基于聚类的传感器分配制造技术

手持式控制器系统的逻辑可以使用聚类算法来确定触摸传感器阵列的哪些传感器(诸如电容垫)要分配给用户的手的各个手指。本文所公开的聚类算法允许动态地即时确定用于给定用户的控制器配置。示例性过程包括：接收由该手持式控制器的触摸传感器阵列的多个传感器生成的数据；生成指示传感器对之间的相关性的协方差矩阵；至少部分地基于该协方差矩阵来确定多个特征向量，每个特征向量对应于单个传感器并且描述该传感器与一个或多个其他传感器的相关性；使用聚类算法对这些特征向量进行聚类；以及根据将传感器分配给手的相应手指的控制器配置来配置该触摸传感器阵列。制器配置来配置该触摸传感器阵列。制器配置来配置该触摸传感器阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于聚类的传感器分配
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本PCT申请要求于2019年6月14日提交的名称为“CLUSTER
‑
BASED SENSOR ASSIGNMENT”的美国专利申请序列号16/442,299的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入。

技术介绍

[0003]手持式控制器在一系列架构中使用，以例如向远程计算设备提供输入。例如，在游戏行业中使用手持式控制器来允许玩家与执行游戏应用程序、游戏机、游戏服务器等的个人计算设备进行交互。手持式控制器可在虚拟现实(VR)环境中使用，并且可尽可能地模仿自然交互，诸如抓持、投掷、挤压等。尽管当前的手持式控制器提供了一系列功能，但进一步的技术改进可增强利用手持式控制器的系统。
附图说明
[0004]图1描绘了根据本公开的示例性实施方案的控制器，其中手固定器处于打开位置。
[0005]图2描绘了根据本公开的示例性实施方案的在用户的手心朝上张开的手中的图1的控制器。
[0006]图3描绘了根据本公开的示例性实施方案的在用户紧握的手中的图1的控制器。
[0007]图4描绘了根据本公开的示例性实施方案的在用户的手心朝下紧握的手中的图1的控制器。
[0008]图5描绘了根据本公开的示例性实施方案的一对控制器，其中手固定器处于打开位置。
[0009]图6描绘了根据本公开的示例性实施方案的图1的控制器的触摸传感器(或触摸传感器阵列)。
[0010]图7描绘了根据本公开的示例性实施方案的图6的触摸传感器阵列的d个参考传感器的示例性子集，该参考传感器子集可用于为一组n个传感器生成n
×
d协方差矩阵。
[0011]图8描绘了根据本公开的示例性实施方案的可基于由该触摸传感器阵列生成的数据生成的示例性n
×
d协方差矩阵。
[0012]图9描绘了根据本公开的示例性实施方案的表示d维空间的切片的空间点图，该空间点图示出聚类算法如何对描述该触摸传感器阵列的传感器的特征向量进行聚类。
[0013]图10描绘了根据本公开的示例性实施方案的图6的触摸传感器的控制器配置。
[0014]图11至图14描绘了根据本公开的示例性实施方案的用于配置控制器的触摸传感器的示例性过程。
[0015]图15示出了根据本公开的示例性实施方案的图1的控制器的示例性部件。
具体实施方式
[0016]本文中描述了具有触敏控件的手持式控制器、用于使用触敏控件的输出的方法，
以及用于基于手的大小和/或用户操作手持式控制器的抓握并且使用动态地将某些传感器分配到某些手指的聚类算法来动态地调节触敏控件的方法等。在一些情况下，本文中描述的手持式控制器可控制远程设备(例如，电视、音频系统、个人计算设备、游戏机等)，以参与视频游戏等。
[0017]手持式控制器可包括一个或多个控件，诸如一个或多个操纵杆、触控板、轨迹球、按钮或能够由用户操作手持式控制器来控制的其他控件。除此之外或另选地，手持式控制器可包括一个或多个控件，该一个或多个控件包括被配置为检测在手持式控制器的相应控件上用户的存在、接近度、位置和/或手势的触摸传感器(本文中有时被称为“触摸传感器阵列”)。触摸传感器可包括电容式触摸传感器、力阻式触摸传感器、红外触摸传感器、利用声波来检测对象的存在或位置、对象的接近度的触摸传感器，以及/或者被配置为检测在手持式控制器处的触摸输入或一个或多个对象相对于手持式控制器的接近度的任何其他类型的传感器。除此之外，在一些情况下，触摸传感器可以包括电容垫。
[0018]触摸传感器通信地耦接到手持式控制器(或包括手持式控制器的手持式控制器系统)的一个或多个处理器，以发送指示在该一个或多个处理器处的触摸输入的触摸传感器数据。触摸传感器数据还可以指示一个或多个手指相对于手持式控制器的接近度或靠近程度。触摸传感器数据可以指示触摸输入在手持式控制器上的位置并且/或者可以指示手指相对于手持式控制器的位置，该指示可能在位置随着时间推移而变化时进行。例如，如果用户的手指悬停或被放置为远离手持式控制器，则触摸传感器数据可以指示手指相对于手持式控制器伸展或靠近的程度。
[0019]手持式控制器(或包括手持式控制器的手持式控制器系统)还可包括被配置为接收触摸传感器数据并确定在手持式控制器上用户的手指的存在和/或手指的位置(“方位”)的逻辑部件(例如，软件、硬件和/或固件等)。例如，在触摸传感器包括电容垫的情况下，电容垫的不同区域或组可以表示或对应于用户的不同手指，并且逻辑部件可以确定电容垫的哪个(些)区域和/或组检测电容。该数据可被提供给游戏或其他应用程序，以在手持式控制器处执行一个或多个动作，诸如由触摸或紧密接近手持式控制器的手指执行的手势。例如，触摸传感器数据或其他指示可被传输到在游戏控制台、远程系统、其他手持式控制器或其他计算设备(诸如头戴式显示器(HMD))上执行的应用程序。该应用程序可利用触摸传感器数据和/或指示来执行一个或多个动作，诸如生成与用户的手及其位置和/或取向(在一些情况下可以是手势)对应的图像数据(例如，虚拟表示)。
[0020]手持式控制器(或通信地耦接到手持式控制器的计算设备)的逻辑可使用聚类算法来确定触摸传感器阵列的哪些传感器(诸如电容垫)要分配给用户的手的各个手指。将传感器的子集分配给手的各个手指的这种传感器到手指映射在本文中有时被称为“控制器配置”。本文所公开的聚类算法允许动态地即时确定用于给定用户的控制器配置。聚类分析涉及接收一组样本作为输入，每个样本由一组值(例如，多维特征向量)描述，以及使用聚类分析算法将样本分类到不同的组中。例如，如果计算设备的任务是将花分类到多个不同的物种(组)中，则样本集中的每个花可以由一组值(例如，特征向量)来描述，这组值包括以下值：(i)花瓣数量，(ii)颜色，(iii)平均直径，(iv)高度等。在该示例中，聚类算法可分析描述样本集的值集，并且确定这些值集如何在样本集之间分布和相互关联，以便将花聚类成不同的组。例如，聚类算法可确定具有五个花瓣的花倾向于是白色的并且倾向于具有第一
平均直径和高度，而具有三个花瓣的花倾向于是黄色的并且倾向于具有第二平均直径和高度。根据这些确定，可将样本(在本例中为花)分类到不同的组中，例如代表独特的花种类的组。
[0021]在将聚类分析应用于所公开的手持式控制器的触摸传感器阵列时，该触摸传感器阵列的多个传感器(例如，电容垫)可表示样本集，该样本集包括要被分类到多个不同组中的一个中的样本。这些组中的至少一些可对应于手的相应手指(例如，小拇指、无名指、中指和可能的食指)。在一些实施方案中，该多个不同的组还可包括“非手指”组，可将未接触或很少接触的传感器聚类在该组中。
[0022]在例示性示例中，当用户随着时间以不同的方式(例如，通过握住手柄，使手指远离手柄延伸等)抓握控制器的手柄时，手持式控制器的触摸传感器阵列生成数据，诸如电容值。由触摸传感器阵列生成的数据的历史可以保持一段时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，所述系统包括：手持式控制器，所述手持式控制器具有触摸传感器阵列，所述触摸传感器阵列包括分布在所述手持式控制器的手柄上的多个电容垫；一个或多个处理器；和存储计算机可执行指令的一个或多个非暂态计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行动作，所述动作包括以下项：从所述触摸传感器阵列接收由所述多个电容垫检测到的电容值；至少部分地基于所述电容值生成协方差矩阵，所述协方差矩阵指示所述多个电容垫的垫对之间的相关性；至少部分地基于所述协方差矩阵确定多个特征向量，每个特征向量对应于所述多个电容垫中的垫并且描述所述垫与所述多个电容垫中的一个或多个其他垫之间的相关性；使用聚类算法对所述多个特征向量进行聚类；以及根据至少部分地基于所述聚类的控制器配置来配置所述手持式控制器的所述触摸传感器阵列，所述控制器配置将所述多个电容垫的至少第一子集分配给对应于手的第一手指的第一组并且将所述多个电容垫的第二子集分配给对应于所述手的第二手指的第二组。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述多个电容垫包括一组n个垫，其中n是第一整数；所述协方差矩阵的所述生成包括：至少部分地基于所述多个电容垫中的d个参考垫的子集，将所述协方差矩阵生成为n
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d协方差矩阵，其中d是小于所述第一整数的第二整数；并且所述多个特征向量的所述确定包括确定n个d维特征向量。3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述多个传感器在所述手柄上以垫的行和列分布，所述行在所述手柄上基本上水平地取向并且所述列在所述手柄上基本上垂直地取向；并且所述d个参考垫的子集包括一列垫。4.根据权利要求2所述的系统，其中：所述聚类算法是k
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means聚类算法；并且所述多个特征向量的所述聚类包括：利用输入参数将所述k
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means聚类算法初始化，所述输入参数包括：k个聚类的数量；和d维空间中所述k个聚类的中心估计；将所述多个特征向量中的每个特征向量分配给所述k个聚类中的具有与所述特征向量的最小距离的中心估计的聚类；以及更新每个中心估计以获得k个更新的聚类中心，其中至少部分地基于分配给聚类的所述特征向量来更新所述聚类的中心估计。5.一种方法，所述方法包括：接收由手持式控制器的触摸传感器阵列的多个传感器生成的数据，所述多个传感器分布在所述手持式控制器的手柄上；
至少部分地基于所述数据生成协方差矩阵，所述协方差矩阵指示所述多个传感器中的传感器对之间的相关性；至少部分地基于所述协方差矩阵确定多个特征向量，每个特征向量对应于所述多个传感器中的传感器并且描述所述传感器与所述多个传感器中的一个或多个其他传感器之间的相关性；使用聚类算法对所述多个特征向量进行聚类；以及根据至少部分地基于所述聚类的控制器配置来配置所述手持式控制器的所述触摸传感器阵列，所述控制器配置将所述多个传感器的至少第一子集分配给对应于手的第一手指的第一组并且将所述多个传感器的第二子集分配给对应于所述手的第二手指的第二组。6.根据权利要求5所述的方法，其中：所述多个传感器包括一组n个传感器，其中n是第一整数；所述协方差矩阵的所述生成包括：至少部分地基于所述多个传感器中的d个参考传感器的子集，将所述协方差矩阵生成为n
×
d协方差矩阵，其中d是小于所述第一整数的第二整数；并且所述多个特征向量的所述确定包括确定n个d维特征向量。7.根据权利要求6所述的方法，其中：所述多个传感器在所述手柄上以传感器的行和列分布，所述行在所述手柄上基本上水平地取向并且所述列在所述手柄上基本上垂直地取向；并且所述d个参考传感器的子集包括一列传感器。8.根据权利要求6所述的方法，其中：所述聚类算法是k
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means聚类算法；并且所述多个特征向量的所述聚类包括：利用输入参数将所述k
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means聚类算法初始化，所述输入参数包括：k个聚类的数量；和d维空间中所述k个聚类的中心估计；将所述多个特征向量中的每个特征向量分配给所述k个聚类中的具有与所述特征向量的最小距离的中心估计的聚类；以及更新每个中心估计以获得k个更新的聚类中心，其中至少部分地基于分配给聚类的所述特征向量来更新所述聚类的中心估计。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个特征向量的所述聚类还包括重复所述分配和所述更新，直到所更新的聚类中心收敛到...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：威尔乌集团，
类型：发明
国别省市：