[发明专利]多对象环境中使用雷达的超精确对象跟踪

说明书

可使用基于雷达的跟踪系统提高用于检测和跟踪一个或多个感兴趣的对象的精度。在一些示例中，在设备中实现的多个雷达可用于向该一个或多个感兴趣的对象发射信号以及从该一个或多个感兴趣的对象接收信号。为了将感兴趣的对象与不期望的对象诸如用户的手区分开，该感兴趣的对象可包括应答器，该应答器将延迟元件应用于从雷达接收到的信号，并且此后将延迟的返回信号发射回该雷达。由该延迟元件产生的该延迟可将返回信号与不期望的反射分开，并且使得能够区分那些信号。期望的返回信号的清楚标识可导致更精确的对象距离确定、更精确的三角测量以及提高的位置检测和跟踪精度。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月30日提交的美国专利申请16/917,852号的权益，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本公开整体涉及对象感测系统，并且更具体地涉及使用雷达来检测和跟踪一个或多个对象诸如触笔。

背景技术

当前很多类型的输入设备可用于在计算系统中执行操作，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。具体地，触摸屏因其在操作方面的简便性和灵活性以及其不断下降的价格而很受欢迎。触摸屏可包括触摸传感器面板和显示设备诸如液晶显示器(LCD)，该触摸传感器面板可以是具有触敏表面的透明面板，该显示设备可部分地或完全地被定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其他对象在由显示设备所显示的用户界面(UI)通常指示的位置处触摸触摸传感器面板来执行各种功能。一般来讲，触摸屏可识别触摸和触摸在触摸传感器面板上的位置，并且计算系统然后可根据触摸发生时出现的显示内容来解释触摸，并且然后可基于触摸来执行一个或多个动作。在一些电容式触摸感测系统的情况下，不需要显示器上的物理触摸来检测到触摸，并且可在表面附近检测到接近表面的对象而不实际触摸该表面。

然而，接近感测系统(可检测触摸和悬停对象两者的系统)常常需要跨大表面区域的传感器阵列以实现对象检测，并且当接近感测阵列被放置在显示器之上时，显示器的图像质量可能受损。此外，接近感测系统的对象检测范围通常是有限的，并且这些系统的位置和运动感测分辨率通常受到阵列中感测元件的数量和大小的限制。由于这些限制，已经开发了使用三角测量来检测对象的另选系统诸如超声波感测系统和雷达感测系统。然而，例如，当对象(例如，触笔)需要具有亚毫米精度的非常精确的位置检测时，即使这些系统也可能遭遇位置检测精度不足。

发明内容

本公开涉及使用基于雷达的跟踪系统以提高的精度检测和跟踪一个或多个感兴趣的对象(例如，一个或多个触笔、手套的指尖)。在一些示例中，在设备(例如，计算机、平板电脑等)中实现的多个雷达可用于向一个或多个感兴趣的对象发射信号以及从一个或多个感兴趣的对象接收信号。如本文所用的术语，设备包括但不限于，例如，便携式和手持式电子设备、与其他电子器件通信的小型独立单元(其主要功能是在远程位置处提供雷达功能)、固定电子设备以及较大环境设备诸如智能房间或智能白板。为了将感兴趣的对象与不期望的对象(诸如持有感兴趣的对象的用户的手)区分开，感兴趣的对象可包括应答器，该应答器将延迟元件应用于从雷达接收到的信号或者以其他方式处理该信号并且此后将返回信号发射回雷达。在利用延迟元件的示例中，如该术语在本文中所定义的，由延迟元件产生的延迟可将返回信号与其他源(例如，手等)的反射分开，并且使得能够将期望的返回信号与不期望的反射区分开。在处理从雷达接收到的信号的示例中，感兴趣的对象对接收到的信号进行匹配过滤，并且如果确认匹配，则将唯一返回信号发射回雷达，该唯一返回信号可被匹配和关联以过滤掉不期望的反射。期望的返回信号的清楚标识可导致更精确的对象距离确定、更精确的三角测量以及最终提高的位置检测和跟踪精度。