用于将来自感测单元的运动的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将来自感测单元的运动的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器。仪器包括至少一个传感器，该至少一个传感器用于由至少一个检测到的力生成力信号。并且还包括处理单元，该处理单元被配置为将力信号转换成数字听觉信号。仪器还包括输出单元，该输出单元用于将数字听觉信号转换成听觉信号，并且该仪器的特征在于：数字听觉信号包括单个检测到的力的加速度、强度以及持续时间的信息。本发明专利技术还涉及用于将影响对象的至少一个检测到的力转换成听觉信号的方法以及根据本发明专利技术的仪器对于各种娱乐和/或治疗目的的使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将来自感测单元的运动的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器和方法
本专利技术涉及优选为了娱乐目的而将可检测力，特别是由对象运动引起的力，转换成听觉信号。根据独立权利要求的前序部分，本专利技术还具体涉及用于将至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器、运动传感器在该用途的使用以及用于将影响对象的至少一个检测到的力转换成听觉信号的相应方法。
技术介绍
从娱乐业已知能够将由人的运动引起的检测到的力转换成数字信号的装置。现今的游戏控制台装配有一种或另一种控制器，该控制器能够将所述控制器的空间运动转换为由控制台处理的数字信号。这些控制器实现手势识别和运动感测，以与电子装置交互。通常来说，控制器与诸如游戏控制台的基站保持无线连接，借助于该无线连接，发送从所述运动检测收集的信息。尽管具有所有这些装置，但是一个主要问题是超过特定阈值的时延损害到游戏环境中的沉浸感。电子娱乐装置领域中的一个另外应用是将可检测力信号转换成音频信号。US2012/0297961A1公开了一种具有敲击垫和加速度计的键盘吉他控制器。键盘吉他包括正面上具有许多键的钢琴式键盘和从一侧延伸的颈部。进一步地，在键盘体的正面上设置许多鼓垫。键盘吉他还包括微处理器，该微处理器设置为扫描各个鼓垫的状态并生成与鼓垫状态对应的MIDI音符信号。该装置还包括加速度计，该加速度计向微处理器提供与键盘吉他的倾斜有关的信息。该信息被转换成MIDI连续控制器值，该值从键盘吉他输出，以控制外部合成器或计算机。所有这些功能在所述键盘吉他中实现，以提供更通用的乐器。另一方面，US2010/0132536A1公开了文件创建过程和用于增加的音频交互的相应设备，该设备的目的在于使得诸如混合录音的音乐交互对于普通人更加直观且可接近。作为另一个目的，本专利技术的目的在于将音乐回放从像电视广播的单向静态环境变为交互式的、动态的和协作的娱乐体验。为此，音频波形歌曲与MIDI时间网格组合。作为特定方面，本专利技术还包括所谓的“交互式协作装置”。该装置可以借助于将具有复古的文件格式的iPhone加速度计用于实现新的声音形式，来采取诸如iPhone的智能手机的形式。本文献所提出的具体示例是通过向特定音频信号的各运动轴线分配来使用iPhone的加速度计的三个轴线，该音频信号然后可以由iPhone沿该轴线的相应运动来触发。这仍然取决于在后台中处理的复古的合适歌曲。因此，需要用于电子娱乐领域中的装置，这些装置使得能够将由所述装置的运动引起的可检测力转换成听觉信号。这种装置应优选地启用沉浸式声学体验并创建生动的声音体验，这与触发运动尽可能紧密地相关并且优选地根据用户自己的决定沿着预定的声音模式。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于将由装置的运动引起的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器，该仪器克服了现有技术的至少一个缺点。尤其是，本专利技术的目的是提供有效并为用户提供提高的沉浸感的相应传感器的这种仪器、方法以及使用。本专利技术的特定和另外目的是提供可靠且制造成本低的这种装置。传感器的这种仪器、方法以及使用根据独立权利要求的特征部分来提供。本专利技术的一个方面是一种用于将来自感测单元的运动的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器。该仪器包括至少一个传感器，该至少一个传感器用于从至少一个检测到的力生成力信号。所述至少一个传感器优选地包括在感测单元中。该仪器还包括处理单元，该处理单元被配置为将力信号转换为数字听觉信号。处理单元也优选地包括在感测单元中。该仪器还包括输出单元，该输出单元用于将数字听觉信号转换成听觉信号。输出单元也可以包括在感测单元中，但另选地可以以单独项的形式与感测单元分离。在特定实施方式中，输出单元可以是具有输出听觉信号的相应装置的计算机系统(诸如笔记本、台式计算机、智能手机和/或平板电脑)的一部分。在其基本形式中，输出单元是具有将数字听觉信号转换成听觉信号的扬声器和相应接口的智能手机。在根据本专利技术的该仪器中，数字听觉信号包括与单个检测到的力的加速度、强度以及持续时间有关的信息。在本专利技术的意义上，能够检测由运动引起的力的合适的至少一个传感器在其最基本的实现中可以是加速度计。优选地，加速度计应能够至少测量加速度计贴附的对象经受的加速度。加速度计具有惯量，该惯量的位移被测量为加速度计经受的加速度的指示，并且借助于用于将所检测机械运动转换成电信号的压电、压阻和/或电容元件变换成数字信号。在本专利技术的语境下，数字听觉信号不需要包含音频数据。在最优选的实施方式中，数字听觉信号是用于控制音频信号生成元件的导引信号，甚至更优选地，数字听觉信号是MIDI信号。在优选实施方式中，加速度计适于至少测量沿三个轴的加速度。在特定实施方式中，数字听觉信号是8比特信号。在特定实施方式中，所述仪器适于应用机器学习算法来识别预学的运动序列并将其转换成数字听觉信号，更具体地，处理器适于应用所述机器学习算法。比如，处理器可以适于通过分析力信号来识别仪器的运动序列，并且将该运动序列与预学的运动序列相匹配。在该特定示例中，预学的运动序列可以由多个参数构成，其中，这些参数基于由类似的力传感器检测的统计相关数量的参考运动生成。这些参数嵌入所述仪器和机器学习算法中，该仪器和机器学习方法用于将所检测的力信号和产生的运动序列与预学的力信号和运动序列匹配。在匹配时，处理器适于生成反映所述运动序列的特定数字听觉信号。在特定实施方式中，所述仪器包括第一外壳和第二外壳，在第一外壳中，收容所述至少一个传感器和处理单元，在第二外壳中，收容输出单元。该仪器还包括数据交换单元，该数据交换单元用于在处理单元与输出单元之间传输所述数字听觉信号，同时优选地，数据交换单元适于在处理单元和输出单元之间无线地传输所述数字听觉信号。在特定实施方式中，所述数据交换单元适于在处理单元与输出单元之间无线传输所述数字听觉信号。在另外特定实施方式中，仪器包括用于在处理单元与输出单元之间传输所述数字听觉信号的端口。在特别优选的实施方式中，在处理单元与输出单元之间无线传输数字听觉信号基于蓝牙通信协议。在另选实施方式中，传感器单元包括至少一个传感器，并且处理单元以及输出单元设置在单一外壳中，在该外壳中，设置根据本专利技术的仪器的所有部件。在该实施方式中，用于在处理单元与输出单元之间传输所述数字听觉信号的装置可以是两个单元之间的简单连接，诸如物理连接，和/或可以包括如上的无线通信装置。在特定实施方式中，输出单元是智能手机。已经令人惊讶地发现，通过将8比特信号用作数字听觉信号，传感器上的力作用与听觉信号的实际输出之间的时延降低到这样的水平，以至于用户的沉浸感和由传感器的运动引起的音频反馈提供最佳可能融入。优选地，基于通过检测所述力信号生成的数字听觉信号，力感测与音频信号的输出之间的时延最大为30ms。进一步发现，通过将8比特信号用作听觉数字信号，可以结合本专利技术的仪器使用更宽带宽的同等输出单元。这些输出单元可以被配置为根据用户的愿望提供一系列听觉信号。在特定实施方式中，所述第一外壳和所述第二外壳被设置为可拆卸地彼此可组合。优选地，这两个外壳之一或两者装配有能够使其附接到另一个外壳的手段的元件。这种手段的示例可以是形状适配、卡扣配合、磁铁和/或钩和桩紧固件。在该特定实施方式中，任一个或两个外壳可以装配有相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将来自感测单元的运动的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器，该仪器包括：a)至少一个传感器，该至少一个传感器用于由所述至少一个检测到的力生成力信号；b)处理单元，该处理单元被配置为将所述力信号转换成数字听觉信号；c)输出单元，该输出单元用于将所述数字听觉信号转换成听觉信号，并且该仪器的特征在于：所述数字听觉信号包括与单个检测到的力的加速度、强度以及持续时间有关的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.25 CH 01742/161.一种用于将来自感测单元的运动的至少一个检测到的力转换成听觉信号的仪器，该仪器包括：a)至少一个传感器，该至少一个传感器用于由所述至少一个检测到的力生成力信号；b)处理单元，该处理单元被配置为将所述力信号转换成数字听觉信号；c)输出单元，该输出单元用于将所述数字听觉信号转换成听觉信号，并且该仪器的特征在于：所述数字听觉信号包括与单个检测到的力的加速度、强度以及持续时间有关的信息。2.根据权利要求1所述的仪器，其中，所述处理单元适于尤其是通过应用机器学习算法来从所述力信号识别预学的运动序列，并且将所述运动序列转换成尤其是MIDI信号的数字听觉信号。3.根据权利要求1或2所述的仪器，包括：第一外壳，在该第一外壳中，收容所述至少一个传感器和所述处理单元；第二外壳，在该第二外壳中，收容所述输出单元；以及数据交换单元，该数据交换单元用于在处理单元与输出单元之间传输所述数字听觉信号，尤其是用于在处理单元与输出单元之间无线地传输所述数字听觉信号。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的仪器，其中，所述第一外壳和所述第二外壳被设置为可拆卸地彼此可组合，尤其是借助于形状适配。5.根据权利要求2至4中任意一项所述的仪器，其中，所述第一外壳和/或所述第二外壳具有用于将相应外壳附接到一个或多个第三装置的一个或多个固定装置。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的仪器，其中，所述仪器包括一个或多个能量源，尤其是一个或多个可再充电能量源。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的仪器，其中，所述仪器包括至少一个通信系统，尤其是总线系统和相应连接。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的仪器，其中，所述处理单元被设置为通过以下方式将所述力信号转换成数字听觉信号：将第一数字信息归于第一力信号维度，将第二数字信息归于第二力信号维度，将第三数字信息归于第三力信号维度，并且尤其是将第一数字信息归于单个检测到的力的加速度，将第二数字信息归于该力的强度，并且将第三数字信息归于该力的持续时间。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的仪器，其中，所述输出单元还包括音频输出和/或音频输出连接器。10.根据权利要求1至9中任意一项所述的仪器，其中，所述仪器包括存储介质，尤其是用于存储数字听觉信号。11.根据权利要求1至10中任意一项所述的仪器，其中，所述处理单元被配置为根据所定义算法将连续感测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·诺尔，T·鲁普，R·赫拉特，M·绍布，
申请(专利权)人：米科提克公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH