[发明专利]姿态感知设备输出控制方法及装置、显示控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及姿态感知设备及其应用领域，特别涉及一种姿态感知设备的输出控制方法及装置、运动轨迹的显示控制方法及系统。

背景技术

传统计算机鼠标指针的控制过程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，均需依附桌面等平台进行操作。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，使用上述传感器实现控制的鼠标无法满足上述要求，于是空间鼠标应运而生。

空间鼠标是一种输入设备，像传统鼠标一样操作屏幕光标（即鼠标指针），但却不需要依附任何平台，即通过空中晃动就能直接根据其运动姿态实现对鼠标指针的控制。要实现空中运动姿态的感知，一般在姿态感知设备（空间鼠标）中设置惯性器件，利用惯性器件测量技术实现对运动载体姿态的跟踪。上述惯性器件一般包括陀螺仪传感器（以下简称陀螺仪）以及加速度传感器（以下简称加速度仪）。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。

公开号为CN102289306的中国专利申请文本于2011年12月21日公开了一种姿态感知设备及其定位、鼠标指针的控制方法和装置，公开了下述技术方案：所述姿态感知设备的定位方法包括：获取陀螺仪的敏感轴的角速度测量值和加速度传感器的敏感轴的倾斜角测量值，所述加速度传感器的敏感轴对应所述陀螺仪的敏感轴；建立观测方程以获取陀螺仪的敏感轴的角速度观测值和加速度传感器的敏感轴的倾斜角观测值；将所述陀螺仪的敏感轴的角速度观测值转换成陀螺仪的敏感轴的旋转角，将所述加速度传感器的敏感轴的倾斜角观测值转换成加速度传感器的敏感轴的偏转角；对所述旋转角和所述偏转角进行融合，得到姿态感知设备的姿态角；通过姿态角的定位得到并输出位移变化量。

但是，由于设备最终显示的模拟路径（即运动轨迹）是由姿态感知设备对实际运动进行识别所形成的定位点决定的，以空间鼠标为例，手持空间鼠标进行操作的速度有快慢之别：对于中速运动的操作，输出的运动轨迹较为准确、平滑；但对于低速运动及高速运动的操作，则存在以下问题：

对于低速运动，往往是用户手持空间鼠标进行运动定位之时，由于运动步长一般较大（这里的较大步长是针对于定位需求而言，和进行中速运动时的步长相比，实际差别不大），难以满足低速运动时鼠标指针对于目标点的准确移动（即定位）；对于高速运动，往往是用户手持空间鼠标进行大幅度运动之时，其目的一般是恢复鼠标的活动，大幅度运动却使得鼠标指针大大偏离原先的定位点。

上述问题均使现有技术的空间鼠标所输出的运动轨迹定位不够准确，且轨迹平滑度不如人意。

发明内容

本发明技术方案要解决的问题是如何提升现有技术空间鼠标输出运动轨迹的定位准确度及平滑度。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种姿态感知设备的输出控制方法，所述的姿态感知设备包括对运动姿态进行感知的惯性器件，该输出控制方法包括：

使用惯性器件获取运动的位移变化量以及运动速度；

当所述运动速度小于第一阈值，则作改变所述位移变化量之第一处理，以使基于位移变化量所形成的运动轨迹的长度缩小，输出经第一处理后的位移变化量；

当所述运动速度大于第二阈值，则作改变所述位移变化量之第二处理，以使基于位移变化量所形成的运动轨迹的幅度缩小，输出经第二处理后的位移变化量，所述第二阈值大于第一阈值；

否则直接输出获取的位移变化量。

可选的，所述惯性器件包括陀螺仪和加速度仪中的至少一种。

可选的，所述第一处理包括：当所述位移变化量小于约定值时，对所述位移变化量作积分处理，将经积分处理后的位移变化量按预设的第一比例输出；否则对所述位移变化量作微分处理，将经微分处理后的位移变化量按预设的第二比例输出，所述的约定值为一根据设备输出控制所确定的相对值。

可选的，设获取的位移变化量为(Δx,Δy)，其中，横向位移变化量为Δx，纵向位移变化量为Δy，则经所述第一处理后的位移变化量(Δx',Δy')为：