TW200933152A - Orientation determination method using gravity sensor - Google Patents

Description

200933152 · 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與重力感測有關，特別係與藉重力感測以判 別物體方向性之技術有關。 【先前技術】 隨著電池技術及半導體技術的不斷創新，各種手持式 _電子設備大行其道，諸如行動電話、可攜式多媒體播放器 (portable multimedia player, PMP)、遙控器、MP3 播放 器、個人數位助理（personal digital assistant)、數位相 機、可攜式全球定位系統（portable global positioning system)、電子字典（electronic dictionary)以及用於微 軟VISTA作業系統的SideShow裝置等等不一而足，消費者 攜帶或使用多種各自獨立的手持設備實極為繁雜且不便， 故許多手持設備會採用二合一之方式整合二獨立系統於一 〇機體内，如一 SideShow裝置與一遙控器之組合，或一行動 電話與一 PMP之組合，通常此種二合一之組合係將二系統 之鍵盤配置於一矩形殼體之二平行面板上，當使用者以手 掌握持該二合一設備以操作其中一系統時，很容易不經意 的碰觸另一侧位於背面之系統的鍵盤按鍵，造成不必要的 誤動作及電池電力的耗費。 故此類雙面鍵盤配置之手持設備實有必要設置一切換 開關，以切換某一側之鍵盤為致能（enable)狀態’另一侧 則為失能（disable)狀態，可令使用者不致對失能狀態下的 5 200933152 鍵盤產生無意識的操作。此類切換開關可採手動式戍 式，手動式係以機械開關之手動操作進行，較為不^， 自動式係以重力感測器自動偵測手持設備之方: =3面板為向上之方位，該侧面板即為使用者所二 予=統，以將該側之鍵盤致能，另一侧向下之鍵盤則 將重力：：：：往採用重力感測器之方位判別方法，皆係 私“、Γ維直角座標軸上之分量做精確且複雜之計算， 僅判別結果’此種計算需要高效能的微處理器，不 上體積較大’成本亦較高，不適於小型設備或低單價產品 【發明内容】 方位划：月之主要目的係在於提供一種使用重力感測器之 一 1 ,方法，其無需經過任何計算過程，直接以重力之 。為判別之依據，有效簡化判別流程，並且無需 II微處理n即得崎行，適用範圍更為廣泛。 士认為達上述目的’本發明係自-三維重力感測器取得重 以三座標軸上之分量，先以Ζ軸分量（gz)產生第一階段 時別結果:當w.5g>gz> 0.5g >即刀別判別為第一面板向上及第二面板向上，當〇. ^ 根 g時則以gz之正負及y軸分量（gy)兩參數合 并判別，當gZ>Q且_G.5g>gy>—i 5g或當gz<〇且 -ίΛ〉gy >0.5g時’判別為第—面向上’當gz < 〇且 5g > σν > -1 c_. _ls A. bg或當gZ > 〇且l化> gy > 〇 5g時，則 200933152 t 判別為第 care)， 【實施方式】 首請參閱第一圖，係Α — 備之外觀干立圖^糸為一具有雙面鍵盤配置之手持設 ^圖，该手持設備具 形殼體（1)且有二万盔亚〜 π u; Π9,— ” 為平仃之第一面板（11)及第二面板 ，：一面板(11，12)分別設置有-鍵盤(m， )，ϋ可依實際需要而增設其 (112 ， 122)。 續月 > 目帛—® ’其為本發明之一較佳實施例之電路 方塊圖，前述殼體⑴㈣具有兩獨立㈣，即第一系統 (la)及第一系統’該第一及第二系統（^，比)分別 設有一第一鍵盤（111)及第二鍵盤（121)，如前所述，該 π —鍵盤（111，121)係位在殼體（1)之二平行面上，本發明 〇設於殼體（1)内設有一重力感測g⑵，可感測重力於三 維直角座標軸上之分布變化，該重力感測器（2)電連接至 一控制器（3)，重力感測器（2)將重力於直角座標三軸上 分布狀態之重力訊號傳送至控制器（3)，該控制器（3)之 一輪出端連接至一繼電器（4)之控制端（41a，41b)，該二 控制知》(41a ’ 41b)之間设有一反相器（43)，使二控制端 (41a，41b)恆定為反相狀態，每一控制端（41a，41b)分別 控制一組開關（42a，42b)之啟閉’該二開關（42a，42b)分 別電連接於第一鍵盤（ΙΠ)及第二鍵盤021)，控制器 200933152 (3)根據來自重力感測器（2)之重力訊號而判斷殼體（j) 之方向狀態，而輸出一切換訊號至繼電器（4)之控制端 (41a，41b)，以控制兩鍵盤（111，121)分別為致能 (enable)及失能（disable)狀態，所謂致能狀態係指該鍵盤 可正常操作，失能狀態係指該鍵盤不可操作，兩鍵盤 (111 ’ 121)永遠處於相反狀態。 續請參閱第三圖，假設手持設備之殼體（1)係成水平 〇横置狀態，即其第一面板（11)及第二面板（12)係平行於三 維直角座標之χ-y平面，若設^第-面板⑴）為正面，第 二面板（12)為反面，即z軸係朝向第一面板（11)之方向， 則當第-面板⑴）朝上（即背向地面）而第二面板朝下 (面向地面）時，重力完全落在2軸上，且係朝向下方 (即地面），此時z轴上會測得_g之重力（因與z轴之正 向反向’故得負值），即如第三入圖所示之狀態。反之， 若將殼體⑴水平翻轉⑽度，使第二面板⑽朝上 Ο - 朝下時，此時z軸轉為朝下，重力仍完成落於 :轴，但因重力方向與z轴相同’故2轴即測得之重 力’控制器⑶即藉此原理判㈣係第一面板⑻或第二 二=為朝上’進而控制繼電器⑷使朝上-側之鍵盤 (Π1或121)為致能狀態，另一側丨 ㈣為反相之失能狀態。 味參閱苐四圖及第五圖，其係為本發明之方位判別方 L程圖，首先自重力感測器⑵取得三維直角座^重 力分量值⑽，即x軸分量gx 肖座“之重 辟’依2軸分量之大小而產生第：：厂及2軸分量 生第—階段判別結果（S2)，當 8 200933152 4分量大於1§或小於士時（S2a， 絕 .f值大於W㈣不睬(-，tear侧二 狀態’不做改變，該㈣一第一臨界值，因在靜止狀'離 I ’任何-軸之重力分量皆不大於匕或小於*，大:k -lg即表示手持設備係在運動狀態下，此時使用者 臨界值-理論值，並非:=作事:上此： ❺14,之範圍内皆可選用為臨界值，i 5g尤為較佳。 虽Z轴分量小於-G.5g且切等於第— :(咖)’判別為第一方位狀態(S4a)，即第一= ;第第:=之其-為向上，若以第三圖所示之狀1， )向上’當z軸分量小於等於該第-臨界值 值且大於G.5g時（S2d)，判別為第二方位狀能 ,(=，即相反於前述第—方位狀態，另—側⑩向上， 〇 =所不之狀態，即第二面板(12)向上。而當z轴 〇二置小於等於0.5g且大於等於_05g值伽），即以2軸 二量^負性（S3)Ay軸分量大小（S31，卿做為判別依 f :第二階段之判別，當z轴分量為負值⑽），且7 =罝小於等於-第二臨界值並大於❿時側C)，判 為第-方位狀態（_，相同於前述之第一臨界值，第二 臣品界值係大於或等於lg，12§至故皆可選用，由以1 佳；當z軸分量為負值⑽），且又軸分量小於—〇··並 〇於等於第二臨界值之負值時（遍），判別為第二方位狀 L (S4b)。而當z軸分量為正值（S3Y) ’且^軸分量小於 200933152 等於第二臨界值之正值並大於〇.5g時(S32c)，判別為第 方位狀態⑽）·…轴分量為正值⑽），且 丄於0’5g並大於等於第二臨界值之負值時(s咖） 為第一方位狀態（S4a)。另轴 】別 ⑽a，S32a)，包括z軸分量等於〇時，則 2 不睬（S4c)。 干利N為 〇 π本發明之上述判別方法，可經由重力之三軸分量、 ，得到判別結果，無需經過煩複之運算，實極為簡易，除 ^縮短判別所需之時間外，亦可降低對微處理器效能之需 、上所述者，僅為本發明之一較佳實施例之具體說 非用以㈣本發明之專利範圍，其他運用本發明之創 ^精神所為之等效變換，均應俱屬本發明之專利範圍。 【圖式簡單說明】 第一圖：具雙面鍵盤配置之手持設備之外觀示意圖。 第二圖：第一圖所示手持設備之電路方塊圖。 第二圖：本發明之方向判別示意圖。 第四圖：本發明之判別方法流程圖。 第五圖：本發明之判別方法流程圖。 【主要元件符號說明】 b··手持設備 la···第一系統 200933152

lb…第二系統 11…第一面板 12…第二面板 111···第一鍵盤 121…第二鍵盤 2…重力感測器 3…控制器 4…繼電器 41a，41b…控制端 42a，42b…開關 43…反相器 S1〜S4…步驟

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Claims (1)

1. 200933152 十、申請專利範圍： 1.-種使用重力感測器之方位判別方法，係包括·· a) 自重力感測器取得三維直角座標之重力分量值； b) 依z#分量之大小而產生第_階段判別結果： ⑷當2軸分量絕對值大於一第一臨界值時 不眯(don’t care)，該第一臨界值係大於等於; ’、'、 b2)當Z轴分量小於 夕名杜* j於ϋ.5§且大於等於該第一臨界值 〇 負值時，判別為第一方位狀態； 。乂3) Γ軸分量小於等於該第一臨界值之正值且大於 0. 5g時，判別為第二方位狀態； 、 b4)當z軸分量小於等於〇. 暫時不產生判別結果； 大於專於-〇.5g值， c)於步驟b4之後： #z軸分量為負值’且y軸分量小於等於二 臨界值並大於〇. 5時，判 、 ^值係大於等於lg;丨別為第-方位狀態’該第二臨界 c2)當z軸分量為負值， 於等於該第二臨界值之負值時二=小於幼並大 ⑶當2軸分量為正值且二方位狀態； ^ ^ 且y軸分1小於等於該第二 I界值之正值並大於0.5g時，判 ^ 4 刊別為第二方位狀態； c4)當z軸分量為正值， 於笪认斗姑 „ y轴分量小於-0. 5g並大 於等於该第二臨界值之負值時， ^ θ 別為第一方位狀態； C5)虽y軸分篁不在步驟 7缸八θ所述範圍内時，以及 z軸刀篁專於〇時，則一律判別為不睬。 12 Ο 200933152 2. 如申請專利範圍第i項 处之方彳古士 r 一臨界值係在1.2g至2g之範圍内匐别方法 3. 如申請專利範圍第2項所述之方位 一臨界值係為1. 5g。 】別方法 如申^專利範圍第丨項所述之方位 一臨界值係在1.2g至2g之範圍内。 去 5 ·如中請專利範圍第4項所述之方位判 二臨界值係為1 . 。 ' ’其中該第 '其中該第 其中該第 其中該第

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