[发明专利]用于便携式设备的定向估计的方法

说明书

公开一种用于根据便携式设备的空间定向来显示视觉信息的方法，其中，该便携式设备配备有用于检测定向信息的至少一个第一传感器以及加速度传感器，其中，基于所检测的定向信息估计便携式设备的空间定向，并且其中，借助由加速度传感器检测的传感器测量数据对所述定向估计进行修正，其中，根据所检测的传感器测量数据求取便携式设备处于静止阶段还是运动阶段，其中，基于在静止阶段中求取的定向估计以及加速度传感器的在该静止阶段中检测的传感器测量数据求取定向估计的误差，其中，在静止阶段中，分别将当前的定向估计不改变地作为视觉信息的显示的基础，其中，在接下来的运动阶段中，在定向估计时考虑并且逐渐地修正在静止阶段中求取的误差，其中，在运动阶段中，分别将当前的经修正的定向估计作为视觉信息的显示基础。

技术领域

本发明涉及一种根据便携式设备的空间定向来显示视觉信息的方法，其中，该设备配备有用于检测定向信息的至少一个第一传感器以及加速度传感器，本发明还涉及一种用于执行这种方法的便携式设备。

背景技术

用于显示视觉信息的便携式设备(尤其在显示虚拟现实或增强现实的情况下)通过固定在头部的成像设备向使用者示出虚拟显示的图像，或者借助(例如关于被观察对象的)附加信息来对实际的图像拍摄进行补充。在使用者的头部运动时，便携式设备中的图像相应于头部运动而移位。为了正确地进行匹配，必须随时确定头部的定向。这通常通过转速传感器和三轴加速度传感器来实现。然而，转速传感器的测量大多是有误差的，使得实际的定向可能与所计算的定向不同。为了能够计算修正值，需获悉加速度传感器的数据。然而，加速度传感器通常无法区分重力加速度和在便携式设备的运动过程中产生的加速度。此外，每个传感器都经受永久的背景噪声，这附加地使测量值失真。为了修正这些传感器测量数据，需要对数据进行开销大的过滤，以及需要其他复杂计算以及需要将经修正的传感器测量数据反馈到显示上。在此，频繁地对显示进行修正可能引起高的能量消耗。尤其当使用者保持在一个固定的位置中时，连续的修正可能使使用者感到受干扰。

发明内容

本发明所基于的任务可以视为，提出一种方法以及一种便携式设备，所述方法和所述便携式设备能够实现：借助传感器高效地、节能地以及节省数据地对设备在空间中的定向估计进行修正。

该任务借助独立权利要求的相应主题解决。每个从属权利要求的主题是本发明的有利构型。

根据本发明一方面，提供一种根据便携式设备的空间定向来显示视觉信息的方法。便携式设备配备有用于检测定向信息的至少一个第一传感器以及加速度传感器。在便携式设备中，基于所检测的定向信息估计便携式设备的空间定向，并且借助由加速度传感器检测的传感器测量数据对该定向估计进行修正。根据本发明，根据所检测的传感器测量数据求取便携式设备处于静止阶段还是处于运动阶段，并且基于在静止阶段中求取的定向估计以及加速度传感器的在该静止阶段检测的测量数据来求取定向估计的误差。在静止阶段中，分别将当前的定向估计不改变地作为视觉信息的显示的基础。根据本发明，在本方法中，在接下来的运动阶段中，在定向估计时考虑并且逐渐地(sukzessive)修正在静止阶段中求取的误差，并且在运动阶段中，将当前的经修正的定向估计作为视觉信息的显示的基础。

在静止阶段中，使用者的头部以及布置在使用者头部的便携式设备静止地保持在一个位置中。在静止阶段期间，不对定向估计以及视觉信息的显示执行修正。相比于快速实施运动的情况，尤其当头部保持在一个位置中或缓慢运动时，使用者能够更清楚地感知到定向估计的修正以及基于定向估计的视觉信息显示的修正。在静止阶段期间，测量加速度传感器的传感器测量数据，并且求取重力加速度的测量矢量。随后，借助重力加速度的加速度传感器的测量矢量或所测量的传感器测量数据，可以求取定向估计的误差。根据重力加速度的测量矢量与重力加速度的由定向估计得到的矢量之间的偏差来进行误差的计算。