CN113672137A - 光标位置更新方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了光标位置更新方法、装置和电子设备。该方法的一具体实施方式包括：获取输入设备的传感器数据，其中，输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；利用误差方向和调整参数，对设备姿态变化速率进行修正，利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；利用更新后的设备姿态估计，对光标的位置进行更新。该实施方式在保障设备功耗的同时缩短了空鼠初始化的时间。

Description

光标位置更新方法、装置和电子设备

技术领域

本公开实施例涉及计算机技术领域，具体涉及光标位置更新方法、装置和电子设备。

背景技术

空鼠利用便携输入设备(如，遥控器、智能手机等)内置的加速度计、陀螺仪、磁力计等惯性传感器将设备在三维空间中的姿态变化映射至输出设备(如，电脑、电视等)上对应的光标位置变化，实现对输出设备的体感鼠标控制。

空鼠在初始化过程中需要等待传感器融合算法从一个随机的设备姿态估计开始逐渐收敛至设备的真实姿态，并随后对其进行实时追踪。因此，空鼠初始化时间取决于传感器融合算法完成收敛的时间，现有的空鼠初始化过程通常需要花费较长时间。

发明内容

提供该公开内容部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该公开内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本公开实施例提供了一种光标位置更新方法、装置和电子设备，能够在较短时间内完成空鼠的初始化，同时保障设备的功耗控制与空鼠频繁开关场景下的功能稳定性。

第一方面，本公开实施例提供了一种光标位置更新方法，包括：获取输入设备的传感器数据，其中，所述输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；利用所述误差方向和所述调整参数，对所述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；利用更新后的设备姿态估计，对所述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

第二方面，本公开实施例提供了一种光标位置更新装置，包括：获取单元，用于获取输入设备的传感器数据，其中，所述输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；第一确定单元，用于基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；第二确定单元，用于利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；修正单元，用于利用所述误差方向和所述调整参数，对所述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；更新单元，用于利用更新后的设备姿态估计，对所述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的光标位置更新方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的光标位置更新方法的步骤。

本公开实施例提供的光标位置更新方法、装置和电子设备，通过获取输入设备的传感器数据；之后，基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；而后，利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；之后，利用上述误差方向和上述调整参数，对上述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；最后，利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。本方案的这种方式允许空鼠设备在空鼠功能关闭期间暂停传感器数据的读取与上报，并将动态增益调整引入传感器融合算法，能够在空鼠功能开启后在较短时间内完成空鼠的初始化，同时保障设备的功耗控制与空鼠频繁开关场景下的功能稳定性。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1是本公开的各个实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2是根据本公开的光标位置更新方法的一个实施例的流程图；

图3是根据本公开的光标位置更新方法的又一个实施例的流程图；

图4是根据本公开的光标位置更新方法中确定用于调整误差的调整参数的一个实施例的流程图；

图5是根据本公开的光标位置更新装置的一个实施例的结构示意图；

图6是适于用来实现本公开实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

图1示出了可以应用本公开的光标位置更新方法的实施例的示例性系统架构100。

如图1所示，系统架构100可以包括输入设备1011、1012，网络102和输出设备1031、1032。网络102用以在输入设备1011、1012和输出设备1031、1032之间提供通信链路的介质。网络102可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用输入设备1011、1012通过网络102与输出设备1031、1032交互，以发送或接收消息等，例如，用户可以向输出设备1031、1032发送输入设备1011、1012的传感器数据。输出设备1031、1032上可以安装有各种通讯客户端应用，例如视频类应用、即时通讯软件等。

输入设备1011、1012可以是硬件，也可以是软件。当输入设备1011、1012为硬件时，可以是控制输出设备的各种电子设备，包括但不限于遥控器、智能手机等。当输入设备1011、1012为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的多个软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

输出设备1031、1032可以获取输入设备的传感器数据；之后，可以基于上述传感器数据，确定上述输入设备1011、1012的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；而后，可以利用上述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；之后，可以利用上述误差方向和上述调整参数，对上述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；最后，可以利用更新后的设备姿态估计，对输出设备1031、1032上呈现的光标的位置进行更新。

需要说明的是，输出设备1031、1032可以是硬件，也可以是软件。当输出设备1031、1032为硬件时，可以是具有显示屏并且支持信息交互的各种电子设备，包括但不限于电视机、平板电脑、膝上型便携计算机等。当输出设备1031、1032为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的多个软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

还需要说明的是，本公开实施例所提供的光标位置更新方法通常由输出设备1031、1032执行，此时，光标位置更新装置通常设置于输出设备1031、1032中。

应该理解，图1中的输入设备、网络和输出设备的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的输入设备、网络和输出设备。

继续参考图2，示出了根据本公开的光标位置更新方法的一个实施例的流程200。该光标位置更新方法，包括以下步骤：

步骤201，获取输入设备的传感器数据。

在本实施例中，光标位置更新方法的执行主体(例如图1所示的输出设备)可以获取输入设备的传感器数据。上述输入设备通常用于控制目标设备上呈现的光标的位置。上述输入设备可以预先与上述目标设备进行配对。作为示例，上述输入设备可以包括但不限于：遥控器和智能手机，上述目标设备可以为可以包括但不限于：电脑和电视。

在这里，若输入设备中内置有加速度计、陀螺仪和磁力计等惯性传感器，则上述传感器数据可以包括加速度、角速度和磁场信息(磁场强度和方向)。

步骤202，基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度。

在本实施例中，上述执行主体可以基于上述传感器数据，确定上述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度。

在这里，若以欧拉角的形式表示设备在三维空间中的姿态估计，上述执行主体可以利用预设的传感器融合算法，基于上述传感器数据，确定当前时刻上述输入设备的设备姿态估计。之后，可以利用当前时刻的设备姿态估计和前一次的设备姿态估计，确定上述输入设备的设备姿态变化速率。

在这里，梯度是一个向量(矢量)，表示某一函数在该点处的方向导数沿着该方向取得最大值，即函数在该点处沿着该方向(此梯度的方向)变化最快，变化率最大(为该梯度的模)。误差梯度指的是函数在该点处的方向导数沿着该方向能够取得误差最大值。

步骤203，利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数。

在本实施例中，上述执行主体可以利用上述误差梯度，确定上述设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数。上述用于调整误差的调整参数可以对设备姿态估计进行调整，以使调整后的设备姿态估计接近真实姿态估计。

步骤204，利用误差方向和调整参数，对设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新。

在本实施例中，上述执行主体可以将在步骤203中得到的误差方向和调整参数(即步长)作为误差项，以梯度下降的方式，对上述设备姿态变化速率进行修正。之后，可以利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新。具体地，上述执行主体可以对修正后的设备姿态变化速率进行积分，并累加至最近一次的设备姿态估计，从而完成设备姿态估计的更新。

步骤205，利用更新后的设备姿态估计，对目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

在本实施例中，上述执行主体可以利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。在这里，利用设备姿态估计对光标的位置进行更新是本领域的常规技术手段，在此不再赘述。

本公开的上述实施例提供的方法允许空鼠设备在空鼠功能关闭期间暂停传感器数据的读取与上报，并将动态增益调整引入传感器融合算法，能够在空鼠功能开启后在较短时间内完成空鼠的初始化，同时保障设备的功耗控制与空鼠频繁开关场景下的功能稳定性，实现对设备空间姿态的实时追踪以及空鼠光标位置的准确更新。

在一些可选的实现方式中，上述执行主体可以通过如下方式利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新：上述执行主体可以确定当前时刻的初始化时间是否达到预设的初始化时长阈值，例如，上述初始化时长阈值可以为1秒，即确定当前时刻的初始化时间是否达到1秒。若当前时刻的初始化时间达到上述初始化时长阈值，则可以判定空鼠的初始化完成，允许光标的位置进行更新，此时，上述执行主体可以利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。若当前时刻的初始化时间未达到上述初始化时长阈值，则可以判定空鼠的初始化未完成，不对光标的位置进行更新。

进一步参考图3，其示出了光标位置更新方法的又一个实施例的流程300。该光标位置更新方法的流程300，包括以下步骤：

步骤301，获取输入设备的传感器数据。

在本实施例中，步骤301可以按照与步骤201类似的方式执行，在此不再赘述。

步骤302，利用输入设备在前一次的设备姿态估计和角速度确定设备姿态变化速率。

在本实施例中，光标位置更新方法的执行主体(例如图1所示的输出设备)可以利用上述输入设备在前一次的设备姿态估计和上述角速度确定设备姿态变化速率。

在这里，若以四元数的形式表示设备在三维空间中的姿态估计，则设备姿态的变化速率可以为表征姿态估计的四元数的倒数，其可以通过上述前一次的设备姿态估计和上述角速度计算得到。具体地，上述前一次的设备姿态估计可以以四元数的形式表征，上述角速度也可以以四元数的形式表征。上述执行主体可以将上述前一次的设备姿态估计与上述角速度进行四元数的乘法运算，将得到的乘积除以2，得到设备姿态变化速率。

需要说明的是，在初始时刻，上述输入设备的前一次的设备姿态估计可以为随机的设备姿态估计。

步骤303，利用加速度和磁场信息，构造目标函数，确定目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度。

在本实施例中，上述执行主体可以利用上述加速度和上述磁场信息，构造目标函数。在这里，上述目标函数可以用于表征将上述输入设备的设备坐标系下的目标向量映射到地球坐标系下的参考向量上得到的向量与上述设备坐标系下的向量之间的差异。

在这里，上述目标向量可以为加速度向量，此时的参考向量可以为重力加速度参考向量，上述执行主体可以将上述输入设备的设备坐标系下测得的加速度向量映射到地球坐标系下的重力加速度参考向量上，并将映射得到的三个坐标轴上的向量分别与上述设备坐标系下的对应的向量相减，得到向量之间的差异。上述目标向量也可以为磁场向量，此时的参考向量可以为地磁场参考向量，上述执行主体可以将上述输入设备的设备坐标系下测得的磁场向量映射到地球坐标系下的地磁场参考向量上，并将映射得到的三个坐标轴上的向量分别与上述设备坐标系下的对应的向量相减，得到向量之间的差异。

作为示例，上述设备坐标系可以以输入设备的两个相邻边为X坐标轴和Y坐标轴，以垂直于输入设备的屏幕的直线为Z坐标轴。

之后，可以确定上述目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度。在这里，上述执行主体可以利用基于梯度的数学优化方法确定上述目标函数的最小值。上述基于梯度的数学优化方法可以包括但不限于：共轭梯度法和梯度下降法。

步骤304，对误差梯度进行归一化，得到设备姿态估计的误差方向，对误差梯度进行取模，基于光标在当前时刻的初始化时间和误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数。

在本实施例中，上述执行主体可以对在步骤303中得到的误差梯度进行归一化，得到上述设备姿态估计的误差方向，以及可以对在步骤303中得到的误差梯度进行取模，之后，可以基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数。在这里，上述用于调整误差的调整参数可以随着当前时刻的初始化时间的增大而减小。作为示例，上述执行主体中可以存储有初始化时间与预设参数之间的对应关系的对应关系表，上述执行主体可以从上述对应关系表中查找与当前时刻的初始化时间对应的参数，可以将上述误差梯度的模与查找到的参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。通常来说，当前时刻的初始化时间越小，对应的参数越大。

步骤305，利用误差方向和调整参数，对设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新。

步骤306，利用更新后的设备姿态估计，对目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

在本实施例中，步骤305-306可以按照与步骤204-205类似的方式执行，在此不再赘述。

从图3中可以看出，与图2对应的实施例相比，本实施例中的光标位置更新方法的流程300体现了利用输入设备在前一次的设备姿态估计和角速度确定设备姿态变化速率，利用加速度和磁场信息，构造目标函数，确定目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度以及对误差梯度进行归一化，得到设备姿态估计的误差方向，对误差梯度进行取模，基于光标在当前时刻的初始化时间和误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数的步骤。由此，本实施例描述的方案可以提高设备姿态变化速率、设备姿态估计的误差方向以及用于调整误差的调整参数的准确性。

在一些可选的实现方式中，上述执行主体可以通过如下方式基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：上述执行主体可以确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长。上述第一目标时长可以为预设的初始化时长阈值(例如，1秒)与第一数值的乘积。作为示例，上述第一数值可以为0.5，此时，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值的一半。若上述光标在当前时刻的初始化时间小于等于上述第一目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第一参数的取值可以在2至5之间，具体取值情况可以根据传感器数据的上报速率和数据质量而定。通常情况下，传感器数据的上报速率越慢、数据的质量越差，上述第一参数的取值越大，例如，取5；传感器数据的上报速率越快、数据的质量越好，上述第一参数的取值越小，例如，取2。

在一些可选的实现方式中，上述执行主体可以通过如下方式基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：上述执行主体可以确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长。上述第一目标时长可以为预设的初始化时长阈值(例如，1秒)与第一数值的乘积。作为示例，上述第一数值可以为0.5，此时，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值的一半。若上述光标在当前时刻的初始化时间大于上述第一目标时长，则上述执行主体可以确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长。上述第二目标时长可以为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积。作为示例，上述第二数值可以为三分之二，此时，上述第二目标时长为预设的初始化时长阈值的三分之二。若上述光标在当前时刻的初始化时间小于等于上述第二目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第二参数可以为1，即用于调整误差的调整参数等于上述误差梯度的模。

在一些可选的实现方式中，上述执行主体可以通过如下方式基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：上述执行主体可以确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长。上述第一目标时长可以为预设的初始化时长阈值(例如，1秒)与第一数值的乘积。作为示例，上述第一数值可以为0.5，此时，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值的一半。若上述光标在当前时刻的初始化时间大于上述第一目标时长，则上述执行主体可以确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长。上述第二目标时长可以为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积。作为示例，上述第一数值可以为三分之二，此时，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值的三分之二。若上述光标在当前时刻的初始化时间大于上述第二目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第三参数可以为上述第一参数的倒数，若上述第一参数的取值在2至5之间，则上述第三参数的取值可以在0.2至0.5之间。具体取值情况可以根据传感器数据的上报速率和数据质量而定。通常情况下，传感器数据的上报速率越慢、数据的质量越差，上述第一参数的取值越大，例如，取0.5；传感器数据的上报速率越快、数据的质量越好，上述第一参数的取值越小，例如，取0.2。

进一步参考图4，其示出了光标位置更新方法中确定用于调整误差的调整参数的一个实施例的流程400。该确定用于调整误差的调整参数的确定方法的流程400，包括以下步骤：

步骤401，确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长。

在本实施例中，光标位置更新方法的执行主体(例如图1所示的输出设备)可以确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长。上述第一目标时长可以为预设的初始化时长阈值(例如，1秒)与第一数值的乘积。作为示例，上述第一数值可以为0.5，此时，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值的一半。

步骤402，若光标在当前时刻的初始化时间小于等于第一目标时长，则将误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

在本实施例中，若在步骤401中确定出上述光标在当前时刻的初始化时间小于等于上述第一目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第一参数的取值可以在2至5之间，具体取值情况可以根据传感器数据的上报速率和数据质量而定。通常情况下，传感器数据的上报速率越慢、数据的质量越差，上述第一参数的取值越大，例如，取5；传感器数据的上报速率越快、数据的质量越好，上述第一参数的取值越小，例如，取2。

步骤403，若光标在当前时刻的初始化时间大于第一目标时长，则确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长。

在本实施例中，若在步骤401中确定出上述光标在当前时刻的初始化时间大于上述第一目标时长，则上述执行主体可以确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长。上述第二目标时长可以为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积。作为示例，上述第二数值可以为三分之二，此时，上述第二目标时长为预设的初始化时长阈值的三分之二。若上述光标在当前时刻的初始化时间小于等于上述第二目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第二参数可以为1，即用于调整误差的调整参数等于上述误差梯度的模。

步骤404，若光标在当前时刻的初始化时间小于等于第二目标时长，则将误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

在本实施例中，若在步骤403中确定出上述光标在当前时刻的初始化时间小于等于上述第二目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第二参数可以为1，即用于调整误差的调整参数等于上述误差梯度的模。

步骤405，若光标在当前时刻的初始化时间大于第二目标时长，则将误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

在本实施例中，若在步骤403中确定出上述光标在当前时刻的初始化时间大于上述第二目标时长，则上述执行主体可以将上述误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。在这里，上述第三参数可以为上述第一参数的倒数，若上述第一参数的取值在2至5之间，则上述第三参数的取值可以在0.2至0.5之间。具体取值情况可以根据传感器数据的上报速率和数据质量而定。通常情况下，传感器数据的上报速率越慢、数据的质量越差，上述第一参数的取值越大，例如，取0.5；传感器数据的上报速率越快、数据的质量越好，上述第一参数的取值越小，例如，取0.2。

本公开的上述实施例提供的方法通过将姿态估计误差梯度的模作为融合算法动态增益调整的参考值，可以实时将姿态估计与真实姿态间的偏离情况反馈至算法对姿态误差的修正力度上。在空鼠的初始化阶段，由于需要等待融合算法从一个随机的设备姿态估计开始逐渐收敛至设备的真实姿态，因此需要通过放大算法增益的方式来加速算法收敛过程，并且随着初始化过程的进行，逐渐降低算法增益直至完成初始化过程，随后将增益维持在一个合理水平以保证正常空鼠操作下对设备姿态的准确追踪。

进一步参考图5，作为对上述各图所示方法的实现，本公开提供了一种光标位置更新装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

如图5所示，本实施例的光标位置更新装置500包括：获取单元501、第一确定单元502、第二确定单元503、修正单元504和更新单元505。其中，获取单元501用于获取输入设备的传感器数据，其中，输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；第一确定单元502用于基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；第二确定单元503用于利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；修正单元504用于利用误差方向和调整参数，对设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；更新单元505用于利用更新后的设备姿态估计，对目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

在本实施例中，光标位置更新装置500的获取单元501、第一确定单元502、第二确定单元503、修正单元504和更新单元505的具体处理可以参考图2对应实施例中的步骤201、步骤202、步骤203、步骤204和步骤205。

在一些可选的实现方式中，上述第一确定单元502可以进一步用于通过如下方式基于上述传感器数据，确定上述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度：上述第一确定单元502可以利用上述输入设备在前一次的设备姿态估计和上述输入设备的角速度，确定上述输入设备的设备姿态变化速率；之后，可以利用上述输入设备的加速度和磁场信息，构造目标函数，确定上述目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度，其中，上述目标函数用于表征将上述输入设备的设备坐标系下的目标向量映射到地球坐标系下的参考向量上得到的向量与上述设备坐标系下的向量之间的差异。

在一些可选的实现方式中，上述第二确定单元503可以进一步用于通过如下方式利用上述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数：上述第二确定单元503可以对上述误差梯度进行归一化，得到设备姿态估计的误差方向；之后，可以对上述误差梯度进行取模，基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数。

在一些可选的实现方式中，上述第二确定单元503可以进一步用于通过如下方式基于光标在当前时刻的初始化时间和误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：上述第二确定单元503可以确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若小于等于第一目标时长，则上述第二确定单元503可以将误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

在一些可选的实现方式中，上述第二确定单元503可以进一步用于通过如下方式基于光标在当前时刻的初始化时间和误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：上述第二确定单元503可以确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若大于第一目标时长，则上述第二确定单元503可以确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；若小于等于第二目标时长，则上述第二确定单元503可以将误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

在一些可选的实现方式中，上述第二确定单元503可以进一步用于通过如下方式基于光标在当前时刻的初始化时间和误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：上述第二确定单元503可以确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若大于第一目标时长，则上述第二确定单元503可以确定光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；若大于第二目标时长，则上述第二确定单元503可以将误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

在一些可选的实现方式中，上述更新单元505可以进一步用于通过如下方式利用更新后的设备姿态估计，对目标设备上呈现的光标的位置进行更新：响应于确定出当前时刻的初始化时间达到预设的初始化时长阈值，上述更新单元505可以利用更新后的设备姿态估计，对目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

下面参考图6，其示出了适于用来实现本公开的实施例的电子设备(例如图1中的输出设备)600的结构示意图。本公开的实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如笔记本电脑、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开的实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，电子设备600可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM 602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

通常，以下装置可以连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备600与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备600，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图6中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM 602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本公开的实施例的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本公开的实施例所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取输入设备的传感器数据，其中，输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；利用误差方向和调整参数，对设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；利用更新后的设备姿态估计，对目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

根据本公开的一个或多个实施例，提供了一种光标位置更新方法，该方法包括：获取输入设备的传感器数据，其中，上述输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；基于传感器数据，确定输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；利用误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；利用上述误差方向和上述调整参数，对上述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

根据本公开的一个或多个实施例，基于上述传感器数据，确定上述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度，包括：利用上述输入设备在前一次的设备姿态估计和上述输入设备的角速度，确定上述输入设备的设备姿态变化速率；利用上述输入设备的加速度和磁场信息，构造目标函数，确定上述目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度，其中，上述目标函数用于表征将上述输入设备的设备坐标系下的目标向量映射到地球坐标系下的参考向量上得到的向量与上述设备坐标系下的向量之间的差异。

根据本公开的一个或多个实施例，利用上述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数，包括：对上述误差梯度进行归一化，得到设备姿态估计的误差方向；对上述误差梯度进行取模，基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数，包括：确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若小于等于上述第一目标时长，则将上述误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数，包括：确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若大于上述第一目标时长，则确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，上述第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；若小于等于上述第二目标时长，则将上述误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数，包括：确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若大于上述第一目标时长，则确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，上述第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；若大于上述第二目标时长，则将上述误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新，包括：响应于确定出当前时刻的初始化时间达到预设的初始化时长阈值，利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

根据本公开的一个或多个实施例，提供了一种光标位置更新装置，该装置包括：获取单元，用于获取输入设备的传感器数据，其中，上述输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；第一确定单元，用于基于上述传感器数据，确定上述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；第二确定单元，用于利用上述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；修正单元，用于利用上述误差方向和上述调整参数，对上述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；更新单元，用于利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

根据本公开的一个或多个实施例，上述第一确定单元进一步用于通过如下方式基于上述传感器数据，确定上述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度：利用上述输入设备在前一次的设备姿态估计和上述输入设备的角速度，确定上述输入设备的设备姿态变化速率；利用上述输入设备的加速度和磁场信息，构造目标函数，确定上述目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度，其中，上述目标函数用于表征将上述输入设备的设备坐标系下的目标向量映射到地球坐标系下的参考向量上得到的向量与上述设备坐标系下的向量之间的差异。

根据本公开的一个或多个实施例，上述第二确定单元进一步用于通过如下方式利用上述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数：对上述误差梯度进行归一化，得到设备姿态估计的误差方向；对上述误差梯度进行取模，基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，上述第二确定单元进一步用于通过如下方式基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若小于等于上述第一目标时长，则将上述误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，上述第二确定单元进一步用于通过如下方式基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若大于上述第一目标时长，则确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，上述第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；若小于等于上述第二目标时长，则将上述误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，上述第二确定单元进一步用于通过如下方式基于上述光标在当前时刻的初始化时间和上述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数：确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，上述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；若大于上述第一目标时长，则确定上述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，上述第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；若大于上述第二目标时长，则将上述误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

根据本公开的一个或多个实施例，上述更新单元进一步用于通过如下方式利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新：响应于确定出当前时刻的初始化时间达到预设的初始化时长阈值，利用更新后的设备姿态估计，对上述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

描述于本公开的实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括获取单元、第一确定单元、第二确定单元、修正单元和更新单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，获取单元还可以被描述为“获取输入设备的传感器数据的单元”。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种光标位置更新方法，其特征在于，包括：

获取输入设备的传感器数据，其中，所述输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；

基于所述传感器数据，确定所述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；

利用所述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；

利用所述误差方向和所述调整参数，对所述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；

利用更新后的设备姿态估计，对所述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述传感器数据，确定所述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度，包括：

利用所述输入设备在前一次的设备姿态估计和所述输入设备的角速度，确定所述输入设备的设备姿态变化速率；

利用所述输入设备的加速度和磁场信息，构造目标函数，确定所述目标函数的最小值，得到设备姿态估计的误差梯度，其中，所述目标函数用于表征将所述输入设备的设备坐标系下的目标向量映射到地球坐标系下的参考向量上得到的向量与所述设备坐标系下的向量之间的差异。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数，包括：

对所述误差梯度进行归一化，得到设备姿态估计的误差方向；

对所述误差梯度进行取模，基于所述光标在当前时刻的初始化时间和所述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述光标在当前时刻的初始化时间和所述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数，包括：

确定所述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，所述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；

若小于等于所述第一目标时长，则将所述误差梯度的模与预设第一参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述光标在当前时刻的初始化时间和所述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数，包括：

确定所述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，所述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；

若大于所述第一目标时长，则确定所述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，所述第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；

若小于等于所述第二目标时长，则将所述误差梯度的模与预设第二参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述光标在当前时刻的初始化时间和所述误差梯度的模，确定用于调整误差的调整参数，包括：

确定所述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第一目标时长，其中，所述第一目标时长为预设的初始化时长阈值与第一数值的乘积；

若大于所述第一目标时长，则确定所述光标在当前时刻的初始化时间是否大于第二目标时长，其中，所述第二目标时长为预设的初始化时长阈值与第二数值的乘积；

若大于所述第二目标时长，则将所述误差梯度的模与预设第三参数的乘积确定为用于调整误差的调整参数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用更新后的设备姿态估计，对所述目标设备上呈现的光标的位置进行更新，包括：

响应于确定出当前时刻的初始化时间达到预设的初始化时长阈值，利用更新后的设备姿态估计，对所述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

8.一种光标位置更新装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取输入设备的传感器数据，其中，所述输入设备用于控制目标设备上呈现的光标的位置；

第一确定单元，用于基于所述传感器数据，确定所述输入设备的设备姿态变化速率和设备姿态估计的误差梯度；

第二确定单元，用于利用所述误差梯度，确定设备姿态估计的误差方向和用于调整误差的调整参数；

修正单元，用于利用所述误差方向和所述调整参数，对所述设备姿态变化速率进行修正，以及利用修正后的设备姿态变化速率，对设备姿态估计进行更新；

更新单元，用于利用更新后的设备姿态估计，对所述目标设备上呈现的光标的位置进行更新。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

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