CN104094083A - 用于估计真实世界距离的经校准硬件传感器 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，提供用于辅助用户确定真实世界距离的方法及系统。基于硬件的传感器(例如，存在于移动电子装置中)可允许距离的快速低功率确定。在一个实施例中，一或多个与遥测有关的传感器可并入到装置内。举例来说，由频繁校准的集成式加速度计检测的数据可用以确定所述装置的倾斜。可基于经验数据或基于朝向地面发射的信号(例如，声纳信号)与对应的检测信号之间的时间差来估计装置高度。三角测量技术可使用所述估计的倾斜及高度来估计其它真实世界距离(例如，从所述装置到端点或在端点之间的真实世界距离)。

Description

用于估计真实世界距离的经校准硬件传感器
对相关申请案的交叉参考
本申请案主张2012年1月13日申请的题为“用于估计真实世界距离的经校准硬件传感器(CALIBRATED HARDWARE SENSORS FOR ESTIMATING REAL-WORLDDISTANCES)”的第61/586,231号美国临时申请案及2012年7月31日申请的题为“用于估计真实世界距离的经校准硬件传感器(CALIBRATED HARDWARE SENSORS FORESTIMATING REAL-WORLD DISTANCES)”的第13/563,387号美国申请案的优先权的权益。
背景技术
通常，识别视线中的对象的准确尺寸是重要的。举例来说，确定我们距附近地标的距离、房间的尺寸或长沙发椅的长度可为有用的。虽然卷尺允许我们测量这些尺寸，但卷尺可能并不在所有情况下实用。举例来说，所关心的距离可能比传统卷尺长，或希望获得测量的人员可能并未带着卷尺。
发明内容
在一些实施例中，提供用于辅助用户确定真实世界距离的方法及系统。基于硬件的传感器(例如，存在于移动电子装置中)可允许距离的快速低功率确定。在一个实施例中，一或多个与遥测有关的传感器可并入到装置内。举例来说，由频繁校准的集成式加速度计检测的数据可用以确定装置的倾斜。可基于经验数据或基于朝向地面发射的信号(例如，声纳信号)与对应的检测信号之间的时间差估计装置高度。三角测量技术可使用估计的倾斜及高度来估计其它真实世界距离(例如，从装置到地平面端点或在端点之间的真实世界距离)。发射的信号与检测的信号之间的时间差可进一步允许估计真实世界距离(例如，从装置到非地平面端点或非地平面端点之间的真实世界距离)。
在一些实施例中，提供一种用于估计真实世界距离的方法。所述方法可包含校准移动装置的倾斜敏感传感器及估计所述移动装置的高度。所述方法还可包含从所述倾斜敏感传感器接收与倾斜有关的数据，及基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的倾斜。所述方法可进一步包含发射第一信号、检测第二信号及估计所述移动装置与端点之间的距离。所述估计的高度及所述估计的距离中的至少一者可基于所述检测的第二信号。
在一些实施例中，提供一种用于估计真实世界距离的系统。所述系统可包含：高度估计器，其用于估计移动装置的高度，所述估计的高度是相对于地平面；以及倾斜估计器，其用于估计所述移动装置的倾斜。所述系统还可包含：校准器，其用于校准所述倾斜估计器；以及信号发射器及检测器，其用于发射第一信号且检测第二信号。所述系统可进一步包含：装置到端点距离估计器，其用于估计所述移动装置到端点之间的多维距离；以及显示器，其用于呈现一或多个距离。所述估计的高度及所述估计的距离中的至少一者可基于所述检测的第二信号。
在一些实施例中，提供一种用于估计真实世界距离的系统。所述系统可包含用于校准移动装置的倾斜敏感传感器的装置及用于估计所述移动装置的高度的装置。所述系统还可包含用于接收与倾斜有关的数据的装置，及用于基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的倾斜的装置。所述系统可进一步包含用于发射第一信号的装置、用于检测第二信号的装置及用于估计所述移动装置与端点之间的距离的装置。所述估计的高度及所述估计的距离中的至少一者可基于所述检测的第二信号。
在一些实施例中，提供一种计算机可读媒体。所述计算机可读媒体可含有执行以下步骤的程序：校准移动装置的倾斜敏感传感器及估计所述移动装置的高度。所述程序还可执行以下步骤：从所述倾斜敏感传感器接收与倾斜有关的数据，及基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的倾斜。所述程序可进一步执行以下步骤：致使第一信号被发射、检测第二信号及估计所述移动装置与端点之间的距离。所述估计的高度及所述估计的距离中的至少一者可基于所述检测的第二信号。
附图说明
图1说明根据一实施例的用于至少部分基于传感器数据确定真实世界距离的方法。
图2A到2C展示可用于校准的传感器数据的实例。
图3展示可用以估计距离的方法的实例。
图4展示根据一实施例的估计真实世界距离的实例。
图5展示用于与用户交互以估计所关心距离的方法的实例。
图6展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统。
图7展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统。
图8说明计算机系统的实施例。
具体实施方式
在一些实施例中，提供用于辅助用户确定真实世界距离的方法及系统。基于硬件的传感器(例如，存在于移动电子装置中)可允许距离的快速低功率确定。在一个实施例中，一或多个与遥测有关的传感器可并入到装置内。举例来说，由频繁校准的集成式加速度计检测的数据可用以确定装置的倾斜。可基于经验数据或基于朝向地面发射的信号(例如，声纳信号)与对应的检测信号之间的时间差来估计装置高度。三角测量技术可使用估计的倾斜及高度来估计其它真实世界距离(例如，从装置到地平面端点或在端点之间的真实世界距离)。发射的信号与检测的信号之间的时间差可进一步允许估计真实世界距离(例如，从装置到非地平面端点或非地平面端点之间的真实世界距离)。
图1说明根据一实施例的用于至少部分基于传感器数据确定真实世界距离的方法100。如以下进一步详细地描述，方法100的部分或全部可由装置(例如，移动装置、便携式装置及/或电子装置)执行。举例来说，方法100的部分或全部可由蜂窝式电话执行。
在105，校准传感器。传感器可包含(例如)一或多个加速度计或倾斜传感器。可通过分析传感器数据来校准传感器。分析的传感器数据可为装置处于或估计已处于一或多个定向时收集的数据。举例来说，可能已指导用户水平地定向装置(例如，以将装置放置于地板上)及/或垂直地定向装置(例如，以靠着墙壁放置装置)。
作为另一实例，装置可估计装置处于特定定向。举例来说，装置可辨识其正在充电且估计其由此处于与充电站相关联的定向。装置可进一步估计其经水平放置(例如，基于传感器数据与水平相关联的数据的接近性及/或在一时间段内缺乏装置的移动)。在一些情况下，分析的传感器数据包括在一定范围定向上的数据。举例来说，装置可贯穿若干分钟、若干小时或若干天收集数据。可将所收集的数据与参考数据进行比较。举例来说，参考数据可包含应与特定定向(例如，垂直及/或水平定向)及/或传感器数据的分布(例如，指示两个测量之间的期望关系)相关联的传感器数据。
图2A到2C展示可用于校准的传感器数据的实例。图2A展示在一时间段内收集的数据。每一测量与新数据点相关联，且依序测量是连续的。每一数据点的x及y座标指示沿着一个真实世界轴线的加速度测量。因此，举例来说，x及y座标表示在两个方向上的加速度，所述方向相互垂直。虽未图示，但可进一步沿着第三z座标轴收集加速度数据。如图2A中所示，在此实例中，所收集的数据形成椭圆。可确定校准以便将椭圆变换成较圆或圆形形状。举例来说，图2B展示相同数据在执行了校准后的实例。数据可经滤波以便确定校准。举例来说，图2C展示相同数据在应用了平均滤波及校准两者后的实例。
在110，可估计装置的高度。估计的高度可包含或可等于(例如)估计的用户高度、估计的眼睛高度或估计的装置使用高度。可基于(例如)人、成年人或为与用户具有相同人口统计学(例如，男性/女性、20到30岁，等)的特定人口统计学的成年人的平均、中值或最频值高度来估计用户高度。举例来说，用户可设定其为在20到30岁之间的男性的设定。可基于此输入估计其高度。在一些情况下，用户输入其高度，且将此用作估计。估计的眼睛高度或估计的装置使用高度可等于估计的用户高度(为了简化计算)、为估计的用户高度的分率、为小于估计的用户高度的固定距离，或基于在人群(例如，所有成年人、特定人口统计学等)中的眼睛高度或装置使用高度的平均值、中值或最频值。
在一些情况下，基于传感器数据估计装置的高度(例如，相对于通常在本文中可互换地使用的地平面或地板平面)。用以估计装置的高度的一个、一个以上或所有传感器可与在105处校准的一个、一个以上或所有传感器不同(及/或与在以下描述的120处接收的数据不同)。
用以估计装置的高度的传感器数据可包含从(例如)声学或视觉传感器接收的数据。图3提供可用以估计距离的方法300的实例。在305，装置发射信号(例如，从信号发射器，例如，发射器、天线、激光、光源、声纳投射器等)。所述信号可(例如)包含光学信号(例如，紫外线、可见、近红外线或红外线信号)、声学信号、电磁信号等。信号可由对象沿着信号的路径反射及/或散射。在310，可检测反射的信号(例如，从信号检测器，例如，接收器、天线、相机、声学换能器等)。信号发射器与信号检测器可组合成单个组件，或作为分开的组件提供。发射的信号及/或检测的信号可与时间相关联。时间可包含绝对或非绝对时间。举例来说，发射的信号的时间可设定到“0：00”，且对应的检测信号的时间可相对于发射的信号时间。在315，可确定发射的信号与检测的信号之间的时间。在320，可基于时间差估计距离。举例来说，可估计信号速度(例如，基于光速或声速)，且所述距离可等于速度乘以所述时间差。如果用户(例如)定位装置使得朝向地面发射信号，则估计的距离可为装置的高度(相对于地面)的估计。
在115，成角度地定位装置。装置可经定位使得其可接收与所关心的点或端点有关的数据。端点可包含所关心的任何点(例如，为从装置延伸到所述点的向量的端点)。端点可或可不包含沿着对象的边界的点或在拐角处的点。装置可成角度，例如，使得检测器(例如，相机、声音检测器及/或发射器等)朝向端点(例如，对象的中心、边缘或拐角)成角度。
举例来说，用户可能希望接收所关心的距离的估计，所述距离为装置与端点(例如，沿着对象的表面的中心)之间的距离。用户可因此朝向所述端点定向装置，且那一点可为端点。作为另一实例，用户可能希望接收所关心的距离的估计，例如，两个端点之间的距离。用户可因此朝向第一端点且接着朝向第二端点定向所述装置。装置与每一端点之间的多维距离可为估计，且可随后估计端点之间的距离，如以下进一步详细地描述。
在120，从在105处校准的传感器接收数据(例如，与倾斜有关的数据)。举例来说，可接收加速度数据或倾斜数据。所接收的数据可包含一维、二维或多维数据。所接收的数据可包含经校准的数据，或在105处确定的校准可应用于所接收的数据。
在125，至少部分基于所接收的传感器数据估计装置倾斜。举例来说，各种加速度数据可与对应的装置倾斜估计相关联。所述估计可进一步基于(例如)查找表或公式。传感器可检测(例如)加速度，甚至当装置归因于万有引力而静止时也如此，可在装置倾斜的估计期间考量万有引力。万有引力的效果可随着装置倾斜到不同角度而变化，从而允许估计倾斜。估计的装置倾斜可包含一或多个(例如，两个)角度。
在130，朝向例如以上描述的端点等端点(例如，地平面端点)发射信号。端点可包含(例如)对象的中心、边缘或拐角。如以下进一步描述，用户可能对接收两个端点之间的距离的真实世界估计感兴趣，且因此，用户可首先将装置成角度地定位到所述端点中的一者，且随后定位到所述端点中的另一者；可在这些定位中的每一者之后发射信号。端点可或可不位于地平面或地板平面。
可从发射器(例如，发射器、天线、激光、光源、声纳投射器等)发射信号。所述信号可包含(例如)光学信号(例如，紫外线、可见、近红外线或红外线信号)、声学信号、电磁信号等。在基于信号的发射及检测来估计装置高度的实例中，在130处发射的信号可或可不为在105处经发射以确定装置高度的相同类型的信号，及/或可或可不使用与在105中所用户相同的设备(例如，发射器)。
在135，检测反射的信号(通过信号检测器，例如，接收器、天线、相机、声学换能器等)。在基于信号的发射及检测来估计装置高度的实例中，在135处检测的信号可或可不为在105处经检测以确定装置高度的相同类型的信号，及/或可或可不使用与在105中所用户相同的设备(例如，检测器)。在一些实施例中，发射及检测多个信号。检测反射的信号的时间可视信号在其由对象反射之前的行进距离而定。因此，时间可视在115处定位装置的方式而定。
在140，估计从装置到端点的一维距离。可(例如)基于在130处的信号发射、在135处的信号检测与有关于期望的信号速度(例如，光速或声速)的属性之间的时间段估计距离。
在一些实施例中，130到140不存在于方法100中。可(例如)在不朝向端点发射信号的情况下确定一维距离。举例来说，可使用三角测量技术基于在110处估计的装置高度及在125处估计的装置倾斜来估计距离。当端点为地平面端点时，此可特别合适。(见图4。)
在145，估计多维距离。可使用估计的一维距离及/或装置位置信息来估计多维距离。举例来说，使用估计的装置高度(在105处估计)及装置倾斜(在125处估计)，三角测量方法可识别装置与端点之间的垂直及水平间隔。
在一些实施例中，其它距离估计技术被使用，且可替换(例如)130到145中的一或多者。举例来说，相机可对场景成像。用户可识别画面上的一或多个端点。处理器可使用视觉线索、固有相机属性及/或装置位置信息来估计装置与端点之间的距离。此估计的距离可自身为多维，或可转换到多维距离(例如，如上所述)。
如图1中所示，可重复115到145。因此，可重新定位(例如，成角度地重新定位)装置，且可估计新多维距离。举例来说，在115，可首先朝向第一端点成角度地定位装置。随后(例如，在执行了120到145之后)，可重复115，朝向第二端点成角度地定位装置(例如，使得其后可估计第一端点与第二端点之间的距离)。在一些情况下，假定在一组距离估计期间装置处于或保持在实质上恒定的位置。
在150，基于估计的多维距离来估计与装置无关的真实世界距离。举例来说，在145处估计的距离可包含从装置到第一端点的第一距离及从装置到第二端点的第二距离(例如，对应于对象的横向位置或开放空间的边界)。接着可使用这些估计来确定两个端点之间的一维、二维或三维距离。可重复方法100的部分或全部以估计另一与装置无关的真实世界距离。举例来说，可重复105到150(如在图1中所示)，可重复110到150，或可重复115到150。
虽然诸图(例如，图1)可展示或暗示特定动作次序，但其它实施例可包含不同次序，可省略动作或可添加动作。举例来说，在一些情况下，在110的装置高度估计之前执行105的传感器校准。例如，当校准需要用户将装置从当在130处朝向端点发射信号时其将处于的大致点移动时，此次序可特别合适。在一些情况下，在110的装置高度估计之后执行105的传感器校准。举例来说，如果高度的估计是基于平均装置保持高度，则校准将不会显得(例如)自身使用户将装置从先前估计的高度移动。
图4展示装置与第一端点之间的距离405的估计及装置与第二端点之间的距离410的估计可允许使用几何属性进行与装置无关的距离的估计的方式的实例。举例来说，如在图4的插页中所指出，可使用导频帧来校准传感器(例如，运动传感器或加速度计)。可基于传感器数据估计装置的倾斜(相对于上下轴线)。接着可估计装置的高度，例如，基于眼睛高度或发射的声音与检测的声音之间的时间差。
用户可使用(例如)朝向临时端点投影的可见光或在展示画面的实时图像的显示器上投影的临时端点的指示符来调整临时端点的位置。一旦对位置满意，则用户可选择指示已识别所述端点的选项。
使用高度及倾斜估计，可估计从装置到第一端点的一维或二维距离405及从装置到第二端点的一维或二维距离410。另外，还可估计第一端点与第二端点之间的对象的尺寸(例如，通过识别两个距离的水平分量之间的差)。传感器数据的使用可允许(例如)仅基于视觉数据不能计算的距离确定及/或可提供比仅基于视觉数据的确定准确的距离估计。
图5展示用于与用户交互以估计所关心的距离的方法500的实例。在一些实施例中，方法500的全部或部分在装置(例如，便携式装置、移动装置、电子装置、蜂窝式电话等)上执行。在505，接收用户输入。所述输入可指示用户希望估计真实世界距离。请求可包含(例如)用户希望接收装置到端点距离的估计及/或与装置无关的距离的估计的指示。所述输入可包含(例如)程序的初始化。所述输入可包含触摸或选择图示或按钮、键命令等。可经由用户输入组件(例如，触摸屏显示器、键盘、鼠标等)接收输入。
在510，确定是否校准(或重新校准)传感器。传感器可包含(例如)一或多个加速度计或倾斜传感器。频繁校准可改进距离估计(例如，归因于传感器在装置内的位置移位)。同时，在一些实施例中，校准频率受限制，(例如)以减少用户不方便性、处理花费等。
在一些情况下，在每一距离估计之前或在每一与装置无关的距离估计之后校准传感器。因此，在一些情况下，方法500不包含明确的校准决策，且可自动从505前进到515。在一些情况下，传感器经校准，接着为距离估计程序的一些或全部初始化。在一些情况下，基于(例如)从先前校准以来的时间、用户偏好及/或先前校准的程度来确定是否校准传感器。举例来说，如果从先前校准以来的时间超过阈值(例如，1小时、2小时、6小时、12小时、24小时、2天、一周、两周、一个月等)、用户指示可或应频繁地执行校准(例如，以增加距离估计准确度)及/或如果先前确定的校准超过阈值，则可确定校准传感器。
如果确定校准传感器，则方法500可继续到515，在515，指导用户按一或多个特定方式定位装置(例如，容纳传感器及/或蜂窝式电话)。指导可包含呈现于容纳传感器的装置的显示器上的图形或文本。在一个实施例中，指导用户将装置放置于地板(或平坦水平表面)上且接着靠着墙壁(或平坦垂直表面)。如上所述，在一些实施例中，用户不需要以特定方式定位装置。举例来说，可在一时间段内收集数据以识别数据类型之间的关系(例如，见图3A到3C及相关联的文本)，及/或可在预测装置处于特定位置(例如，当其处于充电站中时)的时间段期间收集数据。
在520，接着可校准传感器。在一些情况下，校准包括识别及/或存储一或多个校准缩放因数、系数及/或线性或非线性方程。可按本文中描述或此项技术中已知的任何方式确定校准。校准可基于在用户在515处定位装置之后接收或在如上所述的另一时间段期间接收的传感器数据(例如，加速度计数据)。
如果确定不需要校准传感器及/或在校准后(但在一些实施例中，可在525到550后执行校准)，方法500继续到525。在525，估计高度(例如，装置相对于地面的高度)。举例来说，可使用关于图1描述的技术来估计高度。在一种情况下，可指导用户按特定方式定向装置，使得信号从装置直接向下发射到地面，从地面反射，且由装置检测。发射的信号与检测的信号之间的时间差可用以估计高度。在一种情况下，基于在人口统计学或人群中的平均、中值或最频值眼睛高度来估计高度。
在530，可指导用户将装置或装置的一部分指向端点。举例来说，例如“将装置的顶部指向待测量的距离的端部”的文本可显示于装置的屏幕上。在一些情况下，装置包括经配置以输出可见光的激光，使得用户可看出装置或装置的组件正指向何处。一旦对端点的位置(基于观测的激光光位置)满意，用户可选择捕获数据(例如，发射及检测的信号的时间戳)的选项。在一些实施例中，不提供将装置指向端点的明确指导，但通常可理解基于其它线索(例如，图示、点的激光光照明等)来如此进行。
在535，可估计从装置到端点的多维距离。估计可包含如关于图1揭示的任何特征。举例来说，信号可从装置发射，且随后由装置检测。发射的信号与检测的信号之间的时间差可用以估计一维距离。另外，可从传感器获得测量(例如，加速度测量)，所述测量可用以估计装置倾斜。基于估计的装置倾斜、一维距离及估计的高度，可估计多维距离(例如，使用三角测量方法)。
在540，可向用户显示距离。在一些情况下，仅显示距离的部分。举例来说，显示的距离可包含分开装置与端点的一维直接距离、装置与端点之间的水平间隔及/或垂直间隔。在一些情况下，不显示此距离。
可重复530到540中的一者、一者以上或全部，使得估计到第二端点的距离。在545，可估计端点之间的距离。因此，可估计与装置无关的距离。与装置无关的距离可为一维、二维或三维距离，及/或可包含(例如)水平间隔、绝对间隔、垂直间隔等。
在550，向用户显示估计的与装置无关的距离。在一些情况下，显示数值估计(例如，具有单位)。在一些情况下，将估计的与装置无关的距离叠加于图像上。虽未在图5中展示，但在一些情况下，存储或传输(例如，经由无线网络)传感器校准、高度估计、估计的一维距离、来自535的估计的多维距离及/或估计的与装置无关的距离n。
图6展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统600。所述系统可包含装置，所述装置可为便携式装置、移动装置、电子装置等(例如，蜂窝式电话、智能手机、个人数字助理、平板计算机、膝上型计算机、数码相机、手持型游戏装置等)。如所示，系统600包含可由用户610使用的装置605(例如，蜂窝式电话)。装置605可包含收发器615，收发器615可允许装置发送及/或接收数据及/或语音通信。装置605可连接(例如，经由收发器615)到网络620(例如，无线网络及/或因特网)。经由无线网络，装置605可能能够与外部服务器625通信。
装置605可包含麦克风630。麦克风630可准许装置605收集或捕获来自装置的周围实际环境的音频数据。装置605可包含扬声器635以发射音频数据(例如，在呼叫期间从另一装置上的用户接收，或由装置产生以指导或通知用户610)。装置605可包含显示器640。显示器640可向用户610呈现实时或非实时图像。显示器640可向用户610呈现指令，所述指令与对于距离估计所需的动作有关。显示器640可向用户610呈现估计的距离。装置605可包含用户输入组件645。用户输入组件645可包含(例如)按钮、键盘、数字小键盘、触摸屏显示器、鼠标等。用户输入组件645可允许(例如)用户610请求距离估计、识别端点的类型、请求校准、跳过校准等。
虽未图示，但装置605还可包含成像组件(例如，相机)。成像组件可包含(例如)透镜、光源等。装置605可包含传感器，例如，加速度计或倾斜传感器。装置605可包含信号发射组件，例如，发射器、天线、激光、光源、声纳投射器等。装置605可包含信号检测组件，例如，接收器、天线、相机、声学换能器等。
装置605可包含处理器650，及/或装置605可耦合到具有处理器655的外部服务器625。处理器650及/或655可执行任何上述过程的部分或全部。在一些情况下，在装置605上在本地执行传感器校准、装置位置信息(例如，高度及/或倾斜)的估计、到一或多个端点的一维距离的估计及/或端点之间的距离的估计。
装置605可包含存储装置660，及/或装置605可耦合到具有存储装置665的外部服务器625。存储装置660及/或665可存储(例如)校准数据(例如，当校准装置时应使同时传感器测量相关的方式、查找表、过去的校准、过去校准的时间、当前校准变量或方程等)、位置数据(例如，平均装置高度、基于发射/检测的信号估计的装置高度、用以估计装置高度的信号数据、估计的装置倾斜、传感器数据与倾斜之间的关系、查找表等)及/或距离数据(例如，估计的一维距离、估计的多维距离、估计的与装置无关的距离等)。
举例来说，可捕获传感器数据。使用存储于校准数据库670中的校准变量及/或关系及传感器数据，可确定校准(例如，系数、方程、模型等)(且在一些情况下，还将所述校准存储于数据库中)。可捕获额外传感器数据(其可能已经校准及/或经受校准处理)。可估计装置的位置(例如，高度及角度位置)(例如，使用额外传感器数据)。举例来说，由经校准的加速度计收集或经收集且接着经受校准处理的加速度数据可允许估计装置角度。作为另一实例，可估计装置高度(例如，基于发射的信号与接收的信号之间的时间差及/或平均装置高度)。位置数据(例如，估计的装置高度及/或角度)可存储于位置数据库675中。可估计从装置到端点的一或多个距离(例如，基于装置位置数据、发射的信号与接收的信号之间的时间差等)。这些估计的距离可存储于距离数据库680中。可使用多个装置到端点距离估计真实世界与装置无关的距离(例如，在多个端点之间的真实世界与装置无关的距离)。估计的距离还可或替代地存储于距离数据库680中。
图7展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统700。系统700的部分或全部可包含于便携式装置、移动装置、电子装置等(例如，蜂窝式电话、智能手机、个人数字助理、平板计算机、膝上型计算机、数码相机、手持型游戏装置等)中。如所示，系统700包含高度估计器705。高度估计器705可估计装置(例如，蜂窝式电话)的高度，例如，装置相对于地平面或地板平面的高度。可估计高度，例如，基于经验高度数据。可从经验高度数据库710存取经验高度数据。经验高度数据可包含单个预测高度(例如，基于持有装置的用户的平均高度)、人口统计学特定预测高度、使用算法或模型预测的高度等。
在一些情况下，高度估计器705使用传感器数据估计高度(还伴随着或不伴随使用经验数据)。举例来说，高度估计器705可耦合到装置到端点距离估计器715。高度估计器705及装置到端点距离估计器715各自描绘为耦合到信号发射器及检测器720。如本文中所使用，第一组件到第二组件的耦合(例如，高度估计器705与信号发射器及检测器720之间的耦合或装置到端点距离估计器715与信号发射器及检测器720之间的耦合)可包含其中第一组件包括第二组件(例如，高度估计器705包括信号发射器及检测器720，或装置到端点距离估计器715包括信号发射器及检测器720)的情况。
信号发射器及检测器720(或另一组件)可指导用户定向装置，使得装置的一部分(例如，信号发射器及/或检测器)指向地面。还可经由在显示器725上呈现的指令来指导用户如此做。用户可经由用户输入组件730(例如，触摸屏或小键盘)确认装置如所指导而定向。信号发射器及检测器720可接着通过信号发射器及检测器720发射第一信号且检测第二信号，如本文中进一步详细地描述。应理解，虽然图7将系统700展示为包含信号发射器及检测器720，但其它实施例包含与信号检测器分开的信号发射器。其它变化也是可能的(例如，高度估计器705包括信号发射器及检测器720，或系统700包含多个信号发射器及检测器720)。高度估计器705可识别发射的信号与检测的信号之间的时间差，且基于所述时间差估计装置与地面之间的距离。估计的距离可识别为装置的估计高度。
系统700可进一步包含倾斜估计器735。倾斜估计器735可包含传感器，例如，加速度计740或倾斜传感器。传感器可耦合到校准器745。系统700可经配置以重复校准传感器。举例来说，可指导用户(例如，经由显示器725)按一或多个特定方式(例如，水平及/或垂直地)定向装置。用户可使用用户输入组件730确认已如所指导而定向装置。校准器745可使用传感器数据(例如，来自加速度计740的数据)来校准传感器。因此，在一些实施例中，系统700包含两个类型的传感器(例如，信号发射器及检测器720及加速度计740)及两个类型的传感器数据(例如，与由信号发射器及检测器720发射及接收的信号相关联的信息及来自加速度计740的数据)。
倾斜估计器735可(在一或多个校准后)估计装置的倾斜。举例来说，倾斜估计器735可估计当朝向端点成角度地定位装置时装置的倾斜。用户可经由用户输入组件730指示其希望在特定情况下估计倾斜。
系统700可包含装置到端点距离估计器715。装置到端点距离估计器715可估计从装置到端点的距离。端点可包含在装置正下方的地平面或地板平面处的端点(例如，以估计装置的高度)或另一端点(例如，在不在装置正下方的地平面或地板平面处)。举例来说，基于由高度估计器705估计的高度及由倾斜估计器735估计的倾斜，装置到端点距离估计器715可使用三角测量技术(例如，通过应用毕达哥拉斯(Pythagorean)定理)来估计到地平面端点的距离。作为另一实例，信号发射器及检测器720可识别与发射的信号及检测的信号相关联的一或多个时间(例如，时间差)，且可基于估计的信号的速度且使用与信号速度及时间有关的方程序来估计一维距离。可通过多维距离估计器750将一维距离转换成多维距离。
多维距离估计器750可将一维距离转换到多维距离，例如，基于从高度估计器705接收的装置的高度的估计及/或从倾斜估计器735接收的装置的倾斜的估计。举例来说，多维距离估计器750可包含三角测量算法755。如果假定装置的高度及倾斜已知，且如果假定用户已朝向地平面端点定向装置，则可估计装置与端点之间的水平及垂直间隔。
使用多个装置到端点距离估计(例如，由装置到端点距离估计器715估计)，与装置无关的距离可由与装置无关的距离估计器760估计。举例来说，与装置无关的距离估计器可识别由装置到端点距离估计器715估计的两个距离的水平分量之间的差，每一水平分量对应于不同端点。因此，例如，用户可朝向对象的第一端且随后朝向所述对象的第二相对端定向装置，且可估计对象的端部之间的距离。
如图8中说明的计算机系统可并入为先前描述的计算机化装置的部分。举例来说，计算机系统800可表示本申请案中论述的移动装置及/或远程计算机系统的组件中的一些。图8提供可执行由如本文中描述的各种其它实施例提供的方法及/或可充当外部服务器625及/或移动装置605的计算机系统800的一个实施例的示意性说明。应注意，图8仅意欲提供各种组件的一般化说明，可适当地利用其中的任一者或全部。因此，图8广泛地说明如何可以相对分开或相对更集成的方式实施个别系统元件。
展示计算机系统800包括可经由总线805电耦合(或可适当地以其它方式在通信中)的硬件元件。硬件元件可包含一或多个处理器810，包含(但不限于)一或多个通用处理器及/或一或多个专用处理器(例如，数字信号处理芯片、图形加速处理器及/或其类似者)；一或多个输入装置815，其可包含(但不限于)鼠标、键盘及/或其类似者；以及一或多个输出装置820，其可包含(但不限于)显示装置、打印机及/或其类似者。
计算机系统800可进一步包含一或多个存储装置825(及/或与一或多个存储装置825通信)，存储装置825可包括(但不限于)本地及/或网络可存取存储器，及/或可包含(但不限于)磁盘驱动器、驱动器阵列(drive array)、光学存储装置、例如随机存取存储器(“RAM”)及/或只读存储器(“ROM”)等固态存储装置(其可经编程、可快闪更新及/或其类似者)。这些存储装置可经配置以实施任何适当数据存储器，包含(但不限于)各种文件系统、数据库结构及/或其类似者。
计算机系统800还可包含通信子系统830，通信子系统830可包含(但不限于)调制解调器、网络卡(无线或有线)、红外线通信装置、无线通信装置及/或芯片组(例如，BluetoothTM装置、802.11装置、WiFi装置、WiMax装置、蜂窝式通信设施等)及/或其类似者。通信子系统830可准许与网络(例如，以下描述的网络，仅举一个实例)、其它计算机系统及/或本文中描述的任何其它装置交换数据。在许多实施例中，计算机系统800将进一步包括工作存储器835，工作存储器835可包含如上所述的RAM或ROM装置。
计算机系统800还可包括展示为当前位于工作存储器835内的软件元件，包含操作系统840、装置驱动程序、可执行程序库及/或其它程序代码(例如，一或多个应用程序845)，其可包括由各种实施例提供的计算机程序，及/或可经设计以实施由如本文中描述的其它实施提供的方法及/或配置由如本文中描述的其它实施提供的系统。仅以实例说明，关于以上论述的方法描述的一或多个程序可实施为可由计算机(及/或计算机内的处理器)执行的程序代码及/或指令；在一方面中，接着，这些程序代码及/或指令可用以配置及/或调适通用计算机(或其它装置)以执行根据所描述的方法的一或多个操作。
这些指令及/或程序代码的集合可存储于计算机可读存储媒体(例如，以上描述的存储装置825)上。在一些情况下，存储媒体可并入于例如系统800等计算机系统内。在其它实施例中，存储媒体可与计算机系统(例如，可移除式媒体，例如，光盘)分开，及/或提供于安装封装中，使得存储媒体可用以通过存储于其上的指令/程序代码编程、配置及/或调适通用计算机。这些指令可呈可由计算机系统800执行的可执行程序代码的形式，及/或可呈源及/或可安装程序代码的形式，源及/或可安装程序代码在于计算机系统800上编译及/或安装(例如，使用各种一般可利用的编译器、安装程序、压缩/解压缩公用程序等中的任一者)后接着呈可执行程序代码的形式。
对所属领域的技术人员显而易见，可根据具体要求进行实质变化。举例来说，还可使用定制硬件，及/或可以硬件、软件(包含便携式软件，例如，小程序等)或两者来实施特定元件。另外，可使用到例如网络输入/输出装置等其它计算装置的连接。
如上提到，在一个方面中，一些实施例可使用计算机系统(例如，计算机系统800)来执行根据各种实施例的方法。根据一组实施例，这些方法的程序中的一些或全部由计算机系统800响应于处理器810执行工作存储器835中含有的一或多个序列的一或多个指令(其可并入到操作系统840及/或例如应用程序845等其它程序代码内)而执行。这些指令可从例如存储装置825中的一或多者等另一计算机可读媒体读取到工作存储器835内。仅以实例说明，在工作存储器835中含有的所述序列的指令的执行可使处理器810执行本文中所描述的方法的一或多个程序。
如本文中使用的术语“机器可读媒体”及“计算机可读媒体”指参与提供使机器按特定方式操作的数据的任何媒体。计算机可读媒体及存储媒体不指暂时性传播信号。在使用计算机系统800实施的实施例中，各种计算机可读媒体可涉及于将指令/程序代码提供到处理器810以供执行，及/或可用以存储这些指令/程序代码。在许多实施方案中，计算机可读媒体为实体及/或有形存储媒体。此媒体可呈非易失性媒体或易失性媒体的形式。非易失性媒体包含(例如)光盘及/或磁盘，例如，存储装置825。易失性媒体包含(但不限于)动态存储器，例如，工作存储器835。
实体及/或有形计算机可读媒体的常见形式包含(例如)软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、打孔卡、纸带、具有孔的图案的任何其它实体媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣等。
以上论述的方法、系统及装置为实例。各种配置可适当地省略、代替或添加各种程序或组件。举例来说，在替代配置中，可按不同于所描述的次序的次序执行所述方法，及/或可添加、省略及/或组合各种阶段。而且，在各种其它配置中可组合关于某些配置而描述的特征。可按类似方式组合所述配置的不同方面及元件。而且，技术演进，且因此，元件中的许多者为实例且不限制本发明或权利要求书的范围。
在描述中给出特定细节以提供对实例配置(包含实施方案)的透彻理解。然而，可在无这些具体细节的情况下实践诸配置。举例来说，已在无不必要的细节的情况下展示熟知电路、过程、算法、结构及技术以便避免混淆所述配置。此描述仅提供实例配置，且不限制权利要求书的范围、适用性或配置。相反，所述配置的先前描述将向所属领域的技术人员提供用于实施所描述的技术的令人能够实现的描述。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可进行元件的功能及配置的各种改变。
而且，可将配置描述为描绘为流程图或框图的过程。虽然每一者可将操作描述为连续过程，但可并行地或同时执行许多操作。此外，可重新排列操作的次序。过程可具有图中未包含的额外步骤。此外，方法的实例可由硬件、软件、固件、中间软件、微码、硬件描述语言或其任何组合实施。当以软件、固件、中间软件或微码实施时，用以执行必要任务的程序代码或码段可存储于例如存储媒体等非暂时性计算机可读媒体中。处理器可执行所描述的任务。
已描述了若干实例配置，在不脱离本发明的精神的情况下，可使用各种修改、替代构造及等效物。举例来说，以上元件可为较大系统的组件，其中其它规则可优先于或以其它方式修改揭示的实施例的应用。而且，可在考虑以上元件之前、期间或之后采取许多步骤。因此，以上描述不限定权利要求书的范围。

Claims (29)

1.一种用于估计真实世界距离的方法，所述方法包括：
校准移动装置的倾斜敏感传感器；
估计所述移动装置的高度；
从所述倾斜敏感传感器接收与倾斜有关的数据；
基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的倾斜；
发射第一信号；
检测第二信号；以及
估计所述移动装置与端点之间的距离，
其中所述估计的高度及所述估计的距离中的至少一者是基于所述检测的第二信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
从所述倾斜敏感传感器接收第二与倾斜有关的数据；
基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的第二倾斜；
估计所述移动装置与第二端点之间的第二距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：基于所述估计的距离及所述估计的第二距离估计与装置无关的距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
基于所述估计的距离、所述估计的倾斜及所述估计的高度估计所述移动装置与所述端点之间的多维距离，其中所述估计的距离为一维距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计的距离为多维距离。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：在其它多维距离的每一随后估计之前重新校准所述倾斜敏感传感器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述端点包括地平面端点。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
朝向第二端点发射第三信号，所述第二端点经预测为在所述移动装置的信号发射组件正下方；
检测第四信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信号及所述第二信号各自包括声纳信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述倾斜敏感传感器包括：
接收第一校准数据，所述第一校准数据与所述与倾斜有关的数据不同；
使所述第一校准数据与所述移动装置的水平定向相关联；
接收第二校准数据，所述第二校准数据与所述与倾斜有关的数据且与所述第一校准数据不同；以及
使所述第二校准数据与所述移动装置的垂直定向相关联。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述倾斜敏感传感器包括加速度计。
12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在估计所述距离之前通过激光束照明所述端点。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法全部在所述移动装置上执行。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述移动装置包括蜂窝式电话。
15.一种用于估计真实世界距离的系统，所述系统包括：
高度估计器，其用于估计移动装置的高度，所述估计的高度是相对于地平面；
倾斜估计器，其用于估计移动装置的倾斜；
校准器，其用于校准所述倾斜估计器；
信号发射器及检测器，其用于发射第一信号且检测第二信号；
移动装置到端点距离估计器，其用于估计所述移动装置与端点之间的多维距离；以及
显示器，其用于呈现一或多个距离，
其中所述高度估计器及所述移动装置到端点距离估计器中的至少一者耦合到所述信号发射器及检测器。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述一或多个距离包括所述估计的多维距离。
17.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括：
与装置无关的距离估计器，其用于估计所述端点与另一端点之间的距离，所述与装置无关的距离估计器耦合到所述移动装置到端点距离估计器。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述倾斜估计器包括加速度计。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述高度估计器耦合到所述信号发射器及检测器。
20.一种用于估计真实世界距离的系统，所述系统包括：
用于校准移动装置的倾斜敏感传感器的装置；
用于估计所述移动装置的高度的装置；
用于接收与倾斜有关的数据的装置；
用于基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的倾斜的装置；
用于发射第一信号的装置；
用于检测第二信号的装置；以及
用于估计所述移动装置与端点之间的距离的装置，
其中所述用于估计所述高度的装置及所述用于估计所述距离的装置中的至少一者分析与所述检测的第二信号相关联的时间。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述用于估计所述移动装置的所述高度的装置包括存取经验高度数据库的高度估计器。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述用于接收与倾斜有关的数据的装置包括所述倾斜敏感传感器，且其中所述倾斜敏感传感器包括加速度计。
23.根据权利要求20所述的系统，其中所述用于发射所述第一信号的装置包括声纳投射器。
24.根据权利要求20所述的系统，其中所述用于检测所述第二信号的装置包括声学换能器。
25.根据权利要求20所述的系统，其中所述时间是相对于对应于所述检测的第二信号的所发射信号的第二时间。
26.一种计算机可读媒体，其含有执行以下步骤的程序：
校准移动装置的倾斜敏感传感器；
估计所述移动装置的高度；
从所述倾斜敏感传感器接收与倾斜有关的数据；
基于所述接收的与倾斜有关的数据估计所述移动装置的倾斜；
致使第一信号被发射；
检测第二信号；以及
估计所述移动装置与端点之间的距离，
其中所述估计的高度及所述估计的距离中的至少一者是基于所述检测的第二信号。
27.根据权利要求26所述的计算机可读媒体，其中估计所述距离包括应用三角测量技术。
28.根据权利要求26所述的计算机可读媒体，其中所述程序进一步执行以下步骤：
呈现定向所述移动装置使得朝向所述端点定向所述移动装置的信号发射组件的指令。
29.根据权利要求26所述的计算机可读媒体，其中所述程序进一步执行以下步骤：
基于所述估计的距离及估计的第二距离估计与装置无关的距离。
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