RU2099774C1 - Device for information input into controlled object - Google Patents
Device for information input into controlled object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099774C1 RU2099774C1 RU96105978A RU96105978A RU2099774C1 RU 2099774 C1 RU2099774 C1 RU 2099774C1 RU 96105978 A RU96105978 A RU 96105978A RU 96105978 A RU96105978 A RU 96105978A RU 2099774 C1 RU2099774 C1 RU 2099774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- panel
- input
- housing
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики, компьютерной техники, телевидения и может использоваться в робототехнике, телемеханике, объемных и стереоскопических телевизорах, интерактивных компьютерных играх для дистанционного ввода двумерной или трехмерной информации в компьютер, робот, манипулятор, телевизор или иной управляемый объект. The invention relates to the field of automation, computer technology, television and can be used in robotics, telemechanics, surround and stereoscopic televisions, interactive computer games for remote input of two-dimensional or three-dimensional information into a computer, robot, manipulator, television or other controlled object.
Известно устройство ввода информации в компьютер, выполненное в виде механической трехмерной мыши [1] Ввод информации основан на ее взаимно однозначном соответствии как с двумерными координатами мыши (ее положением на плоскости), так и с положением особой кнопки, перемещаемой вертикально. A device for inputting information into a computer made in the form of a mechanical three-dimensional mouse [1] Information input is based on its one-to-one correspondence with both two-dimensional coordinates of the mouse (its position on the plane) and the position of a special button that moves vertically.
Недостатком известного технического решения является то, что перемещение кнопки в вертикальном направлении ограничено высотой мыши, что в свою очередь ограничивает точность ввода информации, определяемой вертикальной координатой. A disadvantage of the known technical solution is that the movement of the button in the vertical direction is limited by the height of the mouse, which in turn limits the accuracy of entering information determined by the vertical coordinate.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является принимаемое за прототип устройство ввода информации в управляемый объект, реализованное для получения объемного изображения [2] Работа устройства основана на обнаружении в пространстве и последующем определении по состоянию сканирующей системы в момент обнаружения пространственных координат геометрического центра излучающей панели (в прототипе ее функции выполняют два контррефлектора) в плоскости XY, параллельной входному окну оптической сканирующей системы, причем Z-координата (расстояние до упомянутой плоскости) определяется по величине параллакса при визировании крайних точек упомянутой излучающей панели (в прототипе каждого из контррефлекторов). Работа устройства отличается высокой точностью при определении X- и Y-координат, а также приемлемой точностью определения Z-координаты в том случае, когда ось, соединяющая контррефлекторы, направлена нормально линии, проведенной от объектива оптической сканирующей системы к центру упомянутой оси. Если же упомянутая ось ориентирована в пространстве произвольно, то ошибка определения расстояния до излучающей панели пропорциональна косинусу угла между осью, соединяющей контррефлекторы, и нормалью к линии, проведенной от объектива оптической сканирующей системы к центру упомянутой оси. Closest to the invention in terms of technical nature and the achieved effect is a prototype device for inputting information into a managed object, implemented to obtain a three-dimensional image [2] The device is based on detection in space and subsequent determination by the state of the scanning system at the moment of detection of spatial coordinates of the geometric center the radiating panel (in the prototype its functions are performed by two counterreflectors) in the XY plane parallel to the input window of the optical scan system, and the Z-coordinate (distance to the said plane) is determined by the parallax value when sighting the extreme points of the said radiating panel (in the prototype of each of the counterreflectors). The operation of the device is highly accurate in determining the X- and Y-coordinates, as well as an acceptable accuracy in determining the Z-coordinate when the axis connecting the counterreflectors is directed normally to the line drawn from the lens of the optical scanning system to the center of the axis. If the said axis is oriented in space arbitrarily, the error in determining the distance to the emitting panel is proportional to the cosine of the angle between the axis connecting the counterreflectors and the normal to the line drawn from the lens of the optical scanning system to the center of the said axis.
Целью изобретения является уменьшение погрешности ввода информации в объект управления путем повышения точности определения координаты дальности бесконтактной оптической мыши. The aim of the invention is to reduce the error in entering information into the control object by increasing the accuracy of determining the coordinates of the range of a contactless optical mouse.
Другой целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства ввода информации. Another objective of the invention is to expand the functionality of the information input device.
Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION
Устройство ввода информации в объект управления включает бесконтактную оптическую мышь с закрепленными на ней оптическими излучателями и стационарный приемопередающий блок, содержащий стационарный источник зондирующего излучения, оптическую сканирующую систему, процессор сигналов и интерфейс связи процессора сигналов с объектом управления. A device for inputting information into a control object includes a non-contact optical mouse with optical emitters fixed to it and a stationary transceiver block containing a stationary probe radiation source, an optical scanning system, a signal processor, and a communication interface between the signal processor and the control object.
Бесконтактная оптическая мышь имеет оптическую связь с оптически изолированными друг от друга входом оптической сканирующей системы и стационарным источником зондирующего излучения. Выход оптической сканирующей системы электрически соединен с первым входом процессора сигналов, второй вход-выход процессора сигналов с первым входом-выходом интерфейса, а второй вход-выход интерфейса с входом-выходом объекта управления. A non-contact optical mouse is optically coupled to an input of an optical scanning system that is optically isolated from each other and a stationary source of probe radiation. The output of the optical scanning system is electrically connected to the first input of the signal processor, the second input-output of the signal processor with the first input-output of the interface, and the second input-output of the interface with the input-output of the control object.
В отличие от прототипа бесконтактная оптическая мышь содержит корпус и панель, соединенную с корпусом шарнирно с возможностью поворота вокруг взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, одна из которых перпендикулярна фронтальной плоскости корпуса, при этом центр тяжести панели расположен ниже точки пересечения горизонтальных осей вращения, а оптические излучатели закреплены на панели на заданном расстоянии друг от друга. In contrast to the prototype, the non-contact optical mouse comprises a housing and a panel pivotally connected to the housing with the possibility of rotation around mutually perpendicular horizontal axes, one of which is perpendicular to the frontal plane of the housing, the center of gravity of the panel being located below the intersection of the horizontal rotation axes, and the optical emitters are fixed on the panel at a given distance from each other.
Панель может иметь цилиндрическую форму и соединена о корпусом таким образом, что ее вогнутая поверхность обращена к корпусу, а прямая, соединяющая центр тяжести панели и точку пересечения горизонтальных осей вращения, параллельна образующим цилиндра, при этом оптические излучатели на панели закреплены попарно по образующим цилиндра вдоль окружностей верхнего и нижнего его оснований. The panel may have a cylindrical shape and is connected about the body in such a way that its concave surface faces the body, and a straight line connecting the center of gravity of the panel and the intersection point of the horizontal axes of rotation is parallel to the cylinder generators, while the optical emitters on the panel are fixed in pairs along the cylinder generatrix along circles of its upper and lower bases.
Соединение панели и корпуса может быть выполнено в виде шарового шарнира. The connection of the panel and the housing can be made in the form of a ball joint.
Соединение панели и корпуса может быть выполнено о помощью трех цилиндрических шарниров, оси вращения которых взаимно перпендикулярны. The connection of the panel and the housing can be performed using three cylindrical joints, the axis of rotation of which are mutually perpendicular.
Устройство может быть снабжено дополнительными оптическими излучателями, расположенными на корпусе бесконтактной оптической мыши таким образом, что их проекции и проекции оптических излучателей на фронтальную плоскость бесконтактной оптической мыши не перекрывают друг друга. The device can be equipped with additional optical emitters located on the body of a non-contact optical mouse so that their projections and projections of optical emitters on the frontal plane of the non-contact optical mouse do not overlap.
Корпус бесконтактной оптической мыши может быть выполнен в виде пистолета, а панель шарнирно соединена с передней частью ствола, при этом дополнительные оптические излучатели закреплены на стволе в плоскости, перпендикулярной его продольной оси. The body of a non-contact optical mouse can be made in the form of a gun, and the panel is pivotally connected to the front of the barrel, with additional optical emitters mounted on the barrel in a plane perpendicular to its longitudinal axis.
Оптические излучатели и дополнительные оптические излучатели могут быть выполнены как вторичные излучатели, т.е. не являясь собственно источниками излучения, могут испускать только отраженное излучение, в частности они могут быть выполнены в виде контррефлекторов. Optical emitters and additional optical emitters can be performed as secondary emitters, i.e. not being the actual radiation sources, they can only emit reflected radiation, in particular, they can be made in the form of counterreflectors.
Дополнительные оптические излучатели могут быть выполнены первичными. Additional optical emitters can be made primary.
Бесконтактная оптическая мышь может содержать последовательно электрически соединенные друг с другом приемник зондирующего излучения, генератор импульсов и усилитель мощности, при этом выход усилителя мощности электрически соединен с входами дополнительных оптических излучателей. A non-contact optical mouse may include a probe radiation receiver, a pulse generator and a power amplifier, connected in series with each other, while the output of the power amplifier is electrically connected to the inputs of additional optical emitters.
Бесконтактная оптическая мышь может содержать последовательно электрически соединенные кнопочный переключатель и модулятор командного сигнала, выход которого электрически соединен с вторым входом усилителя мощности, при этом стационарный приемопередающий блок содержит последовательно электрически соединенные приемник командного сигнала и демодулятор командного сигнала, при этом выход демодулятора командного сигнала электрически соединен с третьим входом процессора сигналов. The non-contact optical mouse may contain a series-connected electrically connected button switch and a command signal modulator, the output of which is electrically connected to the second input of the power amplifier, while the stationary transceiver block contains a series-connected electrical signal receiver and a command signal demodulator, while the output of the command signal demodulator is electrically connected with the third input of the signal processor.
Сканирующая система может быть выполнена в виде оптико-механической сканирующей системы. The scanning system can be made in the form of an optical-mechanical scanning system.
Для уменьшения габаритов приемопередающего блока сканирующая система может быть выполнена
на основе передающей телевизионной трубки, чувствительной в инфракрасном диапазоне длин волн,
в виде матрицы полупроводниковых приемников излучения,
в виде матрицы полупроводниковых приемников излучения на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС).To reduce the size of the transceiver unit, a scanning system can be performed
based on a transmitting television tube sensitive in the infrared wavelength range,
in the form of a matrix of semiconductor radiation detectors,
in the form of a matrix of semiconductor radiation detectors based on charge-coupled devices (CCDs).
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства ввода информации в объект управления (компьютер); на фиг.2 изображена блок-схема блока формирования командного сигнала; на фиг.3 изображена бесконтактная оптическая мышь в трех прямоугольных проекциях; на фиг.4 изображена система координат, используемая при определении положения и ориентации в пространстве бесконтактной оптической мыши; на фиг.5 изображена иллюстрация получения проекций контррефлекторов и дополнительных контррефлекторов на плоскую двумерную матрицу оптических приемников при произвольном повороте корпуса бесконтактной оптической мыши вокруг осей X1, Y1, Z1; на фиг.6 изображен вариант крепления панели к корпусу бесконтактной оптической мыши.In FIG. 1 shows a block diagram of a device for inputting information into a control object (computer); figure 2 shows a block diagram of a unit for generating a command signal; figure 3 shows a non-contact optical mouse in three rectangular projections; figure 4 shows the coordinate system used in determining the position and orientation in space of a non-contact optical mouse; figure 5 shows an illustration of the projection of the counterreflectors and additional counterreflectors on a flat two-dimensional matrix of optical receivers with an arbitrary rotation of the body of the contactless optical mouse around the axes X 1 , Y 1 , Z 1 ; figure 6 shows a variant of mounting the panel to the body of a non-contact optical mouse.
Пример осуществления изобретения. An example embodiment of the invention.
Устройство ввода информации в объект управления, например в компьютер, 1 состоит из стационарного приемопередающего блока 2 и бесконтактной оптической мыши 3. A device for inputting information into a control object, such as a computer, 1 consists of a stationary transceiver unit 2 and a non-contact optical mouse 3.
Стационарный приемопередающий блок 2 содержит стационарный источник зондирующего излучения 4, оптическую сканирующую систему 5, блок приема и обработки командного сигнала 6, процессор сигналов 7 и интерфейс 8 связи с компьютером 1. Процессор сигналов 7 может быть выполнен, например, на основе микросхемы "Motorolla" DSP56002. Стационарный источник зондирующего излучения 4 может быть выполнен на основе светоизлучающего диода, например светодиода АЛ107Г, излучающего в инфракрасной области спектра. Stationary transceiver unit 2 contains a stationary probe radiation source 4, an optical scanning system 5, a command signal receiving and processing unit 6, a signal processor 7 and a communication interface 8 with a
Оптическая сканирующая система 5 содержит первый объектив 9, плоскую двумерную матрицу оптических приемников 10, а также блок опроса 11. Плоская двумерная матрица оптических приемников 10 выполнена в виде матрицы полупроводниковых приемников излучения на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), например, марки А-1157 с числом элементов по горизонтали и вертикали соответственно 500 и 582 и размерами элемента 17х11 мкм. The optical scanning system 5 comprises a first lens 9, a flat two-dimensional matrix of
Стационарный источник зондирующего излучения 4 расположен в непосредственной близости от первого объектива 9. A stationary source of probing radiation 4 is located in the immediate vicinity of the first lens 9.
Блок приема и обработки командного сигнала 6 содержит второй объектив 12 и последовательно электрически соединенные фотоприемник 13 и декодер 14, при этом выход декодера 14 электрически соединен с третьим входом процессора сигналов 7. The command signal receiving and processing unit 6 comprises a second lens 12 and a photodetector 13 and a decoder 14 connected in series, the output of the decoder 14 being electrically connected to the third input of the signal processor 7.
Бесконтактная оптическая мышь 3 содержит корпус 15 и цилиндрическую панель 16, соединенную с корпусом 15 с помощью шарового шарнира 17. The non-contact optical mouse 3 comprises a
Корпус 15 изготовлен таким образом, чтобы обеспечить удобство размещения бесконтактной оптической мыши 3 в руке оператора (например, в виде пистолета). The
Цилиндрическая панель 16 имеет груз 18, прикрепленный к ней в области нижнего основания цилиндра. Груз 18, выполненный, например, в виде свинцовой пластины, позволяет расположить центр тяжести цилиндрической панели 16 ниже геометрического центра шарового шарнира 17. The
Корпус 15 имеет левый 19 и правый 20 упоры, фиксирующие положение цилиндрической панели 16 относительно корпуса 15 при его повороте относительно вертикальной оси Y1.The
На цилиндрической панели 16 попарно на расстоянии В друг от друга на прямых линиях, параллельных прямой, соединяющей центр тяжести цилиндрической панели 16 и центр шарнира, закреплены оптические излучатели. Optical emitters are fixed on the
Бесконтактная оптическая мышь 3 содержит также дополнительные оптические излучатели. The non-contact optical mouse 3 also contains additional optical emitters.
Оптические излучатели и дополнительные оптические излучатели могут быть вторичными и выполненными в виде контррефлекторов (пассивная мышь) или первичными и выполненными в виде инфракрасных оптических излучателей (активная мышь). Optical emitters and additional optical emitters can be secondary and made in the form of counterreflectors (passive mouse) or primary and made in the form of infrared optical emitters (active mouse).
В примере конкретного выполнения изобретения представлен вариант, когда оптические излучатели выполнены в виде контррефлекторов 21, а дополнительные оптические излучатели выполнены в виде источников инфракрасного излучения 22. Источники инфракрасного излучения 22 закреплены на левой 23 и правой 24 планках. In an example embodiment of the invention, an embodiment is presented where the optical emitters are made in the form of
Левая 23 и правая 24 планки, в свою очередь, закреплены на хомуте 25, надетом на ствол пистолета (корпус 15) и расположенном на определенном расстоянии от центра шарнира. Хомут 25 выполнен с возможностью регулировки его положения на корпусе 15. The left 23 and right 24 straps, in turn, are fixed on the
Для подачи команд бесконтактная оптическая мышь 3 содержит блок формирования командного сигнала 26, включающий последовательно электрически соединенные кнопочный переключатель 27, кодер 28, усилитель мощности 29, при этом выход усилителя мощности 29 электрически соединен с входами источников инфракрасного излучения 22. To command, the non-contact optical mouse 3 comprises a command
Для осуществления работы источников инфракрасного излучения 22 в режиме зондирования бесконтактная оптическая мышь 3 содержит последовательно электрически соединенные друг с другом приемник зондирующего излучения 30 и генератор импульсов 31, при этом выход генератора импульсов 31 электрически соединен с входом усилителя мощности 29. To implement the operation of
Электропитание электрической схемы бесконтактной оптической мыши 3 осуществляется от стандартного миниатюрного аккумулятора или батарейки (на фигурах не показано). The electrical circuitry of the non-contact optical mouse 3 is supplied from a standard miniature battery or battery (not shown in the figures).
Контррефлекторы 21 и источники инфракрасного излучения 22 имеют с первым объективом 9 оптическую связь, выход оптической сканирующей системы 5 электрически соединен с первым входом процессора сигналов 7, второй вход-выход процессора сигналов 7 электрически соединен с первым входом-выходом интерфейса 8, а второй вход-выход интерфейса 8 электрически соединен с входом-выходом компьютера 1. The
Стационарный приемопередающий блок 2 подключен к внешнему источнику питания (на фигурах не показано). Stationary transceiver unit 2 is connected to an external power source (not shown in the figures).
Цилиндрическая панель 16 может быть соединена с корпусом 15 с помощью шарикоподшипника 32 (фиг. 6), к внутренней обойме которого диаметрально противоположно относительно друг друга прикреплены цилиндрические гнезда 33. В цилиндрических гнездах 33 двумя противоположными концами одной из своих поперечин с возможностью поворота в цилиндрических гнездах установлена крестовина 34. На концах другой поперечины крестовины 34 установлена с возможностью поворота вокруг ее оси жестко связанная с корпусом 15 консоль 35. Это один из вариантов шарнирного соединения цилиндрической панели 16 с корпусом 15. The
Устройство ввода информации в объект управления работает следующим образом. A device for inputting information into a control object operates as follows.
В процессе осуществления ввода информации в компьютер 1 оператор (на фигурах не показан), воздействуя на ту или иную кнопку 27а кнопочного переключателя 27 блока формирования командного сигнала 26, с помощью кодера 28 задает тот или иной код сигнальной посылки для источников инфракрасного излучения 22. In the process of entering information into
Распространяясь в широком телесном угле, кодированный командный сигнал попадает через второй объектив 12 на фотоприемник 13. Превратившись в фотоприемнике 13 из оптической формы в электрическую, командный сигнал поступает на декодер 14. С декодера 14 декодированный командный сигнал поступает в процессор сигналов 7, который и устанавливает тот или иной характер управляющего воздействия. Propagating in a wide solid angle, the encoded command signal passes through the second lens 12 to the photodetector 13. Turning in the photodetector 13 from an optical form into an electric form, the command signal is transmitted to the decoder 14. From the decoder 14, the decoded command signal is transmitted to the signal processor 7, which sets one or another nature of the control action.
Управляющие воздействия могут, например, обеспечивать
задание режима клавиши "Enter" ("Ввод") на клавиатуре компьютера 1,
задание режима выделения некоторого объема (фрагмента) из трехмерного изображения,
задание режима пространственного перемещения курсора или выбранного фрагмента изображения по трем координатам,
задание режима изменения скорости движения выделенного фрагмента изображения вдоль по любой из координат или в произвольном направлении,
задание режима вращения выделенного фрагмента изображения вокруг любой из трех осей или их комбинации,
задание режима изменения масштаба изображения или его фрагмента независимо по каждой из координат,
задание режима изменения яркости и цвета изображения или его фрагмента,
задание режима изменения силы звука и тембра звукового сопровождения, а также осуществлять другие управляющие воздействия.Control actions may, for example, provide
setting the key mode "Enter"("Enter") on the
setting the selection mode of a certain volume (fragment) from a three-dimensional image,
setting the mode of spatial movement of the cursor or the selected image fragment in three coordinates,
setting the mode of changing the speed of the selected image fragment along any coordinate or in any direction,
setting the rotation mode of the selected image fragment around any of the three axes or their combination,
setting the zoom mode of the image or its fragment independently for each of the coordinates,
setting the mode for changing the brightness and color of the image or its fragment,
setting the mode of changing the strength of sound and the timbre of sound accompaniment, as well as carry out other control actions.
Степень воздействия (например, направление и величина смещения, направление вращения и величина угла поворота, величина масштаба по каждой из координат, степень насыщенности по каждой из трех цветовых компонент и т.д.) определяют по векторной величине разности пространственных координат контррефлекторов 21 и инфракрасных оптических излучателей 22 в момент приема командного сигнала и в текущий момент. The degree of influence (for example, the direction and magnitude of the shift, the direction of rotation and the magnitude of the angle of rotation, the magnitude of the scale for each coordinate, the degree of saturation for each of the three color components, etc.) is determined by the vector magnitude of the difference in the spatial coordinates of the
Для определения пространственных координат контррефлекторов 21 и источников инфракрасного излучения 22 производят оптическое зондирование области предполагаемого нахождения бесконтактной оптической мыши 3. To determine the spatial coordinates of the
В процессе зондирования стационарный источник зондирующего излучения 4 испускает инфракрасное излучение в направлении бесконтактной оптической мыши 3. Это излучение принимается контррефлекторами 21 и приемником зондирующего излучения 30 бесконтактной оптической мыши 3. От контррефлекторов 21 это излучение отражается в сторону оптической сканирующей системы 5. Сигнал с приемника зондирующего излучения 30 поступает на вход генератора импульсов 31, ответный импульс с которого, пройдя через усилитель 29, активизирует источники инфракрасного излучения 22, которые посылают в сторону оптической сканирующей системы 5 ответный сигнал, отличающийся по своим характеристикам от сигнала, вырабатываемого этими источниками инфракрасного излучения 22 при подаче той или иной команды. During the sensing process, a stationary probe radiation source 4 emits infrared radiation in the direction of the non-contact optical mouse 3. This radiation is received by the counterreflectors 21 and the
Сформированное первым объективом 9 изображение контррефлекторов 21 и источников инфракрасного излучения 22 проецируется на плоскую двумерную матрицу оптических приемников 10. The image of the
Сигналы, полученные с плоской двумерной матрицы 10, блоком опроса 11 подаются на процессор сигналов 7, который по координатам контррефлекторов 21 и источников инфракрасного излучения 22 определяет пространственное положение бесконтактной оптической мыши 3 следующим образом:
по координатам верхнего Q (Xq, Yq) и нижнего W(Xw, Yw) из освещенных элементов плоской двумерной матрицы оптических приемников 10 (фиг.5) (при условии Xq Xw), сигнал от которых выше некоторой заданной пороговой величины, (т. е. по номерам их строк и столбцов) рассчитывает X- и Y-координаты проекции геометрического центра R(Xr, Yr) цилиндрической панели 16, которые являются также X- и Y- координатами (Xm и Ym) бесконтактной оптической мыши 3 на основе формул
Xr=Xm=(Xq + Xw)/2, (1а)
Yr=Ym=(Yq + Yw)/2; (1б)
используя известные значения фокусного расстояния F первого объектива 9, расстояние В между верхними и нижними контррефлекторами 21 цилиндрической панели 16, разность M Yq Yw по формуле
L=(F•B)/M
рассчитывает Z-координату, т.е. расстояние L от оптической сканирующей системы 5 до бесконтактной оптической мыши 3.The signals received from the flat two-
according to the coordinates of the upper Q (X q , Y q ) and lower W (X w , Y w ) from the illuminated elements of the flat two-dimensional matrix of optical receivers 10 (Fig. 5) (under the condition X q X w ), the signal from which is higher than a certain threshold value, (i.e., by the numbers of their rows and columns) calculates the X- and Y-coordinates of the projection of the geometric center R (X r , Y r ) of the
X r = X m = (X q + X w ) / 2, (1a)
Y r = Y m = (Y q + Y w ) / 2; (1b)
using the known values of the focal length F of the first lens 9, the distance B between the upper and
L = (F • B) / M
calculates the Z coordinate, i.e. the distance L from the optical scanning system 5 to the contactless optical mouse 3.
Поскольку при любом угле поворота корпуса 15 вокруг какой-либо из осей X1, Y1, Z1 цилиндрическая панель 16 под действием груза 18 будет занимать строго вертикальное положение (Xq=Xr=Xw), то величина M не будет зависеть от величины угла поворота, что и позволит уменьшить погрешность при определении координаты дальности.Since at any angle of rotation of the
Функциональные возможности устройства позволяют не только определить пространственные координаты бесконтактной оптической мыши 3, но и углы поворота α, β и γ вокруг соответственно осей X1, Y1 и Z1 (фиг.4, 5). Углы поворота a, β и γ бесконтактной оптической мыши 3 находятся следующим образом:
определяются координаты (Xs, Ys) и (Xt, Yt) проекций источников инфракрасного излучения 22 на плоской двумерной матрице оптических приемников 10 (фиг.5),
вычисляется угол поворота g (фиг.4, 5) бесконтактной оптической мыши 3 вокруг оси Z1 по формуле
g = arctg[(Yt- Ys)/(Xt- Xs)], (3)
рассчитывается угол поворотам α (фиг.4, 5) бесконтактной оптической мыши 3 вокруг горизонтальной координатной оси X1 по формуле
a = K1•(Yt+ Ys- Yq- Yw)/2 (4)
где K1- коэффициент пропорциональности,
рассчитывается угол поворота β (фиг.4, 5) бесконтактной оптической мыши 3 вокруг вертикальной координатной оси Y1 по формуле
b = K2•(Xt+ Xs- Xq- Xw)/2 (5)
где K2- коэффициент пропорциональности.The functionality of the device allows not only to determine the spatial coordinates of the non-contact optical mouse 3, but also the rotation angles α, β and γ around the axes X 1 , Y 1 and Z 1, respectively (Figs. 4, 5). The rotation angles a, β and γ of the contactless optical mouse 3 are as follows:
the coordinates (X s , Y s ) and (X t , Y t ) of the projections of the sources of
the angle of rotation g is calculated (Figs. 4, 5) of the contactless optical mouse 3 around the axis Z 1 according to the formula
g = arctan [(Y t - Y s ) / (X t - X s )], (3)
the angle is calculated by turning α (Figs. 4, 5) of the non-contact optical mouse 3 around the horizontal coordinate axis X 1 according to the formula
a = K 1 • (Y t + Y s - Y q - Y w ) / 2 (4)
where K 1 is the coefficient of proportionality,
the rotation angle β is calculated (Figs. 4, 5) of the non-contact optical mouse 3 around the vertical coordinate axis Y 1 according to the formula
b = K 2 • (X t + X s - X q - X w ) / 2 (5)
where K 2 is the coefficient of proportionality.
Значения углов поворота α, β и γ бесконтактной оптической мыши 3 в качестве информации подаются на вход компьютера 1. The rotation angles α, β and γ of the contactless optical mouse 3 as information are fed to the input of the
Таким образом, из вышесказанного следует, что данное изобретение позволит уменьшить погрешность ввода информации в объект управления путем повышения точности определения координаты дальности бесконтактной оптической мыши, а также расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения возможности ввода в объект управления информации о пространственном положении бесконтактной оптической мыши по всем ее шести степеням свободы. Thus, from the foregoing, it follows that the invention will reduce the error of inputting information into the control object by increasing the accuracy of determining the coordinates of the range of a contactless optical mouse, as well as expand the functionality of the device by providing the ability to enter into the control object information about the spatial position of the contactless optical mouse over all her six degrees of freedom.
Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения, описанная выше и показанная на фигурах, представляет собой только возможный предпочтительный вариант его осуществления. Могут быть использованы различные вариации выполнения изобретения в отношении пополнения отдельных его узлов и последовательности проведения вычислений. It should be borne in mind that the embodiment of the invention described above and shown in the figures is only a possible preferred embodiment. Various variations of the invention may be used in relation to the replenishment of its individual nodes and the sequence of calculations.
Источники информации. Sources of information.
1. EP N 0403782, кл. G 06K 11/18, G 06F 3/033, G 06K 11/06, опубл. 27.12.90. 1. EP N 0403782, class G 06K 11/18, G 06F 3/033, G 06K 11/06, publ. 12/27/90.
2. Заявка на изобретение N 4944631/09 от 25.06.1991, кл. H 04N 13/04. 2. Application for invention N 4944631/09 from 06.25.1991, cl. H 04N 13/04.
Claims (11)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96105978A RU2099774C1 (en) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Device for information input into controlled object |
| PCT/RU1997/000085 WO1997036224A1 (en) | 1996-03-26 | 1997-03-25 | Device for inputting information to a controlled system |
| AU23124/97A AU2312497A (en) | 1996-03-26 | 1997-03-25 | Device for inputting information to a controlled system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96105978A RU2099774C1 (en) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Device for information input into controlled object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2099774C1 true RU2099774C1 (en) | 1997-12-20 |
| RU96105978A RU96105978A (en) | 1998-04-20 |
Family
ID=20178592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96105978A RU2099774C1 (en) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Device for information input into controlled object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2099774C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718613C1 (en) * | 2019-07-18 | 2020-04-09 | Общество с ограниченной ответственностью «Битроникс» | Method of controlling devices with a large number of controlled elements using a "mouse" |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2231109C2 (en) * | 2001-11-22 | 2004-06-20 | Николаев Максим Евгеньевич | Computer manipulator and manipulator lip |
-
1996
- 1996-03-26 RU RU96105978A patent/RU2099774C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| EP, патент, 0403782, кл. G 06 K 11/18, G 06 F 3/033, G 06 K 11/06, 1990. EP, патент, 0526015, кл. G 06 K 11/18, 1993. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718613C1 (en) * | 2019-07-18 | 2020-04-09 | Общество с ограниченной ответственностью «Битроникс» | Method of controlling devices with a large number of controlled elements using a "mouse" |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3807779B2 (en) | Coordinate detection device | |
| US7924441B1 (en) | Fast and high-precision 3D tracking and position measurement with MEMS micromirrors | |
| US7903261B2 (en) | Controlling a projected pattern | |
| EP3645965A1 (en) | Detector for determining a position of at least one object | |
| KR20010014970A (en) | Optical unit for detecting object and coordinate input apparatus using the same | |
| JP3204844B2 (en) | Angle detecting device and input device using the same | |
| WO1998044316A1 (en) | Adjustable area coordinate position data-capture system | |
| WO1998044316A9 (en) | Adjustable area coordinate position data-capture system | |
| JP2021076603A (en) | Photoelectric sensor and object detection method | |
| CN110082771A (en) | Photoelectric sensor and method for test object | |
| US20220113127A1 (en) | A detector for determining a position of at least one object | |
| JP2001142643A (en) | Device for inputting/detecting coordinates | |
| US5181079A (en) | Optoelectronic measurement arrangement | |
| RU2099774C1 (en) | Device for information input into controlled object | |
| RU2099775C1 (en) | Device for information input to controlled object | |
| JPH09133873A (en) | Optical apparatus for determination of direction of solid object | |
| RU2101754C1 (en) | Method for input of information to controlled object and device which implements said method | |
| JP4034328B2 (en) | Luminescence detection device and coordinate detection device | |
| Marszalec et al. | A photoelectric range scanner using an array of LED chips | |
| RU2108617C1 (en) | Method and device for remote input of information into controlled entity | |
| JP2614446B2 (en) | Distance measuring device | |
| RU2103723C1 (en) | Method for information input into controlled object and device which implements said method | |
| JPH03176718A (en) | Optical pointing apparatus | |
| JP3459969B2 (en) | Ball joint angle detector | |
| KR102068929B1 (en) | 3d camera system |