CN104516528A - 利用空间绝对位置定位的多用途鼠标 - Google Patents

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CN104516528A
CN104516528A CN201310450249.8A CN201310450249A CN104516528A CN 104516528 A CN104516528 A CN 104516528A CN 201310450249 A CN201310450249 A CN 201310450249A CN 104516528 A CN104516528 A CN 104516528A
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娄保东
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Nanjing Zhuanchuang Intellectual Property Service Co Ltd
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Nanjing Zhuanchuang Intellectual Property Service Co Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors

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Abstract

一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标本体由以下六个部分构成：（1）与（2）分别是是一个三轴加速度传感器与一个三轴的陀螺仪组成的感应芯片MPU6050，（3）是一个三轴磁场计RMG144，这两个传感芯片通过I2C总线，将感应到的各个轴的加速度、加速度及磁场强度发送给主处理器（4），由（4）完成姿态的初步计算，确定绝对的空间坐标系。之后完成姿态的演算和动作信号的判别，输出当前空间的绝对位置以及需要控制的按钮、功能等到无线发射模块（6）。电源模块（5）负责整个系统的供电。接收部分，无线接收模块（7）负责接收和解码，接口模块(8)将数据处理成USB设备中鼠标通用的变量，发送给系统。

Description

利用空间绝对位置定位的多用途鼠标
技术领域
本发明本发明涉及一种用于计算机和家庭使用的空间鼠标，具体地说是涉及一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标。
背景技术
现阶段市面上的空间鼠标很多，但是很多功能单一，控制系统简单，往往只有两个轴的加速度感应装置，只能识别最简单的X-Y方向的移动。而且还存在这大量的系统误差，以及不适应空间的变化。本发明通过前所未有的利用九个维度的数据，建立起空间绝对的位置。能够让鼠标在空中的轨迹完全显示出来，智能的根据轨迹进行判断，然后输出合适的X-Y方向，滚轮操作，左右按键功能等等。识别精度高，抗干扰能力强。还具备程序自适应的能力，有很大的升级空间。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标，能够高效的处理实时的空间定位，根据空间绝对位置的不停变化，确定鼠标正确的操作，完成精确的空间鼠标操作。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
本发明要解决的技术问题是提供一种多用途鼠标，通过磁场、陀螺仪和加速度传感器，能够高效的处理实时的空间定位，利用空间绝对位置定位的多用途鼠标，能够高效的处理实时的空间定位，根据空间绝对位置的不停变化，确定鼠标正确的操作，完成精确的空间鼠标操作。。为解决上述技术问题，本发明包括如下几个部分：1与2分别是是一个三轴加速度传感器与一个三轴的陀螺仪组成的感应芯片MPU6050，3是一个三轴磁场计RM G144，这两个传感芯片通过I2C总线，将感应到的各个轴的加速度、加速度及磁场强度发送给主处理器4，由4完成姿态的初步计算，确定绝对的空间坐标系。之后完成姿态的演算和动作信号的判别，输出当前空间的绝对位置以及需要控制的按钮、功能等到无线发射模块6。电源模块5负责整个系统的供电。以上六个模块构成了鼠标的本体。
接收部分，无线接收模块7负责接收和解码，接口模块8将数据处理成USB设备中鼠标通用的变量，发送给系统。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
    本发明通过前所未有的利用九个维度的数据，建立起空间绝对的位置。能够让鼠标在空中的轨迹完全显示出来，智能的根据轨迹进行判断，然后输出合适的X-Y方向，滚轮操作，左右按键功能等等。识别精度高，抗干扰能力强。还具备程序自适应的能力，有很大的升级空间。
附图说明
图1是本发明一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标的结构示意图
图2是本发明一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，1与2分别是是一个三轴加速度传感器与一个三轴的陀螺仪组成的感应芯片MPU6050，3是一个三轴磁场计RM G144，这两个传感芯片通过I2C总线，将感应到的各个轴的加速度、加速度及磁场强度发送给主处理器4。
如图2所示，由4完成姿态的初步计算，确定绝对的空间坐标系。首先开机后4确定初始状态下角速度为0的时候，各个轴的加速度值，确定这三个轴的加速度合力值及其方向。确定此时的三个轴的磁场强度值，解算出他们的合磁场大小方向。
以重力方向为Z轴的负方向，以磁力方向为Y轴正方向，取正交与这两个方向的唯一方向为X轴，并且以右手定理确定X轴的正方向。此时便可以摆脱芯片所处的位置，实时的确定空间所处的位置，描绘出在绝对空间中，鼠标所移动过的位置。
完成初始化之后，中央处理器4实时的获取加速度传感器1和陀螺仪传感器2的各轴的加速度信息及加速度信息。利用如上文所描述建立的绝对坐标系，根据每个轴的加速度积分算出当前速度值，再积分算出每个轴的位移值。根据角速度值，积分算出当前的角度。然后将这些数据记录到数据库之中。
获得当前的各个轴加速度后，根据角度的变化量，实时的计算出当前的重力所应该处于的角度，再由上文初始化过程中重力的大小，分别计算重力在三个绝对坐标系上的分量，并剔除掉。
然后根据三轴磁力传感器3实时的数据，与获得的角度、速度信息比对，做两个数据的加权纠正。以确保加速度值的非线性变化及陀螺仪的零漂等误差不会再最终的数据中产生累积的误差，保证系统运行的稳定性。
完成以上的计算后，就可以实时的在空间坐标系中标定当前鼠标所处的三轴坐标点，也可以实时的获取它的当前速度、角度、加速度。将这些数据全部记录到中央处理器缓存中的数据库中，以备判别的程序实时调用。
之后完成姿态的演算和动作信号的判别。可以由上文的数据库中的数据判断是否完成了一系列运动，以及当前所处的状态。
由数据库中的内容，可以精确地的判别出鼠标在X-Y方向的移动。由空间前后运动可以方便的得出滚轮的输出量。左右键的确定可以根据历史的动作和振动值设定、判别出来。然后将判别好的控制动作编码后实时的发送到无线发射模块6。
电源模块5负责整个系统的供电。
接收模块7负责接收和解码，它与发射模块采用蓝牙设备或者专用的2.4G无线通信。接口模块8将数据处理成USB设备中鼠标通用的变量，发送给系统。 
为了适应不同的外部设备，接口8是可以根据不同的需求进行编程的，以适应各种复杂的接口和应用。
本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.    一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标由：（1）与（2）分别是是一个三轴加速度传感器与一个三轴的陀螺仪组成的感应芯片MPU6050，（3）是一个三轴磁场计RM G144，主处理器（4），无线发射模块（6）,电源模块（5）负责整个系统的供电,无线接收模块7负责接收和解码，接口模块8将数据处理成USB设备中鼠标通用的变量，发送给系统。
2.    根据权利要求1所述的一种利用空间绝对位置定位的多用途鼠标，其特征是：（1）（2）（3）传感芯片通过I2C总线，将感应到的各个轴的加速度、加速度及磁场强度发送给主处理器（4），由（4）完成姿态的初步计算，确定绝对的空间坐标系，之后完成姿态的演算和动作信号的判别，建立运动的空间轨迹数据库,由数据库中的内容，可以精确地的判别出鼠标在X-Y方向的移动,由空间前后运动可以方便的得出滚轮的输出量，左右键的确定可以根据历史的动作和振动值设定、判别出来,然后将判别好的控制动作编码后实时的发送到无线发射模块（6）。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106774996A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 上海集成电路研发中心有限公司 一种定点姿态控制鼠标

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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150415