[發明專利]一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法

有效

• 申請號: 201810792571.1
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109032387B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 蔣湘濤;王俊
• 申請（專利權）人: 華訊智控（廈門）電子科技有限公司
• 主分類號: G06F3/0354
• 分類號: G06F3/0354;G06F3/044
• 代理公司: 廈門荔信航知專利代理事務所(特殊普通合伙) 35247
• 代理人: 馬小玲

1.一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1、首先通過電源模塊分別使超聲波系統、系統處理模塊和電磁傳感定位系統通電，同時在主動電容筆的內部安裝相應的智能筆控制單元組件，分別將微處理器、MEMS六軸加速度計、陀螺儀傳感器、PVDF超聲傳感器、紅外發射管安裝在主動電容筆內，PVDF超聲傳感器、MEMS六軸加速度計及陀螺儀傳感器在主動電容筆中放置重合；

S2、然后在觸控屏上安裝多個傳感電極，且每個傳感電極之間均有一定的重疊部分，這些傳感電極可組成一個電極傳感單元，電極傳感單元可向系統處理模塊內發送傳感數據信息，同時通過觸控屏坐標分析單元可將電極傳感單元在觸控屏上形成平面坐標關系；

S3、當人們使用主動電容筆時，人們可通過主動電容筆觸碰觸控屏，主動電容筆的筆尖觸碰到觸控屏且對觸控屏的表面產生一定的壓力時，觸控屏上相應的傳感電極會對人們的觸碰操作進行電信號轉化和傳輸，此時坐標原點重建模塊會根據傳感電極在觸控屏上的位置來重建坐標原點；

S4、然后電磁傳感定位系統內的觸感壓力檢測模塊會對S3中新建的坐標原點上的壓力進行檢測，并將檢測的壓力值傳送至觸感壓力對比模塊與觸感壓力對比模塊內的響應壓力值進行比較，若達到響應壓力值時，定位分析模塊會對新建的坐標原點的位置進行分析，并確定該位置即為主動電容筆所在的位置；

S5、系統處理模塊會控制超聲波系統內的超聲波三維定位模塊和加速度/角速度三維姿態定位對新建立坐標原點的位置進行識別和確認，然后坐標值計算模塊和三維姿態計算模塊可對該位置的相應多個傳感電極的電平數據信息進行分析，分析出與之相關的電平信息數據之間的關聯關系，以紅外信號作為測距同步信號，通過三維超聲定位技術對主動電容筆進行三維實時定位，計算出超聲三維各個時刻的坐標值，啟動MEMS六軸加速度計及陀螺儀完成加速度和角速度信號的提取，利用加速度信息修正角速度信息計算出三維姿態；

S6、微處理器、MEMS六軸加速度計、陀螺儀傳感器、PVDF超聲傳感器、紅外發射管會對主動電容筆的運動情況進行檢測，并將檢測的數據傳輸至微處理器中進行處理，從而實現對主動電容筆的傾斜角進行測量；

S7、最后系統處理模塊將S4中確認的主動電容筆的位置信息，S5中計算得到的主動電容筆的方位角和S6中測量得到的主動電容筆傾斜角進行整合，并將整個的數據信息傳送至智能筆控制單元來確認主動電容筆的整體姿態情況。

2.根據權利要求1所述的一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：所述電磁傳感定位系統包括觸感壓力檢測模塊、觸感壓力對比模塊和定位分析模塊，所述觸感壓力檢測模塊的輸出端與觸感壓力對比模塊的輸入端連接，且觸感壓力對比模塊的輸出端與定位分析模塊的輸入端連接。

3.根據權利要求1所述的一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：所述超聲波系統包括超聲波三維定位模塊和加速度/角速度三維姿態定位，所述超聲波三維定位模塊的輸出端與坐標值計算模塊的輸入端連接，并且加速度/角速度三維姿態定位的輸出端與三維姿態計算模塊的輸入端連接，所述坐標值計算模塊和三維姿態計算模塊的輸出端均與控制器的輸入端連接，并且控制器的輸出端與修正模塊的輸入端連接，所述修正模塊的輸出端與信息獲取模塊的輸入端連接，并且信息獲取模塊的輸出端與輸出模塊的輸入端連接。

4.根據權利要求1所述的一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：所述超聲波三維定位模塊包括超聲傳感器、第一紅外傳感器和第二紅外傳感器。

5.根據權利要求1所述的一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：所述系統處理模塊與電極傳感單元實現雙向連接，且電極傳感單元是由N個傳感電極組成。

6.根據權利要求1所述的一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：所述系統處理模塊分別與坐標原點重建模塊、電磁傳感定位系統、觸控屏坐標分析單元、智能筆控制單元和超聲波系統實現雙向連接。

7.根據權利要求1所述的一種通過超聲波跟電磁定位雙傳感器檢測筆身姿態的方法，其特征在于：所述智能筆控制單元包括微處理器、MEMS六軸加速度計、陀螺儀傳感器、PVDF超聲傳感器和紅外發射管，所述MEMS六軸加速度計、陀螺儀傳感器、PVDF超聲傳感器和紅外發射管均與微處理器實現雙向連接。