CN113204285B - 具有快速启动恢复的指向电子设备和对应方法 - Google Patents

Abstract

本文描述了具有快速启动恢复的指向电子设备和对应方法。在指向电子设备的实施例的中，传感器融合处理级基于设想对加速度信号和陀螺仪信号的处理的传感器融合算法，生成指示绕纵轴的取向的取向估计量；以及指向确定级根据取向估计来实现陀螺仪信号的取向补偿，并且基于经取向补偿的陀螺仪信号来生成与指向电子设备的3D空间移动相对应的屏幕框架位移数据。处理块在启动之前的时间间隔期间，通过存储加速度信号的过去值来提供用于减小初始侧倾估计误差的侧倾估计起始值；以及在启动时，取回并处理所存储的过去值以生成经处理的加速度数据，经处理的加速度数据由传感器融合处理级使用以将传感器融合算法初始化并且生成侧倾估计量的起始值。

Description

具有快速启动恢复的指向电子设备和对应方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年1月31日提交的意大利申请号102020000001933的权益，该申请在此通过引用并入本文。

技术领域

实施例涉及具有快速启动恢复的、特别地用于所谓的“空气指向器”应用的指向电子设备，并且涉及对应方法。

背景技术

众所周知，指向电子设备包括传统的指向器(即，专用于指向功能的设备)以及被耦合到电子主机装置(例如，笔记本电脑、平板电脑、智能电视、监视器或智能手机)的智能笔或数字笔或手写笔或智能铅笔(或者除具有指向功能之外还具有其他不同功能的类似手持设备)。

发明内容

这些指向电子设备通常实现HID(人机接口设备)指向器(或鼠标)接口或协议，以便根据同一主机装置的屏幕框架中的坐标，将位移信息(特别地，与当前位置和先前位置之间的位移相关联的信息)发送到主机装置。

因此，主机装置的控制单元能够基于所接收的位移信息，在屏幕框架上移动所显示的对象(例如，光标等)。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅通过非限制性示例并参考附图来描述其优选实施例，在附图中：

图1示出了已知的指向电子设备的示意性框图；

图2是指向电子设备和对应陀螺仪信号分量的示意图；

图3A和图3B分别示出了在指向操作启动之前，在指向电子设备的摇动运动期间的加速度信号分量以及侧倾估计量的图；

图4A是在摇动运动期间的指向电子设备的示意图，并且图4B是在与指向电子设备耦合的主机装置的屏幕框架上显示的光标的对应移动的示意图；

图5是根据本解决方案的一个实施例的指向电子设备的示意性框图；

图6和图7是由图5的指向电子设备的处理块执行的操作的流程图；

图8是根据本解决方案的另一实施例的指向电子设备的示意性框图；以及

图9是包括指向电子设备和主机装置的系统的示意性框图。

具体实施方式

如图1和图2示意性所示，已知的指向电子设备1包括：

加速度计传感器2，特别地是MEMS(微机电系统)三轴加速度计，其提供加速度信号Acc[x,y,z]，加速度信号Acc[x,y,z]指示沿与同一指向电子设备1相关联的3D空间惯性参考系的三个轴X、Y、Z作用在指向电子设备1上的加速度(在示例中，3D空间惯性参考系的X、Y、Z轴遵循所谓的“ENU”(即东北上)取向，根据其X轴指向东、Y轴指向北、Z轴指向上方)；

陀螺仪传感器4，特别地是MEMS三轴陀螺仪，其提供陀螺仪信号Gyro[x,y,z]，陀螺仪信号Gyro[x,y,z]指示围绕与电子设备1相关联的3D空间惯性参考系的三个轴X、Y、Z的角速率；以及

传感器融合处理级5，被耦合到加速度计传感器2和陀螺仪传感器4，以在其输入处接收加速度信号Acc和陀螺仪信号Gyro，并且传感器融合处理级5被配置为利用6DoF(六自由度)传感器融合算法(算法的输入是相同的加速度信号Acc和陀螺仪信号Gyro)来联合处理加速度信号和陀螺仪信号。

指向电子设备1进一步包括指向确定级8，指向确定级8被耦合到传感器融合处理级5和陀螺仪传感器4，被配置为执行指向算法以用于将电子设备1在3D空间中的移动转换为在二维屏幕框架中(即，在与电子设备1耦合的主机装置的显示区域内)的位移。

特别地，传感器融合处理级5被配置为在输出处生成侧倾估计量，侧倾估计量被表示为β’，侧倾估计量指示指向电子设备1的取向，特别地是关于其纵轴的侧倾角或倾斜角；并且指向确定级8被配置为基于侧倾估计量β’来补偿陀螺仪信号Gyro，并且将经补偿的陀螺仪测量值重新映射在屏幕框架中的位移中。

注意，上述侧倾估计量β’可以是实际估计的侧倾角、或者指示侧倾角的不同量和/或从中可以确定相同侧倾角的不同量。

图2示意性地示出了电子设备1、相关联的参考系的三个轴X、Y和Z以及沿相同的三个轴X、Y和Z的陀螺仪信号Gyro[x,y,z]。特别地，Y轴表示电子设备1的纵向延伸轴；X轴表示相对于相同纵向延伸的横向轴；以及Z轴表示垂直于由X轴和Y轴限定的水平平面的垂直轴。

围绕Y轴的角度β在此处表示指向电子设备1的真实侧倾角或倾斜角，由于用户无法在其使用期间被迫保持固定的设备取向，角度β应该理想地被用于旋转(补偿)陀螺仪信号以便提供与侧倾无关的指向器输出。确实要注意，电子设备1围绕Y轴旋转(在使用ENU参考系的情况下)不参与指向操作，并且因此不参与确定屏幕框架中的对应位移。

通常，在上述传感器融合处理级5中，在确定输出侧倾估计量β’时，陀螺仪信号Gyro和加速度信号Acc利用相应的权重系数而被联合处理，权重系数确定权重(或相对重要性)。特别地，加速度信号Acc被用于补偿和恢复陀螺仪信号Gyro的积分误差，积分误差随着时间累积，并且在指向电子设备1的静止或缓慢移动状况期间(当线性加速度(即，除了重力加速度的加速度)相对于相同的重力加速度可忽略时)，加速度信号Acc被赋予更大权重。

在一个可能的实施例中，传感器融合级5可以实现互补滤波器，用于将加速度信号Acc和陀螺仪信号Gyro组合并且在输出处生成侧倾估计量β’(应当注意，在任何情况下，本公开不限于传感器融合级5的任何特定实现方式，传感器融合级5可以是允许基于加速度计和陀螺仪输入信号来生成用于取向补偿的输出估计的任何已知类型)。

在互补滤波器实施例中，侧倾估计量β’例如可以被表示为：

β’(t)＝(1-K_acc)*(β’(t-1)+Gyro_y*dt)+K_acc*β_acc(t)

其中第一分量(β’(t-1)+Gyro_y*dt)根据陀螺仪积分来获得并由第一权重系数(1-K_acc)加权，并且第二分量β_acc(t)根据加速度计传感器2来获得并由第二权重系数K_acc加权(其中第一系数和第二系数之和等于1)。在一个可能的实现方式中，在指向电子设备1的正常操作期间，权重系数K_acc可以被包括在0.01和0.02之间。

众所周知，由于尺寸以及因此电池尺寸有限并且设备电池持续时间是关键设计参数的事实，新一代设备(特别地是上述智能笔或类似设备)需要非常低的功耗以便改进电池寿命。

此外，在所有可能的使用场景中，例如在设备的整体使用和操作的准确性、精确度、时延和平滑度方面，必须保证准确的用户体验。

为了减少功耗，已知的解决方案设想仅在指向电子设备1作为指向器(即，将光标等类似显示对象显示在主机装置的屏幕框架上)的操作期间，使得陀螺仪传感器4处于上电模式。特别地，当需要作为指向器操作时，指向电子设备1上的按钮或类似接口元件由用户操作(例如，按压)；当指向操作被禁用时，相同按钮被例如释放。

当指向操作被禁用时，陀螺仪传感器4因此处于断电模式，使得功耗可以被显著降低(注意，陀螺仪是有源传感器，其移动质量在谐振频率处被致动)。替代地，加速度计传感器2可以总是保持在上电模式中(作为无源传感器，其功耗在任何情况下被限制)。

本申请人已意识到，该解决方案尽管在功耗方面是有利的，但是至少在某些操作条件(例如，游戏应用)下，可能导致用户体验降低。

具体地，本申请人已认识到可能发生操作场景，在操作场景中，指向电子设备1被启用以用于指向操作(例如，经由用户按压对应按钮)，同时同一设备正在摇动(即，它沿某个方向(例如，沿与同一指向电子设备1相关联的3D空间惯性参考系的x轴)来回线性加速)。

在该操作场景中，在指向操作启动时，基于侧倾估计量β’的取向补偿可能无法被正确地执行，从而导致所显示的光标与用户运动相比以未预期的倾斜角移动。

特别地，在启动时，侧倾估计最初仅基于加速度信号Acc(由于陀螺仪传感器处于关断状态)，并且由于指向电子设备1的摇动，该信号受到高线性加速度的影响。

在该方面，图3A示出了加速度信号Acc沿三个轴X、Y、Z，的分量在初始稳定(或安静)状态之后的时间间隔内的曲线，其中指向电子设备1摇动；在时间t₀处，当设备仍在摇动时，用户可以通过按压对应按钮来发起指向操作(时间t₀因此对应于指向操作的启动时间)。

图3B示出了在相同的时间间隔期间，侧倾估计量β’(在这种情况下是侧倾角β的实际估计)的对应曲线，侧倾估计量β’由传感器融合级5仅基于加速度信号Acc(陀螺仪传感器4关断)来确定；侧倾估计量β’在很宽的间隔(在示例中为+/-70度之间)内变化，使得相同侧倾估计量β’在时间t₀处的起始值(在示例中大约等于+40度)也受到相同变化的影响，该起始值被用来将由指向确定级6实现的指向算法初始化。因此，与指向电子设备1的实际真实取向相比，针对侧倾补偿的起始估计可能甚至有很大的不同。

图4A示意性地示出了当用户按压按钮(此处使用9来表示)以激活指向操作时，指向电子设备1经受沿x轴方向摇动移动。

图4B示意性地示出了主机装置的屏幕框架(此处使用10来表示)，在屏幕框架上显示有光标12的对应移动。特别地，代替使得光标12沿屏幕框架10的水平方向X'移动，同一光标12沿相对于水平方向倾斜一定角度(基本上对应于侧倾估计量β的初始值)的方向移动。

在已知的解决方案中，或者指向电子设备1的取向估计中的起始误差直到相同设备运动被停止时才恢复，或者可能花费很长的时间(甚至大约20秒)来恢复相同的起始误差。在第一情况下，只要指向电子设备1正在摇动，在侧倾估计量β’的确定中不使用加速度信号Acc；在第二情况下，在侧倾估计量β’的确定中使用相同的加速度信号Acc，但是为了确保适当的线性加速度抑制而故意将权重系数保持为较低。

两种已知解决方案对于在用户体验方面具有高要求的应用(例如，游戏应用)可能都不可接受。

本解决方案的目的是解决先前强调的问题，并且提供改进的指向解决方案，从而确保在指向操作启动时快速恢复侧倾估计误差。

如图5中示意性所示，本解决方案设想了两个附加处理块，其被添加到指向电子设备1的架构(如参考图1所讨论的，使得类似的元件利用相同的附图标记来表示，并且以下不再赘述)。

特别地，第一处理块20被配置为改进侧倾估计量β’的起始值，起始值被用作指向算法的输入(如前所述)，并且因此在启动时减小初始侧倾估计误差；并且第二处理块22被配置为在指向操作启动之后紧接的时间间隔内，增加相同侧倾估计误差的恢复速度。

第一处理块20被耦合到加速度计传感器2以接收加速度信号Acc，并且还被耦合到传感器融合处理级5。

第一处理块20被配置为至少在指向电子设备1的指向操作被禁用的时间间隔期间(即，在加速度计传感器2接通，同时陀螺仪传感器4处于断电模式期间)，存储加速度信号Acc的过去值(特别地是相同加速度信号Acc的一定数目的过去样本)。

特别地，还参考图6，第一处理块20被配置为存储(步骤30)一定数目的过去值(样本)，并且将所存储的值更新为所采集的加速度信号Acc的新值；例如，所存储的值可以涉及持续时间在0.5s与1s之间的过去时间间隔。

在一个可能的实施例中，如以上图5所示，第一处理块20包括硬件存储单元21，例如FIFO(先进先出)缓冲器，以存储加速度信号Acc的过去值。

第一处理块20还被配置(再次参见图6，步骤32)为在电子指向器设备1的指向操作被启用时(例如，在用户致动对应接口元件时，例如在按下对应按钮时)：取回所存储的相同加速度信号Acc的过去值(步骤34)，这因此涉及指向操作启用(启动)之前紧接的时间间隔；以及处理所存储的相同过去值，以便改进由传感器融合处理级5(如前所述，根据任何已知的传感器融合算法，例如基于互补滤波器来进行操作)进行的初始侧倾估计。

根据一个可能的实施例，第一处理块20被配置为基于对所存储的加速度信号Acc的过去值的处理来确定指向电子设备1的摇动状况(步骤35)。例如，第一处理块20可以通过计算加速度信号Acc的方差(例如，沿三个轴x、y、z的加速度分量Acc_x、Acc_y、Acc_z中的每一个的方差)来确定摇动状况，并且如果所计算的方差高于某个加速度阈值，则确定摇动状况发生。

如果指向电子设备1未在摇动(步骤36、38)，即，尚未确定摇动状况发生，则第一处理块20使得传感器融合处理级5基于原始(即，未经处理)的加速度信号Acc、特别地基于加速度计传感器2所获取的加速度信号Acc的过去值(在这种情况下，传感器融合处理级5的操作不会被修改)，将对应的传感器融合算法初始化。

否则，如果指向电子设备1正在摇动，即，已确定摇动状况发生，则第一处理块20(步骤36、39)对所存储的加速度信号Acc的过去值实现初步处理。处理结果(即，经处理的加速度数据)被用于将传感器融合处理级5初始化，从而改进初始侧倾估计量β’。

特别地，以上的初步处理可以包括确定加速度信号Acc的过去值的平均值，或者对加速度信号Acc的过去值实现滤波，例如，低通滤波，从而在任何情况下，生成经处理的加速度数据，以由传感器融合处理级5使用以将传感器融合算法初始化。

再次参考图3A，在时间t₀(对应于指向操作的启用或启动)之前对加速度信号Acc的值进行初步处理可以减少侧倾估计中的初始误差：例如，在时间t₀处，侧倾估计量β’的起始值可以是+10度，而不是+40度(如前面所讨论的示例)。

如以上图5所示，第二处理块22被耦合到加速度计传感器2以接收加速度信号Acc，并且被耦合到陀螺仪传感器4以接收陀螺仪信号Gyro，并且还被耦合到传感器融合处理级5。

第二处理块22被配置为引起动态侧倾估计误差恢复，并且特别地被配置为动态地修改被分配给传感器融合处理级5中的加速度信号Acc的权重系数值(通常被表示为K_acc)，并且因此修改在确定侧倾估计量β’时分配给相同加速度信号Acc的重要性。

特别地，也如图7所示，在指向操作启动之后(例如，在用户致动对应接口元件之后，例如在按压对应按钮之后)，第二处理块22被配置为基于加速度信号Acc和陀螺仪信号Gyro两者的处理来估计与指向电子设备1的摇动状况相关联的摇动强度I_shake(步骤40)(注意，陀螺仪传感器4现在处于上电模式下)。

例如，第二处理块22可以基于加速度信号Acc和陀螺仪信号Gyro的方差(例如，沿三个轴x、y、z的加速度信号分量Acc_x、Acc_y、Acc_z和陀螺仪信号分量Gyro_x、Gyro_y、Gyro_z中的每一个的方差)来确定摇动强度I_shake。

如果指向电子设备1没有摇动(步骤42、43)，即，所估计的摇动强度I_shake低于给定阈值(在示例中，沿三个轴x、y、z的加速度信号分量Acc_x、Acc_y、Acc_z和陀螺仪信号分量Gyro_x、Gyro_y、Gyro_z的方差低于相应阈值)，则权重系数K_acc的值未被修改，从而被设置为在标准操作条件下使用的默认值(例如如先前所讨论的，在传感器融合处理级5的互补滤波器实现方式的情况下，权重系数K_acc的默认值可以被包括在0.01和0.02之间)。

相反，如果指向电子设备1正在摇动(步骤42、44)，即，所估计的摇动强度I_shake大于或等于给定阈值(在示例中，沿三个轴x、y、z的加速度信号分量Acc_x、Acc_y、Acc_z和陀螺仪信号分量Gyro_x、Gyro_y、Gyro_z的方差高于或等于相应阈值)，则根据相同估计的摇动强度I_shake，权重系数K_acc的值被动态修改：

K_acc＝f(I_shake)。

在一个可能的实施例中，权重系数K_acc基于所估计的摇动强度I_shake而增加(相对于默认值)，以便允许更快地恢复侧倾估计误差(例如，在传感器融合处理级5的互补滤波器实现方式的情况下，权重系数K_acc的值增加到介于0.07和0.08之间的值)。

在指向操作启动(步骤45)之后的给定时间间隔之后，给定时间间隔例如等于几秒(例如，等于5s)，上述侧倾估计误差的恢复被禁用并且权重系数K_acc被设置回(步骤46)标准操作条件下使用的默认值(例如，如前所述，在传感器融合处理级5的互补滤波器实现方式的情况下，权重系数K_acc的值被再次减小至0.01至0.02之间的值)；传感器融合处理级5的正常操作然后继续。

申请人已认识到，在由传感器融合处理级5实现的传感器融合算法中，分配给加速度信号Acc的权重系数K_acc的上述动态增加有利地允许实现侧倾估计误差的更快速恢复(由于在确定输出侧倾估计量β’时，加速度信号Acc的权重更大)。例如，在相同的操作条件下，仅3秒的恢复时间可以被实现，而不是已知解决方案所需的20秒。

然而，本申请人还已意识到，权重系数K_acc增加的可能缺点在于由于由摇动运动产生的线性加速度未被传感器融合处理级5正确地过滤(再次因为在确定输出侧倾估计量β’时，加速度信号Acc的权重更大)的事实，输出侧倾估计量β’的值的一定的不稳定性。这种不稳定性的结果可能是光标12等显示对象在主机装置的屏幕框架10上的对应漂移。

根据一个可能的实施例，如图8所示，过滤块24因此在传感器融合处理级5的输出处被引入，过滤块24被配置为在相同侧倾估计量β’在指向确定级8中使用之前，对输出侧倾估计量β’进行过滤。

特别地，过滤块24被配置为实现侧倾估计量β’的低通滤波，这允许避免相同的输出侧倾估计量β’的值的不稳定性以及光标等显示对象在主机装置的屏幕框架上的对应漂移。

有利的是，过滤块24在权重系数K_acc的值被修改(参见以上步骤44)的时间间隔期间被启用，并且在指向操作启动(参见以上步骤45)之后的给定时间间隔结束时被再次禁用，此后侧倾估计误差的恢复被禁用，并且权重系数K_acc被设置回到标准操作条件下使用的默认值。

图9示意性地示出了手持式或便携式类型的指向电子设备1，例如，智能笔或手写笔，指向电子设备1被通信地耦合至主机装置50，例如智能电话、平板手机或平板电脑。

指向电子设备1在其壳体或外壳内包括惯性测量模块51，特别地是硬件模块，惯性测量模块51包括(以未详细示出的方式)加速度计传感器2、陀螺仪传感器4以及在可能的实施例中的传感器融合级5(加速度计传感器2和陀螺仪传感器4以及例如被制作为ASIC专用集成电路的传感器融合级5可以被集成在同一封装芯片中)。

根据一个可能的实施例，指向确定级8可以在指向电子设备1的主控制单元52中实现，主控制单元52具有微控制器(或类似的处理或计算单元)以及存储计算指令的合适的非易失性存储器，指令用于执行指向算法并且在输出处生成待由实现用户界面的耦合的主机装置50接收的位移信息(例如，用于在同一耦合的主机装置50的屏幕框架10上移动光标12或类似显示元素)。实现指向确定级8的主控制单元52可以是专用控制单元，或者还可以具有其他功能，例如，用于控制指向电子设备1的总体操作。

在该实施例中，指向确定级8构成了除硬件模块6之外的软件附件，设想对资源的最小使用。

指向电子设备1可以进一步包括：电池53，用于向硬件模块6(包括加速度计传感器2、陀螺仪传感器4和传感器融合级5)和控制单元52(实现指向确定级8)提供电源；以及通信接口单元54，被设计用于到主机装置50的无线通信。通信接口单元54可以由BLE(蓝牙低能耗)控制单元来实现，BLE控制单元在指向电子设备1与耦合的主机装置50之间实现了蓝牙低功耗无线通信。

同一主机装置50可以包括：相应通信接口单元55，用于与指向电子设备1的通信接口单元54进行通信；主控制器56，例如，微处理器单元；以及限定屏幕框架10的显示器58，光标12或其他类似显示的元素在屏幕框架10上的移动由主控制器56根据指向电子设备1提供的位移信息来控制(注意，除了位移信息之外，任何种类的进一步信息可以在电子设备1和主机装置50之间通信)。

特别地，以上讨论的第一附加处理块20和第二附加处理块22(以及过滤块24)可以被备选地实现：在惯性测量模块51中(在该情况下，具有硬件处理块)；在主控制单元52中；或在通信接口单元54的BLE(蓝牙低能耗)控制单元中。

从前面的描述中可以清楚地看出所提出的解决方案的优点。

在任何情况下，再次强调所提出的解决方案允许实现非常低的功耗，同时保持较高的指向性能。

特别地，在指向操作开始时摇动指向电子设备1的情况下，提供了改进的精确度和用户体验。

所引入的第一附加处理块20和第二附加处理块22需要最小的计算成本，从而导致最佳的启动摇动用户体验，同时保持非常低的电流消耗。

注意，尽管使用两个附加处理块20、22的组合是特别有利的，但是每个块均提供了改进指向电子设备1的性能的特定优点。

特别地，在指向电子设备1没有摇动的情况下，第一附加处理块20确保在启动时的快速估计，并且在摇动的情况下确保改进设备取向的初步估计。

第二附加处理块22确保非常快速恢复侧倾估计误差，同时保持用户体验的准确性(在一个可能的实施例中，这也要归功于通过过滤块24在传感器融合处理级5的输出处使用过滤)。

最后，很明显，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明范围的情况下，可以对本文已描述和图示的内容进行修改和变化。

具体地，再次强调，传感器融合处理级5的输出处的侧倾估计量β’可以是侧倾角估计或指示相同侧倾角的不同量，例如，重力矢量估计。众所周知，一般使用g来表示的重力矢量是三个值[g_x,g_y,g_z]的数组，三个值对应于重力加速度在与指向电子设备1相关联的参考系的三个轴X、Y、Z上的相应投影。重力矢量相对于重力加速度的值(约9.8m/s²)被归一化，因此具有单位模量。

还强调了传感器融合处理级5可以实现任何合适的通用传感器融合过滤算法，以将加速度信号Acc和陀螺仪信号Gyro组合并在输出处生成侧倾估计量β’(再次强调，本公开不限于传感器融合处理级5的特定实现方式)。

此外，请注意，指向确定级8还可以被实现为硬件模块，并且与MEMS惯性传感器(加速度计传感器2和陀螺仪传感器4以及可能的其他传感器，诸如磁力计)和相关处理电路集成在同一封装芯片中。

此外，再次强调，电子设备1可以是专用的指向器设备，也可以具有除指向算法的实现方式之外的附加功能(例如，智能笔或类似的手持式电子设备的情况)。

尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是该描述不意图以限制性的意义来解释。参考说明书，示例性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，意图是所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。

Claims (20)

1.一种指向电子设备，包括：

加速度计传感器，被配置为生成加速度信号，所述加速度信号指示作用在所述指向电子设备上的加速度；

陀螺仪传感器，被配置为生成陀螺仪信号，所述陀螺仪信号指示所述指向电子设备的旋转角速率；

传感器融合处理级，被耦合到所述加速度计传感器和所述陀螺仪传感器，被配置为基于传感器融合算法来生成取向估计量，所述取向估计量指示所述指向电子设备围绕纵轴的取向，所述传感器融合算法包括所述加速度信号和所述陀螺仪信号的联合处理；

指向确定级，被配置为：

根据所述取向估计量来实现所述陀螺仪信号的取向补偿，以确定经取向补偿的陀螺仪信号；以及

基于所述经取向补偿的陀螺仪信号，生成与所述指向电子设备的3D空间移动相对应的屏幕框架位移数据；以及

第一处理块，被配置为：

在启动之前的时间间隔期间，存储所述加速度信号的过去值，在所述时间间隔中，所述加速度计传感器在上电模式中并且所述陀螺仪传感器在断电模式中；以及

在由所述指向电子设备的指向操作被启用之后启动时，取回并处理所存储的所述加速度信号的所述过去值以生成经处理的加速度数据，以由所述传感器融合处理级使用以将所述传感器融合算法初始化并且生成侧倾估计量的起始值。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一处理块包括被配置为存储所述加速度信号的所述过去值的硬件存储单元。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一处理块被配置为通过以下来生成所述经处理的加速度数据：

确定所存储的所述加速度信号的所述过去值的平均值；或者

实现对所存储的所述加速度信号的所述过去值的低通滤波。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一处理块被配置为：

基于对所存储的所述加速度信号的所述过去值的处理，确定所述指向电子设备的摇动状况是否正在发生；以及

使得所述传感器融合处理级基于以下来将所述传感器融合算法初始化：

所述加速度信号，如果所述摇动状况未发生；或者

所述经处理的加速度数据，如果所述摇动状况正在发生。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一处理块被配置为通过以下来确定所述摇动状况是否正在发生：

计算所述加速度信号的方差；以及

如果所计算的方差高于某个阈值，则确定所述摇动状况正在发生。

6.根据权利要求1所述的设备，还包括第二处理块，所述第二处理块被配置为：

修改被分配给所述传感器融合处理级中的所述加速度信号的权重系数的值，并且因此在生成所述侧倾估计量的所述起始值时，修改被分配给所述加速度信号的重要性。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第二处理块被配置为：

基于所述加速度信号和所述陀螺仪信号两者的所述联合处理，估计与所述指向电子设备的摇动状况相关联的摇动强度；以及

根据所估计的摇动强度来修改所述权重系数的所述值。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述权重系数基于所估计的摇动强度相对于针对标准操作条件的默认值被增加。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第二处理块被配置为：

当所估计的摇动强度高于或等于阈值时，修改所述权重系数的所述值；以及

当所估计的摇动强度低于阈值时，将所述权重系数设置为所述默认值。

10.根据权利要求8所述的设备，其中所述第二处理块被配置为在启动之后的给定时间间隔之后，将所述权重系数设置回到所述默认值。

11.根据权利要求6所述的设备，还包括过滤块，所述过滤块在所述传感器融合处理级的输出处，被配置为在启动之后的其中所述权重系数的所述值被修改的时间间隔期间，在所述侧倾估计量在所述指向确定级中被使用之前，对所述侧倾估计量进行过滤。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述过滤块被配置为实施所述侧倾估计量的低通滤波。

13.根据权利要求1所述的设备，还包括通信接口单元，所述通信接口单元被配置为将所述屏幕框架位移数据传输到具有显示器的主机装置，其中所述屏幕框架位移数据被配置为控制显示的元素在所述显示器的屏幕框架上的移动。

14.一种电子系统，包括：

指向电子设备，包括：

加速度计传感器，被配置为生成加速度信号，所述加速度信号指示作用在所述指向电子设备上的加速度；

陀螺仪传感器，被配置为生成陀螺仪信号，所述陀螺仪信号指示所述指向电子设备的旋转角速率；

传感器融合处理级，被耦合到所述加速度计传感器和所述陀螺仪传感器，被配置为基于传感器融合算法来生成取向估计量，所述取向估计量指示所述指向电子设备围绕纵轴的取向，所述传感器融合算法包括所述加速度信号和所述陀螺仪信号的联合处理；

指向确定级，被配置为：

根据所述取向估计量来实现所述陀螺仪信号的取向补偿，以确定经取向补偿的陀螺仪信号；以及

基于所述经取向补偿的陀螺仪信号，生成与所述指向电子设备的3D空间移动相对应的屏幕框架位移数据；

第一处理块，被配置为：

在启动之前的时间间隔期间，存储所述加速度信号的过去值，在所述时间间隔中，所述加速度计传感器在上电模式中并且所述陀螺仪传感器在断电模式中；以及

在启动时，在由所述指向电子设备的指向操作被启用之后，取回并处理所存储的所述加速度信号的所述过去值以生成经处理的加速度数据，以由所述传感器融合处理级使用，以将所述传感器融合算法初始化并且生成侧倾估计量的起始值；以及

第一通信接口单元，被配置为传输所述屏幕框架位移数据；以及

主机装置，被耦合到所述指向电子设备并且包括：

第二通信接口，被配置为：

与所述指向电子设备通信；以及

接收所述屏幕框架位移数据；

显示器，限定屏幕框架；以及

主控制器，被配置为根据由所述第二通信接口接收的所述屏幕框架位移数据，控制显示的元素在所述显示器的所述屏幕框架上的移动。

15.一种用于基于指向电子设备的3D空间移动来生成屏幕框架位移数据的方法，所述方法包括：

基于传感器融合算法，生成取向估计量，所述取向估计量指示所述指向电子设备围绕纵轴的取向，所述传感器融合算法包括对加速度信号和陀螺仪信号的联合处理，所述加速度信号指示作用在所述指向电子设备上的加速度，所述陀螺仪信号指示所述指向电子设备的旋转角速率；

根据所述取向估计量来实现所述陀螺仪信号的取向补偿，以确定经取向补偿的陀螺仪信号；

基于所述经取向补偿的陀螺仪信号，生成与所述指向电子设备的所述3D空间移动相对应的所述屏幕框架位移数据；

在启动之前的时间间隔期间，存储所述加速度信号的过去值，在所述时间间隔中，所述加速度信号是激活的并且所述陀螺仪信号是未激活的；以及

在由所述指向电子设备的指向操作被启用之后启动时，取回并处理所存储的所述加速度信号的所述过去值以生成经处理的加速度数据，以用于将所述传感器融合算法初始化并且生成侧倾估计量的起始值。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：通过修改被分配给所述传感器融合算法中的所述加速度信号的权重系数的值并且因此修改被分配给在生成所述侧倾估计量的所述起始值时的所述加速度信号的重要性，在启动之后紧接的时间间隔内提高初始取向估计误差的恢复速度。

17.根据权利要求16所述的方法，其中修改所述权重系数的所述值包括：基于所估计的摇动强度，相对于针对标准操作条件的默认值而增加所述权重系数，以便允许更快速地恢复所述初始取向估计误差。

18.根据权利要求17所述的方法，其中修改所述权重系数的所述值包括：在启动之后的给定时间间隔之后，将所述权重系数设置回到所述默认值。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述经处理的加速度数据通过以下来生成：

确定所存储的所述加速度信号的所述过去值的平均值；或者

对所存储的所述加速度信号的所述过去值实施低通滤波。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：

基于对所存储的所述加速度信号的所述过去值的处理，确定所述指向电子设备的摇动状况是否正在发生；以及

基于以下来将所述传感器融合算法初始化：

所述加速度信号，如果所述摇动状况未发生；或者

所述经处理的加速度数据，如果所述摇动状况正在发生。