热电堆阵列融合跟踪制造技术

公开了一种同时定位与地图创建(SLAM)使能的视频游戏系统、所述视频游戏系统的用户装置以及所述用户装置的计算机可读存储介质。总体上，所述视频游戏系统包括视频游戏控制台、多个热信标以及与所述视频游戏控制台通信地耦接的用户装置。所述用户装置包括热电堆阵列、处理器和存储器。所述用户装置可从所述热电堆阵列接收热数据，所述热数据对应于从所述多个热信标中的热信标发射并且由所述热电堆阵列检测到的热信号。所述用户装置可基于所述热数据确定其在3D空间中的位置，然后将所述位置传输到所述视频游戏系统。置传输到所述视频游戏系统。置传输到所述视频游戏系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电堆阵列融合跟踪
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月8日提交的美国专利申请号16/297,292的权益，所述申请出于所有目的特此以引用方式整体并入。

技术介绍

[0003]同时定位与地图创建(SLAM)是借以构造特定环境的地图同时跟踪目标对象在环境内的位置的技术。SLAM用于在开放环境(包括自动驾驶汽车)中进行机器人地图创建和导航。SLAM也可用于在封闭环境(诸如房间)中玩视频游戏或进行虚拟会议。
[0004]现有SLAM技术通常使用包含一个或多个相机的某种类型的摄像机配置，每个相机包含一个或多个光学传感器。可使用多种光学传感器类型，包括一维(1D)、2D、3D等。例如，在采用两个定点2D相机的情况下，每个相机可检测目标对象。SLAM应用的算法可确定目标对象与每个相机之间的距离，并且对此信息进行三角测量以确定目标对象的位置(例如，定位)。通常，尤其是当目标可能正在空间中移动和/或旋转时，还可连同相机设备采用惯性测量单元(IMU)以检测目标的线性加速度和旋转速率。来自IMU和相机设备两者的传感器输入的组合有助于实现更高程度的位置跟踪准确度。还存在其他SLAM技术，包括雷达SLAM、WiFi
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SLAM等。
[0005]然而，现有的基于SLAM的应用存在至少两个问题。首先，当采用IMU跟踪移动目标在空间中的加速和旋转时，IMU位置跟踪准确度至少由于偏移误差(也称为“漂移”)而随时间推移持续下降，从而降低SLAM技术的准确度。其次，虽然结合从其他设备(例如，相机)接收的感测数据可帮助提高SLAM算法的准确度，但这种设备当前会增加大量成本并且需要复杂的设置程序。因此，需要通过提供低成本但高度准确的位置跟踪解决方案来改进现有SLAM技术。

技术实现思路

[0006]总体上，描述了用于确定用户装置位置的技术。在一个示例中，一种视频游戏系统包括视频游戏控制台、多个热信标以及与视频游戏控制台通信耦接的用户装置。所述用户装置包括热电堆阵列。所述用户装置还包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行操作。在一个操作中，所述处理器从所述热电堆阵列接收热数据。所述热数据对应于从所述多个热信标中的热信标发射并且由所述热电堆阵列检测到的热信号。在另一操作中，所述处理器基于所述热数据确定所述用户装置在三维(3D)空间中的位置。在另一操作中，所述处理器将所述用户装置的位置传输到所述视频游戏控制台。
[0007]在一个示例中，所述用户装置还可包括IMU。所述用户装置的所述处理器可进一步执行操作。在一个操作中，所述处理器从所述IMU接收IMU数据。所述IMU数据包括对应于所述用户装置在所述3D空间中的加速度的加速度数据和对应于所述用户装置在所述3D空间中的旋转速率的取向数据。在另一操作中，所述处理器通过向传感器融合算法输入所述热
数据、所述IMU数据和先前位置数据来确定所述用户装置在所述3D空间中的位置。在一个示例中，所述处理器基于所述热数据并且独立于所述IMU的所述IMU数据来确定所述用户装置的初始位置。在另一示例中，所述先前位置数据存储在所述用户装置上。在又一示例中，所述传感器融合算法利用被训练为确定所述位置的人工智能模型。在另一示例中，所述传感器融合算法利用卡尔曼滤波器。
[0008]在一个示例中，所述传感器融合算法生成对应于所述热数据的置信值。所述置信值是基于所述多个热信标中在所述热电堆阵列的视野中的热信标的数量。所述置信值由所述传感器融合算法用于确定所述用户装置的所述位置。
[0009]在一个示例中，所述用户装置的所述处理器可进一步执行操作。在一个操作中，所述处理器从所述热电堆阵列接收第二热数据。所述第二热数据对应于从所述多个热信标中的第二热信标发射并且由所述热电堆阵列检测到的第二热信号。所述热信标和所述第二热信标同时在所述热电堆阵列的视野中。所述用户装置的所述位置进一步基于所述第二热数据来确定。
[0010]在一个示例中，由所述多个热信标中的热信标发射的所述热信号包括对于所述热信标唯一的标识符。所述标识符由所述热电堆阵列用于从所述多个热信标标识所述热信标。
[0011]在一个示例中，所述多个热信标中的每个热信标定位在游戏环境中。所述3D空间被映射到所述游戏环境的一部分，并且所述热信标被定位成使得对于所述用户装置在所述3D空间内的特定位置，所述热电堆阵列能检测来自至少两个热信标的热信号。
[0012]在一个示例中，所述用户装置是视频游戏控制器。在另一示例中，所述多个热信标中的每个信标是红外二极管。
[0013]还描述了一种用户装置。所述用户装置包括热电堆阵列。所述用户装置还包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行本文在上文公开的操作。
[0014]还描述了一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质。所述指令当在用户装置上执行时将所述用户装置配置为执行本文在上文公开的操作。
[0015]在一个示例中，所述非暂时性计算机可读存储介质被进一步配置为执行校准操作。在一个操作中，所述用户装置基于对应于从定位在所述3D空间中的所述多个热信标中的第一组热信标发射的第一热信号的第一热数据来确定所述用户装置的第一位置。在另一操作中，所述用户装置基于对应于从定位在所述3D空间中的所述多个热信标中的第二组热信标发射的第二热信号的第二热数据来确定所述用户装置的第二位置。在另一操作中，所述用户装置基于所述第一位置和所述第二位置生成所述3D空间的3D模型。在又一操作中，所述用户装置存储所述3D模型。
[0016]在一个示例中，所述非暂时性计算机可读存储介质被配置为执行另外的校准操作。在一个操作中，所述用户装置接收请求用户将所述用户装置移动到所述第一位置的指令。在另一指令中，响应于所述确定所述第一位置，所述用户装置接收请求所述用户将所述用户装置移动到所述第二位置的指令。
[0017]本公开的一些实施方案提供优于用于确定用户装置位置的当前技术的若干技术优势。首先，本公开提供一种与现有SLAM技术相比实现类似位置跟踪准确度同时显著降低
财力和人力资源成本的方法。例如，热信标(例如，红外二极管)的成本低廉且易于附连到房间的墙壁上。类似地，与一个或多个光学传感器(例如，相机的部件)的成本相比，热传感器也是廉价的。另外，本公开不仅可用作现有SLAM技术的替代方案，而且可用于提高现有系统和方法中的位置跟踪的准确度。
[0018]可通过参考本说明书的其余部分和附图来实现对本文所公开和建议的实施方案的性质和优点的进一步理解。
附图说明
[0019]图1示出根据本公开的实施方案的使用热电堆阵列来实现SLAM应用的系统的示例。
[0020]图2示出根据本公开的实施方案的包括从一个或多个热信标接收信号的热电堆阵列的用户装置。
[0021]图3是根据本公开的实施方案的利用热电堆阵列来实现SLAM的用户装置的示例性架构的框图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种视频游戏系统，其包括：视频游戏控制台；多个热信标；以及用户装置，所述用户装置与所述视频游戏控制台通信地耦接，所述用户装置包括：热电堆阵列；处理器；以及存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：从所述热电堆阵列接收热数据，所述热数据对应于从所述多个热信标中的热信标发射并且由所述热电堆阵列检测到的热信号；基于所述热数据确定所述用户装置在三维(3D)空间中的位置；并且将所述用户装置的所述位置传输到所述视频游戏控制台。2.如权利要求1所述的视频游戏系统，其中所述用户装置还包括惯性测量单元(IMU)，其中所述指令的执行进一步致使所述处理器：从所述IMU接收IMU数据，所述IMU数据包括对应于所述用户装置在所述3D空间中的加速度的加速度数据和对应于所述用户装置在所述3D空间中的旋转速率的取向数据；并且通过向传感器融合算法输入所述热数据、所述IMU数据和先前位置数据来确定所述用户装置在所述3D空间中的所述位置。3.如权利要求1所述的视频游戏系统，其中所述指令的执行进一步致使所述处理器：从所述热电堆阵列接收第二热数据，所述第二热数据对应于从所述多个热电堆阵列中的第二热信标发射并且由所述热电堆阵列检测到的第二热信号，其中所述热信标和所述第二热信标同时在所述热电堆阵列的视野中，并且其中所述用户装置的所述位置进一步基于所述第二热数据来确定。4.如权利要求1所述的视频游戏系统，其中由所述热信标发射的所述热信号包括对于所述热信标唯一的标识符，其中所述标识符由所述热电堆阵列用于从所述多个热信标标识所述热信标。5.如权利要求1所述的视频游戏系统，其中所述多个热信标中的每个热信标定位在游戏环境中，所述3D空间被映射到所述游戏环境的一部分，所述热信标被定位成使得对于所述用户装置在所述3D空间内的特定位置，所述热电堆阵列能检测来自至少两个热信标的热信号。6.一种用户装置，其包括：热电堆阵列；处理器；以及存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：从所述热电堆阵列接收热数据，所述热数据对应于从多个热信标中的热信标发射并且由所述热电堆阵列检测到的热信号；基于所述热数据确定所述用户装置在三维(3D)空间中的位置；并且将所述用户装置的所述位置传输到视频游戏控制台。7.如权利要求6所述的用户装置，其中所述用户装置还包括惯性测量单元(IMU)，其中所述指令的执行进一步致使所述处理器：
从所述IMU接收IMU数据，所述IMU数据包括对应于所述用户装置在所述3D空间中的加速度的加速度数据和对应于所述用户装置在所述3D空间中的旋转速率的取向数据；并且通过向传感器融合算法输入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：DD卡斯特尔曼，
申请(专利权)人：索尼互动娱乐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：