(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトの位置を決定する方法であって、
1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、1つまたは複数の受信機によってオブジェクトを検出するステップと、
前記検出されるオブジェクトの、前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するステップと、
前記検出されるオブジェクトの前記決定された相対位置を、複数のゾーンの中のゾーンに整合させ、少なくとも1ペアの受信機と送信機に、前記整合されたゾーンに基づいて重みを割り当てるステップと、
別のペアよりも大きい割り当てられた重みを有する少なくとも3ペアの受信機と送信機を、前記割り当てられた重みに部分的に基づいて選択するステップであって、前記検出されるオブジェクトの第1のペアに対するエラー反射が、前記検出されるオブジェクトの第2のペアに対するエラー反射よりも小さいときはいつでも、前記第1のペアに割り当てられた第1の重みが前記第2のペアに割り当てられた第2の重みよりも大きく、各ペアが、前記1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、前記1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含むステップと、
前記選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定するステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定する前記ステップは、最小2乗三角測量の式を前記少なくとも3ペアの受信機と送信機に適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
整合された各ゾーンについて、前記整合されたゾーンのゾーンタイプを決定するステップをさらに備え、前記3ペアの受信機と送信機のうちの少なくとも1ペアに、前記整合されたゾーンに基づいて重みを割り当てる前記ステップは、前記整合されたゾーンの前記ゾーンタイプに基づいて重みを割り当てるステップを含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記検出するステップは、反射音響信号に基づいて検出するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のゾーンの各ゾーンは、少なくとも1つの受信機および少なくとも1つの送信機を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記音響信号は超音波信号である、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機はモバイルデバイスに取り付けられている、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記モバイルデバイスは、スマートフォン、タブレット、携帯情報端末、およびラップトップのうちの少なくとも1つである、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機は、スクリーンを有するデバイスに配置される、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記検出するステップは、前記スクリーンの近傍内で前記オブジェクトを検出するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記オブジェクトの前記決定された位置に基づいて、前記デバイスで実行しているアプリケーションの動作に作用するステップをさらに備える、
請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のゾーンのうちのゾーンのゾーンタイプを決定するステップをさらに備え、ゾーンタイプを決定する前記ステップは、第1の式:
【数１】
0005996829.tif 000017
を適用するステップと、第2の式:
【数２】
0005996829.tif 000018
を適用するステップとを含み、
"x"はタッチセンシティブスクリーンの初期x軸であり、
"y"はタッチセンシティブスクリーンの初期y軸であり、
(x0,y0)は前記それぞれの受信機と前記それぞれの送信機との間の中心点の座標であり、
x'は前記それぞれの受信機および前記それぞれの送信機と交わる回転されたx軸であり、
y'は前記回転されたx'軸と垂直な回転されたy軸であり、
αは前記初期(x,y)軸と前記回転された(x',y')軸との間の回転角である、
請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
ゾーンタイプを決定する前記ステップは、第3の式:
【数３】
0005996829.tif 000019
を適用するステップと、第4の式:
【数４】
0005996829.tif 000020
を適用するステップと、第5の式:
a'=a*c
を適用するステップと、第6の式:
b'=b*c
を適用するステップと、第7の式:
【数５】
0005996829.tif 000021
を適用するステップとをさらに含み、
"a"はy'軸から楕円の水平方向の終点までの距離であり、"b"はx'軸から前記楕円の垂直方向の終点までの距離であり、"d"は前記それぞれの受信機と前記それぞれの送信機との間の半分の距離であり、前記楕円は前記y'軸から距離"a"である点および前記x'軸から距離"b"である点と交わる、
請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
第8の式:
【数６】
0005996829.tif 000022
を適用するステップをさらに備え、
前記第8の式の結果が1以上のとき、前記ゾーンタイプは第1のゾーンタイプのものであり、
前記第8の式の前記結果が1よりも小さいとき、前記ゾーンタイプは第2のゾーンタイプのものであり、前記第1のゾーンタイプは前記第2のゾーンタイプよりも大きい重みを有し、
Δが前記それぞれの送信機のポートホールの直径の近似的なサイズである場合、|x'|<dのとき|y'|>Δ(Δ>0)であり、
前記オブジェクトは手のひらおよび指関節を含む手の指先であり、
"L"は前記手のひらの幅であり、
"h"は前記指先から前記指関節までの長さである、
請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記手は、左手または右手である、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記オブジェクトが前記第1のゾーンタイプの2つのゾーンの間の境界のしきい値内に位置するかどうかを決定するステップと、
前記オブジェクトが前記第1のゾーンタイプの2つのゾーンの間の前記境界の前記しきい値内に位置すると決定される場合、少なくとも1ペアの受信機と送信機に第2の重みを割り当てるステップとをさらに備え、
前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定する前記ステップは、前記少なくとも1ペアの受信機と送信機に割り当てられた前記1つまたは複数の第2の重みを使用するステップを含む、
請求項14に記載の方法。
【請求項１７】
前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定する前記ステップは、前記少なくとも1ペアの受信機と送信機に割り当てられた前記1つまたは複数の第2の重みを使用する重み付き最小2乗三角測量の式を適用するステップを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
複数のペアの受信機と送信機について、前記3次元座標位置の前記xおよびy座標に基づいて、さらに前記それぞれのペアの前記受信機のロケーションと、前記それぞれのペアの前記送信機のロケーションとに基づいて、z座標出力を決定するステップと、
1つまたは複数の決定されたz座標出力と比較した変化が最小である改善されたz座標を識別するステップと、
前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置のz座標を、前記識別され改善されたz座標に更新するステップと
をさらに備える、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
z座標を決定する前記ステップは、第9の式:
Ri=sqrt[(x2-xi)2+(y2-yi)2+(z-zi)2]+sqrt[(x2-sxi)2+(y2-syi)2+(z-szi)2]
を適用するステップを含み、
(xi,yi,zi)は第iの受信機のロケーションと等価であり、
(sxi,syi,szi)は第iの送信機のロケーションと等価であり、
Riは、前記第iの送信機のロケーションから前記指先までの間の第1の距離と、前記指先から前記第iの受信機までの間の第2の距離との加算距離と等価であり、
x2は前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置のx座標であり、
y2は前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置のy座標である、
請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
更新された3次元座標位置にフィルタ方程式を適用するステップと、
前記フィルタ方程式を適用することに基づいて、前記検出されるオブジェクトのフィルタ処理された3次元座標位置を決定するステップと
をさらに備える、請求項18に記載の方法。
【請求項２１】
前記フィルタ方程式はカルマン平滑化フィルタリング方程式である、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
オブジェクトの位置を決定するためのシステムであって、
1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、オブジェクトを検出する1つまたは複数の受信機と、
前記検出されるオブジェクトの、前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定することであって、前記検出されるオブジェクトの前記相対位置を、複数のゾーンの中のゾーンに整合させ、少なくとも1ペアの受信機と送信機に、前記整合されたゾーンに基づいて重みを割り当てることと、
別のペアよりも大きい割り当てられた重みを有する少なくとも3ペアの受信機と送信機を、前記割り当てられた重みに部分的に基づいて選択することであって、前記検出されるオブジェクトの第1のペアに対するエラー反射が、前記検出されるオブジェクトの第2のペアに対するエラー反射よりも小さいときはいつでも、前記第1のペアに割り当てられた第1の重みが前記第2のペアに割り当てられた第2の重みよりも大きいことと、
前記選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定することであって、選択された各ペアが、前記1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、前記1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含むことと
を行う処理構成要素とを備えるシステム。
【請求項２３】
前記処理構成要素は、最小2乗三角測量の式を前記少なくとも3ペアの受信機と送信機に適用する、請求項22に記載のシステム。
【請求項２４】
前記処理構成要素は、前記3ペアの受信機と送信機のうちの少なくとも1ペアに、前記整合されたゾーンのゾーンタイプに基づいて重みを割り当てる、請求項22に記載のシステム。
【請求項２５】
前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機は、スクリーンを有するデバイスに配置され、前記処理構成要素は、前記オブジェクトの前記スクリーンに対する前記相対位置を決定する、請求項22に記載のシステム。
【請求項２６】
前記オブジェクトの前記決定された3次元座標位置に基づいて、前記デバイスで実行しているアプリケーションの動作に作用するアプリケーションコントローラをさらに備える、
請求項25に記載のシステム。
【請求項２７】
前記処理構成要素は、前記オブジェクトが第1のゾーンタイプの2つのゾーンの間の境界のしきい値内に位置するかどうかを決定し、前記オブジェクトが前記第1のゾーンタイプの2つのゾーンの間の前記境界の前記しきい値内に位置すると決定される場合、前記処理構成要素は、少なくとも1ペアの受信機と送信機に第2の重みを割り当て、ロケータは、前記少なくとも1ペアの受信機と送信機に割り当てられた前記1つまたは複数の第2の重みを使用して、前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置を決定する、請求項22に記載のシステム。
【請求項２８】
前記処理構成要素は、前記少なくとも1ペアの受信機と送信機に割り当てられた前記1つまたは複数の第2の重みを使用する重み付き最小2乗三角測量の式を適用することによって、前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置を決定する、請求項27に記載のシステム。
【請求項２９】
複数のペアの受信機と送信機について、前記処理構成要素は、前記3次元座標位置の前記xおよびy座標に基づいて、さらに前記それぞれのペアの前記受信機のロケーションと、前記それぞれのペアの前記送信機のロケーションとに基づいて、z座標出力を決定し、前記処理構成要素は、1つまたは複数の決定されたz座標出力と比較した変化が最小である改善されたz座標を識別し、前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置のz座標を、前記識別され改善されたz座標に更新する、請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
前記処理構成要素は、
Ri=sqrt[(x2-xi)2+(y2-yi)2+(z-zi)2]+sqrt[(x2-sxi)2+(y2-syi)2+(z-szi)2]
と等価な式を適用し、
(xi,yi,zi)は第iの受信機のロケーションであり、
(sxi,syi,szi)は第iの送信機のロケーションであり、
Riは、前記第iの送信機の前記ロケーションから指先までの間の第1の距離と、前記指先から前記第iの受信機の前記ロケーションまでの間の第2の距離との加算距離と等価であり、
x2は前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置のx座標であり、
y2は前記検出されるオブジェクトの前記3次元座標位置のy座標である、
請求項29に記載のシステム。
【請求項３１】
前記処理構成要素は、更新された3次元座標位置にフィルタ方程式を適用し、前記検出されるオブジェクトのフィルタ処理された3次元座標位置を決定する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３２】
前記処理構成要素はカルマン平滑化フィルタリング方程式を適用する、請求項31に記載のシステム。
【請求項３３】
前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機はモバイルデバイスに取り付けられている、請求項22に記載のシステム。
【請求項３４】
前記モバイルデバイスは、スマートフォン、タブレット、携帯情報端末、およびラップトップのうちの少なくとも1つである、請求項33に記載のシステム。
【請求項３５】
動作を実行するためのその上に記憶されたコンピュータ実行可能命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記動作は、
1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、オブジェクトを検出するステップと、
前記検出されるオブジェクトの、前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するステップと、
前記検出されるオブジェクトの前記決定された相対位置を、複数のゾーンの中のゾーンに整合させるステップと、
少なくとも1ペアの受信機と送信機に、前記整合されたゾーンに基づいて重みを割り当てるステップと、
別のペアよりも大きい割り当てられた重みを有する少なくとも3ペアの受信機と送信機を、前記割り当てられた重みに部分的に基づいて選択するステップであって、前記検出されるオブジェクトの第1のペアに対するエラー反射が、前記検出されるオブジェクトの第2のペアに対するエラー反射よりも小さいときはいつでも、前記第1のペアに割り当てられた第1の重みが前記第2のペアに割り当てられた第2の重みよりも大きく、各ペアが、前記1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、前記1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含むステップと、
前記選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定するステップと
を備える、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３６】
オブジェクトの位置を決定するためのシステムであって、
1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、オブジェクトを検出するための手段と、
前記検出されるオブジェクトの、前記1つまたは複数の受信機および前記1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するための手段と、
前記検出されるオブジェクトの前記決定された相対位置を、複数のゾーンの中のゾーンに整合させるための手段と、
少なくとも1ペアの受信機と送信機に、前記整合されたゾーンに基づいて重みを割り当てるための手段と、
別のペアよりも大きい割り当てられた重みを有する少なくとも3ペアの受信機と送信機を、前記割り当てられた重みに部分的に基づいて選択するための手段であって、前記検出されるオブジェクトの第1のペアに対するエラー反射が、前記検出されるオブジェクトの第2のペアに対するエラー反射よりも小さいときはいつでも、前記第1のペアに割り当てられた第1の重みが前記第2のペアに割り当てられた第2の重みよりも大きく、各ペアが、前記1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、前記1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含む手段と、
前記選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、前記検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定するための手段と
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によって全体が本明細書に組み込まれている、2013年8月21日に出願された米国非仮出願第13/972,613号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本明細書で開示される実施形態は、一般に、音響追跡システムにおいてユーザ入力の位置を追跡することを対象とする。
【背景技術】
【０００３】
指ホバリングは、モバイルアプリケーションにとって極めて望ましい機能になりつつある。指追跡機能を用いると、ユーザがモバイルデバイス上で実行しているモバイルアプリケーションを制御するために、モバイルデバイスのスクリーンに触ることが不必要になり得る。ホバリング機能は、フォトスライディングまたはマップナビゲーションなどの遠隔のジェスチャー制御のために使用され得る。カメラ、電界、および自己容量または相互容量ベースのホバリングの解決策とは異なり、超音波ベースのホバリングシステムは、特別に設計された広帯域被変調超音波パターンを超音波送信機から送信し得る。
【０００４】
超音波の指ホバリング追跡は、電界ベースのホバリングシステムおよび静電容量ベースのホバリングシステムにまさる利点を有し得る。たとえば、利点は、超音波ベースのホバリングシステムが最低限の量のハードウェアを使用することであり得る。たとえば、超音波ベースのホバリングシステムは、オーディオおよび音声のアプリケーションによって使用されるマイクロフォンを共有し得る。さらに、超音波ベースのホバリングシステムは、調整可能なホバリング距離で動作し得、また、スクリーンから離れて機能し得る。電界タイプのホバリングシステムは、特別な電極パターンの設計および回路を必要とすることがある。電界ベースのホバリングシステムは、手全体の重さの中心の動きを追跡することができるだけであり、指のみに対応する動きを追跡できないことがある。その上、電界タイプのホバリングシステムの性能は、デバイス接地状態によって影響を及ぼされ得る。さらに、静電容量ベースのホバリングシステムは、特別なタッチスクリーンの設計を必要とすることがあり、ホバリング距離が短い(たとえば、2〜3センチメートル)ことがある。
【０００５】
超音波ベースのホバリングシステムは、複数の超音波送信機およびマイクロフォンを使用することによって、指の動きを追跡し得る。一例では、送信機(たとえば、スピーカー)が超音波の波を送信し、ホバリングしている指先から反射された信号パターンをマイクロフォンが受信する。指先の座標は、三角測量アルゴリズムを使用して計算され得る。
【０００６】
ただし、超音波ベースのホバリングシステムの精度は、信号対雑音比およびトランスデューサ帯域幅などのいくつかのファクタによって影響を及ぼされ得る。誤差源は、手の指先以外の部分からの反射に起因し得る。超音波ペンと異なり、ホバリングしている指には、手のひらおよび指関節からの意図しない反射という問題がある。これらの反射は、三角測量誤差、およびトレースの不連続性を引き起こし得る。別の誤差源は、送信機と受信機の各ペアにとっての指先の上の反射点が同じでないという事実に由来し得る。このことは、特にz方向において、トレースが平滑化されないことをもたらす場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エラー反射の影響を最小限に抑える改善された音響追跡システムの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
いくつかの実施形態に従えば、オブジェクトの位置を決定するためのシステムが提供される。システムは、1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、オブジェクトを検出する1つまたは複数の受信機を含む。システムはまた、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定する処理構成要素を含む。処理構成要素は、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択する。各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含む。処理構成要素は、検出されるオブジェクトの位置を、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して決定する。
【０００９】
いくつかの実施形態に従えば、オブジェクトの位置を決定する方法が提供される。方法は、1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、1つまたは複数の受信機によってオブジェクトを検出するステップを含む。方法はまた、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するステップを含む。方法は、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択するステップをさらに含む。各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含む。方法はまた、検出されるオブジェクトの位置を、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して決定するステップを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態に従えば、動作を実行するためのその上に記憶されたコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体が提供され、動作は、1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、1つまたは複数の受信機によってオブジェクトを検出するステップと、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するステップと、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択するステップであって、各ペアが、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含むステップと、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、検出されるオブジェクトの位置を決定するステップとを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態に従えば、オブジェクトの位置を決定するためのシステムが提供される。システムは、1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、オブジェクトを検出するための手段を含む。システムはまた、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するための手段を含む。システムは、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択するための手段をさらに含む。各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含む。システムはまた、検出されるオブジェクトの位置を、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して決定するための手段を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】いくつかの実施形態に従った音響追跡システム100を示すブロック図である。
【図２】いくつかの実施形態に従った複数のゾーンに区分されたスクリーンを示すブロック図である。
【図３】いくつかの実施形態に従った送信機による信号パターンの生成を示す流れ図である。
【図４】いくつかの実施形態に従った2つの座標軸に対する送信機と受信機のペアを示す図である。
【図５】いくつかの実施形態に従った回転された軸に対する(送信機、受信機)ペアを示す図である。
【図６Ａ】いくつかの実施形態に従った送信機のロケーション、受信機のロケーション、ならびに検出されるオブジェクトの受信機および送信機に対して決定された相対位置に基づく異なるゾーンタイプを示すブロック図である。
【図６Ｂ】いくつかの実施形態に従った送信機のロケーション、受信機のロケーション、ならびに検出されるオブジェクトの受信機および送信機に対して決定された相対位置に基づく異なるゾーンタイプを示すブロック図である。
【図７】いくつかの実施形態に従った検出されるオブジェクトの決定された位置を改善するためのプロセスフローを示すブロック図である。
【図８】一実施形態による、オブジェクトの位置を決定する方法を示すフローチャートである。
【図９】いくつかの実施形態に従ったオブジェクトの位置を決定することが可能なプラットフォームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明では、具体的な詳細を記載して、いくつかの実施形態について説明する。しかし、開示される実施形態は、これらの具体的な詳細の一部または全部を伴わずに実施され得ることが、当業者には明らかであろう。提示される具体的な実施形態は、例示的であることが意図されており、限定的であることは意図されていない。当業者は、本明細書で具体的に説明してはいないが、本開示の趣旨および範囲内にある他の物を実現し得る。
【００１４】
図1は、いくつかの実施形態に従った音響追跡システム100を示すブロック図である。音響追跡システム100は、信号を送信するための1つまたは複数の送信機104、および送信機104によって送信された信号を拾い上げるための1つまたは複数の受信機106を含む。音響追跡システム100は、パーソナルコンピュータまたはモバイルデバイス(たとえば、ラップトップ、モバイルスマートフォン、携帯情報端末、またはタブレットコンピュータ)などのコンピューティングデバイス108に組み込まれ、実装され、取り付けられ、または他の方法で搭載されてもよい。
【００１５】
コンピューティングデバイス108は、スクリーン112(たとえば、タッチセンシティブスクリーン)に結合され得る。受信機106および送信機104は、スクリーン112を有するコンピューティングデバイス108上に配置され得る。送信機は、音響波の信号パターンを送信し得、オブジェクト110は、スクリーン112の上方でホバリングし得、音響波をスクリーン112の方へ反射させて戻す。受信機は、反射信号パターンをオブジェクト110から受信し得、オブジェクト110の位置を反射信号パターンに基づいて決定し得る。コンピューティングデバイス108がオンにされているとき、送信機からの入力を受信する準備が常にできているように、受信機は継続的に動作し得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、送信機104は、超音波信号などの音響信号を送信し得る。送信機104は、超音波信号を生成するための1つまたは複数の超音波トランスデューサを含む何らかの適当な超音波デバイスであってよい。受信機106は、マイクロフォンなどの、何らかの適当な音響受信機であってよく、送信機104は、音響追跡システム100に結合された複数のマイクロフォンへ超音波信号を送信し得る。いくつかの実施形態では、送信機104および受信機106は、それぞれ、コンピューティングデバイス108に取り付けられたスピーカーおよびマイクロフォンであってよい。
【００１７】
図1に示すように、オブジェクト110は、手のホバリングしている指先であってよく、音響追跡システム100は、指先の動きを追跡して、指先の比較的正確な位置を検出し得る。音響追跡システム100が指先110を追跡するとき、ユーザの手の指以外の部分からの反射は、指の検出および追跡の平滑さの精度をひずませることがある。本開示は、音響追跡システム100が手の部分からの意図しない反射によって引き起こされる誤差を低減し得るような技法を提供する。
【００１８】
音響追跡システム100はまた、処理構成要素132およびメモリ134を含み得る。いくつかの実施形態では、処理構成要素132は、1つまたは複数のプロセッサ、中央処理ユニット(CPU)、画像信号プロセッサ(ISP)、マイクロコントローラ、またはデジタル信号プロセッサ(DSP)、グラフィックス処理ユニット(GPU)、ならびにアナログおよび/もしくはデジタルオーディオ信号プロセッサを含み得るオーディオ信号プロセッサであり得る。メモリ134は、たとえば、ランダムアクセスメモリ(RAM)に対応し得るシステムメモリ構成要素、読取り専用メモリ(ROM)に対応し得る内部メモリ構成要素、および光メモリ、磁気メモリまたはソリッドステートメモリに対応し得る外部メモリまたはスタティックメモリを含み得る。
【００１９】
メモリ134は、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、CD-ROM、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する任意の他の物理媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、および/または処理構成要素132がそこから読み取ることが可能な任意の他の媒体を含む、非一時的な機械可読媒体に相当し得る。
【００２０】
さらに、メモリ134は、アプリケーションコントローラ142およびアプリケーション144を含み得る。いくつかの実施形態では、送信機104は、音響信号を送信し得、受信機106は、送信された音響信号の反射に基づく反射音響信号を受信し得る。処理構成要素132は、反射音響信号を使用してオブジェクト110の位置を決定し、決定された位置をアプリケーションコントローラ142に供給し得る。アプリケーションコントローラ142は、オブジェクト110の決定された位置に基づいて、アプリケーション144の動作に作用し得る。アプリケーション144は、オブジェクト110の座標を使用して、たとえば、1つまたは複数のユーザ入力を決定し得る。
【００２１】
図2は、いくつかの実施形態に従った複数のゾーンに区分されたスクリーン112を示すブロック図200である。図2に示すように、スクリーン112の部分は複数の部分に区分され得、部分の各々はゾーンに相当し得る。各ゾーンは、少なくとも1つの受信機および少なくとも1つの送信機を含み得る。スクリーン112は、スクリーン112が4つのゾーンを有するように、x軸204およびy軸206に沿って等しく区分され得る。4つのゾーンは、ゾーン208、ゾーン210、ゾーン212、およびゾーン214を含む。4つのゾーンが示されるが、4つよりも少ないゾーン(ただし、少なくとも1つのゾーン)または4つよりも多いゾーンを有する実施形態は、本開示の範囲内である。さらに、他の実施形態では、スクリーン112は、不均等に区分されてもよく、またはx軸204およびy軸206と異なる軸に沿って区分されてもよい。
【００２２】
図2では、音響追跡システム100は、送信機104Aおよび104Bならびに受信機106A、106B、106C、および106Dを含む。2つの送信機が示されるが、1つの送信機または2つよりも多い送信機を有する実施形態は、本開示の範囲内である。さらに、4つの受信機が示されるが、4つよりも少ない受信機(ただし、少なくとも1つの受信機)または4つよりも多い受信機を有する実施形態は、本開示の範囲内である。受信機および送信機の数量は、音響追跡システム100のサイズに依存し得る。たとえば、スクリーン112のサイズが小さい場合、オブジェクト110が上方でホバリングするためにより小さいエリアが利用可能であればよい。したがって、大きいスクリーンを有する実施形態と比較して、より少ない送信機および/または受信機が、音響追跡システム100に搭載されればよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、受信機106A、106B、106C、および106Dのうちの1つまたは複数は、送信機104Aおよび104Bのうちの1つまたは複数によって送信された音響信号に基づいてオブジェクト110を検出する。受信機によって受信される音響信号は、スクリーン112の上方でホバリングしているオブジェクト110に基づく反射音響信号であり得る。たとえば、受信機106A、106B、106C、および106Dのうちの1つまたは複数は、スクリーン112の近傍内のオブジェクト110を検出し得る。処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定し得る。
【００２４】
各送信機は、互いに対して異なる音響信号パターンを送信し得る。図3は、いくつかの実施形態に従った送信機104Aおよび104Bによる信号パターンの生成を示す流れ図300である。ステップ302において、各送信機についてのベースバンド直交符号が決定される。直交符号は、相互相関が0の符号である。符号分割多元接続(CDMA)と同様に、直交符号は時間領域波形を生成するために使用され得る。一例では、ホバリングシステムの送信パスおよび受信パスが同期しているという事実を仮定すれば、受信機において、送信された信号パターンは、直交符号を受信された信号と相関させることによって復元され得る。擬似雑音(PN)シーケンス、または小さい相互相関および大きい自己相関を示す他のタイプの符号などの、他の非直交信号も使用され得る。
【００２５】
ステップ304において、ベースバンド直交符号の利得が事前調整される。ステップ306において、直交周波数分割多重(OFDM)キャリア信号が時間領域に対して生成される。いくつかの実施形態では、送信機が40KHzから60KHzの間の信号を生成するために、キャリア信号の範囲は30KHzから70KHzの間にある。ステップ308において、逆高速フーリエ変換(IFFT)が、キャリア信号に適用される。IFFTは、キャリア信号を時間領域に転写するために、相異なる送信機に対して適用される。ステップ310において、特定の送信機のための伝送についてのパターンが記憶される(たとえば、メモリ134に)。送信機の各々に対して異なるパターンが記憶されるように、類似のステップが、異なる送信機に適用され得る。
【００２６】
受信機が音響信号を受信するとき、受信機は、送信機104Aおよび104Bによって送信された信号の組合せを受信し得る。受信機は、受信された信号に高速フーリエ変換(FFT)を適用すること、および直交符号を適用することによる復調を通じてキャリア信号を抽出することによって、どの信号がどの送信機から到来したのかを区別し得る。処理構成要素132は、複数の受信機のうちの各受信機によって受信された音響信号を抽出し得る。受信機において受信された各音響信号に対して、処理構成要素132は、どの送信機がそれぞれの音響信号を送信したのかを決定し得る。受信された音響信号は、たとえば、メモリ134に記憶されている命令に従って処理構成要素132によって予期されている信号、およびメモリ134に記憶されているかまたは処理構成要素132によって生成される予期されている信号と比較され得る。処理構成要素132は、様々な実施形態において、ハードウェア、ソフトウェア、もしくはファームウェア、またはそれらの組合せとして設けられ得る。
【００２７】
再び図2を参照すると、8つの異なる(送信機、受信機)ペアが、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力を得るために利用可能である。8つの異なる(送信機、受信機)ペアは、(S1、M1)、(S1、M2)、(S1、M3)、(S1、M4)、(S2、M1)、(S2、M2)、(S2、M3)、および(S2、M4)を含む。選択されるペアが説明されるエラー反射を最小限に抑えるように、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対して決定されたオブジェクト110の相対位置に基づいてペアを選択することが有益であり得る。オブジェクト110の3次元座標を決定するために、少なくとも3つの(送信機、受信機)ペアを選択することが有益であり得る。3つを越えるペアが、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として使用される場合、検出されるオブジェクトの位置をより正確に決定し得る、優決定システムがもたらされる。優決定システムは、検出されるオブジェクトの位置を決定するためのより多くの式を提供する。
【００２８】
8つの利用可能な(送信機、受信機)ペアの中から、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として使用されるためにどのペアを選択するかを決定する。処理構成要素132は、少なくとも3ペアの送信機と受信機を選択し得、その場合、各ペアは、受信機106A、106B、106C、および106Dの中からの受信機、ならびに送信機104Aおよび104Bの中からの送信機を含む。簡単および簡潔のために、本開示は、3ペアの送信機と受信機が、検出されるオブジェクトの位置を決定する(たとえば、処理構成要素132によって)ための入力として選択されることを説明し得る。このことは、限定的であることを意図されず、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として選択される3つを越えるペアの送信機および受信機を有する他の実施形態も、本開示の範囲内である。
【００２９】
いくつかの実施形態では、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの決定された相対位置を、複数のゾーンの中のゾーンに整合させることによって(送信機、受信機)ペアを選択する。検出されるオブジェクトが、その特定のゾーンの上方でホバリングしていると決定されたとき、検出されるオブジェクトは特定のゾーンに整合され得る。(送信機、受信機)ペアを選択することは、整合されたゾーンおよびそのゾーンタイプに基づいてペアを選択することをさらに含み得る。ゾーンは、異なるゾーンタイプのものであり得る。ゾーンタイプは、たとえば、セーフゾーン、アンビギュイティゾーン、および非セーフゾーンであり得る。他のセーフゾーンタイプは、本開示の範囲内である。セーフゾーンは、特定の(送信機、受信機)ペアに対するエラー反射が存在しないことを示し得る。さらに、エラー反射がしきい値よりも低い場合、特定の(送信機、受信機)ペアは、セーフゾーンの中にあると決定され得る。
【００３０】
一実施形態によれば、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として使用されるために利用可能な(送信機、受信機)ペアのサブセットを選択する。一例では、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの相対位置にどのゾーンが整合されるのか、および整合されたゾーンがセーフゾーンであるかどうかに基づいて、入力として使用されるべき(送信機、受信機)ペアを選択し得る。一例では、処理構成要素132は、セーフゾーンを選択し得、セーフタイプでないゾーンを選択することを避けることができる。したがって、処理構成要素132は、手の他の部分からの反射の含有を含まない、またはそれを低減するペアを選択し得る。選択されない(送信機、受信機)ペアは、手の他の部分からの反射の「安全でない」(たとえば、アンビギュイティゾーンまたは非セーフゾーン)レベルを含むペアであり得る。別の例では、処理構成要素132はまた、エラー反射のしきい値よりも低いと決定されるアンビギュイティゾーンを選択し得る。
【００３１】
別の実施形態によれば、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として使用されるために利用可能な(送信機、受信機)ペアのすべてを選択する。一例では、処理構成要素132は、整合されたゾーンに基づいて、3ペアの受信機と送信機(たとえば、すべての利用可能なペア)のうちの少なくとも1ペアに重みを割り当て得る。重みは、整合されたゾーンのゾーンタイプに基づいて割り当てられ得る。整合された各ゾーンについて、処理構成要素132は、整合されたゾーンのゾーンタイプを決定し得る。一例では、セーフゾーンは、アンビギュイティゾーンおよび非セーフゾーンよりも大きい重みが割り当てられてよく、アンビギュイティゾーンは、非セーフゾーンよりも大きい重みが割り当てられてよい。この例では、セーフゾーンに対応する(送信機、受信機)ペアは、他のゾーンと比較してより大きい重みを有し得、検出されるオブジェクトの位置を決定する精度を増大させる。いくつかの実施形態では、非セーフゾーンに対応する(送信機、受信機)ペアに対して割り当てられる重みは、オブジェクトの位置を決定するために使用されるこのペアから受信される音響入力の入力を有することを避けるために、0であり得る。
【００３２】
処理構成要素132は、特定の(送信機、受信機)ペアに対して、ゾーンのゾーンタイプ(たとえば、セーフゾーン、アンビギュイティゾーン、および/または非セーフゾーン)を決定し得る。各(送信機、受信機)ペアは、ユーザが彼女の左手を使用しているのかそれとも右手を使用しているのか、およびコンピューティングデバイス108の向きなどの、様々なファクタに応じて異なるゾーンタイプに位置し得、ゾーンタイプは、特定の(送信機、受信機)ペアに基づく。たとえば、ユーザが彼女の手を回転し、異なる手(たとえば、左手対右手)を使用するとき、ゾーンタイプの構成は異なることがある。任意の種類の手の向き、および左手または右手のいずれかの使用について、処理構成要素132は、手の他の部分からのエラー反射を最小限に抑えるために、各ゾーンについての組合せペアを選択し得る。したがって、処理構成要素132は、左手または右手の異なる向きおよび使用を処理するために十分に頑強である入力受信機の組合せを選択し得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、特定の(送信機、受信機)ペアについてのゾーンのゾーンタイプを決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
【００３４】
【数１】
0005996829.tif 000002
【００３５】
、および
【００３６】
【数２】
0005996829.tif 000003
【００３７】
図4は、いくつかの実施形態に従った2つの座標軸(x,y)および(x',y')に対する(送信機、受信機)ペアを示す図400である。式(1)および式(2)において、xはスクリーン112の初期x軸であり、yはスクリーン112の初期y軸であり、座標(x0,y0)はそれぞれの受信機とそれぞれの送信機との間の中心点であり、x'はそれぞれの受信機およびそれぞれの送信機と交わる回転されたx軸であり、y'は回転されたx'軸と直交する回転されたy軸であり、角度αは初期(x,y)軸と回転された(x',y')軸との間の回転角である。
【００３８】
図400は、スクリーン112のx軸204およびy軸206、受信機404、ならびに送信機406を含む。座標(x0,y0)は、受信機404と送信機406との間の近似的または正確な中心点であり、x'軸408およびy'軸410は、x軸204およびy軸206に対して座標(x0,y0)に基づいて回転された軸である。図4に示すように、x'軸408は、送信機406および受信機404と交わる。角度α420は、2つの座標軸の間の回転角である。図4では、角度α420は、x-y軸(204、206)からx'-y'軸(408、410)への回転角であり、ゾーンの数量およびサイズと無関係である。
【００３９】
処理構成要素132は、特定の(送信機、受信機)ペアにとってのゾーンのゾーンタイプを決定するために、次式をさらに適用し得る。
【００４０】
【数３】
0005996829.tif 000004
【００４１】
、
【００４２】
【数４】
0005996829.tif 000005
【００４３】
、
【００４４】
【数５】
0005996829.tif 000006
【００４５】
、
【００４６】
【数６】
0005996829.tif 000007
【００４７】
、および
【００４８】
【数７】
0005996829.tif 000008
【００４９】
式(3)において、dは、それぞれの受信機とそれぞれの送信機との間の半分の距離である。(x、y、d)を使用して、変数(α、x'、y'、a、b)は、本開示で提供される式を使用して決定され得る。
【００５０】
図5は、いくつかの実施形態に従ったx軸204およびy軸206に対して回転された軸に対する(送信機、受信機)ペアを示す図500である。図500において、座標(x0,y0)は、(x',y')軸の原点にある。距離"d"502は、受信機404と送信機406との間の半分の距離である。さらに、送信機406と交わる線分および受信機404と交わる線分は、点504において直角に交わる。距離"a"506は、y'軸から楕円の水平方向の終点へ延び、距離"b"508は、x'軸から楕円の垂直方向の終点へ延びる。楕円510は、点504、y'軸から距離"a"506だけ延びる点、およびx'軸から距離"b"508だけ延びる点と交わり得る。
【００５１】
処理構成要素132は、特定の(送信機、受信機)ペアにとってのゾーンのゾーンタイプを決定するために、次式をさらに適用し得る。
【００５２】
【数８】
0005996829.tif 000009
【００５３】
式(8)を参照すると、オブジェクト110が手のひらおよび指関節を含む手の指先である場合、Lは手のひらの近似的な幅であり、hは指先から指関節までの近似的な距離である。手は、左手または右手であってよい。いくつかの実施形態では、式(8)の結果が1以上である場合、ゾーンタイプは、第1のゾーンタイプのものである。式(8)が1よりも小さい場合、ゾーンタイプは、第2のゾーンタイプのものである。第1のゾーンタイプは、アンビギュイティゾーンまたは非セーフゾーンであり得る第2のゾーンタイプよりも、大きい重みを有するセーフゾーンであり得る。さらに、Δが送信機のポートホール(たとえば、開口穴)の直径の近似的なサイズである場合、|x'|<dのときに|y'|>Δ(Δ>0)であるように、以下の制約が適用され得る。
【００５４】
(α、x'、y'、a、b)を使用して、変数(a'、b')は、本開示で提供される式を使用して決定され得る。式(1)〜式(8)は、任意の特定の(送信機、受信機)ペアにとって、たとえば、ゾーンがセーフゾーンであるかどうかを処理構成要素132が決定することによって適用され得る。
【００５５】
図6Aおよび図6Bは、いくつかの実施形態に従った図1における送信機104Bのロケーション、図1における受信機106Cのロケーション、ならびに検出されるオブジェクトの受信機106Cおよび送信機104Bに対して決定された相対位置に基づく異なるゾーンタイプを示すブロック図600、650である。
【００５６】
図600は、ユーザが彼女の左手を使用しているときの、セーフゾーン、アンビギュイティゾーン、および非セーフゾーンを示す。図650は、ユーザが彼女の右手を使用しているときの、セーフゾーン、アンビギュイティゾーン、および非セーフゾーンを示す。図600、650において、セクション602はセーフゾーンを表し得、セクション604a〜604gはアンビギュイティゾーンおよび非セーフゾーンを表し得る。送信機104Bおよび受信機106Cに対するオブジェクト110の相対位置が、アンビギュイティゾーンまたは非セーフゾーンの上方でホバリングするものとして検出されるとき、指先からはずれたユーザの手の他の部分は、反射を引き起こしオブジェクト110の位置決定をひずませる可能性が高い。
【００５７】
図600を参照すると、ユーザが彼女の左手を使用し、検出されるオブジェクトが送信機104Bおよび受信機106Cのペアの左にあるとき、スクリーン112の左側の大きい部分は、セーフゾーンに入る。このシナリオでは、反射のうちの多くは、ユーザの手の他の部分(たとえば、手のひらまたは指関節)ではなくユーザの指先からであり、それらの信号は受信機106Cへ反射する。しかしながら、図6Aにおけるスクリーン112の左上のセクションでは、彼女の指先からはずれたユーザの手の他の部分は、反射を引き起こし得、このセクションは、アンビギュイティゾーンおよび/または非セーフゾーンとして示される。
【００５８】
図650を参照すると、図650は送信機104Bおよび受信機106Cのペアも含み、ユーザが彼女の右手を使用するとき、スクリーン112の左側の大きい部分654aは、アンビギュイティゾーンおよび/または非セーフゾーンに入る。このシナリオでは、反射のうちの多くは、ユーザの指先からはずれたユーザの手の他の部分からであり、それらの信号は、受信機106Cへ反射する。さらに、図6Aにおけるスクリーン112の右下側では、彼女の指先からはずれたユーザの手の他の部分は、反射を引き起こし得、セクション654bのデバイスはまた、アンビギュイティゾーンおよび/または非セーフゾーンとして示される。
【００５９】
図650において、ユーザの手がゾーン208または212の中にある場合、受信機106Cへ反射される最短距離は、たとえば、ユーザの指先ではなく小指、手のひら、または指関節であり得る。したがって、ユーザの指の相対位置がゾーン208の中にあり、その反射が受信機106Cにおいて受信される場合、反射は、手の部分からの意図しない反射に基づく誤差を含む。対照的に、セクション652は、セーフゾーンを表し得、ゾーン210および214の大きい部分の中にある。ユーザの指の相対位置がゾーン210または214の中にあり、その反射が受信機106Cにおいて受信される場合、反射は、正確である可能性がより高く、これらのゾーンのセクションはセーフゾーンと見なされ得る。
【００６０】
処理構成要素132は、各(送信機、受信機)ペアが(送信機、受信機)ペアのロケーションに対するゾーンのゾーンタイプを決定するために、式(1)〜式(8)を適用し得る。Table A(表1)は、いくつかの実施形態に従って、図2における利用可能な(送信機、受信機)ペアの各々と、どのゾーンが各々の手にとってのセーフゾーン内に入るのかを含む表の例である。ゾーンタイプに基づいて、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として少なくとも3つの(送信機、受信機)ペアを選択し得る。
【００６１】
【表１】
0005996829.tif 000010
【００６２】
"( )"の中のゾーンは、アンビギュイティの部分的なエリアを有するセーフゾーンを示す。
【００６３】
【表２】
0005996829.tif 000011
【００６４】
"( )*"の中の受信機は、アンビギュイティの小さいエリアを有するセーフゾーンを示す。"( )**"の中の受信機は、少なくとも3ペアが各ゾーンについて選択されることを示す。いくつかの実施形態では、処理構成要素132は、各ゾーンについて少なくとも3つの(送信機、受信機)ペアの選択を可能にするためのセーフゾーン基準を緩和する。処理構成要素132は、たとえば、3つよりも少ない(送信機、受信機)ペアがセーフゾーンの中にある場合、セーフゾーン基準を緩和し得る。
【００６５】
ユーザの指がスクリーン112に近ければ近いほど、より少ない(送信機、受信機)ペアがセーフゾーン基準を満足し得る。同様に、ユーザの指がスクリーン112から遠ければ遠いほど、より多い(送信機、受信機)ペアがセーフゾーン基準を満足し得る。第1の例において、またTable B(表2)での"左手"および"ゾーン0"の列を参照すると、送信機T1にとって受信機{R2、R3}が選択され得、送信機T2にとって受信機{R1、R2、R3、R4}が選択され得る。そのように、処理構成要素132は、これらの6つの(送信機、受信機)ペア(たとえば、(T1、R2)、(T1、R3)、(T2、R1)、(T2、R2)、(T2、R3)、(T2、R4))を選択し得、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力としてこれらを使用し得る。第2の例において、またTable B(表2)での"左手"および"ゾーン3"の列を参照すると、送信機T1にとって受信機{R1、R4}が選択され得、送信機T2にとって受信機{R1}が選択され得る。そのように、処理構成要素132は、これらの3つの(送信機、受信機)ペア(たとえば、(T1、R1)、(T1、R4)、(T2、R1))を選択し得、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力としてこれらを使用し得る。第2の例と比較して、ユーザの指は第1の例ではより遠いと思われる。
【００６６】
処理構成要素132は、受信機と送信機の選択されたペア(たとえば、3つの(送信機、受信機)ペア)を使用して、検出されるオブジェクトの位置を決定し得る。いくつかの実施形態では、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの3次元座標位置を決定する。いくつかの実施形態では、検出されるオブジェクトの3次元座標位置のz座標は不変であり、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの位置を決定するための入力として、2つ以上の(送信機、受信機)ペアを選択する。
【００６７】
ホバリング精度は、信号のシンボル設計、信号の帯域幅、信号の信号対雑音比、トランスデューサのQ/感度、トランスデューサの幾何形状、指の向き、手の形状の本体/背景の反射、音響ポーティング品質、およびコンピューティングデバイスの向きなどの、多くのファクタによって影響を及ぼされることがある。Qは、トランスデューサのQファクタを指すことがあり、中心周波数対帯域幅の比として定義され得る。
【００６８】
ユーザが彼女の指をスクリーン112の上方でホバリングするとき、オブジェクト110の特定の座標(x,y,z)のロケーションについて、処理構成要素132は、送信機のいずれかからオブジェクト110を経て受信機のいずれかまでのフライト距離の合計時間を計算し得る。
【００６９】
いくつかの実施形態では、第iの送信機からオブジェクト110(たとえば、指先)を経て受信機までの合計距離を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
【００７０】
【数９】
0005996829.tif 000012
【００７１】
式(9)において、Riは、フライト距離の合計時間である。座標(x,y,z)は決定されるべきオブジェクト110(たとえば、指先)のロケーションであり、座標(xi,yi,zi)は第iの受信機であり、座標(txi,tyi,tzi)は第iの送信機であり、Rirは第iの受信機とオブジェクト110との間の距離であり、Ritは第iの送信機とオブジェクト110との間の距離である。各(送信機、受信機)ペアは、フライト距離の異なる時間(たとえば、異なる(Rim+Ris)の値)を有し得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、Rの変化を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
ΔR=PΔX=e (10)
【００７３】
式(10)において、Pは、各Rについての座標(x,y,z)に関するRの偏導関数であり得る。Pを決定するために、処理構成要素132は、1つの送信機の場合について次式を適用する。
【００７４】
【数１０】
0005996829.tif 000013
【００７５】
処理構成要素132は、複数の(送信機、受信機)ペアによって受信された音響入力に基づいて、検出されるオブジェクトの(x,y,z)座標位置を決定し得る。一例では、選択された(送信機、受信機)ペアから(x,y,z)座標位置を決定するために、処理構成要素132は、選択された(送信機、受信機)ペアに最小2乗三角測量アルゴリズムを適用し得る。
【００７６】
Pはまた、2つ以上の送信機を含むシステムについて決定され得る。一例では、2つの送信機の場合について、Pは4×3行列から8×3行列に拡張され得る。そのような例では、式(9)は、第2の送信機の座標を使用してR1、R2、R3、R4の異なるセットを計算するために使用され得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、検出されるオブジェクトの(x,y,z)座標位置を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
ΔX=(PTP)-1(PTΔR) (12)
【００７８】
式(12)において、PTはPの転置であり、
【００７９】
【数１１】
0005996829.tif 000014
【００８０】
、およびΔX=Xt+1-Xtであり、これは状態ベクトルの座標(x,y,z)として定義され得る。さらに、ΔXは、時間の関数に基づく座標(x,y,z)の変化に相当する。各反復に対して、処理構成要素132は、座標(x,y,z)の変化および履歴を知り得、それにより新しい座標(x,y,z)が計算され得る。
【００８１】
いくつかの実施形態では、ΔXの誤差の共分散を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
CΔx=(PTQ-1P)-1 (13)
【００８２】
いくつかの実施形態では、近似的なホバリング精度を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
trace(PTQ-1P)-1 (14)
【００８３】
式(13)および式(14)において、行列Qの測距誤差の共分散を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
【００８４】
【数１２】
0005996829.tif 000015
【００８５】
式(15)において、σは測距誤差の共分散の値を指すことができる。ΔXの誤差の共分散は、スクリーン112の上方をホバリングするオブジェクト110の幾何学的精度を決定するために使用され得る。
【００８６】
本開示は、出力がより正確であるように、検出されるオブジェクトの決定された位置を改善するための技法を提供する。
【００８７】
図7は、いくつかの実施形態に従った検出されるオブジェクトの決定された位置を改善するためのプロセスフローを示すブロック図700である。図700は、4つの物理的な受信機106A、106B、106C、および106Dを含む。受信機106A、106B、106C、および106Dは、指先のゾーンをマルチチャネルの入力から決定するためのマルチゾーンアルゴリズムに供給される入力を受信する。
【００８８】
以下のことは受信機106Aの説明である。この説明は、受信機106B、106C、および106Dにも適用される。受信機106Aは、チャネル1の中の音響信号パターンを受信する。ステップ702において、処理構成要素132は、受信された音響信号パターンにFFTを適用し得る。一例では、処理構成要素132は、受信された入力に基づいて、FFTを周波数領域へ変換し得る。ステップ704において、処理構成要素132は、利得および干渉消去をステップ702の出力に適用し得る。干渉検出は周波数領域の中であり得、消去フィルタリングは時間領域または周波数領域の中で適用され得る。
【００８９】
ステップ706において、記憶されている基準パターンが、キャリアおよびベースバンド音響信号を復調してチャネルレスポンスの相関を計算するために使用され得る。ステップ708において、IFFTが、復調された音響信号の出力に適用され得る。出力は、周波数領域における復調された信号であり得る。一例では、処理構成要素132は、IFFTを使用してステップ706の出力を時間領域に変換する。ステップ710において、送信機と指と受信機との間のエアチャネルレスポンスが決定される。ステップ712において、受信機ピークが検出される。一例では、ピーク値がその値が所定のしきい値曲線を上回る領域の中にあるとき、受信機ピークのサンプルインデックスが検出され得る。
【００９０】
ステップ714において、ピーク検出の出力は、指先のゾーンを決定するためのマルチゾーンアルゴリズムに供給される。マルチゾーンアルゴリズムはまた、受信機106B、106C、および106Dについて検出された受信機ピークを受信し得る。(送信機、受信機)ペアは、本開示に記載される技法を使用して選択され得る。一例では、2つの送信機および4つの受信機が利用可能である場合、8つのペアが利用可能であり得る。
【００９１】
ステップ716において、セーフゾーンピーク選択が実行される。セーフゾーンピークの選択は、1つまたは複数の指先に対応するピーク値のサンプルインデックスを、時間領域のチャネルインパルスレスポンスの中から選択することを含み得る。各入力についてのチャネルレスポンスと類似の時間領域を指し得るピークが、計算され得る。この計算に基づいて、入力のピークが決定され得る。一例では、単一のピークが、単一の指を追跡するために決定される。別の例では、複数のピークが、複数の指を追跡するために決定される。
【００９２】
ステップ718において、最小2乗三角測量アルゴリズムおよびゾーン変化平滑器が使用され得る。ピークは、最小2乗三角測量アルゴリズムにおいて使用され得る。最小2乗三角測量アルゴリズムは、計算を平滑化するためにゾーンの変化を平滑化し得る。一例では、処理構成要素132は、各ゾーン、および複数のゾーンからのデータについて、異なる(送信機、受信機)ペアを使用し得る。したがって、計算の不連続性は、オブジェクト110がゾーンを横切るときに発生し得、座標の大きく急激な変化および不連続性を潜在的にもたらし得る。いくつかの実施形態では、検出されるオブジェクトの決定された(x,y,z)座標位置をさらに改善し、ゾーンを横切る影響を低減するために、処理構成要素132は、重み付き平滑化アルゴリズムを適用し得る。オブジェクト110のスクリーン112への近接度に基づいて、オブジェクト110が2つのセーフゾーンの間の境界のしきい値内に位置するとき、局在化アルゴリズムに供給される計算結果の急激な変化を平滑化して、検出されるオブジェクトのより正確な位置を決定するために、重み付き最小2乗三角測量アルゴリズムが適用され得る。
【００９３】
いくつかの実施形態では、処理構成要素132は、オブジェクト110が、第1のゾーンタイプ(たとえば、セーフゾーン)の2つのゾーンの間の境界のしきい値内に位置するかどうかを決定する。オブジェクトが第1のゾーンタイプの2つのゾーンの間の境界のしきい値内に位置すると決定される場合、処理構成要素132は、少なくとも1ペアの受信機と送信機に重みを割り当て得る。処理構成要素132は、それぞれのペアに割り当てられた1つまたは複数の重みを使用して、検出されるオブジェクトの位置を決定し得る。したがって、処理構成要素132は、それぞれのペアに割り当てられた重みを使用する重み付き最小2乗三角測量の式を適用することにより、検出されるオブジェクトの3次元座標位置をさらに改善し得る。
【００９４】
いくつかの実施形態では、検出されるオブジェクトの改善された(x,y,z)座標を決定するために、処理構成要素132は次式を適用する。
ΔX=((W0|x=x0)*PTPzone0+(W1|x=x0)*PTPzone1)-1
((W0|x=x0)*PTΔRzone0+(W1|x=x0)*PTΔRzone1) (16)
【００９５】
式(16)は、オブジェクトが、第1のゾーンタイプの2つのゾーンの間の境界のしきい値内に位置すると決定される場合、検出されるオブジェクトの改善された(x,y,z)座標を決定するために処理構成要素132によって使用され得る重み付き最小2乗三角測量の式である。ステップ718の座標出力は、ステップ720への入力として使用され得る。
【００９６】
ステップ720において、平滑化Zアルゴリズムは、計算をさらに平滑化し検出されるオブジェクトのより正確な位置を決定するために、使用され得る。音響信号を送信するデジタルペンとは異なり、ユーザの指先の形状およびサイズの相違に起因して、反射音響信号は同じ点からのものでないことがある。このことは、平滑化アルゴリズム(たとえば、最小2乗三角測量の式または重み付き最小2乗三角測量の式)が補正することができない場合がある(x,y,z)座標トレースの不連続性を引き起こし得る。幾何学的精度低下率(GDOP)は、点音源の前提に基づく精度を示し得、点音源は、デジタルペンについて機能するが指先の反射について機能しない。指先(たとえば、円形形状のオブジェクト)の反射の典型的な形状を仮定すると、異なる(送信機、受信機)ペアについて、小さい変化はz座標値の大きい変化をもたらすことがある。さらに、異なるユーザは異なる指の形状を持つことがあり、指先の反射はユーザの手の向きに応じて異なることがある。したがって、音響信号を受信機に反射して戻すエリアは異なり得る。
【００９７】
ユーザの指が静止しているとき、指先の動きはない。しかしながら、ユーザが彼女の指を回転し始めるとき、検出されるオブジェクトは移動し、反射点が異なるので異なるロケーションにおいて検出され得る。さらに、音響信号検出にとっての帯域幅は限定され得る。指の回転または角度のわずかな変化は、検出変動を引き起こし得る。反射を点音源に戻して変換することが望ましくあり得、オブジェクトのその後の動きは、基準として点音源を使用し得る。この問題点に対処するために、処理構成要素132は、最良の反射点を見つけるための改善されたz座標値を決定し得る。
【００９８】
いくつかの実施形態では、複数のペアの受信機と送信機について、処理構成要素132は、決定された3次元座標位置(たとえば、ステップ718の出力)のxおよびy座標に基づいて、さらにそれぞれのペアの受信機のロケーションと、それぞれのペアの送信機のロケーションとに基づいて、z座標出力を決定する。処理構成要素132は、1つまたは複数の決定されたz座標出力と比較した変化が最小である改善されたz座標を識別し得る。処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの決定された3次元座標位置のz座標を、改善されたz座標に更新し得る。
【００９９】
処理構成要素132は、選択された(送信機、受信機)ペアを使用して、検出されるオブジェクトの(x,y,z)座標位置を決定し得る。処理構成要素132によって決定された検出されるオブジェクトの(x,y,z)座標位置において、より正確なz座標を決定するために、平滑化Z点音源アルゴリズムが適用され得る。平滑化Z点音源アルゴリズムは、上記で説明した反射問題の精度を処理するために使用され得る。平滑化Z点音源アルゴリズムを適用することは、z座標を再計算するための最良の整合する(送信機、受信機)ペアの遅延パスを選択することを含み得る。
【０１００】
z座標をさらに改善するために、処理構成要素132は、選択された各(送信機、受信機)ペアについて、フライト距離の合計時間(式(9)を参照)を計算し得る。式(9)において、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの決定された(x,y,z)座標位置におけるxの値(たとえば、ステップ718の出力におけるxの値)を使用し得、検出されるオブジェクトの決定された(x,y,z)座標位置におけるyの値(たとえば、ステップ718の出力におけるxの値)を使用し得る。そのように、知られている(Ri、x、y)について、改善されたz座標が決定され得る。
【０１０１】
式(9)の以前の計算から、フライト距離の合計時間が知られている。フライト距離の知られている合計時間およびx、yの値に基づいて、処理構成要素132は、以前のz座標と比較した変化が最小である改善されたz座標を決定し得る。処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの決定された(x,y,z)座標位置におけるz座標を、改善されたz座標に更新し得る。一例では、処理構成要素132は、送信機T1を選択し、その送信機を4つの受信機R1、R2、R3、およびR4とペアリングする。4つの(送信機、受信機)ペアの各々{(T1、R1)、(T1、R2)、(T1、R3)、(T1、R4)}について、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの決定された位置からの所与のx座標およびy座標を使用して、受信機に関してオブジェクト110についての4つの異なるz座標値を計算し得る。処理構成要素132は、他のz座標出力と比較した変化が最小である改善されたz座標を識別し得る。ステップ720の座標出力は、ステップ722への入力として使用され得る。
【０１０２】
ステップ722において、計算をさらに平滑化し、検出されるオブジェクトのより正確な位置を決定するために、カルマン平滑化フィルタリングアルゴリズムが使用され得る。平滑化フィルタリング方程式は、検出されるオブジェクトのより正確な位置を決定するために、検出されるオブジェクトの改善され決定された位置(たとえば、ステップ720の座標出力)に適用され得る。平滑化フィルタリング方程式は、たとえば、カルマン平滑化フィルタリング方程式であってよい。カルマン平滑化フィルタリング方程式は、計算された(x,y,z)座標を平滑化するために使用され得、フィルタ推定(x,y,z)座標は、雑音の多い(x,y,z)入力に基づき得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、カルマン平滑化フィルタリング方程式を適用する際に、処理構成要素132は、更新された3次元座標位置にフィルタ方程式を適用し、フィルタ方程式を適用することに基づいて、検出されるオブジェクトのフィルタ処理された3次元座標位置を決定する。
【０１０４】
構成を説明するために、カルマン平滑化フィルタリング方程式が使用され得る。Table C(表3)は、例示的な構成情報を含む表の例である。
【０１０５】
【表３】
0005996829.tif 000016
【０１０６】
カルマン平滑化フィルタリング方程式を適用する際に、処理構成要素132は、座標(x,y,z)の状態を推定し得、以前の出力からの座標(x,y,z)に基づいて、新しい測定値を決定し得る。カルマン平滑化フィルタリング方程式は、最小2乗の意味でいかなる雑音も除去し得る。状態推定は、各測定値および各入力に基づき得る。処理構成要素132は、次いで、測定値の入力からの状態更新を決定し得る。出力は、雑音がない、または低減された雑音に基づく座標(x,y,z)であり得る。
【０１０７】
ステップ722の出力は、検出されるオブジェクトの最終の決定された位置であり得、出力は、アプリケーション140の制御をもたらすために、アプリケーションコントローラ142によって使用され得る。ステップ724において、ジェスチャーの(x,y,z)座標は、アプリケーション140の制御をもたらすために使用され得る。
【０１０８】
図8は、一実施形態による、オブジェクトの位置を決定する方法800を示すフローチャートである。方法800は限定的であることは意図されておらず、他の適用例において使用され得る。
【０１０９】
方法800は、ステップ810〜840を含む。ステップ810において、1つまたは複数の送信機によって送信された音響信号に基づくオブジェクトが、1つまたは複数の受信機によって検出される。一例では、受信機106A、106B、106C、および/または106Dは、送信機104Aおよび/または104Bによって送信された音響信号に基づいてオブジェクト110を検出し得る。
【０１１０】
ステップ820において、検出されるオブジェクトの相対位置が、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対して決定される。一例では、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの、受信機106A、106B、106C、および/または106Dならびに送信機104Aおよび/または104Bに対する相対位置を決定する。
【０１１１】
ステップ830において、少なくとも3ペアの受信機と送信機が選択され、各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機を含む。一例では、処理構成要素132は、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択し、各ペアは、受信機106A、106B、106C、および106Dの中からの受信機ならびに送信機104Aおよび104Bの中からの送信機を含む。
【０１１２】
ステップ840において、検出されるオブジェクトの位置が、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して決定される。一例では、処理構成要素132は、検出されるオブジェクトの位置を、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して決定する。
【０１１３】
さらなる方法ステップが上記で説明したステップ810〜840の前に、その中で、またはその後に実行され得ることも理解される。本明細書で説明される方法800のステップのうちの1つまたは複数が、必要に応じて省略され、組み合わされ、または異なるシーケンスで実行され得ることも理解される。
【０１１４】
図9は、いくつかの実施形態に従ったオブジェクトの位置を決定することが可能なプラットフォームを示す図である。
【０１１５】
コンピューティングデバイス108は、プラットフォーム900を動作させ得る。プラットフォーム900は、制御ユニット904と通信するユーザインターフェース902を含み、たとえば、制御ユニット904は、ユーザインターフェース902からデータを受け入れ、ユーザインターフェース902を制御する。ユーザインターフェース902は、LCDまたはLPDディスプレイなどの、グラフィックス、テキスト、および画像を表示するための手段を含むディスプレイ906を含む。
【０１１６】
ユーザインターフェース902は、キーパッド910、または、ユーザがそれを通じてプラットフォーム900に情報を入力し得る他の入力デバイスをさらに含み得る。所望される場合、ディスプレイ906に仮想キーパッドを統合することによって、キーパッド410をなくすことができる。プラットフォーム900のいくつかの構成によって、ユーザインターフェース902の部分は、制御ユニット904から物理的に分離され得、ケーブルを介して、または、たとえば、Bluetooth（登録商標）ヘッドセットにおいてワイヤレスで制御ユニット904に接続され得ることを理解されたい。検出器912は、ディスプレイ406の上方でホバリングしているオブジェクトを検出することによって、ユーザインターフェース902の部分として使用され得る。
【０１１７】
音響追跡システム100は、音響信号に基づいてオブジェクトを検出するために、ユーザのタッチ入力情報を使用してもしなくてもよい。一例では、音響追跡システム100は、ユーザのタッチ入力情報を使用せず、音響信号に基づいてオブジェクトを検出し得る。
【０１１８】
制御ユニット904は、ユーザインターフェース902および検出器912からデータを受け入れて処理し、デバイスの動作を制御する。プラットフォーム900は、1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいてオブジェクトを検出するための手段を含み得る。プラットフォーム900は、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定するための手段をさらに含み得る。プラットフォーム900は、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択するための手段をさらに含み得、各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含む。プラットフォーム900は、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、検出されるオブジェクトの位置を決定するための手段をさらに含み得る。
【０１１９】
制御ユニット904は、1つまたは複数のプロセッサ920、ならびに関連するメモリ922、ハードウェア924、ソフトウェア926、およびファームウェア928によって実現され得る。制御ユニット904は、ディスプレイ906を制御するための手段、検出器912を制御するための手段、および音響追跡システム100を制御するための手段、および検出器コントローラ932を制御するための手段を含む。ディスプレイコントローラ930、検出器コントローラ932、および音響追跡システム100は、プロセッサ920、ハードウェア924、ファームウェア928、もしくはソフトウェア926、たとえば、メモリ922に記憶されプロセッサ920によって実行されるコンピュータ可読媒体、またはそれらの組合せの中に埋め込まれてもよい。とはいえ、ディスプレイコントローラ930、検出器コントローラ932、および音響追跡システム100は、明快のために別々に示されている。
【０１２０】
上記で説明しここでさらに強調するように、図1〜図9は、特許請求の範囲を不当に制限するべきでない、単に例である。本明細書使用する場合、プロセッサ920は、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、組込み型プロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、グラフィックス処理ユニット(GPU)などを含み得るが、必ずしもそれらを含む必要がないことが理解されよう。プロセッサという用語は、特定のハードウェアではなく、システムによって実施される機能を説明するように考えられている。その上、本明細書で使用する場合、「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、またはプラットフォームに関連する他のメモリを含む任意のタイプのコンピュータ記憶媒体を指し、いかなる特定のタイプのメモリ、もしくはメモリの数、またはメモリが収納される媒体のタイプに限定されない。
【０１２１】
本明細書で説明する方法は、用途に応じて様々な手段によって実施されてよい。たとえば、これらの方法は、ハードウェア924、ファームウェア928、ソフトウェア926、またはそれらの任意の組合せで実施され得る。ハードウェアの実装形態の場合、処理装置は、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明される機能を実施するように設計された他の電子ユニット、あるいはそれらの組合せの中に実装され得る。
【０１２２】
ファームウェアおよび/またはソフトウェアの実装形態の場合、方法は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)を用いて実装され得る。命令を有形に具現化するいずれの機械可読媒体も、本明細書で説明する方法を実装する際に使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードがメモリ922に格納され、プロセッサ920によって実装され得る。メモリは、プロセッサユニット内に実装され得るか、またはプロセッサユニットの外部に実装され得る。
【０１２３】
たとえば、ソフトウェア926は、メモリ922に記憶されるとともにプロセッサ920によって実行されるプログラムコードを含んでよく、プロセッサを動作させ本明細書で説明するようなプラットフォーム900の動作を制御するために使用されてもよい。メモリ922などのコンピュータ可読媒体に記憶されるプログラムコードは、1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいてオブジェクトを検出することと、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定することと、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択することであって、各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機を含むことと、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して、検出されるオブジェクトの位置を決定することとを行うためのプログラムコードを含み得る。コンピュータ可読媒体に記憶されるプログラムコードは、プロセッサに、以下にさらに詳細に説明するプラットフォーム900の任意の動作を制御させるためのプログラムコードを追加として含み得る。
【０１２４】
ファームウェアおよび/またはソフトウェアで実装される場合、これらの機能は、コンピュータ可読媒体上に1つもしくは複数の命令またはコードとして記憶され得る。例は、データ構造で符号化されたコンピュータ可読媒体、およびコンピュータプログラムで符号化されたコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。例として、限定ではなく、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形で記憶するのに使用することができ、かつコンピュータからアクセスすることのできる任意の他の媒体を含んでよく、本明細書で使用する場合、ディスク(diskおよびdisc)には、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクが含まれ、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、一方、ディスク(disc)はデータをレーザによって光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１２５】
当業者は、本開示の範囲内であることが意図されている、開示する実施形態と整合する他のシステムを容易に考案することができる。前述の開示は、本開示を、開示された使用の正確な形態または特定の分野に限定することを意図しない。そのように、本明細書で明示的に記載されるかまたは暗示されるかにかかわらず、本開示への様々な代替の実施形態および/または修正形態が本開示に照らして可能であることが考えられる。本開示の範囲から逸脱することなく、形態および詳細において変更が行われ得る。したがって、本開示は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【０１２６】
100  音響追跡システム
104  送信機
106  受信機
108  コンピューティングデバイス
110  オブジェクト
112  スクリーン
132  処理構成要素
134  メモリ
142  アプリケーションコントローラ
144  アプリケーション
404  受信機
406  送信機
900  プラットフォーム
902  ユーザインターフェース
904  制御ユニット
906  ディスプレイ
910  キーパッド
912  検出器
920  プロセッサ
922  メモリ
924  ハードウェア
926  ソフトウェア
928  ファームウェア
930  ディスプレイコントローラ
932  検出器コントローラ
【要約】
1つまたは複数の送信機によって送信される音響信号に基づいて、オブジェクトを検出する1つまたは複数の受信機を含む、オブジェクトの位置を決定するための音響追跡システムが提供される。システムはまた、検出されるオブジェクトの、1つまたは複数の受信機および1つまたは複数の送信機に対する相対位置を決定し、少なくとも3ペアの受信機と送信機を選択する処理構成要素を含む。選択された各ペアは、1つまたは複数の受信機の中からの受信機と、1つまたは複数の送信機の中からの送信機とを含む。処理構成要素はまた、検出されるオブジェクトの位置を、選択された少なくとも3ペアの受信機と送信機を使用して決定する。【図１】
0005996829.tif 000023
【図２】
0005996829.tif 000024
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
0005996829.tif 000028
【図６Ｂ】
0005996829.tif 000029
【図７】
0005996829.tif 000030
【図８】
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【図９】
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