自由空间定位装置和自由空间定位方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的系统和方法，描述了一种自由空间定位装置，通过将感测的运动数据从第一参考系（例如，自由空间定位装置的本体）转换到第二参考系（例如，用户参考系）来提高其可用性。本发明专利技术示例性的实施方式去除了与使用者持握自由空间定位装置的倾斜方位相关的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请与2004年4月30日递交的题为“自由空间定位装置”的第60/566,444号美国临时专利申请相关并要求其优先权，该申请的内容通过引用并入本文。本申请还与2004年9月23日递交的题为“自由空间定位装置和方法”的第60/612,571号美国临时专利申请相关并要求其优先权，该申请的内容通过引用并入本文。本申请还与2005年1月5日递交的题为“自由空间定位装置及其使用方法”的第60/641,410号美国临时专利申请相关并要求其优先权，该申请的内容并入本文作为参考。本申请还涉及与本申请同时递交的题为“用于去除自由空间定位装置的无意运动的方法和装置”、“基于抖动识别用户的方法和装置”、和“自由空间定位装置和方法”的三个美国专利申请(申请号未知)，上述所有申请的内容通过引用并入本文。
技术介绍
本专利技术一般涉及手持定位装置，尤其涉及自由空间定位装置以及与其相关的倾斜补偿和改进的可用性技术。在最近几十年内，与信息交换相关的技术已经得到快速发展。电视、蜂窝电话技术、互联网和光通信技术(仅例举出几个)相结合，将消费者淹没在可用信息和娱乐选择中。以电视为例，在最近三十年内已经引入了有线电视服务、卫星电视服务、按次计费电影和视频点播。二十世纪六十年代的电视收看者通常可在其电视机上接收约4个或5个无线电视频道，然而当今的电视观众则有机会从数以百计、数以千计甚至可能数以百万计的节目和信息频道中进行选择。当前主要用于旅馆等的视频点播技术提供了从数以千计的电影标题中进行家庭娱乐选择的可能性。为最终用户提供如此大量信息和内容的技术能力为系统设计者和服务提供商带来了机遇和挑战。一个挑战是，虽然最终用户通常更希望具有较多选择而不是较少选择，但是这通常会与其希望选择过程又快速又简单相冲突。不幸的是，最终用户访问媒体项目的系统和界面的开发导致选择过程既不快速又不简单。再次以电视节目为例。当电视在起步阶段时，确定观看哪个节目是相对简单的过程，这主要是由于选择数目较小造成的。人们参考经过编排的印制节目表，例如，具有显示以下项目的对应信息的行和列(1)附近的电视频道，(2)这些频道上传输的节目以及(3)日期和时间。通过调节调谐钮将电视调到期望的频道，观看者就能观看选定的节目。然后，出现了遥控装置，其使得观看者能够在较远距离外调谐电视频道。这种对用户电视界面的增加产生了被称作“频道冲浪(channel surfing)”的现象，从而观看者能够快速查看在多个频道上播出的较短片断，以快速地确定任何给定时间的可看节目。虽然频道数目和可看内容的数量急剧增加，但是在最近30年间，用于电视的广泛可用的用户界面、控制装置选项和框架并没有明显变化。印制节目表仍然是传递节目信息的最盛行方式。具有上下箭头的多按钮遥控器仍然是最盛行的频道/内容选择方式。那些为增加电视用户界面的媒体内容选择的设计及实施人员，对于此问题的反应是直接扩充现有的选择方式及接口对象。因此，增加印制节目表的行数来容纳更多的频道。增加遥控装置上的按钮数目来支持附加的功能和内容操作，例如，如图1所示。但是，这一方法显著增加了观看者查看可用信息所需的时间和执行选择所需动作的复杂性。由此看来，现有接口复杂的特性妨碍了某些服务的商业实施，比如说视频点播。消费者会抵触新的服务因为那样将会使接口(消费者认为这些接口已经过于缓慢和复杂)更加复杂。除了带宽和内容的增加之外，用户界面瓶颈问题还由于技术的集合而得以加剧。消费者更倾向于选择购买集成系统而不是多个可分离的组件。这一趋势的一个示例是电视/VCR/DVD的组合，三个之前独立的组件在当今经常作为一个集成单元出售。这一趋势可能会继续，其最终结果可能是，当今家庭中具有的大多数(如果不是所有的话)通信设备将被包装到一起作为集成单元，例如，电视VCR/DVD/互联网接入/收音机/立体音响单元。即使那些继续购买单独组件的人们也可能希望得到对于单独组件的无缝控制及其之间的相互配合。上述集合的增加可能使用户界面的复杂性进一步增加。例如，当引入所谓的“通用”遥控单元以例如结合电视遥控单元和VCR遥控单元的功能时，这些通用遥控单元上的按钮数目通常大于单独的电视遥控单元或者单独的VCR遥控单元上的按钮数目。按钮数目和功能的增加使得如果没有正确搜寻遥控器上的适当按钮的话将很难控制除了电视或VCR的最简单方面之外的任何事。通常，这些通用遥控并没有提供足够的按钮来实现多层控制或某些电视机的特定功能。在这种情况下，由于集合的复杂造成的用户接口问题，还需要使用原遥控单元，并无法减少原本使用多个遥控的麻烦。为了解决此问题，有些遥控单元增加了能够用专用命令编程的“软”按钮。有时这些软按钮会附带LCD显示屏以指示软按钮的功能。这些遥控单元的缺陷是如果不把视线从电视转到遥控器将很难进行遥控。这些遥控单元的另一项缺陷表现在这些遥控以“模式”的方法来减少按钮数量。在这些“模式”通用遥控单元上，存在特定的按钮以选择遥控与电视机、DVD机、有线电视机顶盒、VCR还是其他装置通信。这造成了很多使用问题，包括，把命令传送给错误的装置，使用户不得不看着遥控以确保处于正确模式，还有它本身并没对多装置集合一体的遥控进行任何简化。最先进的通用遥控单元通过允许用户将多种装置的命令序列编程设置到遥控单元而实现一定的集成。但是，这是一项困难的工作，很多用户雇请专业安装人员来设置他们的通用遥控单元。也进行了一些尝试来改进终端用户与媒体系统之间的屏幕界面。但是，除了其它缺点之外，这些尝试一般都无法在较大的媒体项目集合与较小媒体项目集合之间容易地调节(scale)。例如，基于项目列表的界面适用于小媒体项目集合，但要阅览大的媒体项目集合时则变得乏味冗长。而基于分级导航(树型结构)的界面与列表界面相比，能够更快地遍历大的媒体项目集合，但并不适用于小媒体项目集合。此外，当选择的过程需要穿过树型结构的三层或三层以上时，用户会对选择过程失去兴趣。对于所有上述例子，现在的遥控单元使用户不得不反复的按上下按钮来操作列表或分级导航，使得选择过程更加的乏味冗长。尽管提供了跳跃控制如上一页，下一页，用户一般要看着遥控单元或经过训练才知道它们的存在。因此，于2004年1月30日提交的美国专利申请号为10/768,432，名称为“带有用于组织、选择、启动媒体项目的可缩放图形用户接口的控制框架”的申请提出了这样一种组织框架、技术和系统，其能够简化用户和媒体系统之间的控制及屏幕界面并加快选择过程，同时允许服务提供商利用终端用户装置的可用带宽的增长来促进为用户提供大量的媒体项目和新服务。其公开的内容通过引用并入本申请。本申请说明书特别关注的是可用来与上述框架以及其它应用和系统进行交互的遥控装置。如以上并入本文的申请所提及，可以在该框架下使用不同类型的遥控装置，比如跟踪球(trackball)，“鼠标”类型的定位装置，光笔等。但是，可以在该框架(以及其他应用)下使用的另一种遥控装置是自由空间定位装置。短语“自由空间定位”在本说明书中代表输入装置在例如显示屏前的三维(或更多维)空间进行移动的能力，以及相应地用户界面把那些动作直接转换成用户界面命令(例如，光标在显示屏的移动)的能力。自由空间定位装置的数据传递可以无线地实现、或通过将自由空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持定位装置，包括：第一转动传感器，用于确定所述定位装置关于第一轴线的转动并生成与其相关的第一转动输出；第二转动传感器，用于确定所述定位装置关于第二轴线的转动并生成与其相关的第二转动输出；加速度计，用于确定所述定 位装置的加速度并输出与其相关的加速度输出；以及处理单元，接收所述第一和第二转动输出以及所述加速度输出，并用于：（ａ）将所述第一和第二转动输出以及所述加速度输出从与所述手持定位装置相关的本体参考系转换到用户参考系，从而去除与使 用者持握所述手持定位装置方式相关的倾斜影响；以及（ｂ）确定与Ｘ和Ｙ坐标相关并因此与屏幕光标运动相关的数据，所述数据基于所述转换后的第一和第二转动输出以及所述转换后的加速度输出，其中所述转换步骤使得所述屏幕光标的运动与用户持握所述手持 装置的方位基本无关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修G利伯蒂，
申请(专利权)人：希尔克瑞斯特实验室公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]