專利名稱：確定手持設(shè)備的位置和速度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及圖像平移(image translation)的領(lǐng)域，特別是涉及確定 手持圖像平移設(shè)備的定位。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)打印設(shè)備在其它機(jī)械結(jié)構(gòu)使介質(zhì)在垂直的方向上前進(jìn)時(shí)依賴于機(jī)械地操作 的托架來以線性方向輸送打印頭。當(dāng)打印頭在介質(zhì)上移動(dòng)時(shí)，可給出圖像。便攜式打印機(jī) 已通過減小操作機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸的技術(shù)而發(fā)展。然而，提供打印頭和介質(zhì)之間的相對移動(dòng) 的原理保持與傳統(tǒng)打印設(shè)備相同。因此，這些機(jī)械結(jié)構(gòu)限制了打印機(jī)的尺寸的減小以及可 用作介質(zhì)的材料。 已經(jīng)發(fā)展了手持打印設(shè)備，其表面上允許操作員在介質(zhì)上操作手持設(shè)備以便將圖 像打印到介質(zhì)上。然而，這些設(shè)備被操作員通過設(shè)備的不可預(yù)測和非線性的運(yùn)動(dòng)提出挑戰(zhàn)。 操作員運(yùn)動(dòng)的變化，包括設(shè)備本身的旋轉(zhuǎn)，使確定打印頭的準(zhǔn)確位置很難。這種類型的定位 誤差可能對被打印的圖像的質(zhì)量具有有害影響。 發(fā)展了用于從目標(biāo)媒體獲取圖像的某些手持掃描儀。在掃描期間，通過圖像傳感 器記錄圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)通過定位傳感器記錄定位數(shù)據(jù)，定位傳感器用托架托住圖像傳感器。 積累的圖像數(shù)據(jù)是標(biāo)記位置的，并被記錄為失真的圖像數(shù)據(jù)。 一旦獲取了失真的圖像數(shù)據(jù)， 它就被處理以提供校正旋轉(zhuǎn)失真的修正的圖像。該修正過程進(jìn)一步依賴于所獲取的圖像數(shù) 據(jù)的重疊區(qū)，以便于最終圖像的拼接。 雖然該過程可在掃描情況下起作用，打印情況提出其它挑戰(zhàn)。例如，在打印操作 中，手持打印設(shè)備的定位不可被延遲而一直到介質(zhì)被充分掃描之后。此外，所捕獲的圖像的 拼接也可能是不可用的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)不同的實(shí)施方式，手持設(shè)備包括用于獲得和/或接收關(guān)于鄰近于設(shè)備的表面 的信息的信息模塊以及用于確定手持設(shè)備的位置和/或速度中的至少一個(gè)的位置確定裝 置。位置確定裝置包括確定模塊，確定模塊配置成根據(jù)位于鄰近于設(shè)備的表面上的表面標(biāo) 志和/或位于輸入裝置上的裝置標(biāo)志中的至少一個(gè)，來確定手持設(shè)備的位置和/或速度，其 中表面標(biāo)志和裝置標(biāo)志配置成提供關(guān)于手持設(shè)備的絕對位置信息。
根據(jù)不同的實(shí)施方式，輸入裝置包括被支撐在框架內(nèi)并包括裝置標(biāo)志的滾球、可 移動(dòng)地支撐框架內(nèi)的滾球的至少三個(gè)軸承、以及讀取裝置標(biāo)志的至少兩個(gè)傳感器。根據(jù)不 同的實(shí)施方式，至少兩個(gè)傳感器包括CMOS成像傳感器。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，輸入裝置還包括鄰近于滾球的至少一個(gè)清潔托架。根據(jù)一 些實(shí)施方式，手持設(shè)備包括至少兩個(gè)輸入裝置。根據(jù)一些實(shí)施方式，手持設(shè)備包括至少四個(gè) 輸入裝置。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，裝置標(biāo)志包括繪制在滾球表面上的圖案。根據(jù)一些實(shí)施方 式，裝置標(biāo)志包括嵌入滾球表面的圖案。 根據(jù)一些實(shí)施方式，確定模塊包括配置成從鄰近的表面讀取預(yù)打印的圖案的至少
兩個(gè)圖像傳感器。根據(jù)一些實(shí)施方式，至少兩個(gè)圖像傳感器是紅外CMOS傳感器。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，手持設(shè)備是打印機(jī)。根據(jù)一些實(shí)施方式，手持設(shè)備是掃描
儀。根據(jù)一些實(shí)施方式，手持設(shè)備是配置成打印并掃描的圖像平移設(shè)備。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，確定模塊還配置成確定手持設(shè)備的預(yù)測位置。根據(jù)一些實(shí)
施方式，確定模塊配置成使用二維參數(shù)曲線函數(shù)來確定手持設(shè)備的預(yù)測位置。根據(jù)一些實(shí)
施方式，二維參數(shù)曲線函數(shù)是Catmull-Rom雙三次樣條函數(shù)(Bicubic Spline function)。 本發(fā)明還提供了一種方法，其包括在表面上移動(dòng)手持設(shè)備，讀取在表面和/或輸
入裝置中的至少一個(gè)上的標(biāo)志，其中所述標(biāo)志配置成提供絕對位置信息，以及根據(jù)標(biāo)志的
讀取來確定手持設(shè)備的位置和/或角度和/或速度中的至少一個(gè)。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，該方法還包括將打印材料(printing substance)沉積在表 面上。根據(jù)不同的實(shí)施方式，該方法還包括使用圖像表示來確定打印材料的沉積的水平。根 據(jù)不同的實(shí)施方式，該方法還包括使用當(dāng)打印材料沉積時(shí)被更改的圖像表示。根據(jù)一些實(shí) 施方式，該方法還包括掃描來自表面的信息。根據(jù)不同的實(shí)施方式，該方法還包括從被掃描 的圖像除去失真。根據(jù)不同的實(shí)施方式，該方法還包括拼接被掃描的信息以形成完整的被 掃描的圖像。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，標(biāo)志從包括在輸入裝置內(nèi)的軌跡球被讀取。根據(jù)不同的實(shí) 施方式，還包括當(dāng)手持設(shè)備移動(dòng)時(shí)清潔軌跡球。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，標(biāo)志從表面被讀取。根據(jù)不同的實(shí)施方式，標(biāo)志從表面并從 包括在輸入裝置內(nèi)的軌跡球被讀取。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，該方法還包括確定手持設(shè)備的預(yù)測位置。根據(jù)一些實(shí)施
方式，使用二維參數(shù)曲線函數(shù)確定預(yù)測位置。根據(jù)不同的實(shí)施方式，二維參數(shù)曲線函數(shù)是 Catmull-Rom雙三次樣條函數(shù)。


結(jié)合附圖通過下面的詳細(xì)描述將容易理解本發(fā)明的實(shí)施方式。為了便于該描述， 相似的參考數(shù)字表示相似的結(jié)構(gòu)元件。本發(fā)明的實(shí)施方式作為例子而不是作為限制在附圖 的圖中示出。
圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的系統(tǒng)的示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的底部平面圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的頂部平面 圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的定位操作的流程 圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的定位操作的圖形描述； 圖6示意性示出根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的IR標(biāo)記圖案的例子； 圖7示意性示出位置路徑的例子； 圖8示意性示出反正切比率的區(qū)域； 圖9示意性示出用于確定根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持設(shè)備的位置、角度和 /或速度的手持設(shè)備的輸入裝置； 圖10示意性示出根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的在圖9中示出的輸入裝置的頂視 圖； 圖11是描述根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的打印操作的流程 圖；以及 圖12示出能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移設(shè)備的控制塊的 計(jì)算設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)描述中，參考形成其中的一部分的附圖，其中相似的數(shù)字始終表示 相似的部件，且在附圖中作為例證示出可實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施方式。應(yīng)理解，可利用其它實(shí)施 方式，并可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯變化，而不偏離本發(fā)明的范圍。因此，下面的詳細(xì)描述不在限制 的意義上被理解，且根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的范圍由所附權(quán)利要求及其等效形式限制。
各種操作通過可有助于理解本發(fā)明的實(shí)施方式的方法，可被依次描述為多個(gè)分立 的操作；然而，描述的順序不應(yīng)被解釋為暗示這些操作是與順序相關(guān)的。 該描述可使用基于透視圖的描述，例如上/下、后/前和頂部/底部。這樣的描述 僅用于便于討論，且不是用來限制本發(fā)明的實(shí)施方式的應(yīng)用。 為了本發(fā)明的目的，短語"A/B "意指A或B 。為了本發(fā)明的目的，短語"A和/或B " 意指"(A)、(B)或(A和B)"。為了本發(fā)明的目的，短語"A、B和C中的至少一個(gè)"意指"(A)、 (B) 、 (C) 、 (A和B) 、 (A和C) 、 (B和C)或(A、 B和C)"。為了本發(fā)明的目的，短語"A (B)"意 指"(B)或(AB)"，即，A是可選的元素。 該描述可使用短語"在一個(gè)實(shí)施方式中"或"在實(shí)施方式中"，實(shí)施方式每個(gè)可指相 同或不同實(shí)施方式中的一個(gè)或多個(gè)。此外，如對于本發(fā)明的實(shí)施方式使用的，術(shù)語"包括"、 "包含"、"具有"等是同義的。 圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的手持圖像平移(IT)設(shè)備104的系統(tǒng)100 的示意圖。IT設(shè)備104可包括控制塊108，其具有設(shè)計(jì)成通過整個(gè)IT操作便于輸入/輸出 (I/O)部件112的精確和準(zhǔn)確定位的部件。該定位可允許IT設(shè)備104在真正移動(dòng)和通用的 平臺(tái)中可靠地平移圖像，如將在這里解釋的。 如這里使用的，圖像平移可指存在于特定背景(例如，介質(zhì))中的圖像到另一背景 中的圖像的平移。例如，IT操作可為掃描操作。在這種情況下，目標(biāo)圖像例如存在于可觸 摸介質(zhì)上的圖像由IT設(shè)備104掃描，且相應(yīng)于目標(biāo)圖像的所獲取的圖像被創(chuàng)建并存儲(chǔ)在IT 設(shè)備104的存儲(chǔ)器中。對于另一例子，IT操作可為打印操作。在這種情況下，所獲取的圖像例如存在于IT設(shè)備104的存儲(chǔ)器中的圖像可被打印到介質(zhì)上。 控制塊108可包括配置成將控制塊108通信地耦合到圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120的通信接 口 116。圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120可包括能夠發(fā)送/接收在IT操作中涉及的關(guān)于圖像的數(shù)據(jù)或 圖像數(shù)據(jù)的任何類型的設(shè)備。圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120可包括通用計(jì)算設(shè)備，例如桌上型計(jì)算設(shè) 備、膝上型計(jì)算設(shè)備、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩電話等，或它可以是設(shè)計(jì)成存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)例如圖像數(shù)據(jù)的可拆除的存儲(chǔ)設(shè)備，例如閃存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。如果圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120是 可拆除的存儲(chǔ)設(shè)備，例如通用串行總線(USB)存儲(chǔ)設(shè)備，則通信接口 116可耦合到設(shè)計(jì)成接 收存儲(chǔ)設(shè)備的IT設(shè)備104的端口 ，例如USB端口 。 通信接口 116可包括無線收發(fā)器以允許與圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120的通信耦合通過無線 鏈路發(fā)生。圖像數(shù)據(jù)可經(jīng)由具有在無線電、紅外或微波頻譜中的頻率的電磁波的調(diào)制，通過 鏈路無線地傳輸。 無線鏈路可有助于IT設(shè)備104的移動(dòng)性和通用性。然而， 一些實(shí)施方式可另外/ 可選地包括將圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120通信地耦合到通信接口 116的有線鏈路。
在一些實(shí)施方式中，通信接口 116可通過一個(gè)或多個(gè)有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)與圖像 轉(zhuǎn)移設(shè)備120進(jìn)行通信，這些網(wǎng)絡(luò)包括但不限于個(gè)人局域網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)等。數(shù) 據(jù)傳輸可按與多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和/或規(guī)范中的任何一個(gè)兼容的方式進(jìn)行，包括但不限于802. 11、 802. 16、藍(lán)牙、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、以太網(wǎng)等。 當(dāng)IT操作包括打印操作時(shí)，通信接口 116可從圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120接收圖像數(shù)據(jù)， 并將所接收的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)載圖像處理模塊128。圖像處理模塊128可按便于即將到 來的打印處理的方式來處理所接收的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理技術(shù)可包括抖動(dòng)、解壓縮、半調(diào) 色、顏色平面分離和/或圖像存儲(chǔ)。在不同的實(shí)施方式中，這些圖像處理操作中的一些或全 部可由圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120或另一設(shè)備執(zhí)行。經(jīng)處理的圖像可接著被傳輸?shù)?/0模塊132，其 在本實(shí)施方式中可起打印模塊的作用，在該實(shí)施方式中它在預(yù)期打印操作中被隱藏。
可配置成控制1/0部件112的1/0模塊132可從位置模塊134接收定位信息，其 指示1/0部件112的打印頭相對于基準(zhǔn)位置的位置。位置模塊134可控制一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航 傳感器138，以捕獲跟蹤IT設(shè)備104相對于基準(zhǔn)位置的遞增運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)航測量。
在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)航測量可以是鄰近于IT設(shè)備104的介質(zhì)的導(dǎo)航圖像。在這 些實(shí)施方式中，導(dǎo)航傳感器138可包括一個(gè)或多個(gè)成像導(dǎo)航傳感器。成像導(dǎo)航傳感器可包 括光源例如發(fā)光二極管(LED)、激光器等以及光電傳感器，光電傳感器設(shè)計(jì)成當(dāng)IT設(shè)備在 介質(zhì)上移動(dòng)時(shí)捕獲相鄰介質(zhì)的一系列導(dǎo)航圖像。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，導(dǎo)航傳感器 138包括紅外互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(IR CMOS)傳感器，其在本領(lǐng)域中也稱為IR攝像機(jī)。
位置模塊134可處理導(dǎo)航圖像以檢測介質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化。連續(xù)圖像中的結(jié)構(gòu)變化的 移動(dòng)可指示IT設(shè)備104相對于介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。跟蹤該相對移動(dòng)可便于確定導(dǎo)航傳感器138 的精確位置?？删S持導(dǎo)航傳感器138與I/O部件112的結(jié)構(gòu)上嚴(yán)格的關(guān)系，從而允許計(jì)算 I/O部件112的精確位置。 導(dǎo)航傳感器138可具有足以利用期望的精確度來跟蹤圖像平移設(shè)備104的運(yùn)動(dòng)的 操作特征。在一個(gè)例子中，成像導(dǎo)航傳感器可每秒處理大約2000幀，每個(gè)幀包括30x30個(gè) 像素的矩形陣列。每個(gè)像素可檢測例如能夠感測64個(gè)不同的圖案化水平的六位灰度值。
—旦1/0模塊132接收到定位信息，它就可將打印頭的位置調(diào)整為與具有相應(yīng)位置的經(jīng)處理的圖像的一部分一致。1/0模塊可接著按照將打印材料沉積在鄰近于IT設(shè)備 104的介質(zhì)上的方式來控制I/O部件112的打印頭，以表示經(jīng)處理的圖像的相應(yīng)部分。
打印頭可以是具有多個(gè)噴嘴(nozzle)的噴墨打印頭，噴嘴設(shè)計(jì)成發(fā)出墨汁滴。可 包含在蓄池或蓄盒中的墨水可為黑色的和/或多種不同顏色中的任何一種。公共全色噴墨 打印頭可具有青色、絳紅色、黃色和黑色墨水的噴嘴。其它實(shí)施方式可利用其它打印技術(shù)， 例如基于調(diào)色劑的打印機(jī)，如激光或LED打印機(jī)、固體噴蠟(solid ink)打印機(jī)、彩色熱升 華打印機(jī)、無墨打印機(jī)等。 在IT操作包括掃描操作的實(shí)施方式中，I/O模塊132可起圖像捕獲模塊的作用， 并可通信地耦合到1/0部件112的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)成像傳感器?？砂ǘ鄠€(gè)單獨(dú)的傳感器 元件的光學(xué)成像傳感器可設(shè)計(jì)成捕獲鄰近于IT設(shè)備104的介質(zhì)的多個(gè)表面圖像。表面圖 像可被分別地稱為部分表面圖像。1/0模塊132可通過將部分表面圖像拼接在一起而產(chǎn)生 合成圖像。1/0模塊132可從位置模塊134接收定位信息，以便于將部分表面圖像布置到合 成圖像中。 相對于成像導(dǎo)航傳感器，光學(xué)成像傳感器可具有較高的分辨率、較小的像素尺寸 和/或較高的光要求。雖然成像導(dǎo)航傳感器配置成捕獲關(guān)于基本介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，光學(xué) 成像傳感器可配置成捕獲介質(zhì)本身的表面的圖像。 在IT設(shè)備104能夠掃描全色圖像的實(shí)施方式中，光學(xué)成像傳感器可具有設(shè)計(jì)成掃 描不同顏色的傳感器元件。 由IT設(shè)備104獲取的合成圖像可隨后通過例如電子郵件、傳真、文件傳輸協(xié)議等 傳輸?shù)綀D像轉(zhuǎn)移設(shè)備120。合成圖像可另外/可選地由IT設(shè)備104在本地存儲(chǔ)，用于隨后 的復(fù)查、傳送、打印等。 除了 (或作為可選方案)合成圖像獲取以外，圖像捕獲模塊可用于校準(zhǔn)位置模塊 134。在不同的實(shí)施方式中，部分表面圖像(不管是單獨(dú)的、某個(gè)組或共同作為合成圖像) 可與圖像處理模塊128所再現(xiàn)的經(jīng)處理的打印圖像比較，以校正積累的定位誤差和/或在 位置模塊134失去其基準(zhǔn)點(diǎn)的線索的情況下重定向位置模塊134。這可例如出現(xiàn)在IT設(shè)備 104在IT操作期間從介質(zhì)被移除的情況下。 IT設(shè)備104可包括耦合到控制塊108的電源150。電源150可為移動(dòng)電源，例如 電池、可再充電的電池、太陽能電源等。在其它實(shí)施方式中，電源150可另外/可選地調(diào)節(jié) 另一部件(例如，圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120、耦合到交流電(AC)插座的電源線等)所提供的功率。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的IT設(shè)備200的底部平面圖。實(shí)質(zhì)上可與IT 設(shè)備104互換的IT設(shè)備200可具有第一導(dǎo)航傳感器204、第二導(dǎo)航傳感器208和打印頭 212。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可按需要包括更多或更少的導(dǎo)航傳感器，這取決于應(yīng)用。
導(dǎo)航傳感器204和208可由位置模塊例如位置模塊134使用，以確定關(guān)于打印頭 212的定位信息。如上所述，打印頭212與導(dǎo)航傳感器204和208的鄰近關(guān)系可為固定的， 以便于通過導(dǎo)航傳感器204和208所獲得的信息來定位打印頭212。 打印頭212可為具有不同顏色墨水的多個(gè)噴嘴行的噴墨打印頭。特別地且如圖2 所示，打印頭212可具有青色墨水的噴嘴行212c、絳紅色墨水的噴嘴行212m、黃色墨水的噴 嘴行212y和黑色墨水的噴嘴行212k。 雖然圖2所示的噴嘴行212c、212m、212y和212k根據(jù)其顏色以行排列，其它實(shí)施方式可通過以下方式來混合不同顏色的噴嘴，即，通過IT設(shè)備200的移動(dòng)的自然過程，增加 充足量的適當(dāng)顏色的墨水沉積在介質(zhì)上的機(jī)會(huì)。 在另一實(shí)施方式中，IT設(shè)備200可包括鄰近于噴嘴行的光學(xué)成像傳感器。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的IT設(shè)備200的頂部平面圖。IT設(shè)備200可 具有各種用戶輸入/輸出，以提供通過使用IT設(shè)備200實(shí)現(xiàn)的功能?？捎糜谔峁㊣T設(shè)備 200的一些基本功能的輸入/輸出的一些例子包括但不限于開始/重新開始打印和/或掃 描操作的IT控制輸入304以及顯示器308。 可為被動(dòng)顯示器、交互式顯示器等的顯示器308可給用戶提供各種信息。該信息 可與IT設(shè)備200的當(dāng)前工作狀態(tài)(例如，打印、掃描、打印準(zhǔn)備就緒、掃描準(zhǔn)備就緒、接收圖 像數(shù)據(jù)、傳輸圖像數(shù)據(jù)等)、電池的功率、誤差(例如，定位/打印/掃描誤差等)、指令(例 如，"在開始IT操作之前將IT設(shè)備放置在介質(zhì)上"等)有關(guān)。如果顯示器308是交互式顯 示器，則它可除了 IT控制輸入304外還提供控制接口 ，或者作為IT控制輸入304的可選方 案提供控制接口。 圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的IT設(shè)備200的定位操作的流程圖400。 在塊404，定位操作可以例如通過啟動(dòng)IT控制輸入304來發(fā)起打印操作而開始。在塊408， IT設(shè)備200內(nèi)的位置模塊可設(shè)定基準(zhǔn)位置。當(dāng)IT設(shè)備200在開始IT操作時(shí)被放置在介質(zhì) 上時(shí)，可設(shè)定基準(zhǔn)位置。這可通過當(dāng)IT設(shè)備200處于適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)用戶被指示啟動(dòng)IT操 作輸入304來保證，和/或通過IT設(shè)備200的正確放置被視作開始定位操作的先決條件來 保證。在一些實(shí)施方式中，IT設(shè)備200的正確放置可通過導(dǎo)航傳感器204和/或208和/ 或一些其它傳感器(例如，鄰近傳感器)來自動(dòng)確定。 —旦在塊408設(shè)定基準(zhǔn)位置，位置模塊就可使用導(dǎo)航傳感器204和208確定定位 信息例如從基準(zhǔn)位置的平移和旋轉(zhuǎn)變化，并在塊412將所確定的定位信息傳輸?shù)絀/O模塊。 通過跟蹤導(dǎo)航傳感器沿著二維坐標(biāo)系的位置的遞增變化例如Ax和Ay，可確定平移變化。 旋轉(zhuǎn)變化可指IT設(shè)備200相對于例如y軸的角度的變化例如A 。這些平移和/或旋轉(zhuǎn) 變化可由位置模塊確定，位置模塊比較導(dǎo)航傳感器204和208所進(jìn)行的連續(xù)導(dǎo)航測量以檢 測這些運(yùn)動(dòng)。參考圖5和相應(yīng)的討論可進(jìn)一步解釋該過程。 雖然本發(fā)明的實(shí)施方式討論在二維坐標(biāo)系中跟蹤IT設(shè)備，其它實(shí)施方式可包括 在三維坐標(biāo)系內(nèi)跟蹤。 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的IT設(shè)備200的定位操作的圖形描述。在開始時(shí)， 例如，t = 0，傳感器204和208可在分別由204 (t = 0)和208 (t = 0)指示的初始位置上。 在連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)，例如t = 1-4，傳感器204和208可移動(dòng)到分別由204 (t = 4)和208 (t =4)指示的結(jié)束位置。如在該實(shí)施方式的描述中使用的，"初始位置"和"結(jié)束位置"僅參 考該特定的操作被使用，且不一定是打印操作或甚至其它定位操作的開始或結(jié)束。
當(dāng)傳感器204和208移動(dòng)時(shí)，它們可在每個(gè)指示的時(shí)間間隔例如t = 0_4捕獲導(dǎo) 航測量。通過例如將從位置模塊傳輸?shù)牟东@信號硬連線在一起，可在傳感器204和208之 間使捕獲期同步。捕獲期可變化并可根據(jù)設(shè)定的時(shí)間段、檢測到的運(yùn)動(dòng)或某個(gè)其它觸發(fā)器 來確定。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)傳感器204和208可具有可以或可以不基于不同的觸發(fā) 器的不同的捕獲期。 所捕獲的導(dǎo)航測量可由位置模塊使用，以確定IT設(shè)備200相對于基準(zhǔn)位置的平式1
移，例如，傳感器204(t = 0)和208(t二0)以及IT設(shè)備200的旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中， 設(shè)備200的平移可通過分析來自第一傳感器例如傳感器204的導(dǎo)航測量來確定，而設(shè)備200 的旋轉(zhuǎn)可通過分析來自第二傳感器例如傳感器208的導(dǎo)航測量來確定。特別地并根據(jù)一些 實(shí)施方式，通過比較從傳感器208所提供的導(dǎo)航測量得到的平移信息與從傳感器204所提 供的導(dǎo)航測量得到的平移信息，可確定IT設(shè)備200的旋轉(zhuǎn)。確定IT設(shè)備200的平移和旋 轉(zhuǎn)可允許打印頭212的所有噴嘴的準(zhǔn)確定位。 可在自然空間(w-s)坐標(biāo)系例如笛卡爾坐標(biāo)系的背景中確定傳感器204和208的
平移。特別是，可對w-s坐標(biāo)系的二維例如如圖5所示的x軸和y軸確定平移值。例如，位
置模塊可在連續(xù)的時(shí)間段之間積累遞增的Ax和Ay，以便確定傳感器204和208從時(shí)刻0
到時(shí)刻4的總平移。傳感器204的積累的變化可稱為A Xl禾P A yi，而傳感器208的積累的
變化可稱為A x2和A y2。傳感器204和208可彼此相距距離d。 IT設(shè)備200的旋轉(zhuǎn) 可
接著由下式確定
^ ， 「|Ax7 —Ax,|
0 = sm_1 j~l:;~^
、rf z 在一些實(shí)施方式中，每個(gè)傳感器204和208可在其相應(yīng)的坐標(biāo)系內(nèi)報(bào)告遞增的增 量值，這些坐標(biāo)系可接著被映射到w-s坐標(biāo)系以提供w-s平移和/或旋轉(zhuǎn)值。如可從式1 中看到的，旋轉(zhuǎn) 可部分地通過提供在反正弦值的分母中的距離d來得到。因此，大距離 d可為給定的傳感器分辨率提供旋轉(zhuǎn) 的更精確的確定。因此，在設(shè)計(jì)IT設(shè)備200中，距 離d可至少部分地根據(jù)從傳感器204和208輸出的數(shù)據(jù)的分辨率來確立。例如，如果傳感 器204和208具有每英寸大約1600計(jì)數(shù)的分辨率，則距離d可為大約兩英寸。在有此傳感 器分辨率和距離d的實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn) 可以被可靠地一直計(jì)算到大約0. 0179度。
雖然圖2所示的實(shí)施方式示出位于打印頭212的第一側(cè)上的傳感器204和208，但 可使用其它配置，同時(shí)仍然維持期望的距離d。例如，傳感器204和208可在打印頭212的 相對側(cè)上?？筛鶕?jù)特定實(shí)施方式的目的來選擇所使用的配置。例如，將傳感器204和208都 布置在打印頭212的同一側(cè)上可限制當(dāng)打印時(shí)在傳感器204和208上的墨水污染的可能， 并可在同一區(qū)域中進(jìn)行第二次打印操作之前允許墨水在介質(zhì)上干燥更多的時(shí)間，其中當(dāng)單 元通過部分打印的區(qū)時(shí)，濕介質(zhì)可能引起更多的拖拽。在另一例子中，將傳感器204和208 放置在打印頭212的相對側(cè)上可便于介質(zhì)的邊緣的檢測。 再次參考圖4，在塊412的位置確定之后，在塊416位置模塊可確定定位操作是否 完成。如果確定了定位操作還沒有完成，則操作可循環(huán)回塊412。如果確定了定位操作結(jié) 束，則操作可在塊420結(jié)束。定位操作的結(jié)束可連接到打印操作的結(jié)束，這參考圖11在這 里被進(jìn)一步描述。 根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，使用標(biāo)志技術(shù)的、在紙介質(zhì)上對人眼不可見例如黃 色或紅外的預(yù)標(biāo)志的(預(yù)標(biāo)記的)紙用作打印介質(zhì)。該預(yù)標(biāo)記的介質(zhì)具有在其表面上編碼 的標(biāo)志或標(biāo)記，其提供關(guān)于數(shù)據(jù)在介質(zhì)上編碼的實(shí)際位置的絕對X、 Y位置信息。為了解碼 或確定位置數(shù)據(jù)，導(dǎo)航傳感器204和208是CMOS傳感器，其能夠讀取預(yù)標(biāo)記的介質(zhì)上的編 碼信息，以便提取絕對X、Y位置信息。因此，本發(fā)明的該實(shí)施方式使用被調(diào)節(jié)到介質(zhì)上的被 編碼的標(biāo)志的光波的CMOS成像傳感器，其可在IT設(shè)備200移動(dòng)時(shí)讀取介質(zhì)上的絕對編碼 的X、Y位置信息。該實(shí)施方式允許IT設(shè)備200提取每個(gè)位置測量的絕對位置信息。使用這種類型的方法，位置誤差通常不是累積的。如同使用光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)的實(shí)施方式一樣，該實(shí) 施方式又包括了使用兩個(gè)傳感器204和208的配置，每個(gè)傳感器提供絕對X、Y位置數(shù)據(jù)，該 數(shù)據(jù)接著用于計(jì)算所期望的打印頭位置的角度精確度，以便支持打印。此外，IT設(shè)備200的 速度還可通過計(jì)算位置的變化和位置的變化所涉及的時(shí)間來確定。 因此，在這種類型的實(shí)施方式中，打印介質(zhì)需要被預(yù)打印有標(biāo)記信息。根據(jù)不同的 實(shí)施方式，標(biāo)記信息是紅外編碼的，因此導(dǎo)航傳感器204和208是可捕獲只在IR照明下可 讀的(因此對人眼是不可見的)IR標(biāo)志的ITCM0S成像傳感器。IR標(biāo)志或標(biāo)記信息可由規(guī) 則的圖案和數(shù)字編碼數(shù)據(jù)的字段組成。規(guī)則圖案可用于確定小規(guī)模位置偏移和旋轉(zhuǎn)。數(shù) 據(jù)可提供介質(zhì)上的絕對位置。IR CMOS傳感器的例子和預(yù)標(biāo)記的紙技術(shù)由澳大利亞悉尼的 Silverbrook研究提供。圖6示出IR標(biāo)記圖案的例子。預(yù)打印的標(biāo)記被處理以產(chǎn)生每個(gè)傳 感器204和208的總體位置和角度。這兩個(gè)傳感器204和208的位置信息用于產(chǎn)生IT設(shè) 備200的打印系統(tǒng)的復(fù)合位置和旋轉(zhuǎn)。應(yīng)理解，圖6中的標(biāo)記被放大。在實(shí)際使用中，使用 在IR光譜中且不在可見光譜中吸收的墨水來打印標(biāo)記，使標(biāo)志對裸眼是不可見的。
因?yàn)閭鞲衅?04和208所傳送的位置信息相對于打印介質(zhì)是絕對的，需要非常少 的處理來確定最終的位置信息。根據(jù)不同的實(shí)施方式，來自傳感器204和208的位置數(shù)據(jù) 按比例調(diào)節(jié)到16. 16整數(shù)數(shù)據(jù)的局部形式。16位超radix數(shù)據(jù)是在第300的英寸中的位 置，以相應(yīng)于打印系統(tǒng)的分辨率。這兩個(gè)位置被平均以在最終位置上合并來自傳感器204 和208的數(shù)據(jù)。平均減少了位置噪聲。因而形成的位置的數(shù)據(jù)是兩個(gè)傳感器204和208的 中心之間的中點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，因?yàn)镮T設(shè)備200的打印系統(tǒng)每一毫秒或甚 至更快地希望新位置數(shù)據(jù)，中間位置被預(yù)測。簡單的第一級預(yù)測內(nèi)插可實(shí)現(xiàn)合理的結(jié)果。最 后兩個(gè)測量的位置可用于計(jì)算X和Y導(dǎo)數(shù)。內(nèi)插點(diǎn)可由下式計(jì)算
Xi = Xs+dx/dt* AT 式2
Yi = Ys+dy/dt* AT 式3 為了處理速度和加速度的變化，可使用二維參數(shù)曲線函數(shù)。二維參數(shù)曲線將IT設(shè)
備200的運(yùn)動(dòng)描述為參數(shù)等式，時(shí)間t作為參數(shù)值。 X = Axt3+Bxt2+Cxt+Dx Y = Ayt3+Byt2+Cyt+Dy 式5和式6 式5和6表示雙三次樣條的形式_ 一種二維參數(shù)曲線。在式5和6中，系數(shù)相應(yīng) 于在X和Y軸上的開始位置(D)、速度(C)、加速度(B)和加速度的速率變化(A)。存在用于 確定這些等式的系數(shù)的在本領(lǐng)域中已知的很多方法。 一種公知的方法-Catmull-Rom雙三 次樣條提供了確保因而形成的等式將包含輸入控制點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。 參考圖7，使用第三次等式，通常需要四個(gè)點(diǎn)來確立兩個(gè)等式的四個(gè)系數(shù)。X和Y 軸可被分開地處理。可在相等的時(shí)間間隔取采樣點(diǎn)。這幫助確保曲線的弧長被正確地解 釋。如果曲線上的點(diǎn)處于廣泛變化的間隔處，則時(shí)域必須被單獨(dú)地平滑，以產(chǎn)生正確的預(yù)測 結(jié)果。 雖然Catmull-Rom雙三次樣條系數(shù)幫助確保采樣的歷史紀(jì)錄將包括在由等式限 定的曲線700中，但曲線的預(yù)測的路徑部分702不一定確切地匹配實(shí)際路徑。為了估計(jì)該 實(shí)施方式的性能，在t+4e的預(yù)測的下一樣本704可與由傳感器204和208中的至少一個(gè)測 量的下一實(shí)際位置比較。
為了計(jì)算IT設(shè)備200的角度，可首先確定X和Y位置的差異。X差被Y差除。為 了完成此，可調(diào)節(jié)X和Y的值以最好地利用對位置模塊134可能是固有的有限的32位整數(shù) 計(jì)算。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，比率X/Y可用于例如通過在表中將其查找來確定反正切。 表查找的結(jié)果是IT設(shè)備200相對于打印介質(zhì)上被編碼的標(biāo)記信息的預(yù)打印的柵格的角度。 該表可由16K(K= 1024)個(gè)位置長的表中0到45度的范圍表示。當(dāng)X值大于Y值時(shí)，該比 率還可被表示為Y/X。這將比率的范圍限制到小于l的數(shù)字，并且當(dāng)角度接近90度和270 度時(shí)避免被O除的奇異性。圖8示出反正切比率的區(qū)域。 使用位置和角度信息，IT設(shè)備200因而打印頭212的位置可由前面參考圖5描述 的相同的二維空間旋轉(zhuǎn)根據(jù)傳統(tǒng)的基于光學(xué)導(dǎo)航的系統(tǒng)來確定。 結(jié)果是IT設(shè)備200的打印的位置被固定到打印介質(zhì)。為了移動(dòng)頁面上的圖形的開 始位置，恰好在打印開始之前捕獲開始位置，如前面參考圖4描述的。從絕對位置減去這個(gè) 初始位置，允許圖像被放置在打印介質(zhì)上的任何地方。為了以奇數(shù)角打印，可捕獲IT設(shè)備 200的初始角。當(dāng)打印偏移角不為零時(shí)，應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置信息，以影響打印介質(zhì)上圖像的旋轉(zhuǎn)。
在位置信息被傳送到打印系統(tǒng)之前，位置繞著圖像的初始或開始位置旋轉(zhuǎn)。結(jié)果 是關(guān)于打印的位置和角
Xr = X*Cos 9 _Y*Sin 9 式7
Yr = X*Sin 9 +Y*Cos 9 式8 為了方便起見，角可被捕捉到0、90、180和270偏移。為了完成此，可強(qiáng)制該角為 4個(gè)捕捉角(snap angle)之一。當(dāng)角在接近于90度捕捉角的小范圍內(nèi)時(shí)，出現(xiàn)"捕捉"。
在位置模塊134計(jì)算了 IT設(shè)備200的位置和角之后，信息被傳遞到打印頭212，其 可計(jì)算每個(gè)噴嘴相對于圖像的位置并啟動(dòng)相關(guān)的噴嘴。 參考圖9和圖10，根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，示出輸入裝置900。該實(shí)施方式基 于傳統(tǒng)的機(jī)械鼠標(biāo)方法并包括滾球902，滾球902在其表面上包括由CMOS成像傳感器906 讀取的被編碼的信息標(biāo)志904，傳感器906包括光源和傳感器，如本領(lǐng)域中已知的。標(biāo)志904 包括由CMOS成像傳感器906讀取的絕對位置信息，傳感器906提供關(guān)于滾球902的經(jīng)度和 緯度位置的絕對位置信息。根據(jù)不同的實(shí)施方式，可提供兩個(gè)CM0S成像傳感器906以提高 精確度。如果需要，可提供更多的CMOS成像傳感器906。 利用該實(shí)施方式，被編碼的標(biāo)志存在于介質(zhì)上是不一定的，這在介質(zhì)包括被編碼 的標(biāo)志的實(shí)施方式中是合乎需要的。滾球902通過允許自由旋轉(zhuǎn)并將線性運(yùn)動(dòng)耦合到系統(tǒng) 的機(jī)械"夾層結(jié)構(gòu)"，保持在輸入裝置900中。根據(jù)不同的實(shí)施方式，該裝置包括框架908， 以幫助將滾球902穩(wěn)定和保持在IT設(shè)備200內(nèi)的適當(dāng)位置上。三個(gè)軸承910設(shè)置成與框 架908協(xié)作以提供可移動(dòng)的支撐。這樣的裝置允許滾球以所提供的摩擦水平自由地在框架 908內(nèi)移動(dòng)，以便給用戶提供策略上的反饋，并在IT設(shè)備200從打印介質(zhì)被提起時(shí)防止?jié)L球 902有隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，提供清潔材料的清潔托架912可設(shè)置成相鄰于滾球902，清 潔材料不斷地掃過滾球902，而沒有可能消極地影響導(dǎo)航結(jié)果的污染。清潔托架912可以是 圍繞滾球902的一部分的單個(gè)設(shè)備或可由多個(gè)設(shè)備組成。 如在前面的實(shí)施方式中的，包括兩個(gè)輸入裝置900(與兩個(gè)導(dǎo)航傳感器204和208相反)，以計(jì)算與給定X、 Y位置相關(guān)的角度信息。根據(jù)不同的實(shí)施方式，四個(gè)輸入裝置900 用于充當(dāng)介質(zhì)表面的接觸點(diǎn)并提高定位準(zhǔn)確度。這提供了一種方法，保持打印操作對導(dǎo)航 和打印發(fā)生的表面是在同平面內(nèi)。如所討論的，只有兩個(gè)輸入裝置900需要包括CMOS成像 傳感器906，以檢測表面運(yùn)動(dòng)且如果需要，報(bào)告實(shí)際的滾球位置X、Y數(shù)據(jù)。IT設(shè)備200的X、 Y位置、角度和/或速度的數(shù)學(xué)確定接著通過使用CMOS成像傳感器906讀取輸入裝置900 的滾球902上的標(biāo)志來確定，并類似于前面參考讀取預(yù)標(biāo)記的介質(zhì)所描述的內(nèi)容，其參考 圖6-8使用位置信息被編碼。 根據(jù)不同的實(shí)施方式，滾球902的表面標(biāo)志可與給定CMOS成像傳感器906-光源 和圖像傳感器_的特征匹配。這樣的優(yōu)化可采取繪制在滾球902本身上或嵌入滾球902本 身內(nèi)的可識(shí)別的圖案的形式。優(yōu)化還可能需要經(jīng)調(diào)節(jié)的光源和圖像傳感器，其可能比當(dāng)前 設(shè)備中的編碼技術(shù)更精密，假定精密的導(dǎo)航傳感器元件被IT設(shè)備200的殼體保護(hù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，IT設(shè)備200可配置有輸入裝置900和導(dǎo)航傳感器204和 208，以便如果需要，IT設(shè)備200可通過參考圖6-10描述的一個(gè)或多個(gè)方法，分開地或同時(shí) 確定IT設(shè)備200的位置、角度和/或速度。 圖11是描述根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的IT設(shè)備200的打印操作的流程圖 1100。打印操作可在塊1104開始。在塊1108，打印模塊可從圖像處理模塊接收經(jīng)處理的圖 像。當(dāng)接收到經(jīng)處理的圖像時(shí)，在塊1112，顯示器308可指示IT設(shè)備200為打印已經(jīng)準(zhǔn)備 就緒。 在塊1116，打印模塊可接收根據(jù)用戶啟動(dòng)IT控制輸入304而生成的打印命令。在 塊1120，打印模塊可接著從位置模塊接收定位信息。在塊1124，打印模塊可接著確定是否 將打印材料沉積在給定的位置處。關(guān)于是否沉積打印材料的確定可以是給定位置的總滴下 (drop)量和以前沉積的體積量的函數(shù)。 打印模塊可通過讀取存儲(chǔ)器中被打印的圖像的表示而做出沉積打印材料的確定。 如果打印模塊確定打印材料將被沉積，則它可更改圖像表示以說明沉積的打印材料的量和 位置。打印模塊可使用更改的表示來確定是否需要額外沉積打印材料。打印模塊可使用更 改的表示來改變所沉積的打印材料的量。 如果在塊1124確定沒有額外的打印材料將沉積，則操作可前進(jìn)到塊1128以確定 是否到達(dá)打印操作的結(jié)束。如果在塊1124確定額外的打印材料將沉積，則在塊1132，打印 模塊可通過產(chǎn)生并發(fā)送控制信號到打印頭來使適當(dāng)數(shù)量的打印材料沉積，打印頭使噴嘴滴 下打印材料。 可以看出，位置模塊對IT設(shè)備200的平移和旋轉(zhuǎn)的確定在打印模塊控制打印頭來 沉積打印材料之前完成。為了使定位信息保持與打印確定相關(guān)，可能希望定位信息的確定 盡快在其所基于的導(dǎo)航測量的獲取之后發(fā)生。因此，平移和旋轉(zhuǎn)計(jì)算可根據(jù)積累到此時(shí)的 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)計(jì)算不能根據(jù)平移和圖像數(shù)據(jù)的綜合積累逆向確定，如在上面討論 的現(xiàn)有技術(shù)掃描設(shè)備中完成的。 在塊1128，是否到達(dá)打印操作的結(jié)束的確定可能是總的打印量與總的預(yù)期打印量 關(guān)系的函數(shù)。在一些實(shí)施方式中，即使在總的打印量小于總的預(yù)期打印量時(shí)，也可到達(dá)打印 操作的結(jié)束。例如，實(shí)施方式可認(rèn)為打印操作的結(jié)束出現(xiàn)在總的打印量是總的預(yù)期打印量 的95%時(shí)。然而，剩余的量的分配也被認(rèn)為在打印分析結(jié)束時(shí)是可能的。例如，如果5%的
13剩余量被分配在相對小的區(qū)域上，則可以不認(rèn)為打印操作完成。 在一些實(shí)施方式中，打印工作的結(jié)束可由手工取消操作的用戶確立。 如果在塊1128確定了打印操作已完成，則打印操作可在塊1136終止。 如果在塊1128確定打印操作未完成，則打印操作可循環(huán)回塊1120。 圖12示出根據(jù)不同實(shí)施方式的能夠?qū)崿F(xiàn)控制塊例如控制塊108的計(jì)算設(shè)備1200。
如所示，對于實(shí)施方式，計(jì)算設(shè)備1200包括如所示彼此耦合的一個(gè)或多個(gè)處理器1204、存
儲(chǔ)器1208和總線1212。此外，計(jì)算設(shè)備1200包括彼此耦合的存儲(chǔ)裝置1216和一個(gè)或多個(gè)
輸入/輸出接口 1220以及如所示早些時(shí)候描述的元件。計(jì)算設(shè)備1200的部件可設(shè)計(jì)成提
供IT設(shè)備的控制塊的打印和/或定位功能，如這里所描述的。 存儲(chǔ)器1208和存儲(chǔ)裝置1216可特別地分別包括代碼1224和數(shù)據(jù)1228的暫時(shí)和 持久的拷貝。代碼1224可包括指令，當(dāng)指令被處理器1204訪問時(shí)導(dǎo)致計(jì)算設(shè)備1200執(zhí)行 結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的控制塊的各種模塊描述的操作。處理數(shù)據(jù)1228可包括根據(jù) 代碼1224的指令所遵照執(zhí)行的數(shù)據(jù)。特別是，處理器1204對代碼1224和數(shù)據(jù)1228的訪 問可便于如這里所述的打印和/或定位操作。 處理器1204可包括一個(gè)或多個(gè)單核心處理器、多核心處理器、控制器、專用集成 電路(ASIC)等。 存儲(chǔ)器1208可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)RAM (DRAM)、靜態(tài)RAM (SRAM)、同步 DRAM(SDRAM)、雙重?cái)?shù)據(jù)率RAM(DDRRAM)等。 存儲(chǔ)裝置1216可包括集成和/或外圍存儲(chǔ)設(shè)備，例如但不限于磁盤和相關(guān)的驅(qū)動(dòng) 器(例如，磁性、光學(xué))、USB存儲(chǔ)設(shè)備和相關(guān)的端口、閃存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、非易失性半 導(dǎo)體器件等。存儲(chǔ)裝置1216可為計(jì)算設(shè)備1200的存儲(chǔ)資源物理部分，或它可由計(jì)算設(shè)備 1200訪問但不一定是計(jì)算設(shè)備1200的一部分。例如，存儲(chǔ)裝置1216可通過網(wǎng)絡(luò)由計(jì)算設(shè) 備1200訪問。 1/0接口 1220可包括設(shè)計(jì)成與外圍硬件例如1/0部件112、導(dǎo)航傳感器138等和 /或遠(yuǎn)程設(shè)備例如圖像轉(zhuǎn)移設(shè)備120通信的接口。 在不同實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備1200可具有或多或少的元件和/或不同的結(jié)構(gòu)。
雖然關(guān)于手持IT設(shè)備描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，實(shí)施方 式的不同方面可應(yīng)用于其它類型的手持設(shè)備。 雖然為了描述優(yōu)選實(shí)施方式的目的在這里示出和描述了某些實(shí)施方式，但本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，被認(rèn)為實(shí)現(xiàn)相同的目的的各種各樣的可選和/或等效的實(shí)施方 式或?qū)崿F(xiàn)方法可代替所示和所述的實(shí)施方式，而不偏離本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 容易認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式可用各種各樣的方法實(shí)現(xiàn)。本申請意圖是涵蓋這里討 論的實(shí)施方式的任何修改或變形。因此，很明顯意圖是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式僅由權(quán)利要 求及其等效形式限制。
1權(quán)利要求
一種手持設(shè)備，包括信息模塊，用于獲得和/或接收關(guān)于與所述設(shè)備鄰近的表面的信息；以及位置確定裝置，用于確定所述手持設(shè)備的位置和/或速度中的至少一個(gè)，所述位置確定裝置包括確定模塊，所述確定模塊配置成根據(jù)位于與所述設(shè)備鄰近的所述表面上的表面標(biāo)志和/或位于輸入裝置上的裝置標(biāo)志中的至少一個(gè)來確定所述手持設(shè)備的位置和/或速度，其中所述表面標(biāo)志和裝置標(biāo)志配置成提供關(guān)于所述手持設(shè)備的絕對位置信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的手持設(shè)備，其中所述輸入裝置包括 滾球，所述滾球被支撐在框架內(nèi)并包括所述裝置標(biāo)志； 至少三個(gè)軸承，用于可移動(dòng)地在所述框架內(nèi)支撐所述滾球；以及 至少兩個(gè)傳感器，用于讀取所述裝置標(biāo)志。
3. 如權(quán)利要求2所述的手持設(shè)備，其中所述至少兩個(gè)傳感器包括CMOS成像傳感器。
4. 如權(quán)利要求2所述的手持設(shè)備，其中所述輸入裝置還包括與所述滾球鄰近的清潔托架。
5. 如權(quán)利要求2所述的手持設(shè)備，其中所述手持設(shè)備包括至少兩個(gè)輸入裝置。
6. 如權(quán)利要求2所述的手持設(shè)備，其中所述手持設(shè)備包括至少四個(gè)輸入裝置。
7. 如權(quán)利要求2所述的手持設(shè)備，其中所述裝置標(biāo)志包括繪制在所述滾球的表面上的 圖案。
8. 如權(quán)利要求2所述的手持設(shè)備，其中所示裝置標(biāo)志包括嵌入所述滾球的表面的圖案。
9. 如權(quán)利要求1所述的手持設(shè)備，其中所述確定模塊包括配置成從鄰近的表面讀取預(yù) 打印的圖案的至少兩個(gè)圖像傳感器。
10. 如權(quán)利要求9所述的手持設(shè)備，其中所述至少兩個(gè)圖像傳感器是紅外CM0S傳感器。
11. 如權(quán)利要求1所述的手持設(shè)備，其中所述手持設(shè)備是打印機(jī)。
12. 如權(quán)利要求1所述的手持設(shè)備，其中所述手持設(shè)備是掃描儀。
13. 如權(quán)利要求1所述的手持設(shè)備，其中所述手持設(shè)備是配置成打印和掃描的圖像平 移設(shè)備。
14. 如權(quán)利要求1所述的手持設(shè)備，其中所述確定模塊還配置成確定所述手持設(shè)備的 預(yù)測位置。
15. 如權(quán)利要求14所述的手持設(shè)備，其中所述確定模塊配置成使用二維參數(shù)曲線函數(shù) 來確定所述手持設(shè)備的預(yù)測位置。
16. 如權(quán)利要求15所述的手持設(shè)備，其中所述二維參數(shù)曲線函數(shù)是Catmull-Rom雙三 次樣條函數(shù)。
17. —種方法，包括 在表面上移動(dòng)手持設(shè)備；讀取在所述表面和/或輸入裝置中的至少一個(gè)上的標(biāo)志，其中所述標(biāo)志配置成提供絕 對位置信息；以及根據(jù)所述標(biāo)志的讀取，來確定所述手持設(shè)備的位置和/或角度和/或速度中的至少一個(gè)。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括將打印材料沉積在所述表面上。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括使用圖像表示來確定所述打印材料的沉積的水平。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括使用隨所述打印材料被沉積而更改的圖像表示。
21. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括掃描來自所述表面的信息。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括從所掃描的圖像中除去失真。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括拼接所掃描的信息以形成完整的掃描圖像。
24. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述標(biāo)志從包括在所述輸入裝置內(nèi)的軌跡球被讀取。
25. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括隨所述手持設(shè)備移動(dòng)而清潔所述軌跡球。
26. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述標(biāo)志從所述表面被讀取。
27. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述標(biāo)志從所述表面以及從包括在所述輸入裝置 內(nèi)的軌跡球被讀取。
28. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括確定所述手持設(shè)備的預(yù)測位置。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述預(yù)測位置使用二維參數(shù)曲線函數(shù)來確定。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述二維參數(shù)曲線函數(shù)是Catmull-Rom雙三次樣 條函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種手持設(shè)備，其包括用于獲得和/或接收關(guān)于鄰近于設(shè)備的表面的信息的信息模塊以及用于確定手持設(shè)備的位置和/或速度中的至少一個(gè)的位置確定裝置。位置確定裝置包括確定模塊，確定模塊配置成根據(jù)位于鄰近于設(shè)備的表面上的表面標(biāo)志和/或位于輸入裝置上的裝置標(biāo)志中的至少一個(gè)，來確定手持設(shè)備的相對位置和/或手持設(shè)備的速度中的至少一個(gè)。表面標(biāo)志和裝置標(biāo)志配置成提供絕對位置信息。
文檔編號G06K7/10GK101796808SQ200880104995
公開日2010年8月4日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者格雷戈里·F·卡爾森, 詹姆士·D·布勒德索, 詹姆士·梅麗, 阿什爾·西蒙斯 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司