CN110088711B - 磁干扰检测与校正 - Google Patents

Abstract

混合现实系统使得磁传输设备传输磁场信号。混合现实系统还使得磁场感测设备确定该磁场信号的测量。然后，混合现实系统使用一个或多个输入设备来标识磁干扰对象位于与磁传输设备和磁场感测设备两者相同的环境内。混合现实系统还确定磁干扰对象在磁传输设备或磁场感测设备上正在施加的磁场干扰的一个或多个特性。然后，混合现实系统基于磁场干扰的一个或多个特性来计算对姿势估计模型的调整。姿势估计模型用于计算磁传输设备或磁场感测设备中的至少一个的姿势。

Description

磁干扰检测与校正

背景技术

计算机和计算系统几乎已经影响了现代生活的每个方面。计算机通常涉及工作、娱乐、医疗保健、交通、娱乐、家庭管理等。

包括虚拟现实系统和增强现实系统的混合现实计算机系统最近因其为用户创建沉浸式体验的能力而受到极大关注。传统的增强现实系统通过在现实世界中可视地呈现虚拟对象来创建增强现实场景。相比之下，传统的虚拟现实系统创建了更加沉浸式的体验，使得用户的整个视图被虚拟世界所阻碍。如本文所使用的，混合现实、增强现实和虚拟现实系统被可互换地描述和引用。然而，一般而言，“混合现实”将用于广泛地描述各种技术。除非特别说明或除非特别要求，否则如本领域技术人员所理解的，本文的描述同样应用于任意类型的混合现实系统，包括增强现实系统、虚拟现实系统和/或能够向用户显示虚拟对象的任意其他类似系统。

硬件能力和绘制技术的持续进步极大地增加了在混合现实环境中向用户显示的虚拟对象和场景的真实性。例如在混合现实环境中，虚拟对象可以给出虚拟对象是现实世界的一部分的印象的这种方式被放置在现实世界中。当用户在现实世界中移动时，混合现实环境自动更新，使得为用户提供虚拟对象的正确视角和视图；这种混合现实环境被称为场景。

将用户沉浸到混合现实环境中创建了许多挑战和困难，这些挑战和困难扩展到仅仅向用户呈现场景之外。例如在关于允许用户在混合现实场景中与虚拟对象交互的技术的领域存在重大兴趣。各种系统和方法用于向用户提供这种交互能力。为了准确地跟踪用户与其虚拟环境的交互，这些各种系统和方法通常需要克服操作环境中存在的某些干扰。解决这种干扰的技术解决方案将推动本领域的发展。

本文要求保护的主题不限于解决任意缺点或仅在诸如上述那些环境的环境中操作的实施例。相反，提供该背景技术仅用于说明可以实践本文描述的一些实施例的一个示例性技术领域。

发明内容

本文公开的实施例包括使得磁传输设备传输磁场信号的系统、计算机可读介质和方法。所公开的实施例还使得磁场感测设备确定对磁场信号的测量。所公开的实施例然后使用一个或多个输入设备来标识磁干扰对象位于与磁传输设备和磁场感测设备两者相同的环境内。所公开的实施例还确定磁干扰对象正在磁传输设备或磁场感测设备上施加的磁场干扰的一个或多个特性。然后，所公开的实施例基于磁场干扰的一个或多个特性来计算对姿势估计模型的调整。姿势估计模型用于计算磁传输设备或磁场感测设备中的至少一个的姿势。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍概念的选择，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，而不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附加的特征和优点将在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本文包含的教导的实践来学习。借助于所附权利要求中特别指出的仪器和组合，可以实现和获得本发明的特征和优点。从以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他目的和特征将变得更加明显，或者可以通过如下所述的本发明的实践来学习。

附图说明

为了进一步阐明本发明的上述和其他优点和特征，将通过参考在附图中示出的本发明的特定实施例来呈现本发明的更具体的描述。应理解，这些附图仅描绘了本发明的所示实施例，并且因此不应被视为限制其范围。通过附图的使用，将用附加的特征和细节来描述和解释本发明，在附图中：

图1示出了混合现实系统和相关联的设备的实施例的示意图。

图2示出了由用户使用的混合现实设备的实施例。

图3示出了彼此通信的混合现实设备的实施例的示意图。

图4示出了彼此通信的混合现实设备的另一实施例的示意图。

图5示出了混合现实环境的实施例内的用户。

图6示出了混合现实环境中的磁干扰对象的实施例。

图7示出了可以遵循以检测和补偿源自外来对象的干扰的示例性方法中的步骤。

具体实施方式

本文公开的实施例包括检测和减轻混合现实计算系统的各种磁传感器设备之间的磁干扰的系统、计算机可读介质和方法。为此，在至少一个公开的实施例中，混合现实系统使磁传输设备传输磁场信号。然后，混合现实系统使得磁场感测设备确定该磁场信号的测量。混合现实系统通过扫描磁场感测设备所位于的环境来进行确定。例如混合现实系统将使用视觉、深度和/或其他传感器扫描环境以定位和标识也在相同环境内的外来对象。此后，混合现实系统确定外来对象施加在磁传感器(诸如包括在体上设备中的磁传感器)上的磁场干扰量。一旦确定了这种干扰，混合现实系统计算至少一个体上设备(例如手持设备)相对于至少一个其他体上设备(例如头戴式设备)的姿势。通过校准/校正磁场信号的测量以补偿确定的磁场干扰量来计算该姿势。

如本文所使用的，“磁传感器设备”和“体上设备”互换使用。更具体地，体上设备用作磁传感器设备的示例，磁传感器设备可被配置为执行本文公开的各种实施例。可以理解的是，本文公开的实施例的范围不限于特定形式或设备，而是可以在超出体上设备的各种不同实施例中实现。

因此，本文描述的实施例克服了整个传统技术中普遍存在的许多缺陷。例如所公开的实施例提供减轻噪声磁环境的系统、方法和装置。这样，所公开的实施例在其姿势估计方面提供了比其他方式可能的更高的准确度。此外，这些实施例提供了许多其他实质性益处，这些益处将在本公开的整个其余部分中描述。

以下讨论可以涉及可以被执行的多种方法和方法动作。虽然方法动作可以按特定顺序讨论或在流程图中被图示为以特定顺序发生，但除非明确说明或要求，否则不需要特定排序，因为动作取决于动作被执行之前完成的另一动作。

首先，图1示出了与磁传输设备160、磁场感测设备170、网络180和服务器190通信的混合现实系统100的实施例的示意图。将理解，为了示例和解释，提供了图1中和整个本申请中所示的各种模块、组件和设备。在附加或替代实施例中，混合现实系统可包括模块、组件和设备的不同组合。

所描绘的混合现实系统100包括一个或多个处理器120和存储器110。一个或多个处理器120和存储器110可以代表硬件组件和/或软件组件。混合现实系统100还包括传感器I/O模块130、姿势计算模块140和网络I/O模块150。在至少一个实施例中，传感器I/O模块130与一个或多个输入设备通信，所述输入设备提供对于生成混合现实环境有用的传感器信息。一个或多个输入设备可以包括姿势估计传感器，其被配置为跟踪磁传输设备或磁场感测设备中的至少一个的姿势。例如传感器I/O模块130可以与一个或多个相机、深度传感器、激光雷达、加速度计、陀螺仪、声纳以及在混合现实环境中有用的任意其他传感器通信。在所描绘的实施例中，传感器I/O模块130与磁传输设备160和磁场感测设备170通信。

在至少一个实施例中，磁传输设备160和磁场感测设备170用于确定用户在混合现实环境中的相对姿势。例如磁传输设备160可以被嵌入在混合现实耳机内，并且磁场感测设备170可以被嵌入在手持控制器内。当用户在混合现实环境中移动手持控制器时，混合现实系统100使得磁传输设备160传输已知的磁场信号。混合现实系统100还使手持式控制器内的磁场感测设备170在手持式控制器在不同位置之间移动时测量磁场信号的变化。磁场感测设备170将这些测量的变化传送到传感器I/O模块130。姿势计算模块140然后能够确定相对测量的变化。

在各种附加或替代实施例中，混合现实系统100还利用其他传感器设备来跟踪用户在混合现实环境中的相对姿势。例如混合现实系统100可以利用相机来跟踪手持控制器相对于混合现实耳机的姿势。例如每当手持式控制器位于相机的视场内时，相机可以跟踪放置在手持式控制器上的特定点(例如反射器)。类似地，手持式控制器可以包括惯性测量单元(“IMU”)，其也能够提供与手持式控制器有关的运动和跟踪数据。混合现实系统100能够选择依赖于特定传感器来计算姿势或者依赖于多个传感器的组合来计算姿势。

如下面将更全面地解释的，在至少一个实施例中，网络I/O模块150通过网络180与服务器190通信。网络I/O模块150接收与用户所在的特定混合现实环境相关联的数据。例如混合现实系统100可以从嵌入在环境本身内的传感器接收传感器数据。例如混合现实环境可以位于真实世界的房间内。摄像机可以附接到真实世界房间的墙壁和天花板上。服务器190向混合现实系统100提供对相机的访问。然后，姿势计算模块140能够在计算姿势时利用由相机提供的附加数据。

除了从服务器190接收新传感器数据之外，在至少一个实施例中，混合现实系统100接收描述可能存在于混合现实环境内的各种形式的干扰的数据。混合现实系统100还可以接收数据，该数据至少部分地指示用于减轻各种形式的干扰的方案。另外，在至少一个实施例中，混合现实系统100还向服务器传送关于由混合现实系统100检测到的各种形式的干扰和/或用于减轻各种形式的干扰的方案的新信息。

图2示出了由用户200使用的混合现实设备的实施例。图2中描绘的混合现实系统100包括定位在用户200上的头戴式显示器(“HMD”)210。在描述的实施例中，HMD 210包括类似于图1中描述的混合现实系统100。另外，HMD 210包括至少一个传感器单元212，其收集与混合现实环境有关的传感器信息。本领域技术人员将认识到，所描绘的系统可类似地在混合现实、增强现实、虚拟现实或任意其他类似努力中使用。

图2还描绘了手持控制器220。尽管图2仅示出了单个手持控制器220，但是本发明的实施例不仅仅限于图2中描绘的那些设备。例如本发明的实施例可以是被配置为同时使用多个体上设备。更进一步地，体上设备不仅需要手持式或头戴式。例如本发明的实施例可以被配置为利用任意类型的体上设备(例如安装在用户脚上的设备，安装在用户躯干上的设备等)。另外，本文公开的实施例还可以在混合现实环境之外实践。例如用户可以使用本文公开的系统、方法和装置来控制传统计算机。

手持式控制器220可包括一个或多个IMU。通过操纵手持控制器220，用户200可以与混合现实环境交互并向HMD 210提供用户输入。该输入可以包括例如控制和移动混合现实场景中包括的虚拟对象。可以提供各种各样的用户输入。因此，图2呈现了可穿戴的混合现实系统100，其利用手持和头戴式设备。这些设备(即HMD 210和手持控制器220)一起使用户能够精确且快速地控制混合现实计算系统。

诸如图2中描绘的手持式控制器220的体上设备可以使用磁场信号来允许手持式控制器220相对于HMD 210中的传感器单元212的姿势的测量。在至少一个实施例中，磁场信号、HMD 210和手持式控制器220一致地工作以确定手持式控制器220如何相对于HMD 210取向/定位(即其“姿势”)。确定手持设备相对于HMD 210的姿势增强了呈现给用户200的混合现实场景。

例如假设混合现实计算系统100呈现用户200具有附接到他/她的手臂的虚拟对象(例如枪、激光、手表等)的场景。该场景可以被设计为允许用户200使用虚拟对象来前进通过场景的阶段(例如或许用户可能使用枪来对抗恶棍)。结果，用户200将移动并与场景中描绘的图像交互。虚拟对象应与用户的移动一致移动。实际上，为了提供增强的体验，虚拟对象应该遵循用户的特定手臂动作。因此，虚拟对象的准确姿势定位(其通过HMD 210和手持控制器220之间的通信来实现)将更好地使用户200能够前进通过场景的各个阶段。

图3提供了混合现实计算系统如何确定体上设备的姿势的高级概述。例如图3示出了彼此通信的混合现实设备的实施例的示意图。如如描绘的，混合现实系统100通过使体上设备中的至少一个(例如HMD 210)传输多个磁场信号300来操作。当HMD 210正在传输磁场信号300时，不同的设备(例如手持式控制器220)将测量接收的磁场信号。然后可以使用近场衰减关系和来自多个磁场信号300的测量指示来计算体上设备(例如手持式控制器220)的姿势。

图3还示出了辅助通信信道310可以在两个设备之间被维护。辅助通信信道310用于在两个设备之间传送数据并且使混合现实系统100的各种设备之间的其他通信同步。辅助通信信道310可以与用于传输磁场信号的信道不同。例如辅助通信信道310可以是BLUETOOTH ^TM信道或其他类型的无线通信的形式。

图4呈现了混合现实系统100的设备的替代描绘。例如图4示出了彼此通信的混合现实设备的另一实施例的示意图。特别地，发射机400被描绘为向接收机410发射磁场信号420。发射机400可以嵌入在磁传输设备160内。接收机410可以嵌入在磁场感测设备170内。至少在一个附加或替代实施例中，磁传输设备160和/或磁场感测设备170包括能够发射和接收磁场信号的磁收发机。

尽管未在图中示出，但HMD 210(以及甚至其他体上设备)也将包括其他传感器。为了说明，HMD 210可包括一个或多个相机(例如彩色和/或黑和白)、深度传感器、红外传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计等。可出于各种原因使用这些其他传感器。作为示例而非限制，混合现实系统100的传感器可用于检测系统正被操作的环境中的对象。混合现实系统100不仅可以使用传感器来检测对象，混合现实系统100还可以使用传感器来试图标识那些对象实际上是什么。

例如假设来自图2的用户200在起居室中使用混合现实系统100。大多数起居室中具有包括在其内的各种对象(例如沙发、桌子、灯等)。使用其传感器，混合现实系统100检测并标识那些起居室对象。更进一步地，混合现实系统100可以使用那些对象来开发并向用户200呈现混合现实场景(例如混合现实系统100可以将沙发显示为着火，或者反派破坏通过墙壁)。

如上所述，体上设备(例如来自图2的手持式控制器220)也可包括这些传感器。结果，HMD 210和各种体上设备可用于理解环境并创建该环境的工作模型。一旦创建了该模型，混合现实系统100就跟踪对象并使用该环境来创建更好的混合现实场景。如前所述，深度传感器可用于理解环境中的对象的深度，并且可以促进标识那些对象是什么的过程。因此，使用其传感器，混合现实系统100可以生成环境的工作模型并使用该模型来增强任意混合现实场景。

图5示出了混合现实环境的实施例内的用户200。混合现实环境包括真实世界桌子500。根据该桌子500被制造的材料类型，桌子500可能在HMD 210和手持控制器220之间的通信中引入磁干扰。例如黑色金属和其他类型的导电金属(甚至一些电气系统)可以干扰HMD210和其他体上设备(例如手持式控制器220)之间的磁场信号测量。该干扰可能导致混合现实系统100计算手持设备220的不正确姿势，这可能导致偏斜或以其他方式不正确的混合现实场景(例如由于干扰，混合现实系统100可能显示用户手臂上的虚拟对象未处于正确位置)。

图6示出了混合现实环境中的磁干扰对象的实施例。特别地，图6提供了磁干扰对象(例如桌子500)如何在发射机410和接收机400之间引入干扰610的概括概述。在至少一个实施例中，混合现实系统100能够检测和减轻由磁干扰对象造成的磁干扰。例如结合磁传输使用上述传感器，混合现实计算系统100可以检测并可选地校正磁场干扰。

在至少一个实施例中，混合现实系统100可以使发射机410的线圈(例如手持设备220或HMD 210中的磁场信号发射机)“双重目的化”或者更确切地说“重新目的化”，以被动地检测到磁干扰对象(例如桌子500)位于与磁传输设备160和磁场感测设备170相同的环境内。例如混合现实系统100周期性地使发射机中的线圈中的一些(或全部)切换到LC振荡器电路(或一些其他等效类型的系统)。当用作LC电路时，电路的谐振频率在金属(铁和非铁两者)的存在下发生偏移。混合现实系统100检测并测量该偏移。基于谐振频率的这种偏移，混合现实系统100检测到磁干扰对象的存在并补偿该干扰610。

在另外或替代实施例中，混合现实系统100通过用正弦波驱动发射线圈中的一个或多个来检测磁干扰对象位于与磁传输设备和磁场感测设备外部磁干扰相同的环境内。在用正弦波驱动线圈之后，混合现实计算系统100然后将尝试使用剩余线圈中的一个或多个来检测在磁干扰对象内创建的任意得到的涡流。

此外，在至少一个附加或替代实施例中，混合现实系统100通过使用非磁感测传感器来标识磁传输设备160或磁场感测设备170中的至少一个的估计的第一姿势，来标识磁干扰对象位于与磁传输设备160和磁场感测设备170相同的环境内。例如相机传感器可估计磁场感测设备170的第一估计姿势。然后，混合现实系统100使用磁感测传感器来标识磁场感测设备170中的至少一个的估计的第二姿势。基于估计的第一姿势和估计的第二姿势不在相互的预先确定的阈值内，混合现实系统100标识磁干扰对象位于与磁场感测设备170相同的环境中。

在另一个附加或替代实施例中，混合现实系统100通过从磁传输设备160以第一频率发射第一磁传输，来标识磁干扰对象位于与磁传输设备160和磁场感测设备170两者相同的环境中。磁场感测设备170接收第一磁传输的第一磁读数。磁传输设备160以第二频率发射第二磁传输。磁场感测设备170接收来自第二磁传输的第二磁读数。然后，混合现实系统100确定第一磁读数的特性和第二磁读数的特性不在彼此的预定阈值内。基于该确定，混合现实系统100标识磁干扰对象位于与磁传输设备160和磁场感测设备170两者相同的环境内。

如先前所建议的，混合现实系统100还能够利用其视觉、深度和其他传感器来生成基于实时原理图的环境模型。例如混合现实系统100内的相机使用图像识别来语义地标识环境内的对象，诸如金属桌子500。一旦桌子被标识，混合现实系统100就可以减轻由桌子引起的干扰。例如使用干扰的标准模型(例如与金属椅子或金属桌子相关联的公知干扰水平)，混合现实系统100调整其姿势估计模型以考虑这些估计和检测到的干扰。

在至少一个实施例中，混合现实系统100支持“环境意识”方面。例如混合现实系统100在混合现实计算系统100处于离线模式或实时时检测环境中的对象。例如用户可以携带磁场感测设备170穿过房间。此外，用户可以用磁场感测设备170扫描磁干扰对象。然后可以生成房间内的干扰模型。该模型可用于减轻环境中由磁干扰对象引起的干扰。另外，该模型可以通过网络180上载到服务器190。一旦模型被存储在服务器190中，未来用户可以下载模型并从其信息中受益，而无需从头开始构建模型。

这样，在各种实施例中，混合现实系统100使用一个或多个输入设备来标识磁干扰对象(例如桌子500)与磁传输设备160和/或磁场感测设备170两者位于相同的环境内。除了标识磁干扰对象的存在之外，混合现实系统100还确定磁干扰对象正在施加在磁传输设备160和/或磁场感测装置170上的磁场干扰610的一个或多个特性。一个或多个特性可以包括磁场信号幅度、频率、相位、与进行测量的物理位置有关的位置数据、以及其他有关特性中的一个或多个。

在至少一个实施例中，混合现实系统基于磁场干扰的一个或多个特性来计算对姿势估计模型的调整。姿势计算模块140使用姿势估计模型来计算磁传输设备160或磁场感测设备170中的至少一个的姿势。在至少一个实施例中，调整姿势估计模型包括减少与由磁场感测设备接收的值相关联的置信度加权。例如在标识出磁干扰对象的存在时，通过降低与从磁场感测设备170收集的测量相关联的置信度来调整姿势估计模块。姿势计算模块140然后更依赖于诸如相机的其他传感器，以确定用户的姿势。另外，在至少一个实施例中，相对于如由一个或多个特性所指示的磁场干扰610的大小来调整与磁场感测设备170相关联的置信度加权。例如较高磁场干扰610使混合现实系统100降低与磁场感测设备170相关联的置信度加权。

在另外或替代实施例中，调整姿势估计模型包括计算干扰源模型以补偿磁场干扰610的一个或多个特性。计算干扰源模型可包括访问理想磁场模型，理想磁场模型描述在理想情况下的磁传输设备150和磁场感测设备170之间的磁通信。然后基于对理想磁场模型和磁场感测设备170接收的磁场信号两者的分析来计算干扰模型。例如干扰模型可以包括数学变换，数学变换将由磁场感测设备170接收的磁场信号转换为理想磁场模型。然后使用干扰模型将所接收的磁场信号转换成正确的姿势估计。

本领域技术人员将理解，仅出于示例的目的提供了使用干扰模型来调整姿势估计模型。在附加或替代实施例中，可以使用用于调整姿势估计模型的各种其他设备。例如可以使用超时学习调整的机器学习系统来调整姿势估计模型。类似地，可以使用从其他传感器取回的信息来调整姿势估计模型。例如磁场感测设备170可以在相机的视野内可见。使用由相机收集的姿势数据，混合现实系统100可以调整姿势估计模型以补偿磁干扰。

除了上述之外，在至少一个实施例中，混合现实系统100基于从服务器190接收的数据来调整姿势估计模型。例如混合现实系统100从服务器190接收一个或多个干扰变量。一个或多个干扰变量描述由相同真实世界位置内的其他设备收集的信息。一个或多个干涉变量描述磁干扰对象的至少一个磁特性。使用一个或多个干扰变量，姿势计算模块140基于由磁场感测设备170收集的磁场干扰610的一个或多个特性和一个或多个干扰变量来计算对姿势估计模型的调整。

这样，在至少一个实施例中，混合现实系统100能够调整针对特定物理位置的姿势估计模型，而不必去过该特定物理位置。类似地，在生成干扰模型或以其他方式确定磁场干扰610的一个或多个特性时，混合现实系统100可以将数据上载到服务器190。相反，在至少一个实施例中，多个混合现实系统100可以在相同的物理位置内操作。在这种情况下，不同的混合现实系统100可以如本文所述彼此共享数据以辅助磁干扰减轻。因此，多个设备可以利用彼此的传感器来调整他们自己的姿势估计模型以克服磁干扰。

因此，通过检测和标识干扰，混合现实计算系统100可以计算各种体上设备中的每一个的准确姿势。这种精确度的增加将为用户提供更加浸入式的体验。

现在，将参照图7描述检测、识别和补偿可能影响混合现实计算系统的通信的各种干扰的示例性方法。

图7呈现了可以由计算系统的一个或多个处理器实现的方法700。当执行时，该方法使得混合现实计算系统100检测并减轻环境中存在的磁干扰。为此，混合现实计算系统100中的体上设备中的至少一个(例如手持式控制器220、其他体上设备、或甚至HMD 210，都被表征为体上设备)使得传输磁场信号(动作710)。可以使用发射机线圈创建该磁场信号。值得注意的是，可以同时传输多个信号，使得可以存在多个磁场信号。

混合现实计算系统100的不同设备(例如不同的手持设备(未示出)、其他体上设备(也未示出)、或HMD 210，如果它不用于传输信号的话)然后将确定对该传输的磁场信号的测量(动作720)。在至少一个实施例中，该不同设备可以检测多个传输的信号中的每一个。此外，该不同设备将位于与传输设备相同的环境中。

该方法还包括动作730，其中标识位于与设备相同的环境内的对象。如前所述，可以以各种方式检测该对象。作为示例而非限制，混合现实计算系统100可以使用其各种相机、深度传感器、红外传感器和其他传感器来检测和识别外来对象。此外，混合现实计算系统100可以利用公共信息(例如互联网)来尝试识别和分类该对象的特性(例如混合现实计算系统可以通过搜索互联网来确定所标识的对象的共同属性，如磁性)。

然后，该方法包括动作740，其中做出关于磁干扰对象施加在磁传输设备160或磁场感测设备170上的磁场干扰的一个或多个特性的确定。例如混合现实计算系统100可以使传输设备的发射机线圈之一自我重新目的化。通过这样做，重新目的化的线圈然后可以检测干扰的存在和方向。可以在确定的周期性调度上执行该过程，使得先前讨论的环境模型可以保持最新。通过重新目的化该线圈，发射机可以充当LC电路并且可以检测谐振频率偏移。值得注意的是，接收机线圈也可以重新目的化以充当发射机，使得接收机同样能够检测和标识磁干扰。其他检测方法也可用并在上面描述。结果，从混合现实计算系统100的传感器收集的数据和从磁场信号收集的数据可用于确定存在多少干扰。

一旦确定了干扰量，该方法包括基于磁场干扰的一个或多个特性来计算对姿势估计模型的调整的动作750。姿势估计模型用于计算磁传输设备160或磁场感测设备170中的至少一个的姿势。为了计算调整，混合现实系统可以利用来自其他传感器的数据来鉴于干扰来调整姿势估计模型。

因此，本文描述了与混合现实系统100、方法和计算机可读介质相关的实施例，其通过响应于不想要的干扰来补偿、校准和/或调整测量信号来提供对系统的精确和快速控制。系统可以包括被配置为执行上述过程的各种组件。例如系统可以包括协调磁场信号传输的发射机组件。此外，该系统可以包括协调磁场信号的接收的接收机组件。系统还可能包括干扰组件(计算磁干扰量)、调整组件(在测量干扰中因素化并校准/调整数据以产生准确的姿势数据)、以及姿势确定组件(其生成各种体上设备的所得到的姿势)。

此外，该方法可以由包括一个或多个处理器和诸如计算机存储器的计算机可读介质的计算机系统来实践。特别地，计算机存储器可以存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时导致执行各种功能，诸如实施例中记载的动作。

计算系统功能可以通过经由网络连接被互连到其他计算系统的计算系统的能力来增强。网络连接可以包括但不限于经由有线或无线以太网的连接、蜂窝连接、或甚至通过串行、并行、USB或其他连接的计算机到计算机的连接。这些连接允许计算系统访问其他计算系统处的服务并快速高效地从其他计算系统接收应用程序数据。

计算系统的互连促进了分布式计算系统，诸如所谓的“云”计算系统。在本说明书中，“云计算”可以是用于能够实现对可配置计算资源(例如网络，服务器，存储装置，应用，服务等)的共享池的无处不在、方便的按需网络访问的系统或资源，其可以用减少管理工作或服务提供商互动来供应和发布。云模型可以由各种特性(例如按需自助服务、广泛网络访问、资源池、快速弹性、测量服务等)、服务模型(例如软件即服务(“SaaS”)、平台即服务(“PaaS”)、基础架构即服务(“IaaS”)和部署模型(例如私有云、社区云、公共云、混合云等)组成。

基于云和远程的服务应用是普遍的。这种应用托管在诸如云的公共和私有远程系统上，并且通常提供基于Web的服务的集合，用于与客户进行来回通信。

许多计算机旨在通过与计算机的直接用户交互来使用。因此，计算机具有用于促进用户交互的输入硬件和软件用户界面。例如现代通用计算机可以包括键盘、鼠标、触摸板、相机等，以允许用户将数据输入到计算机中。此外，可以使用各种软件用户界面。

软件用户界面的示例包括图形用户界面、基于文本命令行的用户界面、功能键或热键用户界面等。

所公开的实施例可以包括或利用包括计算机硬件的专用或通用计算机，如下面更详细地讨论的。所公开的实施例还包括用于携带或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理和其他计算机可读介质。这种计算机可读介质可以是可由通用或专用计算机系统访问的任意可用介质。存储计算机可执行指令的计算机可读介质是物理存储介质。携带计算机可执行指令的计算机可读介质是传输介质。因此，作为示例而非限制，本发明的实施例可包括至少两种截然不同的计算机可读介质：物理计算机可读存储介质和传输计算机可读介质。

物理计算机可读存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器(诸如CD、DVD等)、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者任意其他介质，其用于存储以计算机可执行指令或数据结构形式所需的程序代码部件，并且可由通用或专用计算机访问。

“网络”被定义为一个或多个数据链路，一个或多个数据链路能够实现在计算机系统和/或模块和/或其他电子设备之间的电子数据的传输。当通过网络或另一通信连接(硬连线、无线或硬连线或无线的组合)向计算机传输或提供信息时，计算机将连接正确地视为传输介质。传输介质可以包括网络和/或数据链路，其可以用于携带以计算机可执行指令或数据结构形式的程序代码，并且其可以由通用或专用计算机访问。以上的组合也被包括在计算机可读介质的范围内。

此外，在到达各种计算机系统组件时，以计算机可执行指令或数据结构形式的程序代码部件可以自动地被从传输计算机可读介质传递到物理计算机可读存储介质(或反之亦然)。例如通过网络或数据链路接收的计算机可执行指令或数据结构可以缓冲在网络接口模块(例如“NIC”)内的RAM中，并且然后最终被传递到计算机系统RAM和/或在计算机系统处的更少易失性计算机可读物理存储介质。因此，计算机可读物理存储介质可以被包括在也(或甚至主要)利用传输介质的计算机系统组件中。

计算机可执行指令包括例如使得通用计算机、专用计算机或专用处理设备执行特定功能或功能组的指令和数据。计算机可执行指令可以是例如二进制文件、诸如汇编语言的中间格式指令、或甚至是源代码。尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但应理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于所描述的上述特征或动作。相反，所描述的特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。

本领域技术人员将理解，本发明可以在具有多种类型的计算机系统配置的网络计算环境中实践，多种类型的计算机系统配置包括个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA、寻呼机、路由器、交换机等。本发明还可以在分布式系统环境中实践，其中通过网络链接(通过硬连线数据链路、无线数据链路或通过硬连线和无线数据链路的组合)的本地和远程计算机系统都执行任务。在分布式系统环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备中。

可替代地或另外地，本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件执行。例如但不限于，可以使用的说明性类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用集成电路(ASIC)、程序专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等

在不脱离本发明的精神或基本特性的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述指示。在权利要求的含义和等同范围内的所有变化都包含在其范围内。

Claims (20)

1.一种用于检测和减轻一个或多个外来对象的磁干扰的计算机系统，所述一个或多个外来对象被所述系统检测，所述系统包括：

磁传输设备；

磁场感测设备；

一个或多个输入传感器；

一个或多个处理器；以及

一个或多个计算机可读介质，具有存储在其上的可执行指令，所述可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时，配置所述计算机系统以执行至少以下：

使得所述一个或多个输入传感器扫描在其中所述系统所位于的环境并且标识所述一个或多个外来对象，所述一个或多个外来对象在所述环境内与所述系统分离并且是磁干扰对象；

使得所述磁传输设备传输磁场信号；

使得所述磁场感测设备确定对所述磁场信号的测量；

确定所述一个或多个外来对象在所述磁传输设备或所述磁场感测设备上正在施加的磁场干扰的一个或多个特性；

生成姿势估计模型，所述姿势估计模型反映所述磁传输设备相对于所述磁场感测设备的相对姿势；以及

基于磁场干扰的所述一个或多个特性来计算对所述姿势估计模型的调整，以在反映所述磁传输设备相对于所述磁场感测设备的所述相对姿势时减轻所述磁场干扰。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个输入设备包括姿势估计传感器，所述姿势估计传感器被配置为跟踪所述磁传输设备或所述磁场感测设备中的至少一个的姿势。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个输入设备包括所述磁场感测设备。

4.根据权利要求3所述的系统，其中标识所述一个或多个外来对象包括：

使用非磁感测传感器来标识所述磁传输设备或所述磁场感测设备中的至少一个的估计的第一姿势；

使用磁感测传感器来标识所述磁传输设备或所述磁场感测设备中的至少一个的估计的第二姿势；以及

基于所述估计的第一姿势和所述估计的第二姿势不在彼此的阈值内，标识所述磁干扰对象位于具有所述磁传输设备和所述磁场感测设备的所述环境内。

5.根据权利要求1所述的系统，其中计算对所述姿势估计模型的所述调整包括减少与由所述磁场感测设备接收的值相关联的置信度加权。

6.根据权利要求1所述的系统，其中计算对所述姿势估计模型的所述调整包括计算干扰模型以补偿磁场干扰的所述一个或多个特性。

7.根据权利要求1所述的系统，其中标识所述一个或多个外来对象包括：

从所述磁传输设备以第一频率发射第一磁传输；

接收所述第一磁传输的第一磁读；

从所述磁传输设备以第二频率发射第二磁传输；

接收所述第二磁传输的第二磁读；

确定所述第一磁读的特性和所述第二磁读的特性不在彼此的阈值内；以及

基于所述第一磁读的所述特性和所述第二磁读的所述特性不在彼此的阈值内，标识所述磁干扰对象位于具有所述磁传输设备和所述磁场感测设备的所述环境内。

8.根据权利要求1所述的系统，其中计算对姿势估计模型的所述调整包括：

从服务器接收一个或多个干扰变量，其中所述一个或多个干扰变量由其他设备收集并且描述所述磁干扰对象的至少一个磁特性；以及

基于磁场干扰的所述一个或多个特性和所述一个或多个干扰变量两者来计算对姿势估计模型的调整。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述可执行指令包括指令，所述指令可执行以配置所述计算机系统以向其他计算设备传输对所述姿势估计模型的所述调整，其中对所述姿势估计模型的所述调整由其他设备可使用以计算所述其他设备的姿势。

10.根据权利要求1所述的系统，其中确定所述磁场干扰的所述一个或多个特性包括用所述磁场感测设备扫描所述一个或多个外来对象。

11.一种用于检测和减轻磁干扰的方法，所述方法由计算机系统的一个或多个处理器执行，所述方法包括：

使得一个或多个输入传感器扫描在其中所述计算机系统所位于的环境并且标识一个或多个外来对象，所述一个或多个外来对象在所述环境内与所述计算机系统分离并且是磁干扰对象；

使得所述计算机系统的磁传输设备传输磁场信号；

使得所述计算机系统的磁场感测设备确定对所述磁场信号的测量；

确定所述一个或多个外来对象在所述磁传输设备或所述磁场感测设备上正在施加的磁场干扰的一个或多个特性；

生成姿势估计模型，所述姿势估计模型反映所述磁传输设备相对于所述磁场感测设备的相对姿势；以及

基于磁场干扰的所述一个或多个特性来计算对所述姿势估计模型的调整，以在用所述姿势估计模型反映所述磁传输设备相对于所述磁场感测设备的所述相对姿势时减轻所述磁场干扰。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述磁传输设备包括第一磁收发机设备，并且所述磁场感测设备包括第二磁收发机设备。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个输入设备包括姿势估计传感器，所述姿势估计传感器被配置为跟踪所述磁传输设备或所述磁场感测设备中的至少一个的姿势。

14.根据权利要求13所述的方法，其中标识所述一个或多个外来对象包括使用相机传感器和图像识别分类器来标识所述相机传感器的视野框内的所述磁干扰对象。

15.根据权利要求11所述的方法，其中计算对所述姿势估计模型的所述调整包括减少与由所述磁场感测设备接收的值相关联的置信度加权。

16.根据权利要求11所述的方法，其中计算对所述姿势估计模型的所述调整包括计算干扰模型以补偿磁场干扰的所述一个或多个特性。

17.根据权利要求11所述的方法，其中标识所述一个或多个外来对象包括：

从所述磁传输设备以第一频率发射第一磁传输；

接收所述第一磁传输的第一磁读；

从所述磁传输设备以第二频率发射第二磁传输；

接收所述第二磁传输的第二磁读；

确定所述第一磁读的特性和所述第二磁读的特性不在彼此的阈值内；以及

基于所述第一磁读的所述特性和所述第二磁读的所述特性不在彼此的阈值内，标识所述磁干扰对象位于具有所述磁传输设备和所述磁场感测设备的所述环境内。

18.根据权利要求11所述的方法，其中标识所述一个或多个外来对象包括：

用所述磁场感测设备从相同的所述环境接收直接当前读；

基于所接收的所述直接当前读，标识所述磁干扰对象位于具有所述磁传输设备和所述磁场感测设备的所述环境内。

19.根据权利要求11所述的方法，还包括将对所述姿势估计模型的所述调整传输到其他计算设备，其中对所述姿势估计模型的所述调整由其他设备可用于计算所述其他设备的姿势。

20.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质具有存储在其上的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在处理器上执行时使得计算机系统执行用于检测和减轻电磁干扰的方法，所述方法包括：

使得一个或多个输入传感器扫描在其中所述计算机系统所位于的环境并且标识一个或多个外来对象，所述一个或多个外来对象在所述环境内与所述计算机系统分离并且是磁干扰对象；

使得所述计算机系统的磁传输设备传输磁场信号；

使得所述计算机系统的磁场感测设备确定对所述磁场信号的测量；

确定所述一个或多个外来对象在所述磁传输设备或所述磁场感测设备上正在施加的磁场干扰的一个或多个特性；

生成姿势估计模型，所述姿势估计模型反映所述磁传输设备相对于所述磁场感测设备的相对姿势；以及

基于磁场干扰的所述一个或多个特性来计算对所述姿势估计模型的调整，以在用所述姿势估计模型反映所述磁传输设备相对于所述磁场感测设备的所述相对姿势时减轻所述磁场干扰。

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