[发明专利]确定手持设备的位置和速度

权利要求书

1.一种用于确定位置和速度的设备，所述设备包括：

框架结构；

在所述框架结构内被旋转地支撑的滚球，所述滚球具有编码在 滚球表面上的标志，所述标志被编码以表示所述滚球的经度和纬度 位置；以及

与所述滚球相邻地布置的光学成像传感器，该光学成像传感器 被配置为在所述滚球在所述框架结构内旋转时读取编码在所述滚球 表面上的标志，

其中(i)所述设备在介质上的位置，或(ii)所述设备在所述介质上 的移动速度可基于在所述设备在所述介质上移动时由所述光学成像 传感器读取的标志所指示的所述滚球的位置来确定。

2.如权利要求1所述的设备，还包括：

轴承，被配置为可移动地在所述框架内支撑所述滚球。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述光学成像传感器包括至 少两个CMOS成像传感器。

4.如权利要求1所述的设备，还包括：

与所述滚球邻近的清洁托架，该清洁托架被配置为在所述滚球 在所述框架内旋转时清扫所述滚球以免污染。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述滚球和所述光学成像传 感器构成布置在所述设备上的第一输入装置，所述设备还包括：

布置在所述设备上的第二或更多输入装置，所述第二或更多输 入装置中的每一个包括：

附加框架结构；

在所述附加框架结构内被旋转地支撑的附加滚球，所述附 加滚球具有编码在该附加滚球表面上的附加标志，所述附加标 志被编码以表示所述附加滚球相对于所述设备的位置；以及

与所述附加滚球相邻地布置的附加光学成像传感器，该附 加光学成像传感器被配置为在所述附加滚球在所述框架结构内 旋转时读取编码在所述附加滚球表面上的附加标志，

其中(i)所述设备在介质上的位置，或(ii)所述设备在所述介 质上的移动速度还可基于在所述设备在所述介质上移动时由所 述附加光学成像传感器读取的附加标志所指示的所述附加滚球 相对于所述设备的位置来确定。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述第二或更多输入装置包 括至少四个输入装置。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述标志包括绘制在所述滚 球的表面上的图案。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述标志包括嵌入所述滚球 的表面的图案。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述设备是手持设备。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述设备是打印机或扫描 仪。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述设备是用于打印和扫 描的图像平移设备。

12.一种用于确定手持设备的位置和速度的方法，所述方法包 括：

在表面上移动手持设备；

读取在所述手持设备的滚球上的标志，其中所述标志被编码以 表示所述滚球的经度和纬度位置；

在所述滚球在框架结构内旋转时，根据在所述手持设备的滚球 上的所述标志的读取，来确定所述手持设备的位置和／或角度和／或速 度中的至少一个；以及

确定所述手持设备的预测位置，

其中所述预测位置是使用二维参数曲线函数来确定的，并且

其中所述二维参数曲线函数是Catmull-Rom双三次样条函数。

13.如权利要求12所述的方法，还包括将打印材料沉积在所述 表面上。

14.如权利要求13所述的方法，还包括使用图像表示来确定所 述打印材料的沉积的水平。

15.如权利要求14所述的方法，还包括使用随所述打印材料被 沉积而更改的图像表示。

16.如权利要求12所述的方法，还包括扫描来自所述表面的信 息。

17.如权利要求16所述的方法，还包括拼接所扫描的信息以形 成完整的扫描图像。

18.如权利要求12所述的方法，还包括随所述手持设备移动而 清洁所述滚球。