TW201333429A - 用於估計真實世界距離之校準的硬體感測器 - Google Patents

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Abstract

在一些實施例中，提供用於輔助一使用者判定一真實世界距離之方法及系統。基於硬體之感測器(例如，存在於一行動電子裝置中)可允許距離之一快速低功率判定。在一實施例中，一或多個與遙測有關之感測器可併入至一裝置內。舉例而言，由一頻繁校準之整合式加速度計偵測之資料可用以判定該裝置之一傾斜。可基於經驗資料或基於朝向地面發射之一信號(例如，一聲納信號)與一對應的偵測信號之間的一時間差來估計一裝置高度。一三角量測技術可使用該估計之傾斜及高度來估計其他真實世界距離(例如，自該裝置至一端點或在端點之間的真實世界距離)。

Description

用於估計真實世界距離之校準的硬體感測器 【對相關申請案之交叉參考】
本申請案主張2012年1月13日申請之題為「CALIBRATED HARDWARE SENSORS FOR ESTIMATING REAL-WORLD DISTANCES」的美國臨時申請案第61/586,231號及2012年7月31日申請之題為「CALIBRATED HARDWARE SENSORS FOR ESTIMATING REAL-WORLD DISTANCES」的美國申請案第13/563,387號之優先權之權利。
本發明係關於用於輔助使用者判定真實世界距離之方法及系統。
通常，識別視線中的物件之準確尺寸係重要的。舉例而言，判定吾人距附近地標之距離、房間之尺寸或長沙發椅之長度可為有用的。雖然卷尺允許吾人量測此等尺寸，但卷尺可能並不在所有情況下實用。舉例而言，所關心之距離可能比傳統卷尺長，或希望獲得量測之人員可能並未帶著卷尺。
在一些實施例中，提供用於輔助使用者判定真實世界距離之方法及系統。基於硬體之感測器(例如，存在於行動電子裝置中)可允許 距離之快速低功率判定。在一實施例中，一或多個與遙測有關之感測器可併入至裝置內。舉例而言，由頻繁校準之整合式加速度計偵測之資料可用以判定裝置之傾斜。可基於經驗資料或基於朝向地面發射之信號(例如，聲納信號)與對應的偵測信號之間的時間差估計裝置高度。三角量測技術可使用估計之傾斜及高度來估計其他真實世界距離(例如，自裝置至地平面端點或在端點之間的真實世界距離)。發射之信號與偵測之信號之間的時間差可進一步允許估計真實世界距離(例如，自裝置至非地平面端點或非地平面端點之間的真實世界距離)。
在一些實施例中，提供一種用於估計一真實世界距離之方法。該方法可包括校準一行動裝置之一傾斜敏感感測器及估計該行動裝置之一高度。該方法亦可包括自該傾斜敏感感測器接收與傾斜有關之資料，及基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一傾斜。該方法可進一步包括發射一第一信號、偵測一第二信號及估計該行動裝置與一端點之間的一距離。該估計之高度及該估計之距離中之至少一者可係基於該偵測之第二信號。
在一些實施例中，提供一種用於估計一真實世界距離之系統。該系統可包括：一高度估計器，其用於估計行動裝置之一高度，該估計之高度係相對於一地平面；及一傾斜估計器，其用於估計該行動裝置之一傾斜。該系統亦可包括：一校準器，其用於校準該傾斜估計器；及一信號發射器及偵測器，其用於發射一第一信號且偵測一第二信號。該系統可進一步包括：一裝置至端點距離估計器，其用於估計該行動裝置至一端點之間的一多維距離；及一顯示器，其用於呈現一或多個距離。該估計之高度及該估計之距離中之至少一者可係基於該偵測之第二信號。
在一些實施例中，提供一種用於估計一真實世界距離之系統。該系統可包括用於校準一行動裝置之一傾斜敏感感測器之構件及用於 估計該行動裝置之一高度之構件。該系統亦可包括用於接收與傾斜有關之資料之構件，及用於基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一傾斜之構件。該系統可進一步包括用於發出一第一信號之構件、用於偵測一第二信號之構件及用於估計該行動裝置與一端點之間的一距離之構件。該估計之高度及該估計之距離中之至少一者可係基於該偵測之第二信號。
在一些實施例中，提供一種電腦可讀媒體。該電腦可讀媒體可含有執行以下步驟之一程式：校準一行動裝置之一傾斜敏感感測器及估計該行動裝置之一高度。該程式亦可執行以下步驟：自該傾斜敏感感測器接收與傾斜有關之資料，及基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一傾斜。該程式可進一步執行以下步驟：使一第一信號被發射、偵測一第二信號及估計該行動裝置與一端點之間的一距離。該估計之高度及該估計之距離中之至少一者可係基於該偵測之第二信號。
100‧‧‧用於至少部分基於感測器資料判定真實世界距離之方法
300‧‧‧用以估計距離之方法
405‧‧‧裝置與第一端點之間的距離
410‧‧‧裝置與第二端點之間的距離
500‧‧‧用於與使用者互動以估計所關心之距離之方法
600‧‧‧系統
605‧‧‧裝置
610‧‧‧使用者
615‧‧‧收發器
620‧‧‧網路
625‧‧‧外部伺服器
630‧‧‧麥克風
635‧‧‧揚聲器
640‧‧‧顯示器
645‧‧‧使用者輸入組件
650‧‧‧處理器
655‧‧‧處理器
660‧‧‧儲存裝置
665‧‧‧儲存裝置
670‧‧‧校準資料庫
675‧‧‧位置資料庫
680‧‧‧距離資料庫
700‧‧‧系統
705‧‧‧高度估計器
710‧‧‧經驗高度資料庫
715‧‧‧裝置至端點距離估計器
720‧‧‧信號發射器及偵測器
725‧‧‧顯示器
730‧‧‧使用者輸入組件
735‧‧‧傾斜估計器
740‧‧‧加速度計
745‧‧‧校準器
750‧‧‧多維距離估計器
755‧‧‧三角量測演算法
760‧‧‧與裝置無關之距離估計器
800‧‧‧電腦系統
805‧‧‧匯流排
810‧‧‧處理器
815‧‧‧輸入裝置
820‧‧‧輸出裝置
825‧‧‧儲存裝置
830‧‧‧通信子系統
835‧‧‧工作記憶體
840‧‧‧作業系統
845‧‧‧應用程式
圖1說明根據一實施例的用於至少部分基於感測器資料判定真實世界距離之方法。
圖2A至圖2C展示可用於校準的感測器資料之一實例。
圖3展示可用以估計距離之方法之一實例。
圖4展示根據一實施例的估計真實世界距離之一實例。
圖5展示用於與使用者互動以估計所關心距離之方法之一實例。
圖6展示根據一實施例的用於估計真實世界距離之系統。
圖7展示根據一實施例的用於估計真實世界距離之系統。
圖8說明電腦系統之一實施例。
在一些實施例中，提供用於輔助使用者判定真實世界距離之方 法及系統。基於硬體之感測器(例如，存在於行動電子裝置中)可允許距離之快速低功率判定。在一實施例中，一或多個與遙測有關之感測器可併入至裝置內。舉例而言，由頻繁校準之整合式加速度計偵測之資料可用以判定裝置之傾斜。可基於經驗資料或基於朝向地面發射之信號(例如，聲納信號)與對應的偵測信號之間的時間差來估計裝置高度。三角量測技術可使用估計之傾斜及高度來估計其他真實世界距離(例如，自裝置至地平面端點或在端點之間的真實世界距離)。發射之信號與偵測之信號之間的時間差可進一步允許估計真實世界距離(例如，自裝置至非地平面端點或非地平面端點之間的真實世界距離)。
圖1說明根據一實施例的用於至少部分基於感測器資料判定真實世界距離之方法100。如以下進一步詳細地描述，方法100之部分或全部可由裝置(諸如，行動裝置、攜帶型裝置及/或電子裝置)執行。舉例而言，方法100之部分或全部可由蜂巢式電話執行。
在105，校準感測器。感測器可包括(例如)一或多個加速度計或傾斜感測器。可藉由分析感測器資料來校準感測器。分析之感測器資料可為裝置處於或估計已處於一或多個定向時收集的資料。舉例而言，可能已指導使用者水平地定向裝置(例如，以將裝置置放於地板上)及/或垂直地定向裝置(例如，以靠著牆壁置放裝置)。
作為另一實例，裝置可估計裝置處於特定定向。舉例而言，裝置可辨識其正在充電且估計其由此處於與充電站相關聯之定向。裝置可進一步估計其經水平置放(例如，基於感測器資料與水平相關聯之資料之接近性及/或在一時間段內缺乏裝置之移動)。在一些情況下，分析之感測器資料包含在一定範圍定向上之資料。舉例而言，裝置可貫穿若干分鐘、若干小數或若干天收集資料。可將所收集之資料與參考資料進行比較。舉例而言，參考資料可包括應與特定定向(例如，垂直及/或水平定向)及/或感測器資料之分佈(例如，指示兩個量測之 間的期望關係)相關聯的感測器資料。
圖2A至圖2C展示可用於校準的感測器資料之一實例。圖2A展示在一時間段內收集之資料。每一量測與一新資料點相關聯，且依序量測係連續的。每一資料點之x及y座標指示沿著一真實世界軸線之加速度量測。因此，舉例而言，x及y座標表示在兩個方向上之加速度，該等方向相互垂直。雖未圖示，但可進一步沿著第三z座標軸收集加速度資料。如圖2A中所示，在此實例中，所收集之資料形成橢圓。可判定校準以便將橢圓變換成較圓或圓形形狀。舉例而言，圖2B展示相同資料在執行了校準後之一實例。資料可經濾波以便判定校準。舉例而言，圖2C展示相同資料在應用了平均濾波及校準兩者後之一實例。
在110，可估計裝置之高度。估計之高度可包括或可等於(例如)估計之使用者高度、估計之眼睛高度或估計之裝置使用高度。可基於(例如)人、成年人或為與使用者具有相同人口統計學(例如，男性/女性、20-30歲，等)之一特定人口統計學之成年人的平均、中值或最頻值高度來估計使用者高度。舉例而言，使用者可設定其為在20-30歲之間的男性之設定。可基於此輸入估計其高度。在一些情況下，使用者輸入其高度，且將此用作估計。估計之眼睛高度或估計之裝置使用高度可等於估計之使用者高度(為了簡化計算)、為估計之使用者高度的分率、為小於估計之使用者高度的固定距離，或係基於在人群(例如，所有成年人、特定人口統計學等)中的眼睛高度或裝置使用高度之平均值、中值或最頻值。
在一些情況下，基於感測器資料估計裝置之高度(例如，相對於通常在本文中可互換地使用之地平面或地板平面)。用以估計裝置之高度的一個、一個以上或所有感測器可與在105處校準之一個、一個以上或所有感測器不同(及/或與在以下描述之120處接收之資料不 同)。
用以估計裝置之高度的感測器資料可包括自(例如)聲學或視覺感測器接收之資料。圖3提供可用以估計距離之方法300之一實例。在305，裝置發射一信號(例如，自信號發射器，諸如，傳輸器、天線、雷射、光源、聲納投影儀等)。該信號可(例如)包括光學信號(例如，紫外線、可見、近紅外線或紅外線信號)、聲學信號、電磁信號等。信號可由物件沿著信號之路徑反射及/或散射。在310，可偵測反射之信號(例如，自信號偵測器，諸如，接收器、天線、相機、聲學傳感器等)。信號發射器與信號偵測器可組合成單一組件，或作為分開的組件提供。發射之信號及/或偵測之信號可與時間相關聯。時間可包括絕對或非絕對時間。舉例而言，發射之信號的時間可設定至「0：00」，且對應的偵測信號的時間可係相對於發射之信號時間。在315，可判定發射之信號與偵測之信號之間的時間。在320，可基於時間差估計距離。舉例而言，可估計信號速度(例如，基於光速或聲速)，且該距離可等於速度乘以該時間差。若使用者(例如)定位裝置使得朝向地面發射信號，則估計之距離可為裝置之高度(相對於地面)的估計。
在115，成角度地定位裝置。裝置可經定位使得其可接收與所關心之點或端點有關的資料。端點可包括所關心之任何點(例如，為自裝置延伸至該點的向量之端點)。端點可或可不包括沿著物件之邊界的點或在轉角處之點。裝置可成角度，例如，使得偵測器(例如，相機、聲音偵測器及/或發射器等)朝向端點(諸如，物件之中心、邊緣或轉角)成角度。
舉例而言，使用者可能希望接收所關心之距離的估計，該距離為裝置與端點(例如，沿著物件之表面的中心)之間的距離。使用者可因此朝向該端點定向裝置，且彼點可為端點。作為另一實例，使用者 可能希望接收所關心之距離之估計，諸如，兩個端點之間的距離。使用者可因此朝向第一端點且接著朝向第二端點定向該裝置。裝置與每一端點之間的多維距離可為估計，且可隨後估計端點之間的距離，如以下進一步詳細地描述。
在120，自在105處校準之感測器接收資料(例如，與傾斜有關之資料)。舉例而言，可接收加速度資料或傾斜資料。所接收之資料可包括一維、二維或多維資料。所接收之資料可包括經校準之資料，或在105處判定之校準可應用於所接收之資料。
在125，至少部分基於所接收之感測器資料估計裝置傾斜。舉例而言，各種加速度資料可與對應的裝置傾斜估計相關聯。該估計可進一步基於(例如)查找表或公式。感測器可偵測(例如)加速度，甚至當裝置歸因於萬有引力而靜止時亦如此，可在裝置傾斜之估計期間考量萬有引力。萬有引力之效果可隨著裝置傾斜至不同角度而變化，從而允許估計傾斜。估計之裝置傾斜可包括一或多個(例如，兩個)角度。
在130，朝向諸如以上描述之端點的端點(例如，地平面端點)發射信號。端點可包括(例如)物件之中心、邊緣或轉角。如以下進一步描述，使用者可能對接收兩個端點之間的距離之真實世界估計感興趣，且因此，使用者可首先將裝置成角度地定位至該等端點中之一者，且隨後定位至該等端點中之另一者；可在此等定位中之每一者之後發射信號。端點可或可不位於地平面或地板平面。
可自發射器(例如，傳輸器、天線、雷射、光源、聲納投影儀等)發射信號。該信號可包括(例如)光學信號(例如，紫外線、可見、近紅外線或紅外線信號)、聲學信號、電磁信號等。在基於信號之發射及偵測來估計裝置高度的實例中，在130處發射之信號可或可不為在105處經發射以判定裝置高度的相同類型之信號，及/或可或可不使用與在105中所使用者相同的設備(例如，傳輸器)。
在135，偵測反射之信號(藉由信號偵測器，例如，接收器、天線、相機、聲學傳感器等)。在基於信號之發射及偵測來估計裝置高度的實例中，在135處偵測之信號可或可不為在105處經偵測以判定裝置高度的相同類型之信號，及/或可或可不使用與在105中所使用者相同的設備(例如，偵測器)。在一些實施例中，發射及偵測複數個信號。偵測反射之信號的時間可視信號在其由物件反射之前的行進距離而定。因此，時間可視在115處定位裝置之方式而定。
在140，估計自裝置至端點之一維距離。可(例如)基於在130處之信號發射、在135處之信號偵測與有關於期望之信號速度(例如，光速或聲速)的屬性之間的時間段估計距離。
在一些實施例中，130-140不存在於方法100中。可(例如)在不朝向端點發射信號之情況下判定一維距離。舉例而言，可使用三角量測技術基於在110處估計之裝置高度及在125處估計之裝置傾斜來估計距離。當端點為地平面端點時，此可特別合適。(見圖4。)
在145，估計多維距離。可使用估計之一維距離及/或裝置位置資訊來估計多維距離。舉例而言，使用估計之裝置高度(在105處估計)及裝置傾斜(在125處估計)，三角量測方法可識別裝置與端點之間的垂直及水平間隔。
在一些實施例中，其他距離估計技術被使用，且可替換(例如)130-145中之一或多者。舉例而言，相機可對場景成像。使用者可識別畫面上之一或多個端點。處理器可使用視覺提示、固有相機屬性及/或裝置位置資訊來估計裝置與端點之間的距離。此估計之距離可自身為多維，或可轉換至多維距離(例如，如上所述)。
如圖1中所示，可重複115-145。因此，可重新定位(例如，成角度地重新定位)裝置，且可估計新多維距離。舉例而言，在115，可首先朝向第一端點成角度地定位裝置。隨後(例如，在執行了120-145之 後)，可重複115，朝向第二端點成角度地定位裝置(例如，使得其後可估計第一端點與第二端點之間的距離)。在一些情況下，假定在一組距離估計期間裝置處於或保持在實質上恆定之位置。
在150，基於估計之多維距離來估計與裝置無關之真實世界距離。舉例而言，在145處估計之距離可包括自裝置至第一端點之第一距離及自裝置至第二端點之第二距離(例如，對應於物件之橫向位置或開放空間之邊界)。接著可使用此等估計來判定兩個端點之間的一維、二維或三維距離。可重複方法100之部分或全部以估計另一與裝置無關之真實世界距離。舉例而言，可重複105-150(如在圖1中所示)，可重複110-150，或可重複115-150。
雖然諸圖(例如，圖1)可展示或暗示一特定的動作次序，但其他實施例可包括不同次序，可省略動作或可添加動作。舉例而言，在一些情況下，在110之裝置高度估計之前執行105之感測器校準。例如，當校準需要使用者將裝置自當在130處朝向端點發射信號時其將處於之大致點移動時，此次序可特別合適。在一些情況下，在110之裝置高度估計之後執行105之感測器校準。舉例而言，若高度之估計係基於平均裝置保持高度，則校準將不會顯得(例如)自身使使用者將裝置自先前估計之高度移動。
圖4展示裝置與第一端點之間的距離405之估計及裝置與第二端點之間的距離410之估計可允許使用幾何屬性進行與裝置無關之距離的估計的方式之一實例。舉例而言，如在圖4之插頁中所指出，可使用導頻訊框來校準感測器(例如，運動感測器或加速度計)。可基於感測器資料估計裝置之傾斜(相對於上下軸線)。接著可估計裝置之高度，例如，基於眼睛高度或發射之聲音與偵測之聲音之間的時間差。
使用者可使用(例如)朝向臨時端點投影之可見光或在展示畫面之即時影像之顯示器上投影的臨時端點之指示符來調整臨時端點之位 置。一旦對位置滿意，則使用者可選擇指示已識別該端點之選項。
使用高度及傾斜估計，可估計自裝置至第一端點之一維或二維距離405及自裝置至第二端點之一維或二維距離410。另外，亦可估計第一端點與第二端點之間的物件之尺寸(例如，藉由識別兩個距離之水平分量之間的差)。感測器資料之使用可允許(例如)僅基於視覺資料不能計算的距離判定及/或可提供比僅基於視覺資料之判定準確的距離估計。
圖5展示用於與使用者互動以估計所關心之距離之方法500之一實例。在一些實施例中，方法500之全部或部分在一裝置(例如，攜帶型裝置、行動裝置、電子裝置、蜂巢式電話等)上執行。在505，接收使用者輸入。該輸入可指示使用者希望估計真實世界距離。請求可包括(例如)使用者希望接收裝置至端點距離之估計及/或與裝置無關之距離之估計的指示。該輸入可包括(例如)程式之初始化。該輸入可包括觸摸或選擇圖示或按鈕、鍵命令等。可經由使用者輸入組件(諸如，觸控螢幕顯示器、鍵盤、滑鼠等)接收輸入。
在510，判定是否校準(或重新校準)感測器。感測器可包括(例如)一或多個加速度計或傾斜感測器。頻繁校準可改良距離估計(例如，歸因於感測器在裝置內之位置移位)。同時，在一些實施例中，校準頻率受限制，(例如)以減少使用者不方便性、處理花費等。
在一些情況下，在每一距離估計之前或在每一與裝置無關之距離估計之後校準感測器。因此，在一些情況下，方法500不包括明確的校準決策，且可自動自505前進至515。在一些情況下，感測器經校準，接著為距離估計程式之一些或全部初始化。在一些情況下，基於(例如)自先前校準以來之時間、使用者偏好及/或先前校準之程度來判定是否校準感測器。舉例而言，若自先前校準以來之時間超過一臨限值(例如，1小時、2小時、6小時、12小時、24小時、2天、一週、兩 週、一個月等)、使用者指示可或應頻繁地執行校準(例如，以增加距離估計準確度)及/或若先前判定之校準超過一臨限值，則可判定校準感測器。
若判定校準感測器，則方法500可繼續至515，在515，指導使用者按一或多個特定方式定位裝置(例如，容納感測器及/或蜂巢式電話)。指導可包括呈現於容納感測器的裝置之顯示器上之圖形或文字。在一實施例中，指導使用者將裝置置放於地板(或平坦水平表面)上且接著靠著牆壁(或平坦垂直表面)。如上所述，在一些實施例中，使用者不需要以特定方式定位裝置。舉例而言，可在一時間段內收集資料以識別資料類型之間的關係(例如，見圖3A至圖3C及相關聯之文字)，及/或可在預測裝置處於特定位置(例如，當其處於充電站中時)之時間段期間收集資料。
在520，接著可校準感測器。在一些情況下，校準包含識別及/或儲存一或多個校準比例因數、係數及/或線性或非線性方程。可按本文中描述或此項技術中已知之任何方式判定校準。校準可係基於在使用者在515處定位裝置之後接收或在如上所述之另一時間段期間接收的感測器資料(例如，加速度計資料)。
若判定不需要校準感測器及/或在校準後(但在一些實施例中，可在525-550後執行校準)，方法500繼續至525。在525，估計高度(例如，裝置相對於地面之高度)。舉例而言，可使用關於圖1描述之技術來估計高度。在一情況下，可指導使用者按特定方式定向裝置，使得信號自裝置直接向下發射至地面，自地面反射，且由裝置偵測。發射之信號與偵測之信號之間的時間差可用以估計高度。在一情況下，基於在人口統計學或人群中之平均、中值或最頻值眼睛高度來估計高度。
在530，可指導使用者將裝置或裝置之一部分指向端點。舉例而 言，諸如「將裝置之頂部指向待量測的距離之端部」之文字可顯示於裝置之螢幕上。在一些情況下，裝置包含經組態以輸出可見光之雷射，使得使用者可看出裝置或裝置之組件正指向何處。一旦對端點之位置(基於觀測之雷射光位置)滿意，使用者可選擇捕獲資料(例如，發射及偵測之信號的時間戳)之選項。在一些實施例中，不提供將裝置指向端點之明確指導，但通常可理解基於其他提示(例如，圖示、點之雷射光照明等)來如此進行。
在535，可估計自裝置至端點之多維距離。估計可包括如關於圖1揭示之任何特徵。舉例而言，信號可自裝置發射，且隨後由裝置偵測。發射之信號與偵測之信號之間的時間差可用以估計一維距離。另外，可自感測器獲得量測(例如，加速度量測)，該量測可用以估計裝置傾斜。基於估計之裝置傾斜、一維距離及估計之高度，可估計多維距離(例如，使用三角量測方法)。
在540，可向使用者顯示距離。在一些情況下，僅顯示距離之部分。舉例而言，顯示之距離可包括分開裝置與端點之一維直接距離、裝置與端點之間的水平間隔及/或垂直間隔。在一些情況下，不顯示此距離。
可重複530-540中之一者、一者以上或全部，使得估計至第二端點之距離。在545，可估計端點之間的距離。因此，可估計與裝置無關之距離。與裝置無關之距離可為一維、二維或三維距離，及/或可包括(例如)水平間隔、絕對間隔、垂直間隔等。
在550，向使用者顯示估計的與裝置無關之距離。在一些情況下，顯示數值估計(例如，具有單位)。在一些情況下，將估計的與裝置無關之距離疊加於影像上。雖未在圖5中展示，但在一些情況下，儲存或傳輸(例如，經由無線網路)感測器校準、高度估計、估計之一維距離、來自535的估計之多維距離及/或估計的與裝置無關之距離n。
圖6展示根據一實施例的用於估計真實世界距離之系統600。該系統可包括一裝置，該裝置可為攜帶型裝置、行動裝置、電子裝置等(例如，蜂巢式電話、智慧型手機、個人數位助理、平板電腦、膝上型電腦、數位相機、手持型遊戲裝置等)。如所示，系統600包括可由使用者610使用之裝置605(例如，蜂巢式電話)。裝置605可包括一收發器615，收發器615可允許裝置發送及/或接收資料及/或語音通信。裝置605可連接(例如，經由收發器615)至網路620(例如，無線網路及/或網際網路)。經由無線網路，裝置605可能能夠與外部伺服器625通信。
裝置605可包括一麥克風630。麥克風630可准許裝置605收集或捕獲來自裝置之周圍實際環境的音訊資料。裝置605可包括一揚聲器635以發射音訊資料(例如，在呼叫期間自另一裝置上之使用者接收，或由裝置產生以指導或通知使用者610)。裝置605可包括一顯示器640。顯示器640可向使用者610呈現即時或非即時影像。顯示器640可向使用者610呈現指令，該等指令與對於距離估計所需之動作有關。顯示器640可向使用者610呈現估計之距離。裝置605可包括使用者輸入組件645。使用者輸入組件645可包括(例如)按鈕、鍵盤、數字小鍵盤、觸控螢幕顯示器、滑鼠等。使用者輸入組件645可允許(例如)使用者610請求距離估計、識別端點之類型、請求校準、跳過校準等。
雖未圖示，但裝置605亦可包括一成像組件(例如，相機)。成像組件可包括(例如)透鏡、光源等。裝置605可包括一感測器，諸如，加速度計或傾斜感測器。裝置605可包括一信號傳輸組件，諸如，傳輸器、天線、雷射、光源、聲納投影儀等。裝置605可包括一信號偵測組件，諸如，接收器、天線、相機、聲學傳感器等。
裝置605可包括一處理器650，及/或裝置605可耦接至具有處理器655之外部伺服器625。處理器650及/或655可執行任何上述過程之部 分或全部。在一些情況下，在裝置605上本端地執行感測器校準、裝置位置資訊(例如，高度及/或傾斜)之估計、至一或多個端點之一維距離之估計及/或端點之間的距離之估計。
裝置605可包括一儲存裝置660，及/或裝置605可耦接至具有儲存裝置665之外部伺服器625。儲存裝置660及/或665可儲存(例如)校準資料(例如，當校準裝置時應使同時感測器量測相關之方式、查找表、過去的校準、過去校準之時間、當前校準變數或方程等)、位置資料(例如，平均裝置高度、基於發射/偵測之信號估計的裝置高度、用以估計裝置高度之信號資料、估計之裝置傾斜、感測器資料與傾斜之間的關係、查找表等)及/或距離資料(例如，估計之一維距離、估計之多維距離、估計的與裝置無關之距離等)。
舉例而言，可捕獲感測器資料。使用儲存於校準資料庫670中之校準變數及/或關係及感測器資料，可判定校準(例如，係數、方程、模型等)(且在一些情況下，亦將該校準儲存於資料庫中)。可捕獲額外感測器資料(其可能已經校準及/或經受校準處理)。可估計裝置之位置(例如，高度及角度位置)(例如，使用額外感測器資料)。舉例而言，由經校準之加速度計收集或經收集且接著經受校準處理之加速度資料可允許估計裝置角度。作為另一實例，可估計裝置高度(例如，基於發射之信號與接收之信號之間的時間差及/或平均裝置高度)。位置資料(例如，估計之裝置高度及/或角度)可儲存於位置資料庫675中。可估計自裝置至一端點之一或多個距離(例如，基於裝置位置資料、發射之信號與接收之信號之間的時間差等)。此等估計之距離可儲存於距離資料庫680中。可使用多個裝置至端點距離估計真實世界與裝置無關之距離(例如，在多個端點之間的真實世界與裝置無關之距離)。估計之距離亦可或替代地儲存於距離資料庫680中。
圖7展示根據一實施例的用於估計真實世界距離之系統700。系 統700之部分或全部可包括於一攜帶型裝置、行動裝置、電子裝置等(例如，蜂巢式電話、智慧型手機、個人數位助理、平板電腦、膝上型電腦、數位相機、手持型遊戲裝置等)中。如所示，系統700包括一高度估計器705。高度估計器705可估計裝置(例如，蜂巢式電話)之高度，諸如，裝置相對於地平面或地板平面之高度。可估計高度，例如，基於經驗高度資料。可自經驗高度資料庫710存取經驗高度資料。經驗高度資料可包括單一預測高度(例如，基於持有裝置之使用者的平均高度)、人口統計學特定預測高度、使用演算法或模型預測之高度等。
在一些情況下，高度估計器705使用感測器資料估計高度(亦伴隨著或不伴隨使用經驗資料)。舉例而言，高度估計器705可耦接至裝置至端點距離估計器715。高度估計器705及裝置至端點距離估計器715各自描繪為耦接至一信號發射器及偵測器720。如本文中所使用，第一組件至第二組件之耦接(例如，高度估計器705與信號發射器及偵測器720之間的耦接或裝置至端點距離估計器715與信號發射器及偵測器720之間的耦接)可包括第一組件包含第二組件(例如，高度估計器705包含信號發射器及偵測器720，或裝置至端點距離估計器715包含信號發射器及偵測器720)之情況。
信號發射器及偵測器720(或另一組件)可指導使用者定向裝置，使得裝置之一部分(例如，信號發射器及/或偵測器)指向地面。亦可經由在顯示器725上呈現之指令來指導使用者。使用者可經由使用者輸入組件730(例如，觸控螢幕或小鍵盤)確認裝置如所指導而定向。信號發射器及偵測器720可接著藉由信號發射器及偵測器720發射第一信號且偵測第二信號，如本文中進一步詳細地描述。應理解，雖然圖7將系統700展示為包括一信號發射器及偵測器720，但其他實施例包括與信號偵測器分開之信號發射器。其他變化亦係可能的(例如，高度 估計器705包含信號發射器及偵測器720，或系統700包括多個信號發射器及偵測器720)。高度估計器705可識別發射之信號與偵測之信號之間的時間差，且基於該時間差估計裝置與地面之間的距離。估計之距離可識別為裝置之估計高度。
系統700可進一步包括一傾斜估計器735。傾斜估計器735可包括一感測器，諸如，加速度計740或傾斜感測器。感測器可耦接至校準器745。系統700可經組態以重複校準感測器。舉例而言，可指導使用者(例如，經由顯示器725)按一或多個特定方式(例如，水平及/或垂直地)定向裝置。使用者可使用使用者輸入組件730確認已如所指導而定向裝置。校準器745可使用感測器資料(例如，來自加速度計740之資料)來校準感測器。因此，在一些實施例中，系統700包括兩個類型之感測器(例如，信號發射器及偵測器720及加速度計740)及兩個類型之感測器資料(例如，與由信號發射器及偵測器720發射及接收之信號相關聯的資訊及來自加速度計740之資料)。
傾斜估計器735可(在一或多個校準後)估計裝置之傾斜。舉例而言，傾斜估計器735可估計當朝向端點成角度地定位裝置時裝置之傾斜。使用者可經由使用者輸入組件730指示其希望在特定情況下估計傾斜。
系統700可包括裝置至端點距離估計器715。裝置至端點距離估計器715可估計自裝置至端點之距離。端點可包括在裝置正下方之地平面或地板平面處之端點(例如，以估計裝置之高度)或另一端點(例如，在不在裝置正下方之地平面或地板平面處)。舉例而言，基於由高度估計器705估計之高度及由傾斜估計器735估計之傾斜，裝置至端點距離估計器715可使用三角量測技術(例如，藉由應用畢達哥拉士(Pythagorean)定理)來估計至地平面端點之距離。作為另一實例，信號發射器及偵測器720可識別與發射之信號及偵測之信號相關聯的一 或多個時間(例如，時間差)，且可基於估計的信號之速度且使用與信號速度及時間有關之方程式來估計一維距離。可藉由多維距離估計器750將一維距離轉換成多維距離。
多維距離估計器750可將一維距離轉換至多維距離，例如，基於自高度估計器705接收的裝置之高度之估計及/或自傾斜估計器735接收的裝置之傾斜之估計。舉例而言，多維距離估計器750可包括三角量測演算法755。若假定裝置之高度及傾斜已知，且若假定使用者已朝向地平面端點定向裝置，則可估計裝置與端點之間的水平及垂直間隔。
使用複數個裝置至端點距離估計(例如，由裝置至端點距離估計器715估計)，與裝置無關之距離可由與裝置無關之距離估計器760估計。舉例而言，與裝置無關之距離估計器可識別由裝置至端點距離估計器715估計的兩個距離之水平分量之間的差，每一水平分量對應於不同端點。因此，例如，使用者可朝向一物件之第一端且隨後朝向該物件之第二相對端定向裝置，且可估計物件之端部之間的距離。
如圖8中說明之電腦系統可併入為先前描述之電腦化裝置之部分。舉例而言，電腦系統800可表示本申請案中論述的行動裝置及/或遠端電腦系統之組件中之一些。圖8提供可執行由如本文中描述之各種其他實施例提供之方法及/或可充當外部伺服器625及/或行動裝置605的電腦系統800之一實施例之示意性說明。應注意，圖8僅意欲提供各種組件之一般化說明，可適當地利用其中之任一者或全部。因此，圖8廣泛地說明如何可以相對分開或相對更整合之方式實施個別系統元件。
展示電腦系統800包含可經由匯流排805電耦接(或可適當地以其他方式在通信中)之硬體元件。硬體元件可包括一或多個處理器810，包括(但不限於)一或多個通用處理器及/或一或多個專用處理器(諸 如，數位信號處理晶片、圖形加速處理器及/或其類似者)；一或多個輸入裝置815，其可包括(但不限於)滑鼠、鍵盤及/或其類似者；及一或多個輸出裝置820，其可包括(但不限於)顯示裝置、印表機及/或其類似者。
電腦系統800可進一步包括一或多個儲存裝置825(及/或與一或多個儲存裝置825通信)，儲存裝置825可包含(但不限於)本地及/或網路可存取儲存器，及/或可包括(但不限於)碟機、磁碟機陣列(drive array)、光學儲存裝置、諸如隨機存取記憶體(「RAM」)及/或唯讀記憶體(「ROM」)之固態儲存裝置(其可經程式化、可快閃更新及/或其類似者)。此等儲存裝置可經組態以實施任何適當資料儲存器，包括(但不限於)各種檔案系統、資料庫結構及/或其類似者。
電腦系統800亦可包括一通信子系統830，通信子系統830可包括(但不限於)數據機、網路卡(無線或有線)、紅外線通信裝置、無線通信裝置及/或晶片組(諸如，BluetoothTM裝置、802.11裝置、WiFi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通信設施等)及/或其類似者。通信子系統830可准許與網路(諸如，以下描述之網路，僅舉一實例)、其他電腦系統及/或本文中描述之任何其他裝置交換資料。在許多實施例中，電腦系統800將進一步包含一工作記憶體835，工作記憶體835可包括如上所述之RAM或ROM裝置。
電腦系統800亦可包含展示為當前位於工作記憶體835內之軟體元件，包括作業系統840、裝置驅動程式、可執行程式庫及/或其他程式碼(諸如，一或多個應用程式845)，其可包含由各種實施例提供之電腦程式，及/或可經設計以實施由如本文中描述之其他實施提供的方法及/或組態由如本文中描述之其他實施提供的系統。僅以實例說明，關於以上論述之方法描述的一或多個程序可實施為可由電腦(及/或電腦內之處理器)執行之程式碼及/或指令；在一態樣中，接著，此 等程式碼及/或指令可用以組態及/或調適通用電腦(或其他裝置)以執行根據所描述之方法的一或多個操作。
此等指令及/或程式碼之一集合可儲存於電腦可讀儲存媒體(諸如，以上描述之儲存裝置825)上。在一些情況下，儲存媒體可併入於諸如系統800之電腦系統內。在其他實施例中，儲存媒體可與電腦系統(例如，抽取式媒體，諸如，光碟)分開，及/或提供於安裝封裝中，使得儲存媒體可用以藉由儲存於其上之指令/程式碼程式化、組態及/或調適通用電腦。此等指令可呈可由電腦系統800執行的可執行程式碼之形式，及/或可呈源及/或可安裝程式碼之形式，源及/或可安裝程式碼在於電腦系統800上編譯及/或安裝(例如，使用各種一般可利用的編譯器、安裝程式、壓縮/解壓縮公用程式等中之任一者)後接著呈可執行程式碼之形式。
對熟習此項技術者顯而易見，可根據具體要求進行實質變化。舉例而言，亦可使用定製硬體，及/或可以硬體、軟體(包括攜帶型軟體，諸如，小程式等)或兩者來實施特定元件。另外，可使用至諸如網路輸入/輸出裝置之其他計算裝置的連接。
如上提到，在一態樣中，一些實施例可使用電腦系統(諸如，電腦系統800)來執行根據各種實施例之方法。根據一組實施例，此等方法的程序中之一些或全部由電腦系統800回應於處理器810執行工作記憶體835中含有之一或多個序列之一或多個指令(其可併入至作業系統840及/或諸如應用程式845之其他程式碼內)而執行。此等指令可自諸如儲存裝置825中之一或多者的另一電腦可讀媒體讀取至工作記憶體835內。僅以實例說明，在工作記憶體835中含有的該等序列之指令之執行可使處理器810執行本文中所描述的方法之一或多個程序。
如本文中使用之術語「機器可讀媒體」及「電腦可讀媒體」指參與提供使機器按特定方式操作之資料的任何媒體。電腦可讀媒體及 儲存媒體不指暫時性傳播信號。在使用電腦系統800實施之一實施例中，各種電腦可讀媒體可涉及於將指令/程式碼提供至處理器810以供執行，及/或可用以儲存此等指令/程式碼。在許多實施中，電腦可讀媒體為實體及/或有形儲存媒體。此媒體可呈非揮發性媒體或揮發性媒體之形式。非揮發性媒體包括(例如)光碟及/或磁碟，諸如，儲存裝置825。揮發性媒體包括(但不限於)動態記憶體，諸如，工作記憶體835。
實體及/或有形電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶或任何其他磁性媒體、CD-ROM、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔之圖案的任何其他實體媒體、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣等。
以上論述之方法、系統及裝置為實例。各種組態可適當地省略、代替或添加各種程序或組件。舉例而言，在替代組態中，可按不同於所描述之次序的次序執行該等方法，及/或可添加、省略及/或組合各種階段。又，在各種其他組態中可組合關於某些組態而描述之特徵。可按類似方式組合該等組態之不同態樣及元件。又，技術演進，且因此，元件中之許多者為實例且不限制本發明或申請專利範圍之範疇。
在描述中給出特定細節以提供對實例組態(包括實施)之透徹理解。然而，可在無此等具體細節之情況下實踐諸組態。舉例而言，已在無不必要的細節之情況下展示熟知電路、過程、演算法、結構及技術以便避免混淆該等組態。此描述僅提供實例組態，且不限制申請專利範圍之範疇、適用性或組態。相反，該等組態之先前描述將向熟習此項技術者提供用於實施所描述之技術的令人能夠實現的描述。在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，可進行元件之功能及配置之各種改變。
又，可將組態描述為描繪為流程圖或方塊圖的過程。雖然每一者可將操作描述為連續過程，但可並行地或同時執行許多操作。此外，可重新排列操作之次序。一過程可具有圖中未包括之額外步驟。此外，方法之實例可由硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言或其任何組合實施。當以軟體、韌體、中間軟體或微碼實施時，用以執行必要任務之程式碼或碼段可儲存於諸如儲存媒體之非暫時性電腦可讀媒體中。處理器可執行所描述之任務。
已描述了若干實例組態，在不脫離本發明之精神的情況下，可使用各種修改、替代構造及等效物。舉例而言，以上元件可為較大系統之組件，其中其他規則可優先於或以其他方式修改揭示之實施例的應用。又，可在考慮以上元件之前、期間或之後採取許多步驟。因此，以上描述不限定申請專利範圍之範疇。
100‧‧‧用於至少部分基於感測器資料判定真實世界距離之方法

Claims (29)

  1. 一種用於估計一真實世界距離之方法，該方法包含：校準一行動裝置之一傾斜敏感感測器；估計該行動裝置之一高度；自該傾斜敏感感測器接收與傾斜有關之資料；基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一傾斜；發射一第一信號；偵測一第二信號；及估計該行動裝置與一端點之間的一距離，其中該估計之高度及該估計之距離中之至少一者係基於該偵測之第二信號。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：自該傾斜敏感感測器接收第二與傾斜有關之資料；基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一第二傾斜；估計該行動裝置與一第二端點之間的一第二距離。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含：基於該估計之距離及該估計之第二距離估計一與裝置無關之距離。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包含：基於該估計之距離、該估計之傾斜及該估計之高度估計該行動裝置與該端點之間的一多維距離，其中該估計之距離為一一維距離。
  5. 如請求項1之方法，其中該估計之距離為一多維距離。
  6. 如請求項5之方法，其進一步包含：在其他多維距離之每一隨後估計之前重新校準該傾斜敏感感測器。
  7. 如請求項1之方法，其中該端點包含一地平面端點。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含：朝向一第二端點發射一第三信號，該第二端點經預測為在該行動裝置之一信號發射組件正下方；偵測一第四信號。
  9. 如請求項1之方法，其中該第一信號及該第二信號各自包含一聲納信號。
  10. 如請求項1之方法，其中校準該傾斜敏感感測器包含：接收第一校準資料，該第一校準資料與該與傾斜有關之資料不同；使該第一校準資料與該行動裝置之一水平定向相關聯；接收第二校準資料，該第二校準資料與該與傾斜有關之資料且與該第一校準資料不同；及使該第二校準資料與該行動裝置之一垂直定向相關聯。
  11. 如請求項1之方法，其中該傾斜敏感感測器包含一加速度計。
  12. 如請求項1之方法，其進一步包含在估計該距離之前藉由一雷射束照明該端點。
  13. 如請求項1之方法，其中該方法全部在該行動裝置上執行。
  14. 如請求項13之方法，其中該行動裝置包含一蜂巢式電話。
  15. 一種用於估計一真實世界距離之系統，該系統包含：一高度估計器，其用於估計行動裝置之一高度，該估計之高度係相對於一地平面；一傾斜估計器，其用於估計一行動裝置之一傾斜；一校準器，其用於校準該傾斜估計器；一信號發射器及偵測器，其用於發射一第一信號且偵測一第二信號； 一行動裝置至端點距離估計器，其用於估計該行動裝置與一端點之間的一多維距離；及一顯示器，其用於呈現一或多個距離，其中該高度估計器及該行動裝置至端點距離估計器中之至少一者耦接至該信號發射器及偵測器。
  16. 如請求項15之系統，其中該一或多個距離包含該估計之多維距離。
  17. 如請求項15之系統，其進一步包含：一與裝置無關之距離估計器，其用於估計該端點與另一端點之間的一距離，該與裝置無關之距離估計器耦接至該行動裝置至端點距離估計器。
  18. 如請求項15之系統，其中該傾斜估計器包含一加速度計。
  19. 如請求項15之系統，其中該高度估計器耦接至該信號發射器及偵測器。
  20. 一種用於估計一真實世界距離之系統，該系統包含：用於校準一行動裝置之一傾斜敏感感測器之構件；用於估計該行動裝置之一高度之構件；用於接收與傾斜有關之資料之構件；用於基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一傾斜之構件；用於發射一第一信號之構件；用於偵測一第二信號之構件；及用於估計該行動裝置與一端點之間的一距離之構件，其中用於估計該高度之該構件及用於估計該距離之該構件中的至少一者分析與該偵測之第二信號相關聯的一時間。
  21. 如請求項20之系統，其中用於估計該行動裝置之該高度之該構 件包含存取一經驗高度資料庫之一高度估計器。
  22. 如請求項20之系統，其中用於接收與傾斜有關之資料之該構件包含該傾斜敏感感測器，且其中該傾斜敏感感測器包含一加速度計。
  23. 如請求項20之系統，其中用於發射該第一信號之該構件包含一聲納投影儀。
  24. 如請求項20之系統，其中用於偵測該第二信號之該構件包含一聲學傳感器。
  25. 如請求項20之系統，其中該時間係相對於對應於該偵測之第二信號的一發射之信號之一第二時間。
  26. 一種電腦可讀媒體，其含有執行以下步驟之一程式：校準一行動裝置之一傾斜敏感感測器；估計該行動裝置之一高度；自該傾斜敏感感測器接收與傾斜有關之資料；基於該接收之與傾斜有關之資料估計該行動裝置之一傾斜；使一第一信號被發射；偵測一第二信號；及估計該行動裝置與一端點之間的一距離，其中該估計之高度及該估計之距離中之至少一者係基於該偵測之第二信號。
  27. 如請求項26之電腦可讀媒體，其中估計該距離包含應用一三角量測技術。
  28. 如請求項26之電腦可讀媒體，其中該程式進一步執行以下一步驟：呈現定向該行動裝置使得朝向該端點定向該行動裝置之一信號發射組件之指令。
  29. 如請求項26之電腦可讀媒體，其中該程式進一步執行以下一步驟：基於該估計之距離及估計之第二距離估計一與裝置無關之距離。
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