CN111200752B - 用于在便携式设备和外围设备之间进行通信的方法 - Google Patents

用于在便携式设备和外围设备之间进行通信的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于在包括触敏表面(2)的便携式设备(1)与选自至少一种外围设备(3)的外围设备(3k)之间进行通信的方法，包括以下步骤：‑确定所述便携式设备的当前位置(T’)和当前定向；‑确定在所述便携式设备的触敏表面上由个人的手指或任何对象执行的选择滑动(D’)的方向；‑从所述至少一种外围设备(3)中限定其位置(Pk)对应于所述选择滑动的方向的所选外围设备(3k)；‑开始所述便携式设备(1)与所述所选外围设备(3k)之间的通信。

Description

用于在便携式设备和外围设备之间进行通信的方法
技术领域
本发明涉及用于在包括触敏表面的便携式设备与通过触敏表面上的方向型滑动来选择的外围设备之间进行通信的方法的领域。
背景技术
一些最近开发的机顶盒能够与除电视机以外的设备通信，以便实现新功能并促进它们的使用。
这些设备例如是便携式设备：平板、智能电话、便携式计算机、智能手表等。
在这些新功能中，今后有可能在智能电话或平板上观看视频内容，并将视频内容传递到机顶盒，以便继续在与机顶盒相连接的电视机上观看视频内容。
当然，这种类型的传输不只是将视频内容传输到机顶盒：任何类型的多媒体内容都可以从便携式设备传递到任何类型的外围设备。如已看出的，多媒体内容可以是传递到机顶盒的视频，但是其也可以是传递到直接与电视机相连的电子狗(dongle)的视频，或者其还可以是传递到所连接的扬声器的音频内容等。
为执行这种类型的传递而提出的接口通常不是非常用户友好的并且使用起来很复杂，首先是对于某些不习惯使用此类设备的人，诸如老年人。具体而言，对期望向其传递多媒体内容的外围设备的选择并非十分实际并且执行起来并非十分本能。
发明内容
本发明的目的是以简单、用户友好和本能的方式选择期望便携式设备应该与之建立通信的外围设备。
为了实现该目的，提出了一种用于在包括触敏表面的便携式设备与选自至少一种外围设备中的外围设备之间进行通信的方法，该方法包括以下步骤：
-确定便携式设备的当前位置以及便携式设备相对于参考方向的当前定向；
-确定由个人的手指或任何对象执行的在便携式设备的触敏表面上的选择滑动的方向，该选择滑动的方向是相对于参考方向而言的；
-从至少一种外围设备中限定其位置对应于选择滑动的方向的所选外围设备；
-开始便携式设备与该所选外围设备之间的通信。
表述“其位置对应于选择滑动的方向的所选外围设备”应理解为意指选择滑动是在所选外围设备的实际和当前位置的方向上被执行的。
因而，为了选择期望便携式设备应与之建立通信(例如多媒体内容的传递)的外围设备，在便携式设备的触敏表面上沿所选外围设备的方向执行滑动是足够的。因此，外围设备的选择在同一时间是简单、用户友好且本能的。
还提出了一种便携式设备，该便携式设备包括其中实现了刚刚描述的通信方法的处理组件。
此外，提出了一种计算机程序，该计算机程序包括用于通过便携式设备的处理组件来实现刚刚描述的通信方法的指令。
此外，提出了一种存储装置，其特征在于，它们储存计算机程序，该计算机程序包括用于通过便携式设备的处理组件来实现刚刚描述的通信方法的指令。
根据以下对本发明的特定和非限制性实现的实施例的描述，将更好地理解本发明。
附图说明
将对附图作出参考，其中：
图1示出了平板、包括连接到电视机的机顶盒的外围设备和三个参考设备；
图2示出了平板、机顶盒、电视机和三个参考设备，以及参考方向和在使用根据本发明的通信方法期间执行的滑动的方向。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的通信方法在包括触敏表面的便携式设备1中被实现。在该情形中，触敏表面是便携式设备1的触敏屏幕2的一部分。
在该情形中，便携式设备1是平板1。平板1包括允许其根据蓝牙标准交换数据的通信组件。
平板1还包括处理组件。
在该情形中，处理组件是处理器，但是可以是不同组件，例如微控制器、FPGA、ASIC等。处理器适合于执行用于实现根据本发明的通信方法的程序的指令。
在该情形中，平板1由在他的房屋中的个人携带。
个人的房屋包括至少一个外围设备，在该情形中为多个外围设备3a、…、3n，其各自的位置为Pa、…、Pn。在这些外围设备3中，值得注意的是，机顶盒3k被连接到电视机4。
在个人房屋中，此外还存在第一参考设备5a、第二参考设备5b和第三参考设备5c。第一参考设备5a是所连接的扬声器，第二参考设备5b是家庭影院放大器，而第三参考设备5c则是住宅网关。
这三个参考设备5全部包括通信组件，从而允许它们根据蓝牙标准交换数据。
根据本发明的通信方法尤其需要确定某些设备的位置，并且尤其是平板1的位置。
在该情形中，平板1的位置T是通过蓝牙三角测量法(triangulation)在由至少三个参考设备的位置(在该情形中，由第一参考设备5a的位置Ra、第二参考设备5b的位置Rb和第三参考设备5c的位置Rc)限定的参考系中来确定的。因此，第一参考设备5a、第二参考设备5b和第三参考设备5c充当允许平板1的地理位置的蓝牙信标。
在该情形中，蓝牙三角测量法使用RSSI(收到信号强度指示)测量。当任何接收设备接收到由任何传输设备传送的蓝牙信号时，由接收设备评估的RSSI是信号的收到功率的测量，其代表接收设备与传输设备之间的距离。
在该情形中，所使用的三角测量法利用到达角(或AoA，代表到达角(Angle ofArrival))的原理。
第一参考设备5a和第二参考设备5b形成三角形的底边。
参考系的原点是第一参考设备5a的位置，其在参考系中的坐标是(0；0)。
RSSI测量由第一参考设备5a或者由第二参考设备5b产生。值M(5a,5b)是从该RSSI测量中获得的。值M(5a,5b)是代表第一参考设备5a与第二参考设备5b之间的距离的功率值。该功率值表示参考系中使用的单位。因此，该情形中所产生的“距离测量”实际上是因变于值M(5a,5b)来表示的相对功率的测量。
考虑平板1处于位置T，该位置T形成三角形Ra、Rb、T的第三顶点。
值M(5a,1)和值M(5b,1)被获得。这些值是分别代表第一参考设备5a与平板1之间的距离以及第二参考设备5b与平板1之间的距离的功率值。
接着，值M(5a,5b)、M(5a,1)和M(5b,1)与常规的三角学关系一起被用于计算角RaRbT和RbRaT。
平板1的位置T因而被获得，而不必知道度量参考系中的在第一参考设备5a与第二参考设备5b之间的距离。
为了改善平板1的位置T的准确度，利用第三参考设备Rc重复这些测量以便执行三角测量法。
需要注意，该方法当然可被用于评估其他设备的位置。
现在将参考图2以更精确的方式描述根据本发明的通信方法的使用。
通信方法从初步校准阶段开始。
在该初步校准阶段期间，平板1检测到网络中存在的所有外围设备3(包括机顶盒3k)。该检测使用任何类型的检测协议，例如UPnP(通用即插即用)协议、AirPlay(隔空播放)协议等。平板1将这些外围设备3的标识符放置在外围设备3的列表中。
接着，平板1获取每个外围设备3a、…、3n的位置Pa、…、Pn。
如果外围设备3能够通过蓝牙交换数据，则外围设备3自身通过三角测量法确定其在上面提到的参考系中的位置P，并将其传送到平板1。
如果所讨论的外围设备3不能通过蓝牙交换数据，或者如果出于任何其他原因外围设备3无法在地理上位于参考系中，则平板1请求个人将平板1放置在与外围设备3紧邻的位置上，例如放置在外围设备3上。平板1然后请求个人执行动作，诸如举例而言，按压平板1的触敏屏幕2的按钮或表面，以便验证平板1所处的位置。平板1然后获取其自身的位置，并认为其自身的位置对应于外围设备3的位置。
替代地，一个或多个外围设备3的位置可以使用经定位的相机来确定，以使得其可以看到外围设备3并获取那些外围设备3的图像，从而使得定位它们成为可能。
接着，对于每个外围设备3，平板1要求个人将他自己置于(并因此将平板1置于)任何校准位置中(例如在外围设备3所位于的房间的中间)，并且用手指或用任何对象(例如触控笔)在平板1的触敏屏幕2上以使得校准滑动的方向对准所述外围设备3的方式来执行校准滑动。
平板1获取、保存校准位置以及参考方向N与校准滑动的方向之间的校准滑动角并将其与外围设备3相关联。参考方向N是磁北。
例如，对于机顶盒3k而言，平板1的校准位置在图2中是位置Tk，校准滑动角是角θk，并且校准滑动的方向是方向Dk。
在该校准阶段之后，个人可以通过在触敏屏幕2上滑动来将他的平板1用于选择选自其他外围设备3中的他希望向其传递多媒体内容，或者更一般地，他希望平板1与之建立通信的外围设备。
在该情形中，所选外围设备是连接到电视机4的机顶盒3k。实际上，携带平板1的个人希望将视频内容传递到机顶盒3k，以便在电视机4上播放该视频内容。需要注意，视频内容可以以视频文件的形式被存储在平板1中，但是也可以处于平板1经由例如来自互联网的视频流所进行的接收过程中。
该通信方法然后包括确定平板1的当前位置和当前定向的步骤。
“当前”位置和定向应被理解为意指个人决定开始向机顶盒3k传递时平板1的位置和定向。
平板1的当前定向借助于平板1中存在的罗盘来被产生，该罗盘给出相对于参考方向N的定向。因此，平板1的当前定向是相对于参考方向N而言的。
平板1的当前位置对应于图2中的位置T’。
个人然后在平板1的触敏屏幕2上在所选设备(即机顶盒3k(或电视机4))的方向执行选择滑动。个人用他的一根手指或用对象(例如用触控笔)来执行选择滑动。
平板1获取选择滑动的方向D’以及在参考方向N与选择滑动的方向D’之间的选择滑动角θ’。选择滑动的方向D’是相对于参考方向N而言的。
平板1随后从个人房屋的外围设备P中限定所选外围设备，即在该情形中是机顶盒3k，其位置对应于选择滑动的方向D’。
所选外围设备被定义如下。
平板1已经检测到所有外围设备3，并将它们的标识符放置在外围设备3的列表中。平板1尝试针对每个外围设备3一个接一个地验证所述外围设备3是否为所选外围设备。
对于每个外围设备3而言，且因此在该情形中对于机顶盒3k而言，当|θ2-θ2’|<ε时，平板1确定所述外围设备(即机顶盒3k)的位置对应于选择滑动的方向D’，并且因此所述机顶盒3k是所选外围设备，其中ε是预定角度阈值(或误差)，并且其中：
θ2＝arccos(((TkPk)^2+(T’Pk)^2-(TkT’)^2)/(2*(TkPk)*(T’Pk))),
并且其中：
-θ2’＝θk-θ’；
-Tk是与机顶盒3k相关联的校准位置；
-Pk是机顶盒3k的位置；
-TkPk是Tk与Pk之间的线段；
-T’是平板1的当前位置；
-T’Pk是T’与Pk之间的线段；
-TkT’是Tk与T’之间的线段；
-θk是与机顶盒3k相关联的校准滑动角；
-θ’是在参考方向N与选择滑动的方向D’之间的选择滑动角。
如果|θ2-θ2’|<ε，也就是说，如果选择滑动角θ’正确地对应于机顶盒3k(其因此是所选外围设备3)，则在平板1与机顶盒3k之间开始通信：平板1开始向机顶盒3k传递视频内容。
如果选择滑动角θ’并不对应于机顶盒3k，则对外围设备列表中的下一个外围设备重复刚刚描述的计算。
θ2的计算接着被重新迭代。θ’本身的值当然不会被修改，因为选择滑动的确是有效的(即使其不对应于所讨论的外围设备)。类似地，T’的值不被修改，因为平板1没有移动。
需要注意，预定角度阈值ε可以是可调整的。
预定角度阈值ε使用最不利的看似合理的配置来被估计。
取平板1与机顶盒3k之间的距离为10m且以30cm的最大误差为目标，角度的误差余量被获得为约1.5°，即预定角度阈值ε等于1.5°。
应注意，如果在限定所使用的参考系的坐标系中存在至少四个参考设备5，则完全有可能修改参考设备5之一的位置而无需再次执行校准步骤。然而，这意味着仅单个参考设备5在同一时间被移动，并为其提供开始时间。
外围设备3的坐标经由平移RbRb’来被重新计算(如果参考设备5b已经从位置Rb移动到位置Rb’)。
如果仅外围设备3i之一在同一时间被移动并且为其提供时间对其自身进行重新配置，则也完全有可能修改外围设备3i之一的位置Pi。
如果外围设备3i被设置用于通过蓝牙交换数据，则其位置将被自动地重新定义。如果不是这种情形，则有必要将平板1再次移动至靠近外围设备3i，以便确定其新位置。
一旦知道外围设备3i的新位置Pi’，则计算直线(TPi)与(TPi’)之间的角度α就是足够的。在知道三角形TPiPi’的所有距离都已知的情况下，该计算使用常规的三角学关系。
新的校准滑动角θi”随后被导出：
θi”＝θi–α，其中θi是与外围设备3i相关联的校准滑动角。
本发明当然不限于所描述的实施例，而是涵盖诸如由权利要求书所限定的本发明的领域中所包括的任何变体。
这里已指出便携式设备是平板，但是可以使用具有触敏屏幕的其他便携式设备，例如智能电话、便携式计算机、智能手表等。
参考设备和外围设备可以与上面提到的不同。此外，应注意，参考设备完全可以包括一个或多个外围设备，并且该外围设备完全可以包括一个或多个参考设备。
已经提到了便携式设备与所选外围设备之间的通信是多媒体内容的传递。该通信可以是不同的通信，并且例如可以包括简单的数据交换，或者不是从便携式设备到所选外围设备而是从所选外围设备到便携式设备的多媒体内容的传递，等等。
这里描述了便携式设备的触敏表面是触敏屏幕的一部分。触敏表面也可以是不同的触敏表面，例如触摸板的触敏表面。
已指出所使用的三角测量法是蓝牙三角测量法。使用无线电波的任何类型的三角测量法，并且尤其是Wi-Fi三角测量法，可以被使用。
通信方法不必完全在便携式设备中被实现。其也可以全部或部分在其他设备中被实现：服务器、吊舱(pod)、机顶盒等。

Claims (13)

1.一种用于在包括触敏表面(2)的便携式设备(1)与选自至少一种外围设备(3)的外围设备(3k)之间进行通信的方法，包括初步校准阶段，所述初步校准阶段针对每个外围设备(3k)包括以下步骤：
-检测所述外围设备(3k)；
-获取所述外围设备的位置(Pk)；
-请求将所述便携式设备(1)放置在校准位置(Tk)中；
-请求用手指或者用任何对象在所述便携式设备(1)的所述触敏表面(2)上执行校准滑动，以使得所述校准滑动的方向(Dk)对准所述外围设备；
-获取并保存在参考方向(N)与所述校准滑动的所述方向之间的校准滑动角(θk)以及所述校准位置，
-确定所述便携式设备的当前位置(T’)以及所述便携式设备相对于参考方向(N)的当前定向；
-确定由个人的手指或任何对象执行的在所述便携式设备的触敏表面上的选择滑动的方向(D’)，所述选择滑动的方向是相对于所述参考方向(N)而言的；
-通过使用所述校准滑动角、所述校准位置、所述当前位置(T’)以及所述选择滑动的方向(D’)从所述至少一种外围设备(3)中限定其位置(Pk)对应于所述选择滑动的方向的所选外围设备(3k)；
-开始所述便携式设备(1)与所述所选外围设备(3k)之间的通信。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述便携式设备(1)的所述当前位置(T’)通过在由至少三个参考设备(5)限定的参考系中的三角测量法来确定。
3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述三角测量法是蓝牙或Wi-Fi三角测量法。
4.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：当|θ2-θ2’|<ε时，确定外围设备(3k)的所述位置对应于所述选择滑动的所述方向，且因此所述外围设备是所述所选外围设备(3k)，其中ε是预定角度阈值，其中：
θ2＝arccos(((TkPk)^2+(T’Pk)^2-(TkT’)^2)/(2*(TkPk)*(T’Pk))),
并且其中：
-θ2’＝θk-θ’；
-Tk是与所述外围设备(3k)相关联的所述校准位置；
-Pk是所述外围设备(3k)的所述位置；
-TkPk是Tk与Pk之间的线段；
-T’是所述便携式设备(1)的所述当前位置；
-T’Pk是T’与Pk之间的线段；
-TkT’是Tk与T’之间的线段；
-θk是与所述外围设备(3k)相关联的所述校准滑动角；
-θ’是在所述参考方向(N)与所述选择滑动的所述方向(D’)之间的选择滑动角。
5.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，至少一个外围设备的所述位置通过将所述便携式设备放置在紧邻所述外围设备的位置上，并且通过考虑所述便携式设备的这一位置对应于所述外围设备的所述位置来确定的。
6.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，至少一个外围设备(3)的所述位置是使用被定位用于获取所述外围设备的图像的相机来确定的。
7.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，至少一个外围设备(3)的所述位置是通过在所述参考系中的三角测量法来确定的。
8.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述参考设备(5)包括至少一个外围设备(3)，或者所述外围设备(3)包括至少一个参考设备(5)。
9.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述参考设备包括所连接的扬声器和/或机顶盒和/或住宅网关和/或家庭影院设备和/或高保真系统和/或智能电视机。
10.一种便携式设备，其特征在于，包括其中实现了根据前述权利要求之一所述的通信方法的处理组件。
11.根据权利要求10所述的便携式设备，其特征在于，所述便携式设备是平板或智能电话。
12.根据权利要求10所述的便携式设备，其特征在于，所述触敏表面是所述便携式设备的触敏屏幕或触摸板的一部分。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质储存用于通过便携式设备的处理组件来实现根据权利要求1至9中的一项所述的通信方法的指令。
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