CN103336725A - 一种智能选择测量基准修正动态的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明作为一种智能选择测量基准修正动态的系统和方法，应用于人机交互系统中的操控系统，主要功能是使操控者在动态传感系统不是很精确、很稳定的情况下，以及在一个不稳定的动态环境中能利用动态传感系统顺畅地操控电脑系统。可以应用在车载遥控器、车载电脑的遥控鼠标、以及在类似的不稳定环境下用手势操控电脑系统。

Description

一种智能选择测量基准修正动态的系统和方法

技术领域

本发明属于基于动态传感系统的人机交互操控系统的后台支持系统。随着电脑系统的小型化和应用范围的日益广泛，电脑正在从室内、桌面向随身便携、随车嵌入等更广泛的范围发展，但是其传统的操控系统键盘、鼠标已经不适应这些更广泛的需求了，本发明就是为在动态的环境下操作者能方便的操控电脑、以及用电脑操控机械手等应用提供了技术支撑。

技术背景：

在今年稍早前，本人提交的几项专利中，提出了一些利用电脑设备中的陀螺等动态传感系统来操控或协助操控电脑设备的系统。例如，左右转动、或上下转动手机，来控制鼠标指针在屏幕上的左右移动、或上下移动；还有一种智能拍照系统，是利用相机内置的动态传感系统来精确选择拍照的时机，以便在最稳定的时机采集图片、或选择最稳定的时机所采集的图片作为正式照片。上述这些发明中的系统，具有一些非常突出的优越性，但是在某些情况下也有一些缺陷，例如，人在行走的时候操作手机，如果采用上述手机操控系统会因为走路时候的肢体晃动、转身等动作对操控鼠标指针产生巨大的干扰，在乘坐汽车的时候，也会存在这样的干扰。本发明主要是为了解决这些缺陷，使得上述那些发明的系统成为完美无懈的系统。

发明内容

本发明主要应用于人机交互系统中的操控系统，主要功能是使操控者在动态传感系统不是很精确、很稳定的情况下，以及在一个不稳定的动态环境中能利用动态传感系统顺畅地操控电脑系统。可以应用在车载遥控器、车载电脑的遥控鼠标、以及在类似的不稳定环境下用手势操控电脑系统。

具体实现的系统及其实现步骤描述如下

一种智能选择测量基准修正动态的方法，

首先，如果系统中的动态传感系统是陀螺、或是重力加速度传感器这样的元器件，则需要先对每个动态传感系统的出厂误差进行修正，然后，系统还需要对由于温度等环境因素导致的误差进行修正，使其能够准确地反映其所处环境的动态，这就需要系统能够智能地判断出本系统是否处于静止状态，并以此时所测得的动态作为测量基准，并以此时的动态数据作为修正值修正动态传感系统的数据；

最后，系统需要屏蔽、去除环境的抖动等干扰因素，这就需要用至少一套动态传感系统作为测量基准，并以此时的动态数据作为动态修正值；另外系统再用至少一套动态传感系统监测操控动态，并用动态修正值修正其动态数据，作为实际的动态。

1.静态判断模块实时监测动态传感系统传回的动态数据，并智能判断系统是否处于静止状态；

2.当静态判断模块断系统处于静止状态时，系统检测动态传感系统的动态数据值，并将其作为修正值存储到存储系统；

3.电脑系统将修正值与生成上述修正值时系统所处的环境的环境参数一起存储起来，供以后系统再次碰到类似环境的时候调用；

4.当动态传感系统处于运动状态、且电脑系统利用动态传感系统监测系统动态的时候，动态修正模块用上述修正值对动态传感系统传来的动态数据进行修正；

上述步骤用动态传感系统在静态的时候实际所测得的动态数据与实际上静态时候应当测得的数据的差值作为修正值，完成了对每套传感系统的修正工作，下述步骤将用至少一套动态传感系统作为动态环境下的测量基准，然后再用另外至少一套作为监测操控动态的动态传感系统来监测操控动态，并利用前者来修正后者；

5.作为测量基准的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

6.监测操控动态的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

7.动态修正模块接收上述两者所传回的动态数据，并利用测量基准的动态数据对监测操控动态的动态数据进行修正；

8.电脑系统将上述步骤所得的经过修正的体现操控动态的动态数据作为操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

本发明中有关技术术语的含义及内容进一步解释如下：

1.动态传感系统

在本发明中，将所有类似陀螺、重力加速度感应器等能感应设备、或人体动作状态的感应器统称为“动态传感系统”，并不排除将来也可以用光、无线信号来检测动作状态，例如现有的在动漫制作中常用的那种用反光标来检测人体动作的系统和原理将来也可能用于操作电脑；装有许多传感器的手套也可以来检测动作状态；用图像分析法来检测一般物体、身体、甚至是眼球的转动控制光标移动诸如此类系统都可以视为一个比较复杂的动态传感系统。

2.测量基准

在本发明中，动态传感系统所监测到的动态数据，往往是几种运动、甚至还有传感系统本身的出厂误差等因素复合体现的结果，这样的数据往往不能体现其真实的情况、更不能体现操作者需要其表达的动态，所以需要用一个测量基准作为参照标准，在本发明中测量基准分为以下几种情况，但不仅限于这几种方式。

1)单一的静态测量基准，如同实施例1所述的，主要用于修正出厂误差，

2)多值的静态测量基准，如同实施例1所述的，主要用于修正在不同环境下所导致的不同的误差。

3)动态的测量基准，如同实施例2所述的，主要用于实时地修正在一个抖动、晃动的环境下操作的时候由于环境的运动叠加影响所导致的误差。

3.修正值

在本发明中，修正值是指以测量基准作为静态的基准，而对作为监测操作动态的动态传感系统所监测到的动态数据进行修正的数值。在实施例1中，其基本的计算的方法就是当系统用智能方式确认处于静态的时候，动态系统实际所测得的动态数据与静态时应当测得的动态数据之差就是误差，并以此作为修正值；在实施例2中，其计算方法就是作为监测操作动态的动态传感系统所监测到的动态数据减去作为测量基准的动态传感系统的动态数据，即测量基准的动态数据作为修正值，但是，在本发明中，多数情况下，动态数据并非一维的，所以并不是简单地做减法。在三维的动态的修正中，还要考虑作为基准的动态传感系统与作为测量基准的动态传感系统的轴向的差异，并对动态修正值做转换运算。而修正值也与测量基准一样分为单一的静态修正值、多值的修正值、动态的修正值这几种情况，但不仅限于这几种情况。

4.环境参数

在本发明中，环境参数主要是指动态传感系统所处环境的温度、气压、电磁、震动频率等对动态传感系统的测量精度和误差有影响的环境的参数值。

附图说明

图1是实施例1的模块架构图，当然其功能及模块的划分可以有多种样式，本划分方式只是其中能比较直接地说明本发明功能及原理的一种。

图2是实施例2的模块架构图，当然其功能及模块的划分可以有多种样式，本划分方式只是其中能比较直接地说明本发明功能及原理的一种，其中为了更详细地说明动态修正模块的功能，将其又分为动态修正值转换模块和动态修正计算模块这两个子模块。需要说明的是，在图2和实施例2中，作为测量基准的动态传感系统、和监测操控动态的动态传感系统这两种传感系统所传出的数据都要先用实施例1和1图1所述的方式来修正出厂误差和环境所导致的误差，确保其输出的数据能正确体现其真实动态，然后再用实施例2所述的方式来修正动态叠加、干扰所导致的误差，也就是说这是一个类似于在两个不同层次上嵌套递归的结构。如果要画一个全景的结构图，大概相当于至少两个图1，加上一个图2，才能完全表达，一张A3纸上不可能实现，所以才采用这种分层次表示的方式。

实施例1

现在有一种陀螺校准工具软件，用于内置动态传感系统的手机和平板电脑，用于校准系统的内置陀螺的误差，主要目的是因为现有的内置陀螺出厂时大多有一定的偏移误差，就是说，即便是系统处于完全静止的状态下，其所检测出的动态都不是静止的，而是在旋转，业内称之为漂移。将手机系统放置在桌面等完全静止的状态下用上述的校准工具软件运行一段时间后，就可以测出其出厂误差在各个轴向上的数值，并用加入软件修正值的方式冲抵消除误差。但是运用上述工具软件及其类似的方式只能消除出厂误差，并没有考虑到、或是根本没有发现其他很多因素也能造成较大的误差，且这种软件对于其他因素造成的误差无能为力。这些影响动态传感系统精确性的因素包括但不仅限于以下几点，

1.系统所处位置环境的温度，我们发现在实际中，经常会有这样的现象，刚用上述的校准软件对手机陀螺进行校准后，玩与陀螺运用有关的游戏，刚开始的时候，还稳定，但玩了不到10分钟以后，就开始感觉到漂移了，我们经过详细的检测、分析、和实验后，认为这是因为玩游戏是CPU消耗极大的应用，CPU热量会导致手机内部温度骤升，而陀螺的误差与温度有关，温度的变化导致再次发生漂移。

2.系统所处位置的气压，这可能与现有的元器件的封装方式有关，如果改进封装方式，有可能减小或消除这个因素的影响。

3.系统所处的电磁环境，我们发现个别设备当处于大楼主干电力电缆旁边的时候，其动态传感系统产生显著的误差。

4.还有其他一些我们难以准确测量的因素也可能产生影响，例如设备运行产生的某种频率的震动也可产生影响。

就如同法律制度相信人性本恶一样，在本发明中，与一般的电脑系统默认内部数据正确的思路不一样，系统默认动态传感系统是不准确不稳定的、需要经常性的校准、修正。所以本发明为了能使基于动态传感系统的操控系统能够随时随地都能处于精确运行的状态，采用智能选择测量基准的时间段，经常性地更新修正值的方式来消除误差。进一步地，系统还可以记录曾经所在环境的参数及其对应的修正值，这样，当系统再次处于相同或类似环境的时候，可以不用再次测量基准就可以调整到一个最佳的修正值。但是这里就存在一个悖论，那就是电脑系统本身就是通过动态传感系统来感知动态的，如果动态传感系统本身有误差，即便系统是处于静止状态，电脑系统从所得到的数据看，其还是处于运动状态的，动态传感系统如何才能在自己有误差的情况下，自己修正自己的误差呢？系统的静态判断模块智能判断静态，并选择测量基准的时间段的原理和方式可以有如下几种，但不仅限于如下几种方式，

1.以动态传感系统所测出的运动状态的变化、波动大小作为特征进行判断，从而判断系统是否处于静止状态，而不是像通常的思路那样，以动态传感系统所测出的运动状态的大小、或有无作为特征进行判断系统是否处于静止状态。大致原理是这样的，当系统处于静止状态的时候，其中的陀螺或是加速度传感器这样的通用的动态传感系统所测量出来的动态数据应当是静止的，如果有误差其测出的结果应当是相对匀速的转动且转动速度很小、较小的直线均匀加速度的状态、或是叠加了很小幅度的类似正弦曲线那样的规则波动，总体而言，其动态变化较小；而当系统处于真实的动态的状态的时候，无论是其旋转速度还是直线运动的加速度都有较大幅度的无规律的变化，都不太可能处于匀速旋转、均匀加速的状态、或规律性的小幅波动状态，当然在实验室故意模拟做出这种状态还是有可能的，即真实运动的状态下，所测得的动态特征变化较大。所以说，至少对于陀螺、重力加速传感器这类动态传感器来说，要判断是否处于静止，不能看其动态数据是否体现为静态的，而要看其动态特征的变化大小来判断其是否处于静态才比较可靠。所以当系统测出系统处于这种低速且匀速的转动状态、较小的直线加速状态、或规律性的小幅波动状态的时候系统程序就智能地认为系统是处于静止状态，将这一时间段作为测量基准的时间段，且将这时测出的动态值作为修正值，用来修正陀螺、加速度传感器等动态传感系统的误差。

2.用一些不同于通用的动态传感系统的另外类型的动态传感系统作为测量基准，来选择时机测量通用动态传感系统的基准的动态，例如，可以用类似光电鼠标的成像原理、或激光鼠标的激光的干涉条纹原理来监测设备周围物体，当系统本身与周围物体处于相对静止的时候就认为其系统处于静止状态，反之则认为设备处于运动状态；如果系统是手机或平板电脑等带照相功能的设备，还可以利用照相系统协助判断，例如在我稍早前提交的专利“一种获取稳定成像的智能拍照系统和方法”中，就有利用判断连续采集的两张图片中的对应位置的像素是否发生了变化，来判断系统的动态的方式。

3.综合利用上述两类方式进行复合判断，上述的第2种方式如果判断系统是处于静态的，其判断不一定准确，但是如果其判断系统是处于动态的，则其判读则是比较准确的。因为系统有可能处于一个密闭的容器内，例如提包，且其和提包一起运动的时候，系统可能误判，也就是说其可以作为判断系统处于静止状态的必要条件而非充分条件。所以说，上述第2种方式与第1种方式一起进行复合逻辑判断是比较合适的。

4.根据历史记录，结合上述方式综合判断，在本发明中，电脑系统可以将系统所处的环境参数与动态修正值一起记录，当然也可以随之记录更多的信息，例如GPS、手机所连接的无线基站这样的信息能确认地理位置，而地理位置与动态密切相关，在办公室这个位置的时候，手机处于静态的机会较多，而在路上的那些位置的时候手机处于静态的机会就较少，且很有可能是在皮包中这样的密闭空间中，这样，电脑系统就可以综合利用GPS的定位信息、上述的判断方式、以及他们的历史记录的信息进行更复杂的综合判断。

当电脑系统判断系统处于静止状态时，系统将这个时刻作为测量基准，并将动态传感系统监测到的动态数据值作为修正值存储到存储系统。系统可以经常性地测量基准并生成修正值，当需要调用动态传感系统监测动态的时候，就调用最近或较近时期所测量出来的修正值动态传感系统传来的动态数据进行修正，并将修正后的动态数据作为系统的实际动态。

当然，电脑系统也可以将每次测量出来的修正值与当时当地的环境参数一起存储起来，因为当电脑系统一直处于一个相对固定的位置和环境的时候，其动态传感系统的误差值是相对固定的，可以不用、或尽量少地重复进行确认测量基准、生成修正值的工作，而当电脑系统的位置、环境参数发生变化的时候，系统就需要用上述的方法选择一个系统处于静止状态的时间段进行确认测量基准、生成修正值的工作，或是在以前所存储的数据中查询，是否有过在近似环境中曾经生成过修正值的工作，及其所测出的修正值，并据此调整修正值，当然后者的方式更加方便。系统记录的环境参数可以包括如下几种，但不仅限于如下几种，

1.系统温度，现有技术对测量系统温度已经有成熟的方式，例如在台式机的CPU内、风扇上都有测温装置，现有的手机、平板电脑等手持移动设备内现在虽然没有类似设备，但加上这些功能也不是难题。

2.环境气压，现有的电脑设备中基本上都没有测量气压的敏感器件，但是这类器件价格便宜、体积也很小，只要有需求，在设备中增加这类器件并不困难，所以电脑系统完全可能从自身设备中采集并记录气压参数。

3.系统所处位置，系统所处位置往往是与电磁环境、甚至温度、气压等环境高度相关的，所以系统所处位置也可以作为间接的环境参数。现在的手持电脑系统中内置GPS几乎已经称为标准配置了，所以记录位置也是具有物理基础的。如果系统中没有GPS，可以将系统接入的无线基站作为地理位置的参考基准，所以无线接入基站序列号、MAC地址、或IP地址等与位置相关的数据都可以作为环境参数。如果电脑系统可以同时与多个无线基站建立连接，其甚至可以通过三角测量来确定更具体的位置。

4.震动频率，我们发现，当电脑系统的动态传感系统处于某些工业环境的特有高频率震动干扰的时候，会产生明显的偏移，且偏移的方向和速度与震动频率有关，所以，振动频率也可以作为环境参数。这个环境参数在手机和平板电脑的应用上优势不大，但在嵌入式工控系统中很有用。

在经过上述步骤的确认测量基准、生成修正值之后，当系统再次处于动态操控状态的时候，系统的动态修正模块可以采用多种方式对动态数据进行修正，修正的方式包括但不仅限于如下几种方式，

1.直接修正，即根据需要的修正值，对动态传感系统传来每组数据进行修正，这是最原始的方式。

2.间隔性的修正，每隔一定的时间，或积累到一定误差值后，才对动态数据进行一次较大的修正。且对一组数据中的每一项不一定同步修改，例如在一组数据中可能包括6项数据，即三个轴向上的旋转量，和三个轴向上的直线加速度，系统可以只对关键项数据进行频繁的修正而对其他数据项不做修正或间隔较大后才做修正。

3.在实施例2中描述了一种消除叠加抖动的方式，在这种方式中也需要对动态进行修正，虽然这是两种不同的修正工作，但本方式的修正模块的功能可以与实施例2中的修正模块进行合并，一起完成修正工作。

4.对转换后的数据进行修正，对于大多数系统来说，并不会直接使用动态传感系统的原始数据，而是要将其转换为其他形式的数据，例如在“一种用于手持式电脑设备的操控系统和方法”中所述的，将动态数据转换为指针在屏幕上的移动的例子中，电脑系统可以在转换的过程中进行修正。

当电脑系统处于运动状态、且利用动态传感系统监测系统动态的时候，就可以调用上述的修正值对动态传感系统传来的动态数据进行修正，并将修正后的动态数据作为系统的实际动态。这样，系统基于动态传感系统的操作就能变得更加准确了。

具体实现步骤

一种智能选择测量基准修正动态的方法，其特征在于采用如下步骤，

1.电脑系统实时监测系统的动态，并智能判断系统是否处于静止状态。判断方式包括但不仅限于以下几种；

1)智能判断模块根据动态数据的动态的特征，即是否是缓慢、匀速变化，来判断系统是否处于静态，而非依据其动态数据判断其动态的有无来判断系统是否处于静态；

2)智能判断模块根据系统所附带的照相机等的其他的设备，来协助判断系统是否处于静态；

2.当电脑系统判断系统处于静止状态时，系统检测动态传感系统的动态数据值，并将其作为修正值存储到存储系统；

3.电脑系统将生成上述修正值时系统所处的环境的环境参数与修正值一起存储起来，供以后系统再次碰到类似环境的时候调用；

4.当电脑系统处于运动状态、且利用动态传感系统监测系统动态的时候，系统用上述修正值对动态传感系统传来的动态数据进行修正；

5.电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据当作操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

技术优势

本实施例的技术方案，不仅能有效地消除动态传感系统的出厂误差，还能有效地消除由于环境变化所产生的误差，并且还能进一步地根据环境的变化及时调整修正值，随时适应环境的变化所产生的误差的变化，使原本不太稳定、可靠的动态传感系统变得更为精准，从而能够为精密的操控提供支持。

实施例2

实施例1是电脑系统选择在静止状态的时候作为测量基准即以自身作为测量基准，来测量动态传感系统的误差值，并计算修正值。但是当电脑系统处于多重运动的叠加的状态下的时候，实施例1的方式并不能满足系统的需求。例如在“一种用于手持式电脑设备的操控系统和方法”中所述的，将动态数据转换为指针在屏幕上的移动这样的应用中，当使用者在行驶的汽车上或在行走的过程中操作手机，将会存在一定的困难和干扰，因为，人的操作是基于手腕的动作，系统将手腕的动作导致的手机的运动转换为指针的移动，但是在上述情况中，汽车的颠簸、人在走路时身体的摆动、甚至由于汽车颠簸衍生的手臂的轻微摆动都会干扰操作。而这个问题同样可以通过选择测量基准的方式来解决，不同的是本实施例是以其他设备中的动态传感系统及其动态数据作为测量基准，并实时地用动态修正模块对手机内置的动态传感系统的数据进行动态的修正。需要特别指出的是，无论是手机内置的动态传感系统，还是作为测量基准的动态传感系统都需要用如实施例1所述的方式进行自我修正，这样才能保证其无论是静态还是动态环境下其数据是真实反映动态的、都不发生漂移的问题。

例如在行驶的汽车中，为了屏蔽汽车自身的颠簸造成的动态叠加到操控系统，可以在车身上固定架设一台微型设备，以这台设备作为测量基准，这台设备具有动态传感系统，且能与手机进行无线连接将其所监测到的动态数据实时地传输给手机，并利用参照基准的动态数据对操控设备的动态数据进行修正，如图2所示，其修正的基本原理就是将手机上所监测到的动态减去作为测量基准的设备的动态，最终得到的就是手机相对于车身的相对运动状态。当然，这是对算法的最简单的描述，在实际中要复杂得多，因为与实施例1不同的是，实施例1中是动态传感系统在利用所处时间、状态及所测得的动态数据的不同进行的自我修正的，其轴向本身就是一致的；而在本实施例中，两套动态传感系统的基本轴向并不是重合的，其动态数据需要运算和转换，例如车身上的动态传感系统的X轴和Z轴是水平的，而Y轴是垂直的，而手机上的X轴和Z轴是因其被握持的姿势而倾斜的45度角左右的，这就需要动态转换模块中有一个动态修正值转换子模块对几个轴向上的数据进行综合的转换运算，而不是简单地单独对其相应的各个轴向上的动态数值进行简单的减法运算，可以用多种方式来解决这个问题，例如手机的使用者可以在上车后，将手机摆放成与车身水平或垂直的正方向，按动一下按钮，做为确认轴向方向的基准，然后再随意握持手机的方向，系统就很容易计算其轴向与汽车车身轴向的差值并进行转换运算了；当然也可以用一些传感器测量出地球的重力加速度方向以及大地磁场的方向作为绝对方向的轴向，然后分别计算出两套传感系统与这个绝对轴向之间的差值，再进一步算出这两套传感系统的轴向的差值。

在实际环境中，上述方法还不能彻底消除叠加运动，因为，随着汽车的颠簸，人的身体、胳膊会产生衍生的晃动，这种晃动并不是与汽车本身的晃动、颠簸同步的，而是要比其慢半拍，所以还有改进的空间。如果将作为测量基准的设备佩戴在手腕、或手臂上、内置在电子表中、或是佩戴在衣服的袖子上，这将是一个很好的选择。虽然手腕上的手表也会随着手腕和手机的左右旋转而转动，但其旋转幅度要小得多、且手腕的转动与手部手指及手机本身的转动之间有相对固定对应关系，而手机上下旋转的时候，测量基准几乎不受干扰，最重要的是，无论其如何作操作，都不受外界因素的影响。这样无论是汽车本身的颠簸、拐弯、上下坡，还是由此引起的操作者身体的衍生抖动，甚至人在车内转身行走、或在街道上行走，其身体的晃动都难以干扰操作者对电脑系统的操控。

上述方式还有一个技术问题需要解决，那就是，因为两者获得的数据都是一个持续的数据流，在求取两个动态传感系统的动态差值的时候，如何进行匹配？解决方式就是在动态数据中加入时间标记，电脑在求取差值的时候，选择时间标记一致或接近的动态数据进行运算。至于两者的内置时钟的同步问题，在现有技术中有很多不同的解决方式可以利用，甚至有一方不具备内置时钟也可以解决，这里就不再赘述。

在本实施例中，作为基准的动态传感系统、监测操作者动态的动态传感系统、动态修正模块、电脑系统这几者的分布可以有非常灵活多样的方式，例如在上述的在车内使用手机的应用方式中，电脑系统与监测操作者动态的传感系统安装在同一套设备中，作为基准的动态传感系统则单独放置；但是在车载遥控电视的应用中，电脑与作为基准的动态传感系统以及电视机本身安装在同一套设备中，而监测操作者动作的动态传感系统则是与电脑系统相对独立地放置于遥控器中。而动态修正模块的存在形式就更为灵活了，既可以是电脑系统中的软件模块来实现，也可以做成相对独立于主电脑系统的小型的嵌入系统或固件的形式的系统放在动态传感系统与电脑系统的接口处。

在本发明中，作为基准的动态传感系统，可以是由多套传感系统构成，作为监测操控动态的动态传感系统也可以是由多套动态传感系统构成，以便监测更复杂的操控动态。

本发明主要应用在便携设备中，所以测量基准的选择和切换，也是需要考虑的问题，在现有移动通讯技术中，认证、切换系统已经有很多现成的解决方案，在此不再赘述。

在实际环境中，还有另外一种干扰，就是操作者本身在操作过程中，几种不同的动作之间的相互干扰问题，例如按压、滑动按钮或是虚拟按钮的时候，会导致指针出现不需要的移动、和抖动，这个问题已经在我先前提交的专利“一种可回溯的抗抖动操控系统和方法”和“一种用于手持式电脑设备的操控系统和方法”中提出了完善的解决方案，在实际的系统中可能需要综合运用本发明和这几项技术，但在本文中就不再重复这些技术了。

具体实现步骤

1)作为测量基准的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

2)监测操控动态的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

3)动态修正模块接收上述两者所传回的动态数据，先在其动态修正值转换模块中对前者的数据进行换算，然后在动态修正子模块中用经过换算的前者的数据对后者的数据进行修正；

4)电脑系统将上述步骤所得的经过修正的体现操控动态的动态数据作为操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

技术优势

本实施例的技术方案，不仅能有效地消除汽车等晃动的操作平台所带来的抖动干扰，还能消除由此衍生的肢体抖动所产生的干扰，为在不稳定的环境中简便、精确操控电脑类的设备开辟了广阔前景。本发明与本人稍早前提交的专利“一种获取稳定成像的智能拍照系统和方法”综合运用，不仅能及时修正相机的陀螺，使其如实地反映实际动态，还能为选择最佳时机采集图片提供更好的后台支持。

实施例3

随着技术进步，眼镜虚拟屏幕和手势操作将日益普及，在稳定的环境下，手势操作这项技术当然是一个很好的技术，可一旦放到汽车上、或是工程机械中这样的动态的环境中，就会出现问题，特别需要指出的是，传统的鼠标、键盘也不适合这样的环境，所以特别需要本发明这样的技术。

基于实施例2所述的技术和步骤的基础上，我们可以假设这样一个产品，在操作的食指上带一个或几个小指套，这些指套内置一套动态传感系统和无线传输系统与电脑相连，这样操作者就可以带着眼镜式的虚拟屏幕，用手指来操作电脑了，但是这套系统在操作者走路的时候，或是坐在类似汽车这样的晃动的平台的时候，操作就会变得异常困难。所以中国电信在央视的广告中有用电影特技做出的边走边操作虚拟屏幕的应用场景，但在现实中却并没有这样的实用的系统。在这样的应用场景中，使用本发明可以在操作者的手腕或是手肘附近的位置增加佩戴一个类似手表的作为动态测量基准的设备，当然也可以与电子表集成在一起，其中的动态传感系统的数据与指套上的设备中的动态传感系统的数据形成对照，这两者之间的动态数据的差值作为操控电脑的数据基础。这样就能有效地屏蔽了身体、汽车的晃动所带来的干扰。其基本的生物原理是，如果人想在一个抖动的平台上保持身体，或只是保证手臂的稳定，都是很困难的，但如果只是想保持手腕关键、手指关节的动作姿态、和相对角度不受干扰，却是很容易的。在上述方式中的多个动态传感系统对于电脑来说，这种通用动态传感系统既是感应物体运动的感应系统又是附着在物体上的用于识别物体运动状态的标识物，而在其他应用方式中，这种作为标识的物可以是和感应系统分开的，其标识方式可以有很多种，甚至可以是人体或物体本身上面的一个点、由两个标识点构成的一条线、或由3个或更多标识点构成的一个平面或曲面作为标识。下面举例说明，但本发明不仅限于如下几种，

1.基于上面所述案例的基础上，可以将动态传感系统的标识物的范围进一步拓展，在现实技术中，有一种利用反光标监测物体动态的技术，在人体、动物、或运动物体上附加一个或几个反光标，用摄像机来监测反光标的运动状态，并将其转换为数据存入电脑，现在这种技术主要用于分析运动员的身体姿态、以及动画制作的领域。如果将这种另类的动态传感系统应用到本发明中，同样可以达到在不稳定的环境中屏蔽不需要的叠加运动的功能。不同的是动态传感系统的分布有所不同，在上面的例子中，动态传感系统总是与运动的部件一起运动的，并同时感应其动态，而在本应用中，动态传感系统分成了两部分，一部分是相对固定的摄像机，一部分是随着肢体或运动部件而运动的反光标，不但一个摄像机可以同时监测多个反光标，还可以同时用两个甚至更多摄像机监测几个反光标，例如，如果只监测肢体的二维动态，一台摄像机就可以，但是如果想监测肢体的三维动态，则需要两台以上的摄像机同时监测几个反光标。

2.作为反光标的替代物，可以用一个色块、或是某种能被计算机所识别的特定的图案或是二维码来作为标识。例如在识别机械手动作的时候，在机械手的关节等部位画上条码、二维码或是其他比较容易识别的图案，电脑就比较容易通过摄像识别和跟踪其动态了。

3.作为反光标的替代物，可以用反射电磁波或超声波的全反射三角作为标识，只是这样的话，采集其动态的设备就不是一般的摄像机了，而是雷达或是超声波雷达。

4.作为反光标的替代物，完全可以用发光二极管来作为监测动态的标志，由于发光二极管能够发出单一频谱的光，在光线不好或光线纷繁复杂的环境下，其更容易被监测。

5.运用智能图像识别技术，将物体本身的某个具有图像特征的点或区块作为识别动作、动态的标识，这项技术现在主要用于表情识别，最早的表情识别，需要在被测试者的脸部贴反光标，后来发展成为在脸上点小黑点计算机就能识别表情了，最新的智能图像识别技术不但可以将人脸的明显特征点如，嘴角、眼角、鼻翼、眉毛等作为标识物来识别，甚至还可以将皮肤上的纹理等细微特征作为标识来识别，并跟踪其动态。在本发明中完全可以利用这项技术来简化系统，这样就可以用身体或物体本身的特征作为标识，而不需要专门为动态传感系统设置标识了。当然这种方式对于目前的计算机系统来说，这种智能识别的算法的CPU负载还是有些过大，但随着技术发展，其在本发明中还是很有应用前景的。

本发明不仅可以应用于操控鼠标指针这样的对电脑界面的操作，还可以用于其他方式的对电脑的操控方面，例如，可以操控工程机械内置的电脑，操作工人带上有反光标或是动态传感系统的手套，让工程机械按照人手的动作来操作。做一个场景想像，挖掘机的操作工不再是搬动多根操纵杆来操作挖掘机，而是通过机载电脑识别人手的动作姿态来操作挖掘机，操作者的食指的前一个或两个关节动作用来控制挖掘机的挖斗，食指的指跟关节和腕关节的动作分别控制挖掘机的两个挖掘臂关节。运用本发明，能确保挖掘臂精确地按照操作者的手势操作，更重要的是，在这样的应用环境中，如果没有本发明的技术过滤抖动作为支撑，将会出现这样的情况，挖掘机发动机的运行产生抖动，这些抖动会反映在人手的抖动上，而这些抖动将再次通过机载电脑体现在挖掘机的挖掘臂的毫无实际意义的抖动上，而这些抖动会再次导致驾驶舱的抖动，并进一步加大操作者的手臂的抖动，一旦两者在一定的频率上耦合共振，将产生恶性循环，机器和操作者的晃动越来越大，最终，挖掘机可能会疯狂地挥舞挖掘臂，导致机器故障或翻车。所以在这样的应用环境中，只有用本发明的技术才能切断这种恶性循环，并保持机器稳定顺畅地操作。

进一步地，可以将本发明运用的智能机器人上，候消除因操作导致的抖动和被加工部件的运动干扰问题，只是在这样的应用中，其操作者不再是生物学意义上的人，而是机器人。现有的机器人、机械手，都是采用步进电机这样的精确动力来驱动的，优点就是精确，缺点就是缺乏柔性、动作僵硬，所有被加工的部件必须按照严格摆放位置摆放，如果被加工部件位置不对，甚至是动态的，机器人将很难处理，这种特点也决定了其无法从根本上替代工人的操作，而如果采用气动等相对柔性的、不精确的动力来驱动机器人的动作，就会有操作准确性的问题，而采用本发明的方式，用动态传感系统实时地监测机械手和被加工部件，然后以被加工部件、或是以流水线传送带上的标识为基准，进行灵活的定位，并基于监测结果通过电脑实时地再调整机械手的操作动态，可以很好地解决这个两难问题，无论用精确动力还是柔性的非精确的动力都将可以达到很好的操控结果，而用在柔性动力的机器人系统中，可以实时反馈、调整其动作，以做到动作的精准，其优势尤其明显。

具体实现步骤

一种智能选择测量基准修正动态的方法，其特征在于采用如下步骤，

1)动态传感系统实时监测作为测量基准的标识，并将其监测到的基准标识的动态数据实时发送给电脑；

2)动态传感系统实时监测作为操控动态的标识，并将其监测到的操控动态标识的动态数据实时发送给电脑；

3)动态修正模块接收上述两者所传回的动态数据，并用前者的数据对后者的数据进行修正；

4)电脑系统将上述步骤所得的经过修正的监测操控动态的动态数据作为操作者的操作动态，并以此来操控电脑；

技术优势

在本实施例中，由于动态传感系统的范围的扩展，本发明的应用也得到了扩展，由于其动态传感系统的特殊性，也带来了新的干扰源，即摄像机或探测雷达本身的抖动也会干扰动态的采集准确性，运用本发明的技术后也能消除由于摄像机本身抖动造成的干扰。本发明甚至可能用于摄像的后期制作中，电脑根据动态操控电脑中的图像，将每幅画面轻微移动，消除由于摄像机的轻微抖动造成的影视画面抖动，当然将本发明的技术与我先前提交的“一种获取稳定成像的智能拍照系统和方法”进行综合运用才能取得完美的效果。而影视拍摄行业一旦有这样的后期制作技术作为后盾，其原本苛刻的拍摄条件、和设备要求将获得极大的解放。

Claims (10)

1.一种智能选择测量基准修正动态的系统，其特征在于包括电脑系统、动态传感系统、静态判断模块、和动态修正模块，

所述的静态判断模块实时监测动态传感系统传回的动态数据，并智能判断系统是否处于静止状态；

所述的静态判断模块判断传感系统处于静止状态时，电脑系统检测动态传感系统的动态数据值，并将其作为修正值存储到存储系统；

当所电脑系统利用动态传感系统监测系统动态的时候，所述的动态修正模块用上述修正值对动态传感系统传来的动态数据进行修正；

所述的电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据当作操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

2.一种智能选择测量基准修正动态的方法，其特征在于采用如下步骤，

1)静态判断模块实时监测动态传感系统传回的动态数据，并智能判断系统是否处于静止状态；

2)当静态判断模块断系统处于静止状态时，系统检测动态传感系统的动态数据值，并将其作为修正值存储到存储系统；

3)当电脑系统利用动态传感系统监测系统动态的时候，动态修正模块用上述修正值对动态传感系统传来的动态数据进行修正；

4)电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据当作操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

3.一种智能选择测量基准修正动态的系统，其特征在于包括电脑系统、作为测量基准的动态传感系统、作为监测操控动态的动态传感系统、动态修正模块，

所述的作为测量基准的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

所述的监测操控动态的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

所述的动态修正模块实时接收上述两者所传回的动态数据，并利用测量基准的动态数据对监测操控动态的动态数据进行修正；

所述的电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据当作操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

4.一种智能选择测量基准修正动态的方法，其特征在于采用如下步骤，

1)作为测量基准的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

2)监测操控动态的动态传感系统实时监测其动态，并将其监测到的动态数据实时发送给动态修正模块；

3)动态修正模块接收上述两者所传回的动态数据，并用前者的数据对后者的数据进行修正；

4)电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据作为操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

5.一种智能选择测量基准修正动态的系统，其特征在于包括电脑系统、动态传感系统、作为测量基准的标识、作为监测操控动态的标识，

所述的动态传感系统实时监测作为测量基准的标识，并将其监测到的动态数据发送给动态修正模块；

所述的动态传感系统实时监测作为监测操控动态的标识，并将其监测动态数据发送给动态修正模块；

动态修正模块接收上述两者所传回的动态数据，并用前者的数据对后者的数据进行修正；

所述的电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据作为操作者的实际操作动态，并根据此来操控电脑；

6.一种智能选择测量基准修正动态的方法，其特征在于采用如下步骤，

1)动态传感系统实时监测作为测量基准的标识，并将其动态数据实时发送给电脑；

2)动态传感系统实时监测作为监测操控动态的标识，并将其动态数据实时发送给电脑；

3)动态修正模块接收上述两者所传回的动态数据，并用前者的数据对后者的数据进行修正；

4)电脑系统将上述步骤所得的经过修正的动态数据作为操作者的操作动态，并以此来操控电脑；

7.根据权利要求2所述的智能选择测量基准修正动态的方法，所述的电脑系统将生成修正值时系统所处的环境的环境参数与修正值一起存储起来，供以后系统再次碰到类似环境的时候调用；

8.根据权利要求2所述的智能选择测量基准修正动态的方法，其中所述的智能判断系统是否处于静止状态，指的是静态判断模块根据动态传感系统所监测到的动态的变化特征来判断系统是否处于静止状态；

9.根据权利要求2所述的智能选择测量基准修正动态的方法，其中所述的智能判断系统是否处于静止状态，指的是静态判断模块根据另外类型的动态传感系统的数据来判断系统是否处于静止状态；

10.根据权利要求6所述的智能选择测量基准修正动态的方法，其中所述的标识是被监测物体本身的某个具有图像特征的点或区块，并以此作为识别动作、动态的标识；

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