[发明专利]确定手持设备的位置和速度

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年8月28日提交的标题为“True X-Y Position，Velocity and Angular Determination of Random Motion Devices Using the Integration of Roller Ball and Optical Navigation Technologies”的第60/968,480号美国专 利申请的优先权，除了与本说明书不一致的那些部分(如果有)以外，其 整个说明书由此为了所有目的通过引用被全部并入。

技术领域

本发明的实施方式涉及图像平移(image translation)的领域，特别是涉 及确定手持图像平移设备的定位。

背景技术

传统打印设备在其它机械结构使介质在垂直的方向上前进时依赖于机 械地操作的托架来以线性方向输送打印头。当打印头在介质上移动时，可 给出图像。便携式打印机已通过减小操作机械结构的尺寸的技术而发展。 然而，提供打印头和介质之间的相对移动的原理保持与传统打印设备相 同。因此，这些机械结构限制了打印机的尺寸的减小以及可用作介质的材 料。

已经发展了手持打印设备，其表面上允许操作员在介质上操作手持设 备以便将图像打印到介质上。然而，这些设备被操作员通过设备的不可预 测和非线性的运动提出挑战。操作员运动的变化，包括设备本身的旋转， 使确定打印头的准确位置很难。这种类型的定位误差可能对被打印的图像 的质量具有有害影响。

发展了用于从目标媒体获取图像的某些手持扫描仪。在扫描期间，通 过图像传感器记录图像数据，同时通过定位传感器记录定位数据，定位传 感器用托架托住图像传感器。积累的图像数据是标记位置的，并被记录为 失真的图像数据。一旦获取了失真的图像数据，它就被处理以提供校正旋 转失真的修正的图像。该修正过程进一步依赖于所获取的图像数据的重叠 区，以便于最终图像的拼接。

虽然该过程可在扫描情况下起作用，打印情况提出其它挑战。例如， 在打印操作中，手持打印设备的定位不可被延迟而一直到介质被充分扫描 之后。此外，所捕获的图像的拼接也可能是不可用的。

发明内容

根据不同的实施方式，手持设备包括用于获得和/或接收关于邻近于设 备的表面的信息的信息模块以及用于确定手持设备的位置和/或速度中的 至少一个的位置确定装置。位置确定装置包括确定模块，确定模块配置成 根据位于邻近于设备的表面上的表面标志和/或位于输入装置上的装置标 志中的至少一个，来确定手持设备的位置和/或速度，其中表面标志和装置 标志配置成提供关于手持设备的绝对位置信息。

根据不同的实施方式，输入装置包括被支撑在框架内并包括装置标志 的滚球、可移动地支撑框架内的滚球的至少三个轴承、以及读取装置标志 的至少两个传感器。根据不同的实施方式，至少两个传感器包括CMOS成 像传感器。

根据不同的实施方式，输入装置还包括邻近于滚球的至少一个清洁托 架。根据一些实施方式，手持设备包括至少两个输入装置。根据一些实施 方式，手持设备包括至少四个输入装置。

根据不同的实施方式，装置标志包括绘制在滚球表面上的图案。根据 一些实施方式，装置标志包括嵌入滚球表面的图案。

根据一些实施方式，确定模块包括配置成从邻近的表面读取预打印的 图案的至少两个图像传感器。根据一些实施方式，至少两个图像传感器是 红外CMOS传感器。

根据不同的实施方式，手持设备是打印机。根据一些实施方式，手持 设备是扫描仪。根据一些实施方式，手持设备是配置成打印并扫描的图像 平移设备。

根据不同的实施方式，确定模块还配置成确定手持设备的预测位置。 根据一些实施方式，确定模块配置成使用二维参数曲线函数来确定手持设 备的预测位置。根据一些实施方式，二维参数曲线函数是Catmull-Rom双 三次样条函数(Bicubic Spline function)。

本发明还提供了一种方法，其包括在表面上移动手持设备，读取在表 面和/或输入装置中的至少一个上的标志，其中所述标志配置成提供绝对位 置信息，以及根据标志的读取来确定手持设备的位置和/或角度和/或速度 中的至少一个。