BRPI0807426A2 - Método e sistema para localizar um objeto colocado sobre uma superfície, objeto, e, programa de computador - Google Patents

Description

“MÉTODO E SISTEMA PARA LOCALIZAR UM OBJETO COLOCADO SOBRE UMA SUPERFÍCIE, OBJETO, E, PROGRAMA DE COMPUTADOR”

CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção é relativa a um método para localizar um objeto colocado sobre uma superfície, e um sistema para localizar um objeto colocado sobre uma superfície. A invenção também é relativa a um objeto para arranjo móvel sobre ou acima de uma superfície, e um programa de computador.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

A WO 2006/095320 divulga um método para detectar a localização, forma e dimensão de pelo menos um objeto colocado sobre um plano dentro de limites de sensor de toque de uma tela de toque. O exibidor de tela de toque inclui em sua periferia N transmissores de luz e M sensores. O método é genericamente constituído de dois estágios: um estágio de calibração e um estágio de operação (operacional). Durante o estágio de calibração, quando cada transmissor de luz é comutado ligado ou durante seu respectivo tempo de ligar, o feixe de luz que é lançado pode ser detectado por certos dos sensores. Para cada transmissor de luz a identificação dos sensores que detectam o feixe de luz dos transmissores de luz respectivo é registrada como dados de calibração. Dados de não calibração são registrados sobre um ciclo de operação na presença de um objeto. Uma comparação é feita dos dados de calibração e dados de não calibração, permitindo que a área de sombra lançada pelo objeto seja determinada. Em certas configurações a precisão de medição global pode ser aumentada aumentando a densidade de transmissores e/ou receptores em certas áreas da tela onde a detecção se prova ser menos precisa do que outras áreas. Esta configuração não equilibrada de transmissores e/ou receptores pode compensar a detecção menos precisa.

A configuração não equilibrada é menos apropriada para remediar uma diminuição na precisão provocada por um objeto que lança uma sombra sobre outro objeto a ser detectado.

US 2006/0 224 598 descreve um método que, em uma forma de realização, transmite dados entre um objeto e um ou mais dispositivos de comunicação em um perímetro de uma superfície de exibição, assim como um dispositivo de comunicação.

US 2002/0 075 243 descreve um sistema de exibição de painel de toque, em que emissores e detectores são posicionados em proximidade a uma tela de exibição. Emissores emitem feixes de energia que são divergidos através da superfície da tela de exibição. Emissores podem ser ativados/desativados em seqüência, rápido suficiente para substancialmente assegurar que vários feixes de energia sejam interrompidos por um toque da tela de exibição. Detectores recebem feixes de energia sobre uma faixa de ângulos e geram sinais de detecção durante a detecção de feixes de energia. Mapas de detecção são gerados com base em sinais de detecção. Mapas de detecção indicam qual detector deverá receber um feixe de energia a partir de qual emissor em qualquer ponto no tempo. Mapas de detecção são comparados para determinar que feixes de energia sejam interrompidos por um toque. Com base nos feixes de energia interrompidos, a localização do toque na tela de exibição pode ser determinada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É desejável fornecer um método, sistema, objeto e programa de computador dos tipos definidos nos

“segue-se a página 2a” 2a parágrafos de abertura que permitam detecção relativamente precisa de um objeto particular em uma área da superfície onde outros objetos têm a probabilidade de obstruir linhas de visada que poderiam de outra maneira ter sido bloqueadas por aquele objeto particular.

O método de acordo com a invenção compreende as

etapas de:

fornecer uma pluralidade de elementos que incluem uma pluralidade de transmissores sem fio e uma pluralidade de 10 receptores sem fio, em uma tal configuração de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal do transmissor na ausência de um objeto, cada tal par definindo uma de uma pluralidade de linhas de visada normalmente desimpedidas, pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma 15 com a outra,

ativar pelo menos alguns dos transmissores sem fio na presença do objeto, e

identificar linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo objeto, avaliando respostas dos receptores de pelo 20 menos alguns dos pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor, no qual pelo menos um elemento de um dos pares dos quais a resposta do receptor é avaliada está incluído em um outro objeto cujo outro objeto é móvel através da superfície.

Objetos colocados sobre a superfície podem incluir

objetos colocados sobre e acima, porém não tocando a superfície. O termo abrange objetos animados e inanimados.

Uma vez que pelo menos algumas das linhas de visada estão

“segue-se a página 3” em um ângulo uma com outra, é possível localizar um objeto em duas dimensões identificando linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo objeto. Avaliar respostas dos receptores de pelo menos alguns dos pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um 5 sinal a partir do transmissor permite que aquelas bloqueadas das linhas de visada normalmente desimpedidas sejam identificadas. Uma vez que pelo menos um elemento que forma um dos pares dos quais a resposta do receptor é avaliada está incluído em um outro objeto móvel através da superfície, linhas de visada mais curtas adicionais podem ser fornecidas, as quais 10 permanecem desimpedidas de outros objetos sobre a superfície. Uma vantagem adicionada é que a densidade de linhas de visada normalmente desimpedidas pode ser aumentada localmente somente onde necessário, de modo que o método é relativamente eficiente comparado a, por exemplo, um aumento indiscriminado no número de receptores e transmissores sem fio.

Uma configuração inclui estabelecer um enlace de

comunicação entre o outro objeto e um aparelho de controle associado com a superfície.

O enlace de comunicação permite que os elementos incluídos no outro objeto sejam ativados nos momentos apropriados e/ou que seus 20 sinais de resposta sejam transmitidos para uma unidade lógica central para determinar, pelo menos, a posição do objeto a ser localizado. Ele também permite a utilização de um número variável de outros objetos que incluem transmissores e/ou receptores sem fio uma vez que a presença destes outros objetos pode ser descoberta.

Em uma variante o enlace de comunicação é um enlace de

comunicação sem fio.

Um efeito é que a planta do outro objeto representativa da área ocupada pelo próprio outro objeto precisa apenas ser limitada.

Em uma configuração, um aparelho de controle localiza outro objeto sobre a superfície.

Um efeito é que pelo menos localizações aproximadas de linha de visada que terminam no outro objeto podem ser determinadas. Isto melhora a precisão com a qual a posição do objeto real a ser localizado pode ser 5 determinada. Nesta configuração não é necessário, por exemplo, restringir os movimentos do outro objeto a apenas aqueles movimentos que não alteram a orientação de linhas de visada que terminam no outro objeto, ou utilizar receptores direcionais.

Uma configuração na qual o outro objeto sinaliza sua presença

para o aparelho de controle inclui:

registrar o outro objeto o que inclui o pelo menos um

elemento; e

localizar o outro objeto sobre a superfície quando de seu

registro.

Um efeito é que o método pode empregar um número variável

de outros objetos, inclusive transmissores e/ou receptores sem fio.

Uma configuração do método inclui determinar uma orientação do outro objeto em relação a um sistema de coordenadas fixo com relação à superfície.

Um efeito é que, para uma configuração conhecida do outro

objeto, as áreas da superfície cobertas por feixes de luz a partir de transmissores incluídos no outro objeto e/ou as áreas cobertas por luz incidente que pode ser recebida por receptores incluídos no outro objeto, podem ser determinadas.

Em uma configuração o outro objeto é dotado de uma

pluralidade de bordas em um ângulo uma com outra em um plano paralelo à superfície, que inclui determinar a forma do outro objeto identificando linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo outro objeto e definida por pares de um transmissor e um receptor arranjados ao redor do outro objeto.

Um efeito é que a orientação do outro objeto é determinada sem a necessidade por um sistema sensor auxiliar. Para uma distribuição conhecida de transmissores e/ou receptores ao redor das bordas de um outro 5 objeto de extensão finita, a orientação do outro objeto fornece informação a respeito da orientação de linhas de visada que terminam no outro objeto em relação a um sistema de coordenadas fixo em relação à superfície. Esta configuração é assim relativamente precisa. Não é necessário, por exemplo, utilizar uma aproximação do outro objeto como uma fonte pontual ou 10 sorvedouro de linhas de visada.

Em uma configuração o outro objeto se estende através de pelo menos uma parte principal de uma dimensão da superfície, de modo a definir regiões da superfície separadas pelo outro objeto.

Um usuário pode dividir a superfície em regiões de extensão 15 variável movimentando o outro objeto. O outro objeto simplifica a determinação da posição do objeto a ser localizado cortando sinais que cruzam uma região diferente daquela na qual o objeto a ser localizado está presente. Este efeito é pronunciado onde outros objeto são colocados sobre a superfície na outra região. Sob tais circunstâncias e na ausência do outro 20 objeto, o desenho de linhas de visada normalmente desimpedidas seria bastante complicado. Uma vez que o outro objeto inclui transmissores e/ou receptores sem fio, a precisão do método não é prejudicada na extensão que seria se apenas uma tela fosse colocada através da superfície.

Uma variante deste método inclui identificar linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo objeto avaliando respostas dos receptores de pelo menos alguns de apenas aqueles pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor e que definem linhas de visada de uma das regiões.

Um efeito é que o método opera de maneira relativamente eficiente. O objeto a ser localizado pode apenas bloquear um subconjunto de todas as linhas de visada normalmente desimpedidas. Consequentemente, apenas um subconjunto das respostas de todos os receptores necessita ser avaliado.

Em uma configuração, o outro objeto é restringido em seu movimento através da superfície a translações substancialmente paralelas a uma linha de visada definida por um par de transmissor e receptor sem fio, do qual um está incluído no outro objeto.

Um efeito é que é mais fácil localizar o outro objeto e, a partir da sua posição, inferir as localizações de linhas de visada que terminam no outro objeto. Com relação a isso, o seu movimento é substancialmente paralelo ao, e medido com referência ao ângulo de divergência de um feixe de radiação emitido pelo transmissor do par e o ângulo do campo de visada do receptor do par de elementos que define a linha de visada.

Uma configuração na qual o outro objeto inclui um aparelho de acionamento para impelir o outro objeto através da superfície, o método inclui controlar o aparelho de acionamento de maneira remota a partir do outro objeto para posicionar o outro objeto sobre a superfície.

Um efeito é que controle automático do outro objeto para melhorar a precisão com a qual a posição do objeto a ser localizado é determinada, é tomado possível. Em outra configuração, a posição do outro objeto pode ser avaliada por reconhecimento morto com base nos movimentos direcionados do outro objeto.

De acordo com outro aspecto, o sistema da presente invenção

compreende

um aparelho de controle para controlar uma pluralidade de elementos, que inclui uma pluralidade de transmissores sem fio e uma pluralidade de receptores sem fio, em tal configuração de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor, capazes de detectar um sinal a partir do transmissor na ausência do objeto, cada tal par definindo uma de uma pluralidade de linhas de visada normalmente desimpedidas, pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma com a outra,

o aparelho de controle sendo arranjado para ativar os transmissores sem fio na presença do objeto e para identificar linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo objeto, avaliando respostas dos receptores de pelo menos alguns dos pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor, no qual

o sistema ainda inclui pelo menos outro objeto, móvel através da superfície e que inclui um elemento de pelo menos um dos pares dos quais o aparelho de controle é arranjado para avaliar a resposta do receptor.

Em uma configuração o aparelho de controle é associado com a superfície e o sistema ainda inclui um enlace de comunicação entre o outro objeto e um aparelho de controle.

O aparelho de controle é associado com a superfície no sentido que está em posição que é acionária com relação à superfície.

Em uma configuração o sistema é arranjado para realizar um método de acordo com a invenção.

De acordo com outro aspecto, a invenção fornece um objeto para arranjo móvel e sobre ou acima de uma superfície e que inclui um elemento de pelo menos um dos pares dos quais o aparelho de controle em um sistema de acordo com a invenção é arranjado para avaliar a resposta do receptor.

De acordo com outro aspecto, o programa de computador de acordo com a invenção inclui um conjunto de instruções capaz de, quando incorporado em um meio legível por máquina, fazer com que um sistema que tem capacidades de processamento de informação que inclui uma pluralidade de elementos que incluem uma pluralidade de transmissores sem fio e uma pluralidade de receptores sem fio e, em tal configuração, de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor na ausência do objeto, cada tal par definindo uma de uma pluralidade de linhas de visada normalmente desimpedidas, pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma com a outra para realizar 5 um método de acordo com a invenção e/ou para constituir um sistema de acordo com a invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será explicada em mais detalhe com referência aos desenhos que acompanham, nos quais:

A figura 1 é uma vista esquemática superior de um primeiro

sistema para localizar um objeto sobre uma superfície;

A figura 2 é um fluxograma que representa um delineamento de um método para utilização em conexão com o primeiro sistema;

A figura 3 é uma vista superior esquemática de um segundo sistema para localizar um objeto sobre uma superfície;

A figura 4 é um fluxograma que representa um delineamento de um método para utilização em conexão com o segundo sistema;

A figura 5 é uma vista superior esquemática do segundo sistema em um primeiro estágio no método da figura 4.

A figura 6 é uma vista superior esquemática do segundo

sistema em um segundo estágio no método da figura 4.

A figura 7 é uma vista superior esquemática do segundo sistema em um terceiro estágio no método da figura 4.

A figura 8 é uma vista superior esquemática do segundo sistema em um quarto estágio no método da figura 4.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE CONFIGURAÇÕES

Na figura 1, um sistema interativo 1 está mostrado. Ele inclui uma superfície 2 de extensão finita, sobre a qual um objeto 3 pode ser colocado, seja em relação de toque ou junto em proximidade à superfície 2. Embora não mostrado em maior detalhe, na figura 1 em algumas configurações a superfície 2 cobre uma tela de um dispositivo de exibição. Em outras configurações, a superfície 2 é desenhada em uma superfície de jogo para um jogo de mesa. No exemplo, a superfície 3 é retangular, porém, 5 em outras configurações, ela tem outra forma simplesmente conectada, por exemplo, uma forma convexa.

0 sistema interativo 1 tem a capacidade de localizar um objeto

3, e qualquer outro objeto (não mostrado) sobre a superfície 2. Em algumas configurações o sistema 1 é dotado de lógica para inferir um sinal de entrada a 10 partir da localização do objeto 2. Nestas configurações o sistema interativo 1 funciona como uma tela de toque. Em conexão com isto é observado que embora exemplos estejam ilustrados aqui onde o objeto 2 é um objeto inanimado, por exemplo, um pião, o sistema interativo 1 é igualmente adequado para localizar a posição de um dedo de usuário colocado sobre ou 15 acima da superfície 1.

O sistema interativo é dotado de uma pluralidade de elementos ativos. Estes incluem transmissores periféricos 4a-4p e receptores periféricos 5a-51. Os transmissores periféricos 4 e receptores periféricos 5 são colocados em um perímetro da superfície 2. os transmissores periféricos 4 compreendem 20 transmissores sem fio arranjados, em utilização, para emitir um feixe de radiação orientado com um ângulo de divergência, que determina uma região particular de cobertura da superfície 2. É observado que os feixe são emitidos em uma direção que se situa em um plano substancialmente paralelo à superfície 2. Dos exemplos aqui detalhados os transmissores periféricos 4 são 25 transmissores óticos, por exemplo, Diodos Emissores de Luz (LEDs). Transmissores ultra-sônicos ou transmissores de radiação eletromagnética em comprimentos de onda não visíveis são utilizados em outras configurações. Os receptores periféricos 5 compreendem fotodiodos. Em outras configurações outro tipo de sensor ótico pode ser utilizado. Das configurações a serem discutidas aqui, os receptores periféricos 5 têm um campo de visada de ângulo relativamente grande. Eles são assim capazes de detectar a luz a partir de transmissores periféricos 4 não localizados diretamente opostos a eles.

Os transmissores periféricos 4a-4p e os receptores periféricos 5a-51 são posicionados de tal modo que na ausência do objeto 3, luz emitida por um dos transmissores 4a-4p pode ser detectada por um ou mais receptores periféricos 5a-51. Um transmissor periférico 5a-4p forma um par com cada receptor periférico 5a-5p capaz de detectar a luz emitida por ele na ausência de objetos sobre a superfície 2. Uma linha imaginária entre os elementos de tal par é denominada uma linha de visada nele.

Para permitir ao objeto 3 ser localizado em duas dimensões, pelo menos algumas de todas as linhas de visada definidas por todos os pares possíveis de transmissores periféricos 4a-4p e receptores periféricos 5a-51 cruzam, pelo menos, algumas outras linhas de visada.

O sistema interativo 1 ilustrado na figura 1 ainda inclui uma barreira móvel 6. A barreira móvel 6 se estende sobre mais do que metade de uma dimensão que corresponde ao lado curto 7 da superfície 2. De fato, ela se estende completamente sobre a superfície 2 de modo a dividir a superfície 2 em uma região esquerda 8 e uma região direita 9. Em outra configuração, a barreira móvel 6 se estende sobre uma parte principal de uma dimensão da superfície 2 que corresponde a um lado longo de um eixo. Em outras configurações, uma parte principal corresponde a um valor entre 50% e 100% da distância entre pontos de borda opostos da superfície 2, por exemplo, 70%, 80% ou 90%.

A barreira móvel 6 é restringida para realizar movimentos de translação em uma direção substancialmente paralela ao lado longo 10. Deve ser observado que na configuração ilustrada esta direção é também substancialmente paralela às linhas I Ie-I Ie definidas por pares de elementos em um conjunto formado por transmissores periféricos 4f-4h sobre o lado curto 7, receptores periféricos 5e, 5f sobre o lado curto 7, e receptores 12a12c e transmissores 13a-13b incluídos na barreira móvel 6. Onde a abertura dos receptores 5e, 5f, 12a-12c é tão pequena que somente a luz a partir dos 5 transmissores 4f-4h, 13 a, 13b diretamente opostos é detectada, movimento da barreira móvel 6 em uma direção paralela às linhas de visada lla-1 Ie não precisam ser seguidas por recalibração. Em configurações onde luz é emitida e detectada em ângulos mais largos, o movimento restringido simplifica o processo de calibração no qual normalmente linhas de visada desimpedidas 10 são identificadas para cada transmissor periférico.

Na configuração ilustrada, um aparelho de controle 14 é associado com a superfície 2 sendo incluído no dispositivo do qual a superfície 2 é uma parte. O aparelho de controle 14 inclui um processador 15 e memória 16, bem como um transmissor-receptor 17. O transmissor-receptor 15 17 é fornecido para sinalizar entre o aparelho de controle 14 e os transmissores periféricos 4a-4p, os receptores periféricos 5a-51, receptores 12a-12f incluídos na barreira móvel 6, transmissores 13a-13d incluídos na barreira móvel 6 e um aparelho de acionamento 18 incluído na barreira móvel 6.

O aparelho de acionamento 18 permite que o aparelho de

controle 14 posicione a barreira móvel 6 em relação à superfície 2. Assim, as dimensões relativas das regiões de esquerda e direita 8, 9 podem ser ajustadas. Onde os transmissores periféricos 4 e/ou transmissores 13 incluídos na barreira móvel 6 emitem luz sobre um ângulo relativamente largo, o 25 movimento da barreira 6 irá afetar o número de receptores periféricos 5 e/ou receptores 12 incluídos na barreira móvel 6 com a qual eles definem linhas de visada.

A figura 2 ilustra um método realizado pelo aparelho de controle 14. Em uma primeira etapa 19, a posição da barreira móvel 6 é determinada. Onde o aparelho de controle 14 controla a posição da barreira móvel 6 por meio do aparelho de acionamento 18, esta etapa 19 pode envolver uma forma de reconhecimento morto. Em uma configuração alternativa, uma fileira de transdutores (não mostrado) no lado longo 10 da 5 superfície 2 comunica a posição da barreira móvel 6 a um aparelho de controle 14 através do transmissor-receptor 17. Em ainda outra configuração, um ou mais dos transmissores periféricos 4a-4p podem ser ativados de cada vez com a posição da barreira móvel 6 sendo inserida a partir da identidade destes receptores periféricos 5a-51 e/ou receptores 12a-12f incluídos na 10 barreira móvel 6, capazes de detectar a luz emitida. Assim, a barreira móvel 6 é localizada sobre a superfície 2 nesta primeira etapa 19.

Em uma próxima etapa 20, é determinado em qual das regiões de esquerda e direita 8, 9 o objeto 3 deve ser localizado. Na configuração ilustrada, somente aqueles elementos que cobrem a região direita 9 são utilizados para localizar um objeto 3.

Uma medição de calibração é realizada (etapa 21) na ausência do objeto 3. Com esta medição é determinado para cada um dos transmissores periféricos selecionados 4d-4j e transmissores 13 a, 13b incluídos na barreira móvel 6, qual dos receptores periféricos 5c-5h e receptores 12a-12c incluídos 20 na barreira móvel 6 são capazes de detectar um sinal a partir daquele transmissor periférico ou transmissor incluído na barreira móvel 6. Assim, pares de elementos que definem linhas de visada normalmente desimpedidas são determinados, nos quais elementos de pelo menos alguns dos pares são incluídos na barreira móvel 6.

Em seguida as linhas de visada normalmente desimpedidas

bloqueadas pelo objeto 3 são identificadas (etapa 22) avaliando para cada transmissor 4b-j, 13 a, 13b por vez, as respostas de receptores periféricos 5c-5h e receptores 12a-12c incluídos na barreira móvel 6, capazes de detectar o sinal a partir daquele transmissor na ausência do objeto móvel 3. Com esta informação, a forma e localização do objeto passivo 3 podem ser determinadas. Naturalmente, a precisão com a qual a forma e localização são determinadas, depende do número e colocação dos elementos. Até esta extensão, uma avaliação da forma e localização é determinada na etapa final 5 22.

O método pelo qual a forma e localização do objeto 3 são inferidas a partir da identificação de linhas de visada bloqueadas normalmente desimpedidas as pode ser um de diversos. Onde os transmissores periféricos 4d-4j, transmissores 13a, 13b incluídos na barreira móvel 6, receptores 10 periféricos 5c-5h e receptores 12a-12c incluídos na barreira móvel 6 são configurados de tal modo que existe apenas uma linha de visada a partir de cada transmissor, e as linhas de visada formam uma grade regular, então é simplesmente suficiente aproximar a localização e forma por meio dos quadrados e retângulos da grade definida cruzando linhas de visada 15 bloqueadas.

Na maior parte das configurações uma variante dos métodos delineados na WO 2006/095320 é utilizada. É feita referência àquela publicação para detalhes de implementação. Descrito de maneira resumida, o método envolve execução contínua da etapa final 22 sobre diversos ciclos de 20 operação. Dentro de um único ciclo de operação, cada transmissor é ligado por um tempo de ligação predeterminado. Durante cada ciclo de operação no modo operacional, avaliações de área mínima e máxima são feitas e armazenadas para cada transmissor de luz. Uma avaliação de área mínima é determinada como uma região limitada por linhas a partir do transmissor e as 25 mais externas das linhas de visada bloqueadas normalmente desimpedidas e a borda da região direita 9 entre aqueles receptores. A avaliação de área máxima é definida por pontos que incluem os receptores adjacentes àqueles que definem cantos da área mínima. As avaliações de área mínima e máxima uma vez determinadas são armazenadas para cada transmissor de luz para o ciclo corrente de operação. Depois de um ciclo de operação completa as avaliações de área mínima e máxima armazenadas são recuperadas. As avaliações de área máxima para cada um dos transmissores de luz sobre um ciclo de operação são combinadas por meio de uma interseção matemática 5 para derivar um resultado de área máxima. As avaliações de área mínima são combinadas por meio de uma interseção matemática para conseguir um resultado de área mínima total. O resultado de área mínima é então combinado por meio de uma interseção matemática com o resultado de área máxima para assegurar que a área mínima está completamente dentro da área 10 máxima.

Será claro do acima, que a etapa final 22 é realizada de maneira repetida na presença de um objeto móvel, enquanto as etapas precedentes 19-21 precisam apenas ser realizadas uma vez no início de cada momento em que a barreira móvel 6 é deslocada.

A figura 3 mostra um segundo sistema interativo 23. Ele inclui

uma superfície 24 de extensão finita sobre a qual objetos podem ser colocados, seja em relação de toque ou em proximidade junto à superfície 24. Também em variantes desta configuração, a superfície 24 cobre uma tela de um dispositivo de exibição. Em outras variantes a superfície 24 é opaca e 20 desenhada para o interior de uma superfície de apresentação para um jogo de mesa.

O segundo sistema interativo 23 é dotado de uma pluralidade de elementos ativos. Estes incluem transmissores periféricos 25a-25p e receptores periféricos 26a-261. Os transmissores periféricos 25 e receptores 25 periféricos 26 são colocados em um perímetro da superfície 24. Os transmissores periféricos 25 e os receptores periféricos 26 correspondem aos transmissores periféricos 4 e receptores periféricos 5 do sistema interativo 1 ilustrado na figura 1 e descrito acima.

Um aparelho de controle 27 inclui um processador 28 e memória 29. O aparelho de controle 27 ainda inclui um transmissortransceptor com fio 30 para ativar de maneira individual os transmissores periféricos 25 para obter sinais de resposta a partir dos receptores periféricos 26. Um transmissor-receptor sem fio 31 também é fornecido. Um exemplo é 5 compatível com os padrões Bluetooth e Zigbee. Em uma configuração alternativa o transmissor-receptor sem fio 31 é configurado para emitir e receber sinais de comunicações infravermelhos.

Um objeto ativo 32 está ilustrado na figura 3. O objeto ativo 32 é móvel através da superfície 24 no sentido que ele pode ser levantado da 10 superfície 24 e colocado em uma localização diferente. O objeto ativo 32 inclui um controlador 33 e um transmissor-receptor sem fio 34 configurado para trocar dados com o transmissor-receptor sem fio 31 do aparelho de controle 27. Em uma configuração alternativa o transmissor-receptor sem fio 31 é omitido, o objeto ativo 32 inclui um transmissor-receptor com fio e um 15 enlace de comunicação com fio é fornecido entre o aparelho de controle 27 e o objeto ativo 32.

Em uma variante do segundo sistema interativo 23, o objeto ativo 32 inclui um aparelho de acionamento para impelir o objeto ativo 32 através da superfície 24. O aparelho de controle 27 controla o aparelho de 20 acionamento de maneira remota para posicionar o objeto ativo 32 sobre a superfície 24. Em uma variante isto permite ao segundo sistema 23 implementar um jogo, onde o objeto ativo 32 representa uma das peças de jogo do oponente do jogador, por exemplo.

O objeto ativo 32 também participa na localização de outros 25 objetos sobre a superfície 24. Para esta finalidade ele inclui outros transmissoras 35a-35d e outros receptores 36a-36d do mesmo tipo que os receptores periféricos 26 e transmissores periféricos 25. Os transmissores periféricos 25, outros transmissores 35, receptores periféricos 26 e outros receptores 36 são, como pode ser visto em uma tal configuração, de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor, capazes de detectar um sinal a partir do transmissor na ausência do objeto ou objetos a serem localizados. Como na configuração da figura 1, cada tal par de transmissor e receptor define uma de uma pluralidade de linhas de visada 5 normalmente desimpedidas, pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma com outra. Isto é verdadeiro a despeito da posição do objeto ativo 32.

A figura 4 ilustra uma configuração de um método realizado pelo segundo sistema interativo 23 sob o controle do aparelho de controle 27. As figuras 5-8 ilustram fases durante a execução do método.

Para acomodar um número variável de outros objetos ativos em adição ao objeto ativo 32, uma primeira etapa 37 inclui registrar o objeto ativo 32 e quaisquer outros objetos ativos (não mostrado por razões de clareza). O objeto ativo 32 sinaliza sua presença para o aparelho de controle 15 27, por exemplo, utilizando o enlace de comunicação fornecido pelos transmissores-receptores sem fio 31, 34. Em uma configuração, ele assinala sua presença em resposta a um sinal emitido pelo aparelho de controle 27 e endereçado a nenhum objeto ativo em particular. Em outra configuração ele sinaliza de maneira contínua sua presença, até que uma confirmação seja 20 recebida a partir do aparelho de controle 27 associado com a superfície 24.

Ao registrar o objeto ativo 32 o aparelho de controle 27 determina sua posição sobre a superfície 24 (etapa 38). Em variantes nas quais o aparelho de controle 27 controla um aparelho de acionamento no objeto ativo 32 para posicionar o objeto ativo 32 sobre a superfície 24, pode 25 ser suficiente utilizar um sistema de reconhecimento morto para implementar esta etapa 38. No exemplo ilustrado a posição do objeto ativo 32 é determinada utilizando o método descrito na WO 2006/095320 e cima, porém utilizando apenas os transmissores periféricos 25 e os receptores periféricos 26. A figura 5 mostra uma etapa em um ciclo de calibração realizado na ausência do objeto ativo 32. Cada um dos transmissores periféricos 25a-25p é ativado por vez e aqueles dos receptores periféricos 26a-261 capazes de detectar a luz emitida por aquele transmissor periférico 25 5 são registrados em uma tabela contra o transmissor periférico ativado 25. Assim, como ilustrado na figura 5, quando um primeiro transmissor periférico 26a é ativado pelo aparelho de controle 27 fornecendo sinal apropriado por meio do transmissor-receptor com fio 30, receptores periféricos 26f-261 são registrados contra o primeiro transmissor periférico 25a. Os pares dos 10 primeiro transmissor periférico 25a e cada respectivo daqueles receptores periféricos 26f-261 capazes de detectar seu sinal, definem linhas de visada normalmente desimpedidas.

Na presença do objeto ativo 32 (figura 6) os transmissores periféricos 25a-25p são novamente ativados por vez pelo aparelho de controle 15 27. A figura 6 mostra a situação quando o primeiro transmissor periférico 25a é ativado. A sombra lançada pelo objeto ativo 32 cobre uma área 39. A avaliação mínima desta área está vazia neste caso, uma vez que apenas uma linha de visada entre o primeiro transmissor periférico 25a e um receptor periférico 26g está bloqueada. A avaliação de área máxima é uma área 20 definida pelo primeiro transmissor periférico 25 a, o canto inferior direito da superfície 24 e os primeiros receptores periféricos 26f, 26h não cobertos pela área de sombra 39.

Depois que as avaliações de área mínima e máxima tenham sido obtidas para cada um dos transmissores periféricos 25a-25p, a área coberta pelo objeto ativo 32 é determinada da maneira delineada acima com relação ao primeiro sistema interativo I e na WO 2006/095320.

r

E observado que nesta etapa 38 a forma do objeto ativo 32 é determinada em relação à superfície 24. Utilizando o conhecimento da sua configuração, em particular a localização relativa das bordas do objeto ativo 32, sua orientação ao redor de um eixo normal à superfície 24 pode ser determinada. Assim o aparelho de controle 27 é capaz de inferir as localizações dos outros transmissoras 35 e outros receptores 36 incluídos no objeto ativo 32. Em princípio, este reconhecimento pode ser utilizado para saltar uma próxima etapa 40 do exemplo na qual uma outra medição de calibração é realizada na presença do objeto ativo 32, porém na ausência de quaisquer objetos inativos.

Nesta etapa 40, os outros transmissores 35a-35d também são ativados por vez e as respostas dos outros receptores 36a-36de e receptores periféricos 26a-261 são avaliadas para identificar linhas de visada normalmente desimpedidas. Algumas destas linhas de visada terminam no objeto ativo 32, naturalmente.

As figuras 7 e 8 ilustram uma etapa final 41 que é realizada de maneira repetida até que o objeto ao ativo 32 não muda de posição. Nesta etapa 41, cada um dos transmissores periféricos 25a-25p e outros transmissores 35a-35d são ativados por vez, e as respostas dos receptores periféricos 26a-261 outros receptores 36a-36d são avaliadas para identificar linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas por um objeto inativo 42 colocado sobre a superfície 24. Tendo identificado as linhas de visada normalmente desimpedidas que são bloqueadas e avaliações de área mínima respectivas, as avaliações de área máxima do objeto inativo 42 são feitas para cada um dos transmissores periféricos 25a-25p e outros transmissores 35a35d. Estas são combinadas para determinar a forma e localização do objeto inativo 42.

A utilização do objeto ativo 32 que inclui os outros transmissores 35a-35d e outros receptores 36a-36d melhora a precisão da avaliação devido à proximidade dos outros transmissores 35a-35d e outros receptores 36a~36d para o objeto inativo e o espaçamento recíproco próximo destes elementos. A figura 7 mostra a situação onde o primeiro transmissor periférico 25a é ativado. O objeto inativo 32 lançou uma sombra que define uma área de sombra 43 sobre a superfície 24. Dos quatro outros receptores 36a-36d, um primeiro e um quarto receptores 36a, 36d contando no sentido 5 horário ao redor das bordas do objeto ativo 32, são normalmente capazes de detectar luz a partir do primeiro transmissor periférico 25a. Assim, para o primeiro transmissor periférico 25 a a área mínima é definida pelo próprio primeiro transmissor periférico 25a, o quarto outro receptor 36d e um receptor periférico 26h. A área máxima é definida pelo primeiro transmissor periférico 10 25a, o primeiro outro receptor 36a e outro receptor periférico 26i. Será evidente que os elementos incluídos no objeto ativo 32 reduzem as avaliações de área mínima e máxima associadas com o primeiro transmissor periférico 25a.

A figura 8 ilustra a situação onde o primeiro outro transmissor 15 35a incluído no objeto ativo 32 é ativado. Neste caso as avaliações de área mínima e máxima estão vazias, uma vez que o objeto inativo 42 bloqueia nenhuma das de linhas de visada normalmente desimpedidas entre o primeiro outro transmissor 35a e um dos receptores periféricos 26a-261. Estas avaliações não são levadas em consideração ao determinar a posição e a 20 forma do objeto inativo 42. Em uma variante na qual o objeto ativo 32 inclui um aparelho de acionamento, o objeto ativo 32 pode ser movido neste estágio para estabelecer linhas de visada que são bloqueadas pelo objeto inativo. Neste caso, as duas etapas precedentes 38, 40 seriam repetidas.

Incluindo pelo menos um outro elemento, por exemplo, pelo menos um outro transmissor 35 e/ou receptor 36 no objeto ativo móvel 32, linhas adicionais de visada podem ser fornecidas em uma região da superfície

24 na qual um objeto inativo 42 está presente. Assim, outra avaliação de área mínima e área máxima com uma resolução mais elevada são fornecidas para estabelecer a avaliação de área mínima total e a avaliação de área máxima total. Ao final a forma e posição do objeto inativo 42 podem ser determinadas com uma resolução mais elevada. Além disto, objetos inativos e separados em proximidade juntos um ao outro podem ser distinguidos onde eles seriam de outra maneira percebidos como um objeto único.

5 Deveria ser observado que as configurações mencionadas

acima ilustram ao invés de limitar a invenção, e que aqueles versados na técnica serão capazes de projetar diversas configurações alternativas sem se afastar do escopo das reivindicações anexas. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não devem ser construídos como limitando a reivindicação. A utilização do verbo “compreender” e de suas conjugações não exclui a presença de elementos ou etapas diferentes daquelas descritas em uma reivindicação. O artigo “a” ou “um” que precede um elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos. A invenção pode ser implementada por meio de hardware que compreende diversos elementos distintos e por meio de um computador programado de maneira adequada. Na reivindicação de dispositivos que enumera diversos dispositivos, diversos destes dispositivos podem ser configurados por um e o mesmo item de hardware. O simples fato que certas medidas estão descritas em reivindicações dependentes reciprocamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser utilizada com vantagem.

Em variantes, menos do que todos os transmissores podem ser ativados por vez para obter menos do que o número máximo possível de avaliações de área mínima e máxima se for determinado que alguns dos transmissores emitem sinais em uma direção para longe do objeto a ser 25 localizado. As configurações da figura 1 figuras 5-7 podem ser combinadas de tal modo que ambos, o objeto ativo 32 e a barreira móvel 6 são colocados sobre uma superfície particular. O número de transmissores periféricos 4, 25 e receptores periféricos 5, 26 irá tenderá a ser mais elevado nas configurações práticas do que está mostrado nos desenhos.

Claims (17)

1. Método para localizar um objeto (3; 42) colocado sobre uma superfície (2; 24), caracterizado pelo fato de incluir as etapas de: fornecer uma pluralidade de elementos que inclui uma pluralidade de transmissores sem fio (4, 13; 25, 35) e uma pluralidade de receptores sem fio (5,12; 26, 36) em uma tal configuração de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor na ausência do objeto, cada tal par definindo uma de uma pluralidade de linhas de visada normalmente desimpedidas (11), pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma com outra, ativar pelo menos alguns dos transmissores sem fio (4, 13: 25,35) na presença do objeto (3; 42) e identificar linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo objeto (3; 42) avaliando respostas dos receptores de pelo menos alguns dos pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor, no qual pelo menos um elemento de um dos pares dos quais a resposta do receptor é avaliada, está incluído em outro objeto (6; 32) cujo outro objeto é móvel através da superfície (2; 24).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir estabelecer um enlace de comunicação entre o outro objeto (6;32) e um aparelho de controle (14; 27) associado com a superfície (2; 24).

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do enlace de comunicação ser um enlace de comunicação sem fio (31,34).

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a3, caracterizado pelo fato de um aparelho de controle (14; 24) localizar o outro objeto (6; 32) sobre a superfície (2; 24).

5. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o outro objeto (6; 32) sinaliza sua presença para o aparelho de controle (14; 27), o método incluindo: registrar o outro objeto (6; 32) que inclui o pelo menos um elemento; e localizar o outro objeto (6; 32) sobre a superfície (2; 24) quando de seu registro.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1- 5, caracterizado pelo fato de incluir determinar uma orientação do outro objeto (6) em relação a um sistema de coordenadas fixado com relação à superfície (24).

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações Ιό, caracterizado pelo fato do outro objeto (32) ser dotado de uma pluralidade de bordas com um ângulo uma com a outra em um plano paralelo à superfície (24), que inclui determinar a forma do outro objeto (6) identificando linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo outro objeto (32) e definidas por pares de um transmissor (25) e um receptor (26) arranjados ao redor do outro objeto (32).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações Ιό, caracterizado pelo fato do outro objeto (6) se estender através de pelo menos uma parte principal de uma dimensão da superfície (2) de modo a definir regiões (8, 9) sobre a superfície (2) separadas pelo outro objeto (6).

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de incluir identificar linhas de visada normalmente desimpedidas (11) bloqueadas pelo objeto (3) avaliando respostas dos receptores de pelo menos alguns de somente aqueles pares de um transmissor (4d-4g, 12a-12c) e um receptor (5c-5h, 12a-12c) capazes de detectar um sinal a partir do transmissor, que define linhas de visada através de uma das regiões (9).

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizado pelo fato do outro objeto (6) ser restringido em seu movimento através da superfície (2) para translações paralelas a uma linha de visada (11) definida por um par de um transmissor sem fio (12a-12c, 4f-4h) e receptor (5e, 5df, 13a, 13b) dos quais um está incluído no outro objeto (6).

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-10, caracterizado pelo fato do outro objeto (6) incluir um aparelho de acionamento (18) para impelir o outro objeto (6) através da superfície (2), o método incluindo controlar o aparelho de acionamento (11) de maneira remota a partir do outro objeto (6) para posicionar um outro objeto (6) sobre a superfície (2).

12. Sistema para localizar um objeto (3; 42) colocado sobre uma superfície (2; 24), caracterizado pelo fato de incluir: um aparelho de controle (14; 27) para controlar uma pluralidade de elementos que inclui uma pluralidade de transmissores sem fio (4, 13; 25, 35) e uma pluralidade de receptores sem fio (5, 12; 26, 36) em tal configuração de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor na ausência do objeto, cada tal par definindo uma de uma pluralidade de linhas de visada normalmente desimpedidas (11), pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma com a outra, o aparelho de controle sendo arranjado para ativar os transmissores sem fio (4, 13; 25, 35) na presença do objeto (3; 42) e identificar linhas de visada normalmente desimpedidas bloqueadas pelo objeto (3; 42) avaliando respostas dos receptores (5, 12; 26, 36) de pelo menos alguns dos pares de um transmissor (4,13; 25,35) e um receptor (5, 12: 26,36) capazes de detectar um sinal a partir do transmissor (4,13; 25, 35) no qual o sistema ainda inclui pelo menos um outro objeto (6; 32) móvel através da superfície (2; 24) e que inclui um elemento de pelo menos um dos pares dos quais o aparelho de controle (14; 27) é arranjado para avaliar a resposta do receptor.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato do aparelho de controle (14; 27) ser associado com a superfície (2; 24) ainda incluindo um enlace de comunicação (17; 31, 34) entre o outro objeto (6; 32) e um aparelho de controle (14; 27).

14. Sistema de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de ser arranjado para realizar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1-11.

15. Objeto (6; 32), caracterizado pelo fato de ser para arranjo móvel sobre ou acima de uma superfície (2; 24) e que inclui um elemento (12,13; 25,26) em uma tal configuração de modo a formar parte de pelo menos algum dos pares de um transmissor (4, 13; 25, 35) e um receptor (5, 12; 26, 36) dos quais o aparelho de controle (14; 27) em um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 12-14 é arranjado para avaliar a resposta do receptor.

16. Objeto (6; 32) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender aparelho de acionamento (18) arranjado para posicionamento do objeto com relação à superfície (2, 24).

17. Programa de computador, caracterizado pelo fato de que inclui um conjunto de instruções capaz de, quando incorporado em um meio legível por máquina, fazer com que um sistema que tem capacidades de processamento de informação e que inclui uma pluralidade de elementos que inclui uma pluralidade de transmissores sem fio (4, 13; 25, 35) e uma pluralidade de receptores sem fio (5, 12: 26, 36) em tal configuração de modo a formar uma pluralidade de pares de um transmissor e um receptor capazes de detectar um sinal a partir do transmissor na ausência do objeto, cada tal par definindo uma de uma pluralidade de linhas de visada normalmente desimpedidas, pelo menos algumas das quais estão em um ângulo uma com a outra para realizar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1-11 e/ou para constituir um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 12-14.