專利名稱：基于多傳感器融合的輸入筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)人機(jī)交互領(lǐng)域，尤其是一種輸入筆。
背景技術(shù)：
以自然書(shū)寫(xiě)的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的交互一直是計(jì)算機(jī)人機(jī)交互領(lǐng)域研究與追 求的目標(biāo)之一，力求體現(xiàn)手勢(shì)與筆勢(shì)的筆式輸入技術(shù)因更加符合人的書(shū)寫(xiě)操作習(xí)慣而受到 了廣泛的重視，目前市面上出現(xiàn)了許多筆式輸入設(shè)備，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合主要有以下幾 種，第一是手寫(xiě)板，主要用于PC機(jī)文字手寫(xiě)輸入或者繪圖，手寫(xiě)筆必須在手寫(xiě)板上進(jìn)行書(shū) 寫(xiě)，脫離手寫(xiě)板則無(wú)法工作；第二是電子白板，主要用于多媒體演示，用戶可以在白板上進(jìn) 行書(shū)寫(xiě)、標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的交互，但在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中會(huì)遮擋來(lái)自后方的投影機(jī)的投射光 線，且無(wú)法遠(yuǎn)距離操作；第三種是電子教鞭，如在中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN101071350的專利文 獻(xiàn)中，提到了一種通過(guò)識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，該裝置通過(guò)采用圖像攝取裝置 檢測(cè)激光筆打在投影屏幕上的光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，經(jīng)過(guò)圖像識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)光點(diǎn)的定位及 運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)光標(biāo)和視窗的操作和控制，市場(chǎng)上也有采用類似技術(shù)的 相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)。利用該技術(shù)，用戶可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)任意投影屏幕的交互，但是由于該技術(shù) 方案需要在投影屏幕前架設(shè)圖像攝取裝置，增加了安裝使用的復(fù)雜度，此外該技術(shù)的圖像 識(shí)別效果還受到周圍環(huán)境的較大影響?？傊?，目前的市場(chǎng)上對(duì)不同場(chǎng)合的手寫(xiě)輸入需求，均需采用專門的輸入設(shè)備，需要 分別依托手寫(xiě)板、電子白板、圖像攝取裝置等設(shè)備，不同設(shè)備還有各自不同的使用要求，無(wú) 法具備較高的通用性和便攜性，缺少一種針對(duì)手寫(xiě)輸入的統(tǒng)一化的解決方案，使用戶使用 同一設(shè)備即能滿足不同場(chǎng)合的手寫(xiě)操作需求，使人機(jī)交互更加靈活方便。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)通用性和便攜性較低的不足，本發(fā)明提出了一種基于多傳感器融 合的輸入筆。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括主機(jī)接收端和手持端。其中，手 持端包括轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件、加速度傳感器件、超聲測(cè)距模塊、溫度傳感器、濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊、微處理器I、控制模塊和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I。轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件和加速度傳感器件測(cè)量 書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輸入筆的運(yùn)動(dòng)角速度和加速度信息后輸出電壓信號(hào)，經(jīng)濾波模塊低通濾波 后傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)送往微處理器I ；溫度傳感器測(cè)量環(huán) 境溫度后輸出信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送往微處理器I ；超聲測(cè)距模塊測(cè) 量輸入筆相對(duì)于屏幕和地面兩個(gè)方向的距離變化的脈沖信號(hào)送往微處理器I ；控制模塊包 括一個(gè)作為壓力感應(yīng)筆頭和一組按鍵，壓力感應(yīng)筆頭檢測(cè)輸入筆是否抬筆后輸出電壓信號(hào) 經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊送往微處理器I，按鍵的開(kāi)關(guān)信號(hào)送往微處理器I ；所述的微處理器I根據(jù) 獲得的上述信號(hào)判斷是否處于桌面書(shū)寫(xiě)模式、空中對(duì)投影屏幕書(shū)寫(xiě)模式或空中三維鼠標(biāo)工 作模式，并將獲得的輸入筆運(yùn)動(dòng)角速度、加速度信息與輸入筆相對(duì)于屏幕和地面兩個(gè)方向的距離變化信息進(jìn)行融合和誤差修正；根據(jù)不同書(shū)寫(xiě)模式下不同的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正 和書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)意圖識(shí)別，將最終解算的結(jié)果映射成為屏幕上的書(shū)寫(xiě)筆跡信息或者光標(biāo)的二維或 三維運(yùn)動(dòng)信息，并通過(guò)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I發(fā)送。主機(jī)接收端包括微處理器II、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸 模塊II、存儲(chǔ)器和USB接口模塊。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I接收手持端解算的屏幕上的書(shū)寫(xiě)筆跡信 息或者光標(biāo)的二維或三維運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)微處理器II經(jīng)USB接口電路發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件采用三軸陀螺儀，三軸陀螺儀的三個(gè)敏感軸方向分別與筆桿 慣性坐標(biāo)系X、Y、Z軸相平行。所述的加速度傳感器件包括兩個(gè)三軸加速度計(jì)，并且該三軸加速度計(jì)的三個(gè)敏感 軸方向分別與筆桿慣性坐標(biāo)系X、Y、Z軸相平行。所述的手持端包括兩組超聲測(cè)距模塊，并且兩組超聲測(cè)距模塊相互垂直安裝；其 中一組超聲測(cè)距模塊的敏感方向與筆桿軸向相平行；另一組超聲測(cè)距模塊的敏感方向與筆 桿軸向垂直；兩組測(cè)距模塊所得信息和加速度計(jì)、三軸陀螺儀解算的筆桿運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行數(shù) 據(jù)融合和誤差修正。所述的壓力感應(yīng)筆頭包括書(shū)寫(xiě)筆頭、彈性緩沖體和壓力傳感器；彈性緩沖體位于 筆頭和壓力傳感器之間；壓力傳感器檢測(cè)書(shū)寫(xiě)過(guò)程中筆頭的壓力信息。所述的按鍵包括光標(biāo)啟動(dòng)鍵、書(shū)寫(xiě)鍵、三維鼠標(biāo)鍵以及與鼠標(biāo)的左右鍵和滾輪的 上下鍵對(duì)應(yīng)的四個(gè)功能鍵。本發(fā)明的有益效果是由于采用多傳感器融合的人手及手臂書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)跟蹤和識(shí) 別技術(shù)，集手寫(xiě)輸入、電子教鞭和三維空中鼠標(biāo)的全部功能為一體，充分體現(xiàn)與實(shí)現(xiàn)了人與 計(jì)算機(jī)以自然方式進(jìn)行交互的訴求，以自然方式支持既可以在常規(guī)書(shū)寫(xiě)平面內(nèi)進(jìn)行手寫(xiě)輸 入，還可以在空中無(wú)依托情況下對(duì)屏幕進(jìn)行圈畫(huà)、標(biāo)注以及書(shū)寫(xiě)，并具有三維操作信息可滿 足虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中對(duì)三維物體的操作和實(shí)現(xiàn)三維信息的人機(jī)自然交互，與傳統(tǒng)手寫(xiě)板、電 子教鞭相比，簡(jiǎn)單便攜，在去除了輔助設(shè)備的條件下，滿足了更多更高的使用需求，使用更 加靈活方便，通用性與兼容性更高，并充分體現(xiàn)自然交互特征。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖1是本發(fā)明的外觀示意圖；附圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本發(fā)明的主機(jī)接收端左視圖；附圖4是本發(fā)明的電路板坐標(biāo)圖；附圖5是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.書(shū)寫(xiě)筆頭，2.電源控制鎖，3.三維鼠標(biāo)功能開(kāi)啟鍵，4.光標(biāo)啟動(dòng)對(duì)準(zhǔn)鍵， 5.功能鍵B，6.功能鍵D，7.書(shū)寫(xiě)鍵，8.功能鍵A，9.功能鍵C，10.手持端，11.狀態(tài)指示燈， 12. USB接口，13.主機(jī)接收端，14.筆頭，15.彈性緩沖體，16.壓力傳感器，17.手持端電路 板，18.電源模塊，19. USB接口空腔，20.主機(jī)接收端電路板，21.筆頭空腔。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明包括手持端10和主機(jī)接收端13兩部分。[0020]如圖1和圖2所示其中，手持端包括具有壓力感應(yīng)功能的書(shū)寫(xiě)筆頭1、電源控制 鎖2、三維鼠標(biāo)功能開(kāi)啟鍵3、光標(biāo)啟動(dòng)和對(duì)準(zhǔn)鍵4、書(shū)寫(xiě)鍵7、以及功能鍵A8、功能鍵B5、功 能鍵C9、功能鍵D6、電路板17和電源模塊18。主機(jī)接收端包括USB接口 12、電路板19和 狀態(tài)指示燈11。其中主機(jī)接收端的USB接口 12可插入手持端的USB接口空腔內(nèi)，手持端的書(shū)寫(xiě)筆 頭1可插入主機(jī)接收端的筆頭空腔21內(nèi)，從而使手持端10和主機(jī)接收端13扣在一起。當(dāng) 主機(jī)接收端13手持端10上時(shí)，電源控制鎖2處于按下?tīng)顟B(tài)，交互筆電源切斷；當(dāng)主機(jī)接收 端與手持端10分離時(shí)，電源控制鎖2處于彈起狀態(tài)，交互筆電源接通。書(shū)寫(xiě)筆頭1位于手持端10 —端端頭，包括筆頭14、彈性緩沖體15和壓力傳感器 16。筆頭14采用摩擦系數(shù)小且耐磨的材料制成，本實(shí)施中，筆頭14用尼龍制成。彈性緩沖 體安裝于筆頭14和壓力傳感器16之間，起作用在于對(duì)書(shū)寫(xiě)過(guò)程中的壓力進(jìn)行緩沖，使筆頭 14與書(shū)寫(xiě)平面的接觸更加柔和。壓力傳感器敏感書(shū)寫(xiě)過(guò)程中筆頭14的壓力信息，輸出信號(hào) 與手持端電路板17中的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，壓力信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送往微處理器一， 結(jié)合不同強(qiáng)度的壓感閾值可以使筆頭1具有不同的硬度效果。三維鼠標(biāo)功能開(kāi)啟鍵3和光標(biāo)啟動(dòng)對(duì)準(zhǔn)鍵4位于手持端10的側(cè)面，三維鼠標(biāo)功能 鍵3用于開(kāi)啟交互筆的三維鼠標(biāo)功能鍵，光標(biāo)對(duì)準(zhǔn)及啟動(dòng)鍵4用于交互筆空中對(duì)投影屏幕 操作和做為三維空中鼠標(biāo)使用時(shí)啟動(dòng)光標(biāo)和調(diào)整光標(biāo)與筆桿指向的對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。書(shū)寫(xiě)鍵7、以 和功能鍵A8、功能鍵B5、功能鍵C9、功能鍵D6位于手持端的另一端，書(shū)寫(xiě)鍵7用于在空中對(duì) 投影屏幕操作時(shí)，開(kāi)啟交互筆在屏幕任意位置的標(biāo)注書(shū)寫(xiě)功能。功能鍵A8對(duì)應(yīng)鼠標(biāo)左鍵， 功能鍵B5對(duì)應(yīng)鼠標(biāo)右鍵，功能鍵C9和功能鍵D6分別對(duì)應(yīng)鼠標(biāo)滾輪上下鍵。各按鍵通過(guò)信 號(hào)線和手持端電路板17上的微處理器一相連接。USB接口 12位于主機(jī)接收端13端面的一側(cè)，如圖3所示。USB接口 12和主機(jī)接 收端內(nèi)部的電路板19相連接，用于和計(jì)算機(jī)通信。如圖4所示主機(jī)接收端電路板20包括微處理器II，和與微處理器II相連接的 數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊II、存儲(chǔ)器和USB接口模塊。USB接口模塊是基于串行通用接口配置芯 片pdiusbdl2的USB接口電路，在微處理器II的控制下向計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行串行設(shè)備描述， 從而成為計(jì)算機(jī)主機(jī)的外部設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)跟計(jì)算機(jī)主機(jī)通訊。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊II和數(shù)據(jù) 無(wú)線傳輸模塊I構(gòu)成一對(duì)雙工無(wú)線通訊電路，該通訊電路同為基于CSR公司的bluecore系 列芯片。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊II在微處理器II的控制下，用于接收手持端解算的書(shū)寫(xiě)控制 信息、書(shū)寫(xiě)筆跡信息和光標(biāo)的三維運(yùn)動(dòng)信息。接收信息由微處理器II經(jīng)USB接口電路發(fā)送 給計(jì)算機(jī)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)書(shū)寫(xiě)筆跡的顯示和對(duì)光標(biāo)的控制。存儲(chǔ)器用于存放交互筆的PC端驅(qū)動(dòng) 程序。當(dāng)主機(jī)接收端第一次與PC機(jī)連接時(shí)，主機(jī)接收端首先注冊(cè)為存儲(chǔ)設(shè)備，然后自動(dòng)運(yùn) 行存儲(chǔ)器內(nèi)的交互筆驅(qū)動(dòng)程序，免除了另外準(zhǔn)備驅(qū)動(dòng)安裝光盤的不便。手持端電路板17包括轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件、加速度傳感器件、超聲測(cè)距模塊、溫度傳感 器、信號(hào)濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器I、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I。轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件和加速 度傳感器件測(cè)量獲得書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人手及手臂的運(yùn)動(dòng)角速度和加速度信息后輸出電壓 信號(hào)，經(jīng)濾波模塊低通濾波后，將該電壓信號(hào)傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到 的數(shù)字信號(hào)送往微處理器I。溫度傳感器測(cè)量并獲得當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度后輸出信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)亦送往微處理器I，用于對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件和加速度傳感器件輸出信號(hào)進(jìn)行溫漂補(bǔ)償。超聲測(cè)距模塊輸出的筆桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息的脈沖信號(hào)送往微 處理器I的計(jì)數(shù)器輸入端，用于測(cè)量交互筆相對(duì)于屏幕和地面兩個(gè)方向的距離變化。微處理器I對(duì)獲得的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行工作模式的判斷，并根據(jù)桌 面書(shū)寫(xiě)模式、空中對(duì)投影屏幕書(shū)寫(xiě)模式或空中三維鼠標(biāo)工作模式，通過(guò)數(shù)據(jù)解算模塊采用 不同的數(shù)據(jù)解算方法進(jìn)行筆桿姿態(tài)、平動(dòng)分量和轉(zhuǎn)動(dòng)分量的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)特征量的解算，當(dāng)交 互筆處于空中三維鼠標(biāo)工作模式和空中對(duì)投影屏幕工作模式時(shí)，還將獲得的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)特征 量與超聲測(cè)距模塊測(cè)得的筆桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息通過(guò)數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行融合和誤差修正。同時(shí) 根據(jù)人手空中對(duì)投影屏幕的書(shū)寫(xiě)和桌面書(shū)寫(xiě)模式兩種不同的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)模型，通過(guò)運(yùn)動(dòng)校正 模塊和空間映射模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正和書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)意圖的識(shí)別，將解算結(jié)果映射成為屏幕上的 書(shū)寫(xiě)筆跡信息或者光標(biāo)的二維或三維運(yùn)動(dòng)信息。所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件包括三軸陀螺儀，三軸陀螺儀采用MEMS電子陀螺儀，安裝方式 如圖5所示，為三個(gè)敏感軸方向分別與電路板X、Y、Z軸相平行，分別用于測(cè)量人手在不同 模式書(shū)寫(xiě)操作運(yùn)動(dòng)過(guò)程中手腕和手臂在X軸和Y軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及筆桿自身軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 所述的加速度傳感器件包括兩個(gè)三軸加速度計(jì)，兩個(gè)三軸加速度計(jì)為MEMS三軸加速度計(jì)， 采用ADI公司的ADXRS330，分別安裝于手持端電路板17兩端，并且該三軸加速度計(jì)的三個(gè) 敏感軸方向分別與電路板X、Y、Z軸相平行，用來(lái)測(cè)量筆桿靜態(tài)或動(dòng)態(tài)時(shí)的加速度信息。所述的超聲測(cè)距模塊采用SRF05，包括兩組超聲測(cè)距模塊，并且兩組超聲測(cè)距模塊 相互垂直安裝。其中一組超聲測(cè)距模塊的敏感方向與筆桿軸向相平行，用于測(cè)量空中對(duì)投 影屏幕書(shū)寫(xiě)、操作運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，筆桿相對(duì)于屏幕方向的距離變化，得出筆桿軸向的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 信息；另一組超聲測(cè)距模塊的敏感方向與電路板的Y軸向平行，用于測(cè)量書(shū)寫(xiě)、操作運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中，筆桿相對(duì)于地面或周圍墻壁等遮擋物方向的距離變化，得出筆桿在Y軸向或X軸向的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息。兩組測(cè)距模塊所得信息和加速度計(jì)、陀螺儀解算的筆桿運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù) 融合和誤差修正，提高測(cè)量精度。溫度傳感器用于測(cè)量周圍環(huán)境溫度變化，所測(cè)得的溫度信息對(duì)三軸陀螺儀、三軸 加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度漂移補(bǔ)償，提高交互筆在不同使用環(huán)境中的適用性。低通濾波模塊為一有源低通濾波電路，用于濾除慣性傳感器件和溫度傳感器的輸 出噪聲和高頻分量。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用TI公司的ADS8365模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換精度 為16位。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將慣性傳感器件和溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為處理 器能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。所述電源模塊用于為手持端提供電源，采用鋰電池供電。
權(quán)利要求基于多傳感器融合的輸入筆，包括主機(jī)接收端和手持端，其特征在于手持端包括轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件、加速度傳感器件、超聲測(cè)距模塊、溫度傳感器、濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器I、控制模塊和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I；轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件和加速度傳感器件測(cè)量書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輸入筆的運(yùn)動(dòng)角速度和加速度信息后輸出電壓信號(hào)，經(jīng)濾波模塊低通濾波后傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)送往微處理器I；溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度后輸出信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送往微處理器I；超聲測(cè)距模塊測(cè)量輸入筆相對(duì)于屏幕和地面兩個(gè)方向的距離變化的脈沖信號(hào)送往微處理器I；控制模塊包括一個(gè)作為壓力感應(yīng)筆頭和一組按鍵，壓力感應(yīng)筆頭檢測(cè)輸入筆是否抬筆后輸出電壓信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊送往微處理器I，按鍵的開(kāi)關(guān)信號(hào)送往微處理器I；所述的微處理器I根據(jù)獲得的上述信號(hào)判斷是否處于桌面書(shū)寫(xiě)模式、空中對(duì)投影屏幕書(shū)寫(xiě)模式或空中三維鼠標(biāo)工作模式，并將獲得的輸入筆運(yùn)動(dòng)角速度、加速度信息與輸入筆相對(duì)于屏幕和地面兩個(gè)方向的距離變化信息進(jìn)行融合和誤差修正；根據(jù)不同書(shū)寫(xiě)模式下不同的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正和書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)意圖識(shí)別，將最終解算的結(jié)果映射成為屏幕上的書(shū)寫(xiě)筆跡信息或者光標(biāo)的二維或三維運(yùn)動(dòng)信息，并通過(guò)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I發(fā)送；主機(jī)接收端包括微處理器II、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊II、存儲(chǔ)器和USB接口模塊；數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I接收手持端解算的屏幕上的書(shū)寫(xiě)筆跡信息或者光標(biāo)的二維或三維運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)微處理器II經(jīng)USB接口電路發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器融合的輸入筆，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感 器件采用三軸陀螺儀，三軸陀螺儀的三個(gè)敏感軸方向分別與筆桿慣性坐標(biāo)系X、Y、Z軸相平 行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器融合的輸入筆，其特征在于所述的加速度傳 感器件包括兩個(gè)三軸加速度計(jì)，并且該三軸加速度計(jì)的三個(gè)敏感軸方向分別與筆桿慣性坐 標(biāo)系X、Y、Z軸相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器融合的輸入筆，其特征在于所述的手持端包 括兩組超聲測(cè)距模塊，并且兩組超聲測(cè)距模塊相互垂直安裝；其中一組超聲測(cè)距模塊的敏 感方向與筆桿軸向相平行；另一組超聲測(cè)距模塊的敏感方向與筆桿軸向垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器融合的輸入筆，其特征在于所述的壓力感應(yīng) 筆頭包括書(shū)寫(xiě)筆頭、彈性緩沖體和壓力傳感器；彈性緩沖體位于筆頭和壓力傳感器之間； 壓力傳感器檢測(cè)書(shū)寫(xiě)過(guò)程中筆頭的壓力信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器融合的輸入筆，其特征在于所述的按鍵包括 光標(biāo)啟動(dòng)鍵、書(shū)寫(xiě)鍵、三維鼠標(biāo)鍵以及與鼠標(biāo)的左右鍵和滾輪的上下鍵對(duì)應(yīng)的四個(gè)功能鍵。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于多傳感器融合的輸入筆，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器件和加速度傳感器件測(cè)量書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輸入筆的運(yùn)動(dòng)角速度和加速度信息，溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度，超聲測(cè)距模塊測(cè)量輸入筆相對(duì)于屏幕和地面兩個(gè)方向的距離變化，控制模塊檢測(cè)輸入筆是否抬筆及按鍵的開(kāi)關(guān)信號(hào)，微處理器I根據(jù)獲得的上述信號(hào)得到屏幕上的書(shū)寫(xiě)筆跡信息或者光標(biāo)的二維或三維運(yùn)動(dòng)信息，并通過(guò)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊I發(fā)送；主機(jī)接收端接收手持端解算的信息，發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)。本實(shí)用新型簡(jiǎn)單便攜，滿足了更多更高的使用需求，使用更加靈活方便，通用性與兼容性更高，并充分體現(xiàn)自然交互特征。
文檔編號(hào)G06F3/033GK201689394SQ20102021475
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者常新龍, 張映鋒, 張曉軍, 張煒, 張玉祥, 張通達(dá), 陳家照, 馬柳藝 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第二炮兵工程學(xué)院