使用移动设备作为基于移动的控制器制造技术

一种用于精确追踪移动设备的位置的方法、系统和计算机程序产品。移动设备上的麦克风从移动设备控制的设备接收在几个选定的频率的声音信号。利用频率偏移来估计速度和行进的距离。被控制的设备的扬声器之间的距离被校准，移动设备的初始位置使用其运动轨迹被缩小范围。基于这些信息，实时连续地追踪移动设备的新位置。因此，可以准确地追踪移动设备的移动，从而使移动设备成为基于运动的控制器(例如，鼠标、游戏控制器、物联网的控制器)。

Using mobile devices as a mobile - based controller

A method, system, and computer program product for precise tracking of the location of a mobile device. The microphone on the mobile device receives a sound signal at several selected frequencies from the device controlled by the mobile device. The frequency offset is used to estimate the speed and the travel distance. The distance between the loudspeakers of the controlled equipment is calibrated, and the initial position of the mobile device uses its motion trajectory to be reduced. Based on this information, the new location of the mobile device is tracked in real time. Therefore, we can accurately track the movement of mobile devices, and make mobile devices a motion based controller (for example, mouse, game controller, and controller of the Internet of things).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用移动设备作为基于移动的控制器相关申请的交叉引用本申请要求2015年4月30日提交的美国临时专利申请序号62/154,809，“UtilizingaMobileDeviceasaMouse”的优先权，其全部内容通过引用方式并入本文中。
本专利技术是关于诸如鼠标一类的指针装置，特别是使用移动装置作为基于运动的控制器(例如鼠标、游戏控制器、物联网控制器)。
技术介绍
在电脑方面，鼠标是检测相对表面的二维运动的指针装置。此运动通常被转换成显示器上的指针的运动，允许对图形用户界面进行精细控制。物理上讲，鼠标是一种握在手中的物件，上面有一个或多个按钮。鼠标通常包含其它特征，例如触碰表面和“轮子”，能够进行额外的控制和不同维度的输入。由于易于使用，鼠标一直是用于控制图形用户界面的最成功的技术之一。它的吸引力很快渗透到电脑之外。已经有了专为游戏机和智能电视设计的鼠标。智能电视允许用户运行计算机程序和智能手机应用程序。例如，智能电视用户能使用网络浏览器，并使用鼠标点击某个统一资源定位符(URL)或地图的某个部分。依靠按钮进行用户输入的传统遥控器已经不足以利用智能电视提供的全部功能。未来越来越多的设备，如智能眼镜(如Google(谷歌眼镜)、婴儿监视器和新一代家用电器都将需要鼠标功能，这些功能允许用户从各种选项中进行选择，并轻松点击视图的不同部分。另一方面，传统鼠标需要平坦且光滑的表面进行操作，不能满足许多新的使用场景。用户希望在移动时与远程设备进行交互。例如，讲话者想自由移动，在其移动时点击不同物件；智能电视用户想在房间的任何地方看电视；Google用户想要在旅游时查询物件。如果用户能通过把他/她的移动设备(例如，智能电话、智能手表)移动到空中而将其转换成鼠标，这无疑会很好。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，提供了一种将移动设备用作基于运动的控制器的方法，包括确定移动设备控制的设备的两个或更多个扬声器之间的距离。所述方法还包括，移动设备用麦克风接收来自设备的听不见的声音信号。所述方法还包括：记录所述听不见的声音信号。此外，所述方法包括：使用所记录的听不到的声音信号来估计频移。此外，所述方法包括：用估计的频移来估计移动设备的速度。此外，所述方法还包括：用估计的速度和移动设备的先前位置来估计移动设备所在的位置离两个或更多个扬声器中的每个扬声器的距离。所述方法还包括：由处理器用所述移动设备所在的位置离两个或更多个扬声器的估计距离、设备的两个或更多扬声器之间的距离和移动设备的先前位置来确定移动设备的当前位置。上述方法实施例的其他形式在系统和计算机程序产品中。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种将移动设备用作基于运动的控制器的方法，包括：确定扬声器和无线设备的无线发射机之间的距离。所述方法还包括：移动设备用麦克风从所述移动设备控制的、具有扬声器的设备接收听不见的声音信号。所述方法额外包括：从所述无线设备接收射频信号。此外，所述方法还包括：记录所述听不见的声音信号和所述射频信号。此外，所述方法包括：估计所述射频信号的相位。此外，所述方法包括：使用所述射频信号的估计的相位和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述无线发射机的距离。所述方法还包括：使用所记录的听不到的声音信号来估计频移。所述额外方法包括：用估计的频移来估计移动设备相对扬声器的速度。此外，所述方法还包括：用估计的速度和移动设备的先前位置来估计移动设备所在的位置离所述扬声器的距离。此外，所述方法包括：由处理器用所述移动设备所在的位置离所述扬声器的估计距离、所述移动设备所在的位置离所述无线发射机的估计距离、所述扬声器和所述无线发射设备的无线发射机之间的距离和移动设备的先前位置来确定移动设备的当前位置。上述方法实施例的其他形式在系统和计算机程序产品中。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种将移动设备用作基于运动的控制器的方法，包括：确定所述移动设备控制的设备的两个或更多个扬声器之间的距离。所述方法还包括：确定所述设备的两个或更多扬声器中的每一个和无线设备的无线发射机之间的距离。所述方法额外包括：所述移动设备用麦克风从所述设备接收听不到的声音信号。此外，所述方法包括：从所述无线设备接收射频信号。此外，所述方法包括：记录所述听不到的声音信号和所述射频信号。此外，所述方法还包括：估计所述射频信号的相位。所述方法还包括：用射频信号的估计的相位和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述无线设备的所述无线发射机的距离。所述方法额外包括：用所记录的听不到声音信号来估计频移。此外，所述方法包括：用估计的频移来估计移动设备与两个或更多扬声器中的每一个的相对速度。此外，所述方法包括：用估计的速度和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器中的每一个的距离。此外，所述方法包括：由处理器用所述移动设备所在的位置离所述无线设备的所述无线发射机的估计距离、所述设备的两个或更多的扬声器之间的距离、所述设备的两个或更多的扬声器中的每一个和所述无线发射机的距离，以及移动设备的先前位置来估计所述移动设备的当前位置。上述方法实施例的其他形式在系统和计算机程序产品中。前面简单地概述了本专利技术的一或多个实施例的特征和技术优点，以便可以更好地理解接下来对本专利技术的详细描述。下面将描述本专利技术的更多特征和优点，这些特征和优点可形成本专利技术的权利要求的主题。附图说明当结合以下附图详细描述时，可以获得对本专利技术的更好理解。其中：图1显示根据本专利技术的实施例配置的系统；图2显示根据本专利技术的实施例的移动设备的硬件配置；图3根据本专利技术的实施例显示将移动设备用作基于运动的控制器(例如，鼠标)与电子设备进行交互的方法的流程图；图4A根据本专利技术的实施例显示用户在校准过程期间手握移动设备扫描设备；图4B根据本专利技术的实施例显示用户正在执行校准时多普勒频移的变化；图5A和5B根据本专利技术的实施例分别显示由方程EQ1估计的多普勒频移和随时间移动的距离；图6A和6B根据本专利技术的实施例分别显示，当移动设备绕着圆移动时，接收的音频信号频域和估计的多普勒频移的示例；图7根据本专利技术的实施例显示新位置应当是中心点分为(0,0)和(D，0)并且半径分别为D1,1和D1,2的两个圆的交点；图8A-8C根据本专利技术的实施例分别显示原始多普勒频移测量和除去或没除去异常值后的最大比组合(MaximalRatioCombining,MRC)的结果；和图9根据本专利技术的实施例显示用于控制包含单个扬声器的电子设备的方法的流程图。具体实施方式尽管以下就利用移动设备作为诸如鼠标的基于运动的控制器，使用了具有两个扬声器的电子设备(例如，智能电视机)或具有单个扬声器加上一个无线设备的电子设备来讨论本专利技术，本专利技术的原理可以应用于具有三个或更多个扬声器的设备，并选择使用或不使用其无线设备。例如，如果有两个以上的扬声器可用，则可以更高的维度跟踪移动设备和/或可提高精度。具体来说，可以与本文所讨论的相同的方式得到离每个扬声器的距离，然后使用这些圆的交点。例如，如果电子设备具有三个扬声器，则可以通过与这三个圆相交在三维空间中进行定位。如果只对二维空间感兴趣，则可以使用与附加扬声器的距离来提高精度(例如，该位置被估计为这些交点的重心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用移动设备作为基于移动的控制器的方法，所述方法包括：确定由所述移动设备控制的设备的两个或更多个扬声器之间的距离；由所述移动设备的麦克风从所述设备接收听不见的声音信号；记录所述听不见的声音信号；使用记录下来的所述听不见的声音信号估计频移；使用估计的所述频移估计所述移动设备的速度；使用估计的所述速度和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器中的每一个的距离；和使用估计的所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器的所述距离、所述设备的所述两个或更多个扬声器之间的距离以及所述移动设备的所述先前位置由处理器确定所述移动设备的当前位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.30 US 62/154,8091.一种利用移动设备作为基于移动的控制器的方法，所述方法包括：确定由所述移动设备控制的设备的两个或更多个扬声器之间的距离；由所述移动设备的麦克风从所述设备接收听不见的声音信号；记录所述听不见的声音信号；使用记录下来的所述听不见的声音信号估计频移；使用估计的所述频移估计所述移动设备的速度；使用估计的所述速度和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器中的每一个的距离；和使用估计的所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器的所述距离、所述设备的所述两个或更多个扬声器之间的距离以及所述移动设备的所述先前位置由处理器确定所述移动设备的当前位置。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述两个或更多个扬声器以不同频率产生所述听不见的声音信号。3.如权利要求2所述的方法，还包括：对所述不同频率的所述听不见的声音信号应用最大比组合技术以去除异常值。4.如权利要求1所述的方法，还包括：校准所述设备的所述两个或更多个扬声器之间的距离。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述校准包括在所述设备两端来回移动所述移动设备。6.如权利要求1所述的方法，还包括：产生与所述移动设备的可能的初始位置对应的粒子；和过滤位置与估计的所述速度不一致的粒子。7.如权利要求6所述的方法，还包括：使用未被过滤的剩余粒子的质心来估计所述移动设备的当前位置。8.一种利用移动设备作为基于移动的控制器的方法，所述方法包括：确定扬声器和无线设备的无线发射机之间的距离；所述移动设备的麦克风从所述移动设备控制的、具有所述扬声器的设备接收听不见的声音信号；从所述无线设备接收射频信号；记录所述听不见的声音信号和所述射频信号；估计所述射频信号的相位；使用估计的所述射频信号的所述相位和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述无线发射机的距离；使用记录的所述听不见的声音信号估计频移；使用估计的所述频移估计所述移动设备相对所述扬声器的速度；使用估计的所述速度和所述移动设备的所述先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述扬声器的距离；和使用估计的所述移动设备所在的位置离所述扬声器的所述距离、估计的所述移动设备所在的位置离所述无线发射机的距离、所述扬声器与所述无线设备的所述无线发射机之间的所述距离以及所述移动设备的所述先前位置，由处理器确定所述移动设备的当前位置。9.如权利要求8所述的方法，其中所述射频信号是Wi-Fi信号、蓝牙信号或无线信号。10.一种利用移动设备作为基于移动的控制器的方法，所述方法包括：确定所述移动设备控制的设备的两个或更多个扬声器之间的距离；确定所述设备的所述两个或更多个扬声器中的每一个和无线设备的无线发射机之间的距离；所述移动设备的麦克风从所述扬声器接收听不见的声音信号；从所述无线设备接收射频信号；记录所述听不见的声音信号和所述射频信号；估计所述射频信号的相位；使用估计的所述射频信号的所述相位和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述无线设备的所述无线发射机的距离；使用记录的所述听不见的声音信号估计频移；使用估计的所述频移估计所述移动设备相对所述两个或更多个扬声器中的每一个的速度；使用估计的所述速度和所述移动设备的所述先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器中的每一个的距离；和使用估计的所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器中的每一个的所述距离、估计的所述移动设备所在的位置离所述无线设备的所述无线发射机的所述距离，所述设备的所述两个或更多个扬声器之间的所述距离、所述无线设备的所述无线发射机与所述设备的所述两个或更多个扬声器中的每一个之间的所述距离，以及所述移动设备的所述先前位置，由处理器确定所述移动设备的当前位置。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述射频信号是Wi-Fi信号、蓝牙信号或无线信号。12.一种用于利用移动设备作为基于移动的控制器的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括用于执行以下操作的程序指令：确定由所述移动设备控制的设备的两个或更多个扬声器之间的距离；由所述移动设备的麦克风从所述设备接收听不见的声音信号；记录所述听不见的声音信号；使用记录下来的所述听不见的声音信号估计频移；使用估计的所述频移估计所述移动设备的速度；使用估计的所述速度和所述移动设备的先前位置来估计所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器中的每一个的距离；和使用估计的所述移动设备所在的位置离所述两个或更多个扬声器的所述距离、所述设备的所述两个或更多个扬声器之间的距离以及所述移动设备的所述先前位置，确定所述移动设备的当前位置。13.如权利要求12所述的计算机程序产品，其中所述两个或更多个扬声器以不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱锂力，尹相基，陈奕超，
申请(专利权)人：德克萨斯大学系统董事会，
类型：发明
国别省市：美国,US