KR102236958B1 - 제스처 추적 및 인식을 위한 rf―기반 마이크로―모션 추적 - Google Patents

제스처 추적 및 인식을 위한 rf―기반 마이크로―모션 추적 Download PDF

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Abstract

본 문헌은 RF(radio frequency) 기반 마이크로-모션 추적을 위한 기술들을 설명한다. 이러한 기술들은 심지어 밀리미터-스케일의 손 모션들이 추적되는 것을 가능하게 한다. 그렇게 하기 위해, 종래의 기술들을 사용하여 센티미터 또는 그 초과의 분해능들만을 허용할 레이더 시스템들로부터의 레이더 신호들이 사용된다.

Description

제스처 추적 및 인식을 위한 RF―기반 마이크로―모션 추적{RF-BASED MICRO-MOTION TRACKING FOR GESTURE TRACKING AND RECOGNITION}
[0001] 본 출원은 35 U.S.C. §119(e) 하에서 2015년 4월 30일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 제 62/155,357호 및 2015년 5월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 제 62/167,823호를 우선권으로 주장하고, 상기 출원들의 개시내용들은 그 전체가 본원에 인용에 의해 통합된다.
[0002] 스마트폰들, 컴퓨팅 팔찌들, 반지들 및 시계들과 같은 작은-스크린 컴퓨팅 디바이스들이 계속 확산된다. 많은 컴퓨팅 디바이스들과 같이, 이들 작은-스크린 디바이스들은 종종 사용자들과 상호작용하기 위해 가상 키보드들을 사용한다. 그러나, 이들 작은 스크린들 상에서, 많은 사람들은 가상 키보드들을 통하여 상호작용하는 것이 어렵다는 것을 발견하는데, 왜냐하면 이들이 종종 느리고 부정확한 입력들을 유발하기 때문이다. 이것은 사용자들을 불만스럽게 하고 작은-스크린 컴퓨팅 디바이스들의 적용 가능성을 제한시킨다.
[0003] 이 문제를 해결하기 위하여, 광학 손가락-추적 기법 및 광학 손-추적 기법이 개발되었고, 이는 스크린상에서 이루어지지 않은 제스처 추적을 가능하게 한다. 그러나, 이들 광학 기법들은 크거나, 값비싸거나 부정확하였고, 이에 의해 작은-스크린 컴퓨팅 디바이스들에 관련된 유용성 문제들을 해결하는데 그들의 사용가능성을 제한시킨다. 레이더-추적 시스템들을 포함하는 다른 종래의 기술들이 또한 시도되었지만 거의 성과를 거두지 못했다. 이러한 레이더 추적 시스템들은, 레이더 추적 시스템의 분해능이 레이더 시스템의 하드웨어에 의해 제약되기 때문에, 크고, 복잡하거나 고가의 레이더 시스템들을 갖지 않고서 작은 제스처 모션들을 결정하려고 분투한다.
[0004] 본 문헌은 RF(radio frequency) 기반 마이크로-모션 추적을 위한 기술들을 설명한다. 이러한 기술들은 심지어 밀리미터-스케일 손 모션들이 추적되는 것을 가능하게 한다. 이렇게 하기 위해, 종래 기술들의 경우, 센티미터 또는 그 초과의 분해능들만을 허용할 레이더 시스템들로부터의 레이더 신호들이 사용된다.
[0005] 이런 요약은 RF-기반 마이크로-모션 추적에 관한 간략화된 개념들을 도입하기 위하여 제공되고, 이는 아래의 상세한 설명에 추가로 설명된다. 이 요약은 청구된 청구 대상의 본질적인 특징들을 식별하려고 의도되지도 않고, 청구된 청구 대상의 범위를 결정하는데 사용하도록 의도되지도 않는다.
[0006] RF-기반 마이크로-모션 추적에 대한 기법들 및 디바이스들의 실시예들은 다음 도면들을 참조하여 설명된다. 동일한 번호들은 동일한 피처(feature)들 및 컴포넌트들을 참조하기 위하여 도면들 전체에 걸쳐 사용된다.
도 1은 종래의 시스템의 하드웨어-제약 분해능을 예시한다.
도 2는 RF-기반 마이크로-모션 추적을 가능하게 하는 기술들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 예시한다. 환경은, 마이크로-모션 추적을 위한 기술들이 도 1에 예시된 것과 같은 종래의 레이더 시스템들의 하드웨어 제한들을 극복할 수 있는 상당히 간단한 레이더 시스템을 예시한다.
도 3은 RF-기반 마이크로-모션 추적의 결정이 인에이블될 수 있는 컴퓨팅 디바이스를 예시한다.
도 4는 제공된 레이더 필드 내에서 움직이는 손과 함께 도 2의 상당히 간단한 레이더 시스템을 예시한다.
도 5는 손의 포인트들에 대한 속도 프로파일, 상대 속도 도표, 및 상대 변위 도표를 예시한다.
도 6은 RF-기반 마이크로-모션 추적을 통해 결정된 예시적인 제스처를 예시하고, 예시적인 제스처는, 통상적인 기계식 시계의 톱니바퀴(serrated wheel)의 롤링과 유사한, 손가락에 대한 엄지손가락의 마이크로-모션을 갖는다.
도 7은 RF-기반 마이크로-모션 추적을 통한 제스처 인식을 가능하게 하는 예시적인 방법을 예시한다.
도 8은 3 개의 서브-제스처 단계들의 예시적인 제스처를 예시하고, 제스처는 가상 버튼을 누르는데 효과가 있다.
도 9는 4 개의 단계들의 예시적인 롤링 마이크로-모션 제스처를 예시하고, 롤링 마이크로-모션 제스처는 RF-기반 마이크로-모션 추적을 통한 미세 모션 및 제어를 허용한다.
도 10은 RF-기반 마이크로-모션 추적을 구현하거나, RF-기반 마이크로-모션 추적의 사용을 가능하게 하는 기술들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템을 예시한다.
개요
[0007] RF-기반 마이크로-모션 추적을 가능하게 하는 기술들이 본원에 설명된다. 본 기술들은, 심지어 추적되는 밀리미터-스케일 분해능보다 열등한(coarse) 하드웨어-제약 종래의 분해능을 갖는 레이더 시스템으로부터의, 레이더 신호들로부터 밀리미터-스케일 손 모션들을 추적한다.
[0008] 손의 제스처는 다수의 동적 컴포넌트들을 갖는 복잡한, 비-강직(non-rigid) 타겟이다. 이로 인해, 손가락 끝들(tips), 손바닥 또는 엄지손가락과 같은 손의 서브-컴포넌트들의 범위 및 속도는 통상적으로 종래의 하드웨어의 분해능 한계들 이하이다. 따라서, 종래의 하드웨어는 작은 모션들을 추적하기 위해 크고, 고가이거나 복잡해야 한다. 작은 모션들을 추적할 수 있는 그러한 종래의 하드웨어에서조차, 실시간 제스처-인식 애플리케이션들에 대해, 추적 알고리즘들은 계산적으로 제약된다.
[0009] 도 1에 예시된 종래의 시스템의 하드웨어-제약 분해능이 고려된다. 여기서 하드웨어-제약 공간 분해능(102)은 교차-범위 분해능(104) 및 범위 분해능(106)으로 구성된다. 교차-범위 분해능(104)은 안테나-빔 폭(108)에 의존하고, 범위 분해능(106)은 대역폭(110)에 의존하고, 이 둘 모두는 종래의 레이더 시스템의 하드웨어에 기초한다. 대역폭(110)은 펄스 폭 또는 파장으로 표현될 수 있다.
[0010] 더 양호한 분해능을 획득하기 위해, 종래의 레이더 시스템들에서 다수의 안테나들이 종종 사용되는데, 복잡성 및 비용이 증가된다. 이는, 레이더 필드(112)가 3 개의 별개의 레이더-방출 엘리먼트들(116) 및 안테나들(118)을 갖는 종래의 레이더 시스템(114)에 의해 제공되는 것으로 도시된다. 별개의 레이더-방출 엘리먼트들(116) 각각에 대한 레이더 필드(112) 내에서 움직이는 손(120)으로부터 반사들(reflection)이 수신된다. 따라서, 12 개의 엘리먼트들(122) 각각은 레이더 시스템의 하드웨어에 의해 자신들의 크기에서 제약된다. 엄지손가락에 맞닿게 검지손가락을 움직이는 것과 같은 손(120)의 마이크로-모션이 엘리먼트들(122) 중 특정 엘리먼트(122-1) 내에 있을 것이라는 것이 주목된다. 그러한 경우에, 종래의 시스템 및 기술들은 마이크로-모션이 이루어졌다고 결정할 수 없다.
[0011] RF-기반 마이크로-모션 추적을 위한 기술들이 종래의 레이더 시스템의 하드웨어 한계들을 극복할 수 있는 하나의 환경(200)을 예시하는 도 2와 도 1이 대조된다. 이러한 예시에서, 단일 레이더-방출 엘리먼트(204) 및 단일 안테나 엘리먼트(206)를 갖는 상대적으로 간단한 레이더 시스템(202)이 도시된다. 단일 레이더-방출 엘리먼트(204)와 도 1의 다수의 레이더-방출 엘리먼트들(116)이 대조되고, 단일 안테나 엘리먼트(206)와 도 1의 다수의 안테나들(118)이 대조된다. 여기서 간단한 레이더 시스템(202)은 종래의 레이더 시스템(114)보다 더 간단하고, 아마도 널 비싸고, 더 작거나 덜 복잡하다. 또한, 종래의 레이더 시스템(114)은, 심지어 종래의 레이더 시스템(114)이 더 큰 비용, 크기 또는 복잡성을 가짐에도 불구하고도, 엘리먼트들(122)의 크기에 의해 허용된 것보다 더 높은 분해능을 요구하는, 손(120)의 마이크로-모션들을 결정할 수 없다.
[0012] 언급된 바와 같이, 레이더 시스템들은 종래의 기술들에 대해 하드웨어-파라미터-기반 변위-감지 분해능 한계들을 갖는다. 이러한 한계들은 시스템의 하드웨어의 파라미터들에 기초하여, 간단한 레이더 시스템(202)의 분해능이 하드웨어-제약 공간 분해능(212)(3 개의 예들로 도시됨)에 대해 범위 분해능(208) 및 교차-범위 분해능(210)을 갖는다. 그러나, 아래에 설명된 바와 같이, RF-기반 마이크로-모션 추적 기술들은, 하드웨어-제약 한계들이 종래에 제시한 것보다 더 작은 모션들의 마이크로-모션 추적, 및 따라서 더 미세한 분해능을 가능하게 한다. 따라서, 본 기술들은 레이더 시스템의 파장 또는 빔 폭보다 더 미세한 상대 변위의 분해능을 허용한다.
[0013] 본 문헌은 이제, RF-기반 마이크로-모션 추적이 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 디바이스를 참조하고, 이어서 예시적인 방법 및 제스처들이 후속되고, 예시적인 컴퓨팅 시스템으로 끝맺는다.
예시적인 컴퓨팅 디바이스
[0014] 도 3은, RF-기반 마이크로-모션 추적이 인에이블될 수 있는 컴퓨팅 디바이스를 예시한다. 컴퓨팅 디바이스(302)는 다양한 비-제한적인 예시적인 디바이스들, 즉 데스크톱 컴퓨터(302-1), 컴퓨팅 시계(302-2), 스마트폰(302-3), 태블릿(302-4), 컴퓨팅 반지(302-5), 컴퓨팅 안경들(302-6), 및 마이크로파(302-7)로 예시되지만, 다른 디바이스들, 이를테면 홈 자동화 및 제어 시스템들, 엔터테인먼트 시스템들, 오디오 시스템들, 다른 홈 기기들, 보안 시스템들, 넷북들, 자동차들, 및 e-판독기들이 또한 사용될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(302)가 착용식, 비-착용식일 수 있지만 이동식이거나, 비교적 고정식(immobile)(예컨대, 데스크톱들 및 기기들)일 수 있다는 것을 주목하라.
[0015] 컴퓨팅 디바이스(302)는 메모리 매체들 및 저장 매체들을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들(304) 및 컴퓨터-판독 가능 매체들(306)을 포함한다. 컴퓨터-판독 가능 매체들(306) 상에서 컴퓨터-판독 가능 명령들로서 구현되는 애플리케이션들 및/또는 운영 시스템(도시되지 않음)은 본원에 설명된 기능성들 중 일부를 제공하기 위하여 프로세서들(304)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능 매체들(306)은 또한 아래에 설명되는 마이크로-모션 추적 모듈(308) 및 인식 모듈(310)을 포함한다.
[0016] 컴퓨팅 디바이스(302)는 또한 유선, 무선 또는 광학 네트워크들을 통하여 데이터를 통신하기 위한 하나 이상의 네트워크 인터페이스들(312) 및 디스플레이(314)를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(312)는 LAN(local-area-network), WLAN(wireless local-area-network), PAN(personal-area-network), WAN(wide-area-network), 인트라넷, 인터넷, 피어-투-피어(peer-to-peer) 네트워크, 포인트-투-포인트(point-to-point) 네트워크, 메쉬 네트워크 등을 통하여 데이터를 통신할 수 있다. 디스플레이(314)는 컴퓨팅 디바이스(302)와 일체형일 수 있거나 또는 데스크톱 컴퓨터(302-1)과 같이 컴퓨팅 디바이스(302)와 연관될 수 있다.
[0017] 컴퓨팅 디바이스(302)는 또한, 레이더-방출 엘리먼트(204) 및 안테나 엘리먼트(206)를 포함하는 레이더 시스템, 이를테면, 도 2의 레이더 시스템(202)을 포함하거나 이와 연관될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 레이더 시스템(202)은, 종래의 기술들을 사용하여서는, 밀리미터 스케일로 마이크로 모션들을 여전히 결정할 수 없는 종래의 레이더 시스템들보다 더 간단하거나, 더 적은 비용이거나, 덜 복잡할 수 있다.
[0018] 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 레이더 필드 내의 손의 2 개 이상의 포인트들의 반사들(reflections)의 중첩(superposition)을 나타내는 레이더 신호로부터 상대적인 동력을 추출하도록 구성된다. 도 4의 환경(400)에 있는 도 2의 레이더 시스템(202)이 더 상세히 고려되는데, 여기서 레이더 시스템(202)은 손(404)이 움직일 수 있는 레이더 필드(402)를 제공한다. 이러한 손(404)은 다양한 관심 포인트들을 갖는데, 일부는 레이더 안테나 엘리먼트(206)를 향해 이동하고, 일부는 떨어져 이동하고, 일부는 고정식이다. 이는 엄지손가락 포인트(406), 검지손가락 포인트(408) 및 손가락 관절(knuckle) 포인트(410)에 예시된다. 마이크로-모션 제스처에 대해, 엄지손가락 포인트(406)가 안테나 엘리먼트(206)로부터 떨어져 이동하고, 그 검지손가락 포인트(408)는 안테나 엘리먼트(206)를 향해 이동하고, 손가락 관절 포인트(410)는 고정식이라고 가정하자.
[0019] 더 상세히, 이들 포인트들 각각에 대해, 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 그들의 상대 속도 및 에너지를 결정할 수 있다. 따라서, 엄지손가락 포인트(406)의 속도가 초당 1.7 미터로 멀어지고, 검지손가락 포인트(408)가 초당 2.1 미터로 가까워지고, 손가락 관절 포인트(410)가 초당 제로 미터라고 가정된다. 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 레이더 신호를 사용하여 손의 이러한 포인트들에 대한 속도 프로파일을 결정한다.
[0020] 예를 들면, 손(404)의 3 개의 포인트들에 대한 속도 및 에너지를 보여주는 속도 프로파일(502)을 예시한 도 5가 고려된다. 속도 프로파일(502)은 엄지손가락 포인트(406), 검지손가락 포인트(408) 및 손가락 관절 포인트(410)에 대한 더 높은 에너지 측정들에 대해 속도 대 에너지를, 임의적인 단위들로, 도시한다. 속도 축은 손가락 관절 포인트(410)가 안테나 엘리먼트(206)에 대해 이동하지 않지만, 엄지손가락 포인트(406) 및 검지손가락 포인트(408)에 대한 멀어지고 가까워지는 이동을 도시한다. 각각의 포인트에 대한 절대 속도가 명확함을 위해 도시되지만, 본 기술들에서 요구되지 않고, 상대 속도면 충분하고, 이는 절대 속도들을 결정하고 이어서 상대 속도를 결정하기 위해 그들을 비교하는 것는 것보다 더 경량의 프로세싱을 사용할 수 있다.
[0021] 이러한 속도 프로파일(502) 및 다른 이전에 결정되거나 나중에 결정되는 속도 프로파일들을 사용하여, 본 기술들은 손(404)의 포인트들 간의 상대 속도들을 결정할 수 있다. 여기서, 가장 높은 상대 속도는 엄지손가락 포인트(406)와 검지손가락 포인트(408) 사이의 속도이다. 마이크로-모션 추적 모듈(308)은, 엄지손가락 포인트(406)와 검지손가락 포인트(408) 간의 상대 변위가 가장 큰 상대 변위이긴 하지만, 엄지손가락 포인트(406)와 손가락 관절 포인트(410) 또는 검지손가락 포인트(408) 간의 상대 속도(및 이어서 변위)를 결정할 수 있고, 이는 제스처 인식 및 제어의 미세함(fineness)을 개선할 수 있다. 그러나, 이러한 분해능은, 또한 또는 대신에, 가령, 손(404)의 포인트 또는 포인트들에 대한 잡음 또는 다른 신호 품질 염려사항들이 존재하는 경우에, 다른 포인트들에 대해 더 양호할 수 있다.
[0022] 언급된 바와 같이, 속도 프로파일(502)은 손(404)의 각각의 포인트의 에너지들을 표시한다. 이러한 에너지는 각각의 포인트로부터 방출기 또는 안테나 엘리먼트까지의 타겟 범위, 예를 들면, 레이더-방출 엘리먼트로부터의 방사상 거리(radial distance)의 함수로서 반사된 에너지 강도의 측정이다. 송신된 신호와 반사 간의 시간 지연은 도플러 주파수(Doppler frequency)를 통해 관측되고, 따라서, 방사상 속도가 결정되고, 이어서 방사상 거리에 대해 적분(integrate)된다. 도플러 주파수의 이러한 관측은 레이더 신호에 대한 범위-도플러-시간 데이터 큐브(range-Doppler-time data cube)를 통한 것일 수 있지만, 그러한 포맷이 요구되지는 않는다. 포인트들의 반사들의 중첩들을 갖는 레이더 신호의 데이터에 대한 형태가 무엇이든지, 상대 속도들을 적분하는 것은 레이더 신호의 언래핑된 신호 위상(unwrapped signal phase) 및 도플러-결정 상대 동력을 정량적으로(quantitatively) 결합할 수 있다. 선택적으로 또는 게다가, 확장 칼만 필터(extended Kalman filter)는 손의 포인트에 대한 도플러 중심(Doppler centroid)과 로우 위상(raw phase)을 통합하는데 사용될 수 있고, 이는 비선형 위상 언래핑(nonlinear phase unwrapping)을 허용한다.
[0023] 더 상세히, 다음의 수학식은 속도 프로파일(502)을 결정하는 방식을 나타낸다. 수학식 1은 시간 기간에 걸쳐 증분 거리 변화의 함수로서 증분 위상 변화를 나타낸다. 더 구체적으로,
Figure 112019071707062-pat00001
는 위상이고, 따라서,
Figure 112019071707062-pat00002
는 위상 변화이다.
Figure 112019071707062-pat00003
는 거리이고,
Figure 112019071707062-pat00004
는 변위이고,
Figure 112019071707062-pat00005
는 파장이고, 따라서,
Figure 112019071707062-pat00006
는 파장에 걸쳐 변위 변화이다. 각각의 증분 위상 변화는 변위 변화의 4 π와 동일시(equate)한다.
Figure 112019071707062-pat00007
[0024] 수학식 2는, 위상의 시간 도함수(derivative)(
Figure 112019071707062-pat00008
)에 비례하는 주파수(
Figure 112019071707062-pat00009
)를 나타낸다. 이어서, 변위의 시간 도함수 및 파장을 플러그 인하는 것(
Figure 112019071707062-pat00010
)은 다시 파장에 걸쳐 속도(v)를 발생시킨다.
Figure 112019071707062-pat00011
[0025] 수학식 1 및 2는 마이크로-모션들을 만드는 손의 포인트들과 같은 증분 속도와, 손의 이러한 포인트들로부터 반사된 신호에서 이것이 보여지는 방법 간의 관계를 도시한다.
[0026] 수학식 3은 마이크로 모션들의 주파수를 추정하는 방법을 도시한다. 본 기술은, 주파수들 각각에서 얼마나 많은 에너지가 존재하는지를 보여주는 도플러 중심들(
Figure 112019071707062-pat00012
)을 사용하여 도플러 스펙트럼을 계산한다. 본 기술들은 중심 합계(centroid summation)(
Figure 112019071707062-pat00013
)를 사용하여 마이크로-모션들 각각에 대응하는 주파수들 각각을 인출(pull out)한다.
Figure 112019071707062-pat00014
[0027] 따라서, 본 기술들은, 엄지손가락 포인트(406), 검지손가락 포인트(408) 및 손가락 관절 포인트(410)와 같이 다양한 속도들로 이동하는, 도 2의 예시적인 속도 프로파일(502)과 같이 에너지의 프로파일을 구축한다. 이러한 프로파일로부터, 본 기술들은, 아래에 설명되는 바와 같이, 특정 마이크로-모션들이 프로파일에서 특정 에너지들에 있는 것으로 추정한다.
[0028] 상대 속도 도표(504)는 시간에 따른 상대 속도(506)를 예시한다. 설명을 명확히 하기 위해 도시되지만, 엄지손가락 포인트(406)의 절대 엄지손가락 속도(508) 및 검지손가락(408)의 절대 검지손가락 속도(510)가 요구되지는 않는다. 상대 속도(506)는 절대 속도들을 결정하지 않고서 결정될 수 있다. 그러나, 이들을 도시하는 것은, 이들 속도들 간의 상대 속도, 및 상대 속도가 시간에 따라 어떻게 변할 수 있는지(6 개의 시간 단위들에 걸쳐 엄지손가락 포인트(406)의 2.1 단위들로부터 1.9 단위들로의 슬로우다운(slowdown)을 주목)를 예시한다.
[0029] 이어서, 6 개의 시간 단위들에 걸쳐 결정된 상대 속도들(506)에 대해, 상대 변위는 상대 속도들을 적분함으로써 결정될 수 있다. 이는, 변위 궤적(displacement trajectory)(514)을 예시하는 상대 변위 도표(512)를 통해 도시된다. 이러한 변위 궤적(514)은 6 개의 시간 단위들에 걸쳐 검지손가락 포인트(408)에 대해 엄지손가락 포인트(406)의 변위 변화이다. 따라서, 엄지손가락 포인트(406) 및 검지손가락 포인트(408)는 6 개의 시간 단위들에 걸쳐 24 개의 임의적인 변위 단위들만큼 떨어져 이동한다.
[0030] 일부 경우들에서, 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 상대 속도들의 가중 평균을 결정하고, 이어서 상대 속도들의 상대 변위를 찾기 위해 가중 평균들을 적분한다. 가중 평균은 더 높은 확률의 정확한 판독을 갖는 속도 판독들, 더 낮은 잡음 또는 다른 팩터들에 기초하여 가중화될 수 있다.
[0031] 도 5의 예에 도시된 바와 같이, 본 기술은 낮은 대역폭 RF 신호를 사용하는 것을 포함하여 마이크로-모션들의 추적을 가능하게 한다. 이는, RF 시스템들을 변경하거나 복잡하거나 비싼 레이더 시스템들을 부가할 필요 없이, Wi-Fi 라우터들과 같은 표준 RF 장비를 통한 추적을 허용한다.
[0032] 도 3을 참조하면, 인식 모듈(310)은, 손 위의 포인트들의 상대 변위에 기초하여, 손에 의해 이루어지는 제스처를 결정하도록 구성된다. 이어서, 인식 모듈(310)은 제스처를 애플리케이션 또는 디바이스로 전달할 수 있다.
[0033] 예를 들면, 결정된 제스처가, 통상적인 기계식 시계의 톱니바퀴를 롤링하는 것과 유사한, 손가락에 대한 엄지손가락의 마이크로-모션이라고 가정된다. 이러한 예는, 시작 위치(602)에서의 마이크로-제스처의 시작, 및 종료 위치(604)에서 마이크로-제스처의 종료를 도시하는 도 6에 예시된다. 이동(606)이 시작에서 끝까지 이루어지지만, 시각적 간결성을 위해 중간 위치들에서는 도시되지 않는다는 것이 주목된다. 시작 위치(602)에서, 엄지손가락 포인트(608) 및 검지손가락 포인트(610)는 검지손가락의 끝(tip)에 엄지손가락의 끝이 서로에 대해 위치된다. 종료 위치(604)에서, 엄지손가락 및 따라서 엄지손가락 포인트(608)는 검지손가락 및 따라서 검지손가락 포인트(610)를 가로질러 몇 밀리미터를 이동하고, 각각은 그러한 몇 밀리미터만큼 다른 것에 대해 변위된다. 본 기술들은 다수의 밀리미터들보다 더 미세한 분해능들로 이러한 제스처를 추적하도록 구성되지만, 이는, 시작 및 종료를 도시하고, 중간 측정들이 이루어지지 않는다.
[0034] 마이크로-모션 추적 모듈(308)에 의해 이루어진 엄지손가락 포인트(608)와 검지손가락 포인트(610) 간의 변위를 사용하여, 인식 모듈(310)은 제스처를 결정하고, 이러한 제스처를 (일반적으로 서브-제스처 부분들을 갖는 완전한 제스처가 이루어질 때, 다수의 서브-제스처들로서) 애플리케이션, 여기서는 스마트 시계의 애플리케이션으로 전달하고, 애플리케이션은 결국 디스플레이되는 텍스트(스크롤 화살표(614)에 도시된 스크롤링 및 시작 텍스트(616) 및 종료 텍스트(618)에 도시된 결과들)를 스크롤 업하기 위해 사용자 인터페이스(612)를 변경한다. 추적되는 제스처들은 크거나 작을 수 있고, 즉 왜냐하면 밀리미터 스케일이 요구되지는 않거나, 단일 손 또는 심지어 인간의 손도 사용되지 않는데, 로봇에 대한 제어를 결정하기 위해 추적되는 로봇의 팔들과 같은 디바이스들이 추적될 수 있기 때문이다. 따라서, 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 밀리미터 또는 더 미세한 분해능 및 최대 5 센티미터의 총 상대 변위를 갖는 마이크로-제스처들을 추적하거나, 다른 손, 팔 또는 물체에 대한 사용자의 팔, 손 또는 손가락들, 또는 심지어 미터 크기의 상대 변위들을 갖는 다중-손 제스처들과 같은 더 큰 제스처들을 추적할 수 있다.
예시적인 방법
[0035] 도 7은 RF-기반 마이크로-모션 추적을 사용하여 제스처들을 인식하는 방법(700)을 도시한다. 방법(700)은, 손이 제스처를 만드는 레이더 시스템으로부터 레이더 신호를 수신하고, 레이더 시스템의 파라미터들에 기초하여 종래 기술이 허용하는 것보다 더 미세한 분해능으로 변위를 결정하고, 이어서 이러한 변위에 기초하여, 제스처들, 심지어 밀리미터 스케일의 마이크로-모션 제스처들을 결정한다. 이러한 방법은 수행되는 동작들을 지정하는 블록의 세트들로서 도시되지만, 이 블록들은 개개의 블록들에 의해 동작들을 수행하기 위해 도시된 순서 또는 조합들로 반드시 제한되지는 않는다. 다음의 논의의 부분들에서, 도 2-6, 8-9에 대해 참조가 이루어질 수 있고, 도면들에 대한 참조는 단지 예로서 이루어진다. 본 기술들은 하나의 디바이스 상에서 동작하는 하나의 엔티티 또는 다수의 엔티티들에 의한 수행, 또는 이러한 도면들에 설명된 것들로 제한되지 않는다.
[0036] 702에서, 도 2에 도시된 바와 같이 레이더 필드가 제공된다. 레이더 필드는 기존의 WiFi 레이더를 포함하여 간단한 레이더 시스템에 의해 제공될 수 있고, 복잡하고, 다중-방출기 또는 다중-안테나 또는 좁은-빔 스캐닝 레이더들을 사용할 필요가 없다. 대신에, 57-64 또는 59-61 GHz와 같은 넓은 빔, 완전한 연속적인 레이더 필드가 사용될 수 있지만, 다른 주파수 대역들, 심지어 사운드 파들(sounds waves)이 사용될 수 있다.
[0037] 704에서, 레이더 필드 내의 손의 다수의 포인트들의 반사들의 중첩을 나타내는 레이더 신호가 수신된다. 언급된 바와 같이, 이는 단일 안테나만큼 적은 수의 안테나로부터 수신될 수 있다. 손의 포인트들 각각은 방출기 또는 안테나에 대한 이동, 및 따라서 각각의 다른 포인트에 대한 이동을 갖는다. 아래에 언급되는 바와 같이, 2 개만큼 적은 포인트들이 표현되고 분석될 수 있다.
[0038] 706에서, 레이더 신호는, 가령, MTI(Moving Target Indicator) 필터를 사용하여 필터링될 수 있다. 레이더 신호를 필터링하는 것이 요구되지는 않지만, 잡음을 제거하거나, 다른 것들보다 더 큰 이동을 갖는 포인트들을 나타내는 것들과 같은 신호의 엘리먼트들을 로케이팅하는 것을 도울 수 있다.
[0039] 708에서, 속도 프로파일은 레이더 신호로부터 결정된다. 이러한 결정의 예들은 위에서,가령, 도 5에서 제공된다.
[0040] 710에서, 상대 속도들은 속도 프로파일로부터 추출된다. 시간에 따른 다수의 상대 속도들을 결정하기 위해, 하나 이상의 이전에 결정되거나 나중에 결정되는 속도 프로파일들이 또한 결정된다. 따라서, 동작들(704 및 708)은 도 7에서 반복 화살표로 도시된 바와 같이 본 기술에 의해 반복될 수 있다.
[0041] 712에서, 변위 궤적은 다수의 상대 속도들을 적분함으로써 결정된다. 다수의 시간들에 걸쳐 다수의 속도 프로파일들로부터 추출된 상대 속도들이 적분된다. 이러한 예는 도 5에서 상대 변위 도표(512)에 도시된다.
[0042] 714에서, 제스처는 손의 다수의 포인트들 간의 변위 궤적에 기초하여 결정된다. 위에 언급된 바와 같이, 이러한 제스처는 하나의 손 또는 다수의 손들 또는 물체들에 의해 수행되는 마이크로-제스처와 같이 미세하고 작거나, 더 큰 사이즈를 가질 수 있다.
[0043] 716에서, 제스처는 애플리케이션 또는 디바이스에 전달된다. 제스처는, 애플리케이션 또는 디바이스에 의한 수신 시에, 애플리케이션 또는 디바이스를 제어하는데, 가령, 애플리케이션 또는 디바이스의 디스플레이, 기능 또는 능력을 제어 또는 변경하는데 효과가 있다. 디바이스는, 방법(700)이 수행되는 원격장치, 주변장치 또는 시스템일 수 있다.
[0044] 이러한 결정된 변위 궤적은 손가락 관절의 포인트와 손가락 끝의 다른 포인트 ― 이 둘 모두는 이동함 ― 간의 변위를 도 6의 예에서 도시한다. RF-기반 마이크로-모션 추적 기술들이 손의 모든 포인트들, 또는 심지어 많은 포인트들을 추적하거나, 심지어 3-차원 공간에서 2 개의 포인트들을 추적하는 것이 요구되지는 않는다. 대신에, 하나의 포인트로부터 다른 포인트로의 상대 변위를 결정하는 것은 제스처들, 심지어 일 밀리미터 또는 더 미세한 제스처들을 결정하기에 충분할 수 있다.
[0045] 방법(700)의 동작들을 통해, 상대 동력은 레이더 필드 내의 손의 다수의 포인트들의 반사들의 중첩을 나타내는 레이더 신호로부터 추출된다. 이러한 상대 동력은 서로에 대한 손의 포인트들의 변위를 나타내고, 변위로부터 마이크로-모션 제스처들이 결정될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 일부 경우들에서, 중첩으로부터 상대 동력을 추출하는 것은 포인트들에 대한 마이크로-도플러 중심들을 결정한다. 이러한 마이크로-도플러 중심들은 계산적으로 간단한(light) 슈퍼-분해능 속도 추정들이 결정되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 필요로 되는 계산적 자원들은 종래의 레이더 기술들과 비교하여 상대적으로 낮아서, 작거나 자원-제한 디바이스들, 가령, 일부 웨어러블 디바이스들 및 어플라이언스들에서 이러한 RF-기반 마이크로-모션 기술들의 사용을 추가로 가능하게 한다. 이러한 기술들은 자원-제한 디바이스들 상에서 사용될 뿐만 아니라, 계산적으로 간단한 결정은, 디바이스의 작은, 미세한 제어를 수행하기 위해 작은, 미세한 제스처(예를 들면, 마이크로-제스처)가 수행되기 때문에, 제스처에 대해 더 빠른, 가령, 실시간의 응답을 허용할 수 있다.
[0046] 또한, RF-기반 마이크로-모션 기술들은, 마이크로-도플러 중심들을 사용함으로써, 도플러 프로파일 피크들의 사용보다 잡음 및 클러터에 대한 더 큰 강인성(robustness)을 허용한다. 분해능을 증가시키기 위해, 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 포인트들의 고주파수 이동들에 대한 밀리미터 및 밀리미터 미만 변위들을 추출하기 위해 레이더 신호의 위상 변화를 사용할 수 있다.
예시적인 제스처들
[0047] 도 2-7에 설명된 RF-기반 마이크로-모션 기술들은 심지어 밀리미터 또는 밀리미터 미만 스케일의 제스처들을 가능하게 한다. 예를 들면, 그러한 2 개의 제스처들을 예시한 도 8 및 9가 고려된다.
[0048] 도 8은 3 개의 서브-제스처 단계들의, 10 또는 그 미만의 밀리미터들의 분해능을 갖는 제스처를 예시한다. 단계들 각각은 마이크로-모션 모듈(308)에 의해 추적될 수 있고, 서브-제스처들은 인식 모듈(310)에 의해 결정될 수 있다. 이러한 서브-제스처들 각각은 제어를 가능하게 할 수 있거나, 서브-제스처들의 마지막의 완료는 제어가 이루어지기 전에 요구될 수 있다. 이것은, 인식 모듈(310)이 제스처를 수신하도록 의도된 애플리케이션 또는 디바이스로부터의 파라미터들, 가령, 엄지손가락 및 손가락의 접촉의 완료만이 애플리케이션 또는 디바이스로 전달되어야 한다는 것을 표시하는 데이터를 가질 수 있기 때문에, 제스처를 수신하는 애플리케이션 또는 인식 모듈(310)에 의해 구동될 수 있다.
[0049] 이는, 사용자 인터페이스가 눌려지지 않은 가상 버튼(810)을 보여주는, 손(808)의 2 개의 포인트들(804 및 806)의 시작 위치(802)를 도시하는 도 8에 대한 경우이다. 2 개의 포인트들(804 및 806)(손가락 끝 및 엄지손가락 끝)이 서로에 더 가깝게 이동하는 제 1 서브-제스처(812)가 도시된다. 2 개의 포인트들(804 및 806)이 훨씬 더 가깝게 이동하는 제 2 서브-제스처(814)가 또한 도시된다. 제 3 서브-제스처(816)는, 2 개의 포인트들(804 및 806)이 (포인트들(804 및 806)이 정확히 손가락 및 엄지손가락의 끝들에 있거나 오프셋이 있는지에 의존하여) 터치하거나 거의 터치하는 제스처를 완료한다. 여기서, 마이크로-모션 추적 모듈(308)이 3 개의 서브-제스처들(812, 814 및 816) 각각에서 포인트들(804 및 806) 간의 변위들을 결정하고, 이들을 인식 모듈(310)로 전달한다고 가정된다. 인식 모듈(310)은, 포인트들이 터치하거나 거의 터치할 때, 완료 제스처를 전달하려고 대기하고, 이때, 애플리케이션은 제스처를 수신하고, 버튼이 눌려지고 눌려진 가상 버튼(818)이 도시되는 것을 사용자 인터페이스에 표시한다.
[0050] 추가의 예로서, 롤링 마이크로-모션 제스처(900)를 예시한 도 9가 고려된다. 롤링 마이크로-모션 제스처(900)는, 엄지손가락(902) 및 검지손가락(904) 둘 모두가 대략 반대 방향들 - 엄지손가락 방향(906) 및 검지손가락 방향(908)- 로 이동하는, 검지손가락(904)에 대한 엄지손가락(902)의 모션을 수반 한다.
[0051] 시작 위치(910)에 있는 그리고 4 개의 서브-제스처들 위치들(912, 914, 916 및 918)을 갖는 롤링 마이크로-모션 제스처(900)가 도시되지만, 완전한 제스처를 통해 심지어 밀리미터 미만 분해능으로 더 많은 이동들이 인식될 수 있기 때문에, 시각적 간결성을 위해 이들만이 도시된다. 롤링 마이크로-모션 제스처(900)의 효과를 더 양호하게 시각화하기 위해, 마킹된 바퀴(920)가 고려된다. 이러한 마킹된 바퀴(920)는 엄지손가락(902) 및 검지손가락(904)에 의해 홀딩되지 않지만, 제스처가 수행될 때, 제스처가 인식되고 미세-분해능을 제어하는데 사용될 수 있는 방식들을 독자가 보는 것을 돕기 위해 도시되고, 이 방식은, 마킹된 바퀴(920)가 회전될 때, 마크(922)가 마크(922-1)의 시작 포인트에서, 마크(922-2)로, 마크(922-3)로, 마크(922-4)로 그리고 마크(922-5)의 종료로 이동하는 방식과 유사하다.
[0052] 롤링 마이크로-모션 제스처(900)가 수행될 때, 마이크로-모션 추적 모듈(308)은 엄지손가락(902) 및 검지손가락(904) 각각의 포인트 또는 포인트들 간의 변위 궤적들을 결정하고, 이들을 제스처 모듈(310)로 전달하고, 제스처 모듈(310)은 결국 수행되는 제스처 또는 그의 부분을 결정한다. 이러한 제스처는 디바이스 또는 애플리케이션으로 전달되고, 이로써 디바이스 또는 애플리케이션은 마이크로-모션 제스처에 의해 제어된다. 이러한 타입의 마이크로-모션에 대해, 애플리케이션은 재생되는 미디어를 통해 진행하고(또는 제스처가 거꾸로 수행되면 리버싱됨), 디스플레이 내의 텍스트 또는 콘텐츠를 통해 스크롤링하고, 음악에 대한 볼륨, 서모스탯(thermostat)에 대한 온도 또는 다른 파라미터를 턴 업(turn up)할 수 있다. 또한, RF-기반 마이크로-모션 기술들이 높은 분해능 및 간단한 계산 요건들을 갖기 때문에, 실시간으로 미세 모션들이 인식될 수 있어서, 사용자가 100의 스케일에 대해 정확한 볼륨 34와 같이 정확하고, 원하는 제어를 용이하게 정착시키거나 재생되는 비디오에서 프레임을 정확히 찾기 위해 자신의 엄지손가락 및 손가락을 앞뒤로 이동시키도록 허용한다.
예시적인 컴퓨팅 시스템
[0053] 도 10은 RF-기반 마이크로-모션 추적을 구현하기 위하여 이전의 도 2-8을 참조하여 설명된 바와 같은 임의의 타입의 클라이언트, 서버 및/또는 컴퓨팅 디바이스로서 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(1000)의 다양한 컴포넌트들을 예시한다.
[0054] 컴퓨팅 시스템(1000)은 디바이스 데이터(1004)(예컨대, 수신된 데이터, 수신 중인 데이터, 브로드캐스트를 위해 스케줄링된 데이터, 데이터의 데이터 패킷들 등)의 유선 및/또는 무선 통신을 가능하게 하는 통신 디바이스들(1002)을 포함한다. 디바이스 데이터(1004) 또는 다른 디바이스 콘텐츠는 디바이스의 구성 세팅들, 디바이스 상에 저장된 매체 콘텐츠, 및/또는 디바이스의 사용자와 연관된 정보(예컨대, 제스처를 수행하는 액터(actor)의 아이덴티티)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000) 상에 저장된 매체 콘텐츠는 임의의 타입의 오디오, 비디오 및/또는 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은, 인간 발언들, 레이더 필드와의 상호작용들, 사용자-선택가능 입력들(명시적 또는 암시적), 메시지들, 음악, 텔레비전 매체 콘텐츠, 레코딩된 비디오 콘텐츠, 및 임의의 콘텐츠 및/또는 데이터 소스로부터 수신된 임의의 다른 타입의 오디오, 비디오 및/또는 이미지 데이터 같은 임의의 타입의 데이터, 매체 콘텐츠 및/또는 입력들이 수신될 수 있는 하나 이상의 데이터 입력들(1006)을 포함한다.
[0055] 컴퓨팅 시스템(1000)은 또한 통신 인터페이스들(1008)을 포함하고, 통신 인터페이스들(1008)은 직렬 및/또는 병렬 인터페이스, 무선 인터페이스, 임의의 타입의 네트워크 인터페이스, 모뎀 중 임의의 하나 이상의 것으로서, 및 임의의 다른 타입의 통신 인터페이스로서 구현될 수 있다. 통신 인터페이스들(1008)은 컴퓨팅 시스템(1000)과 통신 네트워크 간의 연결 및/또는 통신 링크들을 제공하고, 통신 네트워크에 의해, 다른 전자, 컴퓨팅 및 통신 디바이스들이 컴퓨팅 시스템(1000)과 데이터를 통신한다.
[0056] 컴퓨팅 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서들(1010)(예컨대, 마이크로프로세서들, 제어기들 등 중 임의의 것)을 포함하고, 하나 이상의 프로세서들(1010)은 컴퓨팅 시스템(1000)의 동작을 제어하기 위하여 그리고 RF-기반 마이크로-모션 추적을 위한 기술들 또는 구현될 수 있는 기술들을 가능하게 하기 위한 다양한 컴퓨터-실행가능 명령들을 프로세싱한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 컴퓨팅 시스템(1000)은 1012에서 일반적으로 식별되는 프로세싱 및 제어 회로들과 관련하여 구현되는 하드웨어, 펌웨어, 또는 고정된 논리 회로 중 임의의 하나 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 컴퓨팅 시스템(1000)은 디바이스 내의 다양한 컴포넌트들을 커플링하는 시스템 버스 또는 데이터 전달 시스템을 포함할 수 있다. 시스템 버스는 상이한 버스 구조들, 이를테면 메모리 버스 또는 메모리 제어기, 주변장치 버스, USB(universal serial bus), 및/또는 다양한 버스 아키텍처들 중 임의의 것을 활용하는 프로세서 또는 로컬 버스 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
[0057] 컴퓨팅 시스템(1000)은 또한 컴퓨터-판독 가능 매체(1014), 이를테면 영구적인 및/또는 비일시적인 데이터 저장(즉, 단순 신호 송신과 대조됨)을 가능하게 하는 하나 이상의 메모리 디바이스들을 포함하고, 그 예들은 RAM(random access memory), 비휘발성 메모리(예컨대, ROM(read-only memory), 플래시 메모리, EPROM, EEPROM 등 중 임의의 하나 이상), 및 디스크 저장 디바이스를 포함한다. 디스크 저장 디바이스는 임의의 타입의 자기 또는 광학 저장 디바이스, 이를테면 하드 디스크 드라이브, 레코딩가능 및/또는 재기입가능 CD(compact disc), 임의의 타입의 DVD(digital versatile disc) 등으로서 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 또한 대량 저장 매체 디바이스(저장 매체)(1016)를 포함할 수 있다.
[0058] 컴퓨터-판독 가능 매체(1014)는 디바이스 데이터(1004)뿐 아니라, 다양한 디바이스 애플리케이션들(1018), 및 컴퓨팅 시스템(1000)의 동작 양상들에 관련된 임의의 다른 타입들의 정보 및/또는 데이터를 저장하는 데이터 저장 메커니즘을 제공한다. 예컨대, 운영 시스템(1020)은 컴퓨터-판독 가능 매체(1014)와 함께 컴퓨터 애플리케이션으로서 유지되고 프로세서들(1010) 상에서 실행될 수 있다. 디바이스 애플리케이션들(1018)은 디바이스 관리자, 이를테면 임의의 형태의 제어 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 신호-프로세싱 및 제어 모듈, 특정 디바이스에 고유한 코드, 추상화 모듈 또는 제스처 모듈 등을 포함할 수 있다. 디바이스 애플리케이션들(1018)은 또한 시스템 컴포넌트들, 엔진들, 또는 RF-기반 마이크로-모션 추적을 구현하기 위한 관리자들, 이를테면 마이크로-모션 추적 모듈(308) 및 인식 모듈(310)을 포함한다.
[0059] 컴퓨팅 시스템(1000)은 또한 레이더 방출 엘리먼트(204) 및 안테나 엘리먼트(206)를 갖는 레이더 시스템(202)과 같은 레이더 시스템들 중 하나 이상을 포함하거나, 이들에 액세스할 수 있다. 도시되지 않지만, 마이크로-모션 추적 모듈(308) 또는 인식 모듈(310)의 하나 이상의 엘리먼트들은 하드웨어 또는 펌웨어를 통하여 전체적으로 또는 부분적으로 동작될 수 있다.
결론
[0060] RF-기반 마이크로-모션 추적을 사용하는 기법들 및 이를 포함하는 장치들이 피처들 및/또는 방법들에 특정한 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구항들의 청구대상이 반드시 설명된 특정 피처들 또는 방법들로 제한되지 않는 것이 이해될 것이다. 오히려, 특정 피처들 및 방법들은 RF-기반 마이크로-모션 추적을 결정하는 방식들의 예시적인 구현들로서 개시된다.

Claims (20)

  1. 명령들이 저장된 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들로서,
    상기 명령들은, 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들에 의한 실행에 응답하여, 마이크로-모션 추적 모듈 및 인식 모듈을 구현하고,
    상기 마이크로-모션 추적 모듈은:
    제 1 시점에서의 손의 제 1 및 제 2 포인트들로부터의 레이더 필드의 반사들(reflections)의 중첩을 나타내는 제 1 레이더 신호를 수신하고 ― 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들은 상기 레이더 필드 내에서 서로에 대하여 이동함 ―;
    상기 제 1 시점에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 제 1 상대 도플러 주파수(Doppler frequency)를 결정하고;
    제 2 시점에서의 상기 손의 제1 및 제 2 포인트들로부터의 상기 레이더 필드의 반사들의 중첩을 나타내는 제 2 레이더 신호를 수신하고;
    상기 제 2 시점에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 제 2 상대 도플러 주파수를 결정하고; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 시점들 사이에서 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 변위에서의 변화를 결정하도록 구성되고, 그리고
    상기 인식 모듈은:
    상기 변위에서의 변화에 기초하여, 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들의 제스처를 결정하고; 그리고
    디바이스의 디스플레이, 기능 또는 능력을 제어 또는 변경하는데 효과가 있는 상기 제스처를 전달하도록 구성되는,
    하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 마이크로-도플러 중심(micro-Doppler centroid)들에 기초하여 결정되는,
    하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 에너지들에 기초하고,
    상기 에너지들은 범위의 함수인,
    하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들은 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 수신되는,
    하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 비선형 위상 언래핑(nonlinear phase unwrapping)을 허용하기 위해 확장 칼만 필터(extended Kalman filter)가 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들에 대응하는 도플러 중심(Doppler centroid)들과 함께 사용되는,
    하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들.
  6. 컴퓨터-구현 방법으로서,
    제 1 시점에서의 손의 제 1 및 제 2 포인트들로부터의 레이더 필드의 반사들의 중첩을 나타내는 제 1 레이더 신호를 수신하는 단계 ― 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들은 상기 레이더 필드 내에서 서로에 대하여 이동함 ―;
    상기 제 1 시점에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 제 1 상대 도플러 주파수를 결정하는 단계;
    제 2 시점에서의 상기 손의 제1 및 제 2 포인트들로부터의 상기 레이더 필드의 반사들의 중첩을 나타내는 제 2 레이더 신호를 수신하는 단계;
    상기 제 2 시점에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 제 2 상대 도플러 주파수를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 시점들 사이에서 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 변위에서의 변화를 결정하는 단계를 포함하는,
    컴퓨터-구현 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이더 필드는 하나의 레이더 엘리먼트에 의해 방사되고 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들은 하나의 안테나에 의해 수신되는,
    컴퓨터-구현 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 에너지들에 기초하고,
    상기 에너지들은 범위의 함수인,
    컴퓨터-구현 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상대 레이더 속도들인,
    컴퓨터-구현 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 마이크로-도플러 중심들에 기초하는,
    컴퓨터-구현 방법.
  11. 삭제
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들 및 다른 시점들에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들로부터의 상기 레이더 필드의 반사들을 나타내는 다른 레이더 신호들에 대응하는 데이터를 포함하는 범위-도플러-시간 데이터 큐브(range-Doppler-time data cube)를 만들어 내는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 시점들에 대응하는 상기 범위-도플러-시간 데이터 큐브의 부분들로부터 결정되는,
    컴퓨터-구현 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이더 필드는 변위에서의 상기 변화의 분해능보다 큰 파장을 갖는,
    컴퓨터-구현 방법.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 변위에서의 변화는 상기 제 1 및 제 2 시점들 간의 상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들을 적분함으로써 결정되는,
    컴퓨터-구현 방법.
  15. 장치로서,
    하나 이상의 컴퓨터 프로세서들;
    레이더 시스템 ― 상기 레이더 시스템은,
    레이더 필드를 제공하도록 구성된 하나 이상의 레이더-방출 엘리먼트들, 및
    상기 레이더 필드 내의 서로에 대하여 이동하는 손의 2 개 이상의 포인트들로부터의 상기 레이더 필드의 반사들을 나타내는 레이더 신호들을 수신하도록 구성된 하나 이상의 안테나 엘리먼트들을 포함함 ―; 및
    명령들이 저장된 하나 이상의 컴퓨터-판독 가능 저장 매체들을 포함하고, 상기 명령들은, 상기 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들에 의한 실행에 응답하여, 마이크로-모션 추적 모듈 및 인식 모듈을 구현하고,
    상기 마이크로-모션 추적 모듈은:
    상기 레이더-방출 엘리먼트들로 하여금 상기 레이더 필드를 제공하게 하고;
    제 1 시점에서의 손의 제 1 및 제 2 포인트들로부터의 상기 레이더 필드의 반사들의 중첩을 나타내는 상기 안테나 엘리먼트들로부터의 제 1 레이더 신호를 수신하고;
    상기 제 1 시점에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 제 1 상대 도플러 주파수를 결정하고;
    제 2 시점에서의 상기 손의 제1 및 제 2 포인트들로부터의 상기 레이더 필드의 반사들의 중첩을 나타내는 상기 안테나 엘리먼트들로부터의 제 2 레이더 신호를 수신하고;
    상기 제 2 시점에서의 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 제 2 상대 도플러 주파수를 결정하고; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 시점들 사이에서 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들 간의 변위에서의 변화를 결정하도록 구성되고, 그리고
    상기 인식 모듈은:
    상기 변위에서의 변화에 기초하여, 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들의 제스처를 결정하고; 그리고
    디바이스의 디스플레이, 기능 또는 능력을 제어 또는 변경하는데 효과가 있는 상기 제스처를 전달하도록 구성되는,
    장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 마이크로-도플러 중심들에 기초하여 결정되는,
    장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 상대 도플러 주파수들은 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 에너지들에 기초하고,
    상기 에너지들은 범위의 함수인,
    장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트들은 하나의 안테나 엘리먼트인,
    장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    확장 칼만 필터가 상기 제 1 및 제 2 레이더 신호들의 비선형 위상 언래핑을 허용하기 위해 상기 손의 제 1 및 제 2 포인트들에 대응하는 도플러 중심들과 함께 사용되는,
    장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 모바일 폰 또는 태블릿을 포함하는,
    장치.
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