CN104216532B - 手持式指向装置以及其倾斜角度校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手持式指向装置与其倾斜角度校正方法，且所述方法包括下列步骤。首先，于手持式指向装置指向一参考点时，撷取对应参考点位置的影像，并依序产生多个影像框架。其次，根据所述多个影像框架判断参考点是否大幅移动。而后，若判断参考点并未大幅移动，则利用手持式指向装置的加速度单元感测手持式指向装置于多个轴向的多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新手持式指向装置目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。手持式指向装置由此可通过执行所述倾斜角度校正方法，有效且准确地根据其倾斜角度计算参考点的位置。
Description
技术领域
本发明有关于一种指向装置以及其校正方法，且特别有关于一种手持式指向装置及其倾斜角度校正方法。
背景技术
手持式指向装置因其可通过分析参考点在感测的影像区域的位置，计算出手持式指向装置的指向点座标，并将此指向点座标传送至游戏主机，进行相关游戏操作，已被广泛地应用于各类互动式遥控游戏，例如光枪游戏、棒球游戏以及网球游戏等。
现有手持式指向装置上的影像感测器与显示荧幕的距离以及影像撷取时其旋转角度，皆会影响指向点座标的计算。因此，若手持式指向装置并未装设侦测倾斜角度的相关设备时，当手持式指向装置的影像感测器发生倾斜时，手持式指向装置将因无法准确判断手持式指向装置与参考点之间的相对移动关系而发生误判。
目前产业上主要是使用二个以上的参考点或是在手持式指向装置上同时加设加速度计与陀螺仪作为判断装置上影像感测器的倾斜角度的依据，以解决因倾斜而发生误定位的问题。然使用二个以上的参考点，除会增加手持式指向装置在位置计算上的复杂度，手持式指向装置上影像感测器也必须具备可感测二个以上的参考点位置范围的视角。而使用加速度计与陀螺仪除了增加手持式指向装置的制作成本外，也会增加手持式指向装置的能量消耗。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种手持式指向装置以及其倾斜角度校正方法，此倾斜角度校正方法可通过主动校正手持式指向装置的倾斜角度，提高参考点计算定位的精确性。
本发明实施例提供一种手持式指向装置的倾斜角度校正方法，此方法包括下列步骤。首先，于手持式指向装置指向一参考点时，撷取对应参考点位置的影像，并依序产生多个影像框架。其次，根据所述多个影像框架判断参考点是否大幅移动。若判断参考点并未大幅移动，利用手持式指向装置的加速度单元感测手持式指向装置于多个轴向的多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新手持式指向装置目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。
本发明实施例另提供一种手持式指向装置的倾斜角度校正方法，所述方法包括下列步骤。首先，于手持式指向装置指向一参考点时，撷取对应参考点位置的影像，并依序产生多个影像框架。其次，根据所述多个影像框架中的任三个连续影像框架，计算参考点在该等连续影像框架的成像位置的加速度变化值。接着，判断加速度变化值是否等于零。随后，若加速度变化值等于零，则利用手持式指向装置的加速度单元感测手持式指向装置于多轴向的多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新手持式指向装置目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。
本发明实施例提供一种手持式指向装置，此手持式指向装置包括影像撷取单元、加速度单元以及处理单元。影像撷取单元用以撷取对应一参考点位置的影像，并依序产生多个影像框架。加速度单元用以感测手持式指向装置于多轴向的多个加速度值，并产生加速度向量。处理单元耦接影像撷取单元以及加速度单元。处理单元并根据所述多个影像框架判断参考点是否大幅移动。当处理单元判断参考点并未大幅移动时，处理单元读取加速度单元感测手持式指向装置于多轴产生的所述多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新手持式指向装置目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。
本发明实施例提供一种手持式指向装置，此手持式指向装置包括影像撷取单元、加速度单元以及处理单元。影像撷取单元用以撷取对应一参考点位置的影像，并依序产生多个影像框架。加速度单元用以感测手持式指向装置于多轴向的多个加速度值，并产生加速度向量。处理单元耦接影像撷取单元以及加速度单元。处理单元并根据所述多个影像框架中的任三个连续影像框架计算参考点在该等连续影像框架的成像位置的加速度变化值。当处理单元判断加速度变化值为零时，处理单元判断读取加速度单元感测手持式指向装置于多轴向产生的所述多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新手持式指向装置目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。
综上所述，本发明实施例提供一种手持式指向装置以及其倾斜角度校正方法，此手持式指向装置以及其倾斜角度校正方法可通过分析参考点是否位移来决定是否校正手持式指向装置的倾斜角度。所述手持式指向装置可主动通过计算与分析参考点于影像框架的速度变化、参考点的加速度变化以及手持式指向装置的加速度变化，来判断参考点是否在一瞬间内大幅移动。从而，本发明的手持式指向装置可在不须加设陀螺仪或是使用两个参考点即可有效且精确地计算出参考点的位置，进而简化手持式指向装置的硬件架构与计算复杂度，降低手持式指向装置的设计与制作成本。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的手持式指向装置应用于互动系统的示意图。
图2是本发明一实施例提供的手持式指向装置的功能方块示意图。
图3是本发明一实施例提供的手持式指向装置的倾斜角度校正方法的流程示意图。
图4是本发明一实施例提供的手持式指向装置的参考点位移判断方法的流程示意图。
图5是本发明另一实施例提供的手持式指向装置的参考点位移判断方法的流程示意图。
图6A～图6C分别是本发明一实施例提供的手持式指向装置移动时感测的影像框架的示意图。
图7是本发明又一实施例提供的手持式指向装置的参考点位移判断方法的流程示意图。
图8是本发明另一实施例提供的手持式指向装置的倾斜角度校正方法的流程示意图。
图9是本发明又一实施例提供的手持式指向装置的倾斜角度校正方法的流程示意图。
其中，附图标记说明如下：
10：手持式指向装置
11：影像撷取单元
13：加速度单元
15：处理单元
17：传输单元
20：主机
21：参考点
30：影像显示装置
31：游标
61、61’、61”：参考点影像
S301～S309：步骤流程
S401～S407：步骤流程
S501～S511：步骤流程
S701～S707：步骤流程
S801～S823：步骤流程
S901～S911：步骤流程
参考点影像的位置向量
(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)：参考点影像的座标
f1、f2、f3：影像框架
X、Y、Z：轴向
具体实施方式
在下文中，将通过图式说明本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在图式中相同参考数字可用以表示类似的元件。
〔手持式指向装置的实施例〕
所述手持式指向装置可应用于影像显示装置(未绘示)的指向点定位。请参照图1，图1绘示本发明实施例提供的手持式指向装置应用于互动系统的示意图。所述互动系统包括手持式指向装置10、主机20以及影像显示装置30。所述主机20用以读取与执行软件程序，例如游戏软件，并可将软件程序的执行状态显示于影像显示装置30，以供使用者浏览操控。所述主机20另提供参考点21，以供手持式指向装置10撷取影像，以作为操控影像显示装置30显示游标31的依据。
值得注意的是，于本实施例中，所述主机20可例如为游戏主机或电脑主机。所述影像显示装置30可例如为，但不限于投影显示装置、游戏机显示荧幕、电视荧幕以及电脑显示荧幕。上述游戏软件可以是以程序码储存于光盘、移动硬盘或其他等效的存储装置。参考点21可以是由多个具特定波长的发光二极管，例如红外线发光二极管(IR LED)、雷射二极管或紫外光发光二极管排列成各种形状的参考点来实现。此外，所述多个发光二极管可以是电性连接主机20获取发光所需电源，也或是由独立的电源自行供应发光所需电源。本实施例仅使用一参考点，但本发明领域具通常知识者也可视设计需求自行设置参考点21的数量，例如为1个、2个或者是多个。也就是说，图1仅供用以说明手持式指向装置10的运作，并非用以限定本发明。
简单来说，手持式指向装置10会通过撷取参考点21的影像，判断是否更新手持式指向装置10目前计算使用的倾斜角度，也即手持式指向装置10的旋转角度。手持式指向装置10并根据参考点21的位置信息以及手持式指向装置10目前使用的旋转角度精确地计算手持式指向装置10与参考点21之间的相对移动信息。手持式指向装置10会将计算出手持式指向装置10与参考点21之间的相对移动信息，通过无线传送方式传送至主机20，以配合操控游标31进行软件程序。据此，手持式指向装置10可选择性地更新或维持手持式指向装置10目前计算参考点21位置的使用旋转角度，以准确地计算手持式指向装置10与参考点21之间的相对移动信息。
更进一步地说，手持式指向装置10会于指向参考点21的位置时，撷取参考点21的影像并依序产生多个具参考点21影像的影像框架。接着，手持式指向装置10会根据所述多个影像框架判断参考点21在所述多个影像框架的成像位置是否大幅移动，以决定是否更新手持式指向装置10目前计算使用的倾斜角度。换言之，手持式指向装置10会根据参考点21在所述多个影像框架的成像位置是否大幅移动来判断手持式指向装置10目前是处于静止或移动状态，并决定是否更新手持式指向装置10目前计算使用的倾斜角度。
所述大幅移动于本实施例是指参考点21瞬间(即短时间内，如几秒、几毫秒、相邻两张或多张影像框架内)的移动变化。也就是，参考点21在所述多个影像框架的成像位置的位移量(即位移变化值)、移动速度或加速度。具体地说，当参考点21在所述多个影像框架的成像位置的位移量大于预设的位移阀值、成像位置的移动速度大于预设速度变化阀值及/或成像位置的加速度大于预设加速度阀值时，即可判定参考点21在所述多个影像框架的成像位置大幅移动，而不更新手持式指向装置10目前计算使用的倾斜角度。
接着，若判断出参考点21在所述多个影像框架的成像位置并未大幅移动时(也即参考点21在所述多个影像框架的成像位置之间的位移量小于预设的位移阀值、成像位置的移动速度小于预设速度变化阀值及/或成像位置的加速度小于预设加速度阀值)，则根据所述多个影像框架判断手持式指向装置10与参考点21之间相对移动位置，以配合主机20所执行的软件程序对应地控制游标31在影像显示装置30的动作。
于一实施方式中，手持式指向装置10可以是使用一惯性感测器来计算手持式指向装置10的倾斜角度。然而，当使用者移动手持式指向装置10时，使用者对手持式指向装置10的施力会影响惯性感测器判断重力方向的结果。因此，必须在排除使用者施力的影响之后，才可精确地计算并更新手持式指向装置10的倾斜角度。
而当手持式指向装置10未被使用者大幅移动(即侦测到参考点21并未大幅移动)时，通常可被视为未受外力影响。由于手持式指向装置10是利用影像感测器(imagesensor)感测手持式指向装置10的指向位置，因此当手持式指向装置10被大幅移动(即侦测到参考点21大幅移动)时，影像感测器也会同步地改变参考点21在影像框架中的成像位置。从而，手持式指向装置10可根据参考点21在影像感测器感应产生的影像框架中的成像位置判断手持式指向装置10是否被大幅移动。
更详细地说，请参照图2并同时参照图1，图2绘示本发明实施例提供的手持式指向装置的功能方块示意图。手持式指向装置10包括影像撷取单元11、加速度单元13、处理单元15以及传输单元17。影像撷取单元11、加速度单元13以及传输单元17分别耦接处理单元15。
影像撷取单元11用以撷取对应参考点21位置的影像，并依序产生多个影像框架(frame)。具体地说，影像撷取单元11可通过一滤光单元(未绘示)，滤除特定光波之外的光线，使影像撷取单元11仅感测由参考点21发出的具特定光波的光线。影像撷取单元11并根据预设的影像撷取频率(例如每秒200张影像框架)感测参考点21产生的光线，依序产生具该参考点21影像的多个影像框架。
于本实施例中，影像撷取单元11可以是由电荷偶和元件(charge-coupleddevice，CCD)影像感测器或互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)影像感测器来实现，于所属技术领域具有通常知识者可以依据实际使用情况来设计，本实施例在此不加以限制。
加速度单元13用以感测手持式指向装置10于多轴向(例如X轴向、Y轴向以及Z轴向等)的多个加速度值，并产生加速度向量(acceleration vector)。本实施例的加速度单元13可例如为重力感测器(G-sensor)、加速度计(又称为加速度规)(accelerometer)，且是内建于手持式指向装置10。本发明技术领域具有通常知识者可以依据实际使用情况来设计，本实施例并不以此为限。
处理单元15可根据所述多个影像框架判断参考点21是否大幅移动。当处理单元15判定参考点21并未大幅移动时，读取加速度单元13感测手持式指向装置10于多轴产生的所述多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。处理单元15并会利用第二倾斜角度计算参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置，也即参考点21的移动向量。
于一实施方式中，处理单元15可根据加速度单元13感测手持式指向装置10于X轴向、Y轴向以及Z轴向的多个加速度值，并通过计算任两轴向之间的夹角，计算出手持式指向装置10目前的倾斜角度。处理单元15并根据第二倾斜角度与所述多个影像框架计算参考点21于所述多个影像框架之一的成像位置。
当处理单元15判断参考点21位移时，处理单元15即会因判断加速度单元15无法准确量测手持式指向装置10而决定不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。换言之，处理单元15会继续利用第一倾斜角度计算参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置。处理单元15并将参考点21的移动向量信息利用传输单元17以无线传输方式传送至主机20，以配合主机20所形的软件程序，相对控制游标31在影像显示装置30的动作。
以下针对处理单元15计算手持式指向装置10的倾斜角度，如第一倾斜角度与第二倾斜角度的方式做进一步地说明。
举例来说，影像撷取单元11所产生对应参考点21位置的多个影像框架可为一矩形形状，且影像框架的长边是平行于X轴向，而影像框架的短边是平行于Y轴向。当处理单元15判断参考点21并未位移时，处理单元15可驱动加速度单元13分别感测手持式指向装置10于图1表示的三维空间(3D)中X轴向、Y轴向以及Z轴向的加速度值Vx、Vy以及Vz。加速度单元13并可根据感测结果对应产生加速度向量以产生一加速度感测信号，其中加速度感测信号可代表任两个加速度值的比，例如加速度值Vx以及加速度值Vy的比。处理单元15会在接收到加速度感测信号计算出手持式指向装置10目前的倾斜角度。
更详细地说，处理单元15可利用下列公式(1)至(3)计算手持式指向装置10的加速度向量与各轴向之间的夹角，以获取手持式指向装置10的目前的倾斜角度，
其中，Vx表示加速度单元13于X轴向感测到的加速度值；Vy表示加速度单元13于Y轴向感测到的加速度值；|gxy|表示根据加速度值Vx以及加速度值Vy计算出的重力重力加速度值。
处理单元15随后利用公式(1)与公式(2)的计算结果校正影像框架以计算出参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置。处理单元15可例如是通过公式(4)来校正影像框架，
其中，x表示参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置的X轴座标；y表示参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置的Y轴座标；x′表示修正后参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置的X轴座标；y′表示修正后参考点21在所述多个影像框架之一的成像位置的Y轴座标。处理单元15进而可根据x′以及y′计算出手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息。
接着，处理单元15可将计算出手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息利用传输单元17传送至主机20，以控制游标31在影像显示装置30的动作。
值得一提的是，本发明技术领域具有通常知识者应知本发明的手持式指向装置10所采用的加速度单元13也可仅用以感测二个维度的加速度值，例如仅用以感测加速度值Vx与Vx。换言之，上述手持式指向装置10的加速度感测方式仅为一实施方式，本发明并不以此为限。
另外，处理单元15于本实施例中可以是以微控制器(microcontroller)或嵌入式控制器(embedded controller)等处理晶片利用程序码编译方式来实现，但本实施例并不限制。而传输单元17可以是利用蓝芽传输方式将移动向量信息传送至主机20，但本实施例并不此为限。
要说明的是，影像撷取单元11、加速度单元13、处理单元15以及传输单元17的种类、实体架构及/或实施方式是依据手持式指向装置10的种类、实体架构即/或实施方式来设置，本发明并不限定。
本实施例另提供用于手持式指向装置10的倾斜角度校正方法，以对手持式指向装置10的运作做进一步地说明。请参照图3并同时参照图1与图2，图3绘示本发明实施例提供的手持式指向装置10的倾斜角度校正方法的流程示意图。
首先，于步骤S301中，手持式指向装置10的影像撷取单元11于手持式指向装置10指向参考点21时，根据预设的影像撷取频率(例如每秒200张影像框架)撷取对应参考点21位置的影像，并依序产生多个影像框架。
其次，于步骤S303中，手持式指向装置10的处理单元15根据所述多个影像框架判断参考点21是否大幅移动。举例来说，处理单元15可以通过分析参考点21在多个连续影像框架内成像位置的移动变化(例如参考点21的移动量、移动速度及/或加速度等)，来判断参考点21是否大幅移动。
若手持式指向装置10的处理单元15判断参考点21并未大幅移动(也即手持式指向装置10目前处于静止状态)时，执行步骤S305。反的，若手持式指向装置10的处理单元15判断参考点21大幅移动(也即手持式指向装置10目前处于移动状态)时，则执行步骤S309。
接着，于步骤S305中，处理单元15利用手持式指向装置10的加速度单元13感测手持式指向装置10于多个轴向(例如X轴向、Y轴向以及Z轴向)的多个加速度值。随后，于步骤S307中，处理单元15根据所述多个加速度值，更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。所述第二倾斜角度为处理单元15利用上述公式(1)至(3)根据所述多个加速度值所计算出手持式指向装置10目前的倾斜角度。
于步骤S309中，因处理单元15判断出参考点21位移，表示手持式指向装置10目前处于移动状态，故处理单元15不更新手持式指向装置10的第一倾斜角度。处理单元15并且利用第一倾斜角度与所述多个影像框架，计算参考点21于所述多个影像框架之一的成像位置。
接着，处理单元15可将所计算参考点21于所述多个影像框架的一的位置向量通过传输单元17传送给主机20，以相对应地控制影像显示装置30上游标31的动作。
此外，处理单元15并于执行步骤S307或步骤S309的后，重新执行步骤S301，撷取对应参考点21位置影像并判断参考点21是否大幅移动，以决定是否更新手持式指向装置10的第一倾斜角度。
如前述，处理单元15可根据参考点21于所述多个影像框架中的连续移动变化，判断参考点21是否大幅移动。以下针对处理单元15判断参考点21是否位移的具体实施方式做进一步说明。
于一具体实施方式为根据参考点21的速度变化来判断参考点是否位移。请参考图4并同时参照图1、图2、图6A以及图6B，图4绘示本发明一实施例提供的手持式指向装置位移判断方法的流程示意图。图4所示的步骤可以是执行于图3的步骤S303中。
于步骤S401中，处理单元15根据影像撷取单元11所产生对应参考点21在所述多个影像框架中的第一影像框架f1与第二影像框架f2的成像位置，计算参考点21的速度变化值。所述第一影像框架f1与第二影像框架f2为影像撷取单元11依序产生的两个连续影像框架。也就是，第二影像框架f2的撷取时间是晚于第一影像框架f1的撷取时间。所述参考点21在第一影像框架f1的成像位置是以参考点影像61来表示，而参考点21在第二影像框架f2中的成像位置则是由参考点影像61’来表示。
更具体地说，处理单元15可通过公式(5)来计算参考点21的速度变化值：
其中v表示速度变化值；表示参考点21于第一影像框架f1的成像位置向量，且为(x1,y1)；表示参考点21于第二影像框架f2的成像位置向量，且为(x2,y2)；tf1表示第一影像框架f1的撷取时间；tf2表示第二影像框架f2的撷取时间。具体地说，如图6A与图6B所示，所述对应参考点21于第一影像框架f1中成像位置的参考点影像61的位置(即或对应参考点21于第二影像框架f2中成像位置的参考点影像61’的位置(即)是处理单元15根据影像撷取单元11中的感测阵列的中心(即第一影像框架f1、第二影像框架f2的中心点”X”)来计算。
接着，于步骤S403中，处理单元15根据计算的速度变化值v，判断速度变化值v是否大于预设速度变化阀值(例如1个像素/单位时间)。所述单位时间可以是依据影像撷取单元的影像撷取频率(例如根据影像撷取频率计算每两张连续影像框架的时间间隔)或是连续影像框架的数量(例如每两张连续影像框架)来定义。
当处理单元15判断速度变化值v小于预设速度变化阀值，执行步骤S405。反之，当处理单元15判断速度变化值v大于预设速度变化阀值，则执行步骤S407。其中所述预设速度变化阀值可依据实际应用需求以固件方式预先设计于处理单元15。
于步骤S405中，处理单元15判定参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2中并未大幅移动。而于步骤S407中，处理单元15判定参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2中发生大幅移动，处理单元15不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。
举例来说，当处理单元15根据两张连续影像框架(即第一影像框架f1、第二影像框架f2)所计算的速度变化值v大于1个像素时，处理单元15即可判定参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2中发生大幅移动；当处理单元15所计算的速度变化值v小于1个像素时，处理单元15即可判定参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2中并未大幅移动。
于另一具体实施方式为根据参考点21的位移变化来判断参考点是否大幅移动。请复参照图1、图2、图6A以及图6B。处理单元15可根据所述多个影像框架中连续的第一影像框架f1与第二影像框架f2，计算参考点32在第一影像框架f1与第二影像框架f2的成像位置的位移变化值(即)。而后，处理单元15可根据计算的位移变化值，判断位移变化值是否小于预设的位移阀值(例如5个像素/单位时间)。
若处理单元15判断位移变化值小于所述的位移阀值(例如5个像素/单位时间)，处理单元15可判定参考点21并未大幅移动。反之，若处理单元15判断位移变化值大于所述的位移阀值，处理单元15可判定参考点21并未大幅移动，并不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。
举例来说，当处理单元15根据两张连续影像框架(即第一影像框架f1、第二影像框架f2)所计算的位移阀值大于5个像素时，处理单元15即可判定参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2中发生大幅移动；当处理单元15所计算的位移阀值小于5个像素时，处理单元15即可判定参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2中并未大幅移动。
所述预设速度变化阀值可依据实际应用需求以固件方式预先设计于处理单元15。所述位移阀值可依据实际应用需求以固件方式预先设计于处理单元15。
于又一具体实施方式为根据参考点21的加速度变化来判断参考点是否大幅移动。请参考图5并同时参照图1、图2、图6A、图6B以及图6C，图5绘示本发明另一实施例提供的手持式指向装置位移判断方法的流程示意图。图5所示的步骤可以是执行于图3的步骤S303中，且还可以是在手持式指向装置10计算并根据参考点21的在所述多个影像框架的成像位置变化(也即速度变化值)判断参考点21是否大幅移动的后执行。
于步骤S501中，处理单元15根据影像撷取单元11所产生对应参考点21的所述多个影像框架中的第一影像框架f1、第二影像框架f2以及第三影像框架f3，计算对应参考点21的加速度变化值。所述第一影像框架f1、第二影像框架f2以及第三影像框架f3为影像撷取单元11依序产生的三个连续影像框架。也就是，第二影像框架f2的撷取时间是晚于第一影像框架f1的撷取时间，而第三影像框架f3的撷取时间是晚于第二影像框架f2的撷取时间。
处理单元15可分别于步骤S503与步骤S505中，通过公式(5)来分别计算参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2之间以及第二影像框架f2与第三影像框架f3之间中移动的速度变化值。所述参考点21在第一影像框架f1中的成像位置是以参考点影像61来表示。所述参考点21在第二影像框架f2中的成像位置是以参考点影像61’来表示。所述参考点21在第三影像框架f3中的成像位置是以参考点影像61”来表示。
举例来说，处理单元15可利用公式(6)与公式(7)计算出参考点21于第一影像框架f1与第二影像框架f2之间的第一速度变化值以及参考点21于第二影像框架f2与第三影像框架f3之间的第二速度变化值。第一速度变化值的计算方式如下：
其中v1表示第一速度变化值；表示参考点21于第一影像框架f1的成像位置，且为(x1,y1)；表示参考点21于第二影像框架f2的成像位置，且为(x2,y2)；tf1表示该第一影像框架的撷取时间；tf2表示第二影像框架f2的撷取时间。第二速度变化值的计算公式如下：
其中v2表示第二速度变化值；表示参考点21于第二影像框架f2的成像位置；表示参考点21于第三影像框架f3的成像位置；tf2表示第二影像框架f2的撷取时间；tf3表示第三影像框架f3的撷取时间。如前述，所述对应参考点21于第一影像框架f1中成像位置的参考点影像61的位置(即对应参考点21于第二影像框架f2中成像位置的参考点影像61’的位置(即以及对应参考点21于第三影像框架f3中成像位置的参考点影像61”的位置(即)是处理单元15根据影像撷取单元11中的感测阵列的中心(即第一影像框架f1、第二影像框架f2及第三影像框架f3的中心点”X”)来计算。
随后，于步骤S505中，处理单元15根据第一速度变化值v1以及第二速度变化值v2分别计算参考点21于第一影像框架f1、第二影像框架f2以及第三影像框架f3的成像位置影像(即参考点影像61、61’、61”)的加速度变化值。具体地说，处理单元15可通过计算第一速度变化值v1以及第二速度变化值v2之间的差值，获取参考点21的加速度变化值。
而后，于步骤S507中，处理单元15根据加速度变化值，判断加速度变化值是否大于预设加速度阀值(例如0g)。当处理单元15判断加速度变化值小于预设加速度阀值(例如0g)，执行步骤S509。反之，当处理单元15判断加速度变化值v大于预设加速度阀值(例如0g)，则执行步骤S511。所述预设加速度阀值可依据实际以固件设计方式预先储存于处理单元15。
于步骤S509中，处理单元15判定参考点21于第一影像框架f1、第二影像框架f2以及第三影像框架f3中并未大幅移动。而于步骤S511中，处理单元15判定参考点21于第一影像框架f1、第二影像框架f2以及第三影像框架f3中发生大幅移动时，处理单元15不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。
于另一具体实施方式则是根据手持式指向装置10的加速度变化来判断参考点是否大幅移动。请参考图7并同时参照图1以及图2，图7绘示本发明又一实施例提供的手持式指向装置位移判断方法的流程示意图。图7所示的步骤可以是执行于图3的步骤S303中，且还可以是在手持式指向装置10根据所计算参考点21的位置变化(也即速度变化与加速度变化)判断参考点21是否大幅移动之后执行。
于步骤S701中，手持式指向装置10的处理单元15利用手持式指向装置10的加速度单元13感测手持式指向装置10目前于多轴向的加速度值，以产生加速度向量。
接着，于步骤S703中，手持式指向装置10的处理单元15根据加速度向量的大小，判断加速度向量的大小是否等于手持式指向装置10的重力加速度值，也即判断手持式指向装置10是否处于静止状态。举例来说，处理单元15可通过计算加速度向量内积的平方根来计算加速度向量的大小(magnitude)。当处理单元15判断手持式指向装置10的加速度向量的大小等于手持式指向装置10的重力加速度值，例如一重力单位(g)时，执行步骤S707。反之，当处理单元15判断手持式指向装置10的加速度向量的大小不等于手持式指向装置10的重力加速度值时，则执行步骤S705。
于步骤S705中，因手持式指向装置10的加速度不等于手持式指向装置10的重力加速度值，表示手持式指向装置10处于移动状态，处理单元15可判定参考点21大幅移动，而不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。于步骤S707中，因手持式指向装置10的加速度等于手持式指向装置10的重力加速度值，表示手持式指向装置10处于静止状态，处理单元15可判定参考点21并未大幅移动。
值得一提的是，于实务上，可通过于微控制器或嵌入式控制器上设计对应图3的倾斜度校正方法与图4、图5以及图7所述的参考点位移判断方法的程序码，以由处理单元15，执行图3的倾斜度校正方法与图4、图5以及图7所述的参考点位移判断方法，但本实施例并不限制。
此外，图3仅用于描述手持式指向装置10的一种倾斜度校正方法，故图3并非用以限定本发明。同样地，图4、图5以及图7仅用于描述手持式指向装置10判断参考点是否位移的具体判断方式并非用以限定本发明。如图6A到图6C所示，于本实施例中表示参考点21于第一影像框架f1、第二影像框架f2及第三影像框架f3成像位置的参考点影像61、61’、61”是以圆点来呈现，但于实务上，也可依据参考点21的实际形状以星号、十字或三角形等形状来表示。换言的，图6A到图6C仅用以配合图4与图5说明参考点21的速度变化与加速度变化的计算方式，也并非用以限定本发明。
〔倾斜度校正方法的另一实施例〕
由上述的实施例，本发明另可归纳出一种倾斜度校正方法，此方法可应用适用于上述实施例互动系统中的手持式指向装置。所述倾斜度校正方法可根据参考点的速度变化、参考点的加速度变化以及手持式指向装置的加速度变化，来决定是否更新手持式指向装置目前使用的旋转角度。
请参照图8并同时参照图1以及图2，图8绘示本发明另一实施例提供的手持式指向装置的倾斜角度校正方法的流程示意图。图8所述执行于手持式指向装置的倾斜角度校正方法可以固件程序设计方式来实现，并通过手持式指向装置10的处理单元15来执行。处理单元15可例如为微控制器或嵌入式控制器等处理晶片设置于手持式指向装置，但本实施例并不限制。
首先，于步骤S801中，手持式指向装置10的影像撷取单元11于手持式指向装置10指向参考点21的位置时，根据预设的影像撷取频率(例如每秒2000张影像框架)来撷取对应参考点21位置的影像，并依序产生多个影像框架。
于步骤S803中，手持式指向装置10的处理单元15根据所述多个影像框架中的第一影像框架与第二影像框架，利用前述的公式(6)计算参考点21的第一速度变化值。
于步骤S805中，处理单元15根据计算的第一速度变化值，判断第一速度变化值是否大于预设速度变化阀值(例如1个像素/单位时间)。若处理单元15判断第一速度变化值大于预设速度变化阀值，则执行步骤S821。反之，若处理单元15判断第一速度变化值小于预设速度变化阀值，则执行步骤S807。
值得一提的是，所述单位时间如前述可以是依据影像撷取单元的影像撷取频率(例如根据影像撷取频率计算每两张连续影像框架的时间间隔)或是连续影像框架的数量(例如每两张连续影像框架)来定义。
于步骤S807中，处理单元15再根据所述多个影像框架中的第二影像框架与第三影像框架，利用前述的公式(7)计算参考点21的第二速度变化值。
于步骤S809中，处理单元15利用第一速度变化值与第二速度变化值计算参考点21的加速度变化值。也就是，处理单元15通过计算第一速度变化值与第二速度变化值的差异，获取参考点21在第一影像框架至第三影像框架的撷取时间内的加速度变化。
接着，于步骤S811中，处理单元15判断加速度变化值是否大于预设加速度阀值(例如0g)。若处理单元15判断加速度变化值大于预设加速度阀值(例如0g)，执行步骤S821。反之，若处理单元15判断加速度变化值小于预设加速度阀值时，执行步骤S813。
于步骤S813中，手持式指向装置10的处理单元15利用手持式指向装置10的加速度单元13感测手持式指向装置10目前于多轴向的加速度值，以产生加速度向量。于步骤S815中，处理单元15判断手持式指向装置10的加速度向量的大小是否等于手持式指向装置10的重力加速度值，例如一重力单位(g)，以判断手持式指向装置10是否处于静止状态。详细地说，处理单元15可通过计算加速度向量内积的平方根，来计算加速度向量的大小。
当处理单元15判断手持式指向装置10的加速度向量的大小等于手持式指向装置10的重力加速度值时，执行步骤S817。反之，当处理单元15判断手持式指向装置10的加速度向量的大小不等于手持式指向装置10的重力加速度值时，则执行步骤S821。
于步骤S817，处理单元15判定参考点21并未大幅移动，也即表示手持式指向装置10目前处于静止状态。处理单元15随后于步骤S819中，根据加速度单元13感测产生的加速度向量利用公式(1)至(3)，计算并更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。处理单元15并利用第二倾斜角度与所述多个影像框架的其中的一计算手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息。
于步骤S821中，处理单元15判定参考点21大幅移动，也即手持式指向装置10目前处于移动状态。于步骤S823中，处理单元15因已判定参考点21大幅移动，而不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。处理单元15并利用第一倾斜角度与所述多个影像框架的其中的一计算手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息。
处理单元15随后可控制传输单元17将计算手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息，以无线方式传送至主机20以配合主机20执行的软件程序，相应地控制影像显示装置30上游标31的动作。
处理单元15并于执行步骤S819或步骤S823之后，重新执行步骤S801，撷取对应参考点21位置影像并判断参考点21是否位移，以决定是否更新手持式指向装置10的第一倾斜角度。
此外，图8仅用于描述手持式指向装置10的一种倾斜度校正方法，故图8并非用以限定本发明。于所属技术领域具通常知识者也可依据实际运作需求，选择判断参考点是否大幅移动的方式。换言之，于实务上，步骤S803～S805(即参考点21的速度变化)、步骤S807～S811(即参考点21的加速度变化)以及S813～S815(即手持式指向装置10的加速度变化)可依据实际运作需求，选择是否执行或略过。
于所属技术领域具通常知识者也可在计算参考点21的速度变化之前，可通过计算参考点21的位移变化来判断参考点21是否大幅移动。详细地说，于执行步骤S803之前，处理单元15可根据第一影像框架与第二影像框架计算参考点21在第一影像框架与第二影像框架的成像位置的位移变化值。而后，处理单元15根据计算的位移变化值判断位移变化值是否小于预设的位移阀值(例如5个像素/单位时间)，来决定参考点21是否大幅移动。
另，上述预设速度变化阀值、预设加速度阀值以及位移阀值可依据实际手持式指向装置10的应用自行设定，本实施例并不限制。
〔倾斜度校正方法的又一实施例〕
由上述的实施例，本发明另可归纳出一种倾斜度校正方法，此方法可应用适用于上述实施例互动系统中的手持式指向装置。所述倾斜度校正方法可根据参考点的加速度变化，来决定是否更新手持式指向装置目前使用的旋转角度。
请参照图9并同时参照图1、图2以及图6A到图6C，图9绘示本发明另一实施例提供的手持式指向装置的倾斜角度校正方法的流程示意图。图9所述执行于手持式指向装置的倾斜角度校正方法可以固件程序设计方式来实现，并通过手持式指向装置的中的处理单元15来执行。处理单元15可例如为微控制器或嵌入式控制器等处理晶片设置于手持式指向装置，但本实施例并不限制。
于步骤S901中，手持式指向装置10的影像撷取单元11于手持式指向装置10指向参考点21的位置时，根据预设的影像撷取频率撷取对应参考点21位置的影像，并依序产生多个影像框架。
而后，于步骤S903中，手持式指向装置10的处理单元15根据所述多个影像框架中的任三个连续的影像框架，计算参考点21在所述多个连续的影像框架中成像位置的加速度变化值。所述任三个连续的影像框架中的第三影像框架f3的撷取时间晚于第二影像框架f2的撷取时间，而第二影像框架f2的撷取时间晚于第一影像框架f1的撷取时间。
具体地说，处理单元15可依据参考点21于三个连续的影像框架中第一影像框架f1与第二影像框架f2的成像位置，也即参考点影像61、61’的位置向量，利用前述的公式(6)计算参考点21的第一速度变化值。接着，再根据参考点21于三个连续的影像框架中的第二影像框架f2及第三影像框架f3的成像位置，也即参考点影像61’、61”的位置向量，利用前述的公式(7)计算参考点21的第二速度变化值。处理单元15随后可利用第一速度变化值与第二速度变化值计算参考点21的加速度变化值。
于步骤S905中，处理单元15根据参考点21于三个连续的影像框架中成像位置(也即参考点影像61、61’以及61’’)的加速度变化值，判断参考点21在三个连续的影像框架中的成像位置(也即参考点影像61、61’以及61’’)的加速度变化值是否等于零(即0g)。若处理单元15判断参考点21在三个连续的影像框架中的成像位置(也即参考点影像61、61’以及61’’)的加速度变化值等于零时，执行步骤S907。反之，若处理单元15判断参考点21在三个连续的影像框架中的成像位置(也即参考点影像61、61’以及61’’)的加速度变化值并不等于零时，则执行步骤S911。
于步骤S907中，当处理单元15判定参考点21并未大幅移动，且处理单元15利用手持式指向装置10的加速度单元13感测手持式指向装置10目前于多轴向的加速度值，以产生加速度向量。接着，于步骤S909中，处理单元15可利用前述公式(1)至(3)计算并更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度为第二倾斜角度。处理单元15并利用第二倾斜角度与所述多个三个连续影像框架的其中的一计算手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息。
于步骤S911中，当处理单元15判定参考点21大幅移动，且不更新手持式指向装置10目前使用的第一倾斜角度。处理单元15并利用第一倾斜角度与所述多个影像框架的其中的一计算手持式指向装置10相对于参考点21或影像显示装置30的指向座标或相对移动向量信息。
处理单元15随后并可控制传输单元17将所计算参考点21手持式指向装置10的指向座标或相对移动向量信息以无线方式传送至主机20以配合主机20执行的软件程序，相应地控制影像显示装置30上游标31的动作。
处理单元15并于执行步骤S909或步骤S911之后，重新执行步骤S901，撷取对应参考点21位置影像并判断参考点21是否位移，以决定是否更新手持式指向装置10的第一倾斜角度。
此外，图9仅用于描述手持式指向装置10的一种倾斜度校正方法，故图9并非用以限定本发明。于所属技术领域具通常知识者也可依据实际运作需求，增加利用参考点21的移动变化(即位移变化与速度变化)的步骤来做为判断参考点21是否位移的依据。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本发明实施例提供一种手持式指向装置以及其倾斜角度校正方法，此手持式指向装置及其倾斜角度校正方法可通过使用一个参考点与一加速度计计算参考点的位置在时间上的变化，并主动判断是否使用手持式指向装置上的加速度计产生的加速度信息来校正手持式指向装置的倾斜角度。本发明并可利用固件设计方式，使手持式指向装置通过计算与分析参考点的速度变化、参考点的加速度变化以及手持式指向装置的加速度变化，来判断参考点是否大幅移动，并主动决定是否校正手持式指向装置的倾斜角度。
据此，本发明的手持式指向装置可在不须加设陀螺仪或是使用两个参考点即可有效且精确地计算出参考点的位置，简化手持式指向装置的硬件架构，并降低手持式指向装置的设计与制作成本。
以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。
Claims (23)
1.一种手持式指向装置的倾斜角度校正方法，其特征在于包括：
于该手持式指向装置指向产生单一个光点的一参考点时，利用该手持式指向装置的一影像撷取单元撷取对应该参考点位置的影像，并依序产生多个具该参考点的影像框架；
根据多个所述影像框架判断该参考点是否移动，以决定是否更新该手持式指向装置目前使用的一第一倾斜角度，其中判断该参考点是否移动是判断该参考点在多个所述影像框架中的成像位置是否移动；
若判断该参考点移动，则不更新该手持式指向装置的该第一倾斜角度，且利用该第一倾斜角度与多个所述影像框架的其中之一来计算出该手持式指向装置相对于该参考点的一指向坐标或一相对移动向量信息；以及
若判断该参考点并未移动，利用该手持式指向装置的一加速度单元感测该手持式指向装置于多个轴向的多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度为一第二倾斜角度。
2.如权利要求1所述的倾斜角度校正方法，其中判断该参考点是否移动的该步骤中，包括：
根据撷取多个所述影像框架中连续的一第一影像框架与一第二影像框架，计算该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一位移变化值；
判断该位移变化值是否小于一位移阈值；以及
若该位移变化值小于该位移阈值，判定该参考点并未移动。
3.如权利要求1所述的倾斜角度校正方法，其中判断该参考点是否移动的该步骤中，包括：
根据撷取多个所述影像框架中的一第一影像框架与一第二影像框架，计算该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一速度值；
判断该速度值是否大于一预设速度阈值；以及
若该速度值小于该预设速度阈值，判定该参考点并未移动。
4.如权利要求3所述的倾斜角度校正方法，其中该速度值的计算公式如下：
<mrow>
<mi>v</mi>
<mo>=</mo>
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<mn>1</mn>
</mrow>
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<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v表示该速度值；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；表示该参考点于该第一影像框架的成像位置；tf2表示该第二影像框架的撷取时间；tf1表示该第一影像框架的撷取时间。
5.如权利要求1所述的倾斜角度校正方法，其中判断该参考点是否移动的该步骤中，包括：
根据撷取的多个所述影像框架中的一第一影像框架与一第二影像框架，计算该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一第一速度值；
根据撷取的多个所述影像框架中的该第二影像框架与一第三影像框架，计算该参考点在该第二影像框架与该第三影像框架的成像位置的一第二速度值；
根据该第一速度值与该第二速度值之间的差值，获取该参考点的一速度变化值；
判断该速度变化值是否大于一预设速度变化阈值；以及
若该速度变化值小于该预设速度变化阈值，判定该参考点并未移动。
6.如权利要求5所述的倾斜角度校正方法，其中该第一速度值的计算公式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>v</mi>
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<mo>=</mo>
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</mrow>
其中v1表示该第一速度值；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；表示该参考点于该第一影像框架的成像位置；tf2表示该第二影像框架的撷取时间；tf1表示该第一影像框架的撷取时间；其中该第二速度值的计算公式如下：
<mrow>
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<mi>v</mi>
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</mrow>
其中v2表示该第二速度值；表示该参考点于该第三影像框架的成像位置；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；tf3表示该第三影像框架的撷取时间；tf2表示该第二影像框架的撷取时间。
7.如权利要求5所述的倾斜角度校正方法，其中判断该参考点是否移动的该步骤中，包括：
利用该加速度单元感测该手持式指向装置目前于多轴向的所述多个加速度值以产生一加速度向量；
判断该加速度向量的大小是否等于该手持式指向装置的重力加速度值；以及
若该加速度向量的大小等于该手持式指向装置的重力加速度值，判定该参考点并未移动。
8.如权利要求1所述的倾斜角度校正方法，其中判断该参考点是否移动的该步骤中，包括：
利用该加速度单元感测该手持式指向装置目前于多轴向的所述多个加速度值，以产生一加速度向量；
判断该加速度向量的大小是否等于该手持式指向装置的重力加速度值；以及
若该加速度向量的大小等于该手持式指向装置的重力加速度值，判定该参考点并未移动。
9.一种手持式指向装置的倾斜角度校正方法，其特征在于包括：
于该手持式指向装置指向产生单一个光点的一参考点时，利用该手持式指向装置的一影像撷取单元撷取对应该参考点位置的影像，并依序产生多个具该参考点的影像框架；
根据多个所述影像框架中的任三个连续影像框架，计算该参考点在该三个连续影像框架的成像位置的一速度变化值；
判断该速度变化值是否等于零，以决定是否更新该手持式指向装置目前使用的一第一倾斜角度；以及
若该速度变化值等于零，利用该手持式指向装置的一加速度单元感测该手持式指向装置于多轴向的多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度为一第二倾斜角度；
其中计算该参考点的该速度变化值的该步骤包括：
根据撷取任三个连续影像框架中的一第一影像框架与一第二影像框架，计算该参考点在该三个连续影像框架的成像位置的一第一速度值；
根据撷取任三个连续影像框架中的该第二影像框架与一第三影像框架，计算该参考点在该三个连续影像框架的成像位置的一第二速度值；以及
根据该第一速度值与该第二速度值之间的差值，获取该参考点在该三个连续影像框架的成像位置的该速度变化值。
10.如权利要求9所述的倾斜角度校正方法，其中于判断该速度变化值等于零之后，还包括：
利用该加速度单元感测该手持式指向装置目前于多轴向的所述多个加速度值以产生一加速度向量；
判断该加速度向量的大小是否等于该手持式指向装置的重力加速度值；
若该加速度向量的大小等于该手持式指向装置的重力加速度值，根据所述多个加速度值计算并更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度为该第二倾斜角度。
11.如权利要求10所述的倾斜角度校正方法，其中该第一速度值的计算公式如下：
<mrow>
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<mi>v</mi>
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</mrow>
</mfrac>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v1表示该第一速度值；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；表示该参考点于该第一影像框架的成像位置；tf2表示该第二影像框架的撷取时间；tf1表示该第一影像框架的撷取时间；其中该第二速度值的计算公式如下：
<mrow>
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<mi>v</mi>
<mn>2</mn>
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</mrow>
</mrow>
其中v2表示该第二速度值；表示该参考点于该第三影像框架的成像位置；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；tf3表示该第三影像框架的撷取时间；tf2表示该第二影像框架的撷取时间。
12.一种手持式指向装置，其特征在于包括：
一影像撷取单元，于该手持式指向装置指向产生单一个光点的一参考点时，用以撷取对应该参考点位置的影像，并依序产生多个具该参考点的影像框架；
一加速度单元，用以感测该手持式指向装置于多轴向的多个加速度值，并产生一加速度向量；以及
一处理单元，耦接该影像撷取单元以及该加速度单元，该处理单元并根据多个所述影像框架判断该参考点是否移动，以决定是否更新该手持式指向装置目前使用的一第一倾斜角度，其中判断该参考点是否移动是判断该参考点在多个所述影像框架中的成像位置是否移动；
其中当该处理单元判断该参考点移动时，该处理单元不更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度，且利用该第一倾斜角度与多个所述影像框架的其中之一来计算出该手持式指向装置相对于该参考点于的一指向坐标或一相对移动向量信息；
其中当该处理单元判断该参考点并未移动时，读取该加速度单元感测该手持式指向装置于多轴产生的所述多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度为一第二倾斜角度。
13.如权利要求12所述的手持式指向装置，其中该处理单元根据所撷取多个所述影像框架中的一第一影像框架与一第二影像框架计算该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一位移变化值，以根据该位移变化值判断该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置是否移动。
14.如权利要求12所述的手持式指向装置，其中该处理单元根据所撷取多个所述影像框架中的一第一影像框架与一第二影像框架计算该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一速度值，以根据该速度值判断该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置是否移动。
15.如权利要求14所述的手持式指向装置，其中该处理单元是利用下列公式计算该速度值：
<mrow>
<mi>v</mi>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>|</mo>
<mfrac>
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<mi>f</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v表示该速度值；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；表示该参考点于该第一影像框架的成像位置；tf2表示该第二影像框架的撷取时间；tf1表示该第一影像框架的撷取时间。
16.如权利要求12所述的手持式指向装置，其中该处理单元对多个所述影像框架中一第一影像框架与一第二影像框架进行演算，产生对应该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一第一速度值，该处理单元并对多个所述影像框架中该第二影像框架与一第三影像框架进行演算，产生对应该参考点在该第二影像框架与该第三影像框架的成像位置的一第二速度值；
其中该处理单元计算该第一速度值与该第二速度值之间的差值，获得该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一速度变化值，以根据该速度变化值判断该参考点的成像位置是否移动。
17.如权利要求16所述的手持式指向装置，其中该处理单元是利用下列公式计算该第一速度值，
<mrow>
<msub>
<mi>v</mi>
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<mo>=</mo>
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<mo>|</mo>
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<mi>f</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v1表示该第一速度值；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；表示该参考点于该第一影像框架的成像位置；tf2表示该第二影像框架的撷取时间；tf1表示该第一影像框架的撷取时间；其中该处理单元并利用下列公式计算该第二速度值，
<mrow>
<msub>
<mi>v</mi>
<mn>2</mn>
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<mo>=</mo>
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<mi>f</mi>
<mn>2</mn>
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</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v2表示该第二速度值；表示该参考点于该第三影像框架的成像位置；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；tf3表示该第三影像框架的撷取时间；tf2表示该第二影像框架的撷取时间。
18.如权利要求12所述的手持式指向装置，其中该加速度单元为一加速度计或一重力感测器。
19.一种手持式指向装置，其特征在于包括：
一影像撷取单元，于该手持式指向装置指向产生单一个光点的一参考点时，用以撷取对应该参考点位置的影像，并依序产生多个具该参考点的影像框架；
一加速度单元，用以感测该手持式指向装置于多轴向的多个加速度值，并产生一加速度向量；以及
一处理单元，耦接该影像撷取单元以及该加速度单元，该处理单元并根据多个所述影像框架中的任三个连续影像框架计算该参考点在该三个连续影像框架的成像位置的一速度变化值，并判断该速度变化值是否等于零，以决定是否更新该手持式指向装置目前使用的一第一倾斜角度；
其中当该处理单元判断该速度变化值为零时，读取该加速度单元感测该手持式指向装置于多轴向产生的所述多个加速度值，以根据所述多个加速度值计算并更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度为一第二倾斜角度；
其中该处理单元对撷取的任三个连续影像框架中的一第一影像框架与一第二影像框架进行演算，产生对应该参考点在该第一影像框架与该第二影像框架的成像位置的一第一速度值，该处理单元并对撷取的多个所述影像框架中该第二影像框架与一第三影像框架进行演算，产生对应该参考点在该第二影像框架与该第三影像框架的成像位置的一第二速度值；其中该处理单元计算该第一速度值与该第二速度值之间的差值，获得该参考点在该第一影像框架与该第三影像框架的成像位置的该速度变化值。
20.如权利要求19所述的手持式指向装置，其中当该处理单元判断该加速度变化值为零时，该处理单元判断该加速度向量的大小是否等于该手持式指向装置的重力加速度值，且于该加速度向量的大小等于该手持式指向装置的重力加速度值时，根据所述多个加速度值计算并更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度为该第二倾斜角度。
21.如权利要求19所述的手持式指向装置，其中该处理单元是利用下列公式计算该第一速度值，
<mrow>
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<mi>v</mi>
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</msub>
<mo>=</mo>
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<mi>f</mi>
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</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v1表示该第一速度值；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；表示该参考点于该第一影像框架的成像位置；tf2表示该第二影像框架的撷取时间；tf1表示该第一影像框架的撷取时间；其中该处理单元并利用下列公式计算该第二速度值，
<mrow>
<msub>
<mi>v</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>|</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
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<mo>|</mo>
</mrow>
</mrow>
其中v2表示该第二速度值；表示该参考点于该第三影像框架的成像位置；表示该参考点于该第二影像框架的成像位置；tf3表示该第三影像框架的撷取时间；tf2表示该第二影像框架的撷取时间。
22.如权利要求19所述的手持式指向装置，其中该加速度单元为一加速度计或一重力感测器。
23.如权利要求19所述的手持式指向装置，其中当该处理单元判断该参考点在该三个连续影像框架的成像位置的该速度变化值超过一预设速度变化阈值时，该处理单元不更新该手持式指向装置目前使用的该第一倾斜角度，且利用该第一倾斜角度与多个所述影像框架的其中之一来计算出该手持式指向装置相对于该参考点的一指向坐标或一相对移动向量信息。
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