无源磁性头部跟踪器制造技术

一种戴在用户的头部上的穿戴式装置确定用户的头部定向。在穿戴式装置上执行的跟踪应用程序确定穿戴式装置相对于参考系的定向。同样地，在移动装置上执行的移动应用程序确定移动装置相对于参考系的定向。参考系可为磁北或穿戴式装置与移动装置之间共享的惯性参考系。跟踪应用程序基于穿戴式装置和移动装置的相对定向来估计用户头部相对于移动装置的定向。

【技术实现步骤摘要】

所公开的实施方案大体上涉及穿戴式装置，且更具体地涉及无源磁性头部跟踪器。
技术介绍
可靠地确定用户的头部定向是各种不同情境中的共同目标。例如，用户的头部定向对于识别用户搜寻的方向或对于识别用户所关注的具体对象很有价值。在虚拟现实(VR)或增强现实(AR)的情境中，头部定向也可能很重要。例如，VR装置可以向用户输出反映虚拟世界的视听数据，然后基于用户的头部定向修改所述视听数据，以使得虚拟世界在用户看来更为真实。在具体实例中，如果用户将在某一特定方向上转动他/她的头部，那么VR装置可以在相同方向上平移虚拟世界。VR装置也可以修改输出给用户的音频来反映头部位置的变化。这种技术将使用户保持沉浸在虚拟世界中。常规头部跟踪方法涉及给用户配备检测运动的头部跟踪装置。然后假定检测到的运动反映头部定向的变化。然而，这种方法受到各种缺点的困扰。第一，检测到的头部运动不一定反映头部定向的变化。例如，如果用户将乘坐右转的汽车，那么头部跟踪器可能错误地将这个运动解读为意思是用户使他/她的头部往右转。第二，取决于运动检测的系统通常受到漂移问题的困扰。漂移引入错误，从而随着时间推移会大幅降低可确定头部定向的精确性。最后，基于运动的头部跟踪器通常包括复杂的机械硬件。此类硬件常常体积大，不具有机械稳健性，且通常需要过大功率来操作。如上所说明，用于跟踪用户头部位置的更有效技术将是有用的。
技术实现思路
所陈述的一个或多个实施方案包括一种用于确定用户头部定向的计算机实施方法，其包括：确定第一装置相对于共享参考系的第一定向，其中所述第一装置与用户头部相关联；确定第二装置相对于共享参考系的第二定向，其中所述第二装置与用户身体相关联；以及比较第一定向与第二定向以确定第一装置与第二装置之间的相对定向，其中所述相对定向反映用户头部定向。所公开的实施方案的至少一个优势在于，可使用无源组件确定用户头部定向而无需在很大程度上依赖高耗电的有源组件。附图说明为可详细理解上文陈述一个或多个实施方案的引述特征的方式，可通过参考某些具体实施方案(其中一些实施方案说明于附图中)来更特定地描述上文简要概述的一个或多个实施方案。然而，应注意，附图仅说明典型的实施方案，且因此不应视为以任何方式限制其范围，因为本专利技术范围也包括其它实施方案。图1说明被配置为实施各种实施方案的一个或多个方面的系统；图2是根据各种实施方案的图1的穿戴式装置的方框图；图3是根据各种实施方案的图1的移动装置的方框图；图4A-4B是根据各种实施方案的说明用于确定用户头部定向的技术的概念图；图5是根据各种实施方案的可被实施来确定用户头部定向的数据和处理阶段的概念性图解；图6是根据各种实施方案的说明一种实施图5的数据和处理阶段的方法的方框图；图7是根据各种实施方案的说明另一种实施图5的数据和处理阶段的方法的方框图；图8是根据各种实施方案的用于确定用户头部定向的方法步骤的流程图；和图9是根据各种其它实施方案的用于确定用户头部定向的方法步骤的流程图。具体实施方式在以下描述中，阐述许多具体细节以提供对某些具体实施方案的更透彻理解。然而，所属领域的技术人员将显而易见，可以在没有一个或多个这些具体细节或在具有额外具体细节的情况下实践其它实施方案。系统概述图1说明被配置为实施各种实施方案的一个或多个方面的系统。如图所示，系统100包括穿戴式装置110，其被配置为戴在用户120的头部上。穿戴式装置110通过数据连接件140耦接至移动装置130。数据连接件140可以是任何技术上可行的无线或有线耦接件形式，其被配置用来传送数据。穿戴式装置110包括光学装置112、计算装置114和音频装置116。穿戴式装置110被配置为与移动装置130互操作，以便确定用户120头部相对于移动装置130定向的定向。如此，穿戴式装置110确定穿戴式装置110相对于磁北的定向。以类似方式，移动装置130确定移动装置140相对于磁北的定向。通过比较这两个定向，可以确定用户120的头部定向。下文结合图4-9更详细地描述用于执行这些操作的各种技术。在各种实施方案中，穿戴式装置110可以代表虚拟现实装置或增强现实装置。在此类实施方案中，计算装置114可以生成代表虚拟世界的视听数据。计算装置114可致使光学装置112向用户输出反映这个虚拟世界的可视数据。同样，计算装置114可致使音频装置116输出类似地代表虚拟世界的音频数据。上述视听数据可描绘意在引起对现实的虚拟体验的沉浸式虚拟世界。替代地，这种视听数据可代表对真实世界的增强，其意在以非沉浸方式增强对现实的感知。计算装置114可以基于用户120的头部定向来调整向用户120输出的视听数据。例如，但无限制地，如果用户120的头部向某一具体方向转动，那么计算装置114可以相应地朝所述方向平移视听数据，从而潜在地增加呈现给用户120的虚拟或增强现实的现实感。穿戴式装置110可被配置为确定用户120的头部定向以便支持上述功能。在其它实施方案中，穿戴式装置110可以略去光学装置112或音频装置116。例如，但无限制地，穿戴式装置110可以代表一组耳机，其被配置为基于用户头部定向来调节音频输出，且穿戴式装置110将略去光学装置112。在又其它实施方案中，穿戴式装置110可代表致力于跟踪用户120的头部定向的装置。在此类实施方案中，可以略去光学装置112和音频装置116。在迄今所讨论的任一个实施方案中，穿戴式装置110和移动装置130被配置为互操作以确定用户120的头部定向。下文分别结合图2和图3更详细地描述穿戴式装置110和移动装置130。图2是根据各种实施方案的图1的穿戴式装置的方框图。如图所示，穿戴式装置110包括光学装置112，其耦接至计算装置114，所述计算装置114转而耦接至音频装置116。光学装置112通常包括一个或多个视频输出。例如，但无限制地，光学装置112可包括双目视频输出，其向用户120呈现略微不同的视觉图像，从而使得用户120体验三维(3D)图像的感觉。光学装置112可以是一个或多个液晶显示(LCD)屏或任何其它技术上可行的用于生成光学信号的硬件。音频装置116通常包括一个或多个音频输出。例如，但无限制地，音频装置116可包括旨在输出不同音频通道的立体声音频输出，由此使得用户120体验3D声音的感觉。音频装置116可包括多个扬声器、换能器或任何其它技术上可行的用于生成音频信号的硬件。计算装置114被配置为生成供由光学装置112输出的可视数据，并生成供由音频装置116输出的音频数据。如此，计算装置114可使得用户120体验虚拟或增强现实。计算装置114包括处理器200、输入/输出(I/O)装置210、磁传感器阵列220、惯性传感器阵列230和存储器240。存储器240包括跟踪应用程序242和模拟应用程序244。处理器200可以是任何技术上可行的硬件单元，其被配置为处理数据和执行软件应用程序，其包括例如(但不限于)中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等等。I/O装置210可包括被配置为接收输入的装置、被配置为产生输出的装置以及既能够接收输入又能够产生输出的装置。磁传感器阵列220是被配置为检测磁场并响应生成磁定向数据的无源装置。磁定向数据反映磁北在3D坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定用户的头部定向的装置，所述装置包括：用于确定第一装置相对于共享参考系的第一定向的装置，其中所述第一装置与所述用户的所述头部相关联；用于确定第二装置相对于所述共享参考系的第二定向的装置，其中所述第二装置与所述用户的身体相关联；以及用于比较所述第一定向与所述第二定向以确定所述第一装置与所述第二装置之间的相对定向的装置，其中所述相对定向反映所述用户的所述头部定向。

【技术特征摘要】
2015.06.15 US 14/739,9951.一种用于确定用户的头部定向的装置，所述装置包括：用于确定第一装置相对于共享参考系的第一定向的装置，其中所述第一装置与所述用户的所述头部相关联；用于确定第二装置相对于所述共享参考系的第二定向的装置，其中所述第二装置与所述用户的身体相关联；以及用于比较所述第一定向与所述第二定向以确定所述第一装置与所述第二装置之间的相对定向的装置，其中所述相对定向反映所述用户的所述头部定向。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述共享参考系包括磁北。3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括用于执行校准例程的至少一部分以识别与磁北相关联的方向的装置。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述共享参考系包括惯性参考系。5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括用于执行校准例程的至少一部分以识别与所述惯性参考系相关联的原点的装置。6.根据权利要求1所述的装置，其中用于比较所述第一定向与所述第二定向的装置包括用于从与所述第一定向相关联的第一角度减去与所述第二定向相关联的第二角度的装置。7.一种被配置为确定用户的头部定向的系统，包括：第一装置，其包括：第一传感器阵列，其被配置为确定所述第一装置相对于共享参考系的第一定向，第一存储器，其被配置为存储第一软件应用程序，以及第一处理器，其被配置为执行所述第一软件应用程序，其中与执行所述第一软件应用程序相结合，所述第一处理器比较所述第一定向和与第二装置相关联的第二定向以确定所述第一装置与所述第二装置之间的相对定向，其中所述相对定向反映所述用户的所述头部定向。8.根据权利要求7所述的系统，进一步包括：第二装置，其耦接至所述第一装置，且包括：第二传感器阵列，其被配置为确定所述第二装置相对于所述共享参考系的所述第二定向，第二存储器，其被配置为存储第二软件应用程序，以及第二处理器，其被配置为执行所述第二软件应用程序，其中，与执行所述第一软件应用程序相结合的所述第一处理器和与执行所述第二软件应用程序相结合的所述第二处理器互操作，以比较所述第一定向与所述第二定向来确定所述第一装置与所述第二装置之间的所述相对定向。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一装置包括耦接至所述用户的所述头部的穿戴式装置，且所述第二装置包括与所述用户的所述身体相关联的移动装置。10.根据权利要求8所述的系统，其中与执行所述第一软件应用程序相结合的所述第一处理器被配置为：从所述第二装置获得所述第二定向；以及比较所述第一定向与所述第二定向，以确定所述第一装置与所述第二装置之间的所述相对定向。11.根据权利要求8所述的系统，其中与执行所述第二软件应用程序相结合的所述第二处理器被配置为：从所述第一装置获得所述第一定向；比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：T韦尔蒂，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US