[實用新型]光標定位系統

無效

• 申請號: 200920067554.8
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN201465045U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 袁鴻軍
• 申請（專利權）人: 袁鴻軍
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033;G06F3/038;G06T7/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本實用新型屬于電子信息技術領域，涉及一種定位系統，尤其涉及一種光標定位系統。

背景技術

現有的計算機鼠標，按照結構來分通常分為機械鼠標、光電鼠標。

機械鼠標在出現之初，是通過滑動電位器來判斷它的移動方向，所以它的靈敏度低、磨損大。但是隨著技術的進步，機械鼠標吸收了光電鼠標的一些設計，由純機械式結構發展成為了光學機械式鼠標，光學機械式鼠標采用了與純機械式鼠標不同的編碼器，并使用了一個滾球靠在兩個轉軸上的結構。經過多年的發展，光學機械式鼠標成為了目前技術最為成熟的一種鼠標，結構簡單、成本低廉，到現在仍然是市場上享有一定份額。

光電鼠標是1981年由Dick?Lyon和Steve?Kirsch實用新型的，這種沒有滾球的鼠標采用光學定位，最初的光電必須和特殊額墊板配合才能使用，造成諸多不便。隨著技術的進步，光電鼠標最終拋棄了墊板，工作的時候通過發送一束紅色的光線照射到桌面上，然后通過桌面不同顏色或凹凸點的運動和反射來判斷鼠標的運動。光電鼠標的精度相對來說要高一些，再加上重量輕，不用定期清潔鼠標，因此以前常用于需要精確定位的設計領域。目前隨著成本的降低，也逐漸推廣開來。

上述兩種鼠標的缺陷在于，均需要放在一個平整的接觸面上，通過該接觸面來完成移動光標的操作，因此用戶不得不在一個狹小的空間內操作；常此以往，容易生成職業病，對用戶的健康有不利影響。

此外，有一種空中鼠標，是基于陀螺和加速度計來實現，這種鼠標價格過于昂貴。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種光標定位系統，可以隨心所欲的在空間范圍內使用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種光標定位系統，其包括圖像攝取單元、圖像處理及解算單元、數據發送單元、數據接收單元、處理單元；圖像攝取單元用以拍攝圖像，并把拍攝的各幀圖像發送至一圖像處理及解算單元；圖像處理及解算單元用以把所述圖像攝取單元與隨機拍攝的物體間的相對三維運動處理成光標位置補償數據，而后傳輸至一數據發送單元；所述圖像攝取單元的三維運動引起其視野中隨機拍攝的物體的像的運動，根據所述隨機拍攝的物體的像的二維運動驅動光標的運動；數據發送單元用以把所述計算得到的光標位置補償發送至一數據接收單元；數據接收單元用以接收數據發送單元發送的光標位置補償，并把該光標位置補償發送至一處理單元中；處理單元用以驅動光標在相應位置顯示。

作為本實用新型的一種優選方案，所述隨機拍攝的物體作為所述圖像攝取單元三維運動的瞬時測量基準。

作為本實用新型的一種優選方案，所述圖像處理及解算單元記錄第i幀圖像中瞬時測量基準的像點的位置；所述圖像處理及解算單元通過模板匹配的方法尋找所述瞬時測量基準在第i+1幀圖像中的像點；所述圖像處理及解算單元根據上述兩像點的位置計算隨機拍攝的物體的像點的二維運動。

作為本實用新型的一種優選方案，所述圖像攝取單元把拍攝的第i幀圖像發送至圖像處理及解算單元；每經過一次拍攝，i的值加1；所述圖像處理及解算單元取得瞬時測量基準的像點，并把其位置賦予位置C；所述圖像處理及解算單元在第i+1幀圖像中匹配尋找在拍攝第i幀時的瞬時測量基準的像點；若匹配尋找瞬時測量基準的像點成功，把匹配尋找成功的最佳匹配位置賦予位置D；位置偏移向量V’＝D-C；光標位置Q＝Q’+V；其中，Q為本次移動后的光標位置，Q’為本次移動前的光標位置；V為光標位置補償量，V＝k*V’，k為比例系數。

作為本實用新型的一種優選方案，所述圖像攝取單元為攝像機；選取位于攝像機光軸Z軸上的空間點P(0，0，z)作為攝像機三維運動的瞬時測量基準；所述瞬時測量基準的像點位于像平面的中心。

作為本實用新型的一種優選方案，所述圖像攝取單元攝取i幀圖像時，取圖像攝取單元的坐標系為相對坐標系o₀；取該坐標系中取位于z軸上的點P([00z]^T)作為瞬時測量基準，瞬時測量基準P的像位于像平面的中心p₀(00)；

圖像攝取單元發生運動(Rt)后，形成新的坐標系o₁，此時攝取第i+1幀圖像，瞬時測量基準P的像的位置移動到p₁(u?v)；線性攝像機成像模型