CN113132051A - 减少电磁跟踪系统之间的干扰 - Google Patents

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Abstract

提供了一种减少两个电磁系统(例如，AR/VR系统)的运行之间的干扰机会的方法。该方法包括：确定第一电磁系统运行所处的一个或多个第一频率；识别不干扰所确定的一个或多个第一频率的一个或多个第二频率；以及将第二电磁系统设置为在所识别的一个或多个第二频率下运行。第一电磁系统和第二电磁系统中的每一个均包括被配置为生成磁场的相应的磁性发射器，以及被配置为基于在磁性传感器处(例如，从相应的磁性发射器)接收到的磁场的特性来生成信号的相应的磁性传感器。

Description

减少电磁跟踪系统之间的干扰
技术领域
本公开涉及减少干扰，例如，减少电磁跟踪(EMT)系统之间的干扰。
背景技术
增强现实(AR)和虚拟现实(VR)系统可以使用电磁跟踪(EMT)系统在各种环境(例如游戏、医疗等)中辅助设备的定位。这样的系统利用靠近磁性传感器的磁性发射器，使得传感器和发射器可以相对于彼此在空间上定位。当彼此靠近的多个系统使用相同或相似的频率时，可能会发生干扰，并且此类干扰可能导致系统针对传感器或变送器报告错误的姿势信息。
发明内容
电磁跟踪(EMT)系统，包括用作增强现实(AR)和/或虚拟现实(VR)系统一部分的电磁跟踪系统，可以采用一种或多种技术来改善对磁性设备相对于磁性发射器的位置和取向的确定传感器。例如，可以采用一种或多种技术来减少/消除由于使用相同或相似运行频率的多个系统引起的干扰所导致的姿势误差。为了确保发射器和传感器可以向用户提供准确的位置和取向测量，可以选择系统的运行频率，以使系统使用的电磁波不会互相干扰。
通常，一方面，一种方法包括：确定第一电磁系统运行所处的一个或多个第一频率，其中，第一电磁系统包括被配置为生成磁场的磁性发射器和被配置为根据在磁性传感器处接收的磁场的特性生成信号的磁性传感器；识别不干扰所确定的一个或多个第一频率的一个或多个第二频率，并且将第二电磁系统设置为在所确定的一个或多个第二频率下运行。
实施方式可以任意组合包含以下一个或多个特征。
在一些实施方式中，响应于确定第二电磁系统在足够接近于第一频率中的至少一个的频率下运行以引起第一电磁系统和第二电磁系统的运行之间的干扰，从而识别第二频率。
在一些实施方式中，该方法还包括从第一电磁系统接收状态信号，其中与一个或多个第一频率有关的信息包括在状态信号中，其中基于状态信号来识别一个或多个第二频率。
在一些实施方式中，响应于确定与从第一电磁系统接收的状态信号相对应的接收信号强度指示符(RSSI)值大于阈值，来识别一个或多个第二频率。
在一些实施方式中，识别一个或多个第二频率包括识别比一个或多个第一频率中的至少一个大或小至少阈值量的频率。
在一些实施方式中，识别一个或多个第二频率包括使用频域算法来扫描不会干扰所确定的一个或多个频率的频率。
在一些实施方式中，频域算法是快速傅立叶变换(FFT)。
在一些实施方式中，将第二电磁系统设置为在所识别的一个或多个第二频率下运行包括在一个或多个第二频率之间重复地改变。
在一些实施方式中，一个或多个第二频率是至少部分地基于由惯性测量单元(IMU)接收的测量结果来识别的。
在一些实施方式中，识别一个或多个第二频率包括确定基于磁场确定的姿势与至少部分基于从IMU接收的测量结果确定的姿势之间的偏差。
在一些实施方式中，一个或多个第二频率在24kHz至42kHz之间。
在一些实施方式中，磁性发射器包括三个线圈，每个线圈以特定频率运行。
在一些实施方式中，在每20毫秒和每10秒之间识别一个或多个频率。
一般而言，一方面，一种系统包括状态传感器，该状态传感器被配置为从第一电磁系统接收状态信号，该第一电磁系统包括被配置为生成磁场的磁性发射器和被配置为基于在磁性传感器处接收到的磁场的特性而生成信号的磁性传感器，以及计算设备，该计算设备被配置为：根据状态信号确定第一电磁系统运行所处的一个或多个第一频率，识别一个或多个不干扰所确定的一个或多个第一频率的第二频率，并将以识别的一个或多个第二频率运行的请求发送到第二电磁系统的磁性发射器。
实施方式可以任意组合包含以下一个或多个特征。
在一些实施方式中，响应于确定第二电磁系统在第一频率中的至少一个的阈值内的频率下运行而使得不会导致第一电磁系统和第二电磁系统的运行之间的干扰，计算设备识别一个或多个第二频率。
在一些实施方式中，计算设备是第二电磁系统的一部分。
在一些实施方式中，计算设备与第一电磁系统或第二电磁系统中的一个或两个进行无线通信。
在一些实施方式中，状态信号由第一电磁系统基于通信协议生成，该通信协议具有大于由第一电磁系统的磁性发射器生成的磁场的检测范围的通信范围。
本文所述的系统和技术至少提供以下益处。首先，系统防止和/或减少了彼此邻近运行的EMT系统之间的干扰。如本文所公开的，当打开EMT系统时，EMT系统寻找当前未被其他EMT系统使用的频率，并且从那些自由频率中选择一个或多个频率。因此，EMT系统将不会干扰已经在EMT系统附近的其他系统。
其次，EMT系统可防止潜在的干扰，这些干扰可能是由最初不在EMT系统附近的其他系统引起的，但可能会移入或移向EMT系统的附近。在EMT系统运行时，EMT系统连续扫描其环境以发现潜在的干扰。如果EMT系统发现另一个系统使用了EMT系统已经在使用的频率，则EMT系统会更改其运行频率，以防止其测量和/或操作发生干扰和错误。
第三，EMT系统能够在系统移入EMT系统的附近(例如移入跟踪环境)之前检测潜在的干扰。EMT系统可以包括状态发射器和传感器，其发送EMT系统的状态信息并接收其他系统的状态信息，包括系统正在使用的那些频率。状态信息可以作为无线信号发送，相对于其他EMT系统可以检测到EMT系统的电磁波的距离，该信号可以从EMT系统传播更远和/或在更远的目的地被检测到。因此，在第一系统移至第二系统附近以潜在地对第二系统的运行造成干扰之前，第二系统可以检测第一系统当前使用的频率并采取适当的预防措施以避免干扰。
一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中给出。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A和图1B示出了根据本公开的实施方式的两个电磁跟踪(EMT)系统的示意图。
图2描绘了图1A和1B中描绘的EMT系统中的组件的示意图。
图3示出了示例EMT系统，该示例EMT系统可以用作本文提出的任何EMT系统。
图4示出了为EMT系统选择频率的示例性过程的流程图。
图5示出了可用于实现本文描述的技术的计算设备和移动计算设备的示例。
各个附图中相似的参考符号指示相似的元件。
具体实施方式
电磁跟踪(EMT)系统可以在游戏和/或手术环境中使用，用于跟踪设备(例如，游戏控制器、头戴式显示器、医疗设备、机械臂等)，从而允许系统用户知道其各自的三维位置和的取向。AR和VR系统还使用EMT系统执行头部、手部和身体跟踪，例如，将用户的运动与AR/VR内容同步。这样的系统在磁性传感器附近使用磁性发射器来确定传感器相对于发射器的姿势(例如，位置和取向)。下面将更详细描述的图3示出了示例性EMT系统300，其包括磁性(例如电磁)传感器312和磁性(例如电磁)发射器314。
这样的系统可以采用一种或多种技术来改善传感器相对于发射器的姿势的确定。例如，可以采用一种或多种技术来减少/消除由于使用相同或相似的运行频率的多个EMT系统彼此接近而导致的由干扰引起的姿势误差。例如，以频率x运行的第一EMT系统可以接近也以频率x运行的第二EMT系统。每个EMT系统生成的电磁波可能会相互干扰，从而导致每个系统的传感器检测到的电磁波发生失真。失真的电磁波表现为确定的传感器相对于发射器的姿势的误差。结果，一个或两个EMT系统报告了错误的姿势结果。
为了确保发射器和传感器可以向用户提供准确的位置和取向测量，可以选择系统的运行频率，以使系统使用的电磁波不会互相干扰。例如，在启动时，其中一个EMT系统可以检测到另一个EMT系统已经在足够接近的范围内运行，并作为响应，选择一个不会导致两个系统之间干扰的频率。继续上面的示例，EMT系统可以检测到频率x已被另一个EMT系统使用，并且作为响应，选择一个不同的频率y进行操作。由于两个系统使用的频率不同，因此可以最大程度地减少和/或消除干扰，并且允许每个EMT系统提供准确的姿势结果。
应该注意的是，两个频率不必彼此完全匹配即可在以该两个频率运行的两个系统中引起干扰。而是，由第一系统使用的第一频率可以足够接近由第二系统使用的第二频率，以使得由第一系统在第一频率下生成的电磁波使由第二系统在第二频率下生成的电磁波失真。为了确保第一系统和第二系统的频率不会相互干扰，可以将第一系统使用的每个频率选择为比第二系统使用的每个频率大或小至少一个阈值量(例如100-300Hz)。在一些实施方式中，发射器运行间隔为187.5Hz的三元组频率，每个三元组之间的间隔为281.25Hz，尽管各种其他实施方式也是合适的。
图1A-1B示出了其中两个示例性EMT系统彼此靠近放置的示例性配置的示意图。这些图的每一个都示出了第一EMT系统100和在第一系统100附近的第二EMT系统150。两个系统彼此靠近意味着由两个系统中的第一个生成的电磁(EM)波可被两个系统中的第二个检测到；例如，EM波在第二系统处以足够高的强度可检测到，它们可能潜在地干扰由第二系统生成的电磁波，并引起第二系统的操作错误(例如，检测姿势和/或取向)。
在图1A所示的示例配置中，第二系统150最初被断电。第一系统100的磁性发射器以第一组频率生成第一磁场。生成的第一磁场在第一系统100周围创建跟踪环境120。在跟踪环境120内，第一磁场的功率(例如，RSSI值)大于阈值。换句话说，第一磁场可以具有阈值功率，以提示位于磁场内部的其他系统考虑选择和/或调整它们各自的一个或多个运行频率。
当图1A中的第二系统150打开时，第二系统150检查以查看其是否检测到其他EMT系统已经使用的一个或多个频率，例如，第二系统150附近的EMT系统。由于第二系统150是在跟踪环境120内(或在第一系统100附近)，第二系统150检测由第一系统100生成的EM波。基于接收到的EM波，第二系统150可以确定第一系统100当前使用的频率。
响应于确定第一系统100使用的频率，第二系统150选择第二组频率(例如，具有与第一频率集合频率中的频率不同的至少一个频率，但是在某些情况下，所有频率都不同于第一组频率中的频率)以在第二系统150的磁性发射器和磁性传感器之间进行通信。通过选择与第一系统100已经使用的频率不同的一组频率，第二系统150消除或减少了第一系统100和第二系统150生成的电磁波之间的干扰机会。
另外或可替代地，第二系统150可以检查从其他系统(例如，第一系统100)接收到的状态信号(或状态信号中包括的状态信息)，以检测由那些其他EMT系统使用的频率。在下面相对于图2更详细地描述状态信号。例如，使用状态信号，即使第二系统150不在那些其他系统的相应跟踪环境内，第二系统150也可以确定其他系统使用的频率。
图1B示出了两个系统100和150已经被打开并且正在运行的配置。例如，系统100和150中的每个系统彼此距离足够远时(例如，两个系统中至少一个系统对两个系统中另一个系统的干扰机会相对较低)，可能已打开。因此，系统100和150中的每个可以已经选择了一组频率用于其操作，而不考虑两个系统中的另一个当前使用的频率组。
虽然两个系统彼此足够远地运行，以使得它们两个都没有彼此足够接近(例如，在相同的跟踪环境中)，但是两个系统可以选择和使用相同的频率而不会彼此干扰。但是，当两个系统中的至少一个靠近另一个系统时，两个系统生成的EM波可能会相互干扰。
例如，在图1B中，第二系统150朝着第一系统100移动(例如，沿方向a)并且已经进入第一系统100的跟踪环境120。如果第一系统100和第二系统150当前共享至少一个运行频率，第二系统150在该共享频率下生成的电磁场会干扰第一系统100的磁性发射器生成的电磁场，从而导致第一系统100的磁性传感器检测到的电磁波失真。因此，第二系统150向第一系统100的移动会导致第一系统100进入第二系统150的跟踪环境170，并导致第二系统150的运行受到潜在的干扰。
为了避免两个系统之间的干扰，第一系统和第二系统中的每一个可以包括一个或多个组件，该组件发送系统的状态信息并从其他系统接收这样的信息。系统的状态信息可以包括系统当前使用的频率的信息(例如，系统的磁性发射器在哪个频率下生成EM场)，系统在这些频率下的正常运行时间，系统的标识信息，系统的磁性发射器的信息，等等。
系统的状态信息可以作为系统生成和发送的状态信号的一部分发送出去。状态信号的传输范围比系统生成的EM波更大。换句话说，针对系统生成的状态信号可以在距系统的距离比系统生成的EM波将被检测到的距离更远的距离处被检测到。例如，第一系统100可以生成EM波，该EM波在距第一系统100 20米(例如，半径)的范围内创建跟踪环境120，而同一系统可以生成在距离系统50米内可检测到的状态信号。因此，状态信号的传输范围超出了跟踪环境120覆盖的区域。
第一系统100发送状态信号，该状态信号的传输范围大于跟踪环境120的半径(例如，另一个EMT系统可以检测到第一系统生成的EM波的最远距离)，从而第二系统150可以比检测到由第一系统100生成的EM波的距离更早并且在离第一系统100更远的距离处检测到状态信号。基于状态信号中包括的数据，第二系统150可以确定其是否正在使用第一系统100当前正在使用的至少一个频率。如果第二系统150确定其正在与第一系统100共享至少一个频率，第二系统150可以在进入第一系统100的附近(例如，进入跟踪环境120)之前更改其自身的频率。下面将参考图2进一步说明在两个EMT系统之间通信状态信息。
图2示出了在图1A和图1B中的任何一个中示出的两个EMT系统的示例性组件的示意图。如图所示，第一系统100包括磁性发射器102、磁性传感器104、状态发射器106和状态传感器108。第二系统150包括磁性发射器152、磁性传感器154、状态发射器156和状态传感器158。
磁性发射器102和磁性传感器104通信地耦合，使得由磁性发射器102生成的电磁波可被磁性传感器104检测到。类似地，磁性发射器152和磁性传感器154通信地耦合，使得磁性传感器154可检测到由磁性发射器152生成的电磁波。
第一系统100还包括与状态传感器108通信耦合的状态发射器106。状态发射器106例如以状态信号发出(例如，广播)系统100的状态信息。状态信号可以包括第一系统100的操作的信息，例如磁性发射器102当前使用的频率，在这些频率中的每个频率下运行时磁性发射器102的运行时间等。状态发射器106可以是无线单元，其在本地无线网络(例如Wi-Fi网络)上或在短距离分发系统(例如蓝牙网络)上发送状态信息。例如，状态发射器106可以是蓝牙低功耗(BLE)无线电。
类似于第一系统100，第二系统150具有与其状态传感器158通信耦合的状态发射器156。以上关于第一系统100的状态发射器106和状态传感器108的描述适用于第二系统150的状态发射器156和状态传感器158。
由状态发射器106发出的状态信号可以由第一系统100的状态传感器108以及位于第一系统100的传输范围内的任何其他EMT系统的状态传感器接收。由第一系统100生成的状态信号的传输范围大于跟踪环境120的边界与第一系统100的最远距离，任何接近第一系统100的EMT系统都可以在检测到由第一系统100生成的EM波之前检测到状态信号。
例如，再次参考图1B，当第二系统150移向第一系统时，第二系统150的状态传感器158可以在移入第一系统100的跟踪环境120之前检测由第一系统100的状态发射器106生成的状态信号164。类似地，当第二系统150向第一系统100移动时，第一系统100的状态传感器108可以在第二系统150生成的任何EM波有机会扭曲由第一系统100生成的EM波并干扰第一系统100的运行之前检测到第二系统150的状态发射器156生成的状态信息114。
第一系统100可以比较从第二系统150接收到的状态信号中包括的频率的信息，并且确定第一系统100和第二系统150当前是否共享至少一个频率(或者例如具有在彼此的阈值范围内的一个或多个频率)。例如，状态传感器108可以将与接收到的状态信息有关的数据发送到第一系统100的处理器116，以进行分析和公共频率确定。
在一些实施方式中，状态传感器108能够将状态信息发送到处理器116。在一些实施方式中，状态传感器108将任何接收到的信号转发给处理器116，并且处理器116过滤掉状态传感器108已经从第一系统的状态发射器106接收的信息，例如，仅获得从除第一系统100以外的系统接收的状态信息。
处理器116分析其从状态传感器108接收的信息，以确定系统100是否需要改变其当前运行频率。如果处理器116确定需要改变系统100的当前频率，则处理器116向磁性发射器102发送切换其运行频率的请求(例如，间接经由状态传感器108或状态发射器106中的一个或两者)。
当处理器116获悉接近的第二系统150正在使用磁性发射器102当前正在使用的至少一个频率(例如，“共享”频率)时，处理器116可以进一步分析从第二系统150接收的状态信息以确定第一系统100和第二系统150中的哪个应改变其当前运行频率。处理器116可以基于第一系统100和第二系统150中的每一个已经在共享频率上运行(或者在彼此足够接近的两个频率上运行，这可能潜在地干扰所这两个系统中的任何一个生成的EM波)的相应的运行时间来执行这样的操作。例如，处理器116可以确定在过去的十分钟内磁性发射器102已经在共享频率f1上运行，而第二系统150已经在共享频率f1上运行了两分钟。通过比较两个系统中的每个系统的运行时间，处理器116可以确定由于第二系统150已经在较短的时间段内使用共享频率f1，因此第二系统150(例如，而不是第一系统100)应改变其运行频率。
在一些实施方式中，处理器116可以确定已经使用共享频率较长时间段的系统应该改变其频率。在一些实施方式中，处理器116确定已经使用共享频率较短时间段的系统应该改变其频率。如果处理器确定第一系统100应改变其频率，则处理器116请求磁性发射器102改变其运行频率。如果处理器116确定第二系统150应该改变其频率，则处理器116可以最初不向磁性发射器102发送改变其运行频率的请求，而是可以等待第二系统150独自地改变其运行频率。
假设状态传感器158也已经从状态发射器106接收到状态信号164，并且已经将其信息转发到第二系统150的处理器166，则处理器116和166都应当得出相同的结论，即第一系统100和第二系统150中的哪一个应该改变其频率。但是，两个系统中至少一个系统上的通信错误和/或故障可能会导致两个处理器做出之一的决策(或预测)与另一个处理器(或系统)的运行方式不一致。例如，可能存在第一系统的处理器116确定在第一系统与第二系统之间需要改变其频率的是第二系统150的情况。通过依赖于该决策，处理器116可以不向第一系统的磁性发射器102发送改变频率的请求。另一方面，第二系统150可能错过了来自第一系统100的状态信号，可能已经做出了不同的决策(例如，确定是第一系统100需要改变其频率)，可能在处理其信息并做出各自的决定等时太慢。
为了减轻这种问题，处理器116可以监视(i)由磁性发射器102发送的EM波(例如，响应于用户的位置改变)，以及(ii)磁性传感器104和/或系统100的其他部分(例如，由系统响应于接收到EM波而创建的图像)如何响应那些EM波。例如，处理器116可以是在第一系统100上实现的内部测量单元(IMU)的一部分(和/或连接到该内部测量单元)，以监视由第一系统生成的波和/或信号和/或第一系统的不同部分对那些波和/或信号的反应。
如果处理器116确定所生成的波/信号与第一系统对所生成的波/信号的反应之间的不一致，则处理器116可以确定已经发生干扰并请求磁性发射器102改变其运行频率。例如，基于所生成的波/信号，IMU可以确定第一系统100的一个或多个组件应如何对所生成的波/信号作出反应。当处理器116确定至少一个分量(例如，姿势)对所生成的波/信号的反应与IMU确定的预期反应之间的偏差时，处理器116确定干扰可能已经发生并向磁性发射器102发送改变其频率的请求。
在一些实施方式中，为了防止干扰，例如，在两个EMT系统之间的故障或通信错误的情况下，处理器116可以在第二系统150变得太靠近第一系统100之前请求磁性发射器102改变其频率，例如在第二系统移入第一系统100的跟踪环境120之前。当处理器116确定应该更改其运行频率的是另一个系统(即第二系统150)时，处理器116可以监视随后从第二系统150接收到的状态信息，以确定第二系统150是否已改变其频率。如果从第二系统150接收到的后续状态信息指示第二系统150在预定时间段(例如30秒)内未改变其频率，则处理器116可以请求磁性发射器102改变其运行频率。
在一些实施方式中，如果从第二系统150接收到的后续状态信息指示第二系统150尚未改变其频率，则处理器116可以查看从第二系统150接收的状态信号的信号强度(例如，通过接收信号强度指示符(RSSI))以确定第二系统与第一系统有多接近。如果基于状态信号的强度，处理器116确定该信号变得更强(例如，与先前从第二系统接收到的状态信号相比)，则处理器116可以得出结论，第二系统150越来越接近第一系统100，并且可以请求磁性发射器102改变其频率。
可替代地，或另外，处理器116可以响应于确定信号强度大于阈值强度，和/或响应于确定第二系统150越来越接近于距第一系统100的预定阈值距离，来请求磁性发射器改变其频率。如果处理器116确定第二系统156正在变得比阈值距离更近，则处理器116可以得出结论，第二系统156与第一系统的距离足够近，从而有可能引起干扰(例如当前或将来)。例如，基于信号强度，处理器116可以确定系统150可能与系统100相距30米至40米，因此，当第一系统具有跟踪环境120(半径仅为例如10米)时，该系统与第一系统相距太远，但是当第一系统的跟踪环境半径为35米时，将来可能会造成干扰。
在一些实施方式中，处理器116可以在确定第二系统是否与第一系统共享频率之前分析从第二系统150接收的状态信号的信号强度。例如，在确定第二系统150与第一系统100相距太远时，处理器116可以跳过对从第二系统150接收到的状态信号的信息的分析。这种配置减轻了处理器116上的处理负担并改善了其对于其他分析的处理速度，例如分析从其他系统接收到的状态信号的信息，控制和/或使发射器与其各自的传感器同步，监视IMU等。
在一些实施方式中，处理器116还确定磁性发射器102应切换到的安全频率(或多个安全频率)，并将该安全频率的信息发送到磁性发射器。例如，处理器116可以将从第二系统156接收的状态信号中获得的频率与频率列表和/或频带列表进行比较，以确定未使用的频率和/或较不拥挤的频带。然后，处理器116可以从列表中选择一个或多个频率，并将所选择的频率转发给磁性发射器102。
每个频带可以包括一个或多个特定频率(或频率组)，其中可以选择用于磁性发射器102的操作的频率。例如，频带可以是20KHz和60KHz之间的任何频率范围(例如24-42KHz)，并且可以包括二十多个频率组(例如23个频率组，30个频率组等)。
在一些实施方式中，处理器116考虑电磁噪声本底以选择一个或多个安全频率。例如，如果没有其他系统正在使用特定频率，但是在该特定频率上存在很多噪声，则处理器116从其安全频率列表中消除该特定频率。处理器116可以考虑每个候选频率和/或候选频带中的电磁噪声本底(例如，环境中的白噪声)以选择安全频率。
当确定供磁性发射器102切换到的一个或多个安全频率时，处理器116可以使用频域算法来扫描以发现不会干扰当前由靠近第一系统100或接近第一系统100的其他系统(例如，第二系统150)使用的频率的频率。频域算法可以包括当前使用的频率的快速傅立叶变换(FFT)分析。
在一些实施方式中，处理器116重复地改变其发送到磁性发射器102的安全频率。例如，处理器116可以每10秒从所确定的一个或多个安全频率中选择一个频率，并且将所选择的频率发送给磁性发射器102。
为了提高系统处理速度，可以周期性地而不是连续地确定干扰的可能性。例如，处理器116可以在每20毫秒到10秒之间的时间段中分析与接收到的状态信号有关的信息。另外或可替代地，状态发射器106可以周期性地(例如，在每20毫秒与10秒之间)生成并发送其状态信号，和/或状态传感器108可以从状态发射器106和/或任何其他定期发送状态信号的EMT系统接收状态信号。
在一些示例中(例如，在图2所示的实施方式中)，状态信号由分别位于第一系统100和第二系统156上的状态发射器106和156生成，并且状态信号由分别位于第一系统100和第二系统156上的状态传感器108和158接收。在某些实施方式中，状态发射器或状态传感器中的至少一个与EMT系统物理隔离(例如，在EMT系统所在的房间中)，并与EMT系统的处理器通信。这样的状态发射器和/或状态信号可以具有覆盖区域，以接收和/或发送该覆盖区域内的任何EMT系统的状态信息。覆盖范围可以比覆盖范围内存在的任何单个EMT系统的跟踪环境更宽。
图3描绘了可以用作AR/VR系统的一部分的EMT系统300的示例。EMT系统300至少包括头戴式显示器(HMD)302和控制器304。HMD 302包括磁性传感器312和惯性测量单元(IMU)322。控制器304包括磁性发射器314和另一个IMU 324。
图1A-1B和图2中所示的第一系统100和第二系统150中的任何一个或两者都可以通过EMT系统300来实现。例如，可以在控制器304上实现第一系统100的部分112，并且可以在HMD 302上实现第一系统100的部分110。处理器116可以在控制器304或HMD 302中的任何一个上实现。
EMT系统300在跟踪环境306中运行。跟踪环境306可以是旨在表示EMT系统300在其中运行的体积的任意空间的可视化。在一些实施方式中，跟踪环境306可以表示EMT系统300的组件在其上发送和接收电磁波的区域。在一些实施方式中，多个不同的EMT系统可以在相同的跟踪环境306中运行。
在某些实现中，VR系统使用计算机技术来模拟用户在虚拟或虚构环境中的物理存在。VR系统可以通过HMD 302创建三维图像和/或声音，并通过控制器304中的触觉设备或可穿戴设备创建触感，以提供交互式和沉浸式计算机生成的感官体验。相反，AR系统可能会将计算机生成的感官输入叠加在用户的实时体验之上，以增强用户对现实的感知。例如，AR系统可以提供声音、图形和/或相关信息(例如，在导航过程中向用户提供GPS数据)。混合现实(MR)系统(有时称为混杂现实系统)可以合并现实世界和虚拟世界，以生成新的环境和可视化效果，物理对象和数字对象可以实时共存并交互。
HMD 302和控制器304被配置为相对于彼此在三维空间中跟踪位置(例如，在x，y和z中)和取向(例如，在方位角、高度和侧倾中)。例如，发射器314被配置为跟踪传感器312(例如，相对于由发射器314的位置和取向所定义的参考系)，和/或传感器312被配置为跟踪发射器314(例如，相对于相对于由传感器312的位置和取向限定的参考系)。
在一些实施方式中，系统300被配置为在EMT系统300的跟踪环境306中跟踪传感器312和/或发射器314的姿势(例如，位置和取向，有时称为P&O)。这样，可以相对于彼此并且相对于由EMT系统300定义的坐标系来跟踪HMD 302和/或控制器304的姿势。例如，HMD 302和控制器304可以被用来执行头部、手部和/或身体跟踪，例如，将用户的动作与AR/VR内容同步。
尽管跟踪环境306被示为定义的空间，但是应当理解，跟踪环境306可以是任何三维空间，包括无边界的三维空间(例如，较大的室内和/或室外区域等)。EMT系统300所采用的特定传感器312和发射器314可以由过程类型、测量性能要求等来确定。
在一些实施方式中，发射器314包括三个正交缠绕的电磁线圈，在本文中被称为X，Y和Z线圈。流过三个线圈的电流使线圈以特定频率(例如，相同或不同的频率)生成三个正交的正弦磁场。在一些实施方式中，也可以使用时分复用(TDM)。例如，在一些实施方式中，线圈可以以相同的频率(例如30KHz)但是在不重叠的时间生成磁场。传感器312还包括三个正交缠绕的电磁线圈，在本文中被称为x，y和z线圈。
响应于感测到的磁场，通过磁感应在传感器312的线圈中感应出电压。传感器312的每个线圈针对由发射器314的线圈生成的每个磁场生成电信号；例如，传感器312的X线圈响应于从发射器314的X线圈接收到的磁场而生成第一电信号，响应于从发射器314的Y线圈接收到的磁场而生成第二电信号，响应于从发射器314的Z线圈接收到的磁场而生成第三电信号。传感器312的y线圈和z线圈类似地针对由发射器314的X，Y和Z线圈并且在传感器312的y线圈和z线圈处/通过传感器312的y线圈和z线圈接收生成的每个磁场生成电信号。
来自传感器312的数据可以表示为数据矩阵(例如3x3矩阵)，有时称为测量矩阵，可以将其解析为传感器312相对于发射器314的姿势，或者反之亦然。以这种方式，传感器312和发射器314的姿势被测量。在一些实施方式中，用于确定姿势信息的计算在控制器304和/或HMD 302处执行。在一些实施方式中，该计算在单独的计算机系统(诸如与传感器312和/或发射器314有线或无线通信的计算设备)中执行。
如以上关于图2所描述的，AR/VR系统和/或EMT系统300可以采用一种或多种技术来改善对传感器312相对于发射器314的姿势的确定。例如，可以采用一种或多种技术来减少/消除由于彼此足够接近地运行的多个EMT系统之间的干扰而引起的姿势误差。
图4是为一个或多个EMT系统(例如，图2的EMT系统100、150)选择一个或多个运行频率的示例性过程400的流程图。该方法的一个或多个步骤可以由本文描述的一个或多个计算机系统执行。
确定第一电磁系统正在运行所处的一个或多个第一频率(402)。例如，可以基于从第一系统100接收的状态信号来确定第一频率。该状态信号可以由图2的第二系统150的状态传感器158接收，并且可以由第二系统150的处理器166进行分析。
识别不干扰第一频率的一个或多个第二频率(406)。在一些实施方式中，当第二电磁系统(例如，第二系统150)被开启时，确定第二频率。在一些实施方式中，响应于确定第二电磁系统(例如，第二系统150)以足够接近于第一频率中的至少一个的频率运行来确定第二频率(404)。一个或多个第二频率可以由处理器识别，例如由第二电磁系统的处理器识别。
第二电磁系统被设置为以一个或多个第二频率运行(408)。例如，响应于确定磁性发射器152正在可能会干扰一个或多个第一频率的至少一个频率上运行，处理器166可以请求第二系统156的磁性发射器152在一个不同的频率上运行以避免和/或减少干扰第一电磁系统的操作的机会。
如上所述，EMT系统100、150、300可以使用由计算设备执行的软件来操作，例如在HMD 302/传感器312和/或控制器304/发射器314上运行的一个或多个计算机系统，和/与传感器312和发射器314通信的一个或多个单独的计算机系统。在一些实施方式中，软件被包括在计算机可读介质上以在一个或多个计算机系统上执行。
图5示出了示例计算设备500和示例移动计算设备550，它们可以用于实现本文描述的技术。例如，确定和/或调整各种EMT系统的一个或多个运行频率可以由计算设备500和/或移动计算设备550执行和控制。计算设备500旨在表示各种形式的数字计算机，包括例如笔记本电脑、台式机、运行站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其他适当的计算机。计算设备550旨在代表各种形式的移动设备，包括例如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其他类似的计算设备。此处显示的组件、它们的连接和关系以及它们的功能仅是示例，并不意味着限制本文档中描述和/或要求保护的技术的实现。
计算设备500包括处理器502、存储器504、存储设备506、连接到存储器504和高速扩展端口510的高速接口508以及连接到低速总线514和存储设备506的低速接口512。组件502、504、506、508、510和512中的每一个使用各种总线互连，并且可以安装在通用主板上或其他合适的方式安装。处理器502可以处理用于在计算设备500内执行的指令，包括存储在存储器504或存储设备506中的指令，以在外部输入/输出设备上显示GUI的图形数据，包括例如耦合至高速接口508的显示器516。在一些实施方式中，可以适当地使用多个处理器和/或多个总线，以及多个存储器和存储器类型。另外，可以连接多个计算设备500，每个设备提供必要操作的部分(例如，作为服务器阵列、一组刀片服务器、多处理器系统等)。
存储器504将数据存储在计算设备500内。在一些实施方式中，存储器504是一个或多个易失性存储单元。在一些实施方式中，存储器504是一个或多个非易失性存储单元。存储器504也可以是另一种形式的计算机可读介质，包括例如磁盘或光盘。
存储设备506能够为计算设备500提供大容量存储。在一些实施方式中，存储设备506可以是或包含计算机可读介质，包括例如软盘设备、硬盘设备、光盘设备、磁带设备、闪存或其他类似的固态存储器设备或设备阵列，包括存储区域网络或其他配置中的设备。计算机程序产品可以有形地体现在数据载体中。该计算机程序产品还可以包含在被执行时执行一种或多种方法的指令，包括例如以上关于确定和/或调整失真项以及确定传感器112的P&O所描述的那些方法。数据载体是计算机或机器可读介质，包括例如存储器504、存储设备506、处理器502上的存储器等。
高速控制器508管理计算设备500的带宽密集型操作，而低速控制器512管理较低带宽密集型操作。这种功能分配仅是示例。在一些实施方式中，高速控制器508耦合到存储器504、显示器516(例如，通过图形处理器或加速器)，以及耦合到可以接受各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口510。在一些实施方式中，低速控制器512耦合到存储设备506和低速扩展端口514。低速扩展端口可以包括各种通信端口(例如，USB、
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以太网、无线以太网)，可以耦合到一个或多个输入/输出设备，包括例如键盘、指示设备、扫描仪或包括例如交换机或路由器的网络设备(例如，通过网络适配器)。
如图5所示，计算设备500可以以多种不同的形式实现。例如，计算设备500可以被实施为标准服务器520，或者在一组这样的服务器中的多次实施。计算设备500还可以被实现为机架服务器系统524的一部分。另外或作为替代，计算设备500可以被实现在个人计算机(例如，膝上型计算机522)中。在一些示例中，来自计算设备500的组件可以与移动设备(例如，移动计算设备550)中的其他组件组合。每个这样的设备可以包含一个或多个计算设备500、550，并且整个系统可以由彼此通信的多个计算设备500、550组成。
计算设备550包括处理器552、存储器564以及包括例如显示器554、通信接口566和收发器568以及其他组件的输入/输出设备。设备550还可以配备有存储设备，包括例如微驱动器或其他设备，以提供附加的存储。组件550、552、564、554、566和568均可以使用各种总线互连，并且多个组件中的几个可以安装在通用主板上或以适当的其他方式安装。
处理器552可以执行计算设备550内的指令，包括存储在存储器564中的指令。处理器552可以被实现为包括分离的以及多个模拟和数字处理器的芯片的芯片组。处理器552可以提供例如用于设备550的其他组件的协调，包括例如对用户界面的控制、由设备550运行的应用以及由设备550进行的无线通信。
处理器552可以通过控制接口558和耦合到显示器554的显示器接口556与用户通信。显示器554可以是例如TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)显示器或其他适当的显示技术。显示接口556可以包括用于驱动显示器554以向用户呈现图形和其他数据的适当电路。控制接口558可以从用户接收命令并且将它们转换以提交给处理器552。另外，外部接口562可以与处理器542通信，以便实现设备550与其他设备的近距离通信。外部接口562可以例如在一些实施方式中提供用于有线通信，或在一些实施方式中提供无线通信。也可以使用多个接口。
存储器564将数据存储在计算设备550内。存储器564可以被实现为一个或多个计算机可读介质、一个或多个易失性存储单元或一个或多个非易失性存储单元中的一个或多个。还可以提供扩展存储器574，并通过扩展接口572将其连接到设备550，扩展接口572可以包括例如SIMM(单列存储器模块)卡接口。这样的扩展存储器574可以为设备550提供额外的存储空间，和/或可以为设备550存储应用或其他数据。具体地说，扩展存储器574还可以包括用于执行或补充上述过程的指令，并且可以包括安全数据。因此，例如，可以将扩展存储器574提供为设备550的安全模块，并可以使用允许安全使用设备550的指令进行编程。此外，可以通过SIMM卡以及其他数据提供安全应用程序，包括，例如，以不可破解的方式将识别数据放置在SIMM卡上。
存储器564可以包括例如闪存和/或NVRAM存储器，如下所述。在一些实施方式中，计算机程序产品有形地体现在数据载体中。该计算机程序产品包含在执行时执行一种或多种方法的指令，包括例如以上关于确定和/或调整失真项以及确定传感器112的P&O所描述的那些方法。数据载体是计算机或机器可读介质，包括例如存储器564、扩展存储器574和/或处理器552上的存储器，其可以例如通过收发器568或外部接口562接收。
设备550可以通过通信接口566进行无线通信，通信接口566在必要时可以包括数字信号处理电路。通信接口566可以提供各种模式或协议下的通信，包括例如GSM语音呼叫、SMS、EMS或MMS消息收发、CDMA、TDMA、PDC、WCDMA、CDMA2000或GPRS等。这样的通信可以例如通过射频收发器568发生。此外，可以进行短距离通信，包括例如使用
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WiFi或其他这样的收发器(未示出)。此外，GPS(全球定位系统)接收器模块570可以向设备550提供其他与导航和位置相关的无线数据，设备550上运行的应用程序可以适当使用这些数据。
设备550还可以使用音频编解码器560以听觉方式进行通信，该音频编解码器可以接收来自用户的语音数据并将其转换为可用的数字数据。音频编解码器560同样可以为用户生成可听见的声音，包括例如通过扬声器，例如在设备550的手机中。这种声音可以包括来自语音电话呼叫的声音，录制的声音(例如，语音消息、音乐文件等)以及在设备550上运行的应用程序生成的声音。
如图5所示，计算设备550可以以多种不同的形式实现。例如，计算设备550可以被实现为蜂窝电话580。计算设备550也可以被实现为智能电话582、个人数字助理或其他类似的移动设备的一部分。
可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现此处描述的系统和技术的各种实施方式。这些各种实施方式可以包括一个或多个在可编程系统上可执行和/或可解释的计算机程序。这包括至少一个可编程处理器，其可以是专用的或通用的，耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，以及向存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令。
这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程和/或面向对象的编程语言和/或以汇编/机器语言的形式实现。如本文所使用的，术语机器可读介质和计算机可读介质是指用于提供机器指令和/或数据到可编程处理器的计算机程序产品、装置和/或设备(例如磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑设备(PLD))，包括接收机器指令的机器可读介质。在一些实施方式中，存储器、存储设备、机器可读介质和/或计算机可读介质是非暂时性的。
为了提供与用户的互动，可以在具有用于向用户呈现数据的显示设备(例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)和用户可以通过其向计算机提供输入的键盘和指示设备(例如鼠标或轨迹球)的计算机上实现本文所述的系统和技术。其他种类的设备也可以用于提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可以是感觉反馈的形式(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)。来自用户的输入可以以包括声音、语音或触觉输入的形式被接收。
此处描述的系统和技术可以实现于包含后端组件(例如，作为数据服务器)，或包含中间件组件(例如，应用服务器)或包含前端组件(例如，具有用户界面或Web浏览器的客户端计算机，用户可以通过该用户界面或Web浏览器与此处描述的系统和技术的实现进行交互)或此类后端、中间件或前端组件的组合的计算系统中。系统的组件可以通过数字数据通信的形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和因特网。
该计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器之间的关系是通过在各自计算机上运行并彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序生成的。
在一些实施方式中，本文所述的组件可以被分离，组合或并入单个或组合的组件中。附图中描绘的组件无意于将本文描述的系统限制为附图中所示的软件体系结构。
已经描述了多个实施例。然而，将理解的是，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种修改。因此，其他实施例在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种方法，包括：
确定第一电磁系统运行所处的一个或多个第一频率，其中，所述第一电磁系统包括磁性发射器和磁性传感器，其中，所述磁性发射器被配置为生成磁场，所述磁性传感器被配置为基于在所述磁性传感器处接收到的磁场的特性而生成信号；
识别不干扰所确定的一个或多个第一频率的一个或多个第二频率；以及
将第二电磁系统设置为在识别出的一个或多个第二频率下运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于确定所述第二电磁系统在足够接近所述第一频率中的至少一个的频率下运行而在所述第一电磁系统和所述第二电磁系统的运行之间造成干扰，识别所述第二频率。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述第一电磁系统接收状态信号，其中，与一个或多个第一频率有关的信息包括在所述状态信号中，
其中，所述一个或多个第二频率是基于所述状态信号识别的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，响应于确定与从所述第一电磁系统接收的所述状态信号相对应的接收信号强度指示符(RSSI)值大于阈值，识别所述一个或多个第二频率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述一个或多个第二频率包括：识别比所述一个或多个第一频率中的至少一个大或小至少阈值量的频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述一个或多个第二频率包括：使用频域算法来扫描不会干扰所确定的一个或多个频率的频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述频域算法是快速傅立叶变换(FFT)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第二电磁系统设置为在所识别的一个或多个第二频率下运行包括：在所述一个或多个第二频率之间重复地改变。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个第二频率是至少部分地基于由惯性测量单元(IMU)接收的测量结果来识别的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，识别所述一个或多个第二频率包括：确定基于所述磁场而确定的姿势与至少部分基于从所述IMU接收的测量结果所确定的姿势之间的偏差。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个第二频率在24kHz至42kHz之间。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磁性发射器包括三个线圈，每个线圈以特定频率运行。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个频率在每20毫秒与每10秒之间被识别。
14.一种系统，包括：
状态传感器，其被配置为从第一电磁系统接收状态信号，所述第一电磁系统包括磁性发射器和磁性传感器，其中，所述磁性发射器被配置为生成磁场，所述磁性传感器被配置为基于在所述磁性传感器处接收到的磁场的特性而生成信号；以及
计算设备，其被配置为：
根据所述状态信号，确定所述第一电磁系统运行所处的一个或多个第一频率，
识别不干扰所确定的一个或多个第一频率的一个或多个第二频率，并且
向第二电磁系统的磁性发射器发送在所识别的一个或多个第二频率下运行的请求。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，响应于确定所述第二电磁系统在所述第一频率中的至少一个的阈值之内的频率下运行而导致在所述第一电磁系统和所述第二电磁系统的运行之间的干扰，所述计算设备识别所述一个或多个第二频率。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备是所述第二电磁系统的一部分。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备与所述第一电磁系统或所述第二电磁系统中的一个或两个进行无线通信。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述状态信号由所述第一电磁系统基于通信协议而生成，所述通信协议的通信范围大于由所述第一电磁系统的所述磁性发射器生成的所述磁场的检测范围。
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