发明名称 运动侦测装置及其方法
摘要 一种运动侦测装置及其方法。该运动侦测装置系包括两条线型感测器,系以非平行方式设置,用于感测光信号资料。并且由一运算单元藉由两条线型感测器所感测的光信号资料序列执行相关性、判断运动方向及速度之运算等,而得知运动侦测装置相对于侦测表面之移动方向及速度。由于本发明系采用两条线型感测器感测光信号资料序列,所以运算资料量较以往利用面型感测器感测光信号资料还少,可有效提升运动侦测装置之运算速度及降低硬体成本。
申请公布号 TWI282420 申请公布日期 2007.06.11
申请号 TW095117977 申请日期 2006.05.19
申请人 敦南科技股份有限公司 发明人 郑家驹;林诗珩;周荣华;陈昭宇
分类号 G01P3/36(2006.01);G01P13/00(2006.01) 主分类号 G01P3/36(2006.01)
代理机构 代理人 王云平 台北市大安区敦化南路2段71号18楼
主权项 1.一种运动侦测装置,包括: 一光源,系用于提供投射于该运动侦测装置所侦测 之一表面之光源,以反射一光信号; 一第一线性感测器阵列(Linear sensor array),系根据一 系统时脉来感测该光信号; 一第二线性感测器阵列,系与该第一线性感测器阵 列以非平行方式设置,根据该系统时脉来感测该光 信号; 一资料储存单元,用以储存该第一线性感测器阵列 所感测之该光信号以及该第二线性感测器阵列所 感测之该光信号;及 一运算单元,系连接于该资料储存单元,根据该第 一线性感测器阵列所感测之该光信号以及该第二 线性感测器阵列所感测之该光信号计算该运动侦 测装置相对于该表面之运动方向及速度。 2.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,其中 该第一线性感测器阵列及该第二线性感测器阵列 系各别具有一个以上之感测元件(sensing element)。 3.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,更包 括一感测器控制单元,系连接于该第一线性感测器 阵列、该第二线性感测器阵列、该资料储存单元 及该运算单元,用于提供该系统时脉(system timing clock)。 4.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,其中 该光源系为一同调光源(coherent light)。 5.如申请专利范围第4项所述之运动侦测装置,其中 该光源系为一雷射光源(LASER)或一面型雷射光源( VCSEL)。 6.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,其中 该光信号系为一同调光投射于该表面而反射之光 斑影像(speckle image)。 7.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,其中 该光源系为一共振腔LED(Resonant Cavity LED)。 8.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,其中 该光源系包括一非同调光源及一透镜,用以产生该 运动侦测装置所侦测该表面之表面影像。 9.如申请专利范围第8项所述之运动侦测装置,其中 该非同调光源系为一发光二极体。 10.如申请专利范围第1项所述之运动侦测装置,其 中该第一线性感测器阵列与该第二线性感测器阵 列系互为垂直设置。 11.一种运动侦测方法,其步骤包括: 一第一线性感测器阵列根据一系统时脉来感测一 光信号而产生一第一光信号资料序列,同时一第二 线性感测器阵列根据该系统时脉来感测该光信号 而产生一第二光信号资料序列,其中该第一线性感 测器阵列及该第二线性感测器阵列系非平行的设 置于一运动侦测装置上; 储存该第一光信号资料序列及该第二光信号资料 序列; 分别计算该第一光信号资料序列中列与列之间的 相关性(correlation)及该第二光信号资料序列中列与 列之间的相关性,以决定该第一线性感测器阵列在 其垂直方向上相对于待测表面所移动距离及该第 二线性感测器阵列在其垂直方向上相对于待测表 面所移动的距离; 分别计算该第一线性感测器阵列在其垂直方向上 相对于待测表面之移动速度及该第二线性感测器 阵列在其垂直方向上相对于待测表面之移动速度; 及 根据该第一线性感测器阵列在其垂直方向上相对 于待测表面之移动速度及该第二线性感测器阵列 在其垂直方向上相对于待测表面之移动速度进行 向量运算,以求得该运动侦测装置相对于所在表面 之运动方向及速度。 12.如申请专利范围第11项所述之运动侦测方法,更 包括利用一光源投射光于该运动侦测装置所侦测 之表面,以反射该光信号供该第一线性感测器阵列 感测该第一光信号资料序列,及该第二线性感测器 阵感测该第二光信号资料序列。 13.如申请专利范围第11项所述之运动侦测方法,其 中该第一线性感测器阵列在其垂直方向上相对于 待测表面之移动速度及该第二线性感测器阵列在 其垂直方向上相对于待测表面之移动速度,系分别 由该第一线性感测器阵列在其垂直方向上相对于 待测表面所侦测之移动距离和该系统时脉之时间 资讯及该第二线性感测器阵列在其垂直方向上相 对于待测表面所侦测之移动的距离和该系统时脉 之时间资讯进行一演算法而求得。 14.如申请专利范围第13项所述之运动侦测方法,其 中该演算法系为除法或微分运算。 15.如申请专利范围第10项所述之运动侦测方法,其 中该第一光信号资料序列中列与列之间及该第二 光信号资料序列中列与列之间的相关性的计算式 系为: 其中Cr为相关性参数,xi系为一资料参考阵列,yi系 为一资料比对阵列。 16.如申请专利范围第10项所述之运动侦测方法,其 中该第一光信号资料序列中列与列之间及该第二 光信号资料序列中列与列之间的相关性的计算式 系为: 其中Cr为相关性参数,xi系为一资料参考阵列,yi系 为一资料比对阵列,-x系为该资料参考阵列之平均 値,-y系为该资料比对阵列之平均値。 图式简单说明: 第一图系为本发明运动侦测装置之功能方块图; 第一A图系为本发明线性感测器之第一较佳实施例 之示意图; 第一B图系为本发明线性感测器之第二较佳实施例 之示意图; 第二图系为本发明运动侦测方法步骤流程图;及 第三图系为本发明线性感测器运动示意图。
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