文中被称为鼠标，但是应理解，本发明的实施例不限于鼠标，而是可包括其它装置，例如但不限于远程控制装置等。计算机系统还可包括键盘120等。对于计算机系统100，鼠标和键盘被配置成控制计算机105和监视器110的各个方面。例如，鼠标115被配置成提供对页面滚动、光标移动、屏幕上项目选择等的控制。计算机105可包括机器可读介质125，该机器可读介质125被配置成存储诸如鼠标驱动软件、键盘驱动软件等计算机代码，其中，该计算机代码可由计算机的处理器执行，以影响鼠标和键盘对计算机的控制。 [0034] 图2是根据本发明的一个实施例的包括在鼠标115中的电路200的简化示意图。电路200包括控制器205(或者替选地，处理器)、惯性系统210、滚轮编码器215以及被配置成检测按键按压、按钮按压等的一组开关220。诸如滚轮编码器215的一些部件是可选的。惯性系统被配置成当移动鼠标时测量鼠标的加速度。控制器205被配置成接收惯性系统采集的加速度信息，当移动鼠标时计算鼠标的速度，以及根据计算出的速度来计算鼠标已移动的距离。速度的计算可包括在时间上对加速度进行积分，并且距离的计算可包括在时间上对速度进行积分。 [0035] 本发明的各个实施例涉及对惯性系统的偏移进行校正。对于包括惯性系统210的鼠标115，鼠标行进距离的偏移可显现为屏幕上的光标移动大于或小于所期望的量。鼠标速度的偏移可显现于光标移动得比所期望的快以及可能在不是所期望的方向上移动。速度的偏移还显现于光标在鼠标已停止移动之后继续移动。 [0036] 在实施例中，惯性系统是二维(2D)惯性系统，其被配置成测量沿通常正交的两个轴的加速度。在一些实施例中，两个轴可以是非正交的。为了方便，两个轴在本文中被称为x轴和y轴。x轴和y轴均基本上平行于鼠标的底部或鼠标的底表面。因为x轴和y轴基本上平行于鼠标(即，控制装置)的底表面，所以这两个轴还基本上平行于这样的表面：在这样的表面上可移动鼠标以控制计算机功能，例诸如控制光标等。根据一个替选实施例，惯性系统可以是三维(3D)惯性系统，其被配置成测量沿通常相互正交的三个轴的加速度。三个轴中的两个可以是x轴和y轴，并且第三轴基本上垂直(即，正交)于x轴和y轴。第三轴在本文中被称为z轴。 [0037] 惯性系统可包括多种加速计，例如微型机电系统(MEMS)加速计。惯性系统可包括用于x轴、y轴以及z轴中的每个轴的一个或更多个MEMS加速计。根据本发明的一个实施例，控制器205通过检测鼠标的速度沿x轴、y轴以及z轴中的一个或更多个轴趋于零，来校正惯性系统的偏移。如果鼠标的速度沿这三个轴中的一个或多个轴变成零，则鼠标的实际速度沿三个轴中的一个或多个轴是已知的。因此，可将控制器根据对从惯性系统接收的加速度信息进行积分而确定的速度设置为零，并且消除了偏移。此后，控制器可通过用校正后的速度偏移对速度进行积分，来计算鼠标已行进的距离。为了作说明，通过检测零速度事件来校正交通工具(例如，汽车、飞机等)的偏移通常是不可行的，这是因为交通工具通常在单个方向上行进相当长的时间(例如，大于五秒)。当交通工具移动时，通常需要对交通工具的偏移进行校正。然而，鼠标通常在相对短的时间段(例如，小于几秒)内改变方向。因此，基于沿x轴、y轴以及z轴中的一个或多个轴的鼠标停止而为控制器205提供正确的偏移是可行的。尽管以上描述了控制器205被配置成计算速度、行进距离以及对偏移进行校正，但是替选地，与控制装置115通信的主机(例如，计算机105)可被配置成执行所描述的速度、行进距离的确定以及对偏移进行校正。 [0038] 根据本发明的另一实施例，惯性系统被配置成当在表面上移动鼠标时检测鼠标的振动。在实施例中，控制装置的振动的幅度和频率与速度相关。当在表面上相对快地移动鼠标时，鼠标通常以相对高的频率和相对高的幅度振动。当在表面上相对慢地移动鼠标时，鼠标以相对低的频率和相对低的幅度振动。换言之，根据本发明的实施例，如果控制装置的速度增加，则振动的幅度和频率增加。相反，根据本发明的实施例，如果控制装置的速度减小，则振动的幅度和频率减小。根据另一实施例，控制器跟踪惯性系统检测到的振动。在实施例中，控制器通过测量振动的幅度和频率中的一个或更多个来跟踪振动。如果振动(即，幅度或频率)降为零，则控制器确定鼠标已停止移动(即，已改变方向)并且鼠标的速度为零。在另一实施例中，当幅度或频率或其组合落到预设阈值以下时，控制器确定鼠标或控制装置已停止移动。控制器被配置成在振动停止时对速度的偏移进行校正。在一个实施例中，控制器被配置成当振动停止时，将速度设置为零。根据本发明的另一实施例，鼠标的速度与移动鼠标时鼠标振动的频率相关。由于振动通常包括在频率范围(振动谱)中分布的能量，因此振动的频率在以下是指谱中的主频率或者谱的另一属性，该谱的另一属性包括但不限于谱的中心频率和最大频率等。根据一个实施例，控制器被配置成比较根据对加速度进行积分而确定的速度与根据频率确定的速度，并且如果两个速度相同，则控制器被配置成对速度的偏移进行校正。 [0039] 根据一个实施例，控制器被配置成通过计算根据与第一加权因子(W1)相乘的测量加速度(Vacceleration)而确定的速度和根据以第二加权因子(W2)加权的鼠标振动频率而确定的速度(Vvibration)的平均值，来确定鼠标的平均速度。在实施例中，能够通过以下式子确定平均速度： 加权因子W1和W2可通过控制器将更高的强调放在Vacceleration或Vvibration上而变化。上述的平均速度有时被称为加权平均速度。鼠标行进的距离可通过在时间上对Vaverage进行积分而根据Vaverage来确定。当在时间上计算Vvibration和Vacceleration时，可在时间上计算Vaverage。 [0040] 例如，如果惯性系统检测到相对高的加速度，则根据该高加速度计算出的速度可具有相对高的准确度，同时具有相对低的偏移。因为加速度与噪声的信噪比相对高，以及在时间上对加速度进行积分的累积误差相对低，所以速度的偏移相对低。因此，对于计算鼠标的相对高的加速度的Vaverage，因为Vacceleration具有相对高的准确度，所以与Vvibration相比可将相对更高的权重放在Vacceleration上。替选地，如果惯性系统检测到相对低的加速度，则根据对该低加速度进行积分而计算出的速度可具有相对低的准确度，同时具有相对高的偏移。因为加速度与噪声的信噪比相对低，以及在时间上对加速度进行积分的累积误差相对高，所以偏移相对高。因此，对于计算鼠标的相对低的加速度的Vaverage，因为Vacceleration具有相对更低的准确度，所以与Vacceleration相比可将相对更高的权重放在Vvibration上。 [0041] 图3是根据本发明的另一实施例的包括在鼠标115中的电路300的简化示意图。电路300与上述电路200的不同之处在于，电路300包括被配置成跟踪鼠标在表面上的移动的光学跟踪系统305。应注意，取代光学跟踪系统，其它跟踪系统可包括在鼠标中，例如机械跟踪系统、光学机械跟踪系统等。如本领域技术人员所了解的，光学跟踪系统被配置成引导表面上的诸如光的放射，以及在移动鼠标时，对表面进行成像或对光本身进行成像(例如，对激光斑点进行成像)。控制器对表面或光的时间上连续的图像进行比较，以确定鼠标的移动(速度和行进距离)。根据一个实施例，与控制器结合的光学跟踪系统可被配置成通过检测玻璃表面上的污垢以及对玻璃上污垢的时间上连续的图像进行比较以确定移动，来跟踪鼠标在玻璃等上的移动。 [0042] 对于鼠标相对于表面的相对低速移动，光学跟踪系统趋向于提供速度和行进距离测量的相对高的准确度，而对于鼠标相对于表面的相对高速移动，光学跟踪系统趋向于提供速度和行进距离测量的相对更低的准确度。相反地，对于鼠标的相对低速移动，惯性系统趋向于提供速度和行进距离确定的相对更低的准确度，而对于鼠标相对于表面的相对高速移动，惯性系统趋向于提供速度和行进距离确定的相对更高的准确度。 [0043] 在一些环境中，光学跟踪系统可提供速度和距离测量的相对低的准确度。例如，如果光学跟踪系统正在相当干净的玻璃上跟踪，则光学跟踪系统可提供具有相对低准确度的速度和行进距离测量。例如，所报告的速度和行进距离可以是零。此外，如果光学跟踪系统正在诸如用户裤腿的不平坦表面上跟踪，则光学跟踪系统可提供具有相对低准确度的速度和距离测量。在这样的情形下，惯性系统通常将不提供像光学跟踪系统那样远的速度和行进距离确定。 [0044] 根据一个实施例，如果光学跟踪系统提供的速度和行进距离的测量与惯性系统提供的速度和距离确定相差大于预定百分比(如控制器所确定的)，则控制器可被配置成将惯性系统提供的速度和行进距离确定传送到计算机。替选地，如果光学跟踪系统提供的速度和行进距离测量与惯性系统提供的速度和行进距离确定相同或者相差小于预定百分比，则控制器可被配置成将光学跟踪系统测量的速度和行进距离确定传送到计算机。能够以多种方式来确定预定百分比。例如，可基于鼠标在干净玻璃等上的移动而根据经验确定预定百分比，可以预设预定百分比，或者可由用户设置预定百分比等。 [0045] 根据另一实施例，如果光学跟踪系统提供的速度和行进距离测量与惯性系统的速度和行进距离确定相差小于预定百分比，则控制器可使用光学跟踪系统测量的速度来校正惯性系统的偏移。 [0046] 在另一实施例中，控制器可被配置成对来自光学跟踪系统和惯性系统的速度计算进行平均。如上所述，控制器可被配置成根据两个确定的速度来计算加权平均速度。控制器还可被配置成例如通过计算所确定的行进距离的加权平均值，来对鼠标行进的距离的确定进行平均。替选地，行进距离可根据加权平均速度来计算。 [0047] 在其它实施例中，如上所述，通过包括光学跟踪、惯性跟踪和/或振动跟踪的一个或更多个跟踪方法来执行跟踪不平坦表面上的移动、速度以及加速度。可利用适当的加权因子来执行跟踪方法的任何混和组合，以实现预定的准确度。例如，根据本发明的实施例，光学跟踪系统趋向于比惯性系统更准确地跟踪控制装置的速度。在实施例中，控制器(例如，使用加速计数据)检测不平坦表面，并且当检测到这样的不平坦表面时，对光学系统给予比惯性系统更多的权重。所描述的跟踪方法的组合或混和取决于表面类型、移动速度等，并且本领域技术人员根据本公开将知道和想到所描述的跟踪方法的组合或混和。 [0048] 在2006年6月20日提交的、题为“Optical Displacement DetectionOver Varied Surfaces”的美国专利申请第11/471,084号和2006年9月18日提交的、题为“Optical Displacement Detection Over Varied Surfaces”的美国专利申请第11/522,834号中提供了与位置测量有关的附加描述，该位置测量包括检测在变化表面上的位移，这两个申请的全部内容通过引用合并于此，以用于所有目的。 [0049] 在替选实施例中，速度跟踪系统或跟踪系统的组合可用于计算速度。例如，在一个实施例中，关于图4描述的方法配置有具有相关联加权因子的光学系统和惯性系统，相关联加权因子具有基于预定阈值的大小。也可使用其它组合，并且根据应用的需要可组合任意数量的系统。 [0050] 在另一实施例中，响应控制装置的z轴移动的检测而停止光标移动。例如，当将控制装置(例如鼠标)从表面抬起时，显示器上的光标停止移动。更具体地，处理器(例如，控制器205)在检测到z方向上的移动时禁止光标移动。如果用户将鼠标移动到鼠标垫的边缘并且抬起鼠标以将其放回到鼠标垫的中央来继续移动，则这可以是所期望的。可通过加速计(例如，MEMS加速计)或根据本公开对本领域普通技术人员来说已知的检测控制装置抬起的其它方法，来检测z轴移动。 [0051] 图4是示出根据本发明实施例的用于计算控制装置115的平均速度的方法400的简化流程图。通过处理逻辑来执行方法400，该处理逻辑可包括硬件(电路、专用逻辑等)、软件(诸如在通用计算系统或专用机器上运行)、固件(嵌入式软件)或它们的任何组合。在一个实施例中，通过控制器205来执行方法。在另一实施例中，控制器205是控制电路。 [0052] 参考图4，方法400包括确定如惯性系统所测量的控制装置115的速度(410)。如上所述，惯性系统可包括用于x轴、y轴或z轴的一个或更多个MEMS加速计，其中通过对控制装置的测量的加速度进行积分来确定速度。控制器205确定如振动系统所测量的控制装置115的速度(420)。处理逻辑确定该控制装置115的速度在预定阈值速度以上还是在预定阈值速度以下(430)。如上所述，在一些实施例中，根据本发明的实施例，惯性系统趋向于在相对高的速度时提供更高的准确度。相反，在一些实施例中，振动系统趋向于在相对低的速度时提供更高的准确度。在一个实施例中，预定阈值速度是大致在相对高速度和相对低速度之间的中点速度处的值。根据本公开本领域普通技术人员将知道和想到该预定阈值。在一个实施例中，阈值可以由用户来设置。在实施例中，用惯性系统确定速度可在用振动系统确定速度之前、之后或者基本同时地发生。 [0053] 在实施例中，如果控制装置115的速度在预定阈值以上，则处理逻辑(例如，控制电路)将更高的加权值分配给与惯性系统速度测量相关联的加权因子(440)。相反，如果控制装置115的速度在预定阈值以上，则处理逻辑将更低的加权值分配给与振动系统速度测量相关联的加权因子。处理逻辑用加权值计算平均速度(460)。根据本公开本领域普通技术人员将知道和想到分配给每个系统的适当的加权值。 [0054] 在实施例中，如果控制装置115的速度在预定阈值以下，则处理逻辑(例如，控制电路)将更高的加权值分配给与振动系统速度测量相关联的加权因子(450)。相反，如果控制装置115的速度在预定阈值以下，则处理逻辑将更低的加权值分配给与惯性系统速度测量相关联的加权因子。处理逻辑用加权值计算平均速度(460)。根据本公开本领域普通技术人员将知道和想到分配给每个系统的适当的加权值。 [0055] 在一个实施例中，如在本说明书中更全面地描述的，控制器205基于具有相关联的加权值的惯性速度测量和振动速度测量来计算平均速度。在一个实施例中，通过对平均速度进行积分来确定行进距离。如本文中所描述的，可使用其它公式来计算混和系统中的速度或行进距离，并且根据本公开本领域普通技术人员将知道和想到其它公式。 [0056] 应想到的是，图4中示出的具体步骤提供了根据本发明实施例的计算控制装置平均速度的特定方法。也可根据替选实施例执行其它步骤次序。例如，本发明的替选实施例可以以不同的顺序来执行以上概述的步骤。另外，图4中示出的各个步骤可包括多个子步骤，多个子步骤可以以适合于各个步骤的各种次序来执行。此外，取决于特定应用，可添加或去除附加的步骤。本领域的普通技术人员将认识到多种变型、修改以及替选。 [0057] 图5是示出根据本发明实施例的用于当在控制装置中检测到z轴移动时禁止光标移动的方法的简化流程图。通过处理逻辑来执行方法500，该处理逻辑可包括硬件(电路、专用逻辑等)、软件(诸如在通用计算系统或专用机器上运行)、固件(嵌入式软件)或它们的任何组合。在一个实施例中，通过控制器205来执行方法。在另一实施例中，控制器205是控制电路。 [0058] 参考图5，方法500包括控制器205跟踪控制装置115在x轴和y轴上的移动(510)。如果控制器205检测到z轴上的移动(即，垂直移动)(520)，则控制器205禁止光标移动直到不再检测到z轴移动为止(530)。如果不再检测到z轴移动(520)，则重新开始x-y跟踪(510)。在另一实施例中，控制器205仅跟踪一个方向(例如，x轴或y轴)上的移动，并且当检测到z轴移动时禁止光标移动。 [0059] 除了以二进制方式(即，抬起或未抬起)来检测抬起之外，方法500可被配置成基于z轴加速计测量来检测z轴行进的量。在一个实施例中，z轴加速计是MEMS加速计。在其它实施例中，可使用基于非加速计的技术来执行抬起检测，根据本公开本领域普通技术人员将知道和想到基于非加速计的技术。 [0060] 应想到的是，图5中示出的具体步骤提供了根据本发明实施例的当在控制装置中检测到z轴移动时禁止光标移动的特定方法。还可根据替选实施例执行其它步骤次序。例如，本发明的替选实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。另外，图5中示出的各个步骤可包括多个子步骤，多个子步骤可以以适合于各个步骤的各种次序来执行。此外，取决于特定应用，可添加或去除附加的步骤。本领域的普通技术人员将认识到多种变型、修改以及替选。 [0061] 在 2008 年 3 月 20 日 提 交 的、 题 为“System and Method forAccurateLift-Detection of an Input Device”的美国专利申请第12/051,975号中提供了与抬起测量有关的附加描述，该申请的全部内容通过引用而合并于此，以用于所有目的。 [0062] 图6是示出根据本发明实施例的用于校正控制装置中的偏移的方法的简化流程图。通过处理逻辑来执行方法600，该处理逻辑可包括硬件(电路、专用逻辑等)、软件(诸如在通用计算系统或专用机器上运行)、固件(嵌入式软件)或它们的任何组合。在一个实施例中，通过控制器205来执行方法。在另一实施例中，控制器205是控制电路。 [0063] 参考图6，方法600包括控制器205接收由控制装置中的二维惯性系统测量的加速度的加速度信息(610)。根据实施例，二维惯性系统可在彼此正交并且平行于控制装置的底表面的两个方向上工作。在另一实施例中，如上所述，控制装置包括三维惯性系统，该三维惯性系统可包括x轴、y轴以及z轴上的惯性检测。控制器205通过对加速度信息进行积分来计算控制装置的速度(620)。如果控制装置205计算出的速度在二维惯性系统中的一个或两个维上等于零(630)，则控制器205校正速度计算的偏移(640)。如果控制装置205计算出的速度在一个或两个维上不等于零，则方法返回到开始(610)。 [0064] 应想到的是，图6中示出的具体步骤提供了根据本发明实施例的校正二维惯性系统的偏移的特定方法。还可根据替选实施例来执行其它步骤次序。例如，本发明的替选实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。另外，图6中示出的各个步骤可包括多个子步骤，多个子步骤可以以适合于各个步骤的各种次序来执行。此外，取决于特定应用，可添加或去除附加的步骤。本领域的普通技术人员将认识到多种变型、修改以及替选。 [0065] 应理解，上述的示例和实施例仅用于说明目的，并且根据上述示例和实施例的各种修改或改变将被暗示给本领域的技术人员，并且包括在本申请的精神和范围内以及所附权利要求的范围内。例如，尽管说明书论述了通过鼠标控制器来执行各种计算，但是可通过诸如主机、控制装置的软件狗(dongle)等其它元件来执行各种计算。因此，以上描述不应被理解为限制权利要求所限定的本发明的范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈