TW201610764A - 準確定位器具之技術 - Google Patents

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Abstract

可準確定位一器具的系統包括一具有一興趣點的器具、一具有一相機和一耦合到該器具一表面之感測器的光學感測系統、一運動檢測器、以及一處理器。該光學感測系統收集一組光學感測位置資料點。該運動檢測器收集一組運動感測位置資料點。該處理器施加一校正功能在該組光學感測位置資料點上和在該組運動感測位置資料點上以提供一組經校正的位置資料點。

Description

準確定位器具之技術
本發明係有關於準確定位器具之技術。
發明背景
一器具,諸如一電子手寫筆,其位置可用相機或其他檢測方法被光學式地檢測出。一電子手寫筆可以被使用在許多應用中,包括記錄數位筆跡、指向裝置、和平板電腦和觸控螢幕。此外,一器具的該方向可以使用運動檢測器和其他裝置,諸如加速度計,來檢測。判定一器具的該方向在各種應用中會是有用的,包括涉及三維輸入和輸出的應用。
依據本發明之一實施例,係特地提出一種系統以準確定位一器具,其包含有:該器具,其中該器具包含有一興趣點;一光學感測系統以收集一組光學感測位置資料點,其中該光學感測系統包含有一相機和一感測器,其中該感測器被耦合到該器具的一表面上;耦合到該器具的一運動檢測器以收集一組運動感測位置資料點;以及一處理器以施加一校正功能在該組光學感測位置資料點和在該組 運動感測位置資料點上以提供一組經校正的位置資料點。
100‧‧‧系統
110‧‧‧器具
115‧‧‧興趣點
120‧‧‧光學感測系統
122‧‧‧相機
124‧‧‧感測器
126‧‧‧資料連接
130‧‧‧運動檢測器
132‧‧‧資料連接
140‧‧‧處理器
200‧‧‧系統
210‧‧‧光學感測系統
212‧‧‧相機
214‧‧‧感測器
216‧‧‧資料連接
220‧‧‧處理器
230‧‧‧器具
250‧‧‧系統
260‧‧‧運動檢測器
265‧‧‧資料連接
270‧‧‧處理器
280‧‧‧器具
300‧‧‧系統
310‧‧‧相機
315‧‧‧感測器
320‧‧‧發射器
325A‧‧‧信號
325B‧‧‧信號
330‧‧‧器具
400‧‧‧流程圖
405~435‧‧‧方塊
450‧‧‧流程圖
455~495‧‧‧方塊
500‧‧‧計算裝置
510‧‧‧處理器
520‧‧‧電腦可讀取儲存媒體
522‧‧‧光學感測位置資料指令
522A‧‧‧發射電磁輻射指令
522B‧‧‧接收電磁輻射指令
524‧‧‧運動感測位置資料指令
526‧‧‧判定偏移量指令
528‧‧‧校正功能指令
528A‧‧‧校準功能指令
以下的詳細描述參考到該等附圖,其中:圖1係可準確定位一器具之一示例性系統示意圖;圖2A係可準確定位一器具之一示例性系統示意圖,其包括具有數個相機的一光學感測系統;圖2B係可準確定位一器具之一示例性系統示意圖,其包括數個運動檢測器;圖3係可準確定位一器具之一示例性系統示意圖,其包括一發射器和一具有一回射表面的感測器;圖4A係可準確定位一器具之一示例性方法流程圖;圖4B係可準確定位一器具之一示例性方法流程圖,其包括判定一偏移量;圖5係可準確定位一圓柱形手寫裝置的一示例計算裝置方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
如以上所述,一器具的該位置可以使用相機或其他的光學檢測裝置或系統來判定。一器具的方向可以使用運動檢測器和其他裝置,諸如加速度計、陀螺儀、和磁力計來判定。用於定位一器具之示例應用程式包括使用一電子手寫筆的準確書寫。然而,判定器具該位置之當前的方 法和系統呈現了一些挑戰。
由於光學系統通常使用相機來對該器具或一感測器進行檢測,如果該器具或感測器變得阻擋時會發生檢測誤差。此外,光學感測位置資料的準確度會受限於該相機的該畫面速率和曝光時間,其通常會有一種相反的關係。一想要的高畫面速率可能會因較少的曝光時間只能為每一個資料點給出弱信號。較慢的畫面速率可能意味著更少的資料點,可能會導致不準確的資料。在另一方面,運動檢測器可檢測它們所附接器具之方向和相對位置。為了提供準確的絕對位置,運動檢測器可需要頻繁地校準。
本文所述的實例提供一器具的準確定位。在示例實現方式中,一種系統包括具有一興趣點的一器具、一光學感測系統以收集一組光學感測位置資料點,一耦合到該器具的一運動檢測器以收集一組運動感測位置資料點、以及一處理器以在該組光學感測位置資料點上和在該組運動感測位置資料點上施加一校正功能以提供一組經修正的位置資料點。透過使用兩組不同的位置資料點以彼此地互補和修正,實例可以提供一組更正確和準確之經修正位置資料點。以這種方式,本文的實例可以準確定位一器具。
現在請參考該等附圖,圖1描繪了一示例性系統100以準確定位一器具110。系統100可以包括該器具110、一光學感測系統120、一運動檢測器130、以及一處理器140。器具110可以具有一興趣點115。光學感測系統120可收集一組光學感測位置資料點,並且可以具有一相機122和 一感測器124。運動檢測器130可收集一組運動感測位置資料點。處理器140可以施加一校正功能。
器具110可以是其位置可被判定的一物件。器具110可以具有一興趣點115,其可以是位置將被判定的該點。在一些實例中,器具110可以是一圓柱形手寫裝置,其包含一圓柱形本體。興趣點115可位於器具110該圓柱形本體一個側端。舉例來說,器具110可以是一電子手寫裝置,諸如一觸筆。興趣點115可以是該觸筆的一尖端,以其虛擬書寫可被模擬。該觸筆尖端的位置會被判定以找到該觸筆該書寫點的該位置。
光學感測系統120可以透過使用相機122收集一組光學感應位置資料點來檢測感測器124的位置。相機122可以光學地檢測感測器124。例如,相機122可以檢測從感測器124發射出的電磁輻射。在一些實現方式中,相機122可以檢測源自另一個來源和反射自感測器124的輻射。替代地或額外地,感測器124可以發射可由相機124來檢測的輻射。相機122和感測器124操作的進一步細節將在以下針對圖2A和圖3來描述。
為了檢測器具110的該位置,感測器124可被耦合到器具110的一表面。由於相機122可以光學地檢測感測器124的位置,當在感測器124和照相機122之間的該光路受阻時,可能會出現阻擋問題。例如,器具110可能在一給定時間點上被定向使得感測器124會被遮擋在相機122視點之外。在一具體實例中,其中感測器124可被耦合到一觸筆該 圓柱形本體的一側表面,一使用者的手可能會覆蓋感測器124使得相機122無法檢測。因此,在一些實例中,諸如當器具110係具有一圓柱形本體之一圓柱形手寫裝置時,感測器124可被耦合到該圓柱體的一側端,其為興趣點115所位於之該側端的相反面。這樣子的一實例示於圖1中。這種定向可以最小化感測器124會被遮擋在相機122視野之外的機會。
在收集一組光學感測位置資料點之後,光學感測系統120可以經由一資料連接126把該組光學感測位置資料點傳輸給處理器140。資料連接126可以具有多種通信形式,包括經由電氣配線、光配線、以及各種形式的無線資料傳輸諸如藍牙。此外,資料連接126可以傳輸來自處理器140的指令來操作光學感測系統120。在一些實例中,相機122和處理器140可以是一計算裝置的一部分。
運動檢測器130可透過檢測器具110之方向和相對位置來收集一組運動感測位置資料點。運動檢測器130可以是一裝置,其可感測或檢測該裝置和/或該裝置被耦合到之物體的運動。在一些實現方式中,運動檢測器130可以有一加速度計。一加速度計可以是一裝置,其可測量在該加速度計之該參考畫面中的加速度。例如,一加速度計可以測量與地球引力有關係之該重力中的變化。例如,在重力中的一變化可被記錄為一種加速度資料點。由運動檢測器110所收集的加速度資料可透過一轉換函數,諸如透過使用雙重積分,被轉換成位置資料。運動檢測器110可檢測在多 個軸中的運動,並且可具有6軸或9軸的運動感測器。除了加速度計,運動檢測器110可以具有一陀螺儀、一磁力計、或兩者兼而有之。
在收集一組運動感測位置資料點之後,運動檢測器130可以經由一資料連接132把該組運動感測位置資料點傳輸給處理器140。資料連接132可以具有多種通信形式,包括經由電氣配線、光配線、以及各種形式的無線資料傳輸。此外,資料連接132可以傳輸來自處理器140的指令來操作運動檢測器130。
處理器140可以施加一校正功能在該組由光學感測系統120所收集的光學感測位置資料點上以及在該組由運動檢測器130所收集的運動感測位置資料點上,以提供一組經校正的位置資料點。處理器140可以是一個或多個中央處理單元(CPU)、基於半導體的微處理器、和/或適於執行該校正功能之其他的硬體裝置。在許多實例中,處理器140可以是一計算裝置的一部分,其可以是一筆記型電腦或桌上型電腦、一行動裝置、一區域網路(LAN)伺服器、一網頁伺服器、一雲端託管伺服器、或者任何其他合適的電子裝置。
處理器140可以施加該校正功能以提供一組經校正的位置資料點,其比該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點的其中之一或兩者更為正確和準確。該校正功能可以執行多個程序以提供該組經校正的位置資料點。例如,在形成該組經校正的位置資料點時,該校正功 能可把該組光學感測位置資料點作為主資料點。該組光學感測位置資料點的該準確度會受限於由相機122所擷取之該位置資料的畫面速率。要提高準確度,處理器140可以使用該組運動感測位置資料施加該校正功能進行內插來填補在該光學感應位置資料中任何的間隙或異常。
額外地或作為一種替代,該校正功能可以把該組運動感測位置資料點作為主資料點。雖然運動檢測器130可以檢測方向和運動,運動檢測器130可能無法不用校準就判定整體的位置。相應地,處理器140可以施加該校正功能以使用該組光學感測位置資料點來校準該組運動感測位置資料點以提供該組經校正的位置資料點。在一些實例中,該校正功能可以透過施加加權函數結合該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點成為該組經校正位置資料點。
此外,在一些實例中,處理器140可判定在器具110之興趣點115與光學感測系統120之感測器124間的一偏移量。因為相機122擷取該感測器124位置且因為感測器124可能不是耦合在器具110與興趣點115相同的位置上,該偏移量可被判定以相對於相機122所擷取之感測器124該位置準確定位興趣點115。該偏移量可由光學感測位置資料位置和運動感測位置資料兩者的一種函數來判定。處理器140可以根據該偏移量施加該校正功能來準確定位興趣點115。
在一些實例中,該組光學感測位置資料點可以包含有二維位置資料點。在這種情況下,相機122可以是一自 頂向下的相機其擷取在該x軸和該y軸上的位置資料。處理器140可透過解讀由運動檢測器130所擷取的該運動感測位置資料判定在興趣點115與光學感測系統120的感測器124之間的該偏移量。另外,該組運動感測位置資料點可被用於填充在該組光學感測位置資料點中的間隙。在一特定的實例中,器具110可以是一手寫筆,其中的興趣點115係該觸筆的該書寫筆尖。處理器140可透過解讀由該運動感測位置資料所得的該觸筆方向來判定在感測器124的位置與該書寫筆尖之間的該偏移量。在一些實例中,系統100可包括一書寫表面。在這些例子中,在興趣點115與該書寫表面之間的該接觸點可被使用作為一校準點或作為位置資料點的一額外來源。
在某些其他的實現中,該組光學感測位置資料點可以包括三維位置資料點。在這種情況下,相機122可以是一深度相機,其擷取在該x軸、該y軸、以及該z軸上的位置資料。處理器140可以施加該校正功能來校準該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點。例如,系統100可被使用在噴筆模式中準確定位一手寫筆110,以其一使用者可以虛擬地在三維空間中書寫或繪圖。另外,系統100可被使用來藉由把興趣點115放置在該物件的該表面上以標記一個三維物件。處理器140可利用該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點來提供一組經修正的位置資料點,其具有改善的準確度和精確度。
圖2A描繪一示例系統200其可正確地定位一器 具230,其中系統200包括一光學感測系統210與數個相機212。每一相機212可藉由檢測一感測器214的該位置來收集一組光學感測位置資料點,該感測器可耦合到器具230的一表面。每一相機212隨後可經由一資料連接216把一組光學感測位置資料點傳輸給一處理器220。
處理器230可以合併該等多組光學感測位置資料點成為一組合併的光學感測位置資料點。例如,處理器220可以藉由把來自一組或多組由相機212所收集之光學感測位置資料點的該等資料點進行三角測量來判定每一合併的位置資料點。具有多個相機212可以最小化感測器214會被遮擋在該等相機中之任一視野之外的情況。收集多組光學感測位置資料點使得系統200可提供一組合併的光學感測位置資料點,其會比任何各別的組更為正確和準確。
圖2B描繪了一示例系統250可準確定位一器具280,其中系統250包括數個運動檢測器260。每一個運動檢測器260可被耦合到其位置將被判定的一器具280。每一個運動檢測器260可以藉由使用加速度計、陀螺儀、磁力計,或其他的裝置來收集一組運動感測位置資料點。每一個運動檢測器可以經由一資料連接265把該組運動感測位置資料點傳輸到一處理器270。
處理器270可以合併該等多組運動感測位置資料點成為一組合併的運動感測位置資料點。例如,處理器270可以把來自一組或多組由運動檢測器260所收集之運動感測位置資料點之該等資料點進行平均。具有多個運動檢測 器260可以提高器具280其方向讀數的準確度。此外,具有多組運動感測位置資料可以創建冗餘資料,其有助於判定器具280的一準確位置。應被注意的是,在一些實現方式中,系統200和系統250可被結合在一起,從而使得一系統可具有一光學感測系統其具有多個相機和多個運動探測器。
圖3描繪了一示例性系統300以準確定位一器具330,其包含有一發射器320和具有一回射表面且可被耦合到器具330該表面上的一感測器315。圖3圖示出一種示例實現方式,其中系統300的該光學感測系統可收集一組位置資料點。在系統300中,發射器320可朝向器具330發射電磁輻射,且相機310可接收反射自在器具330上感測器315之該回射表面的電磁輻射。在許多實例中,器具330可以是一電子手寫裝置,諸如一觸筆。
發射器320可以是一可散發任何信號、光、輻射、或任何其他類型信號的裝置。在一些實例中,發射器320可以朝向器具330的該方向發射信號325A,以把來自感測器315的該信號反射進入相機310的該拍攝鏡頭。在這樣的佈置中,感測器315不需要電源來操作,用於創建信號325A的能量係來自發射器320。在一些實現中,發射器320可以朝向器具330和感測器315的該方向發射一紅外線信號325A。
感測器315可以是一裝置,其轉換一實體量,諸如實體位置,成為一信號325B,其可被相機310來擷取。例 如,感測器315可以經由一光學信號或一些其他形式的通信來發送其位置給相機310。在一些實例中,感測器315可以具有一回射表面,其把輻射或信號反射回其來源。例如,發射自發射器320的信號325A可被感測器315的該回射表面反射朝向相機310。反射信號325B可由相機310擷取成為一光學感應位置資料點。在一些實例中,發射器320可以發射一紅外線信號325A。紅外信號325A可以達到感測器315,並且可在感測器315的回射表面上被回反射。反射信號325B會達到相機310,在該反射的時間點提供感測器315的該位置資料。
可替代地或者額外地,感測器315本身可以發出一信號由相機310來擷取。例如,感測器315可發射電磁輻射,諸如一將由相機310所接收的紅外線信號。在這些例子中,系統300可能有或可能沒有一發射器320。在這些例子中,感測器315可能需要電力來運作,該電力可由設置在器具330上的一電源來提供。在其他的實例中,其中感測器315不發射任何信號而只反射外部所提供的信號,操作感測器315則不需要電源。
圖4A係描繪一示例方法400的一流程圖以準確定位一器具,其可包括方塊410用於收集一組光學感測位置資料點、方塊420用於收集一組運動感測位置資料點、以及方塊430用於施加一種校正功能以提供一組經校正的位置資料點。雖然在本文中方法400的執行係參考圖1的系統100來描述,用於實現方法400之其他合適的各方應是顯而易見 的,包括圖2A的系統200和圖2B的系統250。
方法400可始於方塊405並繼續到方塊410,在那裡器具110的一組光學感測位置資料點係由光學感測系統120來收集。器具110可以是,舉例來說,一手寫觸筆其以一興趣點115作為該觸筆的該書寫筆尖。該組光學感測位置資料點可在虛擬書寫的過程中被使用來判定該手寫觸筆110的該位置。
光學感測系統120可以包括一相機122和一被耦合到器具100之一表面的感測器124。感測器124可傳送其位置給相機122,其可檢測該位置資料並經由一資料連接126把它傳輸給一處理器140。在一些實例中,光學感測系統120可以包括多個相機122,其每一個可以收集一組光學感測位置資料點。
在收集一組光學感測位置資料點之後,方法400可繼續到方塊420,其中一組運動感測位置資料點係由被耦合到器具110之運動檢測器130來收集。運動檢測器130可藉由檢測器具110的方向和相對位置來收集一組運動感測位置資料點。運動檢測器130可以是一裝置,其可感測或檢測該裝置被耦合到之該器具和/或物件的運動。在一些實現方式中,運動檢測器130可包括加速度計、陀螺儀、以及磁力計中的至少一個。運動檢測器110可檢測在多個軸中的運動,並且可具有6軸或9軸運動感測器。運動檢測器130也可以經由一資料連接132把運動感測位置資料點所收集到的組傳輸給處理器140。在一些實例中,系統100可具有數個 運動檢測器130,每一個耦合到器具110並且各自收集一組運動感測位置資料點。
在收集一組運動感測位置資料點之後,方法400可繼續到方塊430,在那裏處理器140施加一校正功能到該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點以提供一組經校正的位置資料點。正如根據圖1於以上所述的,處理器140可以施加該校正功能以提供一組經校正的位置資料點,其比該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點的任一或兩者更為正確和準確。該校正功能可以執行多個程序以提供該組經校正的位置資料點。例如,在一些實例中,該校正功能可以藉由施加加權函數合併該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點成為該組經校正的位置資料點。在提供一組經校正的位置資料點之後,方法400可繼續到方塊435以停止。
圖4B係一流程圖,其描繪出包括判定一偏移量來準確定位一器具的示例性方法450。方法450可包括方塊460用於收集一組光學感測位置資料點、方塊470用於收集一組運動感測位置資料點、方塊480用於判定在一興趣點和一感測器之間的一偏移量、以及方塊490用於施加一校正功能以提供一組經校正的位置資料點。雖然在本文中方法450的執行係參考圖1的系統100來描述,用於實現方法400之其他合適的各方應是顯而易見的,包括圖2A的系統200和圖2B的系統250。
方法450可以始於方塊455,並繼續到方塊460, 其中光學感測系統120收集一組光學感測位置的資料點。方塊460可類似於方法400的方塊410。方法450可接著進行方塊470,其中運動檢測器130收集一組運動感測位置資料點。方塊470可類似於方法400的方塊420。
在收集一組光學感測位置資料點和一組運動感測位置資料點之後,方法450可繼續到方塊480,其中處理器140可判定在器具110之興趣點115和感測器124之間的一偏移量。正如根據圖1於以上所述的,相機122擷取感測器124的該位置,其可能不被耦合在與興趣點115相同的位置上。該偏移量可被判定來相對於由相機122所擷取之感測器124該位置來準確定位興趣點115。該偏移量可由一函數判定,其包括了光學感測位置資料和運動感測位置資料兩者。
在判定一偏移量之後,方法450可繼續到方塊490,其中處理器140施加校正功能到該組光學感測位置資料點以及該組運動感測位置資料點以提供一組經校正的位置資料點。正如根據圖1於以上所述的,在一些實例中,處理器140施加該校正功能以校準該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點。此外,處理器140可以根據在方塊480所判定的該偏移量施加該校正功能以準確定位興趣點115。在施加該校正功能並提供該組經校正的位置資料點之後,方法400可繼續到方塊495來停止。
圖5圖示出一示例計算裝置500以準確定位一圓柱形的手寫裝置。計算裝置500可以是,舉例來說,一筆記型電腦或桌上型電腦、一行動裝置、一區域網路(LAN)伺服 器、一網頁伺服器、一雲端託管伺服器、或任何其他的電子裝置其可以如在本文中所描述之該等實例的該方式準確定位一圓柱形手寫裝置。在圖5中所示的該實現方式中,計算裝置500包括一處理器510和一編碼有指令之非暫時性電腦可讀取儲存媒體520以準確定位可由處理器510所執行的一圓柱形手寫裝置。在一些實現方式中,計算裝置500可以是一系統的一部分,諸如圖1的系統100。
處理器510可以是一個或多個中央處理單元(CPU)、基於半導體的微處理器、和/或其他硬體裝置其適於檢索和執行儲存在機器可讀取儲存媒體520中的指令。處理器510可以提取、解碼、和執行指令522、524、526、528以執行以下所描述的該等程序。作為檢索和執行指令的一替代或附加於其,處理器510可以包括一個或多個電子電路,其包括電子元件用於執行指令522、524、526、528之一個或多個的該功能。
機器可讀取儲存媒體520可以是包含或儲存可執行指令之任何電子、磁性、光學、或其他實體儲存裝置。因此,機器可讀取儲存媒體520可以是,舉例來說,隨機存取記憶體(RAM)、一電可擦除式可編程唯讀記憶體(EEPROM)、一儲存裝置、一光碟、以及類似物。儲存媒體520可以是一非暫時性儲存媒體,其中術語「非暫時性」不包括暫時的傳播信號。如在以下面會詳細描述的,機器可讀取儲存媒體520可被編碼有光學感測位置資料指令522、動作感測位置資料指令524、判定偏移量指令526、以及校 正功能指令528。
機器可讀取儲存媒體520可以包括光學感測位置資料指令522,其可以接收由一光學感測系統收集之多組光學感測位置資料點,諸如圖1的系統120。光學感應位置資料指令522可包括發射電磁輻射指令522A和接收電磁輻射指示522B。發射指令522A可導致一發射器,諸如圖3的發射器320,以朝向將被定位之圓柱形手寫裝置發射電磁輻射。該電磁輻射可以到達一感測器,諸如感測器315,其耦合到該圓柱形手寫裝置。該感測器可具有一回射表面,其反射回該電磁輻射朝向該感測器和該光學感測系統的一相機。接收指令522B會使得相機可接收該電磁輻射。使用一發射器以收集光學感測位資料的詳細實例係在以上根據圖3所述。
機器可讀取儲存媒體520還可以包括運動感測位置資料指令524,其可以接收多組由一運動檢測器所收集的運動感測位置資料點,諸如圖1的運動檢測器130。收集一組運動感測位置資料點的詳細實例係在以上根據圖1和圖2B所述。
機器可讀取儲存媒體520還可以包括判定偏移量指令526,其可以判定在該圓柱形手寫裝置的一興趣點和耦合到該圓柱形手寫裝置的一感測器之間的一偏移量。根據圖1如上所述,該光學感測系統的該相機擷取感測器的位置,該位置可能不與該圓柱形手寫裝置的一興趣點被耦合的該位置相同。該偏移量可被判定以相對於由該相機所擷 取之該感測器位置準確定位該興趣點。判定偏移量指令526可以包括執行一函數其包括光學感測位置資料和運動感測位置資料兩者。
此外,機器可讀取儲存媒體520可以包括校正功能指令528,其可以施加一校正功能到該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點以提供一組經校正的位置資料點。校正功能指令528可以根據該偏移量施加該校正功能。此外,校正功能指令528可以包括校準功能指令528A,其中,如上面所詳細描述的,可以校準該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點。
100‧‧‧系統
110‧‧‧器具
115‧‧‧興趣點
120‧‧‧光學感測系統
122‧‧‧相機
124‧‧‧感測器
126‧‧‧資料連接
130‧‧‧運動檢測器
132‧‧‧資料連接
140‧‧‧處理器

Claims (15)

  1. 一種系統以準確定位一器具,其包含有:該器具,其中該器具包含有一興趣點;一光學感測系統以收集一組光學感測位置資料點,其中該光學感測系統包含有一相機和一感測器,其中該感測器被耦合到該器具的一表面上;耦合到該器具的一運動檢測器以收集一組運動感測位置資料點;以及一處理器以施加一校正功能在該組光學感測位置資料點上和在該組運動感測位置資料點上以提供一組經校正的位置資料點。
  2. 如請求項1之系統,其中該處理器判定在該器具之該興趣點與該光學感測系統之該感測器之間的一偏移量,並且其中該處理器根據該偏移量施加該校正功能。
  3. 如請求項2之系統,其中該組光學感測位置資料點包括二維位置資料點,並且其中該處理器藉由解讀該組運動感測位置資料點判定在該興趣點與該感測器之間的該偏移量。
  4. 如請求項2之系統,其中該組光學感測位置資料點包括三維位置資料點,並且其中校正功能校準該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點。
  5. 如請求項1之系統,其中:該器具係一包含一圓柱形本體的圓柱形手寫裝置; 該興趣點係位於該圓柱形本體的一側端;以及該光學感測系統的該感測器被耦合在該圓柱形本體的一相反的側端。
  6. 如請求項1之系統,其中:該光學感測系統包含有數個相機;每一相機收集一組光學感測位置資料點;以及該處理器合併該等數組光學感測位置資料點成一組合併的光學感測位置資料點。
  7. 如請求項1之方法,其包含有數個耦合到該器具的運動檢測器,其中:每一運動檢測器收集一組運動感測位置資料點;以及該處理器合併該等數組運動感測位置資料點成一組合併的運動感測位置資料點。
  8. 如請求項1之系統,其中:該光學感測系統包含有一發射器以朝向該器具發射電磁輻射;該感測器包含有一回射表面;以及該相機接收反射自該感測器之該回射表面的電磁輻射。
  9. 如請求項1之系統,其中該光學感測系統的該感測器包含有一發射器以發射電磁輻射,並且其中該相機接收發射自該感測器的電磁輻射。
  10. 一種方法以準確定位一器具,其包含有: 收集一組光學感測位置資料點;收集一組運動感測位置資料點;以及在該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點上施加一校正功能以提供一組經校正的位置資料點。
  11. 如請求項10之方法,其中:該組光學感測位置資料點係由包含有一相機和一感測器的一種光學感測系統所收集,其中該感測器被耦合到該器具的一表面上;以及該組運動感測位置資料點係由包含有一耦合到該器具之運動檢測器的一種運動感測系統所收集。
  12. 如請求項11之方法,其中其包含有判定在該器具之一興趣點與該光學感測系統之該感測器間的一偏移量,其中該校正功能係根據該偏移量來施加。
  13. 如請求項12之方法,其中該校正功能校準該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點。
  14. 一種計算裝置以準確定位一圓柱形手寫裝置,其包含有一處理器以:接收該圓柱形手寫裝置的一組光學感測位置資料點;接收該圓柱形手寫裝置的一組運動感測位置資料點;判定在該圓柱形手寫裝置上的一興趣點與耦合到該圓柱形手寫裝置之一感測器間的一偏移量; 施加一校正功能在該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點上以提供一組經校正的位置資料點,其中該校正功能係根據該偏移量來施加,並且其中該校正功能校準該組光學感測位置資料點和該組運動感測位置資料點。
  15. 如請求項14之計算裝置,其中耦合到該圓柱形手寫裝置的該感測器包含有一回射表面,並且其中該處理器接收該組光學感測位置資料點係藉由:使一發射器朝向該圓柱形手寫裝置發射電磁輻射;以及使一相機接收反射自該感測器之該回射表面的電磁輻射。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108958483A (zh) * 2018-06-29 2018-12-07 深圳市未来感知科技有限公司 基于交互笔的刚体定位方法、装置、终端设备及存储介质
AT522115A1 (de) * 2019-01-24 2020-08-15 Zactrack Gmbh Bühnentechnische Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Korrelationsfunktion
IT201900022206A1 (it) * 2019-11-26 2021-05-26 Pico Ideas Srls Sistema di scrittura digitale ottimizzato

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2340723A1 (en) * 1998-08-18 2000-03-02 Digital Ink, Inc. Handwriting device with detection sensors for absolute and relative positioning
US7646377B2 (en) * 2005-05-06 2010-01-12 3M Innovative Properties Company Position digitizing using an optical stylus to image a display
US8761434B2 (en) * 2008-12-17 2014-06-24 Sony Computer Entertainment Inc. Tracking system calibration by reconciling inertial data with computed acceleration of a tracked object in the three-dimensional coordinate system
WO2012088285A2 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Infinite Z, Inc. Three-dimensional tracking of a user control device in a volume
US9354725B2 (en) * 2012-06-01 2016-05-31 New York University Tracking movement of a writing instrument on a general surface
KR101995403B1 (ko) * 2012-09-14 2019-07-02 삼성전자 주식회사 스타일러스 펜, 이를 이용한 입력 처리 방법 및 그 전자 장치
KR20140044525A (ko) * 2012-10-05 2014-04-15 이재순 모션 센서 카메라를 이용한 터치 스크린 프레임 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템

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