WO2002071324A1 - Method and device for tracking an object - Google Patents

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WO2002071324A1
WO2002071324A1 PCT/EP2002/002400 EP0202400W WO02071324A1 WO 2002071324 A1 WO2002071324 A1 WO 2002071324A1 EP 0202400 W EP0202400 W EP 0202400W WO 02071324 A1 WO02071324 A1 WO 02071324A1
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WO
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measurement data
acceleration measurement
input device
determined
threshold value
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PCT/EP2002/002400
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Inventor
Jan Breitenbach
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
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    • G06F2203/033—Indexing scheme relating to G06F3/033
    • G06F2203/0331—Finger worn pointing device

Definitions

  • the invention relates to a method for executing object tracking, wherein acceleration measurement data are determined by means of an input device comprising inertial sensors and movable on a flat surface, for example a computer mouse, position data about the movement of the input device being calculated or displayed from these acceleration measurement data can be fed to further data processing in any way or can be used for control processes, and it is recognized during execution of the method when the input device is at rest.
  • the determined position data which are determined from the acceleration measurement data, can be used, for example, to control a cursor on a computer screen, in which case the input device is formed by a computer mouse. But this only poses an application of the method.
  • No. 4,787,051 is proposed to determine, during the execution of the method, when the input device, that is to say the computer mouse, is at rest, namely by monitoring an oscillation frequency which is due to muscle tremors of the user and is between 10 and 40 Hz , If this superimposed oscillation cannot be measured, the computer mouse is at rest and the acceleration measurement data are not integrated during this. Furthermore, a reset control signal is sent out periodically in order to set the integration units to zero.
  • the present invention is based on the object of designing the generic method for performing object tracking in such a way that the problem of drift and thus long-term stability is improved and exact position determinations can be achieved over several minutes. Furthermore, it is an object of the present invention to improve a device for executing object tracking in accordance with the preamble of claim 21 such that when a generic method is carried out the problem of the drift of the double-integrated signal and thus the long-term stability in object tracking can be improved.
  • a threshold value check is carried out quasi continuously. If the a'i Bestructungsmeß Scheme determined by the inertial sensors within a predeterminable time period T m i n are within the threshold range, is chosen such that it low and due to "noise” Includes acceleration values, but not acceleration values due to a movement of the input device, the input device is assumed to be at rest, and the determined acceleration measurement data are used to carry out a fine calibration. For this purpose, these acceleration measurement data, which were determined during the calibration period Tmin and which are within the
  • Threshold range an average Oj is calculated. It is pointed out that this mean value does not necessarily have to be the arithmetic mean value, but that it is to be understood as meaning whatever averaging or design of the individual acceleration measurement data a'i. This mean value Oj is then used as offset 0 for fine correction of the current and the following acceleration measurement data. This previously determined offset for fine correction is therefore subtracted from the actually measured acceleration measurement data. In this way, the drift of the position data determined by double integration of the acceleration measurement data is considerably reduced.
  • acceleration measurement data a'i which lie within the threshold value range are not used to calculate position data.
  • the continuous, in particular quasi-continuous calculation of correction data as offset 0 while the input device is at rest makes it possible to keep the drift of the position data obtained by double integration of the acceleration measurement data so low that, for example, a cursor controlled thereby Computer screen can be held in the same place on the screen for many minutes.
  • a plurality of calculated average values Oj which were during the suspension of the input device, in particular adjoining one another Kalibrierzeitintervalle T m i n is calculated to take into account m averages Oj and from this to calculate an averaged offset 0 and Fine correction of the current acceleration measurement data to be used.
  • This can be the last m mean values Oj.
  • the "robustness" of the object tracking is increased by determining, as offset 0, an average of the in particular last m average values Oj and using it for fine correction; In this way, peaks and outliers lose their harmful effect on the integration result.
  • a deliberate increase in the inertia of error correction is to be understood in the broadest sense. It has proven to be expedient if values between 5 and 25, preferably between 5 and 15, are selected for m.
  • a m i n g is between -0.001 and -0.01 g g and a ma ⁇ between +0.001 and +0.01 g.
  • the threshold value is expediently chosen as a function of the sensor quality, that is to say as a function of the noise behavior of the sensor.
  • the threshold values are preferably slightly above the background noise of the sensors.
  • a threshold value range between -0.001 g and +0.001 g could be selected.
  • g is 9.81 m / s 2 .
  • a further threshold value check could result in only those acceleration measurement data a'i being used to calculate position data that lie outside a second threshold value range, in order to ensure that only such acceleration measurement data a'i are used to calculate position data, which can certainly be traced back to an actual acceleration or displacement of the input device, that is to say as intended.
  • this second threshold value range is bounded by threshold values b m i n and b ⁇ ma, which are greater in magnitude than a m i n or a ma ⁇ .
  • the threshold values bn, _ are greater in magnitude than a m i n or a ma ⁇ .
  • n and b max coincide with a m i n and a max , so that each measured acceleration value a'i is used to calculate position data, i.e. is subjected to integration if it is outside the first threshold value range (a m j. n and a ma ⁇ ) lies.
  • the calibration period m i n specifies the time within which the acceleration measurement data used for the calibration.
  • the input device must n are at rest, by definition, that is, during this time interval are all Accelerometer data within the threshold range.
  • the acceleration values are only used for the fine calibration if this requirement is met.
  • T m i n should be small as possible so as many times the fine calibration can be performed as possible.
  • Preferred calibration times are between 10 and 60 ms.
  • the sampling frequency F is preferably between 300 and 1500 Hz, in particular between 300 and 1000 Hz, which means that between 300 and 1500 or between 300 and 1000 acceleration measurement data are taken per second. If the sampling frequency is too low, unacceptable errors occur due to the integration of the acceleration measurement data and during the evaluation. On the other hand, an increase in the sampling frequency is associated with an increasing computational effort, and outside of the frequency range mentioned, the performance improvement gained by the higher sampling frequency is rather small.
  • the averaging O j can advantageously be carried out according to the following formula. ⁇ a ' n
  • a non-linear amplification of the speed values calculated therefrom is carried out before further integration.
  • This nonlinear amplification can be, for example, a squaring of the speed values. It is thereby achieved that, especially with slow movements of the input device, the existing drift is weighted less strongly compared to the actual movement signal (useful signal), since these acceleration measurement data which are attributable to the drift are compared to those which can be attributed to a desired movement, are smaller. Due to the nonlinear amplification, their influence, the otherwise would be relatively large, especially with slow movements.
  • Movements that are carried out slowly in which acceleration measured values that are not due to the useful signal but to drift and would cause a large error, are thus weighted less than fast movements. If, on the other hand, the amplification only took place after the second integration, that is to say the integration of the speed values, then the larger error would also be amplified in the case of slow movements.
  • signal shape monitoring in particular in the form of frequency band monitoring
  • the acceleration measurement data determined in order to recognize signal shapes, in particular frequency ranges, of the acceleration measurement data and thereby initiate control processes.
  • An analysis of the determined acceleration measurement data according to their signal form, in particular their frequencies, is therefore carried out.
  • a computer mouse is used as an input device for controlling a cursor on a computer screen within a comparatively small frequency band.
  • the signal shape monitoring in particular in the form of frequency band monitoring
  • Acceleration measurement data is carried out in order to recognize such signal forms, in particular those acceleration ranges, which cannot be traced back to the intended object tracking, in order to thereby initiate control processes.
  • a blow to the flat surface on which the input device is located by means of a hammer would be associated with a very high frequency spectrum and could be detected as a disturbance.
  • a dropping of the input device from a low height or tapping the input device on the flat surface could be recognized.
  • frequencies for such a frequency band monitoring or evaluation are above 15 Hz. Frequencies below 15 Hz are useful signals. Pulse frequencies, however, which are above 100 Hz, can certainly no longer be traced back to the movement of the input device by the hand of a user.
  • the invention further relates to a device for performing object tracking with the features of claim 21.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of acceleration measurement data plotted over time
  • Figure 2 is a schematic representation of the integrated signal of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic representation of the process flow in block diagram form;
  • Figure 4 is a schematic representation of a miniaturized input device.
  • FIG. 1 shows the course of individual acceleration measurement data a'i taken at a frequency F in a first direction plotted against time. It can be seen that the Beschreibungsmeß Scheme remain limited within a first threshold range, by a m ⁇ n, and a m a.
  • an input device comprising inertial sensors, for example a computer mouse, is at rest and the relatively low acceleration measurement data shown in FIG. 1 are due to the "noise" of the inertial sensor under consideration. These noise data are very small in themselves. However, in the case of continuous integration, they lead to the calculation of speed values as shown schematically in FIG.
  • FIG. 1 Also indicated in FIG. 1 is an increase in the acceleration measurement data, which is shown only schematically and not to scale, at the end of the noise signals, which is attributable to a displacement of the input device, that is to say to a useful signal are .
  • the present invention addresses this problem of the drift of the dual integrated in particular
  • FIG. 3 schematically indicates an input device 2, for example a computer mouse, which can be moved on a flat surface.
  • the input device comprises two orthogonally arranged uniaxial acceleration sensors 4. Should a rotation of the input device also be detected, which is not necessary per se in computer mice, a further sensor in the form of a rotation rate sensor (gyroscope) could be provided for this.
  • a rotation rate sensor gyroscope
  • This fine calibration is carried out by in particular continuous threshold value monitoring of the acceleration measurement data taken with a sampling frequency F between 300 and 1000 Hz, if during a
  • an average value Oj is again calculated from these k measurement data.
  • a device for carrying out the method described above comprises a means 6 for carrying out a threshold value check, a means 8 for calculating the mean value 0;, a means 10 for determining the averaged offset O, a means 12 for Fine correction of the acceleration measurement data a'i and a computing means 14 for calculating position data on the movement of the input device 2 from the acceleration measurement data ai.
  • Interfaces for the transmission of information via cable, infrared or radio can be provided between the input device 2 and the means 6 and / or a unit comprising the means 6 to 14, which are not shown here.
  • a signal shape monitoring in particular frequency band monitoring
  • this can be done by frequency band filter 16. If, for example, a high-frequency area, such as can be generated by tapping the input device on a hard, flat surface, is detected, this could initiate a control process, for example relocating the cursor on a computer screen to a specific area of the screen.
  • the frequency band monitoring could also be used, for example, to encode the input keys of computer mice and, if a corresponding frequency spectrum occurs, actuation of such a key can be accepted and evaluated.
  • the input which takes place via push buttons in conventional computer mice, could be carried out via different impulses which comprise different frequency bands, so that no additional space for push buttons is required.
  • the waveform monitoring does not necessarily have to be frequency band monitoring, but it can also be carried out as monitoring the shape of the acceleration pulses or the amplitude curve.
  • Figure 4 shows a highly miniaturized version of an input device 2 'with a band-shaped
  • Fastening means 18 for fixing the input device 2 'on the fingertip of a user. After some practice, it is easily possible for a user to select different frequency bands by tapping or placing the input device 2 'on the base thereby triggering various control functions which are carried out in conventional computer mice by the left or right mouse button.

Abstract

The invention relates to a method for tracking an object, wherein acceleration measurement data is determined with the aid of an input device which comprises inertia sensors and which can be moved along a flat surface, e.g. a computer mouse. Position data relating to the movement of the input device can be calculated on the basis of said acceleration measurement data, which can be displayed or sent for further data processing in any seemingly fit manner or used for control processes. During the execution of the method it is possible to recognize if the input device is in a rest position. The method is characterized in that a threshold value check for the determined acceleration measurement data is carried out in order to improve long-term stability.

Description

Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Ausführen einer ObjektverfolgungTitle: Method and apparatus for performing object tracking
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausführen einer Objektverfolgung, wobei mittels einer Inertialsensoren umfassenden und auf einer flächenhaften Unterlage bewegbaren Eingabevorrichtung, bspw. einer Computermaus, Beschleunigungsmessdaten ermittelt werden, wobei aus diesen Beschleunigungsmeßdaten Positionsdaten über die Bewegung der Eingabevorrichtung errechnet werden, die angezeigt oder in an sich beliebiger Weise weiterer Datenverarbeitung zugeführt oder zu Steuerungsprozessen verwendet werden können, und wobei während der Ausführung des Verfahrens erkannt wird, wenn sich die Eingabevorrichtung in Ruhe befindet.The invention relates to a method for executing object tracking, wherein acceleration measurement data are determined by means of an input device comprising inertial sensors and movable on a flat surface, for example a computer mouse, position data about the movement of the input device being calculated or displayed from these acceleration measurement data can be fed to further data processing in any way or can be used for control processes, and it is recognized during execution of the method when the input device is at rest.
Die ermittelten Positionsdaten, die aus den Beschleunigungsmeßdaten ermittelt werden, können bspw. zur Steuerung eines Cursors auf einem Computerbildschirm verwendet werden, wobei solchenfalls die Eingabevorrichtung von einer Computermaus gebildet ist. Dies stellt aber nur eine Anwendung des Verfahrens dar.The determined position data, which are determined from the acceleration measurement data, can be used, for example, to control a cursor on a computer screen, in which case the input device is formed by a computer mouse. But this only poses an application of the method.
Es existiert eine Vielzahl von Eingabevorrichtungen in Form von Computermäusen, die mechanisch über eine integrierte Kugel arbeiten, deren Rotation bei Bewegung über eine flächenhafte Unterlage ausgewertet wird. Durch die hieraus gewonnenen Positionsdaten wird die Bewegung eines Cursors auf einem Computerbildschirm gesteuert. Es ist bekannt, dass diese mechanisch arbeitenden Systeme sehr anfällig bezüglich Verschmutzung, Beschaffenheit der Unterlagen und Eindringen von Feuchtigkeit sind. Ferner sind infolge der mechanisch bewegten Komponenten dieser Computermäuse Verschleißerscheinungen nicht zu verhindern.There is a multitude of input devices in the form of computer mice that work mechanically via an integrated ball, the rotation of which is evaluated when moving over a flat surface. The movement of a cursor on a computer screen is controlled by the position data obtained from this. It is known that these mechanically operating systems are very susceptible to contamination, the nature of the documents and the penetration of moisture. Furthermore, wear and tear cannot be prevented due to the mechanically moving components of these computer mice.
Es wurde bereits der Vorschlag gemacht, Computermäuse mit einer integrierten Kamera auszustatten, welche eine beleuchtete Unterlage quasi optisch abtastet. Hieraus wird die Position der Computermaus über einen integrierten Prozessor errechnet. Diese Geräte sind aber ebenfalls anfällig gegen Verschmutzung und haben ein sehr komplexen Aufbau.The proposal has already been made to equip computer mice with an integrated camera which quasi optically scans an illuminated surface. From this, the position of the computer mouse is calculated using an integrated processor. However, these devices are also susceptible to contamination and have a very complex structure.
Es wurde deshalb bereits mit US 4,787,051 der Vorschlag unterbreitet, eine Computermaus mit Inertialsensoren auszustatten, und über diese InertialsensorenIt has therefore already been proposed with US 4,787,051 to equip a computer mouse with inertial sensors, and via these inertial sensors
Beschleunigungsmeßdaten über die Bewegung der Computermaus zu ermitteln und hieraus durch zweifache Integration Positionsdaten zu errechnen.Determine acceleration measurement data on the movement of the computer mouse and from this by double integration To calculate position data.
Bei Durchführung eines derartigen gattungsgemäßen Verfahrens nach US 4,787,051 stellt sich das Problem der schlechten Langzeitstabilität aufgrund der sogenannten Drift. Diese Drift ist auf die zweifache Integration der bei ruhender Computermaus bzw. ruhender Eingabevorrichtung sehr geringen Sensorsignale, die in Form eines Hintergrundrauschens stets vorhanden sind, zurückzuführen. Bei einer Eingabevorrichtung in Form einer Computermaus, durch welche eine Cursorposition auf einem Computerbildschirm gesteuert wird, bedeutet dies, dass infolge der stets vorhandenen, wenn auch sehr geringen Beschleunigungsmeßdaten, welche die Inertialsensoren ausgeben, der Cursor langsam aus dem Bildschirm auswandert. Mit derWhen carrying out such a generic method according to US 4,787,051, the problem of poor long-term stability arises due to the so-called drift. This drift is due to the double integration of the very small sensor signals, which are always present in the form of background noise, when the computer mouse or input device is at rest. In the case of an input device in the form of a computer mouse, by means of which a cursor position on a computer screen is controlled, this means that, due to the always present, albeit very small, acceleration measurement data which the inertial sensors output, the cursor slowly migrates out of the screen. With the
US 4,787,051 wird vorgeschlagen, während der Ausführung des Verfahrens festzustellen, wenn sich die Eingabevorrichtung, also die Computermaus, in Ruhe befindet, und zwar dadurch, dass eine Oszillationsfrequenz, die auf Muskelzittern des Benutzers zurückzuführen ist und zwischen 10 und 40 Hz liegt, überwacht wird. Wenn diese überlagerte Oszillation nicht meßbar ist, so befindet sich die Computermaus in Ruhe, und währendessen werden die Beschleunigungsmeßdaten nicht integriert. Ferner wird periodisch ein Reset-Steuersignal ausgesandt, um die Integrationseinheiten auf Null zu setzen.No. 4,787,051 is proposed to determine, during the execution of the method, when the input device, that is to say the computer mouse, is at rest, namely by monitoring an oscillation frequency which is due to muscle tremors of the user and is between 10 and 40 Hz , If this superimposed oscillation cannot be measured, the computer mouse is at rest and the acceleration measurement data are not integrated during this. Furthermore, a reset control signal is sent out periodically in order to set the integration units to zero.
Bei Anwendung dieses bekannten Verfahrens nach US 4,787,051 dürfte es nicht möglich sein, bspw. einen Cursor auf einer Bildschirmseite zu "halten". Ferner werden die Integrationseinheiten nur von Zeit zu Zeit auf "Null" gesetzt .When using this known method according to US 4,787,051 it should not be possible to "hold" a cursor on a screen, for example. Furthermore, the integration units are only set to "zero" from time to time.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren zum Ausführen einer Objektverfolgung so auszubilden, dass das Problem der Drift und damit die Langzeitstabilität verbessert wird und exakte Positionsbestimmungen über mehrere Minuten erreicht werden können. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausführen einer Objektverfolgung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21 so zu verbessern, dass bei Ausführung eines gattungsgemäßen Verfahrens das Problem der Drift des zweifach integrierten Signals und damit die Langzeitstabilität bei der Objektverfolgung verbessert werden kann.Proceeding from this, the present invention is based on the object of designing the generic method for performing object tracking in such a way that the problem of drift and thus long-term stability is improved and exact position determinations can be achieved over several minutes. Furthermore, it is an object of the present invention to improve a device for executing object tracking in accordance with the preamble of claim 21 such that when a generic method is carried out the problem of the drift of the double-integrated signal and thus the long-term stability in object tracking can be improved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine Schwellwertprüfung für die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten durchgeführt wird, um zu erkennen, ob die Beschleunigungsmeßdaten innerhalb oder außerhalb eines Schwellwertbereichs liegen, der durch amin und amax begrenzt ist,This object is achieved in a generic method according to the preamble of claim 1, characterized in that a threshold test is performed for the determined Beschleunigungsmeßdaten to detect whether the Beschleunigungsmeßdaten be within or outside of a threshold range defined by a m i n and a max is limited
dass ein Ruhen der Eingabevorrichtung angenommen wird, wenn die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten über eine vorgebbare Kalibrierzeitdauer Tmin innerhalb des Schwellwertbereichs liegen,that the input device is assumed to be at rest if the determined Beschleunigungsmeßdaten over a predeterminable Kalibrierzeitdauer T m i n lie within the threshold value range,
dass aus den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten, die während der vorgebbaren Kalibrierzeitdauer Tmιn innerhalb des Schwellwertbereichs liegen (Ruhen der Eingabevorrichtung) , ein Mittelwert Oj errechnet wird,that from the determined Beschleunigungsmeßdaten lying during the predeterminable Kalibrierzeitdauer T m ι n within the threshold range (Suspension of the input device), a mean value is calculated Oj,
dass der errechnete Mittelwert Oj als Offset 0 zur Feinkorrektur der gerade aktuellen Beschleunigungsmeßdaten herangezogen wird.that the calculated mean Oj is used as offset 0 for fine correction of the current acceleration measurement data.
Der Offset kann dabei als 0 = Oj einfach von den Tmin zeitlich vorzugsweise nachfolgenden, insbesondere aktuellen Beschleunigungsmeßdaten a'i nach ai = a'i - 0 abgezogen werden. Es erweist sich als vorteilhaft, den zeitlich zuletzt berechneten Offset Oj zur Feinkalibrierung heranzuziehen, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes, beispielsweise zu Beginn des Verfahrens, wünschenswert ist.The offset can simply be subtracted as 0 = Oj from the T m i n preferably subsequent, in particular current acceleration measurement data a'i to ai = a'i - 0. It proves to be advantageous to use the last-calculated offset Oj for fine calibration, unless something else, for example at the beginning of the method, is expressly desirable.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also quasi kontinuierlich eine Schwellwertprüfung durchgeführt. Wenn innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer Tmin die durch die Inertialsensoren ermittelten Beschleunigungsmeßdaten a'i innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, der so gewählt wird, dass er geringe und auf "Rauschen" zurückzuführende Beschleunigungswerte umfasst, nicht aber auf eine Bewegung der Eingabevorrichtung zurückzuführende Beschleunigungswerte, so wird ein Ruhen der Eingabevorrichtung angenommen, und die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten werden zur Ausführung einer Feinkalibrierung verwendet. Hierzu wird aus diesen Beschleunigungsmeßdaten, die während der Kalibrierzeitdauer Tmin ermittelt wurden und die innerhalb desAccording to the method according to the invention, a threshold value check is carried out quasi continuously. If the a'i Beschleunigungsmeßdaten determined by the inertial sensors within a predeterminable time period T m i n are within the threshold range, is chosen such that it low and due to "noise" Includes acceleration values, but not acceleration values due to a movement of the input device, the input device is assumed to be at rest, and the determined acceleration measurement data are used to carry out a fine calibration. For this purpose, these acceleration measurement data, which were determined during the calibration period Tmin and which are within the
Schwellwertbereichs liegen, ein Mittelwert Oj errechnet. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei diesem Mittelwert nicht notwendigerweise um den arithmetischen Mittelwert handeln muß, sondern dass eine wie auch immer gestaltete oder gewichtete Mittelung der einzelnen Beschleunigungsmeßdaten a'i hierunter zu verstehen ist. Dieser Mittelwert Oj wird dann als Offset 0 zur Feinkorrektur der gerade aktuellen und der folgenden Beschleunigungsmeßdaten verwendet. Es wird also von den tatsächlich ermittelten Beschleunigungsmeßdaten dieser zuvor ermittelte Offset zur Feinkorrektur abgezogen. Auf diese Weise wird die Drift der durch zweifache Integration der Beschleunigungsmeßdaten ermittelten Positionsdaten erheblich reduziert.Threshold range, an average Oj is calculated. It is pointed out that this mean value does not necessarily have to be the arithmetic mean value, but that it is to be understood as meaning whatever averaging or design of the individual acceleration measurement data a'i. This mean value Oj is then used as offset 0 for fine correction of the current and the following acceleration measurement data. This previously determined offset for fine correction is therefore subtracted from the actually measured acceleration measurement data. In this way, the drift of the position data determined by double integration of the acceleration measurement data is considerably reduced.
Wenn im Zuge der Durchführung dieses Verfahrens also während der Schwellwertprüfung festgestellt wird, dass die Beschleunigungsmeßdaten außerhalb des Schwellwertbereichs liegen, so wird dieser Wert und die folgenden Werte dieser Kalibierzeitdauer Tmin nicht weiter zur Berechnung des Mittelwerts Oj herangezogen. Es wird, wenn wieder ein Ruhen der Eingabevorrichtung festgestellt wird, dann ein neuer Mittelwert Oj während einer vorgebbaren Kalibrierzeitdauer Tin bestimmt, die zweckmäßigerweise zwischen 10 ms und 60 ms liegt und während derer sämtliche Beschleunigungsmeßdaten innerhalb des Schwellwertbereichs liegen.If during the implementation of this method is thus determined during the threshold test that the Beschleunigungsmeßdaten are outside the threshold range, this value and the following values of these Kalibierzeitdauer T m i n will not be further used for the calculation of the mean value Oj. It will rest when again the input device is determined, a new mean value Oj is then determined during a predeterminable calibration time period Tin, which expediently lies between 10 ms and 60 ms and during which all acceleration measurement data lie within the threshold value range.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass diejenigen Beschleunigungsmeßdaten a'i, die innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, nicht zur Berechnung von Positionsdaten herangezogen werden.It should also be pointed out that those acceleration measurement data a'i which lie within the threshold value range are not used to calculate position data.
Bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es durch die fortlaufende, insbesondere quasi kontinuierliche Berechnung von Korrekturdaten als Offset 0 während des Ruhens der Eingabevorrichtung möglich, die Drift der durch zweifache Integration der Beschleunigungsmeßdaten gewonnenen Positionsdaten so gering zu halten, dass bspw. ein hierdurch gesteuerter Cursor eines Computerbildschirms über viele Minuten an ein und derselben Stelle des Bildschirms gehalten werden kann.When the method according to the invention is carried out, the continuous, in particular quasi-continuous calculation of correction data as offset 0 while the input device is at rest makes it possible to keep the drift of the position data obtained by double integration of the acceleration measurement data so low that, for example, a cursor controlled thereby Computer screen can be held in the same place on the screen for many minutes.
In ganz besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, aus mehreren errechneten Mittelwerten Oj, die während des Ruhens der Eingabevorrichtung, insbesondere über aneinander anschließende Kalibrierzeitintervalle Tmin errechnet wurden, m Mittelwerte Oj zu berücksichtigen und hieraus einen gemittelten Offset 0 zu errechnen und zur Feinkorrektur der gerade aktuellen Beschleunigungsmeßdaten heranzuziehen. Hierbei kann es sich um die letzten m Mittelwerte Oj handeln. Der gemittelte Offset 0 kann wieder nach ai = a'i - 0 von den Beschleunigungsmeßdaten a'i abgezogen werden.In a particularly advantageous development of the invention it is proposed that a plurality of calculated average values Oj, which were during the suspension of the input device, in particular adjoining one another Kalibrierzeitintervalle T m i n is calculated to take into account m averages Oj and from this to calculate an averaged offset 0 and Fine correction of the current acceleration measurement data to be used. This can be the last m mean values Oj. The averaged offset 0 can again be subtracted from the acceleration measurement data a'i after ai = a'i-0.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die "Robustheit" der Objektverfolgung erhöht, indem als Offset 0 ein Mittelwert der insbesondere letzten m Mittelwerte Oj ermittelt und zur Feinkorrektur verwendet wird; Spitzen und Ausreißer verlieren auf diese Weise ihre schädliche Wirkung auf das Integrationsergebnis. Man könnte auch von einer gewollten Erhöhung der Trägheit der Fehlerkorrektur sprechen. Auch hier sei erwähnt, dass der Begriff der Mittlung wie eingangs erwähnt, im weitesten Sinne zu verstehen ist. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn für m Werte zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 5 und 15 gewählt werden.In this way, according to the invention, the "robustness" of the object tracking is increased by determining, as offset 0, an average of the in particular last m average values Oj and using it for fine correction; In this way, peaks and outliers lose their harmful effect on the integration result. One could also speak of a deliberate increase in the inertia of error correction. It should also be mentioned here that the term averaging, as mentioned at the beginning, is to be understood in the broadest sense. It has proven to be expedient if values between 5 and 25, preferably between 5 and 15, are selected for m.
Es hat sich desweiteren als zweckmäßig und vorteilhaft erwiesen, wenn amin zwischen -0,001 g und -0,01 g und amaχ zwischen +0,001 g und +0,01 g liegt. Der Schwellwert wird zweckmäßigerweise abhängig von der Sensorqualität, also in Abhängigkeit des Rauschverhaltens des Sensors gewählt. Die Schwellwerte liegen vorzugsweise geringfügig über dem Grundrauschen der Sensoren. Bei qualitativ hochwertigsten Sensoren könnte also ein Schwellwertbereich zwischen -0,001 g und +0,001 g gewählt werden. Wie vorstehend erwähnt, erweist es sich als zweckmäßig den Schwellwertbereich innerhalb von -0,01 g und +0,01 g zu wählen, insbesondere zwischen -0 , 006 g und +0,006 g. g ist dabei 9,81 m/s2.It has further proved to be expedient and advantageous when a m i n g is between -0.001 and -0.01 g g and a ma χ between +0.001 and +0.01 g. The threshold value is expediently chosen as a function of the sensor quality, that is to say as a function of the noise behavior of the sensor. The threshold values are preferably slightly above the background noise of the sensors. For the highest quality sensors, a threshold value range between -0.001 g and +0.001 g could be selected. As mentioned above, it turns out it is appropriate to choose the threshold value range between -0.01 g and +0.01 g, in particular between -0.006 g and +0.006 g. g is 9.81 m / s 2 .
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken könnte über eine weitere Schwellwertprüfung erreicht werden, dass nur solche Beschleunigungsmeßdaten a'i zur Rechnung von Positionsdaten herangezogen werden, die außerhalb eines zweiten Schwellwertbereichs liegen, um sicherzustellen, dass nur solche Beschleunigungsmeßdaten a'i zur Berechnung von Positionsdaten herangezogen werden, die mit Sicherheit auf eine tatsächliche, also bestimmungsgemäß herbeigeführte Beschleunigung bzw. Verschiebung der Eingabevorrichtung zurückzuführen sind. In diesem Fall ist dieser zweite Schwellwertbereich von Schwellwerten bmin und bmaχ begrenzt, die betragsmäßig größer sind als amin bzw. amaχ. Insbesondere können die Schwellwerte bn,_.n und bmax mit amin und amax zusammenfallen, so dass jeder Beschleunigungsmeßwert a'i zur Berechnung von Positionsdaten herangezogen, also einer Integration unterworfen wird, wenn er außerhalb des ersten Schwellwertbereichs (amj.n und amaχ) liegt.According to a further idea of the invention, a further threshold value check could result in only those acceleration measurement data a'i being used to calculate position data that lie outside a second threshold value range, in order to ensure that only such acceleration measurement data a'i are used to calculate position data, which can certainly be traced back to an actual acceleration or displacement of the input device, that is to say as intended. In that case this second threshold value range is bounded by threshold values b m i n and b χ ma, which are greater in magnitude than a m i n or a ma χ. In particular, the threshold values bn, _. n and b max coincide with a m i n and a max , so that each measured acceleration value a'i is used to calculate position data, i.e. is subjected to integration if it is outside the first threshold value range (a m j. n and a ma χ) lies.
Die Kalibrierzeitdauer min gibt an, innerhalb welcher Zeit die Beschleunigungsmeßdaten, die für die Kalibrierung verwendet werden. Innerhalb dieser KalibierZeitdauer Tmin muß sich die Eingabevorrichtung per Definition in Ruhe befinden, d.h. während dieses Zeitintervalls befinden sich sämtliche Beschleunigungsmeßdaten innerhalb des Schwellbereichs. Nur wenn diese Voraussetzung erfüllt ist, werden die Beschleunigungswerte für die Feinkalibrierung verwendet. An sich sollte das Zeitintervall Tmin möglichst klein sein, damit so oft als möglich die Feinkalibrierung durchgeführt werden kann. Bevorzugte Kalibrierzeiten liegen zwischen 10 und 60 ms .The calibration period m i n specifies the time within which the acceleration measurement data used for the calibration. Within this KalibierZeitdauer T m i, the input device must n are at rest, by definition, that is, during this time interval are all Accelerometer data within the threshold range. The acceleration values are only used for the fine calibration if this requirement is met. At the time interval T m i n should be small as possible so as many times the fine calibration can be performed as possible. Preferred calibration times are between 10 and 60 ms.
Die Abtastfrequenz F, mit der Beschleunigungsmeßdaten ermittelt werden, liegt vorzugsweise zwischen 300 und 1500 Hz, insbesondere zwischen 300 und 1000 Hz, was bedeutet, dass zwischen 300 und 1500 bzw. zwischen 300 und 1000 Beschleunigungsmeßdaten pro Sekunde genommen werden. Ist die Abtastfrequenz zu gering, so treten nicht hinnehmbare Fehler durch die Integration der Beschleunigungsmeßdaten und bei der Auswertung auf. Auf der anderen Seite ist eine Erhöhung der Abtastfrequenz mit einem steigenden Rechenaufwand verbunden, und außerhalb des genannten Frequenzbereichs ist die durch die höhere Abtastfrequenz gewonnene Performanceverbesserung eher gering.The sampling frequency F, with which acceleration measurement data are determined, is preferably between 300 and 1500 Hz, in particular between 300 and 1000 Hz, which means that between 300 and 1500 or between 300 and 1000 acceleration measurement data are taken per second. If the sampling frequency is too low, unacceptable errors occur due to the integration of the acceleration measurement data and during the evaluation. On the other hand, an increase in the sampling frequency is associated with an increasing computational effort, and outside of the frequency range mentioned, the performance improvement gained by the higher sampling frequency is rather small.
Wenn während einer Kalibrierzeitdauer Tmιn Beschleunigungsmeßdaten a'i zur Mittelwertbildung 03 herangezogen werden, so bedeutet dies, dass eine Anzahl k = Tmin ' F Beschleunigungsmeßdaten berücksichtigt werden.If during a Kalibrierzeitdauer T m ι n Beschleunigungsmeßdaten a'i for averaging 0 3 used, this means that a number k = T m i n 'F Beschleunigungsmeßdaten be considered.
Die Mittelwertbildung Oj kann in vorteilhafter Weise nach der folgenden Formel durchgeführt werden. ∑ a ' n The averaging O j can advantageously be carried out according to the following formula. ∑ a ' n
Oj = n=0 ür amin < a ' n < ama k und k = Tmin ' IOj = n = 0 for a m in <a 'n <a m ak and k = Tmin ' I
Die Offset-Ermittlung aus den insbesondere letzten m Mittelwerten Oj kann vorteilhafterweise nach folgender Formel durchgeführt werden:The offset determination from the last m mean values Oj in particular can advantageously be carried out using the following formula:
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m
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m
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird nach einer ersten Integration der Beschleunigungsmeßdaten eine nichtlineare Verstärkung der hieraus errechneten Geschwindigkeitswerte vor einer weiteren Integration durchgeführt. Bei dieser nichtlinearen Verstärkung kann es sich bspw. um eine Quadatur der Geschwindigkeitswerte handeln. Hierdurch wird erreicht, dass gerade bei langsamen Bewegungen der Eingabevorrichtung die vorhandene Drift im Vergleich zum tatsächlichen Bewegungssignal (Nutzsignal) weniger stark gewichtet wird, da ja diese Beschleunigungsmeßdaten, die auf die Drift zurückzuführen sind, gegenüber denjenigen, die auf eine gewollte Bewegung zurückzuführen sind, kleiner sind. Durch die nichtlineare Verstärkung wird deren Einfluß, der sonst gerade bei langsamen Bewegungen doch verhältnismäßig groß wäre, verringert. Es werden also langsam ausgeführte Bewegungen, bei denen Beschleunigungsmeßwerte, die nicht auf das Nutzsignal sondern auf Drift zurückzuführen sind und ein großen Fehler verursachen würden, weniger gewichtet als schnelle Bewegungen. Würde hingegen die Verstärkung erst nach der zweiten Integration, also der Integration der Geschwindigkeitswerte erfolgen, so würde auch der bei langsamen Bewegungen größere Fehler verstärkt werden.According to a further inventive concept, after a first integration of the acceleration measurement data, a non-linear amplification of the speed values calculated therefrom is carried out before further integration. This nonlinear amplification can be, for example, a squaring of the speed values. It is thereby achieved that, especially with slow movements of the input device, the existing drift is weighted less strongly compared to the actual movement signal (useful signal), since these acceleration measurement data which are attributable to the drift are compared to those which can be attributed to a desired movement, are smaller. Due to the nonlinear amplification, their influence, the otherwise would be relatively large, especially with slow movements. Movements that are carried out slowly, in which acceleration measured values that are not due to the useful signal but to drift and would cause a large error, are thus weighted less than fast movements. If, on the other hand, the amplification only took place after the second integration, that is to say the integration of the speed values, then the larger error would also be amplified in the case of slow movements.
Nach einem weiteren an sich selbstständigen Erfindungsgedanken wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Signalformüberwachung, insbesondere in Form einer Frequenzbandüberwachung, bei den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten ausgeführt, um Signalformen, insbesondere Frequenzbereiche, der Beschleunigungsmeßdaten zu erkennen und hierdurch Steuerprozesse einzuleiten. Es wird also eine Analyse der ermittelten Beschleunigungsmeßdaten nach deren Signalform, insbesondere deren Frequenzen, durchgeführt. Beispielsweise findet das Führen einer Computermaus als Eingabevorrichtung zur Steuerung eines Cursors auf einem Computerbildschirm innerhalb eines vergleichsweise geringen Frequenzbands statt.According to another inventive concept that is independent of itself, when the method according to the invention is carried out, signal shape monitoring, in particular in the form of frequency band monitoring, is carried out on the acceleration measurement data determined in order to recognize signal shapes, in particular frequency ranges, of the acceleration measurement data and thereby initiate control processes. An analysis of the determined acceleration measurement data according to their signal form, in particular their frequencies, is therefore carried out. For example, a computer mouse is used as an input device for controlling a cursor on a computer screen within a comparatively small frequency band.
Insofern ist es vorteilhaft und möglich, dass die Signalformüberwachung, insbesondere in Form einer Frequenzbandüberwachung, bei den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten ausgeführt wird, um solche Signalformen, insbesondere solche Beschleunigungsbereiche, zu erkennen, die nicht auf die bestimmungsgemäße Objektverfolgung zurückzuführen sind, um hierdurch Steuerungsprozesse einzuleiten. Beispielsweise wäre ein Schlag mittels eines Hammers auf die flächenhafte Unterlage, auf der sich die Eingabevorrichtung befindet, mit einem sehr hohen Frequenzspektrum verbunden und könnte als Störung detektiert werden. In entsprechender Weise könnte ein Fallenlassen der Eingabevorrichtung aus geringer Höhe oder das Auftippen der Eingabevorrichtung auf die flächenhafte Unterlage erkannt werden.In this respect, it is advantageous and possible for the signal shape monitoring, in particular in the form of frequency band monitoring, to be carried out on the determined Acceleration measurement data is carried out in order to recognize such signal forms, in particular those acceleration ranges, which cannot be traced back to the intended object tracking, in order to thereby initiate control processes. For example, a blow to the flat surface on which the input device is located by means of a hammer would be associated with a very high frequency spectrum and could be detected as a disturbance. In a corresponding manner, a dropping of the input device from a low height or tapping the input device on the flat surface could be recognized.
Es wird nun in ganz besonders vorteilhafter Weise vorgeschlagen, dass ein vergleichsweise hochfrequenter Beschleunigungsbereich dazu verwandt wird, einen Lokalisierungssteuerungsprozeß zu initiieren. Es könnte hierdurch bspw. ein Cursor auf einen Ausgangspunkt eines Computerbildschirms zurückbewegt werden, wenn der Cursor nach langer Zeit des Ruhens "ausgewandert" ist oder die Eingabevorrichtung bewußt beiseite gelegt wurde etc. Ein Benutzer brauchte also lediglich mit dem Finger auf die Eingabevorrichtung zu tippen, mit einem Fingerknochen auf die Unterlage zu klopfen oder die Eingabevorrichtung kurz auf die Unterlage aufzutippen, um schlagartig einen (Re) Lokalisierungssteuerungsprozeß auszulösen, etwa dahingehend, dass hierdurch der Cursor auf einem Computerbildschirm an eine bestimmte Stelle plaziert wird.It is now proposed in a very particularly advantageous manner that a comparatively high-frequency acceleration range is used to initiate a localization control process. This could, for example, move a cursor back to a starting point on a computer screen if the cursor has "emigrated" after a long period of rest or the input device has been deliberately set aside etc. A user therefore only had to tap the input device with his finger, tapping on the pad with a finger bone or briefly tapping the input device on the pad in order to suddenly trigger a (re) localization control process, for example in such a way that this places the cursor on a Computer screen is placed in a specific place.
Die Frequenzen für eine derartige Frequenzbandüberwachung bzw. -auswertung liegen oberhalb von 15 Hz. Frequenzen unterhalb von 15 Hz sind Nutzsignale. Impulsfrequenzen, die aber über 100 Hz liegen, können mit Sicherheit nicht mehr auf die Bewegung der Eingabevorrichtung durch die Hand eines Benutzers zurückgeführt werden.The frequencies for such a frequency band monitoring or evaluation are above 15 Hz. Frequencies below 15 Hz are useful signals. Pulse frequencies, however, which are above 100 Hz, can certainly no longer be traced back to the movement of the input device by the hand of a user.
Die Erfindung betrifft desweiteren eine Vorrichtung zum Ausführen einer Objektverfolgung mit den Merkmalen des Anspruchs 21.The invention further relates to a device for performing object tracking with the features of claim 21.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen sowie aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:Further features, details and advantages result from the attached patent claims as well as from the drawing and the following description of a preferred embodiment of the invention. The drawing shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung von über der Zeit aufgetragenen Beschleunigungsmeßdaten;FIG. 1 shows a schematic representation of acceleration measurement data plotted over time;
Figur 2 eine schematische Darstellung des integrierten Signals nach Figur 1;Figure 2 is a schematic representation of the integrated signal of Figure 1;
Figur 3 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs in Blockdiagrammform; Figur 4 eine schematische Darstellung einer miniaturisierten Eingabevorrichtung.Figure 3 is a schematic representation of the process flow in block diagram form; Figure 4 is a schematic representation of a miniaturized input device.
Die Figuren 1 und 2 sollen das Phänomen der sogenannten Drift verdeutlichen. Figur 1 zeigt über der Zeit aufgetragen den Verlauf einzelner mit einer Frequenz F genommenen Beschleunigungsmeßdaten a'i in einer ersten Richtung. Man erkennt, dass die Beschleunigungsmeßdaten zunächst innerhalb eines Schwellwertbereichs, begrenzt durch amιn und ama verbleiben. Während dieser Zeit befindet sich eine Inertialsensoren umfassende Eingabevorrichtung, bspw. eine Computermaus, in Ruhe und die in Figur 1 dargestellten verhältnismäßig geringen Beschleunigungsmeßdaten sind auf das "Rauschen" des betrachteten Inertialsensors zurückzuführen. Diese Rausch-Daten sind für sich genommen sehr gering. Sie führen aber bei kontinuierlicher Integration zu Errechnung von Geschwindigkeitswerten wie in Figur 2 schematisch dargestellt ist, zu einem verhältnismäßig rasch anwachsenden Geschwindigkeitswert Vx und damit verbunden zu einem großen Fehlsignal, welches sich bei weiterer Integration zur Erzeugung von Positionsdaten der Eingabevorrichtung und deren Verstärkung innerhalb kürzester Zeit so nachteilig auswirken kann, dass das Verfahren unbrauchbar wird. Ebenfalls in Figur 1 angedeutet ist am Ende der Rausch-Signale eine lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellte Zunahme der Beschleunigungsmeßdaten, die auf ein Verschieben der Eingabevorrichtung, also auf ein Nutzsignal zurückzuführen sind .Figures 1 and 2 are intended to illustrate the phenomenon of so-called drift. FIG. 1 shows the course of individual acceleration measurement data a'i taken at a frequency F in a first direction plotted against time. It can be seen that the Beschleunigungsmeßdaten remain limited within a first threshold range, by a m ι n, and a m a. During this time, an input device comprising inertial sensors, for example a computer mouse, is at rest and the relatively low acceleration measurement data shown in FIG. 1 are due to the "noise" of the inertial sensor under consideration. These noise data are very small in themselves. However, in the case of continuous integration, they lead to the calculation of speed values as shown schematically in FIG. 2, to a relatively rapidly increasing speed value V x and, in connection therewith, to a large false signal which, upon further integration, generates position data of the input device and its amplification within a very short time Time can be so detrimental that the process becomes unusable. Also indicated in FIG. 1 is an increase in the acceleration measurement data, which is shown only schematically and not to scale, at the end of the noise signals, which is attributable to a displacement of the input device, that is to say to a useful signal are .
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit diesem Problem der Drift der insbesondere zweifach integriertenThe present invention addresses this problem of the drift of the dual integrated in particular
Beschleunigungsmeßdaten und versucht die hiermit verbundenen Probleme zu eliminieren.Accelerometer data and tries to eliminate the problems associated with it.
In Figur 3 ist schematisch angedeutet eine Eingabevorrichtung 2, bspw. eine Computermaus, die auf einer flächenhaften Unterlage bewegbar ist. Es kann sich hierbei aber auch um eine an sich beliebige Eingabevorrichtung, welche zum Zwecke der Objektverfolgung auf einer körperlichen Oberfläche bewegbar ist, handeln. Die Eingabevorrichtung umfasst zwei orthogonal angeordnete einachsige Beschleunigungssensoren 4. Sollte, was bei Computermäusen an sich nicht erforderlich ist, auch eine Rotation der Eingabevorrichtung erfasst werden, so könnte hierfür ein weiterer Sensor in Form eines Drehratensensors (Gyroskop) vorgesehen werden.FIG. 3 schematically indicates an input device 2, for example a computer mouse, which can be moved on a flat surface. However, this can also be any input device that is movable per se on a physical surface for the purpose of object tracking. The input device comprises two orthogonally arranged uniaxial acceleration sensors 4. Should a rotation of the input device also be detected, which is not necessary per se in computer mice, a further sensor in the form of a rotation rate sensor (gyroscope) could be provided for this.
Beim Einschalten der Computermaus wird automatisch eine Grobkalibrierung durchgeführt, um insbesondere die Neigung der Unterlage zu kompensieren. Durch diese Grobkalibrierung wird der Einfluß der Schwerkraft eliminiert. Da sich ein geringer Offset zu den Beschleunigungsmeßdaten, die auf eine gewollte Verschiebung der Eingabevorrichtung zurückzuführen sind, jedoch signifikant im Ergebnis der numerischen Auswertung der Daten auswirkt, wird eine quasi kontinuierliche Feinkalibrierung, die nachfolgend beschrieben wird, ausgeführt. Die Feinkalibrierung korrigiert außerdem geringe Neigungsunterschiede der Unterlage, auf der die Eingabevorrichtung ruht oder bewegt wird.When the computer mouse is switched on, a rough calibration is carried out automatically, in particular to compensate for the inclination of the surface. The influence of gravity is eliminated by this rough calibration. However, since a slight offset to the acceleration measurement data, which can be attributed to a deliberate displacement of the input device, has a significant effect on the result of the numerical evaluation of the data, a quasi continuous fine calibration, which is described below. The fine calibration also corrects slight differences in inclination of the base on which the input device rests or is moved.
Diese Feinkalibrierung erfolgt durch eine insbesondere kontinuierliche Schwellwertüberwachung der mit einer Abtastfrequenz F zwischen 300 und 1000 Hz genommenen Beschleunigungsmeßdaten, wenn während einerThis fine calibration is carried out by in particular continuous threshold value monitoring of the acceleration measurement data taken with a sampling frequency F between 300 and 1000 Hz, if during a
Kalibrierzeitdauer min zwischen 10 und 60 ms im Zuge dieser Schwellwertprüfung festgestellt wird, dass die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten a'i innerhalb des Schwellwertbereichs, der durch amin und amaχ gewählt ist zwischen -0,006 g und +0,006 g liegen, so wird definitionsgemäß ein Ruhen der Eingabevorrichtung 2 angenommen, und es wird dann etwa nach folgender Formel ein Mittelwert Oj dieser Beschleunigungsmeßdaten ermittelt, wobei die Anzahl k der hierfür zu berücksichtigenden Beschleunigungsmeßdaten durch k = F " Tmin bestimmt ist. Tmin liegt dabei in der Größenordnung einiger Millisekunden, vorzugsweise zwischen 10 und 60 ms .Calibration period m i n between 10 and 60 ms in the course of this threshold value check, it is found that the determined acceleration measurement data a'i are between -0.006 g and +0.006 g within the threshold value range selected by a m in and a ma χ By definition, the input device 2 is at rest, and an average value Oj of this acceleration measurement data is then determined approximately according to the following formula, the number k of the acceleration measurement data to be taken into account for this being determined by k = F "T m in. T m in is in the On the order of a few milliseconds, preferably between 10 and 60 ms.
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Wenn in der daran anschließenden Zeit Tmin wiederum die Beschleunigungsmeßdaten a'i innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, so wird aus diesen k Meßdaten wiederum ein Mittelwert Oj berechnet. Dieser Mittelwert Oj kann zur Korrektur der daran anschließenden Beschleunigungsmeßdaten nach der Formel ai = a'i - Oj verwendet werden.
Figure imgf000019_0001
If in the subsequent time T m in the acceleration measurement data a'i again lie within the threshold value range, an average value Oj is again calculated from these k measurement data. This mean value Oj can be used to correct the subsequent acceleration measurement data according to the formula ai = a'i - Oj.
Es hat sich hiervon ausgehend aber als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Robustheit dieser Offset-Bestimmung dadurch erhöht wird, dass nicht nur ein Mittelwert Oj , insbesondere der letzte Mittelwert Oj sondern mehrere Mittelwerte Oj , insbesondere die letzten m Mittelwerte Oj berücksichtigt werden, indem hieraus ein gemittelter Offset 0, etwa nach folgender Formel berechnet und der Korrektur zugrunde gelegt wird:Based on this, it has proven to be particularly advantageous if the robustness of this offset determination is increased by taking into account not only one mean value Oj, in particular the last mean value Oj, but several mean values Oj, in particular the last m mean values Oj an average offset 0, calculated approximately according to the following formula and used as the basis for the correction:
mm
0 = 0n n=j-m m0 = 0 n n = jm m
Die eigentliche Feinkorrektur der Beschleunigungswerte ai erfolgt dann über die Gleichung ai = a ' i - 0. Auf diese Weise kann die Drift durch Temperatureinflüsse, Sensorgenauigkeit oder sonstige Einwirkungen, insbesondere Neigungsunterschiede der Unterlage, automatisch und quasi kontinuierlich korrigiert werden. Durch die sehr kurze Kalibrierzeit Tmin wird dieser Vorgang vom Benutzer nicht wahrgenommen. Es genügt also eine extrem kurze Zeit der Nichtbewegung, also des Ruhens der Eingabevorrichtung im vorstehend erörterten Sinne, um die vorstehend erläuterten Kalibrierungsvorgänge durchzuführen. Wenn aber während der Schwellwertprüfung festgestellt wird, dass die Beschleunigungsmeßdaten nicht mehr innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, also eine Verlagerung der Eingabevorrichtung 2 vorgenommen wird, so werden diese Beschleunigungsmeßdaten nicht zur Mittelwertberechnung Oj herangezogen und vorzugsweise auch die übrigen Beschleunigungsmeßdaten dieses Zeitintervalls min werden nicht zur Feinkalibrierung verwendet. Die Beschleunigungsmeßdaten werden dann mit dem zuletzt berechneten Offset 0 nach ai = a'i - O korrigiert und dem Rechenmittel zugeführt, wo aus den Beschleunigungsmeßdaten ai Positionsdaten ermittelt werden. Wenn die Eingabevorrichtung 2 das nächste Mal wieder für eine Zeitdauer Tmin (Kalibrierzeitdauer) in Ruhe ist, so wird ein neuer Mittelwert Oj bzw. ein neuer gemittelter Offset 0 berechnet, der dann bei der Feinkorrektur zugrunde gelegt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens umfasst neben der die Inertialsensoren 4 umfassenden Eingabevorrichtung 2 ein Mittel 6 zum Durchführen einer Schwellwertprüfung, ein Mittel 8 zum Errechnen des Mittelwerts 0;,, ein Mittel 10 zum Bestimmen des gemittelten Offsets O, ein Mittel 12 zum Feinkorrigieren der Beschleunigungsmeßdaten a'i sowie ein Rechenmittel 14 zum Errechnen von Positionsdaten über die Bewegung der Eingabevorrichtung 2 aus den Beschleunigungsmeßdaten ai.The actual fine correction of the acceleration values ai is then carried out using the equation ai = a 'i - 0. In this way, the drift can be corrected automatically and quasi continuously by temperature influences, sensor accuracy or other influences, in particular differences in inclination of the base. The very short calibration time T m i n this process is not perceived by the user. An extremely short period of non-movement, that is to say of the input device being at rest in the sense discussed above, is therefore sufficient to carry out the calibration processes explained above. But if it is detected during the threshold test that the Beschleunigungsmeßdaten not lie within the threshold range, ie, a displacement of the input device 2 is made, these Beschleunigungsmeßdaten are not used for average value calculation Oj and preferably also the remaining Beschleunigungsmeßdaten this time interval m i n are not to Fine calibration used. The acceleration measurement data are then corrected with the last calculated offset 0 to ai = a'i-O and fed to the computing means, where position data are determined from the acceleration measurement data ai. If the input device 2, the next time is again for a time T m i n (Kalibrierzeitdauer) at rest, a new average Oj or a new average offset 0 is calculated, which is then used as a basis for the fine correction. In addition to the input device 2 comprising the inertial sensors 4, a device for carrying out the method described above comprises a means 6 for carrying out a threshold value check, a means 8 for calculating the mean value 0;, a means 10 for determining the averaged offset O, a means 12 for Fine correction of the acceleration measurement data a'i and a computing means 14 for calculating position data on the movement of the input device 2 from the acceleration measurement data ai.
Zwischen der Eingabevorrichtung 2 und dem Mittel 6 und/oder einer die Mittel 6 bis 14 umfassenden Einheit können Schnittstellen zur Übertragung von Informationen über Kabel, Infrarot oder Funk vorgesehen sein, die hier nicht dargestellt sind.Interfaces for the transmission of information via cable, infrared or radio can be provided between the input device 2 and the means 6 and / or a unit comprising the means 6 to 14, which are not shown here.
Es ist desweiteren möglich, zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Vorgängen eine Signalformüberwachung, insbesondere eine Frequenzbandüberwachung, bei den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten a'i durchzuführen, um Beschleunigungsbereiche bzw. charakteristische Signalverläufe, insbesondere Frequenzbänder, von Beschleunigungsmeßdaten zu erkennen und hierdurch Steuerprozesse einzuleiten. Dies kann, wie schematisch in Figur 3 angedeutet, durch Frequenzbandfilter 16 geschehen. Wird bspw. ein hochfrequenter Bereich, wie er durch ein Auftippen der Eingabevorrichtung auf einer harten ebenen Unterlage erzeugt werden kann, detektiert, so könnte hierdurch ein Steuerungsprozeß, bspw. ein Relokalisieren des Cursors auf einem Computerbildschirm an einen bestimmten Bereich des Bildschirms eingeleitet werden. Durch die Frequenzbandüberwachung könnten aber auch bspw. die Eingabetasten von Computermäusen codiert werden und beim Auftreten eines entsprechenden Frequenzspektrums eine Betätigung einer solchen Taste angenommen und ausgewertet werden. Die Eingabe, die bei herkömmlichen Computermäusen über Taster erfolgt, könnte über verschiedene Impulse, die unterschiedliche Frequenzbänder umfassen, ausgeführt werden, so dass kein zusätzlicher Bauraum für Taster mehr erforderlich ist. Wie erwähnt muß die Signalformüberwachung nicht notwendigerweise eine Frequenzbandüberwachung sein, sondern sie kann auch als Überwachung der Form der Beschleunigungsimpulse oder des Amplitudenverlaufs ausgeführt werden.It is also possible, in addition to the processes described above, to carry out a signal shape monitoring, in particular frequency band monitoring, on the acceleration measurement data a'i ascertained, in order to identify acceleration ranges or characteristic signal profiles, in particular frequency bands, of acceleration measurement data and thereby initiate control processes. As indicated schematically in FIG. 3, this can be done by frequency band filter 16. If, for example, a high-frequency area, such as can be generated by tapping the input device on a hard, flat surface, is detected, this could initiate a control process, for example relocating the cursor on a computer screen to a specific area of the screen. The frequency band monitoring could also be used, for example, to encode the input keys of computer mice and, if a corresponding frequency spectrum occurs, actuation of such a key can be accepted and evaluated. The input, which takes place via push buttons in conventional computer mice, could be carried out via different impulses which comprise different frequency bands, so that no additional space for push buttons is required. As mentioned, the waveform monitoring does not necessarily have to be frequency band monitoring, but it can also be carried out as monitoring the shape of the acceleration pulses or the amplitude curve.
Bild 4 zeigt eine stark miniaturisierte Ausführung einer Eingabevorrichtung 2 ' mit einem bandförmigenFigure 4 shows a highly miniaturized version of an input device 2 'with a band-shaped
Befestigungsmittel 18 zum Festlegen der Eingabevorrichtung 2' an der Fingerkuppe eines Benutzers. Nach einiger Übung ist es für einen Benutzer leicht möglich, durch verschieden starkes Antippen oder Aufsetzen der Eingabevorrichtung 2' auf die Unterlage verschiedene Frequenzbänder anzuwählen, um hierdurch verschiedene Steuerfunktionen, die bei herkömmlichen Computermäusen durch die linke bzw. rechte Maustaste ausgeführt werden, auszulösen. Fastening means 18 for fixing the input device 2 'on the fingertip of a user. After some practice, it is easily possible for a user to select different frequency bands by tapping or placing the input device 2 'on the base thereby triggering various control functions which are carried out in conventional computer mice by the left or right mouse button.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Ausführen einer Objektverfolgung, wobei mittels einer Inertialsensoren umfassenden und auf einer flächenhaften Unterlage bewegbaren Eingabevorrichtung, beispielsweise einer Computermaus,Method for executing object tracking, an input device, for example a computer mouse, comprising an inertial sensor and being movable on a flat surface,
Beschleunigungsmeßdaten ermittelt werden, wobei aus diesen Beschleunigungsmeßdaten Positionsdaten über die Bewegung der Eingabevorrichtung errechnet werden, die angezeigt oder in an sich beliebiger Weise weiterer Datenverarbeitung zugeführt oder zu Steuerungsprozessen verwendet werden können, und wobei während der Ausführung des Verfahrens erkannt wird, wenn sich die Eingabevorrichtung in Ruhe befindet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwellwertprüfung für die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten durchgeführt wird, um zu erkennen, ob die Beschleunigungsmeßdaten innerhalb oder außerhalb eines Schwellwertbereichs liegen, der durch amin und amaχ begrenzt ist, dass ein Ruhen der Eingabevorrichtung angenommen wird, wenn die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten über eine vorgebbare Kalibrierzeitdauer Tmin innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, dass aus den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten, die während der vorgebbaren Kalibrierzeitdauer Tmin innerhalb des Schwellwertbereichs liegen (Ruhen der Eingabevorrichtung) , ein Mittelwert Oj errechnet wird, dass der errechnete Mittelwert Oj als Offset 0 zur Feinkorrektur von Beschleunigungsmeßdaten a'i herangezogen wird.Acceleration measurement data are determined, position data on the movement of the input device being calculated from these acceleration measurement data, which data can be displayed or in any other way fed to further data processing or used for control processes, and during the execution of the method it is recognized when the input device is in Is at rest, characterized in that a threshold value check is carried out for the determined acceleration measurement data in order to recognize whether the acceleration measurement data lie within or outside a threshold value range, which is limited by a m in and a ma χ, that the input device is assumed to be at rest, if the determined acceleration measurement data lie within the threshold value range over a predeterminable calibration time period T m , that from the determined acceleration measurement data during the predeterminable Kalibrierzeitdauer T m i n within the threshold range are (Suspension of the input device), a mean value Oj is calculated, that the calculated average value is used as an offset Oj 0 for fine correction of Beschleunigungsmeßdaten a'i.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den fortlaufend errechneten Mittelwerten Oj jeweils m Mittelwerte Oj berücksichtigt und hieraus ein gemittelter Offset 0 ermittelt wird und dieser Offset 0 zur Feinkorrektur von Beschleunigungsmeßdaten a'i herangezogen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that from the continuously calculated mean values O j in each case m mean values Oj are taken into account and an average offset 0 is determined from this and this offset 0 is used for fine correction of acceleration measurement data a'i.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für m Werte zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 5 und 15 gewählt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that values between 5 and 25, preferably between 5 and 15 are selected for m.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass amιn zwischen -0,001 g und -0,01 g und amax zwischen +0,001 g und +0,001 g liegt.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a m ι n is between -0.001 g and -0.01 g and a m ax between +0.001 g and +0.001 g.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass amin zwischen -0,003 g und -0,008 g und amax zwischen +0,003 g und +0,008 g liegt5. The method according to claim 4, characterized in that a m i n is between -0.003 g and -0.008 g and a m ax between +0.003 g and +0.008 g
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Beschleunigungsmeßdaten a'i, die innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, nicht zur Berechnung von Positionsdaten herangezogen werden.6. Method according to one or more of the above Claims, characterized in that those acceleration measurement data a'i which lie within the threshold value range are not used for the calculation of position data.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur solche Beschleunigungsmeßdaten a'i, zur Berechnung von Positionsdaten herangezogen werden, die außerhalb eines zweiten Schwellwertbereichs liegen.7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that only those acceleration measurement data a'i are used for the calculation of position data which lie outside a second threshold value range.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwellwertbereich von Schwellwerten bmιn und bma begrenzt ist, deren Betrag > amin bzw. > amax ist8. The method according to claim 7, characterized in that the second threshold value range is limited by threshold values b m ι n and bma, the amount of which is> a m in or> a max
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Schwellwertbereich zusammenfallen .9. The method according to claim 8, characterized in that the first and the second threshold value range coincide.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastfrequenz F, mit der Beschleunigungsmeßdaten ermittelt werden, zwischen 300 und 1500 Hz, insbesondere zwischen 300 und 1000 Hz liegt.10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sampling frequency F, with which acceleration measurement data are determined, is between 300 and 1500 Hz, in particular between 300 and 1000 Hz.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierzeitdauer Tmιn zwischen 10 ms und 60 ms liegt,11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Calibration period T m ι n is between 10 ms and 60 ms,
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass k Beschleunigungsmeßdaten a'i zur Mittelwertbildung Oj herangezogen werden, wobei k = Tmin * F12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that k acceleration measurement data a'i are used for averaging Oj, where k = Tmin * F
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwertbildung Oj nach13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the averaging according to
kk
∑ a ' n Oj = n=o für amin < a ' n < amaχ k und k = Tmin ' F∑ a ' n Oj = n = o for a m i n <a' n <a ma χ k and k = T m in ' F
durchgeführt wird.is carried out.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Offsetermittlung nach 14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the offset determination according to
On O n
0 = n=j -m m0 = n = j -m m
durchgeführt wird.is carried out.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer ersten Integration der Beschleunigungsmeßdaten eine nicht lineare Verstärkung der hieraus errechneten Geschwindigkeitswerte durchgeführt wird.15. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that after a first integration of the acceleration measurement data, a non-linear amplification of the speed values calculated therefrom is carried out.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht lineare Verstärkung eine Quadratur der Geschwindigkeitswerte durchgeführt wird.16. The method according to claim 15, characterized in that a quadrature of the speed values is carried out as a non-linear amplification.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalformüberwachung, insbesondere eine Frequenzbandüberwachung, bei den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten ausgeführt wird, um Signalformbereiche, insbesondere Frequenzbereiche, der Beschleunigungsmeßdaten zu erkennen und hierdurch Steuerprozesse einzuleiten.17. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that signal shape monitoring, in particular frequency band monitoring, is carried out on the determined acceleration measurement data in order to identify signal shape ranges, in particular frequency ranges, of the acceleration measurement data and thereby initiate control processes.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalformüberwachung, insbesondere Frequenzbandüberwachung, bei den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten ausgeführt wird, um solche Signalformen, insbesondere Frequenzbereiche, der Beschleunigungsmeßdaten zu erkennen, die nicht auf die bestimmungsgemäße Objektverfolgung zurückzuführen sind, um hierdurch Steuerprozesse einzuleiten.18. The method according to claim 17, characterized in that the waveform monitoring, in particular frequency band monitoring, is carried out on the determined acceleration measurement data in order to recognize those signal shapes, in particular frequency ranges, of the acceleration measurement data which cannot be traced back to the intended object tracking in order to thereby initiate control processes.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein vergleichsweise hochfrequenter Beschleunigungsbereich dazu verwandt wird, einen Lokalisierungssteuerprozess zu initiieren.19. The method according to claim 18, characterized in that a comparatively high-frequency acceleration range is used to initiate a localization control process.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Frequenzbereich oberhalb von 15 Hz überwacht wird.20. The method according to claim 19, characterized in that a frequency range above 15 Hz is monitored.
21. Vorrichtung zum Ausführen einer Objektverfolgung, mit einer Inertialsensoren (4) umfassenden und auf einer flächenhaften Unterlage bewegbaren Eingabevorrichtung (2), beispielsweise einer Computermaus, zur Ermittlung von Beschleunigungsmeßdaten a'i, mit einem Rechenmittel (14) zum Errechnen von Positionsdaten über die Bewegung der Eingabevorrichtung aus Beschleunigungsmeßdaten, wobei die Positionsdaten angezeigt oder in an sich beliebiger Weise weiterer Datenverarbeitung zugeführt oder zu Steuerungsprozessen verwendet werden können, gekennzeichnet durch ein Mittel (6) zum Durchführen einer Schwellwertprüfung für die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten, um zu erkennen, ob die Beschleunigungsmeßdaten innerhalb oder außerhalb eines Schwellwertbereichs liegen, der durch Schwellwerte amin und amax begrenzt ist, ein Ruhen der Eingabevorrichtung (2) angenommen wird, wenn die ermittelten Beschleunigungsmeßdaten über eine vorgebbare Kalibrierzeitdauer Tmin innerhalb des Schwellwertbereichs liegen, ein Mittel (8) zum Errechnen eines Mittelwerts Oj aus den ermittelten Beschleunigungsmeßdaten a'i, die während der vorgebbaren Kalibrierzeitdauer Tmιn innerhalb des Schwellwertbereichs liegen (Ruhen der Eingabevorrichtung) , ein Mittel (12) zum Feinkorrigieren der21. Device for executing object tracking, with an input device (2) comprising inertial sensors (4) and movable on a flat surface, for example a computer mouse, for determining acceleration measurement data a'i, with a computing means (14) for calculating position data about the Movement of the input device from acceleration measurement data, the position data being displayed or being fed to further data processing in any way per se or being used for control processes, characterized by means (6) for carrying out a threshold value check for the determined acceleration measurement data in order to recognize whether the acceleration measurement data lie within or outside a threshold value range which is limited by threshold values a m in and a max , assuming that the input device (2) is at rest , when the determined Beschleunigungsmeßdaten over a predeterminable Kalibrierzeitdauer T m i n lie within the threshold value range, means (8) for calculating an average value a'i Oj from the determined Beschleunigungsmeßdaten lying during the predeterminable Kalibrierzeitdauer T m ι n within the threshold range (Resting the input device), a means (12) for fine-tuning the
Beschleunigungsmeßdaten a'i, die dann der Berechnung der Positionsdaten durch das Rechenmittel zugrunde gelegt werden, anhand des errechneten Mittelwerts Oj als Offset 0.Acceleration measurement data a'i, which are then used as a basis for the calculation of the position data by the computing means, on the basis of the calculated mean value Oj as offset 0.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch ein Mittel (10) zum Bestimmen eines gemittelten Offsets 0 aus errechneten Mittelwerten Oj, wobeijeweils m Mittelwerte Oj berücksichtigt werden, und dieser Offset 0 zur Feinkorrektur von Beschleunigungsmeßdaten herangezogen wird. 22. The apparatus according to claim 21, characterized by a means (10) for determining an averaged offset 0 from calculated mean values Oj, wherein m mean values Oj are taken into account in each case, and this offset 0 is used for fine correction of acceleration measurement data.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (2) mit den Inertialsensoren (4) von einem Empfangsgerät getrennt ausgebildet ist, welches Empfangsgerät das Rechenmittel (12), das Mittel (6) zum Durchführen der Schwellwertprüfung, das Mittel (8) zum Errechnen des Mittelwerts Oj und das Mittel (12) zum Feinkorrigieren der Beschleunigungsmeßdaten ai umfasst, und zwischen der Eingabevorrichtung (2) und dem Empfangsgerät Schnittstellen zur Übertragung von Informationen vorgesehen sind.23. The device according to claim 21 or 22, characterized in that the input device (2) with the inertial sensors (4) is formed separately from a receiving device, which receiving device the computing means (12), the means (6) for performing the threshold value test, the Means (8) for calculating the mean value Oj and the means (12) for fine-tuning the acceleration measurement data ai, and interfaces between the input device (2) and the receiving device are provided for the transmission of information.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 - 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (2) ein im wesentlichen staub- und verschmutzungsdichtes sowie feuchtigkeitsdichtes geschlossenes Gehäuse aufweist.24. Device according to one of claims 21-23, characterized in that the input device (2) has a substantially dust and dirt-tight and moisture-tight closed housing.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 - 24, gekennzeichnet durch zwei in einem Winkel, vorzugsweise orthogonal angeordnete einachsige Inertialsensoren oder einen zweiachsigen Inertialsensor . 25. Device according to one of claims 21-24, characterized by two single-axis inertial sensors arranged at an angle, preferably orthogonally, or a two-axis inertial sensor.
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