专利名称：利用加速度传感器实现的定位方法及鼠标笔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电脑输入设备，具体是一种利用加速度传感器实 现的定位方法以及实现该方法的鼠标笔。
技术背景普通鼠标笔的定位一般需要借助于外部的定位信息，如红外定 位、图像识别、特制平面定位等。光学定位一般利用红外线发射器等辅助装置产生坐标，鼠标笔通过探测所处坐标产生运行轨迹；图像识 别最常见的是光电鼠标或激光鼠标，相应的鼠标笔也采用同样的技术， 通过分析采集到的平面信息，得到鼠标笔的运行方向；而通过特制平 面的鼠标笔，则需要配套的书写板进行定位。这几种方式除图像识别方式外，都需要单独的辅助装置进行定位， 图像识别方式不需要另外的装置，但需要在较好的平面上移动，另外 体积较大、耗电多，在用于书写笔方面不具有优势。 发明内容本发明的目的就是针对上述的不足，提供了一种利用加速度传感 器探测加速度信息计算鼠标笔的空间轨迹的新的定位方法以及鼠标 笔，这种鼠标笔不需要借助另外的装置得到定位信息，甚至可以脱离 平面、在空间的任意虛拟平面上进行书写。本发明是一种利用加速度传感器实现的定位方法，包括如下步骤首先利用加速度传感器探测其加速度信息；然后将所述加速度信息传送至数据采集模块进行模数转换处理；将处理后的信息数据通过无线发送模块无线传输至无线接收模块；无线接收模块将信息数据传输至驱动模块进行处理。 上面所述驱动模块处理信息数据是通过如下步骤实现的首先进行系统初始化； 第二步是设置空间坐标向量；第三步是根据采样数据进行轨迹计算； 最后，映射屏幕轨迹。上面所述驱动模块处理信息数据是通过如下步骤实现的 首先进行系统初始化，定义全局变量，用户通过用户界面设置的参数和鼠标笔的参数在此步传递到驱动程序，同时初始化在驱动程序中用到的其他变量；第三步判断姿态是否定义，如果姿态未定义，则利用静止间隙 确定姿态；姿态即鼠标笔相对于重力方向的三轴夹角信息，这在加速 度传感器上是确定的、可知的。然后判断空间平面坐标向量是否确定，如果未确定，则利用采样 数据确定空间平面坐标向量；然后进行轨迹计算，控制光标移动。轨迹计算即利用运动方程计 算位移向量，映射到坐标向量后根据精度进行量化，转化为屏幕位移实现上述方法的鼠标笔，包括一加速度传感器模块、 一无线发送 模块、 一无线接收模块以及一驱动模块，其中，传感器模块和无线发 送模块通过一数据采集模块相连接，无线发送模块和无线接收模块通 过无线传输连接，无线接收模块和驱动模块通过计算机接口连接、进 行通讯。所述数据釆集模块为数模转换模块；与所述数模转换模块可以连 接设置有至少一压力传感器模块，作为按键。所述无线接收模块和无线发送模块用于对信息的传输，在无线电 领域是容易实现的；无线接收模块接收经过数模转换模块处理的数据 (包括按键的信息)并通过无线发送模块发送给驱动模块。本发明提供的加速度传感器鼠标笔由于没有大体积的光电模块， 尺寸可以大大缩减，使鼠标笔的外观可以设计得小巧、灵活，更加符 合人们传统的书写习惯；耗电少，更适合无线应用；可以全封闭设计， 外壳可以做到防水防尘，提高了使用寿命；不需辅助定位装置，携带方 便，同时不受平面的约束，可以在任意平面上书写，有很好的推广、 应用价值。
图l为本发明实施例的原理图；图2是本发明实施例中驱动的流程图；图3是本发明实施例中驱动的流程图二 ；图4是本发明实施例中发送模块电路原理图；图5是本发明实施例中接收模块电路原理图。
具体实施方式
下面将对本发明的实施方式进行详细说明。一种利用加速度传感器实现的鼠标笔，如图l所示，包括一加速 度传感器模块，探测其加速度信息； 一数据采集模块，将上述加速度4信息进行模数转换处理； 一无线发送模块和无线接收模块，将处理后 的信息数据通过无线发送模块无线传输至无线接收模块； 一驱动模块， 无线接收模块将信息数据传输至驱动模块进行处理，驱动模块可为在 计算机操作系统中嵌入驱动程序来实现。传感器模块和无线发送模块通过一数据釆集模块相连接，无线发 送模块和无线接收模块通过无线传输连接，无线接收模块和驱动模块 通过计算机接口连接、进行通讯。在电学领域，本方案所述的各个模块是容易实现的，也是多种多样 的。如图4所示，本实施例列举了其中的一种实现方式，加速度传感 器采用了 ADXL330，而与之相连的数模转换模块和无线发送模块则采 用 一体的nRF24E2，以及与之配合的存储程序才莫块25XX320。在电路中， VDD分压后为nRF24E2提供参考电位，而连接17脚和18脚的电路才莫 块(包含有晶振XI )提供时钟，由电感L3、 L4和电容C11、 C12等组 成的电路为天线电路。如图5,为无线接收模块的电路原理图，采用芯片nRF2401，也是 容易实现的，其1-8、 23与计算机接口电路连接。而在驱动程序中，对于数据的处理如下首先开始步骤301,初始化参数，定义全局变量；用户通过用户 界面设置的参数和鼠标笔的参数在这一步传递到驱动程序，同时初始 化在驱动程序中用到的其它变量。然后进入步骤302,提取采样数据；然后进入303,判断姿态是否定义，(即鼠标笔相对于重力方向的 三轴夹角信息，这在加速度传感器来说是公知的)，如果姿态未定义， 则进入步骤304，利用静止间隙确定姿态；如果已经定义，则直接进 入步骤305;步骤305,判断空间平面坐标向量是否确定，如果未确定，则进 入步骤306，利用采样数据确定空间平面坐标向量；如果已确定，则 直接进入步骤307;步骤307为进行轨迹计算，控制光标移动。利用运动方程计算位移 向量，映射到坐标向量后根据精度进行量化，转化为屏幕位移，这是 容易实现的。进行轨迹计算后进入步骤308，判断姿态是否超出范围，如果超范 围，则跳回进入步骤307利用静止间隙重新确定姿态；如果未超范围， 则进入步骤304,继续进行下一步循环。
权利要求
1.一种利用加速度传感器实现的定位方法，其特征在于首先利用加速度传感器探测其加速度信息；然后将所述加速度信息传送至数据采集模块进行模数转换处理；将处理后的信息数据通过无线发送模块无线传输至无线接收模块；无线接收模块将信息数据传输至驱动模块进行处理。
2. 根据权利要求1所述的利用加速度传感器实现的定位方法，其特征在于所述驱动模块处理信息数据是通过如下步骤实现的首先进行系统初始化； 第二步是设置空间坐标向量；第三步是根据提取采样数据进行轨迹计算；最后，映射屏幕轨迹。
3. 根据权利要求2所述的利用加速度传感器实现的定位方法，其 特征在于所述驱动模块处理信息数据是通过如下步骤实现的首先进行系统初始化，定义全局变量； 然后提取采样数据；第三步判断姿态是否定义，如果姿态未定义，则利用静止间隙 确定姿态；然后判断空间平面坐标向量是否确定，如果未确定，则利用采样 数据确定空间平面坐标向量；然后进行轨迹计算，控制光标移动。
4. 根据权利要求3所述的利用加速度传感器实现的定位方法，其 特征在于进行轨迹计算后判断姿态是否超出范围，确定是利用静止 间隙重新确定姿态或者继续进行轨迹计算。
5. 实现权利要求1所述方法的鼠标笔，其特征在于包括一加速 度传感器模块、 一无线发送模块、 一无线接收模块以及一驱动模块， 其中，传感器模块和无线发送模块通过一数据采集模块相连接，无线 发送模块和无线接收模块通过无线传输连接，无线接收模块和驱动模 块通过计算机接口连接。
6. 根据权利要求5所述的鼠标笔，其特征在于所述数据采集模 块为数模转换模块。
7. 根据权利要求6所述的鼠标笔，其特征在于与所述数模转换 模块连接设置有至少一压力传感器模块，作为按键。
全文摘要
本发明涉及一种利用加速度传感器实现的定位方法及鼠标笔，属于电脑输入设备领域。这种利用加速度传感器实现的定位方法，包括首先利用加速度传感器探测其加速度信息；然后将所述加速度信息传送至数据采集模块进行模数转换处理；将处理后的信息数据通过无线发送模块无线传输至无线接收模块；无线接收模块将信息数据传输至驱动模块进行处理。本发明提供的利用加速度传感器探测加速度信息计算鼠标笔的空间轨迹的新的定位方法以及鼠标笔，这种鼠标笔不需要借助另外的装置得到定位信息，甚至可以脱离平面、在空间的任意虚拟平面上进行书写。
文档编号G06F3/033GK101324819SQ20081013856
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月24日 优先权日2008年7月24日
发明者杨永泉 申请人:杨永泉