[发明专利]确定指示设备的运动的方法

说明书

本发明涉及一种确定指示设备的运动的方法，并涉及一种用于确定指示设备的运动的系统。本发明还涉及在这样的系统中使用的控制接口和指示设备。此外，本发明涉及一种方法，将指示设备的摄像机所生成的图像与关于指示设备的运动的相对运动向量相交错(interleaving)。

允许通过手持设备进行一定程度的用户交互的系统已经变得越来越普遍。例如许多家庭娱乐设备提供有遥控手持设备，这样用户能够将遥控器指向设备的大概方向并按下遥控器上的按钮以激活用于控制设备的有限数量的功能中的一个，例如改变频道或执行配置步骤。由于遥控类型的手持设备能够被用来与设备交互的程度是相当有限的，而在这种系统上运行的应用的发展继续提供了更宽范围的可能性，趋势是使用指示设备类型的手持设备与系统交互，在那里这个指示设备例如被对准显示器，并且指示设备的移动以一些方式被跟踪并被解释以控制在系统上运行的应用。

例如，合并在指示设备中的摄像机能够被用于生成在指示设备前面的区域的图像，这些图像被分析以确定指示设备正在对准的对象或范围，如在WO2004/079707A1中所提出的。因此获得的信息能够被用于例如改变在显示器上光标的位置以“跟随”指示设备的移动。以这种方式，用户能够直接地看到他对指示设备做出的移动的结果。图像处理典型地需要相当多的硬件工作，其通常在指示设备之外的分离的单元或模块中执行。

这种交互类型带来的主要问题是从指示设备至外部单元的典型通信信道的图像吞吐量是有限的，所以，在图像已经被分析的时间或之前，用户实际上将指示设备对准其它地方了。结果，指示设备的运动不能一直被正确地及时确定。当光标看起来滞后于指示设备的移动时，或者当光标在显示器上停停动动地移动时，用户会意识到这个问题。由于不足的或缓慢的图像吞吐量而出现的这种延迟的另一个结果可能是在系统中运行的应用在应当对用户使用指示设备做出的手势作出反应时没有作出反应，如果这个手势被太快地执行从而图像处理不能应付的话。

因此，本发明的目的是提供一种迅速并正确地解释指示设备的移动的方式。

为了这个目的，本发明提供了一种确定指示设备的运动的方法，其中该方法包括步骤：将包括摄像机的指示设备对准目标区域的方向并且生成指示设备所对准的目标区域的图像。在两个图像之间的图像帧时间期间，关于指示设备的运动的一系列相对运动向量被获取，并且与图像一起被发射至控制接口，在那里图像和相应的相对运动向量被解释以确定指示设备的运动。

术语“目标区域”指的是在指示设备前面的区域，并且，通常地说，覆盖落在指示设备的摄像机的视野中的所有东西。用户可以将指示设备对准他希望与之交互的设备，例如对准示出菜单项选择的电视机屏幕，或者他可以将指示设备对准任何其它项目或对象以发出特定指令，诸如对准台灯以将台灯打开或关闭。然而，用户不需要将指示设备对准特定对象或设备以发出指令，因为使用指示设备做出的简单手势也能够被解释为指令。这种交互系统在WO2004/047011A2中被详细描述，其通过引用被包括在此。

由指示设备的摄像机产生的图像能够按照固定或可变的图像帧速率被生成，其可以根据时间被表示，例如每秒两个图像，每五秒一个图像等。图像被摄像机生成的速率取决于多种因素，诸如快门速度、图像为之被生成的应用、照明条件、摄像机自身的机构等。不是由摄像机生成的每个图像都需要被发射至控制接口。例如把摄像机生成的每第十个图像提供给控制接口可能就足够了。因此，在下面，术语“图像帧速率”指的是计划给控制接口的图像被生成的速率，并且在两个这种图像或曝光之间的时间被定义为“图像帧时间”。

相对运动向量能够按照不同于图像帧速率的速率被获取，这样，例如，在一个图像帧时间期间可能获取多个相对运动向量。此处，术语“相对运动向量”被广义地理解。这种相对运动向量可以包括关于在指示设备被移动的一个或多个方向上所感测到的运动的一个或多个值。由于指示设备在它被移动时也生成图像，相对运动向量相对于它生成的图像根据增加的运动“增量(delta)”最终描述了摄像机的运动，因此描述了指示设备的运动。

用于确定指示设备的运动的适当的系统包括指示设备，该指示设备进而又包括用于生成在指示方向上目标区域的图像的摄像机，以及用于确定指示设备的相对运动向量的运动向量确定装置。系统还包括控制接口和发射机，控制接口用于解释图像和相对运动向量以确定指示设备的运动，发射机用于将图像和相对运动向量发射至控制接口。