[发明专利]具有3D 指向和手势识别功能的远程控制器

说明书

技术领域

本发明涉及对具有显示器的基站的基于运动的远程控制。更具体地，其允许使用位于所述远程控制器上的单个触发按钮而在多个不同控制模式之间进行切换。

背景技术

允许控制显示器上的虚拟区的3D指向设备(其通常还被称为“在空中”持有)在本领域内是已知的。这样的指向设备一般包括能够测量设备在空间中的运动并且将用户给予指向设备的该运动转换为显示器上的光标的位移的多个传感器(例如，光学传感器、加速计、陀螺仪、或磁力计)。这种类型的指向设备已由例如被转让给与本申请相同的受让人的美国专利申请序列No.12/147811所公开。本专利申请中公开的指向设备包括加速计和陀螺仪，但是在本领域中已知其它传感器执行相同的功能。

这些设备中的一些还允许用户通过使用远程控制器在空中做出手势(例如，数字、字母或更复杂的输入)而输入命令。具有这类手势识别的设备已在例如被分配给共同受让人(其中的一个为本申请的受让人)的美国专利申请序列No.13/499175中公开。在本专利申请中公开的设备使用动态时间规整算法来识别用户的手势，但是其它算法在本领域中也是已知的，例如隐马尔可夫模型。

指向设备可以包括多个按钮或触发器以控制基站的功能或在指向模式和手势识别模式模式之间切换。这是例如由美国专利5,598,187所公开的事例中的一个。然而，在该公开中，用户需要使用多个不同按钮，但是他们具有使用简单命令来例如在指向模式和手势识别模式之间进行切换的需要。现有技术的设备没有解决这个在不使用多个按钮的情况下，在远程控制设备的不同模式之间进行直观和简单的切换的问题。

本发明通过定义在多个模式之间的切换决定的标准而提供对该问题的解决方案，其中该标准是容易实现的，这是因为它们是基于对按钮按压的时间分析和运动量分析的组合的。

发明内容

为此，本发明提供用户机器接口，包括具有至少一个触发按钮的远程控制器；所述远程控制器与具有显示器的基站之间的通信链路；运动感知功能，其用于生成至少部分地表示所述远程控制器的运动的运动信号；处理功能，其被配置为用于在所述接口的操作的第一模式和第二模式的至少一个模式中处理所述运动信号，并且用于将所述接口的所述操作在所述第一模式和所述第二模式之间切换，所述第一模式和所述第二模式中的至少一个模式基于所述远程控制器的运动而使能所述接口的操作，其中，所述切换决定基于对以下的组合的评估：i)对源自所述用户按压/松开所述触发按钮的所述触发按钮的至少一个开/关状态的序列的模式的分析，以及ii)在开/关状态的所述序列期间的至少一个时刻从所述运动信号获得的、表示由所述用户所给予所述远程控制器的运动量的函数Q_motion。

本发明还提供方法和计算机程序来操作所述接口。

当前发明并不仅涉及用户如何能够在远程控制器的不同模式之间切换，而且还提出用于优化模式之间的转换的解决方案。在手势识别模式期间，光标在屏幕上冻结(frozen)，这是因为在手势识别期间，用户的动作不应给予光标运动，并且为了不将用户的手势限制于2D手势。在手势的最后，在返回到指向模式之前引入暂停以便防止远程控制器的指向方向与屏幕上的光标之间的未对齐(misalignment)。在多数情况下，用户希望远程控制器表现得大致如同激光指向器，从而在本优选的使用中，远程控制器所指向的方向与光标的位置对齐。这里所使用的“未对齐”这个用词定义了这样的情况：指向方向和光标位置是不自然的或不是用户所期望的。

另外，在手势模式内，本发明的远程控制器能够区别不同的手势识别模式，例如区别使用二进制标识的单轴旋转检测模式和分类算法。因此，使得交互对用户来说更为简单。

在被转让给与本申请相同的受让人的法国专利申请序列No.12/50140中详细说明了该单轴旋转模式。该模式的基本原理在于当用户将远程控制器沿单个轴旋转或移位(translate)时，系统进行识别。接着，这些单轴手势可以用于以连续的方式而控制系统的参数。例如，用户可以通过改变远程控制器的俯仰(pitch)而改变电视机的音量。一旦系统识别出用户在进行俯仰旋转(沿单轴)，则系统将操作对基站的音量控制，所述控制可以通过在显示器上的专用图形而向用户给出反馈，其可以例如为表示音量等级的在屏幕上的垂直图形条。当用户改变远程控制器的俯仰时，立刻使音量相适应并且继续在屏幕上的可能的可视反馈。当用户终结他的单轴手势时，根据最后的值而设置音量。

我们会将该单轴模式进一步称为模拟控制模式，这是因为该模式主要用于对系统参数的模拟控制，比如音频音量或显示亮度。