具有运动姿态识别的移动设备制造技术

使用运动姿态识别的移动设备。在一个方面，控制便携式电子设备的处理运动包括接收设备上的通过设备的运动传感器获取的并且基于设备在空间中的移动的感测的运动数据。运动传感器包括至少三个旋转运动传感器和至少三个加速度计。当设备的移动发生时，特定的操作模式被确定为有效，其中所述模式是设备的多个不同的操作模式中的一个操作模式。根据来自可用于在有效的操作模式中进行识别的一组运动姿态的运动数据来识别运动姿态。当不同的操作模式中的每一个操作模式有效时，该操作模式具有可用的一组不同的姿态。根据所识别的姿态来改变设备的状态，其包括改变设备上的显示屏的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及运动感测设备，具体地说，本专利技术涉及根据运动感测设备的运动传感器来识别运动姿态。
技术介绍
诸如惯性传感器型的加速度计或陀螺仪等运动传感器可以在电子设备中使用。加速度计可以用于测量线性加速度，而陀螺仪可以用于测量移动设备的角速度。运动传感器的市场包括移动电话、视频游戏控制器、PDA、移动互联网设备(MID)、个人导航设备(PND)、 数字照相机、数字摄影机等等。例如，蜂窝电话可以使用加速度计来检测设备在空间中的倾斜，这允许在与该倾斜对应的方向上显示视频图像。视频游戏操纵台控制器可以使用加速度计来对被用于给游戏提供输入的人工控制器的运动进行检测。图像和视频稳定性是甚低端或中端的数码相机的一个重要特征，其中，透镜或图像传感器被移动以补偿由陀螺仪测量的手抖动。全球定位系统(GPS)和定位服务(LBS)应用依赖于确定设备的精确位置，并且当GPS信号衰减或是不能得到或者为了提高GPS位置查找的精度时，通常需要运动传感ο大多数现有的便携式(移动)电子设备趋于仅使用非常基本的运动传感器，例如， 具有“峰值”检测或稳态测量的加速度计。例如，当前的移动电话使用加速度计来确定设备的倾斜，这可以使用稳态重力测量来确定。在诸如使用具有精确的定时要求的陀螺仪或其它应用等较复杂的应用中不能使用这种简单的确定。在设备不包含陀螺仪的情况下，设备的倾斜和加速未被可靠地感测。此外，因为设备的运动不是一直线性的或者平行于地面，因此需要使用加速度计或陀螺仪来测量几种不同的运动轴以得到更高的精度。通常未在电子设备中使用更复杂的运动传感器。在诸如检测具有某些移动的运动的特定的应用中对更复杂的运动传感器进行了一些尝试。但是这些努力中的大多数都失败了或者作为产品不够鲁棒。这是因为使用运动传感器来获取运动比较复杂。例如，当使用陀螺仪时，识别设备的倾斜或移动是重要的。将运动传感器用于图像稳定、感测位置或者其它复杂的应用需要深入理解运动传感器，这使得运动感测的设计非常困难。此外，每天期望消费者市场的便携式消费者电子设备低成本。但是，对于很多消费者产品而言，诸如陀螺仪和加速度计等非常可靠且精确的惯性传感器通常非常昂贵。可以使用低成本的惯性传感器，以给便携式电子设备带来很多运动感测特征。然而，对于更复杂的功能而言，这些低成本传感器的精度是限制因素。例如，该功能可以包括实现在运动感测设备上的运动姿态识别，以允许用户通过移动设备或者使设备感测用户的运动来输入命令或数据。例如，姿态识别使用户通过简单地移动、摆动或轻拍设备来容易地选择特定的设备功能。对运动感测设备的预先姿态识别通常由以下操作组成检测诸如来自陀螺仪或加速度计的数据等原始传感器数据，以及对模式进行硬编码以在该原始数据中进行查找或者使用机器学习技术(例如，神经网络或支持向量机)来从该数据学习模式。在一些情况下，使用机器学习来检测姿态所需的处理资源可以通过以下操作来减少首先，使用机器学习来学习姿态，然后，对机器学习算法的结果进行硬编码和优化。这些先前的技术存在几个问题。一个问题是当在便携式设备中实现时，姿态的应用和功能非常有限。另一个问题是姿态通常不能可靠地识别。例如，原始传感器数据通常不是用于检查姿态的最佳数据，这是因为针对特定的姿态，原始传感器数据可随着用户明显地改变。在这种情况下，如果一个用户训练学习系统或者对模式检测器进行硬编码用于该用户的姿态，则当不同的用户使用该设备时，这些姿态将不能被正确地识别。该情况的一个实例是手腕运动的旋转。一个用户使用该设备在空中绘制模式时可能根本不旋转其手腕，但是另一个用户在绘制模式时可能旋转其手腕。由此产生的原始数据将随着用户差别很大。一种典型的解决方案是对姿态的所有可能的变化进行硬编码或训练，但是该解决方案在处理时间方面非常耗时并且难以实现。因此，在很多应用中，期望使用低成本的惯性传感器提供变化的、鲁棒的且精确的姿态识别的系统和方法。
技术实现思路
本申请的
技术实现思路
涉及提供运动姿态识别的移动设备。在一个方面，一种用于处理运动以控制便携式电子设备的方法包括接收在该设备上的通过设备的运动传感器获取的感测运动数据，其中，所感测的运动数据基于便携式电子设备在空间中的移动。运动传感器提供了六个轴的运动感测，并且包括至少三个旋转运动传感器和至少三个加速度计。当设备的移动发生时，确定特定的操作模式有效，其中，该特定的操作模式是在设备的操作中可用的多个不同操作模式中的一个。根据运动数据来识别一个或多个运动姿态，其中，从可用于在设备的有效操作模式中进行识别的一组运动姿态识别一个或多个运动姿态。当设备的不同操作模式中的每一个为有效时，该操作模式具有可用于识别的不同的一组运动姿态。根据一个或多个识别的运动姿态来改变设备的一个或多个状态，其包括改变设备上的显示屏的输出。在本专利技术的另一个方面，一种用于使用运动感测设备来识别用户执行的姿态的方法包括接收指示设备的运动的设备坐标中的运动传感器数据，运动传感器数据是从运动感测设备的多个运动传感器接收的，所述多个运动传感器包括多个旋转运动传感器和线性运动传感器。将运动传感器数据从设备坐标变换为世界坐标，设备坐标中的运动传感器数据描述了设备相对于设备的参考系的运动，世界坐标中的运动传感器数据描述了设备相对于设备外部的参考系的运动。根据世界坐标中的运动传感器数据来检测姿态。在本专利技术的另一个方面，一种用于检测姿态的系统包括多个运动传感器，其用于提供运动传感器数据，所述多个运动传感器包括多个旋转运动传感器和线性运动传感器。 至少一个特征检测器中的每一个可操作以检测从运动传感器数据获取的相关联的数据特征，每个数据特征是运动传感器数据的特征，并且每个特征检测器输出描述所检测的数据特征的特征值。至少一个姿态检测器中的每一个可操作以根据特征值来检测与姿态检测器相关联的姿态。本专利技术的多个方面从移动或手持式运动感测设备的惰性传感器数据给运动姿态提供了更灵活、可变、鲁棒和精确的识别。使用了多个旋转运动传感器和线性运动传感器， 并且可以在设备的不同操作模式中识别适当的组的姿态。针对所感侧的运动数据使用世界坐标允许在姿态输入期间将随着用户而产生的运动的较小差异识别为相同的姿态，而无需大量的额外处理。与处理所有运动传感器数据相比，运动传感器数据中的数据特征的使用允许在减少处理的情况下识别姿态。附图说明图1是适用于本专利技术的运动感测设备的框图；图2是适用于本专利技术的运动处理单元的一个实施方式的框图；图3A和图IBB是示出了当执行姿态的用户移动设备时，设备在空间中的不同运动的示意图；图4A和图4B是示出了使用增强的传感器数据呈现图3A和图的运动的示意图；图5A至图5C是示出了当使用运动感测设备时，不同的用户位置的示意图；图6A至图6C是示出了用于感测运动数据的不同坐标系统的示意图；图7是示出了用于生成用于识别运动姿态的增强的数据的本专利技术的系统的框图；图8A和图8B是示出了指示用户是否期望输入姿态的设备的旋转运动的示意图；图9是示出了用于根据便携式电子设备的操作模式来识别姿态的本专利技术的方法的流程图；图IOA和图IOB是示例性的摆动姿态的运动数据的示意图；图IlA至图IlF是示出了姿态识别的幅值峰值的示意图；图12A和图12B是轻拍姿态的两个实例的示意图；图13A本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于处理便携式电子设备的运动以控制所述便携式电子设备的方法，所述方法包括：在所述便携式电子设备上接收通过所述便携式电子设备的运动传感器获取的感测的运动数据，其中，所述感测的运动数据基于所述便携式电子设备在空间上的移动，所述运动传感器提供了六个轴的运动感测，并且包括至少三个旋转运动传感器和至少三个加速度计；在所述便携式电子设备上确定当所述便携式电子设备的移动发生时是有效的特定的操作模式，其中，所述特定的操作模式是在所述便携式电子设备的操作中可用的多个不同的操作模式中的一个操作模式；在所述便携式电子设备上根据所述运动数据来识别一个或多个运动姿态，其中，所述一个或多个运动姿态是从可用于在所述便携式电子设备的有效的操作模式中进行识别的一组多个运动姿态识别的，其中，所述便携式电子设备的不同的操作模式中的每一个操作模式在有效时具有可用于识别的不同的一组运动姿态；以及根据一个或多个识别的运动姿态来改变所述便携式电子设备的一个或多个状态，包括改变所述便携式电子设备上的显示屏的输出。

【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：大卫·萨克斯，
申请(专利权)人：因文森斯公司，
类型：发明
国别省市：US