專利名稱：：3維輸入裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于輸入信息的裝置和方法，尤其涉及用于恢復(fù)該裝置的空間位置的3D輸入裝置及其方法。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)上講，包括諸如LCD輸入板(LCDtablet)或數(shù)字轉(zhuǎn)換臺(digitizertable)的二維傳感器陣列的輸入裝置已經(jīng)廣泛地用來將用筆手寫的數(shù)據(jù)輸入到個人便攜終端或計算機設(shè)備。這樣的輸入裝置要求附加的檢測平面，在該平面放置大尺寸的二維傳感器陣列。因此，輸入裝置不僅占據(jù)預(yù)定的空間，而且也不方便攜帶且非常昂貴。由于對小尺寸個人便攜終端要求的增加，已經(jīng)開發(fā)了監(jiān)視類型或手提類型終端。由于對減小便攜終端體積的增長趨勢，所以顯示屏的大小也減小。因此，通過使用傳統(tǒng)的輸入板自然手寫輸入數(shù)據(jù)是困難的。所以，如果僅通過使用專用電子筆在普通平面上而不是在物理輸入板上能夠進行文檔輸入，則其是有效的。原因是專用電子筆能夠比傳統(tǒng)筆輸入設(shè)備提供大的輸入空間并且隨后使自然手寫筆跡能夠輸入。使在普通平面上能夠輸入的電子筆以自移動檢測方式操作。為了使用該電子筆輸入文檔或圖畫，在基準坐標系統(tǒng)中筆尖的位置應(yīng)該被連續(xù)地獲得。然而，在多數(shù)情況下，雖然電子筆以手寫狀態(tài)與平面接觸，但是電子筆在非手寫或移動狀態(tài)中是與平面分開的。因此，要求一種設(shè)備，為了甚至在筆與平面分開時也能精確測量筆的位置。為了克服這些問題，專利號為5902968和5981884的美國專利公開了一種獲得筆尖位置的方法和一種電子筆，所述筆尖包括3軸加速度傳感器和3軸Gyro傳感器，并且執(zhí)行典型的三維手寫移動。在該方法中，典型的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)在電子筆中應(yīng)用。安裝在電子筆上的3軸加速度傳感器測量在x、y和z軸上的加速度，以及3軸Gyro傳感器測量歐拉(Euler)角，該歐拉角表示為傾斜角Φ、俯仰角Θ和偏轉(zhuǎn)角Ψ。因此，測量在絕對坐標系統(tǒng)中的筆的姿態(tài)和加速度，以便恢復(fù)用戶的手寫筆跡。通過二重積分加速度來恢復(fù)上述電子筆的位置，該加速度使用加速度傳感器獲得。然而，由于從加速度傳感器獲得的誤差也被二重積分，所以由加速度誤差引起的位置誤差隨時間極大增加，從而電子筆的位置不能夠精確地恢復(fù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供3D輸入裝置及其方法，用于通過將傳統(tǒng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)和速度傳感器結(jié)合來使3D輸入裝置的位置能夠被精確地恢復(fù)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于恢復(fù)輸入信息的3D輸入裝置，該裝置包括第一傳感器，用于測量體坐標系統(tǒng)中3D輸入裝置的第一速度；第二傳感器，用于測量關(guān)于體坐標系統(tǒng)的三正交軸的3D輸入裝置的加速度和角速度；姿態(tài)信息產(chǎn)生單元，用于通過使用加速度和角速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的姿態(tài)信息；速度轉(zhuǎn)換單元，用于通過使用姿態(tài)信息將第一速度轉(zhuǎn)換為在絕對坐標系統(tǒng)中的第二速度；以及位置恢復(fù)單元，用于通過對第二速度積分來恢復(fù)3D輸入裝置的位置。速度轉(zhuǎn)換單元可以產(chǎn)生方向余弦矩陣并通過使用方向余弦矩陣將第一速度轉(zhuǎn)換為第二速度，所述方向余弦矩陣用于通過使用姿態(tài)信息將體坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)。姿態(tài)信息產(chǎn)生單元可以包括初始信息產(chǎn)生器，用于通過使用在3D輸入裝置處于靜止時測量的加速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的初始姿態(tài)信息；以及移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器，用于通過使用角速度和初始姿態(tài)信息來產(chǎn)生3D輸入裝置的移動姿態(tài)信息。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于恢復(fù)輸入信息的3D輸入方法。該方法包括測量體坐標系統(tǒng)中的3D輸入裝置的第一速度、加速度、以及角速度；通過使用加速度和角速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的姿態(tài)信息；通過使用姿態(tài)信息來將第一速度轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的第二速度；以及通過對第二速度積分來恢復(fù)3D輸入裝置的位置。轉(zhuǎn)換第一速度為第二速度可以包括通過使用姿態(tài)信息來產(chǎn)生方向余弦矩陣，所要求的方向余弦矩陣用于將體坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)；以及通過使用方向余弦矩陣將第一速度轉(zhuǎn)換為第二速度。產(chǎn)生姿態(tài)信息可以包括通過使用在3D輸入裝置處于靜止時測量的加速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的初始姿態(tài)信息；以及通過使用角速度和初始姿態(tài)信息來產(chǎn)生3D輸入裝置的移動姿態(tài)信息。通過參考附圖來詳細說明本發(fā)明的示例性實施方式，本發(fā)明的上述和其特征及優(yōu)點將更為明顯，其中圖1A說明了用在本發(fā)明中的坐標系統(tǒng)；圖1B說明了根據(jù)本發(fā)明的具有各種傳感器的3D輸入裝置；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的3D輸入裝置的方框圖；圖3A至3E說明了使用歐拉角將體坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的過程；以及圖4說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的3D輸入方法的流程圖。具體實施例方式現(xiàn)在，通過參考附圖來較完整地說明本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的示例性圖1A說明了用在本發(fā)明中的坐標系統(tǒng)，以及圖1B說明了根據(jù)本發(fā)明的具有各種傳感器的3D輸入裝置。參考圖1A，將用在本發(fā)明中的坐標系統(tǒng)分類為絕對坐標系統(tǒng)和體坐標系統(tǒng)。該絕對坐標系統(tǒng)是具有相互正交的x、y和z軸的笛卡爾坐標系統(tǒng)。此處，沿著絕對坐標系統(tǒng)的z軸指向引力場。體坐標系統(tǒng)是另一具有沿著3D輸入裝置的預(yù)定方向指向的一個軸的笛卡爾坐標系統(tǒng)。例如，如圖1A所示，體坐標系統(tǒng)的z軸可以沿著3D輸入裝置100的筆尖方向指向。此外，參考圖1B，本發(fā)明的3D輸入裝置包括速度傳感器、加速度傳感器和角速度傳感器。圖2是根據(jù)本發(fā)明的3D輸入裝置的方框圖。3D輸入裝置100包括速度傳感器200、加速度傳感器210和角速度傳感器220。速度傳感器200、加速度傳感器210和角速度傳感器220分別測量3D輸入裝置100的速度、加速度和角速度，該測量可以由沿著體坐標系統(tǒng)的軸移動3D輸入裝置100而引發(fā)。在本發(fā)明中，3D輸入裝置100使用速度傳感器200(光轉(zhuǎn)換測量傳感器，OTM傳感器)，其通過使用激光技術(shù)和多普勒效應(yīng)來測量相對于傳感器表面的移動并按照體坐標系統(tǒng)的每個軸的速度輸出結(jié)果。三軸加速度傳感器和三軸角速度傳感器用來分別作為加速度傳感器210和角速度傳感器220。同樣，3D輸入裝置100包括姿態(tài)信息產(chǎn)生單元230，其通過使用測量的加速度和角速度來產(chǎn)生輸入裝置的姿態(tài)信息。該姿態(tài)信息產(chǎn)生單元230包括初始姿態(tài)信息產(chǎn)生器232和移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器234。當(dāng)3D輸入裝置處于靜止時，初始姿態(tài)信息產(chǎn)生器232通過使用由引力引發(fā)的所測量的加速度來產(chǎn)生3D輸入裝置100的初始姿態(tài)信息。移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器234通過使用在3D輸入裝置移動期間測量的角速度和初始姿態(tài)信息來產(chǎn)生3D輸入裝置100的移動姿態(tài)信息。3D輸入裝置100還包括速度轉(zhuǎn)換單元240和位置恢復(fù)單元250。速度轉(zhuǎn)換單元240將體坐標系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的速度，所述體坐標系統(tǒng)的速度從速度傳感器200輸入。位置恢復(fù)單元250將轉(zhuǎn)換的絕對坐標系統(tǒng)的速度積分并恢復(fù)3D輸入裝置100的位置。姿態(tài)信息產(chǎn)生單元230使用歐拉角來表示3D輸入裝置100的姿態(tài)信息并向速度轉(zhuǎn)換單元240輸出歐拉角，該歐拉角包括傾斜角Φ、俯仰角Θ和偏轉(zhuǎn)角Ψ。通過使用歐拉角，速度轉(zhuǎn)換單元240將體坐標系統(tǒng)的速度轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的速度，所述體坐標系統(tǒng)的速度由速度傳感器200測量。圖3A至3E說明使用歐拉角將體坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的過程。圖3A說明了(x，y，z)坐標系統(tǒng)和(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)，這兩個坐標軸系統(tǒng)的軸彼此相對旋轉(zhuǎn)。在圖3中，空間中的任意位置和向量根據(jù)坐標軸系統(tǒng)來不同地表示。如果使用(x，y，z)坐標系統(tǒng)，則空間中的任意位置和向量能夠由在(x，y，z)坐標系統(tǒng)中測量的(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)的原點O2的位置和方向余弦矩陣來完整地說明。同樣，如果使用(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)，則空間中的任意位置和向量能夠由在(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)中測量的(x，y，z)坐標系統(tǒng)的原點O的位置和方向余弦矩陣來說明。方向余弦矩陣說明了在兩個坐標系統(tǒng)之間的相對旋轉(zhuǎn)并用歐拉角表示?，F(xiàn)在參考圖3B來說明方向余弦矩陣和歐拉角。在圖3B中，在圖3A中示出的兩個坐標系統(tǒng)的原點彼此一致。由于方向余弦矩陣僅僅說明在兩個坐標系統(tǒng)之間的相對旋轉(zhuǎn)，并且不依賴于兩個坐標系統(tǒng)的原點之間的距離，所以能夠使用圖3B來說明。能夠通過三操作旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換處理將(x，y，z)坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)。首先，通過圍繞z軸以角度Ψ旋轉(zhuǎn)(x，y，z)坐標系統(tǒng)來將(x，y，z)坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(x1，y1，z1)坐標系統(tǒng)，如圖3C所示。該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換以下列等式給出x1y1z=cosψsinψ0-sinψcosψ0001xyz---(1)]]>其中Ψ定義為偏轉(zhuǎn)角。其次，如圖3D所示，通過圍繞y1軸以角度Θ旋轉(zhuǎn)(x1，y1，z1)坐標系統(tǒng)來將從偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換獲得的(x1，y1，z1)坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(x2，y1，z1)坐標系統(tǒng)。該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換以下列等式給出x2y1z1=cosθ0-sinθ010sinθ0cosθx1y1z---(2)]]>其中Θ定義為俯仰角。第三，通過圍繞x2軸以角度Φ旋轉(zhuǎn)(x2，y1，z1)坐標系統(tǒng)來將在等式2中說明的從俯仰角轉(zhuǎn)換獲得的(x2，y1，z1)坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)，如圖3E所示。該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換以下列等式給出x2y2z2=1000cosφsinφ0sinφcosφx2y1z1---(3)]]>其中Φ定義為傾斜角。因此，能夠使用在等式1、2和3中表示的偏轉(zhuǎn)、俯仰和傾斜轉(zhuǎn)換從(x，y，z)坐標系統(tǒng)獲得(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)，以得到下列等式x2y2z2=1000cosφsinφ0-sinφcosφcosθ0-sinθ010sinθ0cosθcosψsinψ0-sinψcosψ0001xyz]]>=cosψcosθsinψcosθ-sinψ-sinψcosφ+cosψsinθsinφcosψcosφ+sinψsinθsinφcosθsinφsinψsinφ+cosψsinθcosφ-cosψsinφ-sinψsinθcosφcosθcosφxyz---(4)]]>=Cxyzx2y2z2xyz]]>其中Cxyzx2y2z2定義為方向余弦矩陣。此處，方向余弦矩陣具有以下標準正交性(Cxyzx2y2z2)TCxyzx2y2z2=Cxyzx2y2z2(Cxyzx2y2z2)T=I---(5)]]>其中()T是任意矩陣()的轉(zhuǎn)置矩陣，以及I是單位矩陣。如上所述，在兩個坐標系統(tǒng)之間的相對旋轉(zhuǎn)能夠通過方向余弦矩陣來說明，并且方向余弦矩陣是傾斜角、俯仰角和偏轉(zhuǎn)角的函數(shù)。所以，通過獲得傾斜角、俯仰角和偏轉(zhuǎn)角，能夠說明在兩個坐標系統(tǒng)之間的相對旋轉(zhuǎn)。[v]x2y2z2=Cxyzx2y2z2[v]xyz---(6)]]>此處，[v]x2y2z2和[v]xyz分別是在(x，y，z)坐標系統(tǒng)和(x2，y2，z2)坐標系統(tǒng)中說明的向量v。因此，能夠使用上述方向余弦矩陣將根據(jù)本發(fā)明的體坐標系統(tǒng)的速度和加速度轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的速度和加速度。其后，用于將體坐標系統(tǒng)的速度和加速度轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的速度和加速度的方向余弦矩陣以下列等式給出Cbn=θcψc-φcψs+φsθsψcφsψs+φcθsψcθcψsφcψc+φsθsψs-φsψc+φcθsψs-θsφsθcφcθc---(7)]]>其中，Cbn是在等式4中表示的Cxyzx2y2z2的轉(zhuǎn)置矩陣，φc和φs分別表示cosφ和sinφ。同樣，θc，θs，ψc和ψs分別表示cosθ，sinθ，cosψ和sinψ。圖4說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的3D輸入方法的流程圖。參考圖4，在步驟400中，當(dāng)驅(qū)動3D輸入裝置100時，速度傳感器200、加速度傳感器210和角速度傳感器220分別測量3D輸入裝置100的速度(Vbx，Vby，Vbz)、加速度(Abx，Aby，Abz)和角速度(ωbx，ωby，ωbz)。在步驟410中，姿態(tài)信息產(chǎn)生單元230從加速度傳感器210和角速度傳感器220分別接收加速度和角速度，以及產(chǎn)生有關(guān)絕對坐標系統(tǒng)中3D輸入裝置100的空間位置的姿態(tài)信息。該姿態(tài)信息用歐拉角表示。更具體地說，當(dāng)3D輸入裝置100處于穩(wěn)定狀態(tài)時，由于引力，加速度傳感器210向初始姿態(tài)信息產(chǎn)生器232輸出恒定的加速度。在步驟412中，初始姿態(tài)信息產(chǎn)生器232通過使用在絕對坐標系統(tǒng)的重力加速度g和初始加速度傳感器的輸出之間的關(guān)系來獲得穩(wěn)定狀態(tài)的俯仰角和傾斜角，所述關(guān)系表示如下AbxAbyAbz=-Cnb00g=sinθ-cosθsinφ-cosθcosφg---(8)]]>從等式8獲得Abx＝-gsinθ和Aby＝-gsinθ并且得出表示如下的俯仰角Θ和傾斜角Φθ=sin-1Abxg---(9)]]>φ=-sin-1Abygcosθ]]>在步驟414，移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器234從初始姿態(tài)信息產(chǎn)生器232和角速度傳感器220分別接收每個軸的角速度和初始姿態(tài)信息，并且產(chǎn)生用歐拉角表示的移動姿態(tài)信息。移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器234通過使用初始俯仰角和傾斜角以及從角速度傳感器220接收的角速度(ωbx，ωby，ωbz)來求解下列微分等式10。φ·=wbx+(wbysinφ+wbzcosφ)tanθ]]>θ·=wbycosφ-wbzsinφ---(10)]]>ψ·=wbysinφ+wbzcosφcosφ]]>如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，微分等式10表示在歐拉角和角速度之間的關(guān)系。移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器234向速度轉(zhuǎn)換單元240輸出求解的結(jié)果。在步驟420中，速度轉(zhuǎn)換單元240通過將歐拉角代入等式7來獲得方向余弦矩陣，然后，根據(jù)等式11，通過使用方向余弦矩陣將體坐標系統(tǒng)的速度(Vbx，Vby，Vbz)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的速度(Vnx，Vny，Vnz)，所述體坐標系統(tǒng)的速度(Vbx，Vby，Vbz)從速度傳感器200接收。P·n=Vn=CbnVb---(11)]]>然后，速度轉(zhuǎn)換單元240向位置恢復(fù)單元250輸出絕對速度(Vnx，Vny，Vnz)。在步驟430中，位置恢復(fù)單元250對絕對速度積分并恢復(fù)絕對坐標系統(tǒng)中3D輸入裝置100的位置。本發(fā)明能夠使用硬件和軟件組件的組合。所述軟件體現(xiàn)為計算機可讀介質(zhì)上的計算機可讀代碼。所述計算機可讀介質(zhì)是任何數(shù)據(jù)存儲裝置，該存儲裝置能夠存儲其后由計算機系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)。計算機可讀介質(zhì)的示例包括只讀存儲器、隨機存取存儲器、CD-ROM、磁帶、光數(shù)據(jù)存儲裝置，以及載波(例如，通過因特網(wǎng)傳送數(shù)據(jù))。計算機可讀介質(zhì)也能夠分布在連接到計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)上，從而計算機可讀代碼以分布方式存儲和執(zhí)行。如上所述，本發(fā)明提供與速度傳感器結(jié)合的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。所以，本發(fā)明能夠減小隨時間積累的加速度誤差引起的位置誤差，該位置誤差產(chǎn)生在通過使用測量的加速度的二重積分來恢復(fù)的傳統(tǒng)的3D輸入裝置中。所以，在克服了傳統(tǒng)的每3到4秒停止以使用零速度更新來校正誤差的3D輸入裝置的限制的同時，即使空間信息以每10秒或更長的時間連續(xù)地輸入，本發(fā)明的3D輸入裝置也能夠可靠地恢復(fù)位置。盡管參考本發(fā)明的示例性實施例來特別地說明和示出了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解可以對其進行形式上和細節(jié)上的各種變化而不偏離由附加的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。示例性實施例僅認為是說明的意義而不是用于限制的目的。所以，本發(fā)明的范圍沒有被本發(fā)明的詳細說明限定而是被附加的權(quán)利要求限定，并且在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有差別認為是包含在本發(fā)明中。權(quán)利要求1.一種用于恢復(fù)輸入信息的3D輸入裝置，該裝置包括第一傳感器，用于測量體坐標系統(tǒng)中3D輸入裝置的第一速度；第二傳感器，用于測量關(guān)于體坐標系統(tǒng)的三正交軸的3D輸入裝置的加速度和角速度；姿態(tài)信息產(chǎn)生單元，用于通過使用加速度和角速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的姿態(tài)信息；速度轉(zhuǎn)換單元，用于通過使用姿態(tài)信息將第一速度轉(zhuǎn)換為在絕對坐標系統(tǒng)中的第二速度；以及位置恢復(fù)單元，用于通過對第二速度積分來恢復(fù)3D輸入裝置的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中速度轉(zhuǎn)換單元通過使用姿態(tài)信息來產(chǎn)生方向余弦矩陣并通過使用方向余弦矩陣將第一速度轉(zhuǎn)換為第二速度，所要求的方向余弦矩陣用于將體坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中姿態(tài)信息產(chǎn)生單元可以包括初始信息產(chǎn)生器，用于通過使用在3D輸入裝置處于靜止時測量的加速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的初始姿態(tài)信息；以及移動姿態(tài)信息產(chǎn)生器，用于通過使用角速度和初始姿態(tài)信息來產(chǎn)生3D輸入裝置的移動姿態(tài)信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一傳感器測量體坐標系統(tǒng)的三正交軸每個的速度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中體坐標系統(tǒng)是具有沿著3D輸入裝置的預(yù)定方向指向的一個軸的笛卡爾坐標系統(tǒng)。6.一種用于恢復(fù)輸入信息的3D輸入方法，該方法包括測量體坐標系統(tǒng)中的3D輸入裝置的第一速度、加速度、以及角速度；通過使用加速度和角速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的姿態(tài)信息；通過使用姿態(tài)信息來將第一速度轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)的第二速度；以及通過對第二速度積分來恢復(fù)3D輸入裝置的位置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將第一速度轉(zhuǎn)換為第二速度包括通過使用姿態(tài)信息來產(chǎn)生方向余弦矩陣，所要求的方向余弦矩陣用于將體坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為絕對坐標系統(tǒng)；以及通過使用方向余弦矩陣將第一速度轉(zhuǎn)換為第二速度。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中產(chǎn)生姿態(tài)信息可以包括通過使用在3D輸入裝置處于靜止時測量的加速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的初始姿態(tài)信息；以及通過使用角速度和初始姿態(tài)信息來產(chǎn)生3D輸入裝置的移動姿態(tài)信息。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中第一速度、加速度和角速度的測量包括測量體坐標系統(tǒng)的三正交軸每個的速度。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中體坐標系統(tǒng)是具有沿著3D輸入裝置的預(yù)定方向指向的一個軸的笛卡爾坐標系統(tǒng)。11.一種計算機存儲介質(zhì)，在其上具有根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一個方法的計算機程序。全文摘要提供一種用于精確恢復(fù)3D輸入裝置的位置的3D輸入裝置和方法。該3D輸入裝置包括第一傳感器，其測量在體坐標系統(tǒng)(bodycoordinatesystem)中3D輸入裝置的第一速度；第二傳感器，其測量關(guān)于體坐標系統(tǒng)的三正交軸的3D輸入裝置的加速度和角速度；姿態(tài)信息產(chǎn)生單元，其通過使用加速度和角速度來產(chǎn)生3D輸入裝置的姿態(tài)信息；速度轉(zhuǎn)換單元，其通過使用姿態(tài)信息將第一速度轉(zhuǎn)換為在絕對坐標中的第二速度；以及位置恢復(fù)單元；其通過對第二速度積分來恢復(fù)3D輸入裝置的位置。文檔編號G06F3/038GK1573672SQ20041004934公開日2005年2月2日申請日期2004年6月11日優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日發(fā)明者張旭,金東潤,姜京湖,崔恩碩,方遠喆申請人:三星電子株式會社