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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Auswertung von Bewegungsmustern und Schreibstiftpositionen eines elektronischen Schreibstiftes der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, sowie einen elektronischen Schreibstift der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art und ein System nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
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Bei der Erfassung von Bewegungen eines elektronischen Schreibstiftes durch inertiale Messsysteme, wie beispielsweise Beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren, müssen die Daten besagter Sensoren einfach bzw. zweifach integriert werden, um ein Geschwindigkeitssignal (erste Integration) oder ein Ortsignal (zweite Integration) des elektronischen Schreibstiftes zu erhalten. Kleine Fehler in den Messungen von Beschleunigungen und/oder Winkelgeschwindigkeiten durch die inertiale Messsensorik des elektronischen Schreibstiftes können bei der ersten Integration zu größeren Fehlern in der Bestimmung der Geschwindigkeit führen, welche wiederum zu noch größeren Fehlern im Ortssignal nach Integration des Geschwindigkeitssignals führen können. Als Bespiele für bekannte elektronische Schreibstifte und herkömmliche Verfahren zur Erkennung und Auswertung von Bewegungen von elektronischen Schreibstiften seien insbesondere die Druckschriften
US 5902968A ,
US 2005/0195387 A1 ,
US 2002/0148655 A1 ,
US 2006/0279549 A1 und die
US 2004/0140962 A1 genannt.
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Mögliche Fehlerquellen können dabei neben inhärenten Ungenauigkeiten von numerischen Integrationsmethoden unter anderem auch Ungenauigkeiten von Analog-Digital-Umwandlungen von Messsensorsignalen, Nullpunktsfehler z.B. durch Temperaturdrift, zufällige Störeinflüsse oder systeminhärente Rauschanteile umfassen.
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Da beispielsweise eine neue Position des elektronischen Schreibstiftes ermittelt wird, ausgehend von einer vorherbestimmten ermittelten Position, können sich Fehler in der Geschwindigkeitsbestimmung und Ortsbestimmung des elektronischen Schreibstiftes weiter akkumulieren und unerwünschterweise zu einer sogenannten Drift des Bewegungssignals des elektronischen Schreibstiftes führen.
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Aufgabe
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen elektronischen Schreibstift zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Genauigkeit, mit der Bewegungen des elektronischen Schreibstiftes erfasst werden können, sowie insbesondere hinsichtlich einer verbesserten Kompensation von Drift im Bewegungssignals des elektronischen Schreibstiftes.
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Lösung
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Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erkennung und Auswertung von Schreibstiftpositionen eines elektronischen Schreibstiftes der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, sowie einen elektronischen Schreibstift der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art und ein System nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 9 erreicht.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur Erfassung der Position der Spitze bzw. Schreibminenspitze eines elektronischen Schreibstiftes kann dieser mit Inertialmesssensorik ausgerüstet werden, und über die Integration der Messdaten besagter Sensorik kann die Bewegung rekonstruiert werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erkennung und Auswertung von Bewegungsmustern und Schreibstiftpositionen eines elektronischen Schreibstiftes mit inertialer Messsensorik beim Schreiben auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat kann dabei folgende Schritte umfassen:
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Eine initiale Festlegung zweier orthogonal zueinander stehender Achsen X, Y auf dem Schreibsubstrat und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat, wobei die X-Achse z.B. eine bzw. die vorherrschende Schreibrichtung definieren kann. Die Achsen X, Y und Z können also ein Bezugskoordinatensystem für den elektronischen Schreibstift definieren.
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Besagte initiale Festlegung zweier auf dem Schreibsubstrat orthogonal zueinander stehenden Achsen, beispielsweise besagter X-Achse und besagter Y-Achse, kann in Abhängigkeit des Höhenwinkels oder Neigungswinkels γ der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes bezüglich des Schreibsubstrats und/oder in Abhängigkeit eines Azimutwinkels ε der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes oder einer Projektion der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes erfolgen.
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Die Achsen X, Y können also die Schreibsubstratebene aufspannen, und Positionen in der Schreibsubstratebene können mit den Schreibsubstratkoordinaten x, y beschrieben werden.
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Ferner kann besagtes erfindungsgemäßes Verfahren eine Kompensation von unerwünschter Drift im auszugebenden Schreibstiftpositionssignal des elektronischen Schreibstiftes zudem folgende Schritte umfassen:
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Eine parallel durchgeführte Koordinatentransformation von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ des elektronischen Schreibstiftes zu Schreibsubstratkoordinaten x, y, für die aus der inertialen Messsensorik bestimmten Werte für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, sowie für eine Mehrzahl von weiteren vorbestimmbaren Werten für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, die beispielsweise in vorbestimmten Intervallen von Werten um die aus der inertialer Messsensorik bestimmten Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ herum liegen können, mit einer Bestimmung derjenigen optimalen Linearkombination der Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, bei der eine minimale Abweichung einer ermittelten Beschleunigung des elektronischen Schreibstiftes in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung erreicht wird, und einer Auswahl der bestimmten Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel y, welche eine minimale Abweichung einer ermittelten Beschleunigung des elektronischen Schreibstiftes in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung ergeben zur Korrektur eines auszugebenden Schreibstiftpositionssignals, z.B. insbesondere eines auszugebenden Beschleunigungssignals des elektronischen Schreibstiftes.
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Dabei sei angemerkt, dass der Begriff eines Schreibstiftpositionssignals sowohl Ortssignale als auch Bewegungs- bzw. Beschleunigungssignale des elektronischen Schreibstiftes umfassen kann. Ferner sei unter einer inertialen Messsensorik Im Folgenden eine Vielzahl von inertialen Sensoren des elektronischen Schreibstiftes zu verstehen, die in drei aufeinander orthogonal stehenden Raumrichtungen Beschleunigungen und/oder die Stärke des örtlichen Magnetfelds und/oder Drehraten messen können, insbesondere die räumlichen Lagewinkel des elektronischen Schreibstiftes, beispielsweise Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, messen können.
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Unter einer Linearkombination von Werten von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, kann dabei ein Wertepaar verstanden werden, umfassend jeweils einen Wert des Azimutwinkels ε sowie jeweils einen Wert des Neigungswinkels γ.
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Vorteilhafterweise und bevorzugt können die Werte für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ also gemeinsam optimiert werden, um dasjenige optimale Wertepaar für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ zu finden, bei dem eine minimale Abweichung einer ermittelten Beschleunigung des elektronischen Schreibstiftes in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung, beispielsweise gleich Null oder gleich der Erdbeschleunigung, erreicht wird.
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Alternativ ist auch eine unabhängige einzelne Optimierung der Werte für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ denkbar, die beispielsweise iterativ erfolgen kann.
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Es kann somit also eine Beschleunigungsabweichung von einer zu erwartenden Beschleunigung festgestellt werden und eine Kompensation von unerwünschter Drift im auszugebenden Schreibstiftpositionssignal, insbesondere eine Driftkorrektur im Beschleunigungssignalraum, also eine Driftkorrektur der Beschleunigungssignale in den Raumrichtungen X, Y und Z des Schreibbezugskoordinatensystem des elektronischen Schreibstiftes, erfolgen.
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Für jedes Wertepaar von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ aus der Mehrzahl von während der Optimierung untersuchten Wertepaaren kann die Beschleunigung in den drei Raumrichtungen X, Y und Z des Schreibbezugskoordinatensystems bestimmt werden und dann dasjenige Wertepaar bestimmt bzw. ausgesucht oder interpoliert werden, bei dem eine minimale Abweichung einer ermittelten Beschleunigung des elektronischen Schreibstiftes in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung, beispielsweise gleich Null oder der Erdbeschleunigung, erreicht wird.
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Wenn das so ermittelte bzw. korrigierte Beschleunigungssignal in Z-Richtung korrekt ist, d.h. einem vorbestimmten erwarteten Wert entspricht, sind auch die Beschleunigungssignale in den anderen beiden Raumrichtungen, also den Schreibsubstratachsen X und Y, korrekt, d.h. durch die Korrektur des Beschleunigungssignal in Z-Richtung korrigiert.
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Es kann also diejenige optimale Linearkombination von Werten für Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε des elektronischen Schreibstiftes festgestellt werden, für die der Fehler der in der ermittelten Beschleunigung in Z-Richtung bzw. entlang der Z-Achse, d.h. die Abweichung von einem zu erwartenden Z-Wert der Beschleunigung, z.B. einem zu erwartenden Z-Wert der Beschleunigung gleich Null oder gleich der Erdbeschleunigung, minimal wird.
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Somit kann eine Korrektur des aus der inertialen Messsensorik ermittelten Beschleunigungssignals in Z-Richtung durch ein aus der optimalen Linearkombination der Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ bestimmtes Beschleunigungssignal erfolgen.
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Anders ausgedrückt, kann fortwährend eine Vielzahl von Lösungen der Koordinatentransformation parallel für verschiedene Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε durchgeführt werden und über eine Randbedingung zu einer zu erwartenden Beschleunigung in Z-Richtung, das optimale bzw. das wahrscheinlich genaueste Wertepaar für Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε ermittelt und mit diesem Wertepaar ein korrigiertes Schreibstiftpositionssignal bzw. ein korrigiertes Beschleunigungssignal des elektronischen Schreibstiftes berechnet werden.
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Die Bestimmung der optimale Linearkombination von Werten für Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε kann dabei z.B. auf einer einfachen Rastersuche beruhen, bei der die Werte für Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε mit vorgegebenen Schrittweiten über vorgegebene Werteintervalle variiert werden, und diejenigen Werte für Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε bestimmt werden, bei denen eine minimale Abweichung einer z.B. aus der inertialer Messsensorik ermittelten Beschleunigung in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung erreicht werden kann.
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Die Bestimmung der optimalen Linearkombination von Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε, bzw. die Bestimmung der optimalen Werte für Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε kann z.B. auch mittels eines Eliminationsverfahrens nach Gauß oder mit Hilfe anderer Optimierungsalgorithmen durchgeführt werden, beispielsweise durch lokale Gradientenverfahren (e.g. Simplex-Methode), wobei die zu optimierende bzw. zu minimierende Größe die Abweichung einer aus der inertialer Messsensorik ermittelten Beschleunigung in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung sein kann.
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Auf diese Weise kann vorteilhafterweise ein auszugebendes Schreibstiftpositionssignal korrigiert werden von möglichen durch eine unerwünschten Drift der Messsensorik verursachten Fehlern, und insbesondere z.B. geprüft werden, ob ein ermittelter Neigungswinkel γ des elektronischen Schreibstiftes korrekt ist.
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Ist beispielsweise der auf diese Weise ermittelte Neigungswinkel γ korrekt, erhält man nach Koordinatentransformation der z.B. von der inertialen Messsensorik gemessenen Beschleunigungen in die Schreibsubstratkoordinaten x, y, beschrieben durch die zueinander orthogonalen Schreibsubstratkoordinatenachsen X, Y, neben den Beschleunigungen des elektronischen Schreibstifts in den Koordinaten der besagten Achsen X, Y als Beschleunigungswert in der zur Schreibsubstratebene senkrechten Achse Z beispielsweise den Wert der Erdbeschleunigung.
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Sollte der so ermittelte Wert der Z-Beschleunigung vom Wert der Erdbeschleunigung abweichen, obwohl z.B. die Stiftspitze das Blatt bzw. Schreibsubstrat berührt, was beispielsweise über einen Schreibdruckkraft-Sensor leicht festgestellt werden kann, liegt aller Wahrscheinlichkeit nach ein Fehler im ermittelten Neigungswinkel γ vor.
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Ein solcher Fehler kann z.B. durch eine unerwünschte Sensordrift in der Messsensorik des elektronischen Schreibstiftes, aber auch unter anderem durch Anomalien des den Stift bzw. das Schreibsubstrat umgebenden Magnetfelds verursacht werden.
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Wenn allerdings z.B. die Erdbeschleunigung vor Integration der Beschleunigungssensordaten von den gemessenen Beschleunigungssensordaten subtrahiert wurde, ist der Wert der zu erwartenden Beschleunigung in Z-Richtung, bzw. das zu erwartende Z-Signal im Schreibsubstratkoordinatensystem, bzw. wenn z.B. ein Schreibdruckkraft-Sensor Schreibsubstratkontakt signalisiert, idealerweise gleich Null.
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Abweichungen von einem zu erwartenden Z-Wert, z.B. dem Wert der Beschleunigung in Z, können also Indikationen für Fehler bei der Lageberechnung des Stiftes sein, welche z.B. durch Driftfehler der Messsensorik verursacht worden sind.
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Durch besagte, parallel für eine Mehrzahl von Werten für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ durchgeführte, Koordinatentransformation von Neigungswinkel γ und Azimutwinkel ε des elektronischen Schreibstiftes in die Schreibsubstratebene mit Schreibsubstratkoordinaten x, y, mit anschließender Bestimmung derjenigen Linearkombination von Werten für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, bei der ein Fehler in der ermittelten Beschleunigung in Z-Richtung minimal wird, können jedoch besagte mögliche Driftfehler wenigstens teilweise korrigiert und kompensiert werden.
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Unter einer Mehrzahl oder einer Vielzahl von Werten für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ zur Bestimmung der optimalen Linearkombination von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel y, kann beispielsweise verstanden werden, dass ausgehend von Ausgangswerten für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, die Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, beispielsweise in Intervallen von +/- 10° oder +/-20° oder +/- 30° Grad um den jeweiligen Ausgangswert herum, variiert werden können.
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Ein beispielhafter Ausgangswert für Azimutwinkel ε kann beispielsweise ein Wert von +30° ± 10° sein, und ein beispielhafter Ausgangswert für Neigungswinkel γ kann bei +45° ± 10° liegen.
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Beispielhafte bevorzugte Schrittweiten für die Variation der Werte für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ zur Bestimmung der optimalen Linearkombination der Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, können dabei kleiner oder gleich 3°, oder kleiner oder gleich 1°, oder kleiner oder gleich 0,1° sein.
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Beispielhafterweise ist auch eine Minimalkonfiguration zur Bestimmung der optimalen Linearkombination von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ denkbar, bei der wenigstens je ein Wert von 1° oder 3° über und unter einem Erwartungswert oder Ausgangswert für den Azimutwinkel ε und den Neigungswinkel γ untersucht wird, also das optimale Wertepaar der Werte für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ aus wenigstens 9 Wertepaaren bestimmt oder interpoliert werden kann.
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Dies kann vorteilhafterweise hinreichend sein, um beispielsweise Fehler in der Größenordnung von etwa 3° der aus der inertialen Messsensorik bestimmten Werte für die Lagewinkel Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, sowie Schreibstiftpositionsfehler, welche z.B. in einem Zeitraum von etwa 10 - 25 ms durch unerwünschte Drift auftreten können, korrigieren bzw. kompensieren zu können.
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Eine Korrektur der aus der inertialen Messsensorik ermittelten Geschwindigkeitskomponente der Schreibspitze in Z, kann darüber hinaus auch beispielsweise durch Nullsetzen des Z-Wertes, bzw. des Geschwindigkeitswertes in Z, bei Kontakt des Schreibstiftes mit dem Schreibsubstrat erfolgen.
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Vorteilhafterweise kann die Orientierung der Messsensorik zur Richtung der Schwerkraft, beispielsweise ermittelt durch Magnetfeld- und Drehratensensoren sowie Sensorfusionsverfahren, ermittelt werden.
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Die Inertialmesssensorik und etwaige andere Sensoren (wie Schreibkraftdrucksensor, Magnetfeldsensor, Drehratensensor, usw.) können bei Gebrauch des elektronischen Schreibstiftes beispielsweise wenigstens alle 50 ms Messdaten aufnehmen, damit sichergestellt werden kann, dass die Abtastfrequenz über der Schreibbewegungsfrequenz oder Eigenfrequenz (z.B. 3 Hz bis 7 Hz) der Hand des schreibenden Nutzers liegt, um alle Bewegungen der Hand bzw. des elektronischen Schreibstiftes hinreichend genau erfassen zu können.
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Mit anderen Worten kann die Abtastfrequenz gleich oder höher der durch das Nyquist-Shannon-Theorem bestimmten minimalen Abtastfrequenz sein.
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Je nach Betriebsart des elektronischen Schreibstiftes können verschiedene Initialisierungen des verwendeten Koordinatensystems zur Auswertung der Schreibstiftpositionen erfolgen. Während es sinnvoll sein kann, bei einer Zeichnung die absolute Position des elektronischen Schreibstiftes auf dem Schreibsubstrat (bzw. die relative Position zu Bezugspunkten auf dem Schreibsubstrat, z.B. Papier) zu kennen, kann beispielsweise eine Schrifterkennung bereits allein aus dem dynamischen Bewegungsvorgang des elektronischen Schreibstiftes selbst heraus möglich sein.
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Eine initiale Festlegung zweier auf dem Schreibsubstrat orthogonal zueinander stehenden Achsen, beispielsweise besagter X-Achse und besagter Y-Achse, kann in Abhängigkeit des Höhenwinkels oder Neigungswinkels γ der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes bezüglich des Schreibsubstrats und/oder in Abhängigkeit eines Azimutwinkels ε der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes oder einer Projektion der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes erfolgen.
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Beispielsweise kann bei einer typischen Schreibhaltung der Azimutwinkel ε als der Winkel zwischen der X-Achse des festzulegenden Koordinatensystems und der Schnittlinie einer Ebene, die durch die Stiftlängsachse und einer Schreibsubstratsenkrechten gebildet wird, mit der Schreibsubstratebene, definiert werden.
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Aus einer festgelegten ersten Koordinatenachse auf dem Schreibsubstrat kann dann über die geforderte Orthogonalität eine zweite Koordinatenachse auf dem Schreibsubstrat festgelegt werden, wobei wahlweise ein links- oder rechtshändiges Koordinatensystem festgelegt werden kann.
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Der Azimutwinkel ε kann zu Beginn der Aufzeichnung Schreibstiftpositionsdaten mit einem festen Wert angenommen werden, der beispielsweise aus empirischen Daten ermittelbar ist.
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Als ein bevorzugter Ausgangswert des Azimutwinkels ε kann beispielsweise, wie oben erwähnt, ein Wert von +30° ± 10° festgelegt werden.
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Wenn als X-Richtung z.B. eine vorherrschende Schreibrichtung und als Y-Richtung die Richtung senkrecht dazu in der Blattebene definiert wird, kann man eine gemittelte konstante Bewegung in X-Richtung und kleine, temporäre Ausschläge in X- und Y-Richtung unterstellen.
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Dabei kann angenommen werden, dass die Geschwindigkeiten der Schreibminenspitze beispielsweise bei etwa 1,0±0,5 m/s liegen und mit der typischen Schreibbewegungsfrequenz zwischen 3 bis 7 Hz oszillieren. Die gemittelte, bzw. erwartete Schreibgeschwindigkeit in X-Richtung kann also bei 1,0±0,5 m/s liegen und die gemittelte Schreibgeschwindigkeit in Y-Richtung bei 0 m/s.
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Bei einer ermittelten Überschreitung besagter Schreibminengeschwindigkeit kann ebenfalls eine Drift in der Messsensorik die Ursache sein.
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Eine Korrektur bzw. Kompensation einer Drift kann unter anderem durch eine Plausibilitätsprüfung der Schreibminenspitzenposition erzielt werden. Steht z.B. die Schreibminenspitze unter der X-Achse (also unter der Schreibrichtung), ist annehmbar, dass die nächste Bewegung nach oben erfolgt und das Positionssignal kann z.B. mit einer Rampe, die dieses Ergebnis erzwingt, korrigiert werden.
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Analog kann mit dem Signal der X-Position verfahren werden: Läuft es langfristig dem Erwartungswert zu sehr vor oder nach, kann es ebenfalls mit einer Rampe korrigiert werden.
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Da durch das Schreiben der Blick des Schreibenden in der Regel auf das Schreibsubstrat gerichtet ist und z.B. auf nicht auf ein Anzeigegerät, stehen im Allgemeinen ein paar Sekunden zur Korrektur der Schrift zur Verfügung.
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Daher ist es z.B. möglich, die letzten geschriebenen Buchstaben mit (beispielsweise quadratisch ansteigenden) Rampen (gleichbedeutend mit Nullpunktsverschiebungen der Integrationsergebnisse des Schreibstiftpositionssignals) zu verzerren bzw. zu korrigieren, ohne dass dies vom Schreibenden wahrgenommen wird.
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Im weiteren Verlauf kann besagter Azimutwinkel ε weiter überprüft, präzisiert und angepasst werden, indem z.B. die Hauptachse der Schreibbewegungen, welche beispielsweise mit einer Schreibbewegungsfrequenz von 3 bis 7 Hz erfolgen, bezüglich eines biometrischen Neigungswinkels β relativ zur Schreibrichtungsachse (z.B. X-Achse), definiert wird.
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Besagter biometrische Neigungswinkel β kann beispielsweise durch die Drehachse des Mittelgelenks des Zeigefingers der Schreibhand festgelegt werden.
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Die Zeigefingermittelgelenksdrehachse wird durch die Biomechanik der Schreibhand vorgegeben und ihre Ausrichtung zur X-Achse ist ein typischer Parameter, durch den die individuelle Handschrift charakterisiert werden kann.
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Der biometrische Neigungswinkel β kann unter anderem vom Anwender z.B. in Voreinstellungen der signalverarbeitenden Software des elektronischen Schreibstifts eingestellt werden, um so eine gewünschte Neigung der Schrift relativ zur Schreibrichtung einstellen zu können.
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Die Geschwindigkeit der gemittelten konstanten Bewegung in Schreibrichtung kann als Maß für die Streckung oder Stauchung der wiedergegebenen Schrift bezüglich einer Referenzgeschwindigkeit der gemittelten konstanten Schreibbewegung dienen.
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c
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Zur Verbesserung der aus den Sensordaten des elektronischen Schreibstifts ermittelten Geschwindigkeit der gemittelten konstanten Bewegung in Schreibrichtung kann der Anwender einen für seine Handschrift typischen Schreibgeschwindigkeits-Ausgangswert, beispielsweise 0,1 bis 2 cm/s, bevorzugt 1 ± 0,5 cm/s, einstellen.
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Eine Kompensation von unerwünschter Drift im auszugebenden Schreibstiftpositionssignal des elektronischen Schreibstiftes kann zudem eine gleitende Mittelwertbildung über ein vorgegebenes Zeitintervall und eine vorgegebene Frequenz der durch die inertiale Messsensorik während des Schreibens durch Integration der Sensordaten der Messsensorik bestimmten Schreibstiftbewegungen entlang beider besagter zueinander orthogonal stehenden Achsen X, Y, umfassen, sowie ferner einen periodischen Vergleich von aktuell ermittelten gleitenden Mittelwerten mit Ausgangsmittelwerten und/oder mit vorher ermittelten gleitenden Mittelwerten, und Subtraktion von bei besagtem Vergleich auftretenden Abweichungen zwischen aktuell ermittelten gleitenden Mittelwerten und Ausgangsmittelwerten und/oder Abweichungen zwischen aktuell ermittelten gleitenden Mittelwerten und vorher ermittelten gleitenden Mittelwerten, von einem auszugebenden Schreibstiftpositionssignal.
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Die entlang beider besagter zueinander orthogonal stehenden Achsen X, Y aktuell ermittelten Mittelwerte des Schreibstiftpositionssignals können also fortlaufend mit vorher ermittelten Mittelwerten des Schreibstiftpositionssignals und/oder mit vorher festlegbaren, erwarteten Ausgangsmittelwerten verglichen werden.
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Mit anderen Worten können so vorteilhafterweise Abweichungen der aktuell ermittelten Schreibbewegung, insbesondere Abweichungen der ermittelten Schreibbewegungsrichtung, von einer, ausgehend von vorher ermittelten oder festgelegten Mittelwerten des Schreibstiftpositionssignals, postulierten Bewegung bzw. postulierten Schreibbewegungsrichtung, als Drift interpretiert werden und vor Ausgabe des Schreibstiftpositionssignal, d.h. des Ortssignals, z.B. auf einer graphischen Darstellungseinheit, vom ermittelten Schreibstiftpositionssignal, d.h. vom ermittelten Ortswert, subtrahiert werden.
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Das Zeitintervall der gleitenden Mittelwertbildung über die aus den Sensordaten durch Integration ermittelten Schreibstiftbewegungen kann dabei z.B. größer als 1 s, 2 s oder 5 s sein.
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Vor der Aufintegration der Sensordaten zur Ermittlung des Ortssignals des elektronischen Schreibstifts und der Extraktion seiner Bewegung in Schreibrichtung, d.h. X-Richtung, können die Sensordaten mit einem Hochpassfilter und einem Tiefpassfilter um die Frequenzen oberhalb und unterhalb der typischen Schreibbewegungsfrequenz des Anwenders (3 bis 7 Hz) bereinigt werden.
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Mit anderen Worten können vor einer Integration der Sensordaten, die Sensordaten bereits gefiltert bzw. geglättet werden und wenigstens teilweise bereits Driftsignale der Messsensorik korrigiert und kompensiert werden.
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Diese Glättung bzw. Filterung kann das Rauschen in den Sensordaten reduzieren, und damit eine bessere Integration der Sensordaten ermöglichen, sowie ein mögliches verbleibendes Driftsignal nach der Integration verringern.
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Die Filterung der Sensordaten kann bewährte Verfahren der gleitenden Mittelwertsbildung umfassen. Neben Verwendung von klassischen Filtertechniken wie der schnellen Fourier Transformation (Fast Fourier Transformation), kann z.B. eine vorteilhafte numerische Umsetzung insbesondere durch Wavelet-Filter erfolgen, wobei bereits mit einem einfachen Grundmuster oder Basis-Wavelet, wie z.B. dem Haar-Wavelet, gute Erfolge erzielt werden können.
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Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass wenn die Schreibbewegung auf einer zweidimensionalen Schreibsubstratfläche wie z.B. einem Papierblatt geschieht, die Drift einer Richtung senkrecht zur Blattebene sofort detektiert und einfach ausgeglichen werden kann.
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Informationen aus einer detektierten Drift senkrecht zur Blattebene können zudem auch benutzt werden Fehler bei der räumlichen Lageermittlung des elektronischen Schreibstiftes zu korrigieren.
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Weitere Stützwerte für die Ermittlung und Kompensation einer unerwünschten Drift im auszugebenden Schreibstiftpositionssignal bezüglich der Schreibrichtung sind durch Hinzunahme eines Schreibdruck-Signals, beispielsweise von einem an die Schreibmine gekoppelten Schreibdruckkraftsensors, möglich.
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Ein kurzer (beispielsweise kürzer als 0,3 s), hoher Druckimpuls ist in der Regel die Folge eines Punktes (Satzende oder i-Punkt), bei dem die Stiftspitze momentan zur Ruhe kommt, d.h. sich die Stiftspitze nicht in der Schreibsubstratebene bewegt.
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An diesem Ruhepunkt der Schreibminenspitze des elektronischen Schreibstiftes bezüglich der Schreibsubstratebene, z.B. in Folge besagter Punktsetzung, kann lokal die Drift in X- und Y-Richtung aus dem aufintegrierten Geschwindigkeitssignal abgelesen werden und so das auszugebende Schreibstiftpositionssignal korrigiert werden.
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Ferner kann eine Schriftneigungskorrektur des ermittelten Schreibstiftpositionssignals erfolgen, d.h. Fehler in der ermittelten Schriftneigung bzw. eine unerwünschte Drift des Schriftneigungssignals können ebenfalls korrigiert und kompensiert werden durch Vergleich der ermittelten Schriftneigung mit einer postulierten Schriftneigung. Mögliche aus besagtem Vergleich resultierende Abweichungen können dann vor Ausgabe des Schreibstiftpositionssignals, d.h. des Ortssignals, durch eine entsprechende Transformation des ermittelten Schreibstiftpositionssignals, d.h. des ermittelten Ortswertes, korrigiert werden.
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Die postulierte oder gewünschte Schriftneigung, kann dabei z.B. vom Anwender voreingestellt werden, z.B. als Eingabe für eine digitale Steuereinheit des elektronischen Schreibstiftes oder als Parameter für eine Datenauswertungseinheit. Dabei kann die postulierte oder gewünschte Schriftneigung als die charakteristische Neigung der Handschrift eines Benutzers aufgefasst werden.
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Besagte postulierte oder gewünschte Schriftneigung kann dabei aus einer Analyse auf eine Vorzugsrichtung der Häufigkeitsverteilung der Richtung von Schreibbewegungen des elektronischen Schreibstifts mit der Schreibeigenfrequenz (3 Hz bis 7 Hz) der Schreibhand erfolgen und beispielsweise durch einen Schriftvorzugsrichtungsrichtungswinkel η, wie dem Winkel zwischen einer Schriftzeichenachse und der Schreibrichtungsachse, z.B. der X-Achse, charakterisiert werden.
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Der Winkel zwischen dieser ermittelten Vorzugsrichtung und der gewünschten Schriftneigung kann dann als Grundlage für die Schriftneigungskompensation dienen. Dafür kann beispielsweise zunächst ein Rechteck festgelegt werden, welches die Schrift einer geschriebenen Zeile entlang der Schreibrichtung umfasst, und welches dann mit dem gewünschten Schriftneigungskompensationswinkel geschert werden kann.
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Darüber hinaus kann die Neigung des elektronischen Schreibstifts im Raum, d.h. der bereits oben eingeführte Neigungswinkel γ über Magnetfeldsensoren und Drehratensensoren gemessen werden.
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Ist beispielsweise der auf diese Weise ermittelte Neigungswinkel γ korrekt, erhält man nach Koordinatentransformation der z.B. von der inertialen Messsensorik gemessenen Beschleunigungen in die Schreibsubstratkoordinaten x, y, beschrieben durch die zueinander orthogonalen Schreibsubstratkoordinatenachsen X, Y, neben den Beschleunigungen des elektronischen Schreibstifts in den Koordinaten der besagten Achsen X, Y als Beschleunigungswert in der zur Schreibsubstratebene senkrechten Achse Z beispielsweise als vorbestimmten Erwartungswert der Beschleunigung in Z-Richtung den Wert der Erdbeschleunigung.
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Sollte beispielsweise der so ermittelte Wert der Z-Beschleunigung vom Wert der Erdbeschleunigung abweichen, obwohl z.B. die Stiftspitze das Blatt bzw. Schreibsubstrat berührt, was beispielsweise über einen Schreibdruckkraft-Sensor leicht festgestellt werden kann, liegt aller Wahrscheinlichkeit nach ein Fehler im ermittelten Neigungswinkel γ vor. Ein solcher Fehler kann z.B. durch eine unerwünschte Sensordrift in der Messsensorik des elektronischen Schreibstiftes, aber auch unter anderem durch Anomalien des den Stift bzw. das Schreibsubstrat umgebenden Magnetfelds verursacht werden.
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Wenn z.B. die Erdbeschleunigung vor Integration der Beschleunigungssensordaten von den gemessenen Beschleunigungssensordaten subtrahiert wurde, ist die Beschleunigung in Z, bzw. das Z-Signal im Schreibsubstratkoordinatensystem, bzw. wenn z.B. ein Schreibdruckkraft-Sensor Schreibsubstratkontakt signalisiert, idealerweise gleich Null.
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Ist dies nicht der Fall, kann dies daran liegen, dass das Schreibsubstrat nicht waagerecht liegt, und es kann ein mit dem X- und Y-Signal korrelierter, kleiner Wert verbleiben, aus dem man die Neigung des Schreibsubstrats (bzw. den Fehler bei der Erdbeschleunigungs-Berechnung) ermitteln kann.
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Abweichungen von einem zu erwartenden Z-Wert, z.B. dem Wert der Beschleunigung in Z, können also Indikationen für Fehler bei der Lageberechnung des Stiftes sein, beispielsweise indikativ für einen fehlerhaften Neigungswinkel γ sein, und neben dem oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der optimalen Linearkombination der Lagewinkel Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, beispielsweise durch Nullsetzen des Z-Wertes, bzw. des Beschleunigungswertes in Z, bei Kontakt des Schreibstiftes mit dem Schreibsubstrat korrigiert werden.
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Eine erfindungsgemäß korrigierte Neigungsinformation bzw. ein korrigierter Neigungswinkel γ kann wie erwähnt vorteilhafterweise ebenfalls Fehler in den X- und Y-Achsen des Beschleunigungssignals reduzieren.
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Mit dieser Korrektur ist es ferner denkbar, eine Kartierung der magnetischen Anomalien über den Schreibsubstratkoordinaten vorzunehmen und anhand dieser Anomalien eine Absolutreferenzierung zu ermöglichen.
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Indem man z.B. bewusst das lokale Magnetfeld verzerrt (z.B. durch einen nahen Permanentmagneten), kann diese Absolutreferenzierung realisiert werden. Ein Permanentmagnet kann hierzu z.B. in der Kappe des Stiftes untergebracht sein und beim Schreiben in der Nähe des Schreibsubstrats an einem wohldefinierten Ort abgelegt werden, beispielsweise am Rand des Schreibsubstrats, z.B. am Rand eines Schreibsubstrats mit DIN A4 Format, wobei bevorzugterweise eine Mindestentfernung zwischen Permanentmagnet und dem elektronischen Schreibstifts, von z.B. mehr als 1, 2 oder 3 cm, eingehalten werden kann, um eine Überbelastung eines Magnetfeldsensors vermeiden zu können.
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Die Stärke des Magnetfeldes bzw. die Änderung in dessen Stärke erlaubt dann Rückschlüsse auf die Entfernung zum Magneten, und die Richtung des Magnetfeldes erlaubt Rückschlüsse auf die Position des elektronischen Schreibstifts, welche sich dann vorteilhafterweise in Polarkoordinaten ausdrücken lassen kann.
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Mit anderen Worten erlaubt die Bestimmung des Neigungswinkels γ zusammen mit der Messung der Stärke bzw. der Änderung des natürlichen oder eines künstlichen Magnetfelds eine Absolutreferenzierung der Positionssignals, d.h. des Orts, des elektronischen Schreibstiftes auf dem Schreibsubstrat.
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Ein erfindungsgemäßer elektronischer Schreibstift mit Schreibstiftpositionserkennung kann demnach eine Schreibmine, wenigstens eine elektrische Spannungsquelle, wenigstens eine digitale Steuereinheit, wenigstens ein Datenübertragungsmodul, sowie eine inertiale Messsensorik umfassen und dadurch gekennzeichnet sein, dass die digitale Steuereinheit konfiguriert sein kann zur initialen Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y auf dem Schreibsubstrat und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat, wobei die X-Achse die vorherrschende Schreibrichtung definiert, und die Schreibsubstratkoordinaten x, y bezüglich des besagten Schreibkoordinatensystems definiert sind, sowie ferner konfiguriert sein kann zu einer Kompensation von unerwünschter Drift im auszugebenden Schreibstiftpositionssignal des elektronischen Schreibstiftes.
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Dabei kann die digitale Steuereinheit zudem konfiguriert sein für eine parallel durchgeführte Koordinatentransformation von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ des elektronischen Schreibstiftes zu Schreibsubstratkoordinaten x, y, für die aus der inertialen Messsensorik bestimmten Werte für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ sowie für eine Vielzahl von weiteren vorbestimmbaren Werten für Azimutwinkel ε und Neigungswinkel y, mit Bestimmung derjenigen optimalen Linearkombination der Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, bei der eine minimale Abweichung einer ermittelten Beschleunigung des elektronischen Schreibstiftes in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung erreicht wird, und ferner konfiguriert sein zur Auswahl der bestimmten Werte von Azimutwinkel ε und Neigungswinkel γ, welche eine minimale Abweichung einer ermittelten Beschleunigung des elektronischen Schreibstiftes in Z-Richtung von einer vorbestimmten erwarteten Beschleunigung in Z-Richtung ergeben, zur Korrektur eines auszugebenden Schreibstiftpositionssignals.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur elektronischen Erkennung von Schreibstiftpositionen kann unter anderem dazu dienen, die vom elektronischen Schreibstift durchgeführten Berechnungen und Korrekturen zur Bestimmung von Schreibstiftpositionen und Driftkorrekturen zu überprüfen oder zu wiederholen, und wenn nötig zu ergänzen und/oder zu korrigieren, sowie es darüber hinaus vor allem ermöglichen, die verarbeiteten Daten des elektronischen Schreibstiftes auf einer Datenausgabeeinheit auszugeben und/oder auf einer Datenspeichereinheit zu speichern.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur elektronischen Erkennung von Schreibstiftpositionen, kann also einen wie oben beschriebenen elektronischen Schreibstift umfassen, welcher konfiguriert sein kann zur Ausführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens und wenigstens ein Datenempfangsmodul zum Empfang von durch das Datenübertragungsmodul des elektronischen Schreibstiftes ausgesandten Daten, eine Datenauswertungseinheit zur Auswertung und Verarbeitung der empfangenen Daten, eine Datenausgabeeinheit und eine Datenspeichereinheit aufweisen und dadurch gekennzeichnet sein, dass die Datenauswertungseinheit eine Aufintegration und Fehlerkorrektur, einschließlich eines oben beschriebenen Verfahrens zur Driftkompensation, der empfangenen Daten durchführen kann, und die verarbeiteten Daten auf der Datenausgabeeinheit ausgeben und/oder auf einer Datenspeichereinheit speichern kann.
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Folgende Figuren stellen beispielhaft dar:
- 1a: Schematische räumliche Ansicht eines beispielhaften Schreibsubstrat-Koordinatensystems eines elektronischen Schreibstifts.
- 1b: Schematische Draufsicht eines beispielhaften Schreibsubstrat-Koordinatensystems eines elektronischen Schreibstifts.
- 2: Schematisches Beispiel für Festlegung eines biometrischen Neigungswinkels β.
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Die 1a stellt beispielhaft eine räumliche Ansicht eines beispielhaften Schreibsubstrat-Koordinatensystems 111 eines elektronischen Schreibstifts 100 dar, welcher auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat 108 Zeichen 110 schreiben kann.
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Die wie oben beschrieben erfindungsgemäß festlegbaren Achsen X (101), Y (102) in der Schreibsubstratebene stehen orthogonal zueinander und die Achse Z (103) steht senkrecht auf dem Schreibsubstrat 108.
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Der Höhenwinkel oder Neigungswinkel γ (104) des elektronischen Schreibstiftes 100 kann dabei z.B. definiert werden als der Winkel zwischen der Längsachse 107 des elektronischen Schreibstiftes 100 und dem Schreibsubstrat 108, d.h. der zweidimensionalen Schreibsubstratebene.
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Der Azimutwinkel ε (105) des elektronischen Schreibstiftes 100 kann definiert werden als Winkel zwischen der Längsachse 107 des elektronischen Schreibstiftes 100 mit der X-Achse 101 oder als Winkel zwischen einer Projektion 106 der Längsachse 107 des elektronischen Schreibstiftes 100 auf das Schreibsubstrat 108 und der X-Achse 101.
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Wie erwähnt kann die initiale Festlegung der auf dem Schreibsubstrat 108 orthogonal zueinander stehenden Achsen X (101), Y (102) in Abhängigkeit des Höhenwinkels oder Neigungswinkels γ (104) der Längsachse 107 des elektronischen Schreibstiftes 100 bezüglich des Schreibsubstrats 108 erfolgen.
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Bei einer typischen Schreibhaltung kann z.B. der Azimutwinkel ε (105) als der Winkel zwischen der X-Achse 101 des zu verwendenden / festzulegenden Koordinatensystems 111 und der Projektion 106 der Stiftlängsachse 107 auf das Schreibsubstrat 108, d.h. der Schnittlinie einer Ebene, die durch die Stiftlängsachse 107 und einer Schreibsubstratsenkrechten gebildet wird, mit der Schreibsubstratebene, definiert werden.
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Aus einer beispielsweise nach Festlegung des Azimutwinkel ε (105) festgelegten ersten Koordinatenachse, z.B. die X-Achse 101, auf dem Schreibsubstrat 108 kann dann über die geforderte Orthogonalität eine zweite Koordinatenachse, z.B. die Y-Achse 102, auf dem Schreibsubstrat 108 festgelegt werden, wobei wahlweise ein links- oder rechtshändiges Koordinatensystem 111 festgelegt werden kann. Auch eine dritte auf dem Schreibsubstrat 108 senkrechte stehende Achse, die Z-Achse 103 kann aus den festgelegten Achsen X (101), Y (102) durch eine geforderte Orthogonalität bezüglich der Achsen X (101), Y (102) hergeleitet werden.
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Das hier in 1a dargestellte Koordinatensystem X, Y, Z (111) ist beispielsweise ein rechtshändiges Koordinatensystem.
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Auch ist es denkbar für von 90° verschiedene Neigungswinkel γ (104) der Stiftlängsachse 107 die Projektion 106 der Stiftlängsachse 107 auf das Schreibsubstrat 108 zur Festlegung einer ersten Koordinatenachse, z.B. der Y-Achse (102) zu nutzten.
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Die Schreibrichtung des elektronischen Schreibstiftes 100 kann beispielsweise durch die X-Achse 101 definiert sein.
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Darüber hinaus ist in der 1a beispielhaft ein mit der Schreibminenspitze 109 des elektronischen Schreibstiftes 100 auf dem Schreibsubstrat 108 geschriebenes Schriftzeichen 110, beispielsweise ein „T“ dargestellt.
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Die 1b stellt beispielhaft die schematische Draufsicht eines zu 1a analogen oder identischen Schreibsubstrat-Koordinatensystems 207 eines elektronischen Schreibstifts 200 dar.
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Der Azimutwinkel ε (203) des elektronischen Schreibstiftes 200 ist hier beispielsweise definiert als Winkel zwischen der Längsachse 204 des elektronischen Schreibstiftes 200 mit der X-Achse 201. Mit anderen Worten legt beispielsweise also eine Wahl des Azimutwinkels ε (203) die X-Achse 201 fest und wie oben beschrieben folgt aus einer festgelegten ersten Koordinatenachse auf dem Schreibsubstrat 205 dann durch eine Orthogonalitätsforderung die Festlegung der zweiten Koordinatenachse auf dem Schreibsubstrat 205, z.B. der Y-Achse 202, sowie auch die Festlegung der auf dem Schreibsubstrat 205 senkrecht stehenden dritten Koordinatenachse, z.B. der Z-Achse (nicht dargestellt).
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Wie in 1a ist zudem auch in 1b beispielhaft ein mit dem elektronischen Schreibstiftes 100 auf dem Schreibsubstrat 108 geschriebenes Schriftzeichen 110, nämlich ein beispielhaftes „T“ dargestellt, welches eine erste Schriftzeichenachse oder Hauptachse 209, z.B. einen Längsstrich, und eine zweite Schriftzeichenachse oder Nebenachse 206, z.B. einen Querstrich, aufweisen kann.
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Dabei kann beispielsweise ein Schriftvorzugsrichtungsrichtungswinkel η (208) definiert werden als Winkel zwischen einer Schriftzeichenachse 209 und der Schreibrichtungsachse, z.B. der X-Achse 201.
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Die 2 stellt beispielhaft eine räumliche Ansicht der Schreibhand 302 eines Anwenders eines elektronischen Schreibstiftes 300 dar.
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Der elektronische Schreibstift 300 mit Schreibminenspitze 310 befindet sich hier beispielhaft zwischen dem Zeigefinger 312 und dem Daumen 313 des Anwenders.
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Zudem sind beispielhaft schematisch der erste 303, zweite 304, dritte 305 und vierte 306 Gelenkknochen des Zeigefingers 312, einschließlich seines ersten (Grundgelenk) 307, zweiten (Mittelgelenk) 308 und dritten (Endgelenk) 309 Gelenks dargestellt.
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Der Wert eines wie oben definierten Azimutwinkels ε kann beispielsweise durch einen biometrischen Neigungswinkel β (311), aufgespannt zwischen einem ersten Gelenkknochen 303 des Schreibhandzeigefingers 302 und einem zweiten Gelenkknochen 304 des Schreibhandzeigefingers 302 und zusätzlich charakterisiert durch die räumliche Ausrichtung der Drehachse (nicht dargestellt) des Mittelgelenks 308 des Zeigefingers 312 der Schreibhand 302 des Anwenders beim Schreiben, festgelegt werden.
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Die Zeigefingermittelgelenksdrehachse wird durch die Biomechanik der Schreibhand vorgegeben und ihre Ausrichtung zur X-Achse (nicht dargestellt) ist ein typischer Parameter, durch den die individuelle Handschrift charakterisiert werden kann.
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Der biometrische Neigungswinkel β (303) kann z.B. unter anderem vom Anwender z.B. in Voreinstellungen der signalverarbeitenden Software des elektronischen Schreibstifts 300 eingestellt werden.
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Der Vollständigkeit halber sei explizit erwähnt, dass die in den Figuren beispielhaft beschriebenen Merkmale, Definitionen und/oder Größen erfindungsgemäß kombinierbar sein können.
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Es folgen 3 Blatt mit 3 Figuren. Die Bezugszeichen sind dabei wie folgt belegt.
- 100
- Elektronischer Schreibstift
- 101
- Erste Koordinatenachse, z.B. X-Achse,
- 102
- Zweite Koordinatenachse, z.B. Y-Achse,
- 103
- Dritte Koordinatenachse, z.B. Z-Achse,
- 104
- Höhenwinkel oder Neigungswinkel γ der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes bezüglich des Schreibsubstrats
- 105
- Azimutwinkel ε
- 106
- Projektion der Längsachse 107 des elektronischen Schreibstiftes 100 auf das Schreibsubstrat 108 bzw. Schnittlinie einer Ebene, die durch die Stiftlängsachse 107 und einer Schreibsubstratsenkrechten gebildet wird, mit der Schreibsubstratebene.
- 107
- Längsachse des elektronischen Schreibstifts
- 108
- Schreibsubstrat / Schreibsubstratebene
- 109
- Schreibminenspitze
- 110
- Schriftzeichen geschrieben mit dem elektronischen Schreibstift
- 111
- Koordinatensystem X, Y, Z, Bezugskoordinatensystem
- 200
- Elektronischer Schreibstift
- 201
- Erste Koordinatenachse, z.B. X-Achse
- 202
- Zweite Koordinatenachse, z.B. Y-Achse
- 203
- Azimutwinkel ε
- 204
- Längsachse des elektronischen Schreibstifts
- 205
- Schreibsubstrat / Schreibsubstratebene
- 206
- Zweite Schriftzeichenachse oder Nebenachse
- 207
- Koordinatensystem X, Y, Z, Bezugskoordinatensystem
- 208
- Schriftvorzugsrichtungsrichtungswinkel η
- 209
- Erste Schriftzeichenachse oder Hauptachse
- 300
- Elektronischer Schreibstift
- 301
- Längsachse des elektronischen Schreibstifts
- 302
- Schreibhand eines Anwenders eines elektronischen Schreibstiftes 300
- 303
- Erster Gelenkknochen von Zeigefinger der Schreibhand
- 304
- Zweiter Gelenkknochen von Zeigefinger der Schreibhand
- 305
- Dritter Gelenkknochen von Zeigefinger der Schreibhand
- 306
- Vierter Gelenkknochen von Zeigefinger der Schreibhand
- 307
- Erstes Gelenk (Grundgelenk) von Zeigefinger der Schreibhand
- 308
- Zweites Gelenk (Mittelgelenk) von Zeigefinger der Schreibhand
- 309
- Drittes Gelenk (Endgelenk) von Zeigefinger der Schreibhand
- 310
- Schreibminenspitze
- 311
- Biometrischer Neigungswinkel β
- 312
- Zeigefinger der Schreibhand eines Anwenders
- 313
- Daumen der Schreibhand eines Anwenders
