KR20240031426A - 정렬된 기준 프레임들을 사용하여 물리적 공간에서 오브젝트를 추적하기 위한 시스템 - Google Patents
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Abstract
오브젝트를 추적하는 데 사용되는 기준 프레임들의 정렬과 연관된 방법들 및 시스템들이 개시된다. 본원에서 개시된 일 실시예는 제1 FOR(frame of reference) 및 제2 FOR에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 제1 FOR과 제2 FOR 간의 변환을 생성하기 위한 방법이다. 방법은 배향 시퀀스로 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 온보드 센서를 사용하여 제2 FOR에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 획득하는 단계 및 배향 시퀀스에 따라 그리고 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여 제1 FOR에서 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여 제1 FOR에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계를 포함한다.
Description
[0001] 본 출원은 2018년 7월 30일 출원된 미국 특허 출원 번호 제16/049,074호를 우선권으로 주장한다.
[0002] "기준의 프레임" 또는 "기준 프레임"은 모션 및 정지 상태(rest)가 측정될 수 있는 표준이다. 서로에 대해 정지 상태에 있는 물리적 공간의 포인트들의 임의의 세트는 그 물리적 공간에서 오브젝트들의 상대적인 모션을 측정하기 위한 공간 기준 프레임을 제공할 수 있다. 본 개시내용의 목적들을 위해, 관성 기준 프레임은 로서 정의될 수 있다. 이 정의에서, oin은 관성 기준 프레임의 원점의 위치를 설명하는 벡터이고 xin, yin 및 zin은 관성 기준 프레임의 3개의 축들의 배향(orientation)을 설명하는 벡터들이다. 본 개시내용 전반에 걸쳐, 벡터들 및 행렬들은 각각 굵은 소문자 및 대문자에 의해 표현된다. 본 개시내용의 목적들을 위해, 탐색 프레임은 시간에 따라 원점이 변하도록 움직이는 오브젝트를 중심으로 하는 기준 프레임으로서 정의될 수 있다. 따라서, 특정 탐색 프레임은 로서 정의될 수 있다. 이 정의에서, pb(t)는, 공간에서 오브젝트의 위치를 설명하는 벡터를 제공하고 탐색 프레임의 원점으로서 역할을 하는 함수이며 xnav, ynav 및 znav는 탐색 기준 프레임의 축들의 배향을 설명하는 벡터들이다. 마지막으로, 몸체 기준 프레임은 오브젝트를 중심으로 하는 프레임이며, 몸체 기준 프레임의 축들은 이 오브젝트의 배향에 상대적으로 고정된다. 이는 로 언급될 수 있으며, ei는 그의 i번째 엘리먼트 상에는 1이 있고 그 밖의 모든 곳은 0이 있는 3차원 벡터이고, Qb(t)는 시간에 따른 몸체의 배향을 표현하는 회전 행렬이다. 이 문서의 관례에 의해, e1은 몸체 기준 프레임에서 몸체의 진로 축(heading axis)으로서 선택될 것이다.
[0003] 위에 제공된 정의들은 각각의 프레임이 정의될 수 있는 통합 좌표계가 존재한다고 가정하고, 여기서 각각의 기준 프레임의 정의에서의 벡터들은 이 통합 좌표계의 값들이다. 그러나 통합 좌표계는 시스템 설계자의 관점에서 알 수 없을 수 있다. 지구가 모든 사람 및 모든 사물에 대해 중심이 되는 기준 프레임을 제공하는 통합 좌표계는 일상 생활의 관점에서 반직관적(counterintuitive)일 수 있지만, 자동화된 시스템은 어디가 아래쪽이고 북쪽인지 직관적으로 알지 못한다. 또한, 시스템의 각각의 컴포넌트에 중력 센서 및 나침반이 제공되더라도, 시스템의 각각의 엘리먼트에 제공되는 센서들에서의 편차들은 시스템이 물리적 공간의 통합 모델을 생성하기 위한 공통 기준 프레임을 여전히 갖지 못하게 한다. 결과적으로, 때로는, 주어진 시스템에 의해 사용되는 기준 프레임들을 정렬하기 위해 변환들이 활용된다.
[0004] 변환들은 여러 가지 이유들로 기준 프레임들을 정렬시키는 데 사용된다. 하나의 이유는 하나의 프레임에서 획득된 데이터를 가져와서 이 데이터를, 시스템이 수행하도록 설계된 동작들에 더 도움이 되는 다른 프레임으로 표현하는 것이다. 예컨대, 일부 GPS 시스템들은 먼저 관성 궤도 프레임에서 위성의 포지션 및 속도를 추정하고 그 후 데이터를 지구-고정 기준 프레임으로 변형(translate)하여서, 지구의 표면을 탐색하기 위해 데이터를 사용하는 사용자가 그것을 이해할 수 있게 할 것이다. 변환을 활용하는 다른 이유는 상이한 기준 프레임들로부터 획득된 데이터를 단일의 정확한 모델로 정렬시키는 것이다. 그러나 기준 프레임들의 정렬이 항상 필요한 것은 아니다. 예컨대, 스마트 폰의 맵 애플리케이션은 때로는, 사용자가 맵 상에서 스마트 폰의 위치를 추적하고 스마트 폰의 배향 및 포지션 둘 모두 사용자에게 제시할 수 있게 한다. 배향 및 포지션은, 맵 상의 주어진 포지션에 로케이팅되고 주어진 방향을 포인팅하는 화살표의 형태로 병합된 포맷으로 사용자에게 제시될 것이다. 배향은 스마트 폰 상의 온보드 센서에 의해 제공될 수 있는 반면, 포지션은 위성들 또는 무선 기지국들과 같은 외부 디바이스들에 의해 결정된다. 그러나 외부 디바이스들 및 온보드 센서에 의해 사용되는 기준 프레임들을 정렬시킬 필요는 없는데, 그 이유는 맵 애플리케이션에 대해 요구되는 정확도의 레벨이, 데이터 소스들 둘 모두가 정렬될 것을 필요로 하지 않기 때문이다.
[0005] 오브젝트의 배향 및 물리적 포지션 둘 모두를 추적하는 시스템들 및 방법들이 개시된다. 시스템은 상이한 기준 프레임들에서 측정치들을 취하는 다수의 센서들을 포함할 수 있다. 개시된 시스템들 및 방법들은 이러한 센서들의 기준 프레임들을 정렬시킴으로써 다수의 센서들에 의해 높은 정확도로 오브젝트가 추적될 수 있게 한다. 다수의 센서들은 오브젝트의 별개의 양상들을 측정하는 업무를 맡을 수 있다. 특정 실시예들에서, 디바이스의 포지션은 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들의 형태의 센서들에 의해 측정될 수 있는 반면, 디바이스의 배향은 온보드 센서에 의해 측정된다. 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션을 측정할 수 있는 반면, 온보드 센서는 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 배향을 측정한다. 일반적으로, 제1 프레임 및 제2 프레임은 본질적으로 정렬되지 않을 수 있다(즉, 각각의 프레임의 기초를 구성하는 벡터들은 2×2 공선적(collinear)이지 않음). 부가적으로, 이러한 프레임들의 핸디드니스(handedness)에 대한 불확실성(incertitude)이 존재할 수 있다. 본원에서 개시된 방법들 및 시스템들은 다수의 센서들로부터의 데이터가 통합된 총합체(unified whole)로 결합될 수 있게 하기 위해 상이한 기준 프레임들 간의 변환의 생성을 허용한다. 포지션을 추적하는 외부 센서들 및 배향을 추적하는 온보드 센서의 세트의 예에서, 단일 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션 및 배향을 정확하게 추적하기 위해 변환이 후속적으로 사용될 수 있다. 오브젝트의 포지션은 제1 기준 프레임에서 획득될 수 있고 오브젝트의 배향은 제2 기준 프레임에서 획득될 수 있고, 변환은 물리적 공간에서 오브젝트의 완전한 모델을 제공하기 위해 측정치들의 2개의 세트들을 함께 연결(stitch)하는 데 사용될 수 있다.
[0006] 본원에서 개시된 특정 실시예들에서, 오브젝트의 포지션은 제1 기준 프레임에서 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들에 의해 측정되고, 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들에서 각각의 디바이스의 위치는 외부 포지셔닝 디바이스들에 의해 수행되는 측정 절차를 사용하여 제1 기준 프레임에서 또한 알려진다. 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은 무선 신호들을 사용하여 그 측정 절차에 의해 정의된 단일 기준 프레임에서 시스템의 오브젝트의 포지션을 식별할 수 있다. 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은 무선 신호들을 방출 및 측정하고 신호들에 대한 TOF(time-of-flight) 분석을 수행하기 위한 무선 트랜시버들을 포함할 수 있다. 신호들은 오브젝트 상에 또는 시스템의 다른 외부 포지셔닝 디바이스들 상에 로케이팅된 트랜시버 또는 태그로 지향될 수 있다. 오브젝트의 포지션 및 다른 외부 포지셔닝 디바이스들은 그 후, 고려된 매체에서 신호들의 속도를 파악함으로써 오브젝트로 지향되는 신호들의 방출로부터 수신까지의 TOF를 측정함으로써 결정될 수 있다. 특정 접근법들에서, 오브젝트의 포지션은 그 후, MLAT(multilateration)와 같은 방법들을 사용하여 제1 기준 프레임에서 추론될 수 있다.
[0007] 본원에서 개시된 특정 실시예들에서, 오브젝트는 배향 시퀀스에 따라 물리적 공간에서 순차적으로 배향되는 반면, 오브젝트의 포지션 및 배향은 2개의 기준 프레임에서 획득된다. 배향 시퀀스는 사용자에게 제공될 수 있으며, 이 사용자에게는 그리하여 배향 시퀀스에 따라 오브젝트를 물리적으로 배향시키도록 지시된다. 배향 시퀀스의 각각의 포인트에서, 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션을 획득할 수 있는 반면, 온보드 센서는 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 배향을 획득한다. 시스템은 그 후 획득된 값들로부터 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 진로를 도출할 수 있다. 제2 기준 프레임의 진로 값은 제2 기준 프레임에서 취해진 배향 측정치로부터 도출될 수 있는데, 그 이유는 진로는 배향의 단일 컴포넌트이기 때문이다. 부가적으로, 사용자가 제1 기준 프레임에서 알려진 위치를 향해 오브젝트를 배향시키기 때문에, 제1 기준 프레임의 진로 값이 또한 도출될 수 있다. 따라서, 배향 시퀀스는 디바이스가 어떻게 배향되는지에 관한 정보를, 제1 기준 프레임에서 측정치들을 취하는 시스템에 간접적으로 제공한다. 오브젝트가 배향 시퀀스에 따라 순차적으로 배향되는 동안 획득되는, 각각의 기준 프레임으로부터의 대응하는 진로 값들은 그 후 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 생성하는 데 사용될 수 있다.
[0008] 하나의 특정 실시예에서, 프로세스가 제공된다. 프로세스는 배향 시퀀스로 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함한다. 프로세스는 또한 배향 시퀀스에 따라 그리고 온보드 센서를 사용하여, 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값(heading value)들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함한다. 프로세스는 또한 배향 시퀀스에 따라 그리고 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함한다. 프로세스는 또한 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여, 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계를 포함한다. 프로세스는 또한 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 제2 기준 프레임에서 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 제1 기준 프레임과 제2 기준 프레임들 간의 변환(transform)을 생성하는 단계를 포함한다.
[0009] 다른 특정 실시예에서, 시스템이 제공된다. 시스템은 오브젝트, 오브젝트 상의 온보드 센서 및 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함한다. 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은 배향 시퀀스로 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성된다. 시스템은 또한, 배향 시퀀스에 따라 그리고 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하고; 배향 시퀀스에 따라 그리고 온보드 센서를 사용하여, 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값(heading value)들의 시퀀스를 획득하고; 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여, 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하고; 그리고 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 제2 기준 프레임에서 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 제1 기준 프레임과 제2 기준 프레임들 간의 변환을 생성하기 위한 명령들을 저장하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체들을 포함한다.
[0010] 다른 특정 실시예에서, 프로세스가 제공된다. 프로세스는 오브젝트가 제1 포지셔닝 디바이스를 향해 물리적으로 배향되는 동안: 제1 포지셔닝 디바이스 및 제2 포지셔닝 디바이스를 사용하여 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 제1 포지션; 및 오브젝트 상의 센서를 사용하여 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 제1 진로를 획득하는 단계를 포함한다. 프로세스는 또한, 오브젝트가 제2 포지셔닝 디바이스를 향해 물리적으로 배향되는 동안: 제1 포지셔닝 디바이스 및 제2 포지셔닝 디바이스를 사용하여 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 제2 포지션; 및 오브젝트 상의 센서를 사용하여 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 제2 진로를 획득하는 단계를 포함한다. 이 프로세스는 또한, (i) 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 제1 포지션을 사용하여 제1 기준 프레임에서 제3 진로; 및 (ii) 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 제2 포지션을 사용하여 제1 기준 프레임에서 제4 진로를 도출하는 단계를 포함한다. 프로세스는 또한 제1, 제2, 제3 및 제4 진로를 사용하여 제1 기준 프레임으로부터 제2 기준 프레임으로의 변환을 생성하는 단계를 포함한다.
[0011] 도 1은 본원에서 개시된 특정 실시예에 따라 물리적 공간에서 오브젝트를 추적하기 위해 2개의 기준 프레임들을 정렬하는 방법들의 세트에 대한 흐름도 및 시스템을 예시한다.
[0012] 도 2는, 가시광 신호들을 포함하는 명령들을 사용자에게 제공하기 위한 그리고 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 포지션들의 시퀀스 및 배향들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 접근법에 대한 시간순 절차를 예시한다.
[0013] 도 3은 영구적인 마킹들을 포함하는 명령들을 사용자에게 제공하기 위한 그리고 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 포지션들의 시퀀스 및 배향들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 접근법에 대한 다른 시간순 절차를 예시한다.
[0014] 도 4는 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 제2 기준 프레임에서 진로들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 실시예를 예시한다.
[0015] 도 5는 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 제1 기준 프레임에서 진로들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 실시예를 예시한다.
[0012] 도 2는, 가시광 신호들을 포함하는 명령들을 사용자에게 제공하기 위한 그리고 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 포지션들의 시퀀스 및 배향들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 접근법에 대한 시간순 절차를 예시한다.
[0013] 도 3은 영구적인 마킹들을 포함하는 명령들을 사용자에게 제공하기 위한 그리고 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 포지션들의 시퀀스 및 배향들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 접근법에 대한 다른 시간순 절차를 예시한다.
[0014] 도 4는 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 제2 기준 프레임에서 진로들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 실시예를 예시한다.
[0015] 도 5는 도 1을 참조하여 개시된 특정 실시예들에 따라 제1 기준 프레임에서 진로들의 시퀀스를 획득하기 위한 특정 실시예를 예시한다.
[0016] 물리적 공간에서 오브젝트를 정확하게 추적하는 데 사용되는 시스템들 및 방법들이 본원의 아래에서 자세히 개시된다. 시스템은 상이한 기준 프레임들에서 측정치들을 취하고 그러한 기준 프레임들 간의 변환을 행하는 다수의 센서들 또는 센서들의 세트들을 포함할 수 있다. 상이한 기준 프레임들에서 취해진 측정치들은 후속적으로, 변환 및 측정치들 그 자체들을 사용함으로써 오브젝트를 추적하는 데 사용될 수 있다. 이 섹션에서 개시된 이러한 시스템들 및 방법들의 특정 실시예들은 설명 목적들로 제공되며 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 제공된다. 이러한 특정 실시예들의 세트는 도 1을 참조하여 설명될 수 있다.
[0017] 특정 실시예들은 오브젝트의 포지션을 측정하는 제1 센서 또는 센서들의 세트; 및 오브젝트의 배향을 측정하는 제2 센서 또는 센서들의 세트를 포함한다. 도 1은 오브젝트(110)의 케이싱 내에 로케이팅된 온보드 센서(111)가 오브젝트의 배향을 측정하는 동안 오브젝트(110)의 포지션을 측정하는 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트의 예를 제공한다. 제1 센서 또는 센서들의 세트 및 제2 센서 또는 센서들의 세트는 상이한 기준 프레임들에서 측정치들을 획득할 수 있다. 상이한 기준 프레임들은 평행하지 않을 수 있다. 도 1의 예에서, 오브젝트(110)에 대한 기준 프레임은 온보드 중력 센서에 의한 지구의 중력의 측정치 및 자력계에 의한 자북의 측정치에 의해 제공될 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들(100)에 대한 기준 프레임은 디바이스들 간의 합의에 의해 임의로 정의될 수 있으며 오브젝트(110)에 대한 기준 프레임과는 어떠한 관계도 없을 수 있다. 대안적으로, 센서들은 지구에 기초한 기준 프레임을 외부 포지셔닝 디바이스들(100)에 제공하기 위해 오브젝트(110) 상의 센서들과 유사한 센서들을 구비할 수 있다. 그러나 이러한 상황에서도, 센서들의 각각의 세트에 의해 사용되는 센서들 간의 불일치들로 인해 프레임들이 충분히 평행하지 않을 수 있다. 본 개시내용에 따른 시스템들은, 오브젝트를 급격하게(acutely) 추적하기 위해 제1 센서 또는 센서들의 세트에 의해 취해진 측정치들 및 제2 센서 또는 센서들의 세트에 의해 취해진 측정치들이 결합될 수 있도록 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 생성하게 설계될 수 있다.
[0018] 추적되는 오브젝트는 높은 정도의 정확도로 자동화된 시스템에 의해 포지션이 결정될 필요가 있는 임의의 오브젝트일 수 있다. 오브젝트는 포인팅 디바이스 이를테면, 리모트 컨트롤, 프레젠테이션 포인터, 인벤토리 관리 디바이스 또는 무선 태그에 사용되는 토이(toy)일 수 있다. 포인팅 디바이스는 사용자가 포인팅할 때 타겟을 정렬시키는 진로와 연관된 정의된 포인팅 방향을 가질 것이다. 다른 실시예들에서, 오브젝트는 드론, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨팅 디바이스 또는 임의의 다른 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 도 1의 특정 예에서, 오브젝트(110)는 범용 제어기로서 동작하는 전용 디바이스이다. 제어기는 하나 이상의 전자 디바이스들을 제어하도록 동작할 수 있고 임의의 형태의 무선 송신기를 사용하여 이러한 디바이스들에 신호들을 송신할 수 있다. 추적 시스템은 임의의 주어진 시간에 제어기가 어떤 디바이스를 포인팅하는지를 결정하는 데 사용될 수 있다.
[0019] 본 개시내용에 따라 오브젝트의 포지션을 추적하기 위한 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트는 다양한 형태들을 취할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트는 물리적 공간에서 오브젝트의 포지션을 측정하는 둘 이상의 실질적으로 동질성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트는 무선 신호들을 사용하여 오브젝트의 포지션을 측정할 수 있다. 예컨대, 그리고 요약에서 언급된 바와 같이, 외부 포지셔닝 디바이스들은 오브젝트 상의 태그 또는 트랜시버를 향해 무선 신호들을 지향시키고 이러한 신호들에 대해 TOF 분석을 수행하고 MLAT를 사용하여 오브젝트의 포지션의 측정치를 획득할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 대안적으로, 가시 광을 사용하여 오브젝트를 관찰하고 컴퓨터 비전 이미지 프로세싱 기술들을 사용하여 오브젝트의 포지션의 측정치를 획득할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 대안적으로, 투영된 광 필드를 사용하여 오브젝트를 관찰하고 컴퓨터 비전 깊이 분석 기술들을 사용하여 오브젝트의 포지션의 측정치를 획득할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스는 이를테면, Wi-Fi, Z-wave 또는 Zigbee 프로토콜을 통해 다른 외부 포지셔닝 디바이스들 및 오브젝트와 인코딩된 정보를 통신하기 위한 별개의 무선 송신기를 포함할 수 있다.
[0020] 도 1의 특정 시스템 예시에서, 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트는 오브젝트(110)가 있는 방에 로케이팅된 벽 장착 앵커들의 세트이다. 예시된 경우에, 외부 포지셔닝 디바이스들은 디바이스 상의 태그(112)로 무선 신호들을 송신하고 TOF 및 MLAT를 사용하여 그의 포지션의 측정치를 획득한다. 태그(112)는 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트와 상호작용하도록 설계된 LPS 수신기일 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트는, 이들이 공선적이 아니도록 공간에 배열될 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트는 이들이 서로에 대한 가시선을 갖는 경우 더 잘 기능할 수 있다. 따라서, 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트는 높이(예컨대, 바닥에 대해 적어도 2 미터) 장착될 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 공간의 상이한 벽들에 장착될 수 있다. 오브젝트(110)는 또한 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트와 통신하기 위한 그리고 오브젝트(110)의 포지션을 결정하기 위한 거리 센서 및 LPS(local positioning system) 수신기를 포함할 수 있다. LPS 수신기는 UWB(ultra-wideband) 로컬 포지셔닝 시스템을 구현할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 UWB LPS 시스템 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 LPS 시스템을 구현하기 위해 서로 그리고 오브젝트(110)와 무선으로 통신할 수 있다.
[0021] 본 개시내용에 따라 오브젝트의 배향을 추적하기 위한 온보드 센서는 다양한 형태들을 취할 수 있다. 온보드 센서는 중력 센서, 가속도계, 자력계, 자이로스코프 또는 배향, 진로 또는 포지션을 결정하는 데 사용되는 다른 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가속도계 또는 가속도계들은 3개의 축들을 따라 병진 가속도(translational acceleration)를 측정하는 3-축 가속도계를 구현할 수 있고, 또한 3개의 축들을 중심으로 한 회전을 측정할 수 있다. 특정 접근법들에서, 온보드 센서는 방향의 모든 3개의 양상들을 측정할 필요가 없고 대신에, 오브젝트의 진로를 도출하는 데 필요한 정도로만 배향을 측정할 수 있다. 예컨대, 오브젝트가 포인팅 디바이스인 경우, 롤 각도가 무시되면서 방위각 및 피치각만이 요구되고 측정될 수 있다.
[0022] 본 개시내용에 따라 오브젝트를 추적하기 위한 방법은 배향 시퀀스로 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트를 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 배향 시퀀스는 사용자에게 제공될 수 있고, 오브젝트가 배향되어야 하는 특정 순서 또는 포인트들을 식별할 수 있다. 이러한 단계는 도 1의 흐름도에서 단계(120)에 의해 예시된다. 명령들은 한 번에 모두 제공될 수 있거나, 또는 명령들은 아래에서 설명될 바와 같이 도 1의 흐름도의 부가적인 단계들과 함께 순서대로 제공될 수 있다. 배향 시퀀스는 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트의 개별 외부 포지셔닝 디바이스들의 특정 순서를 정의한다. 명령들은, 해당 순서에 따라 오브젝트가 그러한 개별 외부 포지셔닝 디바이스들을 향해 배향되어야 함을 표시하는 형태로 제공될 수 있다. 명령들은, 사용자가 명령들을 수신하고 해당 순서에 따라 오브젝트를 포지셔닝하게 동작할 수 있도록 인간-지각 가능 형태로 제공될 수 있다.
[0023] 특정 실시예들에서, 배향 시퀀스는 외부 포지셔닝 디바이스들의 포지션에 의해서가 아니라, 외부 포지셔닝 디바이스들에 의한 측정치들이 캡처되는 기준 프레임에서 알려진 임의의 포인트들의 세트에 의해 정의될 수 있다. 포인트들의 세트는, 포인트들의 포지션들을 표현하는 디지털 값들이 메모리에 저장되고 외부 포지셔닝 디바이스들, 또는 외부 포지셔닝 디바이스들이 일부를 이루는 포지셔닝 시스템이 액세스 가능하다는 의미에서 알려질 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 이러한 방식으로 알려진 포인트들의 세트의 예로서 사용되는데, 그 이유는 다수의 외부 포지셔닝 시스템들이, 각각의 디바이스의 위치가 추적된 오브젝트의 포지션을 결정하는 데 필요한 입력인 절차를 활용하기 때문이다. 그러나, 이전의 교정 절차에 의한 식별을 위해 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트가 교정되었던 외부 포인트들과 같은 다른 포인트들이 포지셔닝 디바이스에 알려질 수 있다. 특히, 실내 애플리케이션에서, 외부 포지셔닝 디바이스들은, 이미지 프로세싱 기술들을 사용하여 외부 포지셔닝 디바이스들이 로케이팅된 방의 코너들을 검출할 수 있는 환경 센서들 이를테면, 가시광 카메라들을 포함할 수 있다.
[0024] 도 1의 예에서, 명령들은 각각의 외부 포지셔닝 디바이스(100)의 바깥 표면 상에 배치된 심볼들에 의해 부분적으로 제공된다. 예시된 경우에, 상이한 심볼들은 단순 아라비아 숫자들의 세트로부터 취해진다. 배향 시퀀스는 그 후, "1, 2, 3"일 수 있고, 명령들은, 먼저 외부 포지셔닝 디바이스(1)를 향하고, 그 후 외부 포지셔닝 디바이스(2)를 향하고, 그 후 외부 포지셔닝 디바이스(3)를 향하게 오브젝트(110)를 포인팅시켜야 함을 사용자에게 알릴 것이다. 예시된 경우에, 청각 프롬프트(121)는, 오브젝트(110)를 외부 포지셔닝 디바이스 "2"를 향해 배향시키도록 사용자에게 지시한다. 유사한 청각 프롬프트들은 주어진 배향이 성공적으로 완료되었음을 확인하고 시퀀스를 계속하도록 사용자에게 지시할 수 있다. 명령들의 콘텐츠 및 매체들의 다수의 변동들이 도 2-3을 참조하여 아래에서 보다 상세히 제공된다.
[0025] 배향 시퀀스의 각각의 배향에서, 온보드 센서 및 외부 포지셔닝 디바이스들 둘 모두에 의해 측정치들이 취해질 수 있다. 그리하여, 이러한 측정치들의 세트들은 배향 시퀀스의 값들에 대응하는 데이터 값들의 시퀀스들을 형성한다. 이러한 시퀀스들은 측정치 시퀀스들로서 지칭될 수 있다. 시퀀스들의 값들은, 오브젝트가 배향 시퀀스의 대응하는 배향에 따라 배향되는 동안 측정치 시퀀스들의 값들이 획득된다는 점에서 대응한다. 시퀀스들은 동일한 수의 엘리먼트들 및 일대일 값 대응 또는 배향 시퀀스로부터의 어떤 배향 값들이 측정치 시퀀스들에서 어떤 측정치들에 대응하는지를 보여주는 별개의 매핑을 가질 수 있다. 측정치들의 2개의 시퀀스들은 상이한 비-평행 기준 프레임들을 참조하여 획득되었을 수 있다.
[0026] 도 1의 예에서, 위에서 언급된 측정치들의 2개의 시퀀스들은 다음 즉: (i) 오브젝트(110)의 케이싱 내에 로케이팅된 온보드 센서(111)를 사용하여 오브젝트(110)에 대한 진로 값들의 시퀀스를 획득하는 단계(130); 및 (ii) 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트를 사용하여 오브젝트(110)에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계(140)에서 획득된다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 포지션 값들의 시퀀스가 제1 기준 프레임에 있도록 제1 기준 프레임에서 측정들을 행할 수 있다. 온보드 센서는 단계(130)에서 획득된 진로 값들의 시퀀스가 제2 기준 프레임에 있도록 제2 기준 프레임에서 측정들을 행할 수 있다. 이러한 시퀀스들에서 측정치들의 각각의 대응하는 세트는 오브젝트(110)가 배향 시퀀스에 의해 특정된 상이한 포인트를 향해 배향되는 동안 취해질 수 있다. 예컨대, 오브젝트(110)가 예시된 바와 같이 진로(113)를 따라 외부 포지셔닝 디바이스(2)를 향해 배향되는 동안 측정치들의 세트가 획득될 수 있다. 이 값들은 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 추후에 도출하기 위해 메모리에 저장될 수 있다.
[0027] 제2 기준 프레임의 진로 값은 다양한 유형들의 온보드 센서들에 의해 수많은 방식들로 획득될 수 있다. 온보드 센서는 오브젝트 상에 또는 그 내에 장착된 IMU(inertial Motion Unit)일 수 있다. 이 오브젝트는 온보드 센서로서 역할을 하는 가속도계, 자이로스코프 및 자력계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 단계(130)에서 획득된 진로 값은 자이로스코프, 가속도계, 자력계 또는 이러한 디바이스들의 임의의 조합에 의해 캡처될 수 있다. 온보드 센서는 배향 벡터를 획득할 수 있고 배향 벡터로부터 진로 값이 도출될 수 있다. 이 액션을 수행하기 위한 특정 접근법은 도 4를 참조하여 아래에서 설명된다.
[0028] 특정 실시예들에서, 오브젝트가 특정 배향으로 배향되는 동안 제1 기준 프레임에서 외부 포지셔닝 디바이스들에 의해 획득된 포지션 값은 제1 기준 프레임에서 오브젝트에 대한 진로 값을 도출하는 데 사용될 수 있다. 이러한 도출은 수학적 계산들 및 시스템 단독(즉, 어떠한 다른 측정치들도 취하지 않고)에 의한 데이터의 조작을 포함할 수 있다. 예컨대, 오브젝트는 이를테면, 오브젝트의 양 단부에, 외부 포지셔닝 디바이스에 의해 추적될 수 있는 하나 초과의 태그 또는 트랜시버를 포함할 수 있고, 오브젝트의 진로는 오브젝트의 설계 및 태그들 또는 트랜시버들의 상대적인 관찰 포지션에 대한 이해에 기초하여 이러한 2개의 포지션들로부터 도출될 수 있다. 다른 예로서, 오브젝트의 상대적 포지션 및 오브젝트가 배향되는 포인트는, 이들 사이의 직선 거리를 도출하는 데 사용될 수 있으며, 이는, 사용자가 제공된 명령들을 따름으로써 오브젝트가 포인트를 향해 배향된다는 것을 고려하면 오브젝트의 진로인 것으로 가정될 수 있다.
[0029] 도 1의 예에서, 단계(140)에서 획득된, 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스는 단계(150)에서 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 데 사용될 수 있다. 예시된 예를 사용하여, 오브젝트(110)가 외부 포지셔닝 디바이스(2)를 향해 배향되는 동안 획득된 포지션 값은 진로(113)를 도출하는 데 사용될 수 있다. 이 액션을 수행하기 위한 특정 접근법은 도 5를 참조하여 아래에서 설명된다. 따라서, 흐름도의 이 포인트에서, 단계(150)는 제1 기준 프레임에서 진로 값들의 시퀀스를 생성하였고, 단계(130)는 제2 기준 프레임에서 대응하는 진로 값들의 시퀀스를 생성하였다. 시퀀스들의 값들은 단계(120)를 통해 제공된 명령들이 따라지는 경우, 오브젝트가 동일한 방식으로 배향되는 동안 값들의 각각의 쌍이 획득된다는 점에서 대응한다. 단계들(140 및 130)에서 측정 값들의 각각의 대응하는 쌍을 생성하는 데 사용되는 측정치들은 양 측정들의 실행 동안 오브젝트가 동일한 배향에 있음을 보장하기 위해 동시에 수행될 수 있다.
[0030] 시스템이 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임 둘 모두에서 대응하는 진로 값들의 세트를 획득하면, 시스템은 이러한 값들을 사용하여 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 도출할 수 있다. 대응하는 값들의 2개의 쌍들이면 충분할 수 있다. 그러나 변환의 핸디드니스는 대응하는 값들의 제3 세트 없이는 알 수 없을 수 있다. 부가적인 세트들은 변환의 정확도를 증가시키고 측정 에러들을 해결하는 데 사용될 수 있지만, 이 부가적인 세트들이 요구되는 것은 아니다. 변환은 2개의 행렬들 , 3차원 회전 그룹 및 의 형태로 표현되어서, 일 수 있으며, 여기서 아래첨자들은 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임을 구별하고 x, y 및 z 값들은 그러한 프레임들의 축들이다.
[0031] 도 1은, 단계(150)에서 도출되는, 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 단계(130)에서 획득되는, 제2 기준 프레임에서 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 제1 기준 프레임과 제2 기준 프레임 간의 변환을 생성하는 단계(160)를 포함한다. 도 1은 또한, 외부 포지셔닝 디바이스들(100)의 세트로부터의 포지션 데이터, 온보드 센서(111)로부터의 배향 데이터, 및 단계(160)에서 생성된 변환을 사용하여 디바이스의 포지션 및 배향을 추적하기 위해 변환이 후속적으로 사용되는 단계(170)를 포함한다.
[0032] 본 명세서 전반에 걸쳐 다른 곳에서 그리고 도 1을 참조하여 개시된 방법들은 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체들 상에 저장된 명령들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 단계들(140-170)은 오브젝트(110), 외부 포지셔닝 디바이스(100)들의 세트, 또는 선택적 서버(190) 상의 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 선택적 서버를 포함하는 결합된 시스템(180)의 각각의 엘리먼트는 인터넷을 포함할 수 있는 무선 네트워크 및 수많은 다른 중개 디바이스들을 통해 통신할 수 있다. 단계들(140-170)을 실행하고, 이를테면, 단계(120)에서 배향 시퀀스를 통해 사용자를 안내하기 위한 명령들을 제공하는 데 필요한 명령들은 결합된 시스템(180)에 액세스 가능한 다양한 컴퓨터-판독 가능 매체들에 저장된 실행 가능한 명령들을 포함할 수 있다. 예컨대, 단계(130)를 실행하기 위한 명령들은 오브젝트(110) 상의 메모리에 완전히 로케이팅될 수 있는 반면, 단계(140)를 실행하는 데 필요한 명령들은 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트 사이에 분산될 수 있다. 여기서 언급된 명령들은 컴퓨터 코드로 작성된 명령들과 같은 컴퓨터-판독 가능 명령들을 지칭하며, 오브젝트(110)의 포지션을 물리적으로 변경하기 위한 인간-지각 가능 명령들인, 단계(120)에서 제공된 명령들과 혼동되어서는 안 된다.
[0033] 배향 시퀀스에 따라 배향들의 시퀀스로 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들은 다양한 매체들 및 매체들의 다양한 조합들을 통해 제공될 수 있다. 명령들은 사용자에게 배향 시퀀스를 전달할 수 있다. 명령들은 또한, 각각의 배향이 유지되어야 하는 요구 지속기간에 대한 표시, 오브젝트가 현재, 시퀀스의 배향들 중 하나로 배향되고 있다는 확인에 대한 요청, 어느 포인트 또는 외부 포지셔닝 디바이스가 시퀀스의 각각의 배향과 연관되는지에 관한 식별, 및 오브젝트가 포인트를 향해 배향된다는 것이 무엇을 의미하는지에 관한 정의를 포함할 수 있다. 그러나, 위에서 언급된 명령들의 특정 양상들은 이들이 문맥으로부터 본질적으로 이해될 수 있으므로 명시적으로 제공되지 않을 수 있다. 예컨대, 오브젝트가 포인팅 디바이스인 경우, 타겟을 향해 디바이스를 포인팅하는 것은 타겟을 향해 오브젝트를 배향시키는 역할을 하며, 위치를 향해 오브젝트를 배향시키는 것이 무엇을 의미하는지를 정의하는 명시적인 명령들이 요구되지 않는다는 것은 고유하다.
[0034] 배향 시퀀스에 따라 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트를 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 것은 배향 시퀀스에 따라, 인간-지각 가능 신호들의 세트를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 인간-지각 가능 신호들은 청각 또는 시각 신호들일 수 있다. 시스템은 배향 시퀀스의 세팅 포인트를 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 오브젝트, 외부 포지셔닝 디바이스들 또는 다른 디바이스 상에 제공된 스피커 또는 디스플레이는 "천장의 중앙을 향해 오브젝트를 포인팅하라" 또는 "화재 경보기를 향해 오브젝트를 배향시켜라"와 같은 명령들을 제공할 수 있다. 다른 디바이스는 스마트 폰 또는 이 절차를 수행하기 위한 소프트웨어가 설치된 다른 개인 사용자 디바이스일 수 있다.
[0035] 포인트가 외부 포지셔닝 디바이스들일 때, 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트는 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트를 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 현재, 타겟이 되어야 하는 외부 포지셔닝 디바이스를 구별하는 인간-지각 가능 신호를 생성함으로써 행해질 수 있다. 인간-지각 가능 신호들은 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트 상에서 전자적으로 생성될 수 있다. 예컨대, 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트는 깜박이는 조명 또는 디스플레이 상에 제시되는 정보의 형태로 심볼들을 제공하도록 조명들 또는 통합 디스플레이를 포함할 수 있다. 정보는 "지금 여기를 포인팅하라"와 같이 디스플레이 상에 제시되는 기본 텍스트를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트는 가청 신호를 생성하는 디바이스로 오브젝트를 배향시키기 위한 차임벨 또는 음성 명령을 생성하는 스피커를 포함할 수 있다. 인간-지각 가능 신호는 또한 외부 포지셔닝 디바이스 상에 영구적으로 디스플레이될 수 있다. 예컨대, 일련 번호 또는 심볼은 외부 포지셔닝 디바이스의 바깥 표면 상에 디스플레이되어 세트의 다른 디바이스로부터 그 포지셔닝 디바이스를 구별할 수 있다.
[0036] 명령들은 시퀀스에서 포인트들 및 포인트들의 순서 둘 모두를 식별할 수 있다. 그러나 시퀀스에서 포인트들의 아이덴티티 및 포인트들의 순서는 별개의 매체들을 통해 제공될 수 있다. 예컨대, 외부 포지셔닝 디바이스 상에 제시된 심볼들이 이를테면, 연속 아라비아 숫자들의 경우에 본질적으로 배향 시퀀스의 순서를 식별할 수 있지만, 이 심볼들은 단순히 심볼들의 세트와 상이한 심볼들이어서, 실제 시퀀스는 일부 다른 매체를 통해 제공되어야 할 필요가 있을 수 있다. 그러한 경우들에서, 오브젝트 또는 시스템의 다른 디바이스는 배향 시퀀스의 순서에 관한 명령들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 오브젝트 또는 다른 외부 디바이스는 "지금 적색 등으로 디바이스를 포인팅하라" 또는 "지금 디바이스 2를 포인팅하라"와 같이 특정 심볼을 디스플레이하는 포지셔닝 디바이스로 오브젝트를 배향시키도록 사용자에게 지시하는 스피커를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 오브젝트 또는 다른 외부 디바이스는 배향 시퀀스에서 다음 디바이스에 의해 제시된 것과 매칭되는 심볼을 제시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 예컨대, 오브젝트는 디스플레이 상에 적색 원의 이미지를 제시할 수 있고, 자신의 바깥 표면 상에 임프린트된 적색 원을 갖는 외부 포지셔닝 디바이스가 그 이미지에 의해 시사될 수 있다. 이 정보는 대안적으로 다른 외부 디바이스에 의해 제공될 수 있다.
[0037] 특정 접근법들에서, 시퀀스에서 포인트들의 순서 및 아이덴티티 둘 모두는 오브젝트에 의해 제공될 수 있다. 이러한 경우들에서, 오브젝트가 배향되는 곳의 대략적인 근사치(이는 기준 프레임들의 정렬에 의존하지 않음)가 명령들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 오브젝트는 주어진 방향으로 오브젝트를 배향시키도록 사용자를 안내하는 화살표를 갖는 디스플레이를 포함할 수 있으며, 이 주어진 방향으로부터, 사용자는 궁극적으로, 어느 포인트가 배향 시퀀스에 의해 시사되는지를 직감하고, 측정치들이 취해질 그 포인트에 초점을 맞출 수 있을 것이다.
[0038] 특정 접근법들에서, 배향 시퀀스의 포인트들은 전구들, 텔레비전들, 온도 조절기들 등과 같은 일상 디바이스들에 통합될 것이다. 이러한 디바이스들은 시스템의 제어 하에 있을 수 있다. 이러한 디바이스들은 오브젝트를 추적하는 데 사용되는 내장식 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함할 수 있다. 이러한 접근법들에서 디바이스의 메인 기능 또는 특징은 배향 시퀀스에 대한 명령들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 조명과 통합된 외부 포지셔닝 디바이스는 깜박임에 의해 그것이 배향 시퀀스에서 다음 차례임 표시할 수 있고, 온도 조절기는 그의 디스플레이를 번쩍이게 할 수 있고, 스피커 또는 벨을 갖는 디바이스는 차임벨을 울릴 수 있으며, 근처의 임의의 전자 디바이스는 턴 온 및 오프시킬 수 있다. 본질적으로 디바이스와 연관된 임의의 기능은 디바이스를 향해 오브젝트를 배향시킬 수 있는 사용자의 주의를 끄는 용도에 맞게 만들어질 수 있다.
[0039] 도 1을 참조하여 언급된 바와 같이, 명령들의 프로비저닝(provisioning)은 사용자에 의한 배향 시퀀스의 실행에 앞서 또는 배향 시퀀스 전반에 걸쳐 수행될 수 있다. 즉, 오브젝트가 시퀀스의 상이한 배향들 사이에서 전달될 때, 명령들은 단계별로 제공될 수 있다. 시퀀스의 각각의 단계에 대한 명령들을 제공하는 단계는 디바이스가 시퀀스의 단계에 따라 배향되었고 그리고/또는 측정치들이 시스템에 의해 성공적으로 획득되었다는 일부 형태의 확인의 수신에 의해 게이팅될 수 있다. 각각의 배향에서 외부 포지셔닝 디바이스들 및 온보드 센서로부터의 데이터의 획득은, 데이터 수집이, 확인이 발행되는 것의 전제 조건일 수 있거나 그 자체가 확인에 의해 트리거될 수 있다는 점에서 이 게이팅과 결합될 수 있다.
[0040] 특정 실시예들에서, 오브젝트는, 오브젝트가 배향 시퀀스에서 현재 포인트에 따라 배향된다는 것을 확인하는 사용자 입력의 수신을 위한 사용자 인터페이스를 포함할 것이다. 사용자 인터페이스는 사용자로부터의 음성 커맨드 입력을 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 터치 커맨드 입력을 수신하기 위한 터치 스크린, 제스처 인식 인터페이스 또는 임의의 다른 종류의 사용자 인터페이스일 수 있다. 사용자 입력의 수신 시에, 오브젝트 또는 시스템의 다른 부분은 그 후, 오브젝트가 원하는 대로 배향되었다는 확인을 생성할 수 있다. 이 확인에 대한 응답으로, 시스템의 센서들은 현재 배향과 연관된 데이터를 캡처할 수 있고 시스템은 후속적으로 다음 명령을 발행할 수 있다.
[0041] 특정 실시예들에서, 확인은 오브젝트에 의해 자동으로 생성될 수 있다. 예컨대, 모션 센서는 사용자가 먼저 오브젝트를 이동시키고, 그 후 특정 방향으로 오브젝트를 안정적으로 유지했음을 표시하기 위해 일정한 포지션으로부터의 스위핑(sweeping) 움직임을 구별할 수 있다. 이러한 접근법들은, 오브젝트가 정적 위상으로부터 모션을 구별할 수 있는 IMU 또는 가속도계를 사용하여 그의 배향을 이미 측정하는 경우에 유익하게 적용된다. 이러한 접근법들은, IMU의 간헐적 정적 위상들이 일반적으로 정상 동작에서 빈번하지 않은 경우 특히 흥미롭다. 그러나 정적 위상들이 빈번한 경우, 포인팅 확인을 생성하기 위해 더 높은 정적 지속기간 임계치를 세팅함으로써 명확화(disambiguation)가 여전히 가능할 수 있다.
[0042] 위에서 설명한 절차들의 수많은 조합들은, 오브젝트가 특정 방향으로 배치되었다는 확인의 수신을 통해 명령들의 프로비저닝 및 측정치들의 수집을 게이팅하도록 결합될 수 있다. 도 2 및 도 3은 설명 목적들을 위해 이러한 접근법들의 조합들을 포함하는 2개의 특정 구현들을 시간순으로 예시한다. 각각의 도면은, 디바이스의 배향에 대한 확인의 수신이 측정치들의 수집 및 명령들의 프로비저닝을 어떻게 게이팅하는지를 보여주기 위해 4개의 시간들(t0, t1, t2 및 t3)에서의 특정 시스템을 예시한다.
[0043] 도 2는, 어느 외부 포지셔닝 디바이스가 배향 시퀀스에서 현재 배향을 정의하고 있는지를 표시하기 위한 LED를 각각 포함하는 2개의 외부 포지셔닝 디바이스들(201 및 202)을 예시한다. 시간(t0)에, 오브젝트(110)는 진로(210)에 따라 배향되고 외부 포지셔닝 디바이스(201)로 지향된다. 시간(t0)으로부터 시간(t1)으로의 트랜지션에서, 디바이스(201) 상의 LED가 턴 오프되고 디바이스(202) 상의 LED가 턴 온되는 형태로 사용자에게 부가적인 명령이 제공된다. 시간(t2)으로의 트랜지션에서, 사용자는 경로(220)를 따라 오브젝트를 스위핑함으로써 명령에 응답하고 오브젝트를 진로(230)에 안착되게 한다. 이 진로에서, 오브젝트는 외부 포지셔닝 디바이스(202)로 지향된다. 이러한 방식으로, 사용자에게는 배향 시퀀스의 다음 단계에 대해 지시된다.
[0044] 도 2의 접근법에서, 확인들이 오브젝트(110) 상에서 생성되고 오브젝트가 고정된 포지션에서 유지될 때를 감지함으로써 자동으로 검출된다. 시간 t2로부터 t3으로의 트랜지션에서, 오브젝트(110)는 그것이 배향 시퀀스의 다음 배향에 따라 배향되었다는 확인을 생성할 것이다. 예시된 경우에, 오브젝트(110)는 자동으로 확인을 생성하기 위해 스위프 트루 아치(sweep through arch)(220)를 검출하고 그 후 오브젝트(110)가 고정된 진로에서 유지되고 있다고 결정하기 위한 명령들을 포함한다. 따라서, 시간(t3)에서, 이들 센서들과 연관된 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임 둘 모두에서 진로 값을 궁극적으로 획득하도록 오브젝트(110) 및 외부 포지셔닝 디바이스들(201 및 202) 둘 모두에 의해 측정치가 취해진다. 예시된 바와 같이, 측정치가 취해졌다는 확인과 함께 오브젝트(110)에 의해 생성된 측정치는 브로드캐스트(240)에서 오브젝트(110)로부터 무선으로 송신될 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 오브젝트(110)에 대한 포지션 값이 획득되었음을 표시하기 위해 유사한 확인을 생성할 수 있다. 브로드캐스트들 둘 모두는 그 후, 시스템이 다음 명령을 발행하고 진로(230)가 진로(210)를 대체하고 디바이스(202)가 디바이스(201)를 대체하는 예시된 상태들의 다른 라운드를 통해 다시 순환하도록 트리거하는 데 사용될 수 있다.
[0045] 도 3은 다른 디바이스로부터 하나의 외부 포지셔닝 디바이스를 구별하기 위해 고유한 심볼을 각각 포함하는 2개의 외부 포지셔닝 디바이스들(301 및 302)을 예시한다. 심볼은 디바이스들의 바깥 표면 상의 디스플레이를 통해 제공되거나 외부 포지셔닝 디바이스의 바깥 표면 상에 영구적으로 표시될 수 있다. 예시된 바와 같이, 디바이스(301)는 별을 디스플레이하고 디바이스(302)는 원을 디스플레이한다. 시간(t0)에, 오브젝트(110)는 외부 포지셔닝 디바이스(301)로 지향되는 진로(310)에 따라 배향된다. 시간(t1)으로의 트랜지션에서, 가청 명령(320)의 형태로 사용자에게 부가적인 명령이 제공된다. 가청 명령은 오브젝트의 스피커, 외부 포지셔닝 디바이스들 중 하나 또는 전부 상의 스피커 또는 다른 디바이스 상의 스피커에 의해 제공될 수 있다. 시간(t2)으로의 트랜지션에서, 사용자는 진로(330)와 정렬하도록 오브젝트 이동시켜서, 오브젝트가 외부 포지셔닝 디바이스(302)를 직접 포인팅하도록 명령에 응답한다.
[0046] 도 3의 접근법에서, 사용자가 사용자 인터페이스에 터치 입력을 제공하는 것에 대한 응답으로, 오브젝트(110) 상에서 확인들이 생성된다. 예시된 케이스의 사용자 인터페이스는 오브젝트 상의 터치 스크린 상에 제시되는 버튼(340)이다. 시간(t3)으로의 트랜지션에서, 오브젝트(110)는 그것이 배향 시퀀스의 다음 배향에 따라 배향되었다는 확인을 생성할 것이다. 예시된 경우에서, 오브젝트(110)는 버튼(340)을 제시하고 입력이 그 버튼 상서 수신될 때 확인을 생성하기 위한 명령들을 포함한다. 따라서, 시간(t3)에서, 이들 센서들과 연관된 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임 둘 모두에서 진로 값을 궁극적으로 획득하도록 오브젝트(110) 및 외부 포지셔닝 디바이스들(301 및 302) 둘 모두에 의해 측정치가 취해진다. 예시된 바와 같이, 측정치가 취해졌다는 확인과 함께 오브젝트(110)에 의해 생성된 측정치는 브로드캐스트(350)에서 오브젝트(110)로부터 무선으로 송신될 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 오브젝트(110)에 대한 포지션 값이 획득되었음을 표시하기 위해 유사한 확인을 생성할 수 있다. 브로드캐스트들 둘 모두는 그 후, 시스템이 다음 명령을 발행하고 진로(330)가 진로(310)를 대체하고 디바이스(302)가 디바이스(301)를 대체하는 예시된 상태들의 다른 라운드를 통해 다시 순환하도록 트리거하는 데 사용될 수 있다.
[0047] 각각의 확인 이후, 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임에서 센서들로부터의 측정치들이 데이터베이스에 저장될 수 있다. 데이터베이스는 시스템 전반에 걸쳐, 이를테면, 외부 포지셔닝 디바이스들 상에 그리고 오브젝트 상에 로케이팅된 메모리 상에 분산될 수 있다. 데이터베이스는 또한 이를테면, 외부 서버 상에서 또는 오브젝트 상의 메모리 상에서 로컬화될 수 있다. 그 후, 제1 기준 프레임 및 제2 기준 프레임에서 진로 값들을 도출하기 위해 측정치들이 사용될 수 있다. 도출은 마찬가지로, 분산된 방식으로 또는 단일 위치에서 수행될 수 있다. 예컨대, 진로들을 도출하는 데 필요한 모든 데이터는 외부 서버에 전송될 수 있거나, 오브젝트는 제2 기준 프레임에서 진로들을 결정하고 이를 외부 서버에 전송할 수 있는 반면, 외부 포지셔닝 디바이스들은 제1 기준 프레임에서 진로들을 도출하기 위해 포지션 값들을 그 외부 서버로 송신한다.
[0048] 도 4는 도 1의 단계(130)의 특정 실시예들의 실행에서 사용될 수 있는 특정 접근법을 예시한다. 도 4는 오브젝트(402)가 동작하도록 구성된 방의 치수들에 의해 정의될 수 있는 물리적 기준 프레임(400)을 포함한다. 도 4는, 오브젝트(402)에 대한 진로 값들이 오브젝트(402) 상의 온보드 센서에 의해 정의된 제2 기준 프레임(410)에서 어떻게 측정되고 캡처될 수 있는지를 보여준다. 도 4에 따른 실시예들에서, 단계(130)에서와 같이 제2 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스로 각각의 진로 값을 획득하는 것은, 온보드 센서들을 사용하여 오브젝트(402)에 대한 물리적 배향 행렬 Qb(t)를 획득하고 관련된 진로 방향을 컴퓨팅하는 것을 포함한다. 예시된 경우에서, 오브젝트는 e1 = [1 0 0]T에 의해 본체 기준 프레임에서 정의된 진로를 갖는 포인팅 디바이스이므로, 이 벡터를 Qb(t)로 왼쪽 곱셈(left multiplying)하는 것은 원하는 프레임의 진로를 제공한다. 이 연산은 단순히 Qb(t)의 제1 열을 추출하는 것에 대응한다는 것에 주의한다. 따라서, 배향 시퀀스의 각각의 배향 대한 그 값의 선택은 그 배향에 대한 대응하는 진로(hi)를 제공하며, 여기서 i는 배향 시퀀스에서 대응하는 배향의 순서를 정의하는 인덱스이다. 시스템이 그의 물리적 배향 벡터로부터 오브젝트의 배향을 직관할 수 있도록 시스템이 추적되는 오브젝트에 대한 사전 프로그래밍된 이해를 가지고 있으면 언제든지 유사한 접근법이 사용될 수 있다.
[0049] 예시된 상황에서, 오브젝트(402)는 외부 포지셔닝 디바이스로서 역할을 하는 벽 장착 비콘(401)을 향해 배향된다. 디바이스는 진로(403)를 따라 배향된다. 본 개시내용의 특정 실시예들에 따르면, 제1 기준 프레임과 제2 기준 프레임 간의 변환을 생성하기 위해 두 기준 프레임들 둘 모두에서 진로(403)가 캡처될 것이다. 예시된 바와 같이, 오브젝트(402)는 포인팅 디바이스이고 시간 Qb(t)에 걸쳐 디바이스의 배향을 추적하기 위한 온보드 센서를 포함한다. 따라서, 진로는 계산 을 통해 배향으로부터 획득될 수 있다. 이 계산은 본질적으로 배향 행렬의 제1 열 벡터를 추출하고 디바이스(402) 상의 프로세서에서 수행될 수 있다. 배향의 측정치 및 진로 값의 도출은 진로들의 행렬 의 형태로 측정 값들의 시퀀스를 발전시키기 위해 여러 번 반복될 수 있으며, 여기서 N은 배향 시퀀스에서 배향들의 수이다. 이러한 값들은 후속적으로, 아래에서 설명되는 바와 같이 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 생성하는 데 사용될 수 있다.
[0050] 도 5는 도 1의 단계들(140 및 150)의 특정 실시예들의 실행에 사용될 수 있는 접근법을 예시한다. 도 5는 도 4에서와 동일한 물리적 기준 프레임(400)을 포함한다. 부가적으로, 도 5는 오브젝트(402)에 대한 진로 값들이 외부 포지셔닝 디바이스들(501)의 세트에 의해 정의된 제1 기준 프레임(510)에서 어떻게 측정되고 캡처될 수 있는지를 보여준다. 도 5에 따른 실시예들에서, 단계(150)에서와 같이 제1 기준 프레임에서 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스의 각각의 진로 값을 획득하는 것은 다수의 서브-단계들을 포함한다. 먼저, 프로세스는 제1 기준 프레임에서 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들(ri)의 시퀀스를 획득할 것을 요구한다. 포지션 값들의 시퀀스는 진로(403)와 같은 진로들의 타겟으로서 사용될 외부 포지셔닝 디바이스의 포지션을 표시할 것이다. 즉, 시퀀스의 각각의 엔트리는 측정치가 취해질 때 오브젝트가 배향되어야 하는 외부 포지셔닝 디바이스의 포지션일 것이다. 프로세스는, 제1 기준 프레임에서, 오브젝트의 포지션 값들 pb(t)로부터 현재 타겟팅된 외부 포지셔닝 디바이스의 포지션(ri)까지 벡터들의 시퀀스를 결정하는 것을 더 포함한다. 오브젝트에 대한 포지션 값들은, 오브젝트가 배향 시퀀스의 다음 엘리먼트에 따라 배향되었다는 확인이 생성될 때마다 외부 포지셔닝 디바이스들에 의해 측정된 값들일 수 있다. 프로세스는 벡터들의 방향을 결정하는 것을 더 포함한다. 이는 방정식 를 사용하여 수행될 수 있다. 이렇게 계산된 방향 값들은 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 계산하는 데 필요한 제1 기준 프레임의 진로 값들일 것이다. 포지션들의 측정치 및 진로 값의 도출은 진로들의 행렬 의 형태로 측정 값들의 시퀀스를 발전시키기 위해 여러 번 반복될 수 있으며, 여기서 N은 배향 시퀀스에서 배향들의 수이다. 이러한 값들은 후속적으로, 아래에서 설명되는 바와 같이 2개의 기준 프레임들 간의 변환을 생성하는 데 사용될 수 있다.
[0051] 도 4 및 도 5에 개시된 특정 실시예들에 따르면, 진로 값들의 2개의 시퀀스들(제1 기준 프레임의 하나 및 제2 기준 프레임의 하나)은 외부 포지셔닝 디바이스에 의해 획득된 방향들의 행렬 D 및 오브젝트 상의 온보드 센서에 의해 획득된 진로들의 행렬 H를 포함한다. 행렬들은 및 로서 구성되며, 여기서 N은 배향 시퀀스에서 포인트들의 수이다(이 예에서, 이는 외부 포지셔닝 디바이스들의 수임). 진로들의 이들 세트들은 제1 기준 프레임과 제2 기준 프레임 간의 변환을 도출하는 데 사용될 수 있다. 특히, 진로 값들의 시퀀스들은 단계(160)에서 생성된 변환을 참조하여 위에서 언급된 행렬들 R 및 M을 결정하는 데 사용될 수 있다.
[0052] 행렬들을 찾는 문제는 각각의 i에 대해 행렬들 및 를 찾는 것으로서 재공식화될 수 있으며, 는 가능한 한 에 가깝다. 예컨대, 최소화 알고리즘은 MSE(Mean Squared Error) 을 반복적으로 감소시키고자 할 수 있다. 다른 접근법에서, 최적의 행렬 및 의 추정은 먼저 및 그의 SVD(Singular Value Decomposition) 를 컴퓨팅함으로써 계산할 수 있으며, U 및 V는 치수 N×N의 2개의 직교 행렬들이고 S는 치수 N × N의 대각 행렬이다. 최적의 회전 및 핸디드니스 행렬들의 추정들은 그 후, 및 에 의해 주어질 수 있으며, 여기서 diag(v)는 그의 대각선 상에는 v를 그리고 다른 곳에서는 0을 갖는 행렬이고, det(A)는 행렬 A의 행렬식이다.
[0053] 본 개시내용 전반에 걸쳐, 제1 기준 프레임은 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트에 의한 측정치들이 캡처되는 기준 프레임을 지칭하는 데 사용된 반면, 제2 기준 프레임은 온보드 센서에 의한 측정치들이 캡처되는 기준 프레임을 지칭하는 데 사용되었다. 그러나, 본원에서 개시된 접근법들은 비-평행 기준 프레임들에서 데이터를 캡처하는 센서들을 포함하는 임의의 시스템에 광범위하게 적용 가능하다. 또한, 제1 기준 프레임은 외부 포지셔닝 디바이스들에 의해 수행되는 무선 신호 비행 시간 분석들(wireless signal time of flight analyses)의 시퀀스의 액션에 의해 정의된 관성 기준 프레임일 수 있고, 제2 기준 프레임은 개시된 오브젝트를 중심으로 하는 탐색 기준 프레임일 수 있다.
[0054] 본 개시내용 전반에 걸쳐, 리모트 컨트롤의 예는 본원에서 개시된 접근법들로부터 이익을 얻을 수 있는 시스템의 예로서 주기적으로 사용되었다. 그러나 이 접근법은, 오브젝트에 관한 측정치들이 상이한 기준 프레임들에서 획득되는 물리적 공간에서 추적되어야 하는 매우 다양한 오브젝트들에 보다 광범위하게 적용 가능하다. 본원에서 개시된 접근법들이 가장 유익한 접근법들의 부류는 고정밀 센서들이 이용 불가능하거나 상업적으로 실행 불가능한 접근법들 및 디바이스의 진로가 오브젝트의 모션으로부터 쉽게 도출될 수 없는 접근법들을 포함한다. 또한, 디바이스가 포인팅 디바이스인 접근법들은, 외부 포지셔닝 디바이스 또는 다른 타겟을 향한 오브젝트의 배향이 사용자 관점에서 직관적이며 가르쳐주거나 도움을 받을 필요가 없다는 점에서 본원에서 개시된 실시예들 중 일부에 도움이 된다.
[0055] 고정밀 센서들이 이용 가능한 경우, 변환의 생성이 필요하지 않을 대안적인 접근법은 평행 프레임들에서 오브젝트의 포지션 및 배향을 측정하는 것일 것이다. 이는, 중력 가속도 및 자북의 방향을 검출하기 위한 고정밀 센서들을 갖는 외부 포지셔닝 디바이스들 및 오브젝트 둘 모두 장착하는 것을 수반할 수 있다. 센서들의 두 세트들이 충분히 정렬되고 교정되어서, 기준 프레임들이 평행한 경우, 그로부터 취해진 임의의 측정치들의 정렬은 필요하지 않을 것이다. 또한, 고정밀 가속도계들이 이용 가능한 경우, 디바이스의 포지션은 온보드 가속도계로부터 직접 결정될 수 있으며, 배향 및 포지션은 동일한 기준 프레임에서 결정될 수 있다. 가속도계 데이터는 회전됨으로써 적절한 가속도를 획득하고 그 후 중력을 차감하고 두 번 적분함으로써 포지션 데이터를 도출하는 데 사용할 수 있다. 그러나 이 접근법은 불행히, 매우 노이즈 종속적이다. 가속도계 값들 또는 현재 방향 추정들에서의 작은 에러들은 이중 적분을 통해 전파되며 이는 출력 포지션을 사용 불가능하게 한다. 소비자 전자 제품의 경우에, 센서 정밀도가 센서 비용과 양의 상관 관계가 있는 경향이 있으므로, 두 접근법들은 실현 가능하지 않을 수 있다.
[0056] 진로가 포지션으로부터 도출될 수 있는 경우, 변환의 생성이 필요하지 않을 대안적인 접근법은 포지션으로부터 진로를 도출하는 데 필요한 정보를 시스템에 미리 프로그래밍하는 것일 것이다. 이러한 종류들의 접근법들은 차량 내비게이션에서 사용된다. 차량은 전방으로 이동하는 경향이 있기 때문에, 차량의 포지션의 변화를 추적하는 것으로부터 진로가 도출될 수 있다. 그러나 핸드헬드 디바이스 또는 배향 및 속도가 분리된 임의의 디바이스의 경우에, 이러한 종류들의 숏컷(short cut)은 이용 가능하지 않다.
[0057] 본원에서 개시된 접근법들 대부분은 포지션만을 측정할 수 있는 제1 서브-시스템 및 배향만을 측정할 수 있는 제2 서브-시스템을 갖는 시스템들에 유익하게 적용된다. 그러나, 이는, 변환이 그 제1 서브-시스템에 의해 획득된 배향 정보 및/또는 그 제2 서브-시스템에 의해 획득된 포지션 정보에 대한 이중 체크를 제공할 수 있다는 점에서보다 광범위하게 적용 가능하다. 또한, 이는, 어느 하나의 서브-시스템이 두 측정들을 행할 수 있는(그러나 단지 산발적으로만 또는 주기적으로 불충분하거나 신뢰할 수 없는 정확도 및 정밀도의 레벨로만) 시스템들에 보다 광범위하게 적용 가능하다.
[0058] 본 명세서가 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명되었지만, 당업자들은, 전술한 것에 대한 이 해를 달성할 시, 이들 실시예들에 대한 변경들, 변동들, 및 등가물들을 용이하게 고려할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예컨대, 본 개시내용은 오브젝트를 추적하기 위한 센서들의 2개의 세트로서 온보드 센서 및 외부 포지셔닝 디바이스들의 세트의 예를 사용했다. 그러나, 본원에서 개시된 특정 실시예들은 이를테면, 측정치들이 상이한 비-평행 기준 프레임들에서 취해지는 외부 센서들의 2개의 세트들을 갖는 시스템에 보다 광범위하게 적용 가능하다. 다른 예로서, 외부 센서들의 상이한 세트들은 상이한 기준 프레임들에서 배향 및 포지션 둘 모두를 측정할 수 있어서, 본 발명은 추적되는 디바이스 상의 온보드 센서 없이 적용 가능하다. 첨부된 청구항들에 더 구체적으로 기술되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 이들 및 다른 수정들 및 변형들이 당업자들에 의해 실시될 수 있다.
Claims (15)
- 프로세스로서,
배향 시퀀스(orienting sequence)로 포인트들의 세트를 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 단계 ― 상기 포인트들의 세트는 포지셔닝 시스템에 의해 알려진 포지션들을 갖고, 상기 포지셔닝 시스템은 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함함 ―;
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 온보드(onboard) 센서를 사용하여, 제2 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값(heading value)들의 시퀀스를 획득하는 단계;
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계;
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계; 및
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 상기 제2 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 상기 제1 기준 프레임과 상기 제2 기준 프레임 간의 변환을 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 포인트들의 세트는 상기 외부 포지셔닝 디바이스들 중 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함하며,
상기 배향 시퀀스로 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들로 상기 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 것은:
상기 배향 시퀀스에 따라 인간-지각가능 신호들의 시퀀스를 생성하는 것; 및
상기 배향 시퀀스에 따라 확인(confirmation)들의 시퀀스를 수신하는 것
을 포함하고,
상기 인간-지각가능 신호들의 시퀀스의 생성은 상기 확인들의 시퀀스의 수신에 의해 게이팅되는(gated),
프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계는:
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는,
프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계는, 상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트에 대한 포지션 값들의 시퀀스 및 상기 제1 기준 프레임에서의 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 사용하는,
프로세스. - 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들로부터의 포지션 데이터, 상기 온보드 센서로부터의 배향 데이터 및 상기 변환을 사용하여 상기 오브젝트를 추적하는 단계를 더 포함하는,
프로세스. - 프로세스로서,
배향 시퀀스로 포인트들의 세트를 향해 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 단계 ― 상기 포인트들의 세트는 포지셔닝 시스템에 의해 알려진 포지션들을 갖고, 상기 포지셔닝 시스템은 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함함 ―;
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 온보드 센서를 사용하여, 제2 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 획득하는 단계;
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계;
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계; 및
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 상기 제2 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 상기 제1 기준 프레임과 상기 제2 기준 프레임 간의 변환을 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 포인트들의 세트는 상기 외부 포지셔닝 디바이스들 중 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함하며,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들로 상기 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하는 것은:
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들에서 각각의 외부 포지셔닝 디바이스의 바깥 표면 상의 심볼들의 세트와 상이한 심볼을 디스플레이하는 것을 포함하고,
상기 심볼들의 세트는 상기 배향 시퀀스를 표시하는,
프로세스. - 제5항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계는:
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는,
프로세스. - 제5항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 단계는, 상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스 및 상기 제1 기준 프레임에서의 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 사용하는,
프로세스. - 제5항에 있어서,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들로부터의 포지션 데이터, 상기 온보드 센서로부터의 배향 데이터 및 상기 변환을 사용하여 상기 오브젝트를 추적하는 단계를 더 포함하는,
프로세스. - 제5항에 있어서,
상기 배향 시퀀스로 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들로 상기 오브젝트를 배향시키는 것은:
상기 배향 시퀀스에 따라 인간-지각가능 신호들의 시퀀스를 생성하는 것; 및
상기 배향 시퀀스에 따라 확인들의 시퀀스를 수신하는 것을 포함하며,
상기 인간-지각가능 신호들의 시퀀스를 생성하는 것은 상기 확인들의 시퀀스의 수신에 의해 게이팅되는,
프로세스. - 시스템으로서,
오브젝트;
상기 오브젝트 상의 온보드 센서;
하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 갖는 포지셔닝 시스템;
상기 포지셔닝 시스템에 의해 알려진 포지션들을 갖는 포인트들의 세트 ― 배향 시퀀스로 상기 포인트들의 세트를 향해 상기 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들이 구성됨 ―; 및
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하고;
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 온보드 센서를 사용하여, 제2 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 획득하고;
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하고; 그리고
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 상기 제2 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 상기 제1 기준 프레임 및 상기 제2 기준 프레임 간의 변환를 생성하기 위한
명령들을 저장하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체들
을 포함하고,
상기 포인트들의 세트는 상기 외부 포지셔닝 디바이스들 중 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함하며,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은,
상기 배향 시퀀스에 따라 인간-지각가능 신호들의 시퀀스를 생성하도록; 그리고
상기 배향 시퀀스에 따라 확인들의 시퀀스를 수신하도록 구성됨으로써, 상기 배향 시퀀스로 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 향해 상기 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성되고,
상기 인간-지각가능 신호들의 시퀀스의 생성은 상기 확인들의 시퀀스의 수신에 의해 게이팅되는,
시스템. - 제10항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 것은:
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 획득함으로써 수행되는,
시스템. - 제10항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 것은, 상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트에 대한 포지션 값들의 시퀀스 및 상기 제1 기준 프레임에서의 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 사용하는,
시스템. - 제10항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체들은,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들로부터의 포지션 데이터, 상기 온보드 센서로부터의 배향 데이터 및 상기 변환을 사용하여 상기 오브젝트를 추적하기 위한 명령들을 추가로 저장하는,
시스템. - 시스템으로서,
오브젝트;
상기 오브젝트 상의 온보드 센서;
하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 갖는 포지셔닝 시스템;
상기 포지셔닝 시스템에 의해 알려진 포지션들을 갖는 포인트들의 세트 ― 배향 시퀀스로 상기 포인트들의 세트를 향해 상기 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들이 구성됨 ―; 및
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 획득하고;
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 온보드 센서를 사용하여, 제2 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 획득하고;
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 포지션 값들의 시퀀스를 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하고; 그리고
상기 제1 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스 및 상기 제2 기준 프레임에서의 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 사용하여 상기 제1 기준 프레임 및 상기 제2 기준 프레임 간의 변환를 생성하기 위한
명령들을 저장하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체들
을 포함하고,
상기 포인트들의 세트는 상기 외부 포지셔닝 디바이스들 중 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함하며,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들은,
상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들 각각의 바깥 표면 상의 심볼들의 세트와 상이한 심볼을 디스플레이함으로써, 상기 배향 시퀀스로 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 향해 상기 오브젝트를 배향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성되고,
상기 심볼들의 세트는 상기 배향 시퀀스를 표시하는,
시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제1 기준 프레임에서 상기 오브젝트의 진로 값들의 시퀀스를 도출하는 것은,
상기 배향 시퀀스에 따라 그리고 상기 하나 이상의 외부 포지셔닝 디바이스들을 사용하여, 상기 제1 기준 프레임에서 상기 외부 포지셔닝 디바이스들에 대한 포지션 값들의 시퀀스를 획득함으로써 수행되는,
시스템.
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