專利名稱：導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法，更具體地說(shuō)，涉及能基于光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度改變輸入幀選擇周期的導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法，其中通過(guò)將當(dāng)前輸入幀中的所有象素與基準(zhǔn)幀中的所有象素比較來(lái)執(zhí)行象素映射。
在U.S.專利No.5,664,139中公開(kāi)了常規(guī)的導(dǎo)航方法，是頒發(fā)給Super Lock et a1.的，標(biāo)題為“METHOD AND A COMPUTER SYSTEMFOR ALLOCATING AMD MAPPING FRAME BUFFERS INTOEXPENDED MEMORY”。參考圖2，下面將描述用于獲得當(dāng)前輸入幀和基準(zhǔn)幀間的相關(guān)值的常規(guī)的象素映射方法。
首先，獲得基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)，然后獲得當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)。接著，計(jì)算基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值。將基準(zhǔn)幀上的每個(gè)象素與當(dāng)前輸入幀上相應(yīng)的象素以及相應(yīng)象素周圍的8個(gè)象素進(jìn)行比較，并確定當(dāng)前輸入幀是否從基準(zhǔn)幀移動(dòng)了一個(gè)象素。因此，在當(dāng)前輸入幀從基準(zhǔn)幀移動(dòng)了一個(gè)象素的情況下，獲得相對(duì)于該運(yùn)動(dòng)的位移。然后，通過(guò)將舊的基準(zhǔn)幀移動(dòng)到匹配的象素來(lái)重新設(shè)置基準(zhǔn)幀。由于將常規(guī)的象素映射作為目標(biāo)來(lái)檢測(cè)在九個(gè)方向中一個(gè)象素內(nèi)的運(yùn)動(dòng)或位移，如果在一個(gè)采樣周期中光鼠標(biāo)移動(dòng)超過(guò)一個(gè)象素，光鼠標(biāo)不能跟蹤光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，從而生成誤差。為防止這種運(yùn)動(dòng)跟蹤誤差，通過(guò)增加輸入幀的采樣速度來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。然而，對(duì)增加光鼠標(biāo)的光速有限制。該常規(guī)方法在額外的功耗和噪音增加方面很不利。
另外，常規(guī)的方法不利之處在于常規(guī)的導(dǎo)航系統(tǒng)消耗大量能源并導(dǎo)致大的噪音，因?yàn)榧词垢淖児馐髽?biāo)的運(yùn)動(dòng)速度，輸入幀選擇周期還是保持不變。
本發(fā)明的實(shí)施例的特征是提供能基于光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度改變輸入幀選擇周期的導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法。
本發(fā)明的實(shí)施例的特征是提供消耗少量能源而且具有良好的噪音降低特征的導(dǎo)航系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供導(dǎo)航方法，包括步驟順序地提供包含導(dǎo)航信息的幀并生成與光傳感器的位置一致的電信號(hào)、將第一幀存儲(chǔ)到基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器中作為基準(zhǔn)幀，將第一幀后的輸入幀存儲(chǔ)到輸入幀存儲(chǔ)器中作為當(dāng)前輸入幀、在基準(zhǔn)幀上設(shè)置具有預(yù)定大小的掩膜窗(mask window)、通過(guò)全搜索比較方法，通過(guò)逐個(gè)象素移動(dòng)輸入幀上的掩膜窗，獲得輸入幀上所有象素的相關(guān)值、計(jì)算具有所有象素的最大相關(guān)值的象素的X軸和Y軸位移以及使用存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的當(dāng)前輸入幀更新基準(zhǔn)幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供導(dǎo)航方法，包括步驟順序地提供包含導(dǎo)航信息的幀，并生成表示光傳感器的位置的電信號(hào)、將第一幀存儲(chǔ)到基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器中作為基準(zhǔn)幀、將第一幀后的輸入幀存儲(chǔ)到輸入幀存儲(chǔ)器中作為當(dāng)前輸入幀、在基準(zhǔn)幀上設(shè)置具有預(yù)定大小的掩膜窗、通過(guò)相對(duì)于整個(gè)輸入幀的全搜索比較方法，逐幀移動(dòng)輸入幀上的掩膜窗，獲得相關(guān)值、計(jì)算關(guān)于具有最大相關(guān)值的象素的X軸和Y軸位移、確定光傳感器的運(yùn)動(dòng)速度以及基于光傳感器的運(yùn)動(dòng)速度選擇輸入幀選擇周期以及使用存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的當(dāng)前輸入幀更新基準(zhǔn)幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供導(dǎo)航系統(tǒng)，包括用于接收在工作臺(tái)的表面上反射的光束的光傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器，用于從光傳感器接收模擬信號(hào)以及將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)、輸入幀存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)為A/D轉(zhuǎn)換器的輸出的圖象數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器，用于在從輸入幀存儲(chǔ)器接收在前輸入幀后，將存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的在前輸入幀存儲(chǔ)為基準(zhǔn)幀、處理器，用于相對(duì)于基準(zhǔn)幀，設(shè)置掩膜窗、相對(duì)于存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的輸入幀，控制整個(gè)搜索窗、分別從輸入幀存儲(chǔ)器和基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器接收當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)以及通過(guò)將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值、以及位移檢測(cè)電路，用于通過(guò)接收處理器的輸出，檢測(cè)位移值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供導(dǎo)航系統(tǒng)，包括光傳感器，用于接收在工作臺(tái)的表面上反射的光束、A/D轉(zhuǎn)換器，用于從光傳感器接收模擬信號(hào)并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)、輸入幀存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)為A/D轉(zhuǎn)換器的輸出的圖象數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器，用于在從輸入幀存儲(chǔ)器接收在前輸入幀后，將在輸入幀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的在前輸入幀存儲(chǔ)為基準(zhǔn)幀、處理器，用于相對(duì)于基準(zhǔn)幀設(shè)置掩膜窗、相對(duì)于存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的輸入幀，控制整個(gè)搜索窗、分別從輸入幀存儲(chǔ)器和基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器接收當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)與當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)比較獲得基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)的相關(guān)值、位移檢測(cè)電路，用于通過(guò)接收處理器的輸出，檢測(cè)位移值，以及采樣控制電路，用于檢測(cè)輸入幀選擇周期并將其傳送給輸入幀存儲(chǔ)器。
在下文中，通過(guò)參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明。整個(gè)附圖中，相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
圖3描述用于獲得基準(zhǔn)幀和當(dāng)前輸入幀間的相關(guān)值的象素映射方法。
通過(guò)將當(dāng)前輸入幀上的象素與后來(lái)的輸入幀上的象素進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，其中以預(yù)定間隔時(shí)間輸入輸入幀。前輸入幀用作基準(zhǔn)幀并在基準(zhǔn)幀部分設(shè)置掩膜窗。然后，將掩膜窗與后來(lái)的輸入幀進(jìn)行比較。同時(shí)，執(zhí)行全搜索比較。即，掩膜窗上的每個(gè)象素不僅與最鄰近的象素逐個(gè)象素進(jìn)行比較，而且掩膜窗將基準(zhǔn)幀上的所有象素與后來(lái)的輸入幀上的所有象素進(jìn)行比較。例如，參考圖3，在前輸入幀(基準(zhǔn)幀)包括12×12象素，并且在包含12×12象素的基準(zhǔn)幀部分上設(shè)置包含4×4象素的掩膜窗。掩膜窗在包含12×12象素的當(dāng)前輸入幀上進(jìn)行逐個(gè)象素的移動(dòng)，并以全搜索比較的方式與當(dāng)前輸入幀進(jìn)行比較以獲得相關(guān)值。即，首先，將基準(zhǔn)幀上的掩膜窗與當(dāng)前輸入幀或采樣幀上的第一區(qū)域進(jìn)行比較，并獲得第一相關(guān)值。然后，將在基準(zhǔn)幀上的掩膜窗與當(dāng)前輸入幀上的第二區(qū)域進(jìn)行比較，并獲得第二相關(guān)值。重復(fù)這種比較直到將基準(zhǔn)幀上的掩膜窗與當(dāng)前輸入幀上的最后區(qū)域N比較完為止。然后，相對(duì)于相關(guān)值最大的位置，生成X軸和Y軸位移。位移的范圍是從當(dāng)光鼠標(biāo)從未移動(dòng)時(shí)獲得的(0，0)到當(dāng)光鼠標(biāo)移動(dòng)很遠(yuǎn)時(shí)獲得的(n，n)。最大位移“n”是由基準(zhǔn)幀上的掩膜窗和輸入幀的整個(gè)搜索窗的大小確定的，并用等式n＝(整個(gè)搜索窗的大小-掩膜窗的大小)/2表示。將獲得的表示光鼠標(biāo)的移動(dòng)距離的位移傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的控制器并用作計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)值。
圖4描述當(dāng)設(shè)置搜索區(qū)時(shí)用于獲得當(dāng)前輸入幀和基準(zhǔn)幀間的相關(guān)值的象素映射方法。在圖4中，在獲得采樣幀(當(dāng)前輸入幀)和基準(zhǔn)幀上的掩膜窗間的相關(guān)值中，不是在整個(gè)采樣幀上執(zhí)行全搜索比較，而是在采樣幀的一部分上執(zhí)行。從最新設(shè)置的采樣幀的全搜索窗當(dāng)中，將第一區(qū)域與基準(zhǔn)幀進(jìn)行比較，并獲得第一相關(guān)值。接著，將采樣幀的第二區(qū)域與基準(zhǔn)幀進(jìn)行比較并獲得第二相關(guān)值。重復(fù)這種比較直到將最后一個(gè)區(qū)域M與基準(zhǔn)幀比較并獲得最后一個(gè)相關(guān)值為止。然而，在光傾斜或光沒(méi)有入射到一個(gè)側(cè)面的情況下，或其外圍區(qū)域上檢測(cè)到采樣幀的情況下，相對(duì)于采樣幀的外圍區(qū)域的相關(guān)值是不正確的。因此，在這些情況下，通過(guò)使用圖4中所示的導(dǎo)航方法刪除采樣幀的預(yù)定部分來(lái)檢測(cè)光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。
圖5描述在基準(zhǔn)幀的初始掩膜窗具有缺陷的情況下改變掩膜窗的方法。當(dāng)初始掩膜窗具有有缺陷的象素時(shí)，通過(guò)在基準(zhǔn)幀上的方向中位移初始掩膜窗，或降低掩膜窗的大小以將有缺陷的象素排除在初始掩膜窗之外來(lái)設(shè)置不同于初始掩膜窗的掩膜窗。
圖6描述改變輸入幀選擇頻率的狀態(tài)圖。光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是由基準(zhǔn)幀和輸入幀間的相關(guān)值來(lái)確定的。輸出幀不是固定為一次性設(shè)置。當(dāng)光鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，連續(xù)輸入圖象幀，因此，使用在前輸入幀連續(xù)更新基準(zhǔn)幀。基準(zhǔn)幀的更新是在當(dāng)光鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，通過(guò)接收當(dāng)前輸入幀和用當(dāng)前輸入幀代替舊基準(zhǔn)幀來(lái)實(shí)現(xiàn)的。基準(zhǔn)幀的更新并不是無(wú)論何時(shí)檢測(cè)到光鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)就執(zhí)行，而是以規(guī)則的時(shí)間間隔，即基于采樣周期執(zhí)行。采樣周期是根據(jù)光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度，即X軸和Y軸的位移值來(lái)改變。
在狀態(tài)S/1，如果確定光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)慢于在前狀態(tài)，降低輸入幀選擇周期并將狀態(tài)S/1改變到狀態(tài)S/4。在狀態(tài)S/4，如果光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)仍然很慢，將狀態(tài)S/4改變到狀態(tài)S/16。在狀態(tài)S/4，如果光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)快于在前狀態(tài)S/1，則將狀態(tài)S/4改變到S/1狀態(tài)，其中縮短采樣周期。另外，在狀態(tài)S/16，如果光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)變得更快，那么將狀態(tài)S/16改變到狀態(tài)S/4。另外，在狀態(tài)S/16，如果光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)變得更快，則將狀態(tài)S/16改變到狀態(tài)S/4，最后達(dá)到狀態(tài)S/1。然而，在狀態(tài)S/16，光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)既不快也不慢，保持狀態(tài)S/16。
圖7是用于解釋用于確定輸入幀的采樣選擇，即基準(zhǔn)幀更新周期的方法的時(shí)序圖。如圖4所示，在狀態(tài)S/4的采樣選擇周期是狀態(tài)S/1的四倍，并且在狀態(tài)S/16的采樣周期是狀態(tài)S/4的四倍。
在采樣周期期間，光傳感器以預(yù)定時(shí)間間隔接收輸入幀數(shù)據(jù)。因此，如果光傳感器運(yùn)動(dòng)很快，在S/1狀態(tài)采樣周期更新基準(zhǔn)幀。另外，如果光傳感器的運(yùn)動(dòng)變得慢，在S/4狀態(tài)采樣周期更新基準(zhǔn)幀。另外，光傳感器移動(dòng)特別慢，在S/16狀態(tài)采樣周期更新基準(zhǔn)幀。另一方面，當(dāng)光傳感器以預(yù)定周期的采樣周期操作時(shí)，可能引起運(yùn)動(dòng)誤差。因此，為降低光傳感器的這種運(yùn)動(dòng)誤差，必須另外獲得輸入幀數(shù)據(jù)。如圖7所示，需要另外的周期的脈沖來(lái)獲得這種另外的輸入幀數(shù)據(jù)。
如上所述，如果輸入幀選擇周期改變，根據(jù)光傳感器的運(yùn)動(dòng)，幀頻也改變。因此，即使光傳感器反復(fù)地移動(dòng)慢或快，也能精確地檢測(cè)光傳感器的這種運(yùn)動(dòng)。
圖8描述表示導(dǎo)航方法的流程圖。
參考圖8，在步驟S1期間，將在初始階段生成的第一圖象幀存儲(chǔ)在基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器中作為基準(zhǔn)幀。在步驟S2期間，將后來(lái)的輸入幀連續(xù)地存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中。在步驟S3期間，在基準(zhǔn)幀上設(shè)置具有預(yù)定大小的掩膜窗。在步驟S4期間，為全搜索比較，在輸入幀上逐個(gè)象素地移動(dòng)掩膜窗并且獲得相對(duì)于每個(gè)象素的相關(guān)值。在步驟S5期間，在相關(guān)值最大的位置，獲得X軸和Y軸位移以及在步驟S6期間，輸出位移值。接著，在步驟S7期間，確定光傳感器的運(yùn)動(dòng)是快還是慢以及通過(guò)監(jiān)控在前輸入幀的采樣周期來(lái)控制采樣周期。在步驟S8期間，使用輸入幀更新基準(zhǔn)幀。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)航系統(tǒng)的框圖。參考圖9，導(dǎo)航系統(tǒng)包括接收在工作臺(tái)(未示出)的表面上反射的光束的光傳感器91、以及A/D轉(zhuǎn)換器92，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)、輸入幀存儲(chǔ)器94。用于存儲(chǔ)作為A/D轉(zhuǎn)換器92的輸出的圖象數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93，用于接收和存儲(chǔ)存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器94中的在前輸入幀數(shù)據(jù)、處理器95，用于相對(duì)于存儲(chǔ)在基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93中的基準(zhǔn)幀設(shè)置掩膜窗，相對(duì)于存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器94中的輸入幀控制整個(gè)搜索窗，分別從基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93和輸入幀存儲(chǔ)器94接收基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和輸入幀數(shù)據(jù)，并通過(guò)將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)與輸入幀數(shù)據(jù)比較計(jì)算它們的相關(guān)值、以及位移檢測(cè)電路96，用于通過(guò)接收處理器95的輸出，檢測(cè)位移值DOUT。
下面將描述如圖9中所示的導(dǎo)航系統(tǒng)的操作。
將從光電二極管(未示出)發(fā)出的光束入射到工作臺(tái)(未示出)上，并在工作臺(tái)的表面上反射。通過(guò)透鏡(未示出)，將反射光束輸入到光傳感器91。光傳感器91將圖象數(shù)據(jù)傳送給A/D轉(zhuǎn)換器94，并將圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。然后將數(shù)字信號(hào)保存在輸入幀存儲(chǔ)器94中作為當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)，然后將保存在輸入幀存儲(chǔ)器中的當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)傳送給基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93并保存在基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93中作為基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)。使用存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器94中的當(dāng)前輸入幀，連續(xù)更新存儲(chǔ)在基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93中的基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)。處理器95從基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93接收基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)，從輸入幀存儲(chǔ)器94接收當(dāng)前輸入幀，并將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)與當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并獲得它們的相關(guān)值。處理器95在存儲(chǔ)于基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器93中的基準(zhǔn)幀上設(shè)置掩膜窗并控制存儲(chǔ)于輸入幀存儲(chǔ)器94中的輸入幀上的整個(gè)搜索窗。位移檢測(cè)電路96從處理器95接收相關(guān)值，檢測(cè)X軸和Y軸位移并將它們傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的控制器，以便通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上的位移移動(dòng)光標(biāo)。


圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的導(dǎo)航系統(tǒng)的框圖。參考圖10，導(dǎo)航系統(tǒng)包括光傳感器101、A/D轉(zhuǎn)換器102，用于將模塊信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)、輸入幀存儲(chǔ)器104，用于存儲(chǔ)從A/D轉(zhuǎn)換器102輸出的圖象數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103，用于存儲(chǔ)存儲(chǔ)于輸入幀存儲(chǔ)器104中的在前輸入幀數(shù)據(jù)、處理器105，用于相對(duì)于存儲(chǔ)于基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103中的基準(zhǔn)幀，設(shè)置掩膜窗，相對(duì)于存儲(chǔ)于輸入幀存儲(chǔ)器104中的輸入幀，控制整個(gè)搜索窗，分別從基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103和輸入幀存儲(chǔ)器104接收基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和輸入幀數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)與輸入幀數(shù)據(jù)比較來(lái)獲得相關(guān)值、位移檢測(cè)電路106，用于通過(guò)接收處理器105的輸出檢測(cè)位移，以及控制器107，用于確定輸入幀選擇周期。
下面將描述圖10所示的導(dǎo)航系統(tǒng)的操作。
將從光電二極管(未示出)發(fā)出的光束入射到工作臺(tái)(未示出)上，并在工作臺(tái)的表面上反射。通過(guò)透鏡(未示出)，將反射光束輸入到光傳感器101。光傳感器101將模擬圖象數(shù)據(jù)傳送給A/D轉(zhuǎn)換器104，并將模擬圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)圖象數(shù)據(jù)。然后將數(shù)字信號(hào)圖象數(shù)據(jù)保存在輸入幀存儲(chǔ)器104中作為輸入幀數(shù)據(jù)，然后將保存在輸入幀存儲(chǔ)器中的輸入幀數(shù)據(jù)傳送給基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103并保存在基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103中作為基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)。使用輸入幀存儲(chǔ)器104中的當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)，連續(xù)更新基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103中的基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)。處理器105從基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103接收基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)，從輸入幀存儲(chǔ)器104接收當(dāng)前輸入幀，并將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)與當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并計(jì)算相關(guān)值。處理器105相對(duì)于在存儲(chǔ)于基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器103中的基準(zhǔn)幀設(shè)置掩膜窗并相對(duì)于存儲(chǔ)于輸入幀存儲(chǔ)器104中的輸入幀，控制整個(gè)搜索窗。位移檢測(cè)電路106從處理器105接收相關(guān)值，檢測(cè)X軸和Y軸位移并將它們傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的控制器，以便通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上的位移移動(dòng)光標(biāo)。采樣控制電路107檢測(cè)光鼠標(biāo)移動(dòng)快還是慢，并基于光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度確定輸入幀選擇周期，同時(shí)監(jiān)視在前輸入幀的選擇周期。
在此公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，盡管采用了特殊的術(shù)語(yǔ)，但僅是在一般的或描述性的意義上使用和解釋它們，并不是為了限定目的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將可以理解，在不脫離由下述的權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明可做出形式和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)航方法，包括步驟順序地提供包含導(dǎo)航信息的幀并生成對(duì)應(yīng)于光傳感器的位置的電信號(hào)；將第一幀存儲(chǔ)到基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器中作為基準(zhǔn)幀；將第一幀后的輸入幀存儲(chǔ)到輸入幀存儲(chǔ)器中作為當(dāng)前輸入幀；在基準(zhǔn)幀上設(shè)置具有預(yù)定大小的掩膜窗；通過(guò)全搜索比較方法，通過(guò)逐個(gè)象素移動(dòng)輸入幀上的掩膜窗，獲得輸入幀上所有象素的相關(guān)值；計(jì)算具有所有象素的最大相關(guān)值的象素的X軸和Y軸位移；以及使用存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的當(dāng)前輸入幀更新基準(zhǔn)幀。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航方法，其中獲得相關(guān)值的步驟在輸入幀中的預(yù)定區(qū)域上執(zhí)行全搜索比較。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航方法，其中當(dāng)初始掩膜窗具有缺陷時(shí)，改變掩膜窗。
4.導(dǎo)航方法包括步驟順序地提供包含導(dǎo)航信息的幀，并生成表示光傳感器的位置的電信號(hào)；將第一幀存儲(chǔ)到基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器中作為基準(zhǔn)幀；將第一幀后的輸入幀存儲(chǔ)到輸入幀存儲(chǔ)器中作為當(dāng)前輸入幀；在基準(zhǔn)幀上設(shè)置具有預(yù)定大小的掩膜窗；通過(guò)相對(duì)于所有輸入幀的全搜索比較方法，逐個(gè)象素移動(dòng)輸入幀上的掩膜窗，獲得相關(guān)值；計(jì)算關(guān)于具有最大相關(guān)值的象素的X軸和Y軸位移；基于光傳感器的運(yùn)動(dòng)速度，選擇輸入幀選擇周期；以及使用存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的當(dāng)前輸入幀更新基準(zhǔn)幀。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航方法，其中選擇輸入幀選擇周期的步驟當(dāng)確定在當(dāng)前狀態(tài)的光傳感器的運(yùn)動(dòng)速度慢于在前狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，增加輸入幀選擇周期，并且當(dāng)確定在當(dāng)前狀態(tài)的光傳感器的運(yùn)動(dòng)速度快于在前狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，降低輸入幀選擇周期。
6.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航方法，其中選擇輸入幀選擇周期的步驟通過(guò)考慮多個(gè)在前輸入幀的運(yùn)動(dòng)量來(lái)選擇輸入幀選擇周期。
7.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航方法，其中選擇輸入幀選擇周期的步驟當(dāng)需要另外的輸入幀時(shí)，生成用于降低光傳感器的運(yùn)動(dòng)誤差的另外的周期脈沖。
8.一種導(dǎo)航系統(tǒng)，包括光傳感器，用于接收在工作臺(tái)的表面上反射的光束；A/D轉(zhuǎn)換器，用于從光傳感器接收模擬信號(hào)以及將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；輸入幀存儲(chǔ)器，用于在此存儲(chǔ)作為A/D轉(zhuǎn)換器的輸出的圖象數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器，用于在從輸入幀存儲(chǔ)器接收在前輸入幀后，將存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的在前輸入幀存儲(chǔ)為基準(zhǔn)幀；處理器，用于相對(duì)于基準(zhǔn)幀設(shè)置掩膜窗，相對(duì)于存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的輸入幀，控制整個(gè)搜索窗，分別從輸入幀存儲(chǔ)器和基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器接收當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得基準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸入幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值；以及位移檢測(cè)電路，用于通過(guò)接收處理器的輸出，檢測(cè)位移值。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，還包括采樣控制電路，用于確定并將輸入幀選擇周期傳送到輸入幀存儲(chǔ)器。
全文摘要
公開(kāi)了導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法，其中航方法包括步驟順序地提供包含導(dǎo)航信息的圖象幀并生成對(duì)應(yīng)于光傳感器位置的電信號(hào)、將第一圖象幀存儲(chǔ)到基準(zhǔn)幀存儲(chǔ)器中作為基準(zhǔn)幀、將第一圖象幀后的輸入圖象幀存儲(chǔ)到輸入圖象幀存儲(chǔ)器中作為當(dāng)前輸入幀、在基準(zhǔn)幀上設(shè)置具有預(yù)定大小的掩膜窗、通過(guò)全搜索比較方法，通過(guò)逐個(gè)象素移動(dòng)輸入圖象幀上的掩膜窗，獲得輸入幀上所有象素的相關(guān)值、計(jì)算具有所有象素的最大相關(guān)值的象素的X軸和Y軸位移并且使用存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器中的當(dāng)前輸入幀更新基準(zhǔn)幀。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法可根據(jù)光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度改變輸入幀選擇周期，以便即使當(dāng)光鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)快時(shí)，也有可能檢測(cè)光鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)而不改變光傳感器的采樣速度。另外，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法與常規(guī)的導(dǎo)航系統(tǒng)和方法相比消耗較少的能源，并降低光鼠標(biāo)中存在的噪音。
文檔編號(hào)G06F12/00GK1461993SQ0311015
公開(kāi)日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2003年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月12日
發(fā)明者李芳遠(yuǎn), 郭鐘擇 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社, 艾勒博科技股份有限公司