[發明專利]基于磁場的檢測來跟蹤設備的部分的定位

在審

• 申請號: 202010108211.2
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111596756A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 伍邵生
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G01R33/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;楊明釗

本公開涉及基于對磁場的檢測來跟蹤設備的部分的定位。一種可穿戴設備包括位于待跟蹤的不同點處的多個磁場發生器。磁場發生器發射由多個磁場傳感器感測的磁場，這些磁場傳感器具有相對于彼此已知的定位。可穿戴設備可以具有放置在對應于設備的手指和手掌的部分的跟蹤點處的磁場發生器和位于預定定位處的磁場傳感器。定位分析器從磁場傳感器的輸出信號確定在手掌上的跟蹤點以及在手指上的跟蹤點的空間定位。從所確定的跟蹤點的空間定位中，姿勢識別系統確定與磁場發生器所位于的可穿戴設備的點的空間定位相對應的姿勢。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年2月21日提交的美國臨時專利申請號62/808,679以及于2019年6月14日提交的美國非臨時專利申請號16/441,896的利益，這兩個專利申請通過引用以其整體并入本文。

背景

可穿戴設備以及虛擬現實(VR)或增強現實(AR)設備的使用已經變得較為普遍。傳統的可穿戴VR或AR設備通常通過捕獲音頻數據(例如，語音評論)、捕獲姿勢(gesture)、接收用戶與有限數量的按鈕中的一個或更多個的交互或者經由在可穿戴VR或AR設備上的有限觸摸區域接收用戶交互來接收輸入。然而，這些傳統的輸入機制中的許多對于在各種背景下操作的用戶來說是不方便或不自在的。

當與頭戴式顯示設備例如在VR或AR系統中使用的那些設備結合來使用時，傳統的輸入機制具有額外的復雜情況。例如，當與VR系統交互時，用戶執行姿勢以模擬與對象的交互。為了識別這些姿勢，傳統的虛擬現實系統使用計算機視覺技術來識別用戶的身體的部分的相對和絕對位置。然而，計算機視覺技術被限制于從用戶的身體在圖像捕獲設備的視場內的部分識別姿勢。這在用戶的身體的一部分被遮蔽而避開圖像捕獲設備的視場時降低了對姿勢的計算機視覺檢測和識別的有效性。一些虛擬現實系統使用位于用戶的身體的部分上的慣性測量單元來跟蹤姿勢，但慣性測量單元遭受漂移誤差，需要頻繁的傳感器校準來補償漂移誤差。

概述

可穿戴設備(例如手套或適于穿戴在用戶的身體的一部分上的其他控制裝置)包括姿勢識別系統和手定位系統，這些系統基于確定在可穿戴設備上被跟蹤的點(即，“跟蹤點”)的空間位置。在可穿戴設備是手套的實施例中，由姿勢識別系統使用的跟蹤點是當由用戶穿戴時確定的可穿戴手套的指尖位置。類似地，當可穿戴設備是手套時，由手定位系統使用的跟蹤點是當由用戶穿戴時確定的可穿戴手套的手掌上的一個或更多個點。基于由磁場發生器產生并且由在已知定位處的磁場傳感器檢測的磁場來確定在可穿戴設備上的跟蹤點的空間定位，磁場發生器位于跟蹤點處。例如，具有相對于彼此已知的定位的多個磁場傳感器檢測所產生的磁場。磁場傳感器可以位于可穿戴設備上或可穿戴設備附近。因此，磁場發生器(例如，有源發射器、永磁體或電磁體)充當跟蹤點的代理(proxy)位置。

在一個實施例中，可穿戴設備是手套，其具有在手套的一個或更多個手指上的磁場發生器。磁場發生器產生磁場，磁場由位于在手套上或相對于手套的預定義的位置處的多個磁場傳感器感測。例如，至少兩個磁場傳感器位于手套的手掌上或者手套的背側面(dorsal aspect)(即，手掌的背面)上彼此相距已知固定距離處，同時附加的磁場傳感器位于手套的手腕(例如手套的被配置為穿戴在用戶的手腕處的部分)處。可替代地或此外，磁場傳感器在預定或已知的位置處與可穿戴設備分離。例如，磁場傳感器位于桌面上或由用戶穿戴的頭戴式裝置(headset)上。在前面的示例中，跟蹤點對應于手套的手指中的磁場發生器所位于的部分。在手掌上相對于彼此在已知位置處的磁場傳感器感測由磁場發生器中的每個產生的磁場的磁場強度和方向。使用磁場傳感器的已知位置，相對于已知坐標系來確定跟蹤位置中的每個的空間定位。在各種實施例中，不同的磁場發生器發射具有不同頻率的磁場或在不同時間發射磁場，允許識別由不同磁場發生器發射的磁場。然后，每個跟蹤點的空間定位被組合以生成至少一組跟蹤點的組合定位的代表性狀態描述符。該代表性狀態描述符隨后與所存儲的點的定位的映射一起或者經由實時建模被使用以識別由使用可穿戴設備的用戶做出的姿勢。