[发明专利]采用可移动控制器进行交互控制的独立惯性导航系统

权利要求书

1.一种被用户可操作与显示器进行交互的设备，所述设备包括：

多个惯性传感器，用于当所述设备在所述用户的促使下，从三维空间中的 一个位置移动到另一个位置时，提供足以获得所述设备六个相对线运动和角运 动的传感器数据，其中还包括：

处理器，被配置对来自所述惯性传感器的所述传感器数据进行相关，确定 所述设备相对于一个参考点的相对位置和方位，以使所述设备的轨迹被推断出 并用于在所述显示器中呈现相应的运动，

其中，所述设备为集成控制器，包括第一装置和第二装置，所述第一装置 能够独立运行，包括收发器；以及所述第二装置，可移除地连接到所述第一装 置上，包括所述多个惯性传感器中的部分或全部，以及与所述第一装置通信的 接口，通过所述接口将来自所述惯性传感器的部分或全部所述传感器数据传输 至所述第一装置，以使所述第一装置通过所述收发器，将所述传感器数据传输 至与所述显示器连接的基本设备上。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一装置为基本控制器， 包括：

第一组件，包括所述多个惯性传感器中的一个或多个但不是全部，其中来 自所述基本控制器中的所述惯性传感器的所述传感器数据，不足以获得所述设 备的所述六个相对线运动和角运动；

所述第二装置为辅助装置，包括：

第二组件，包括所述多个惯性传感器中的一个或多个但不是全部，其中来 自所述辅助装置中的所述惯性传感器的一些或全部所述传感器数据，通过所述 接口传输至所述基本控制器，以使来自所述基本控制器和所述辅助装置的所述 传感器数据合起来，足以获得所述设备的所述六个相对线运动和角运动。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述辅助装置不能独立运行， 并被设计为与所述基本控制器一起运行，来自所述辅助装置的任何感知测量被 补充给所述基本控制器，以使如果所述辅助装置中有惯性传感器读数的话，处 于所述基本控制器中的处理器被配置对来自所述基本控制器和所述辅助装置 中的惯性传感器的传感器数据进行相关。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，包括三个所述惯性传感器的 所述基本控制器作为一个三轴加速计，以及来自所述辅助装置中的所述第二组 件中的所述惯性传感器的传感器数据，被补充给来自所述三轴加速计的所述传 感器数据，以使来自所述三轴加速计和来自所述辅助装置的所述传感器数据变 得足以获得所述设备的六个相对线运动和角运动。

5.如权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，所述惯性传感器是 充分独立的，因而，没有运动约束且不用所述用户设置或配置外部源来操作所 述设备。

6.如权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，所述设备是游戏控 制器，以及所述处理器在驱动所述显示器的游戏机器中。

7.如权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，所述轨迹被充分实 时地计算出，以将所述用户的运动与所述显示器的显示同步。

8.如权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，所述设备的线运动 和角运动控制在虚拟世界中被操纵的物体的动画。

9.如权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，提供附加识别元件， 用以将所述轨迹归类到一系列清楚的规定中的一个，所述规定用于给所述轨迹 赋予意义。

10.如前述权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器 被进一步配置通过确定与所述估计的位置和方位相关的一系列估计误差，获得 所述设备更为精确的轨迹。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，响应一系列的假定获得所 述估计误差，所述假定包括：假定所述设备处于地球坐标系中，假定所述设备 借助人的动力充分运动，假定所述设备至少为一个：手持的，可佩戴的，或可 附着到一个运动的或静止的物体上的设备。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，采用人类生物力学特性来 确定所述估计误差。