計算接口系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求享有于2013年3月14日提交的第13/804,871號美國專利申請和于 2012年11月24日提交的第61/729, 573號美國臨時專利申請的權(quán)益。這里通過引用將這 些申請的全部內(nèi)容并入到本申請的說明書中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及通過手部運動進(jìn)行人機交互的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 計算設(shè)備往往裝備有用于解釋用戶的手部運動的一個或多個接口。幾十年來， Qwerty鍵盤和鼠標(biāo)是計算領(lǐng)域中的主要接口設(shè)備。最近，觸摸屏接口已經(jīng)得到普及。另外 的近期研發(fā)是使用加速計來檢測用戶的手部運動的手持游戲控制器的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在第一方面中，一般地，在本說明書中描述的主題可以實施為包括第一加速計和 附接到第一加速計的第一緊固件的系統(tǒng)，第一緊固件能夠?qū)⒌谝患铀儆嫳３衷谟脩舻哪粗?的一部分上的位置處。系統(tǒng)可以包括第二加速計和附接到第二加速計的第二緊固件，第二 緊固件能夠?qū)⒌诙铀儆嫳３衷谟脩舻氖滞蟮囊徊糠稚系奈恢锰帯?br>[0006] 這個以及其他方面均可以可選地包括以下特征中的一個或多個。第一緊固件可以 是指環(huán)帶。第二緊固件可以是手腕帶。系統(tǒng)可以包括附接到第一緊固件的第一磁強計和附 接到第二緊固件的第二磁強計。系統(tǒng)可以包括處理設(shè)備，處理設(shè)備被配置為：接收來自第 一加速計的加速測量；以及至少部分地基于所接收的加速測量來確定佩戴第一緊固件和第 二緊固件的用戶的拇指何時對表面輕叩。處理設(shè)備還可以被配置為：接收來自第二加速計 的加速測量；接收來自第一磁強計和來自第二磁強計的磁通量測量；以及當(dāng)檢測到拇指的 輕叩時，至少部分地基于來自第一加速計和第二加速計的加速測量以及來自第一磁強計和 第二磁強計的磁通量測量，來確定拇指輕叩了位于用戶的手的手指上的一組輕叩目標(biāo)之中 的哪個輕叩目標(biāo)。處理設(shè)備還可以被配置為將輕叩目標(biāo)的輕叩映射到與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián) 的符號。系統(tǒng)可以包括附接到第一緊固件的第一陀螺儀和附接到第二緊固件的第二陀螺 儀。系統(tǒng)可以包括處理設(shè)備，處理設(shè)備被配置為：接收來自第一加速計的加速測量；至少部 分地基于所接收的加速測量來確定佩戴第一緊固件和第二緊固件的用戶的拇指何時對表 面輕叩。處理設(shè)備還可以被配置為：接收來自第二加速計的加速測量；接收來自第一陀螺 儀和來自第二陀螺儀的角速率測量；以及當(dāng)檢測到拇指的輕叩時，至少部分地基于來自第 一加速計和第二加速計的加速測量以及來自第一陀螺儀和第二陀螺儀的角速率測量，來確 定拇指輕叩了位于用戶的手的手指上的一些輕叩目標(biāo)之中的哪個輕叩目標(biāo)。處理設(shè)備還被 配置為將輕叩目標(biāo)的輕叩映射到與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的符號。系統(tǒng)可以包括將第一緊固設(shè)備 連接到第二緊固設(shè)備的兩個或多個線。系統(tǒng)可以包括附接到第二緊固件的無線傳送器，并 且無線傳送器可以被配置為將基于來自第二加速計的加速測量的數(shù)據(jù)傳送給計算設(shè)備。系 統(tǒng)可以包括附接到第二緊固件的無線傳送器，并且無線傳送器可以被配置為將基于來自第 一加速計的加速測量的數(shù)據(jù)傳送給計算設(shè)備。系統(tǒng)可以包括處理設(shè)備，處理設(shè)備被配置為： 接收來自第一加速計的加速測量；以及至少部分地基于所接收的加速測量來確定佩戴第一 緊固件和第二緊固件的用戶的拇指何時對表面輕叩。處理設(shè)備還可以被配置為：接收來自 第二加速計的加速測量；以及當(dāng)檢測到拇指的輕叩時，至少部分地基于來自第一加速計和 第二加速計的加速測量來確定拇指輕叩了位于用戶的手的手指上的一組輕叩目標(biāo)之中的 哪個輕叩目標(biāo)。處理設(shè)備還可以被配置為將輕叩目標(biāo)的輕叩映射到與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的符 號。系統(tǒng)可以包括顯示設(shè)備，顯示設(shè)備被配置為呈現(xiàn)由處理設(shè)備產(chǎn)生的圖像，并且圖像可以 包括基于數(shù)據(jù)選擇的符號的圖形表示。顯示設(shè)備可以是液晶顯示器。顯示設(shè)備可以是投影 儀。處理設(shè)備可以附接到第二緊固件。處理設(shè)備可以是遠(yuǎn)程計算設(shè)備的一部分。
[0007] 在第二方面中，一般地，在本說明書中描述的主題可以實施為方法，其包括接收來 自附接到用戶的拇指的第一加速計的第一組加速測量。方法可以包括接收來自附接到用戶 的手腕的第二加速計的第二組加速測量。方法可以包括至少部分地基于第一組加速測量來 確定拇指何時在表面上輕叩。方法可以包括當(dāng)檢測到拇指的輕叩時，至少部分地基于第一 組加速測量和第二組加速測量來確定第一加速計相對于第二加速計的朝向。方法可以包括 基于朝向來標(biāo)識在輕叩期間被觸摸的位于用戶的手指上的多個輕叩目標(biāo)之中的輕叩目標(biāo)。 方法可以包括向輕叩分配與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的符號。方法可以包括傳送、存儲或顯示符號。
[0008] 這個以及其他方法都可以可選地包括以下特征中的一個或多個。可以從附接到用 戶的拇指的第一磁強計接收第一組磁通量測量?？梢詮母浇拥接脩舻氖滞蟮牡诙艔娪嫿?收第二組磁通量測量。可以至少部分地基于第一組磁通量測量和第二組磁通量測量來確定 朝向。確定朝向可以包括：過濾第一組加速測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo) 上靜止的同時第一加速計所經(jīng)歷的加速的第一估計；過濾第二組加速測量以確定在拇指相 對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第二加速計所經(jīng)歷的加速的第二估計；過濾第一組 磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第一磁強計所經(jīng)歷的 磁通量的第一估計；過濾第二組磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜 止的同時第二磁強計所經(jīng)歷的磁通量的第二估計；以及確定將使加速的第一估計大致對準(zhǔn) 加速的第二估計并且還將磁通量的第一估計大致對準(zhǔn)磁通量的第二估計的旋轉(zhuǎn)?？梢詮母?接到用戶的拇指的第一陀螺儀接收第一組角速率測量?？梢詮母浇拥接脩舻氖滞蟮牡诙?螺儀接收第二組角速率測量?？梢灾辽俨糠值鼗诘谝唤M角速率測量和第二組角速率測量 來確定朝向。確定朝向可以包括：集成第一組加速測量和第一組角速率測量來確定在輕叩 期間的第一加速計相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第一估計；集成第二組加速測量和第二組角速 率測量來確定在輕叩期間的第二加速計相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第二估計；以及比較第一 加速計的朝向的第一估計和第二加速計的朝向的第二估計?？梢曰诘诙M加速測量來確 定第二加速計在輕叩期間相對于第二加速計的軸所經(jīng)歷的加速的朝向的估計。向輕叩分配 符號可以包括基于第二加速計所經(jīng)歷的加速的朝向從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號之中 選擇符號。第二加速計所經(jīng)歷的加速可以由地球的重力所造成的加速支配，并且可以至少 部分地基于重力加速和大致平行于用戶的前臂延伸的軸之間的角度的估計來進(jìn)行選擇。可 以使用戶能夠通過調(diào)整輕叩期間的相對于地球的重力的用戶的手腕的角度或前臂的角度 來指示從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號中的選擇?？梢允褂脩裟軌蛳蛳罗D(zhuǎn)動手腕的手掌面 以面向地球以進(jìn)入光標(biāo)操作模式，其中使用來自第二加速計的加速測量來移動虛擬空間中 的光標(biāo)。確定朝向可以包括過濾第一組加速測量以確定由拇指對輕叩目標(biāo)的撞擊所造成的 減速向量的估計。
[0009] 在第三方面中，一般地，在本說明書中所描述的主題可以實施為系統(tǒng)，系統(tǒng)包括數(shù) 據(jù)處理裝置和存儲可由數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行的指令的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，所述指令在被數(shù)據(jù)處理 裝置執(zhí)行時使數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行包括接收來自附接到用戶的拇指的第一加速計的第一組 加速測量的操作。操作可以包括接收來自附接到用戶的手腕的第二加速計的第二組加速測 量。操作可以包括至少部分地基于第一組加速測量來檢測拇指何時在表面上輕叩。操作可 以包括當(dāng)檢測到拇指的輕叩時，至少部分地基于第一組加速測量和第二組加速測量來確定 第一加速計相對于第二加速計的朝向。操作可以包括基于朝向來標(biāo)識位于用戶的手指上的 多個輕叩目標(biāo)之中的在輕叩期間觸摸的輕叩目標(biāo)。操作可以包括向輕叩分配與輕叩目標(biāo)相 關(guān)聯(lián)的符號。操作可以包括傳送、存儲或顯示符號。
[0010] 這個以及其他方面都可以可選地包括以下特征中的一個或多個?？梢詮母浇拥接?戶的拇指的第一磁強計接收第一組磁通量測量。可以從附接到用戶的手腕的第二磁強計接 收第二組磁通量測量?？梢灾辽俨糠值鼗诘谝唤M磁通量測量和第二組磁通量測量來確定 朝向。確定朝向可以包括：過濾第一組加速測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo) 上靜止的同時第一加速計所經(jīng)歷的加速的第一估計；過濾第二組加速測量以確定在拇指相 對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第二加速計所經(jīng)歷的加速的第二估計；過濾第一組 磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第一磁強計所經(jīng)歷的 磁通量的第一估計；過濾第二組磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜 止的同時第二磁強計所經(jīng)歷的磁通量的第二估計；以及確定將使加速的第一估計大致對準(zhǔn) 加速的第二估計并且還將磁通量的第一估計大致對準(zhǔn)磁通量的第二估計的旋轉(zhuǎn)?？梢詮母?接到用戶的拇指的第一陀螺儀接收第一組角速率測量?？梢詮母浇拥接脩舻氖滞蟮牡诙?螺儀接收第二組角速率測量?？梢灾辽俨糠值鼗诘谝唤M角速率測量和第二組角速率測量 來確定朝向。確定朝向可以包括：集成第一組加速測量和第一組角速率測量來確定第一加 速計在輕叩期間相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第一估計；集成第二組加速測量和第二組角速率 測量來確定第二加速計在輕叩期間相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第二估計；以及比較第一加速 計的朝向的第一估計和第二加速計的朝向的第二估計?？梢曰诘诙M加速測量來確定第 二加速計在輕叩期間相對于第二加速計的軸所經(jīng)歷的加速的朝向的估計。向輕叩分配符號 可以包括基于第二加速計所經(jīng)歷的加速的朝向從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號之中選擇 符號。第二加速計所經(jīng)歷的加速可以由地球的重力所造成的加速支配，并且可以至少部分 地基于重力加速和大致平行于用戶的前臂延伸的軸之間的角度的估計來進(jìn)行選擇?？梢允?用戶能夠通過調(diào)整輕叩期間的相對于地球的重力的用戶的手腕的角度或前臂的角度來指 示從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號中的選擇。可以使用戶能夠向下轉(zhuǎn)動手腕的手掌面以面 向地球以進(jìn)入光標(biāo)操作模式，其中使用來自第二加速計的加速測量來移動虛擬空間中的光 標(biāo)。確定朝向可以包括過濾第一組加速測量以確定由拇指對輕叩目標(biāo)的撞擊所造成的減速 向量的估計。
[0011] 在第四方面中，一般地，在本說明書中描述的主題可以實施為包括被配置為接收 來自附接到用戶的拇指的第一加速計的第一組加速測量的無線網(wǎng)絡(luò)接口的系統(tǒng)。系統(tǒng)可以 包括被配置為接收來自附接到用戶的手腕的第二加速計的第二組加速測量的無線網(wǎng)絡(luò)接 口。系統(tǒng)可以包括被配置為至少部分地基于第一組加速測量來檢測拇指何時在表面上輕叩 的模塊。系統(tǒng)可以包括被配置為當(dāng)檢測到拇指的輕叩時至少部分地基于第一組加速測量和 第二組加速測量來確定第一加速計相對于第二加速計的朝向的模塊。系統(tǒng)可以包括被配置 為基于朝向來標(biāo)識位于用戶的手指上的多個輕叩目標(biāo)之中的在輕叩期間觸摸的輕叩目標(biāo) 的模塊。系統(tǒng)可以包括被配置為向輕叩分配與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的符號的模塊。系統(tǒng)可以包 括被配置為傳送、存儲或顯示符號的模塊。
[0012] 這個以及其他方面都可以可選地包括以下特征中的一個或多個。可以從附接到用 戶的拇指的第一磁強計接收第一組磁通量測量。可以從附接到用戶的手腕的第二磁強計接 收第二組磁通量測量?？梢灾辽俨糠值鼗诘谝唤M磁通量測量和第二組磁通量測量來確定 朝向。確定朝向可以包括：過濾第一組加速測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo) 上靜止的同時第一加速計所經(jīng)歷的加速的第一估計；過濾第二組加速測量以確定在拇指相 對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第二加速計所經(jīng)歷的加速的第二估計；過濾第一組 磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第一磁強計所經(jīng)歷的 磁通量的第一估計；過濾第二組磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜 止的同時第二磁強計所經(jīng)歷的磁通量的第二估計；以及確定將使加速的第一估計大致對準(zhǔn) 加速的第二估計并且還將磁通量的第一估計大致對準(zhǔn)磁通量的第二估計的旋轉(zhuǎn)?？梢詮母?接到用戶的拇指的第一陀螺儀接收第一組角速率測量?？梢詮母浇拥接脩舻氖滞蟮牡诙?螺儀接收第二組角速率測量?？梢灾辽俨糠值鼗诘谝唤M角速率測量和第二組角速率測量 來確定朝向。確定朝向可以包括：集成第一組加速測量和第一組角速率測量來確定在輕叩 期間的第一加速計相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第一估計；集成第二組加速測量和第二組角速 率測量來確定在輕叩期間的第二加速計相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第二估計；以及比較第一 加速計的朝向的第一估計和第二加速計的朝向的第二估計?？梢曰诘诙M加速測量來確 定第二加速計在輕叩期間相對于第二加速計的軸所經(jīng)歷的加速的朝向的估計。向輕叩分配 符號可以包括基于第二加速計所經(jīng)歷的加速的朝向從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號之中 選擇符號。第二加速計所經(jīng)歷的加速可以由地球的重力所造成的加速支配，并且可以至少 部分地基于重力加速和大致平行于用戶的前臂延伸的軸之間的角度的估計來進(jìn)行選擇?？?以使用戶能夠通過調(diào)整輕叩期間相對于地球的重力的用戶的手腕的角度或前臂的角度來 指示從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號中的選擇?？梢允褂脩裟軌蛳蛳罗D(zhuǎn)動手腕的手掌面以 面向地球以進(jìn)入光標(biāo)操作模式，其中使用來自第二加速計的加速測量來移動虛擬空間中的 光標(biāo)。確定朝向可以包括過濾第一組加速測量以確定由拇指對輕叩目標(biāo)的撞擊所造成的減 速向量的估計。
[0013] 在第五方面中，一般地，在本說明書中描述的主題可以實施為編碼有計算機程序 的一個或多個計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機程序可以包括指令，所述指令在被數(shù)據(jù)處理裝 置執(zhí)行時使數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行包括接收來自附接到用戶的拇指的第一加速計的第一組加 速測量的操作。操作可以包括接收來自附接到用戶的手腕的第二加速計的第二組加速測 量。操作可以包括至少部分地基于第一組加速測量來檢測拇指何時在表面上輕叩。操作可 以包括當(dāng)檢測到拇指的輕叩時至少部分地基于第一組加速測量和第二組加速測量來確定 第一加速計相對于第二加速計的朝向。操作可以包括基于朝向來標(biāo)識在位于用戶的手指上 的多個輕叩目標(biāo)之中的在輕叩期間觸摸的輕叩目標(biāo)。操作可以包括向輕叩分配與輕叩目標(biāo) 相關(guān)聯(lián)的符號。操作可以包括傳送、存儲或顯示符號。
[0014] 這個以及其他方面都可以可選地包括以下特征中的一個或多個?？梢詮母浇拥接?戶的拇指的第一磁強計接收第一組磁通量測量?？梢詮母浇拥接脩舻氖滞蟮牡诙艔娪嫿?收第二組磁通量測量。可以至少部分地基于第一組磁通量測量和第二組磁通量測量來確定 朝向。確定朝向可以包括：過濾第一組加速測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo) 上靜止的同時第一加速計所經(jīng)歷的加速的第一估計；過濾第二組加速測量以確定在拇指相 對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第二加速計所經(jīng)歷的加速的第二估計；過濾第一組 磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜止的同時第一磁強計所經(jīng)歷的 磁通量的第一估計；過濾第二組磁通量測量以確定在拇指相對于用戶的手在輕叩目標(biāo)上靜 止的同時第二磁強計所經(jīng)歷的磁通量的第二估計；以及確定將使加速的第一估計大致對準(zhǔn) 加速的第二估計并且還將磁通量的第一估計大致對準(zhǔn)磁通量的第二估計的旋轉(zhuǎn)?？梢詮母?接到用戶的拇指的第一陀螺儀接收第一組角速率測量?？梢詮母浇拥接脩舻氖滞蟮牡诙?螺儀接收第二組角速率測量?？梢灾辽俨糠值鼗诘谝唤M角速率測量和第二組角速率測量 來確定朝向。確定朝向可以包括：集成第一組加速測量和第一組角速率測量來確定在輕叩 期間的第一加速計相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第一估計；集成第二組加速測量和第二組角速 率測量來確定在輕叩期間的第二加速計相對于基準(zhǔn)位置的朝向的第二估計；以及比較第一 加速計的朝向的第一估計和第二加速計的朝向的第二估計?？梢曰诘诙M加速測量來確 定第二加速計在輕叩期間相對于第二加速計的軸所經(jīng)歷的加速的朝向的估計。向輕叩分配 符號可以包括基于第二加速計所經(jīng)歷的加速的朝向從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號之中 選擇符號。第二加速計所經(jīng)歷的加速可以由地球的重力所造成的加速支配，并且可以至少 部分地基于重力加速和大致平行于用戶的前臂延伸的軸之間的角度的估計來進(jìn)行選擇?？?以使用戶能夠通過調(diào)整輕叩期間相對于地球的重力的用戶的手腕的角度或前臂的角度來 指示從與輕叩目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的多個符號中的選擇?？梢允褂脩裟軌蛳蛳罗D(zhuǎn)動手腕的手掌面以 面向地球以進(jìn)入光標(biāo)操作模式，其中使用來自第二加速計的加速測量來移動虛擬空間中的 光標(biāo)。確定朝向可以包括過濾第一組加速測量以確定由拇指對輕叩目標(biāo)的撞擊所造成的減 速向量的估計。
[0015] 在第六方面中，一般地，在本說明書中描述的主題可以實施為包括指環(huán)帶、附接到 指環(huán)帶的第一加速計、附接到指環(huán)帶的第一磁強計、手腕帶、附接到手腕帶的第二加速計以 及附接到手腕帶的第二磁強計的系統(tǒng)。
[0016] 這個以及其他方面都可以可選地包括以下特征中的一個或多個。系統(tǒng)可以包括附 接到手腕帶的陀螺儀。系統(tǒng)可以包括附接到指環(huán)帶