空中鼠标及控制鼠标指针移动的方法与装置制造方法及图纸

一种空中鼠标及控制鼠标指针移动的方法与装置，所述空中鼠标包括至少一种惯性器件，所述惯性器件包括重力加速度传感器，所述控制鼠标指针移动的方法包括：基于所述重力加速度传感器的各个敏感轴的加速度输出值的矢量和设定空中鼠标的报点率；确定空中鼠标的空间坐标；将所确定的空间坐标或其变化量相应转换为鼠标指针的坐标或其变化量；以设定的报点率输出所述鼠标指针的坐标或其变化量，以控制鼠标指针的移动。本发明专利技术技术方案能实现根据空中鼠标的实际运动情况动态调节报点率，以控制鼠标指针的移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位
，特别涉及一种空中鼠标及控制鼠标指针移动的方法与装置O
技术介绍
目前，计算机鼠标指针的定位大多数都依靠光学传感器或激光传感器来实现，这些传感器都基于物理光学原理，使得传感器需要依靠桌面等平台来实现。但是在很多场合， 例如在计算机多媒体教学中，用户想在空中操控鼠标指针或是通过在空中操控鼠标指针来实现多媒体电视播放、网页浏览等应用，仅使用传统的传感器就无法实现，于是空中鼠标应运而生。空中鼠标是一种输入设备，像传统鼠标一样操作屏幕光标(鼠标指针)，但却不需要放在任何平面上，在空中晃动就能直接依靠空中运动姿态的感知实现对鼠标指针的控制。要实现空中运动姿态的感知，一般在空中鼠标内设置惯性器件，利用惯性器件测量技术实现对运动载体姿态的跟踪。利用惯性器件测量技术进行运动载体姿态的跟踪具有非常广阔的前景。惯性跟踪系统的基本原理是在目标初始位置和姿态已知的基础上，依据惯性原理，利用陀螺仪传感器、加速度传感器等惯性器件测量物体运动的角速度和直线加速度，然后通过积分获得物体的位置和姿态。其中，陀螺仪基本原理是运用物体高速旋转时，强大的角动量使旋转轴一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。当运动方向与转轴指向不一致时，会产生相应的偏角，再根据偏角与运动的关系，得到目前运动物体的运动轨迹和位置，从而实现定位的功能。而加速度传感器技术是惯性与力的检测综合体，目前在汽车电子和消费电子领域有较多的应用。加速度传感器通过实时采集运动物体加速度信号，通过二阶积分的方式得到运动的轨迹实现定位。另外，在器件处于相对稳定的状态下，可以通过分析传感器件自身重力加速度，得到目前器件的自身姿态。然而，由于陀螺仪传感器技术以及加速度传感器技术都存在运动物体姿态与运动状态很难完全体现的不足，因此，通常将陀螺仪传感器技术以及加速度传感器技术结合，从而能实现空间定位的准确性和稳定性。鼠标的报点率(mouse report rate)又称为报告率，是衡量鼠标性能的一个重要指标，报点率的单位是Hz，它能反映出一秒钟内鼠标向系统(通常指计算机系统，也可指包含计算机系统的设备，例如计算机、数字电视机、投影仪等)发送数据(该数据一般指用于鼠标指针定位的坐标或坐标的变化量)的频率，即一秒钟内鼠标传送数据给系统的次数。 报点率当然是越高越好，报点率越高鼠标指针的定位也就越准，因为单位时间内传送数据给系统的次数越多则表示鼠标指针(光标)的移动更为细腻滑顺，点击也能更为精准。一般地，普通USB接口的鼠标最高可以达到125Hz的报点率，而一个PS/2接口的鼠标却只能在40Hz到90Hz之间徘徊，大多数为60Hz左右。但是，对于空中鼠标来说，由于其向系统传输数据(以控制鼠标指针的移动)通常是通过一无线射频模块以发射无线信号的方式进行的，每次发射的功耗较大，而单位时间内传送数据给系统的次数越多则意味着功耗越大，从而减少了空中鼠标的待机时间(缩短了使用寿命，需要以更高频率更换电池)。而且，空中鼠标的报点率通常是预先设定好的，用户使用空中鼠标控制鼠标指针移动时，只能以固定的报点率输出数据，难以根据空中鼠标的实际运动情况动态调节报点率。另一方面，空中鼠标需要确定其空间坐标的变化，并将所述空间坐标的变化除以一定的灵敏度系数后得到鼠标指针的坐标变化，从而实现对鼠标指针的控制。而现有技术中，无论是陀螺仪传感器通过测量其敏感轴的角速度进而利用积分运算得出倾斜角以确定空中鼠标的空间坐标变化，还是加速度传感器通过测量各敏感轴的加速度分量进而通过反三角函数运算得出倾斜角以确定空中鼠标的空间坐标变化，都需要进行复杂的运算(积分运算、反三角函数运算等)，而且这些运算中大多涉及浮点运算，这对于空中鼠标中的处理控制芯片来说，例如微控制器(MCU，Micro Control Unit)，如果选用处理能力相对较弱的 MCU，由于其有限的处理能力，在进行复杂而大量的运算时需要耗费较多的资源，导致处理速度较慢，难以使空中鼠标以较高的报点率输出数据，而且具有较高的功耗，如果选用处理能力更强的MCU，又会使成本上升。相关技术还可参考公开号为W02005108119(A2)的国际专利申请，该专利申请公开了一种带有倾斜补偿和提高可用性的自由空间定位设备。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是现有技术中难以根据空中鼠标的实际运动情况动态调节报点率以控制鼠标指针的移动。为解决上述问题，本专利技术的技术方案提供一种控制鼠标指针移动的方法，利用空中鼠标控制鼠标指针的移动，所述空中鼠标包括至少一种惯性器件，所述惯性器件包括重力加速度传感器，所述控制鼠标指针移动的方法包括基于所述重力加速度传感器的各个敏感轴的加速度输出值的矢量和设定空中鼠标的报点率；确定空中鼠标的空间坐标；将所确定的空间坐标或其变化量相应转换为鼠标指针的坐标或其变化量；以设定的报点率输出所述鼠标指针的坐标或其变化量，以控制鼠标指针的移动。可选的，所述基于所述加速度输出值的矢量和设定空中鼠标的报点率包括按加速度由小到大依次设置多个档次的加速度范围，每一档次的加速度范围对应一个报点率的设定范围，根据所述加速度输出值的矢量和所处加速度范围的档次确定对应的报点率的设定范围，所述加速度范围的档次越高，对应的报点率的设定越高。可选的，所述确定空中鼠标的空间坐标包括建立索引值与敏感轴的参数之间的对应关系，所述索引值与所述惯性器件的敏感轴的测量值所对应，所述敏感轴的参数包括所述惯性器件的敏感轴的倾斜角及其三角函数值和/或基于所述敏感轴的倾斜角确定的所述惯性器件的敏感轴的坐标值；获取所述惯性器件的各个敏感轴的测量值；基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，确定所述空中鼠标的空间坐标。可选的，所述敏感轴的参数包括基于所述敏感轴的倾斜角确定的所述惯性器件的敏感轴的坐标值；基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，确定所述空中鼠标的空间坐标包括基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，获得与所述索引值对应的惯性器件的敏感轴的坐标值；基于查询到的惯性器件的敏感轴的坐标值确定所述空中鼠标的空间坐标。可选的，所述敏感轴的参数包括所述惯性器件的敏感轴的倾斜角及其三角函数值；基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，确定所述空中鼠标的空间坐标包括基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，获得与所述索引值对应的敏感轴的倾斜角及其三角函数值；基于查询到的惯性器件的敏感轴的倾斜角及其三角函数值，确定所述空中鼠标的空间坐标。可选的，按倾斜角所对应的斜率由大至小的顺序逐步降低分割精度确定所述对应关系中敏感轴的参数的配置。可选的，将与所述索引值对应的倾斜角的三角函数值扩大预定倍数并取整。可选的，所述确定空中鼠标的空间坐标还包括以稳定的敏感轴确定所述空中鼠标的空间坐标；判断敏感轴是否稳定包括若缓存区内不同的索引值的数量小于或等于第一阈值，且各索引值之间的差值均小于或等于第二阈值，则确定该敏感轴稳定；所述缓存区存有每隔预定时间所获取的索引值。可选的，所述控制鼠标指针移动的方法还包括以连续多个判断出敏感轴稳定后所获取的索引值识别空中鼠标的运动趋势，若所述运动趋势为直线运动，则降低所述空中鼠标的报点率。可选的，所述以连续多个判断出敏感轴稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种控制鼠标指针移动的方法，利用空中鼠标控制鼠标指针的移动，所述空中鼠标包括至少一种惯性器件，所述惯性器件包括重力加速度传感器，其特征在于，包括：基于所述重力加速度传感器的各个敏感轴的加速度输出值的矢量和设定空中鼠标的报点率；确定空中鼠标的空间坐标；将所确定的空间坐标或其变化量相应转换为鼠标指针的坐标或其变化量；以设定的报点率输出所述鼠标指针的坐标或其变化量，以控制鼠标指针的移动。

【技术特征摘要】
1.一种控制鼠标指针移动的方法，利用空中鼠标控制鼠标指针的移动，所述空中鼠标包括至少一种惯性器件，所述惯性器件包括重力加速度传感器，其特征在于，包括基于所述重力加速度传感器的各个敏感轴的加速度输出值的矢量和设定空中鼠标的报点率；确定空中鼠标的空间坐标；将所确定的空间坐标或其变化量相应转换为鼠标指针的坐标或其变化量； 以设定的报点率输出所述鼠标指针的坐标或其变化量，以控制鼠标指针的移动。2.根据权利要求1所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述基于所述加速度输出值的矢量和设定空中鼠标的报点率包括按加速度由小到大依次设置多个档次的加速度范围，每一档次的加速度范围对应一个报点率的设定范围，根据所述加速度输出值的矢量和所处加速度范围的档次确定对应的报点率的设定范围，所述加速度范围的档次越高，对应的报点率的设定越高。3.根据权利要求1所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述确定空中鼠标的空间坐标包括建立索引值与敏感轴的参数之间的对应关系，所述索引值与所述惯性器件的敏感轴的测量值所对应，所述敏感轴的参数包括所述惯性器件的敏感轴的倾斜角及其三角函数值和 /或基于所述敏感轴的倾斜角确定的所述惯性器件的敏感轴的坐标值； 获取所述惯性器件的各个敏感轴的测量值；基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，确定所述空中鼠标的空间坐标。4.根据权利要求3所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述敏感轴的参数包括基于所述敏感轴的倾斜角确定的所述惯性器件的敏感轴的坐标值；基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，确定所述空中鼠标的空间坐标包括基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，获得与所述索引值对应的惯性器件的敏感轴的坐标值；基于查询到的惯性器件的敏感轴的坐标值确定所述空中鼠标的空间坐标。5.根据权利要求3所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述敏感轴的参数包括所述惯性器件的敏感轴的倾斜角及其三角函数值；基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，确定所述空中鼠标的空间坐标包括基于与所获取的测量值对应的索引值查询所述对应关系，获得与所述索引值对应的敏感轴的倾斜角及其三角函数值；基于查询到的惯性器件的敏感轴的倾斜角及其三角函数值，确定所述空中鼠标的空间坐标。6.根据权利要求3至5任一项所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，按倾斜角所对应的斜率由大至小的顺序逐步降低分割精度确定所述对应关系中敏感轴的参数的配置。7.根据权利要求3至5任一项所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，将与所述索引值对应的倾斜角的三角函数值扩大预定倍数并取整。8.根据权利要求3至5任一项所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述确定空中鼠标的空间坐标还包括以稳定的敏感轴确定所述空中鼠标的空间坐标；判断敏感轴是否稳定包括若缓存区内不同的索引值的数量小于或等于第一阈值，且各索引值之间的差值均小于或等于第二阈值，则确定该敏感轴稳定；所述缓存区存有每隔预定时间所获取的索引值。9.根据权利要求8所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，还包括以连续多个判断出敏感轴稳定后所获取的索引值识别空中鼠标的运动趋势，若所述运动趋势为直线运动，则降低所述空中鼠标的报点率。10.根据权利要求9所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述以连续多个判断出敏感轴稳定后所获取的索引值识别空中鼠标的运动趋势包括若任意两个连续的索引值之差小于或等于第三阈值，则识别出所述运动趋势为直线运动。11.根据权利要求9所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，还包括对至少两个连续确定的空中鼠标的空间坐标进行插值运算。12.根据权利要求11所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述进行插值运算包括若所述运动趋势为直线运动，则进行线性插值运算，否则进行抛物线插值运算。13.根据权利要求3所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述重力加速度传感器为电容式重力加速度传感器，所述测量值为所述电容式重力加速度传感器的敏感轴的电容值。14.根据权利要求3所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述惯性器件还包括陀螺仪传感器，所述测量值为所述陀螺仪传感器的敏感轴的电压值。15.根据权利要求1所述的控制鼠标指针移动的方法，其特征在于，所述重力加速度传感器至少包括两个相互垂直的敏感轴，其中一个敏感轴垂直于地平面。16.一种控制鼠标指针移动的装置，利用空中鼠标控制鼠标指针的移动，所述空中鼠标包括至少一种惯性器件，所述惯性器件包括重力加速度传感器，其特征在于，包括报点率设定单元，用于基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙涛，刘正东，龙江，唐元浩，严松，
申请(专利权)人：江苏惠通集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：32