CN101622856A - 自推进图像平移设备 - Google Patents

Abstract

本文描述了用于自推进图像平移设备的系统、装置和方法。自推进图像平移设备可包括推进模块，所述推进模块用于控制推进组件以在相邻介质上自主地推进图像平移设备。自推进图像平移设备的输入/输出模块可控制输入/输出组件来在所述设备和相邻介质之间平移图像。

Description

自推进图像平移设备

对相关申请的交叉引用

本申请是2007年2月22日递交的临时申请60/891,102的非临时申请，并要求所述临时申请的优先权。除了与本说明书不一致的那些部分(如果有的话)，所述临时申请的说明书全部结合于此。

技术领域

本发明的实施例涉及图像平移(image translation)领域，更具体地，涉及自推进(self-propelled)图像平移设备。

背景技术

传统的打印设备依靠机械地操作的导轨和托架系统来在其他机构(mechanics)沿正交方向推进介质时在一个直线方向上传送打印头。随着打印头在介质上移动，可以制成(lay down)图像。

通过减小操作机构尺寸的技术开发了便携打印机。但是，提供打印头和介质之间的相对运动的原理与传统打印设备保持相同。因此，这些机构限制了打印机尺寸的减少以及可用作介质的材料。

已开发了其他导轨和托架系统来在跨静止打印介质的两个方向上传送打印头。但是，至少和被打印表面一样大的相关导轨系统的大小范围还是损害了设备的便携性。

已开发了手持打印设备，所述设备表面上允许操作者为了将图像打印到介质上而在介质上操纵手持打印设备。但是，这些设备受到操作者对设备进行的不可预知的非线性移动的挑战。这些手持打印设备要求经常的操作者干预以及操纵打印设备的技能。

发明内容

本发明的某些实施例公开了一种图像平移设备的控制块，所述控制块包括被配置为控制一个或多个推进组件以便在与所述装置相邻的介质上自主地推进该装置的推进模块，以及被配置为随着所述装置在介质上被推进，在所述介质和所述装置之间平移图像的输入/输出模块。

输入/输出模块可包括被配置为在介质上打印图像的打印模块，以及/或者被配置为从所述介质获取图像的图像捕获模块。

控制块还可具有定位模块，所述定位模块被配置为确定所述装置相对于参考位置的方位。定位模块还可被配置为使用一个或多个导航传感器来确定所述方位。定位模块可以耦合到推进模块以确定所述方位。

在某些实施例中，推进模块还可被配置为将所述装置推进到介质的边缘部分以辅助设置参考位置。

根据某些实施例还公开了平移图像的方法。该方法可包括通过在与图像平移设备相邻的介质上自主地推进所述图像平移设备的方式来控制所述图像平移设备的一个或多个推进组件，以及随着所述图像平移设备在所述介质上被推进，在所述介质和所述图像平移设备之间平移图像。

该方法还可包括通过设置参考位置在平移图像之前初始化所述图像平移设备。

该方法还可包括捕获一个或多个传感器测量结果，以及至少部分地基于所捕获的一个或多个传感器测量结果来确定所述介质的结构和/或组成。

该方法还可包括将图像平移设备推进到参考位置，以及至少部分地基于所确定的介质的结构和/或组成来找出参考位置。

该方法还可包括经由无线链路接收图像平移数据。

该方法还可包括经由无线链路接收定向和/或图像平移控制。

在又一个实施例中，公开了一种图像平移设备，所述图像平移设备具有一个或多个推进组件，一个或多个输入/输出组件；以及控制块。

所述控制块具有被配置为控制所述一个或多个推进组件以在介质上自主地推进装置的推进模块，以及被配置为控制所述输入/输出组件随着所述装置在介质上被推进，在所述介质和所述装置之间平移图像的输入/输出模块。

所述一个或多个推进组件可包括一个或多个球体驱动(ball-drive)推进组件。某些实施例可包括从设备表面延伸第一距离的两个球体驱动推进组件，以及被配置为从设备表面延伸类似于第一距离的第二距离的一个或多个脚轮(caster)。

所述一个或多个接触力组件可被配置为辅助所述设备和所述介质之间的接触力。

图像平移设备可包括容纳所述一个或多个推进组件、所述推进模块以及所述输入/输出模块的外壳，所述外壳在所述介质上被推进。

在某些实施例和图像平移系统中可包括图像平移设备和停靠站(docking station)。所述图像平移设备具有一个或多个推进组件，一个或多个输入/输出组件，以及控制块。所述控制块具有被配置为控制所述一个或多个推进组件以在介质上自主地推进装置的推进模块，以及被配置为控制所述输入/输出组件以在所述装置在介质上被推进时，在所述介质和所述装置之间平移图像的输入/输出模块。所述停靠站被配置为可移除地耦合到所述图像平移设备。

所述图像平移设备可包括电源，且所述停靠站可被配置为当耦合到所述图像平移设备时给所述电源充电。

所述图像平移设备可被配置为当所述组件耦合到图像平移设备时服务所述一个或多个输入/输出组件。

被视为本发明实施例的特点的其他特征在所附权利要求中提出。

附图说明

通过在附图中阐释的示例性实施例而非限制的方式来描述本发明，附图中相似的参考符号指代相似的元件，其中：

图1是根据本发明的各种实施例包含自推进图像平移设备的系统的示意图；

图2是根据本发明的各种实施例的自推进图像平移设备的底视图；

图3是根据本发明的各种实施例的自推进图像平移设备的图像平移操作的图形化表示；

图4是描绘根据本发明的各种实施例的自推进图像平移设备的图像平移操作的流程图；并且

图5示意性地示出根据本发明的各种实施例能够实现手持图像平移设备的控制块的计算机设备。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考形成该描述的一部分的附图，其中相同的数字在各处代表相同的部分，并且其中通过说明的方式示出可实施本发明的具体实施例。应该理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可以使用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改动。因此，以下详细描述不应在限制的意义上来理解，并且本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

说明书中所提到的“一个实施例”或“实施例”指：结合该实施例来描述的特定特征、结构或特点包含在至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书各种地方的出现不一定全都指代同一实施例，但也有这个可能。

短语“A/B”和“A和/或B”指(A)、(B)或(A和B)。短语“A、B和/或C”指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。短语“(A)B”指(AB)或(B)，即A是可选的。

图1是根据本发明的各种实施例的系统100的示意图，系统100包括自推进图像平移(IT)设备104，下文中称为IT设备104。IT设备104可包括具有如下组件的控制块108，所述组件被设计为在整个IT操作过程中辅助IT设备104的受控推进和输入/输出(I/O)组件112的精确定位。该推进和定位可允许IT设备104能够在真正移动和多变的平台上可靠地在IT设备和相邻介质之间平移图像，如本文所说明的那样。

本文使用的图像平移可指代将存在于特定上下文(例如，介质)中的图像平移为另一环境中的图像。例如，IT操作可以是扫描操作。在这种情况中，目标图像，即存在于可触介质上的图像，被IT设备104扫描并且对应于目标图像的获取图像被创建并存储在IT设备104的存储器中。又例如，IT操作可以是打印操作。在这种情况下，获取图像，即存在于IT设备104的存储器中的图像，可被打印到与IT设备104相邻的打印介质上。

IT设备104可包括推进模块116来通过在相邻介质表面上自主地推进IT设备104的方式控制一个或多个推进组件120。如本文所使用的那样，自主地推进可以指IT设备104的物理运动是自给的，例如，无需依靠手动干预(例如手推)或外部托架支撑以及传送系统(例如，上面在背景技术中讨论的托架和导轨系统)来完成。虽然该运动可由手动输入来启动甚至被个人远程控制，但是IT设备104的推进子系统(例如推进模块116和一个或多个推进组件120)可能能够提供足够的力来跨相邻介质表面移动IT设备104而无需外部供应的力。

推进子系统还可具有定向控制以便IT设备104可以覆盖相邻介质的整个IT部分。IT部分可以是其上存在将通过扫描获得的图像的相邻介质的子集，或者其上可打印图像的介质部分。随着IT设备104穿越相邻介质的IT部分，I/O模块124可从定位模块128接收定位信息并通过在IT设备104和相邻介质之间平移图像的方式来控制I/O组件112。

推进子系统还可具有速度控制。这例如可允许IT设备104在其不主动地参与图像平移时跨相邻介质迅速移动，并在其参与图像平移时将其速度降低到合适的速率。

定位模块128可以确定IT设备104特别是I/O组件112相对于参考位置的定位信息。定位信息可包括二维平移信息和选择信息。定位模块128可以耦合到推进模块116并且至少部份地基于对IT设备104的推进历史的跟踪来获取定位信息。定位模块128可以附加地/选择性地耦合到传感器132以辅助定位信息的确定。

在一个实施例中，传感器132可以包括捕获介质测量结果的介质传感器，所述测量结果可用于确定相邻介质的结构和/或组成。这可以允许定位模块128例如通过检测相邻介质的结构和/或组成中的差别来检测相邻介质的IT部分的边界。例如，在实施例中，打印纸的角落可被检测并用于设置作为建立定位信息的基础的参考位置。在某些实施例中，推进子系统可以与定位子系统(例如，定位模块128和传感器132)合作以通过将IT设备104移到角落里来找出和设置参考位置。

在一个实施例中，传感器132可以附加地或选择性地包括一个或多个捕获导航测量结果以跟踪IT设备104相对于参考位置的增量运动的导航传感器。在某些实施例中，导航测量结果可以是相邻介质的导航图像。在这些实施例中，导航传感器可包括一个或多个成像导航传感器。成像导航传感器可包括光源，例如发光二极管(LED)、激光等，以及被设计为随着IT设备104在介质上移动来捕获相邻介质的一系列导航图像的光电传感器。

定位模块128可以处理导航图像以检测介质的结构变化。连续图像中的结构变化的移动可以指示IT设备104相对于介质的运动。跟踪该检测到的相对运动和/或来自推进模块116的推进历史可以辅助I/O组件112的精确定位。

在其他实施例中，例如加速计、陀螺仪、压力传感器等的非成像导航传感器可以附加地或选择性地用于捕获导航测量结果。

导航传感器可具有足以按期望的精度来跟踪IT设备104的运动的操作特性。在一个实施例中，成像导航传感器可以每秒处理大约2000帧，每帧包括30×30个像素的矩形数组。每个像素例如可检测六比特灰度值，能够感应64个不同图案级别。

控制块108可包括被配置为可通信地将控制块108耦合到图像转移设备140的通信接口136。图像转移设备140可包括任何类型的能够发送和/或接收与IT操作中涉及的图像有关的数据(例如，图像数据)的设备。图像转移设备140可包括通用计算设备，例如台式计算设备、膝上计算设备、移动计算设备、个人数字助理、蜂窝电话等，或者它可以是被设计为存储诸如图像数据之类的数据的可移除的存储设备，例如闪存数据存储设备。若图像转移设备140是例如通用串行总线(USB)存储设备的可移除的存储设备，则通信接口136可以耦合到IT设备104的被设计为接收该存储设备的端口，例如USB端口。

通信接口136可包括无线接收器和/或发送器以允许与图像转移设备140的可通信的耦合通过无线链路发生。图像数据可以通过电磁波的调制在该链路上传送，所述电磁波含有无线电、红外或微波谱中的频率。

无线链路可以贡献IT设备104的移动性和多功能性。但是，某些实施例可以附加地或者选择性地包括可通信地将图像转移设备140耦合到通信接口136的有线链路。

在某些实施例中，通信接口136可以通过一个或多个有线和/或无线网络来与图像转移设备140通信，所述网络包括但不限于个人区域网、局域网、广域网、城域网等。数据传送可以通过与若干标准和/或规范中的任一个相兼容的方式来完成，所述标准和/或规范包括但不限于802.11、802.16、蓝牙、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、因特网等。

当IT操作包括打印操作时，通信接口136可从图像转移设备140接收图像数据并将收到的图像数据发送到板载(onboard)图像处理模块144。图像处理模块144可以通过辅助实现即将到来的打印过程的方式来处理收到的图像数据。图像处理技术可包括抖动、解压缩、半调、色盘分离和/或图像存储。在各种实施例中，这些图像处理操作的某些或全部可由图像转移设备140或另一设备来执行。经处理的图像随后可被发送到I/O模块124，并在那里被缓存以期待打印操作，所述I/O接口在本实施例中可包括打印模块。

一旦I/O模块124收到经处理的图像，它便随后以如下方式来控制I/O组件112的打印头，即随着IT设备104在表面上移动且I/O模块124从定位模块128接收定位信息，将相应的图像打印在相邻表面上的方式。

打印头可以是具有被设计为喷出液体墨水滴的多个喷嘴的喷墨打印头。包含在多个罐或盒中的墨水可以是黑色和/或各种若干颜色中的任一种。常见的全色喷墨打印头可以具有用于青、紫、黄和黑色墨水的喷嘴。其他实施例可以利用其他打印技术，例如基于色粉的打印机，如激光或LED打印机，固体墨水打印机、染料升华打印机、无墨打印机等。

在IT操作包括扫描操作的实施例中，I/O模块124可以包括图像捕获模块并且可以可通信地耦合到I/O组件112的一个或多个光学成像传感器。可包括若干独立传感器元件的光学成像传感器可以被设计为捕获相邻介质的多个表面图像。该表面图像可以单独地被称为组件表面图像。I/O模块124可通过缝合组件表面图像来生成合成图像。I/O模块124可从定位模块128接收定位信息以辅助实现将组件表面图像排列成合成图像。

在IT设备104能够扫描全色图像的实施例中，光学传感器可具有被设计为扫描不同颜色的传感器元件。

相对于成像导航传感器，光学成像传感器可以具有更高的分辨率、更小的像素尺寸以及/或者更高的光亮要求。成像导航传感器被配置为捕获关于下层介质的结构的细节，而光学成像传感器可以被配置为捕获介质本身表面的图像。

IT设备104获取的合成图像接下来可以通过例如电子邮件、传真、文件传输协议等来发送到图像转移设备140。合成图像可以附加地/选择性地由IT设备104来进行本地存储以供后续检查、传送、打印等。

在某些实施例中，获取的图像(例如，合成图像和/或组件表面图像)还可以在IT设备104的定位中使用。获取的图像可被用作控制反馈以针对累积的定位误差进行调整。获取的图像还可用于针对特定目的将IT设备移动到被打印图像的选定区域。例如，若相邻介质上的图像是人像，则IT设备104可利用获取的图像和推进子系统来移至人眼部位从而执行消除红眼功能。

在各种实施例中，图像转移设备140(或者另一远程设备)可提供在其他情况下被描述为IT设备104的一部分的各种控制和/或处理功能。例如，在某些实施例中，图像转移设备140可远程传送定向和/或IT控制。利用远程的定向和/或IT控制的一个实施例可以规定图像转移设备140是写字板个人电脑(PC)。用户可使用书写工具来在写字板PC上进行书写。这些运动可以是控制IT设备104在相邻介质上打印相应图像的基础。其他远程控制应用可以在本发明的实施例的范围之内。

IT设备104可包括耦合到控制块108的电源150。电源150可以是移动电源，例如电池、充电电池、太阳能电源等。在其他实施例中，电源150可以附加地或选择性地调节由另一组件(例如，图像转移设备140、耦合到交流电(AC)插座的电源线等)提供的能量。

系统100还可具有停靠站154，所述停靠站在IT设备104未被使用时，通过可移除的耦合关系容纳该IT设备。停靠站154可用来服务I/O组件112的打印头(例如，针对存储器进行清理和遮盖)、给电源150充电，以及保护IT设备104。

在某些实施例中，停靠站154可以耦合到图像转移设备140以接收IT数据并在连接了IT设备104时向其传送IT数据。

图2是根据本发明的各种实施例的IT设备200的底视图。IT设备200可具有由外壳214容纳的I/O组件204、推进组件208，以及/或者传感器212。IT设备200可以与IT设备104类似，相同命名的元件实际上可互换。

推进组件208各自可以是全向的球体驱动推进组件(下文称“球体驱动”)，其被配置为以可控制的方式来在相邻介质上推进IT设备200。球体驱动可包括从IT设备200的底面延伸以接触相邻表面的球体。球体可以是被设计成向相邻介质提供足够的摩擦力以推进IT设备的橡胶、涂橡胶或类橡胶球。提供IT设备200和相邻介质之间的接触力可以辅助形成足够的摩擦力。

当介质位于水平面时，接触力可包括由IT设备200的重量提供的重力分量。其他实施例可通过其他引力来取代或增大接触力的重力分量。例如，接触力可以至少部份地通过提供低压场来提供。这可以使用真空型装置来完成。在另一示例中，接触力可以至少部分地由分子间引力来提供，分子间引力也被称作范德华力。充分的分子间引力可通过用提供大面积接触的合成刚毛(setae)覆盖球体(或IT设备200的其他组件)的接触表面来提供。合成刚毛可以由弹性体构成。在又一个实施例中，接触力可包括磁性成分，球体和相邻表面(或表面底层)由具有互补磁性的材料构成。接触力的重力分量被其他分力取代和/或增大的实施例可允许IT设备200打印在倾斜表面、垂直表面上，甚至颠倒着打印。

接触力可由一个或多个接触力组件提供，所述接触力组件可以是推进组件208的一部分，或与之分开。

IT设备200还可具有被配置为提供稳定平台运动的滚动支撑构件216，如脚轮。滚动支撑构件216和推进组件208可从IT设备200的底面延伸相似的量，以便底面与相邻介质充分平行。

IT设备200可包括比图2所示的组件更多或更少的组件。另外，所述组件可按若干配置中的任一种来排列。

图3和图4分别是根据本发明实施例的IT设备200的IT操作的图形化描述以及伴随的流程图。在块404中，IT设备200可移动到初始化方位300并通过设置参考位置来初始化。在该实施例中，起始方位可以是打印介质304的左上角。在其他实施例中，IT设备200可不移动到起始位置，并且可在收到适当命令时初始化。

在块408中，IT设备200可随后移动到起始打印方位308，该位置将IT设备200置于第一打印操作的打印部分起点。

在块412中，IT设备200可继续按顺序穿越打印介质304的IT部分。随着IT设备200穿越IT部分，定位子系统可基于从传感器212和/或推进子系统提供的数据来更新定位信息。

在块416中，IT设备200可随着穿越IT部分而平移图像。如上所述，随着IT设备200穿越IT部分，I/O子系统可以至少部分地基于由定位子系统提供的定位信息来平移图像。

虽然图3示出作为打印介质304上的蜿蜒路径的IT设备200的穿越路径，但是其他实施例可包括其他穿越图案。在某些实施例中，穿越路径可以至少部分地基于图像的哪些部分尚待打印。因此，若打印介质304的一段没有被打印图像的一部分，则它不需被穿越。

图5示意性地示出根据各种实施例能够实现例如控制块108的控制块的计算设备500。如所示，对于这些实施例，计算设备500包括如图所示彼此耦合的一个或多个处理器504、存储器508和总线512。另外，如图所示，计算设备500包括彼此耦合的存储设备516和一个或多个接口520，以及早先描述的元件。计算设备500的组件可被设计为提供本文描述的IT设备的控制块的推进和/或IT功能。

存储器508和存储设备516具体而言可分别包括代码524和数据528的临时和永久拷贝。代码524可包括如下指令，所述指令在被处理器504访问时致使计算设备500执行结合与本发明的实施例一致的控制块的各种模块来描述的操作。数据528可包括遵照代码524的指令运作的数据。具体而言，处理器504对代码524和数据528的访问可辅助本文描述的推进和/或IT操作。

处理器504可包括一个或多个单核处理器、多核处理器、控制器、专用集成电路(ASIC)等。

存储器508可包括随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率RAM(DDRRAM)等。

存储设备516可包括集成的和/或外围存储设备，例如但不限于磁盘和相关驱动(例如，磁的，光的)，USB存储设备及相关部分，闪存，只读存储器(ROM)，非易失性半导体设备等。存储设备516可以物理上是计算设备500的存储资源部分，或者它可以但不一定被计算机设备500的一部分访问。例如，存储设备516可由计算设备500通过网络来访问。

接口520可包括被设计为与外围硬件(例如I/O组件112、传感器132等)以及/或者远程设备(例如，图像转移设备140等)进行通信的接口。

在各种实施例中，计算设备500可具有或多或少的元件以及/或者不同的结构。

虽然本文示出并描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员及他人将理解，各种各样的替代和/或等同实施方式可以替换示出和描述的具体实施例而不脱离本发明的范围。本申请旨在涵盖本文讨论的实施例的任何改写或变更。因此，表明并规定本发明仅被权利要求及其等同物限制。

Claims (22)

1.一种装置，包括：

推进模块，配置来控制一个或多个推进组件，以在与所述装置相邻的介质上自主地推进所述装置；以及

输入/输出模块，配置来随着所述装置在所述介质上被推进，在所述介质和所述装置之间平移图像。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述输入/输出模块包括配置来在所述介质上打印图像的打印模块。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述输入/输出模块包括配置来从所述介质获取图像的图像捕获模块。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述输入/输出模块还包括配置来在所述介质上打印图像的打印模块。

5.如权利要求1所述的装置，还包括：

定位模块，配置来确定所述装置相对于参考位置的方位。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述定位模块还配置来使用一个或多个导航传感器来确定所述方位。

7.如权利要求5所述的装置，其中所述定位模块被耦合到所述推进模块。

8.如权利要求5所述的装置，其中所述推进模块还配置来将所述装置推进到所述介质的边缘部分，以辅助设置所述参考位置。

9.一种方法，包括：

通过在与图像平移设备相邻的介质上自主地推进所述图像平移设备的方式，控制所述图像平移设备的一个或多个推进组件；以及

随着所述图像平移设备在所述介质上被推进，在所述介质和所述图像平移设备之间平移图像。

10.如权利要求9所述的方法，还包括：

设置参考位置。

11.如权利要求9所述的方法，还包括：

捕获一个或多个传感器测量结果；以及

至少部分地基于所捕获的一个或多个传感器测量结果来确定所述介质的结构和/或组成。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

将所述图像平移设备推进到参考位置；以及

至少部分地基于所确定的介质的结构和/或组成来找出所述参考位置。

13.如权利要求9所述的方法，还包括：

经由无线链路接收图像平移数据。

14.如权利要求9所述的方法，还包括：

经由无线链路接收定向和/或图像平移控制。

15.一种装置，包括：

一个或多个推进组件；

一个或多个输入/输出组件；以及

控制块，所述控制块具有：

推进模块，配置来控制所述一个或多个推进组件，以在所述介质上自主地推进所述装置；以及

输入/输出模块，配置来控制所述输入/输出组件随着所述装置在所述介质上被推进，在所述介质和所述装置之间平移图像。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述一个或多个推进组件包括一个或多个球体驱动推进组件。

17.如权利要求16所述的装置，其中所述一个或多个球体驱动推进组件包括两个从所述装置的表面延伸第一距离的两个球体驱动推进组件，并且所述装置还包括：

一个或多个脚轮，配置来从所述装置的表面延伸类似于所述第一距离的第二距离。

18.如权利要求15所述的装置，还包括：

一个或多个接触力组件，配置来辅助形成所述装置和所述介质之间的接触力。

19.如权利要求15所述的装置，还包括：

外壳，配置来容纳所述一个或多个推进组件、所述推进模块以及所述输入/输出模块，其中所述外壳在所述介质上被推进。

20.一种系统，包括：

图像平移设备，所述图像平移设备具有：

一个或多个推进组件；

一个或多个输入/输出组件；

控制块，所述控制块具有：

推进模块，配置来控制所述一个或多个推进组件，以在所述介质上自主地推进所述装置，以及

输入/输出模块，配置来控制所述输入/输出组件随着所述装置在所述介质上被推进，在所述介质和所述装置之间平移图像；以及

停靠站，配置来可移除地耦合到所述图像平移设备。

21.如权利要求20所述的系统，其中所述图像平移设备包括电源，并且所述停靠站配置来在耦合到所述图像平移设备时给所述电源充电。

22.如权利要求20所述的系统，其中所述停靠站配置来在耦合到所述图像平移设备时服务所述一个或多个输入/输出组件。

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