專(zhuān)利名稱：運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，尤其涉及一種通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的傳感器，并配合操作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)及判別數(shù)學(xué)式的使用，以精確地求得運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向及速度的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
一般光學(xué)式的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器(例如，市售的光學(xué)鼠標(biāo))以影像傳感器陣列(Image Sensor Array)擷取模塊運(yùn)動(dòng)所在表面的連續(xù)陣列影像信息，并經(jīng)由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D Converter)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)由數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)從各連續(xù)陣列影像間捕獲關(guān)聯(lián)信息，并通過(guò)所捕獲的關(guān)聯(lián)性以判別該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的位移信息。
然而，在DSP計(jì)算處理部分，上述一般光學(xué)式的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器所實(shí)行的連續(xù)陣列影像比對(duì)(Image-Matching)，都以區(qū)塊比對(duì)(Block-Matching)來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的運(yùn)動(dòng)。如圖1所示，其為公知判斷運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的移動(dòng)方向的示意圖。區(qū)塊比對(duì)是將經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的影像數(shù)據(jù)切割成每塊n×n大小的區(qū)塊(Block)(最小可以傳感器本身為單位，即1×1)，并比對(duì)目前圖框A1上各區(qū)塊的影像，相對(duì)于前一個(gè)參考圖框(reference frame)A2里的各區(qū)塊或依不同的算法所指定的相關(guān)區(qū)塊，經(jīng)過(guò)比對(duì)與若干運(yùn)算判斷后，以取得在二維空間的位移量M1(目前圖框A1的位移量)。但是，由于影像傳感器陣列因?yàn)橹圃斓囊蛩?，各個(gè)傳感器之間常會(huì)有特性差異所造成的均勻度問(wèn)題。另外，線路本身的噪聲、相關(guān)光機(jī)構(gòu)的制造誤差以及生產(chǎn)調(diào)教誤差等，都會(huì)使得即將要進(jìn)行運(yùn)算判斷的由傳感器陣列產(chǎn)生的連續(xù)陣列影像信息造成些微的誤差，此種誤差即易造成后續(xù)運(yùn)算及判斷的誤差，而連帶地造成運(yùn)動(dòng)方向以及速度判斷的誤差。
為了解決上述問(wèn)題，一般運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器制造商的解決方法有兩種第一種是消極地舍棄這些有誤差的圖框(frame)，使鼠標(biāo)指針保持在原位，不做任何的移動(dòng)，造成運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的輸出會(huì)有劇跳(Jump)的現(xiàn)象；第二種仍然使用這個(gè)有誤差的圖框來(lái)做比對(duì)，但并無(wú)任何的正確方向判斷的能力，因此便很容易造成所判斷的運(yùn)動(dòng)軌跡抖動(dòng)或移動(dòng)錯(cuò)誤的現(xiàn)象；另一種方式利用先前數(shù)張連續(xù)的圖框影像信息(frame imageinformation)間的關(guān)聯(lián)性來(lái)猜測(cè)(Estimation)或預(yù)測(cè)(Predict)即將發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，并與經(jīng)由實(shí)際檢測(cè)到的連續(xù)的圖框影像信息(frame image information)運(yùn)算所得運(yùn)動(dòng)信息做比較，在針對(duì)比較后的差異情形作若干修正后，作為最后的運(yùn)動(dòng)判別信息。
然而，上述方法需要均勻度較佳的傳感器陣列(sensor array)、以及較復(fù)雜的表達(dá)式。
由上可知，上述公知的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法在實(shí)際使用上顯然具有不便與缺失存在，而有待加以改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)所要解決的技術(shù)問(wèn)題，提供一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其通過(guò)一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的參考基準(zhǔn)傳感器及多個(gè)比對(duì)傳感器以擷取感測(cè)數(shù)據(jù)，并配合操作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)及數(shù)學(xué)式的使用，不但能減少傳感器的使用、及簡(jiǎn)化公知復(fù)雜的運(yùn)算法，還能大幅降低原始感測(cè)數(shù)據(jù)易受光機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)制程、電性噪聲、及傳感器間差異等影響效應(yīng)，以提高運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置的抗干擾能力。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其步驟包括有首先，提供一具有參考基準(zhǔn)傳感器及多個(gè)比對(duì)傳感器的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊，其中該參考基準(zhǔn)傳感器具有一參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)，這些比對(duì)傳感器具有多個(gè)相對(duì)應(yīng)的比對(duì)點(diǎn)(r1，r2，…，rN)；接著，依據(jù)這些傳感器取樣的時(shí)間順序(k＝1，2，3，…)，重復(fù)檢測(cè)以取得該參考基準(zhǔn)傳感器的參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])，及這些比對(duì)傳感器的比對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)(r1[k]，r2[k]，…，rN[k])；再者，從這些感測(cè)數(shù)據(jù)中，各選取一段感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L；然后，對(duì)這些感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)運(yùn)算，以取得參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])及比對(duì)域數(shù)據(jù)(R1[K]，R2[K]，…，RN[K]，其中K＝1，2，3，…，L)；接下來(lái)，通過(guò)一方向判別數(shù)學(xué)式，取得一與該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])最為接近的近似比對(duì)操作域數(shù)據(jù)(Rx[K]，其中x可為1，2，…，或N)；最后，通過(guò)該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])與該比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K])，反推取得與該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)的行徑最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)(rx)，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向。
優(yōu)選地，所述比對(duì)傳感器可排列成口字型、圓型、半圓型、ㄇ字型、菱形或三角形。
優(yōu)選地，所述比對(duì)傳感器所排列的形狀，以該參考基準(zhǔn)傳感器為中心，涵蓋至少半個(gè)平面。
優(yōu)選地，該方向判別數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L{RP[K]-Rx[K]}2}]]>或Min{ΣK=1L|RP[K]-Rx[K]}]]>優(yōu)選地，該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向，為該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)連成一直線且朝該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的方向。
優(yōu)選地，該域轉(zhuǎn)換的方法可為離散傅立葉轉(zhuǎn)換、快速傅立葉轉(zhuǎn)換、離散余弦轉(zhuǎn)換、離散哈特利轉(zhuǎn)換或離散小波轉(zhuǎn)換。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其步驟包括有首先，提供一具有參考基準(zhǔn)傳感器及多個(gè)比對(duì)傳感器的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊，其中該參考基準(zhǔn)傳感器具有一參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)，這些比對(duì)傳感器具有多個(gè)相對(duì)應(yīng)的比對(duì)點(diǎn)(r1，r2，…，rN)；接著，依據(jù)這些傳感器取樣的時(shí)間順序(k＝1，2，3，…)，重復(fù)檢測(cè)以取得該參考基準(zhǔn)傳感器的參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])，及這些比對(duì)傳感器的比對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)(r1[k]，r2[k]，…，rN[k])；再者，從這些感測(cè)數(shù)據(jù)中，各選取一段感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L；然后，域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)這些感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L，以取得參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])及比對(duì)域數(shù)據(jù)(R1[K]，R2[K]，…，RN[K]，其中K＝1，2，3，…，L)；接下來(lái)，通過(guò)一方向判別數(shù)學(xué)式，取得一與該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])最為接近的近似比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K]，其中x可為1，2，…，或N)；然后，通過(guò)該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])與該比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K])，反推取得與該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)的行徑最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)(rx)，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向；接著將該參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])的一部分，及該最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)的感測(cè)數(shù)據(jù)(rx[k])代入一移動(dòng)次數(shù)判別數(shù)學(xué)式，以取得使該速度判別數(shù)學(xué)式為最小值的移動(dòng)次數(shù)(m)；最后，通過(guò)該移動(dòng)次數(shù)(m)代入一速度判別數(shù)學(xué)式中，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)速度。
優(yōu)選地，所述比對(duì)傳感器可排列成口字型、圓型、半圓型、ㄇ字型、菱形或三角形。
優(yōu)選地，所述比對(duì)傳感器所排列的形狀，以該參考基準(zhǔn)傳感器為中心，涵蓋至少半個(gè)平面。
優(yōu)選地，該方向判斷數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L{CP[K]-Rx[K]}2}]]>或Min{ΣK=1L|CP[K]-Rx[K]|}]]>優(yōu)選地，該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向，為該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(cp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)連成一直線且朝該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的方向。
優(yōu)選地，該域轉(zhuǎn)換的方法可為離散傅立葉轉(zhuǎn)換、快速傅立葉轉(zhuǎn)換、離散余弦轉(zhuǎn)換、離散哈特利轉(zhuǎn)換或離散小波轉(zhuǎn)換。
優(yōu)選地，該移動(dòng)次數(shù)判別數(shù)學(xué)式為Min{Σk=1D{cp[s+k]-rx[k+m]}2};]]>其中，D是隨數(shù)據(jù)特性而選定的固定常數(shù)；s是隨數(shù)據(jù)特性而選定的固定常數(shù)；以及m為未知數(shù)。
優(yōu)選地，D建議值的范圍為N/4＜D＜N/2；s建議值的范圍為S＜N/4；以及m的范圍為0＜m＜N-D+1。
優(yōu)選地，該速度判別數(shù)學(xué)式為V＝Distance/(m×Δt)；其中，Distance是藉于該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(cp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的距離；以及Δt為兩個(gè)連續(xù)取樣動(dòng)作間的時(shí)間周期。
為了更進(jìn)一步了解本發(fā)明為達(dá)到預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得到一深入且具體的了解，然而這些附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1公知判斷運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的移動(dòng)方向的示意圖；
圖2本發(fā)明運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法的運(yùn)動(dòng)方向判別的流程圖；圖3本發(fā)明傳感器排列形狀的第一實(shí)施例的示意圖；圖4本發(fā)明傳感器排列形狀的第二實(shí)施例的示意圖；以及圖5本發(fā)明運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法的運(yùn)動(dòng)方向及速度判別的流程圖。
A1目前圖框A2參考圖框M1位移量1運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊10參考基準(zhǔn)傳感器11比對(duì)傳感器具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2所示，其為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法的運(yùn)動(dòng)方向判別的流程圖。由流程圖中可知，本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其步驟包括有首先，提供一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1，其具有參考基準(zhǔn)傳感器10及多個(gè)比對(duì)傳感器11，其中該參考基準(zhǔn)傳感器10具有一參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)，這些比對(duì)傳感器11具有多個(gè)相對(duì)應(yīng)的比對(duì)點(diǎn)(r1，r2，…，rN)(S200)。
再者，只要周?chē)倪@些比對(duì)傳感器11與中間的參考基準(zhǔn)傳感器10所建立的連線并無(wú)重復(fù)(若有重復(fù)，則以距離該參考基準(zhǔn)傳感器10最短的為主)，并且以該參考基準(zhǔn)傳感器10為中心，這些比對(duì)傳感器11所排列的形狀涵蓋至少半個(gè)平面的情況下，這些比對(duì)傳感器11可排列成口字型(如圖3所示)、圓型、半圓型、ㄇ字型、菱形或三角形(如圖4所示)均可，然而上述排列方式并非用來(lái)限定本發(fā)明。另外，該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1可用于光學(xué)掃描儀、光學(xué)筆、光學(xué)鼠標(biāo)或任何需要運(yùn)用光學(xué)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊皆適用于本發(fā)明。
接著，依據(jù)這些傳感器10、11取樣的時(shí)間順序(k＝1，2，3，…)，重復(fù)檢測(cè)以取得該參考基準(zhǔn)傳感器10的參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])，及這些比對(duì)傳感器11的比對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)(r1[k]，r2[k]，…，rN[k])(S202)；然后，從這些感測(cè)數(shù)據(jù)中，各選取一段感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L(S204)；再者，域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)這些感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L，以取得參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])及比對(duì)域數(shù)據(jù)(R1[K]，R2[K]，…，RN[K]，其中K＝1，2，3，…，L)(S206)，其中該域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)的方式可為離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DiscreteFourier Transform，DFT)、快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)、離散余弦轉(zhuǎn)換(Discrete Cosine Transform，DCT)、離散哈特利轉(zhuǎn)換(DiscreteHartley Transform，DHT)或離散小波轉(zhuǎn)換(Discrete Wavelet Transform，DWT)，然而上述域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)的方式并非用來(lái)限定本發(fā)明，也即只要是能將時(shí)域(Time Domain)轉(zhuǎn)成頻域(Frequency Domain)、或其它可以表現(xiàn)出訊號(hào)變化特性的操作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)的方法皆可運(yùn)用于本發(fā)明。
在做操作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)前的各個(gè)傳感器的空間域(spacedomain)數(shù)據(jù)，由于光機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)制程、電性噪聲、及傳感器間差異等影響效應(yīng)，即使所經(jīng)過(guò)的軌跡一樣，所取得的影像數(shù)據(jù)仍然會(huì)不同，且由于各個(gè)誤差源是隨機(jī)產(chǎn)生的，因此也不易歸納出其特性，所以易造成后續(xù)運(yùn)動(dòng)判斷的誤差。
相對(duì)地，若有傳感器所經(jīng)過(guò)的軌跡與原來(lái)的參考點(diǎn)的軌跡一致，即使受到光機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)制程、電性噪聲、及傳感器間差異等影響效應(yīng)，而使得其空間域數(shù)據(jù)有所差異，而經(jīng)過(guò)操作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)后的數(shù)據(jù)，仍會(huì)維持極高的相似性。
再者，通過(guò)一方向判別數(shù)學(xué)式，取得一與該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])最為接近的近似比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K]，其中x可為1，2，…，或N)(S208)；其中該方向判別數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L{CP[K]-Rn[K]}2}]]>或Min{ΣK=1L|CP[K]-Rx[K]|}]]>其中n＝1，2，…，N。通過(guò)上述數(shù)學(xué)式，以尋找出能使上述方向判別數(shù)學(xué)式為最小標(biāo)準(zhǔn)值(minimum criteria)的索引(index)x。
接著，通過(guò)該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])與該比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K])，反推取得與該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)的行徑最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)(rx)，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1的運(yùn)動(dòng)方向(S210)，其中該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1的運(yùn)動(dòng)方向，為該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)連成一直線且朝該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的方向。
上述所實(shí)行的比對(duì)方式，為操作域中的能量分布最為接近的。列舉如下(然而此非為限定本發(fā)明)rp[k]參考基準(zhǔn)傳感器10所捕獲的數(shù)據(jù)串(the captured data sequence)；r1[k]比對(duì)傳感器11中第一個(gè)傳感器所捕獲的數(shù)據(jù)串；r2[k]比對(duì)傳感器11中第二個(gè)傳感器所捕獲的數(shù)據(jù)串；…；rN[k]比對(duì)傳感器11中第N個(gè)傳感器所捕獲的數(shù)據(jù)串；其中k為時(shí)間串(timing sequence)的索引，且N為所有比對(duì)傳感器11的數(shù)目。
然后，選取上述相同數(shù)據(jù)串的某一片斷(segment)長(zhǎng)度L，也即rp[d+1]，rp[d+2]，…，rp[d+L]；r1[d+1]，r1[d+2]，…，r1[d+L]；…；rN[d+1]，rN[d+2]，…，rN[d+L]；其中d為任一數(shù)值(arbitrary number)，即某一瞬間欲作運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的參考時(shí)間點(diǎn)，也即d可從時(shí)間索引(timing index)中任意選一值；且d將于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)計(jì)算(motion detection calculation)后，被預(yù)先定義的數(shù)值(pre-definednumber)所增加。
然后，將上述數(shù)據(jù)串進(jìn)行轉(zhuǎn)換(Transform)操作，以取得下列的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)RP[1]，RP[2]，…，RP[L]；R1[1]，R1[2]，…，R1[L]；…；RN[1]，RN[2]，…，RN[L]；然后，通過(guò)下列公式(formula)以取得與該參考基準(zhǔn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡(movement trace)最為接近的對(duì)比點(diǎn)。公式為Min{ΣK=1L{RP[K]-Rn[K]}2}]]>或Min{ΣK=1L|RP[K]-Rn[K]|}]]>其中n＝1，2，…N。尋找出與參考基準(zhǔn)點(diǎn)最吻合的索引x，且假設(shè)rx為最吻合的對(duì)比傳感器。
請(qǐng)參閱圖5所示，其為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法的運(yùn)動(dòng)方向及速度判別的流程圖。由流程圖中可知，步驟S300至S310與圖3所述步驟S200至S210相同，其目的在于取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1的運(yùn)動(dòng)方向。
接著，將該參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])的一部分，及該經(jīng)過(guò)數(shù)次移動(dòng)的比對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)(rx[k])代入一移動(dòng)次數(shù)判別數(shù)學(xué)式，以取得使該速度判別數(shù)學(xué)式為最小值的移動(dòng)次數(shù)(m)(S312)其中該移動(dòng)次數(shù)判別數(shù)學(xué)式為Min{Σk=1D{rp[s+k]-rx[k+m]}2};]]>其中，D是隨數(shù)據(jù)特性而選定的固定常數(shù)，其建議值的范圍為N/4＜D＜N/2；s是隨數(shù)據(jù)特性而選定的固定常數(shù)，其建議值的范圍為S＜N/4；以及m為未知數(shù)，其范圍為0＜m＜N-D+1。然而上述建議值并非用來(lái)限定本發(fā)明數(shù)學(xué)式的使用。
然后，通過(guò)該移動(dòng)次數(shù)(m)代入一速度判別數(shù)學(xué)式中，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1的運(yùn)動(dòng)速度(S314)。其中該速度判別數(shù)學(xué)式為V＝Distance/(m×Δt)其中，Distance是藉于該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的距離；以及Δt為兩個(gè)連續(xù)取樣動(dòng)作(sampling actions)間的時(shí)間周期(timeperiod)。
綜上所述，本發(fā)明提供的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其通過(guò)一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1的參考基準(zhǔn)傳感器10及多個(gè)比對(duì)傳感器11以選取感測(cè)數(shù)據(jù)，并配合域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)及相關(guān)判別數(shù)學(xué)式(方向、移動(dòng)次數(shù)、及速度判別數(shù)學(xué)式)的使用，不但能減少傳感器的使用(且不需使用均勻度佳的傳感器)、及簡(jiǎn)化公知復(fù)雜的運(yùn)算法，還能避免原始感測(cè)數(shù)據(jù)易受環(huán)境、電性噪聲、及傳感器間差異的影響，以精準(zhǔn)地求得運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊1的運(yùn)動(dòng)方向及速度。
以上所述僅為本發(fā)明最佳的一具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，但是本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)，凡符合于本發(fā)明的精神與其類(lèi)似變化的實(shí)施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)可輕易做出的變化或修飾皆可涵蓋在以下本發(fā)明的專(zhuān)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中步驟包括有提供一具有參考基準(zhǔn)傳感器及多個(gè)比對(duì)傳感器的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊，其中該參考基準(zhǔn)傳感器具有一參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)，所述比對(duì)傳感器具有多個(gè)相對(duì)應(yīng)的比對(duì)點(diǎn)(r1，r2，…，rN)；依據(jù)所述傳感器取樣的時(shí)間順序(k＝1，2，3，…)，重復(fù)檢測(cè)以取得該參考基準(zhǔn)傳感器的參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])及所述比對(duì)傳感器的比對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)(r1[k]，r2[k]，…，rN[k])；從所述感測(cè)數(shù)據(jù)中，各選取一段感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L；進(jìn)行操作域域轉(zhuǎn)換所述感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L，以取得參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])及比對(duì)域數(shù)據(jù)(R1[K]，R2[K]，…，RN[K]，其中K＝1，2，3，…，L)；通過(guò)一方向判別數(shù)學(xué)式，取得一與該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])最為接近的近似比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K]，其中x可為1，2，…，或N)；通過(guò)該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])與該比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K])，反推取得與該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)的行徑最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)(rx)，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中所述比對(duì)傳感器可排列成口字型、圓型、半圓型、ㄇ字型、菱形或三角形。
3.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中所述比對(duì)傳感器所排列的形狀，以該參考基準(zhǔn)傳感器為中心，涵蓋至少半個(gè)平面。
4.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該方向判別數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L{RP[K]-Rx[K]}2}]]>
5.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該方向判別數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L|RP[K]-Rx[K]|}]]>
6.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向，為該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)連成一直線且朝該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的方向。
7.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該域轉(zhuǎn)換的方法可為離散傅立葉轉(zhuǎn)換、快速傅立葉轉(zhuǎn)換、離散余弦轉(zhuǎn)換、離散哈特利轉(zhuǎn)換、或離散小波轉(zhuǎn)換。
8.一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中步驟包括有提供一具有參考基準(zhǔn)傳感器及多個(gè)比對(duì)傳感器的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊，其中該參考基準(zhǔn)傳感器具有一參考基準(zhǔn)點(diǎn)(rp)，所述比對(duì)傳感器具有多個(gè)相對(duì)應(yīng)的比對(duì)點(diǎn)(r1，r2，…，rN)；依據(jù)所述傳感器取樣的時(shí)間順序(k＝1，2，3，…)，重復(fù)檢測(cè)以取得該參考基準(zhǔn)傳感器的參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(rp[k])及所述比對(duì)傳感器的比對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)(r1[k]，r2[k]，…，rN[k])；從所述感測(cè)數(shù)據(jù)中，各選取一段感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L；域轉(zhuǎn)換所述感測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L，以取得參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])及比對(duì)域數(shù)據(jù)(R1[K]，R2[K]，…，RN[K]，其中K＝1，2，3，…，L)；通過(guò)一方向判別數(shù)學(xué)式，取得一與該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])最為接近的近似比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K]，其中x可為1，2，…，或N)；通過(guò)該參考基準(zhǔn)域數(shù)據(jù)(RP[K])與該比對(duì)域數(shù)據(jù)(Rx[K])，反推取得與該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(cp)的行徑最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)(rx)，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向；將該參考基準(zhǔn)感測(cè)數(shù)據(jù)(cp[k])的一部分，及該最為接近的近似比對(duì)點(diǎn)的感測(cè)數(shù)據(jù)(rx[k])代入一移動(dòng)次數(shù)判別數(shù)學(xué)式，以取得使該速度判別數(shù)學(xué)式為最小值的移動(dòng)次數(shù)(m)；以及通過(guò)該移動(dòng)次數(shù)(m)代入一速度判別數(shù)學(xué)式中，以取得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)速度。
9.如權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中所述比對(duì)傳感器可排列成口字型、圓型、半圓型、ㄇ字型、菱形或三角形。
10.如權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中所述比對(duì)傳感器所排列的形狀，以該參考基準(zhǔn)傳感器為中心，涵蓋至少半個(gè)平面。
11.如權(quán)利要求8項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該方向判斷數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L{CP[K]-Rx[K]}2}]]>
12.如權(quán)利要求8項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該方向判斷數(shù)學(xué)式為Min{ΣK=1L|CP[K]-Rx[K]|}]]>
13.如權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向，為該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(cp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)連成一直線且朝該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的方向。
14.如權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該域轉(zhuǎn)換的方法可為離散傅立葉轉(zhuǎn)換、快速傅立葉轉(zhuǎn)換、離散余弦轉(zhuǎn)換、離散哈特利轉(zhuǎn)換、或離散小波轉(zhuǎn)換。
15.如權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該移動(dòng)次數(shù)判別數(shù)學(xué)式為Min{Σk=1D{cp[s+k]-rx[k+m]}2};]]>其中，D是隨數(shù)據(jù)特性而選定的固定常數(shù)；s是隨數(shù)據(jù)特性而選定的固定常數(shù)；以及m為未知數(shù)。
16.如權(quán)利要求15所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中D建議值的范圍為N/4＜D＜N/2；s建議值的范圍為S＜N/4；以及m的范圍為0＜m＜N-D+1。
17.如權(quán)利要求8所述的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其中該速度判別數(shù)學(xué)式為V＝Distance/(m×Δt)；其中，Distance是藉于該參考基準(zhǔn)點(diǎn)(cp)與該近似比對(duì)點(diǎn)(rx)的距離；以及Δt為兩個(gè)連續(xù)取樣動(dòng)作間的時(shí)間周期。
全文摘要
一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其通過(guò)一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的參考基準(zhǔn)傳感器及多個(gè)比對(duì)傳感器以選取感測(cè)數(shù)據(jù)，并配合操作域轉(zhuǎn)換(Domain Transform)及判別數(shù)學(xué)式(方向、移動(dòng)次數(shù)、及速度判別數(shù)學(xué)式)的使用，不但能減少傳感器的使用(且不需使用均勻度佳的傳感器)、及簡(jiǎn)化公知復(fù)雜的運(yùn)算法，還能避免原始感測(cè)數(shù)據(jù)易受環(huán)境、電性噪聲、及傳感器間差異的影響，以精準(zhǔn)地求得運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)方向及速度。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1801064SQ20051000399
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者鄭家駒, 鄭世昌 申請(qǐng)人:敦南科技股份有限公司