用于空間輸入裝置的自適應跟蹤系統的制作方法
【專利摘要】用于空間輸入裝置的自適應跟蹤系統提供對空間輸入裝置的實時跟蹤以便在空間操作環境（SOE）中進行人機交互。SOE的部件包括：姿勢輸入/輸出；基于網絡的數據表示、轉變和互換；以及空間上符合的顯示網格。SOE包括：由一個或更多個用戶占據的工作空間；向用戶提供視覺反饋的一組屏幕；以及將用戶運動翻譯成命令輸入的姿勢控制系統。用戶利用身體部分和/或物理指點裝置來作出姿勢，并且該系統將那些姿勢翻譯成動作，例如指點、拖拽、選擇或其它直接操縱。該跟蹤系統通過維持工作空間內的用戶、屏幕、指點裝置和其它物理對象之間的空間關系的模型來提供用于創建沉浸式環境所必需的數據。
【專利說明】用于空間輸入裝置的自適應跟蹤系統
[0001]相關申請
[0002]本申請要求2011年6月23日提交的美國專利申請號61/500，416的優先權。
[0003]本申請是美國專利申請號12/572，689、12/572，698、12/109，263、12/417，252、12/487，623、12/553，845、12/553，902、12/553，929、12/557，464、12/579，340、12/579，354、12/579,372,12/773,605,12/773,667,12/789,129,12/789,262,12/789,302,13/430,509和13/430,626的部分延續申請。
【技術領域】
[0004]描述了涉及控制系統和裝置、更具體而言用于在基于視覺的跟蹤系統中進行檢測和初始化的控制系統和裝置的實施方式。
【背景技術】
[0005]存在對用于空間輸入裝置的自適應跟蹤系統的需要，該自適應跟蹤系統提供對空間輸入裝置的實時跟蹤以便在空間操作環境(SOE)中進行人機交互(HCI)。
[0006]通過引用的合并
[0007]在本說明書中提到的每個專利、申請和/或公布通過引用以其全部內容相同程度地合并到本文中，如同每個單獨的專利、專利申請和/或公布具體地單獨地被指出通過引
用被合并一樣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1A是根據實施方式的空間操作環境(SOE)的框圖。
[0009]圖1B是根據實施方式的運動跟蹤系統的框圖。
[0010]圖1C示出了根據實施方式的包括兩個平行的線性局部標簽(LPT)的8標記標簽。
[0011]圖1D是根據實施方式的實施跟蹤的流程圖。
[0012]圖2是根據實施方式的標記標簽的圖。
[0013]圖3是根據實施方式的姿勢詞匯中的姿態的圖。
[0014]圖4是根據實施方式的姿勢詞匯中的取向的圖。
[0015]圖5是根據實施方式的姿勢詞匯中的雙手組合的圖。
[0016]圖6是根據實施方式的姿勢詞匯中的取向混合的圖。
[0017]圖7是根據實施方式的系統操作的流程圖。
[0018]圖8/1和圖8/2示出了根據實施方式的示例命令。
[0019]圖9是根據實施方式的包括使用色拉(slaw)、蛋白質和池(pool)的數據表示的處理環境的框圖。
[0020]圖10是根據實施方式的蛋白質的框圖。
[0021]圖11是根據實施方式的描述的框圖。
[0022]圖12是根據實施方式的攝取的框圖。[0023]圖13是根據實施方式的色拉的框圖。
[0024]圖14A是根據實施方式的池中的蛋白質的框圖。
[0025]圖14B1和圖14B2示出了根據實施方式的色拉頭格式。
[0026]圖14C是根據實施方式的使用蛋白質的流程圖。
[0027]圖14D是根據實施方式的構造或生成蛋白質的流程圖。
[0028]圖15是根據實施方式的包括使用色拉、蛋白質和池的數據交換的處理環境的框圖。
[0029]圖16是根據實施方式的處理環境的框圖，該處理環境包括多個裝置以及在多個裝置中的一個或更多個裝置上運行的大量程序，其中，等離子體構造(即，池、蛋白質和色拉)用于允許大量運行的程序共享并且集體地響應于裝置而生成的事件。
[0030]圖17是根據可替選實施方式的處理環境的框圖，該處理環境包括多個裝置以及在多個裝置中的一個或更多個裝置上運行的大量程序，其中，等離子體構造(即，池、蛋白質和色拉)用于允許大量運行的程序共享并且集體地響應于裝置而生成的事件。
[0031]圖18是根據另一可替選實施方式的處理環境的框圖，該處理環境包括多個輸入裝置，該多個輸入裝置耦接在運行于多個裝置中的一個或更多個裝置上的大量程序中，其中，等離子體構造(即，池、蛋白質和色拉)用于允許大量運行的程序共享并且集體地響應于裝置而生成的事件。
[0032]圖19是根據又另一可替選實施方式的處理環境的框圖，該處理環境包括多個裝置，該多個裝置耦接在運行于多個裝置中的一個或更多個裝置上的大量程序中，其中，等離子體構造(即，池、蛋白質和色拉)用于允許大量運行的程序共享并且集體地響應于裝置而生成的事件。
[0033]圖20是根據再又一可替選實施方式的處理環境的框圖，該處理環境包括多個裝置，該多個裝置耦接在運行于多個裝置中的一個或更多個裝置上的大量程序之間，其中，等離子體構造(即，池、蛋白質和色拉)用于允許對運行的程序進行狀態檢測、可視化和調試。
[0034]圖21是根據額外的可替選實施方式的處理環境的框圖，該處理環境包括多個裝置，該多個裝置耦接在運行于多個裝置中的一個或更多個裝置上的大量程序中，其中，等離子體構造(即，池、蛋白質和色拉)用于允許影響和控制在該處理池中產生和放置的狀態信息的特征。
[0035]圖22示出了根據實施方式的筆狀多模態輸入裝置(麗ID)。
[0036]圖23是根據實施方式的使用磁場跟蹤的麗ID的框圖。
[0037]圖24是根據實施方式的在跟蹤環境中的麗ID的框圖。
[0038]圖25A和圖25B示出了根據實施方式的具有紅外(IR)發光二極管(LED)(IR LED)的麗ID的輸入狀態。
[0039]圖26A和圖26B示出了根據可替選實施方式的具有IR LED的麗ID的輸入狀態?！揪唧w實施方式】
[0040]本文中描述的實施方式包括用于空間輸入裝置的自適應跟蹤系統，該自適應跟蹤系統提供對空間輸入裝置的實時跟蹤以便在空間操作環境(SOE)中進行人機交互(HCI)。類似于操作系統，SOE的部件包括:姿勢輸入/輸出；基于網絡的數據表示、轉變和互換；以及空間上符合的顯示網格。SOE包括:由一個或更多個用戶占據的工作空間；向用戶提供視覺反饋的一組屏幕；以及將用戶運動翻譯成命令輸入的姿勢控制系統。用戶利用身體部分和/或物理指點裝置來作出姿勢，并且該系統將那些姿勢翻譯成動作，例如指點、拖拽、選擇或其它直接操縱。該跟蹤系統通過維持工作空間內的用戶、屏幕、指點裝置和其它物理對象之間的空間關系的模型來提供用于創建沉浸式環境所必需的數據。
[0041]在下面詳細描述的SOE的上下文中提供系統和方法的實施方式。通常，圖1A是根據實施方式的空間操作環境(SOE)的框圖?？梢詫ㄗ藙菘刂葡到y或基于姿勢的控制系統的SOE可替代地稱為空間用戶接口(SM)或空間接口(SI)。如本文中所述的跟蹤包括用于檢測或定位一個或更多個空間輸入裝置的位置的處理。在SOE或其它姿勢接口的上下文中，這樣的跟蹤用于確定用戶何時試圖與系統進行通信，提供用于檢測和識別臨時擴展的姿勢所需要的基本信息以及允許交互的實施控制和反饋。
[0042]實施方式的自適應跟蹤系統提供對空間輸入裝置的實時跟蹤以便在SOE中進行人機交互，SOE包括由一個或更多個用戶占據的工作空間、向用戶提供視覺反饋的一組屏幕；以及將用戶運動翻譯成命令輸入的姿勢控制系統。用戶利用身體部分和/或物理指點裝置作出姿勢，并且該系統將那些姿勢翻譯成動作，例如，指點、拖拽、選擇或其它直接操縱。在本文和相關申請中詳細描述這樣的系統的功能和目的。
[0043]姿勢控制系統的最底層是跟蹤用戶在工作空間內的運動的部件。該跟蹤部件使用傳感器來捕捉并數字化物理運動，從而提供用于進行姿勢檢測和翻譯層的基礎。
[0044]已經將其中跟蹤部件使用相機來捕捉物理運動的基于相機的系統用于電影和視頻游戲行業中，以數字化和記錄演員和對象的三維(3D)運動。當相機設置一組容易訪問的硬件和軟件時，對于直接應用于HCI而言，這樣的系統可能不是最適合的，這是因為這樣的系統需要剛性的相機架、大量的相機重疊和/或大量相機、在用于捕捉數據前的校準以及有意義的人工干預，以初始化對象跟蹤，并且有時需要后處理步驟，以消除數據不一致性。
[0045]相反，計算機用戶可以期望其輸入裝置在不進行廣泛配置的情況下工作。例如，用戶可以將外圍設備(例如鍵盤或鼠標)附接到其個人計算機，并且立即開始使用。針對實施方式的HCI的運動跟蹤系統以相同的方式進行，而不進行廣泛配置或對用戶施加維持要求。
[0046]實施方式的跟蹤系統和姿勢控制的核心是相符合的虛擬空間和物理空間的概念，其中，系統創建如下感覺:在工作空間內的屏幕上所顯示的虛擬信息簡單地是物理工作空間的延伸。相關申請描述示例，該示例包括精確指點、對屏幕的移動和重新定位的自動補償、依據用戶位置而改變的圖形以及屏幕顯示中所包括的物理對象，這里僅舉幾例。
[0047]為了提供用于創建這樣的沉浸式環境所必需的數據，實施方式的跟蹤系統維持工作空間內的用戶、屏幕、指點裝置和其它物理對象之間的空間關系的模型。實施方式包括運動跟蹤系統，該運動跟蹤系統的特征在于使得其非常適合于在實時姿勢控制系統中使用。該特征包括但不限于以下內容:在不進行校準的情況下系統的快速引導；使用相對少的傳感器來覆蓋工作空間的能力；對工作空間內的傳感器、屏幕、用戶、指點設備和其它對象之間的空間模型進行建模；對工作空間的意外的重新配置或故意的重新配置的快速自適應；以及實時的傳感器融合以在不進行后處理的情況下產生在空間上一致的運動跟蹤。實施方式的運動跟蹤使用與傳統的運動捕捉所使用的相機和硬件一樣的相機和硬件。[0048]實施方式的運動跟蹤系統的部件包括但不限于傳感器、標簽、計算硬件和軟件。圖1B是根據實施方式的運動跟蹤系統的框圖。該運動跟蹤系統在由用戶200占據的工作空間環境100下工作，用戶200具有被貼標簽的棒(wand) 300和/或被貼標簽的手套310并且使用在固定屏幕400和移動屏幕410上呈現的應用。通過在工作空間500內安裝的或者附接到屏幕510的固定相機來提供標簽感測，同時計算硬件和軟件600運行感測算法和用戶應用。
[0049]跟蹤系統的傳感器收集與工作空間內的標簽的位置和取向(姿態)有關的信息。標簽是能夠容易地根據傳感器所收集的數據進行檢測、標識和定位的特定對象。計算硬件和軟件將來自傳感器的數據融合，以創建屏幕、傳感器和標簽之間的運動模型和空間關系。除了存在能夠測量包括標簽相對于傳感器的位置和取向的六自由度(DOF)的姿態的感測裝置以外，實施方式的系統對什么構成標簽沒有其它限制。使用被系統跟蹤的標簽來裝飾相關對象(例如，指點裝置、用戶的身體部分、衣服、手套、屏幕等)。
[0050]在使用期間，實施方式的系統自動地建立工作空間內的傳感器、屏幕和被貼標簽的對象之間的空間關系的相干(coherent)估計。每個傳感器估計在其感測體積內的每個標簽的姿態。每個傳感器的感測體積與至少一個其它傳感器的感測體積部分相重疊，并且所有傳感器的組合感測體積是毗連的(contiguous)，以允許建立完整的相干模型。此外，雖然所有傳感器不一定同步地收集測量，但是所有傳感器的測量與相同的時鐘同步。針對每個傳感器，系統對相對于工作空間的6-D0F姿態進行建模。當多個傳感器在時間上的相同時刻檢測相同標簽時，恢復那些傳感器之間的空間關系，并且用來更新工作空間模型。因為傳感器僅測量相對空間信息，所以模型的原點被錨定至特定傳感器或者具有相對于物理工作空間的已知固定姿態的標簽。
[0051]實施方式包括姿態檢測算法，該姿態檢測算法用于進行平滑的姿態檢測以及在其中傳感器產生分歧、吵雜并且偶爾不正確的姿態假設的環境下來跟蹤標簽。實施方式的姿態檢測算法提出實際系統中存在的兩個條件。
[0052]在來自多個傳感器的姿態假設不一致的情況下，遇到第一條件。該第一條件可以由工作空間、傳感器和/或標簽模型中的不完美產生。在實際應用中，較低的系統成本可以換來較差的數據質量，其中，可以將更少的、更不吵雜并且更慢更新的傳感器用于覆蓋給定區域。此外，系統對工作空間配置的變化的快速自適應暗示:在構造和細化工作空間模型的任意給定時刻處，少量信息是可用的。
[0053]當單個傳感器針對單個標簽產生多個姿態假設時，遇到第二條件，并且第二條件可以由固有的傳感器特征或偽造的標簽檢測產生。例如，在觀測平面標簽的特定光學系統中存在固有模糊性:兩個相異的假設可同等地很好地適配于給定測量，即使在具有輕微測量噪聲的情況下也如此。另外，傳感器噪聲可以直接產生偽造的標簽測量和假設?；趤碜詥蝹€傳感器的單個測量，可能無法區別正確的假設與不正確的假設。
[0054]實施方式的系統使用兩種方法來確定來自單個傳感器的哪個姿態假設是正確的。當已針對多個時間步長以高置信度跟蹤標簽時，在標簽最后已知的良好姿態與新的假設之間的一致性是用于剔選出離群假設的良好量度。當多個傳感器檢測相同標簽時，系統剔選出跨多個傳感器不一致的假設。最后，如果沒有條件為真，則將所有假設傳播至下面的時間步長，直至已經收集足夠的證據剔選出離群假設為止。[0055]在一組固定的傳感器在每個時間步長處始終檢測和測量特定標簽的姿態的情況下，在給定可用信息的情況下，對假設取平均近似于標簽的真實姿態的最大似然性估計。該量被稱為在特定時間步長處特定標簽的“平均假設”。針對平均假設的位置部分的等式為:
[0056]
【權利要求】
1.一種系統，包括: 被貼附到多個對象的多個標簽，其中，所述多個標簽包括多個特征，使得每個標簽包括至少一個特征； 多個傳感器，其中，所述多個傳感器的位置限定包括所述多個對象的空間操作環境(SOE)，其中，所述多個傳感器檢測所述多個特征；以及 在處理器上運行的自適應跟蹤部件(ATC)，其中，所述ATC從所述多個傳感器中的每個傳感器接收由相應傳感器檢測到的與所述多個對象中的每個對象對應的特征數據，其中，所述ATC通過對來自所述多個傳感器的所述特征數據進行整合來生成并維持所述多個對象與所述SOE之間的關系的相干模型。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述相干模型包括所述多個對象之間的空間關系O
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述相干模型包括所述多個對象的位置、取向和運動中的至少一個。
4.根據權利要求2所述的系統，其中，所述相干模型包括所述多個對象的位置、取向和運動。
5.根據權利要求1所述 的系統，其中，所述SOE包括所述ATC的虛擬空間，其中，所述ATC生成所述虛擬空間與包括所述SOE的物理空間之間的符合性。
6.根據權利要求1所述的系統，其中，傳感器從至少一個標簽檢測包括所述至少一個標簽相對于所述傳感器的位置和取向的姿態。
7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個對象包括身體、身體的附肢、裝置、衣月艮、手套、顯示裝置、家具中的至少一個。
9.根據權利要求1所述的系統，其中，所述相干模型的原點是相對于所述多個傳感器中的特定傳感器而限定的。
10.根據權利要求1所述的系統，其中，所述相干模型的原點是相對于所述多個標簽中的特定標簽而限定的，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
11.根據權利要求1所述的系統，其中，所述相干模型的原點是相對于所述多個傳感器中的特定傳感器和所述多個標簽中的特定標簽而限定的，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
12.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個標簽中的每個標簽包括由所述多個傳感器檢測和定位的至少一個特征。
13.根據權利要求1所述的系統，其中，每個標簽包括標簽設定信息。
14.根據權利要求1所述的系統，其中，每個標簽包括身份信息。
15.根據權利要求1所述的系統，其中，每個標簽包括姿態信息。
16.根據權利要求1所述的系統，其中，每個標簽包括標簽設定信息、身份信息和姿態信息中的至少一個。
17.根據權利要求1所述的系統，其中，每個標簽包括標簽設定信息、身份信息和姿態信息。
18.根據權利要求1所述的系統，其中，標簽的投影圖像包括標簽設定。
19.根據權利要求18所述的系統，其中，所述至少一個特征包括至少一個標記。
20.根據權利要求19所述的系統，其中，所述標簽設定使所述投影圖像中的至少一個點與至少一個對應標記相關。
21.根據權利要求1所述的系統，其中，標簽的投影圖像包括身份。
22.根據權利要求21所述的系統，其中，所述至少一個特征包括所述標簽上的多個標記。
23.根據權利要求22所述的系統，其中，所述身份將所述多個標簽中的第一標簽與所述多個標簽中的第二標簽區別開。
24.根據權利要求1所述的系統，其中，標簽的投影圖像包括姿態信息。
25.根據權利要求24所述的系統，其中，所述姿態信息包括平移信息和旋轉信息。
26.根據權利要求25所述的系統，其中，所述平移信息包括三自由度平移。
27.根據權利要求26所述的系統，其中，所述旋轉信息包括三自由度旋轉。
28.根據權利要求25所述的系統，其中，所述姿態信息使標簽的位置和取向與所述SOE的位置和取向相關。
29.根據權利要求1所述的系統，其中，每個傳感器與所述SOE中的感測體積對應。
30.根據權利要求29所述的系統，其中，每個傳感器估計所述感測體積內的每個標簽的姿態。
31.根據權利要求30所述的系統，其中，所述姿態包括標簽的位置。
32.根據權利要求30所述的系統，其中，所述姿態包括標簽的取向。
33.根據權利要求30所述的系統，其中，所述姿態包括標簽的位置和取向。
34.根據權利要求33所述的系統，其中，所述位置和所述取向是相對于每個相應傳感器的。
35.根據權利要求29所述的系統，其中，每個傳感器的所述感測體積與所述多個傳感器中的至少一個其它傳感器的所述感測體積至少部分地交疊。
36.根據權利要求35所述的系統，其中，所述多個傳感器的組合感測體積是毗連的。
37.根據權利要求1所述的系統，其中，所述特征數據是同步的。
38.根據權利要求1所述的系統，其中，所述ATC針對所述多個傳感器中的每個傳感器生成相對于所述SOE的姿態的姿態模型。
39.根據權利要求38所述的系統，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
40.根據權利要求38所述的系統，其中，當多個傳感器全部都在一瞬間檢測第一標簽時，所述ATC生成所述多個傳感器之間的空間關系。
41.根據權利要求40所述的系統，其中，所述ATC使用所述空間關系來更新所述相干模型。
42.根據權利要求41所述的系統，其中，所述ATC相對于所述多個傳感器中的特定傳感器而限定所述相干模型的原點。
43.根據權利要求41所述的系統，其中，所述ATC相對于所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
44.根據權利要求41所述的系統，其中，所述ATC相對于所述多個傳感器中的特定傳感器和所述多個標簽中的特定標 簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
45.根據權利要求41所述的系統，其中，針對每個傳感器確定正確的姿態模型。
46.根據權利要求45所述的系統，其中，由傳感器在多個時間點處跟蹤標簽，并且針對所述標簽生成多個姿態模型。
47.根據權利要求46所述的系統，其中，針對所述多個姿態模型生成多個置信量度，并且基于所述多個置信量度對所述多個姿態模型進行剔選以去除任何不一致的姿態模型。
48.根據權利要求45所述的系統，其中，由多個傳感器在多個時間點處跟蹤標簽，并且針對所述標簽開發多組姿態模型，其中，每組姿態模型包括與每個時間點對應的多個姿態模型。
49.根據權利要求48所述的系統，其中，針對每組姿態模型中的所述多個姿態模型生成多個置信量度，并且基于所述多個置信量度對所述多組姿態模型進行剔選以去除任何不一致的姿態模型。
50.根據權利要求48所述的系統，其中，平均假設包括每組姿態模型中的所述多個姿態模型的平均。
51.根據權利要求50所述的系統，其中，所述平均假設近似于針對對應標簽的真實姿態的最大似然性估計。
52.根據權利要求51所述的系統，其中，所述平均假設包括位置分量。
53.根據權利要求51所述的系統，其中，所述平均假設包括旋轉分量。
54.根據權利要求51所述的系統，其中，所述平均假設包括位置分量和旋轉分量。
55.根據權利要求54所述的系統，其中，所述位置分量由下面的第一等式給出:

56.根據權利要求55所述的系統，其中，通過如下方式來對所述旋轉分量取近似:將所述第一等式應用于形成所述SOE內的旋轉坐標系的基的單位方向向量；并且重新歸一化所述單位方向向量。
57.根據權利要求50所述的系統，其中，通過將校正因子應用于所述平均假設來生成經平滑的假設。
58.根據權利要求57所述的系統，其中，當至少一個額外的傳感器檢測標簽時生成所述經平滑的假設，其中，所述至少一個額外的傳感器先前未檢測過所述標簽。
59.根據權利要求57所述的系統，其中，當所述多個傳感器中的至少一個傳感器停止檢測標簽時生成所述經平滑的假設，其中，所述至少一個額外的傳感器先前已檢測過所述標簽。
60.根據權利要求57所述的系統，其中，所述經平滑的假設包括位置分量。
61.根據權利要求57所述的系統，其中，所述經平滑的假設包括旋轉分量。
62.根據權利要求57所述的系統，其中，所述經平滑的假設包括位置分量和旋轉分量。
63.根據權利要求62所述的系統，其中，所述位置分量由下面的第二等式給出:
64.根據權利要求63所述的系統，其中，所述校正因子被應用于所述平均假設，其中，所述校正因子是被定義為下式的向量:
65.根據權利要求64所述的系統，其中，所述常數k的值被選擇為當貼附有標簽的對象經歷精細操縱和粗糙運動時為所述相干模型提供相對高的準確度。
66.根據權利要求64所述的系統，其中，所述常數k被選擇為遠小于I。
67.根據權利要求66所述的系統，其中，所述常數k被選擇為使得經校正的假設Xi+Ci相對接近所述經平滑的假設。
68.根據權利要求66所述的系統，其中，所述常數k被選擇為大于零，以確保所述經平滑的假設在每個時間段被迫朝向所述平均假設。
69.根據權利要求68所述的系統，其中，所述常數k的值變化為使得當在時間段之間所述標簽的運動大時，所述經平滑的假設相對地在空間上準確。
70.根據權利要求69所述的系統，其中，當在時間段期間所述標簽的運動小時，所述常數k的值被選擇為相對小，使得所述經平滑的假設維持相對較大的空間和時間平滑度。
71.根據權利要求63所述的系統，其中，通過如下方式來對所述旋轉分量取近似:將所述第二等式應用于形成所述SOE內的旋轉坐標系的基的單位方向向量；并且重新歸一化所述單位方向向量。
72.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個傳感器中的至少一個傳感器實時地測量所述多個對象中的至少一個對象的對象姿態。
73.根據權利要求72所述的系統，其中，所述至少一個傳感器包括被貼附到對象的多個傳感器。
74.根據權利要求72所述的系統，其中，所述至少一個傳感器被貼附到所述至少一個對象。
75.根據權利要求74所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述對象姿態的改變。
76.根據權利要求75所述的系統，其中，所述ATC生成所述至少一個對象的物理尺寸和姿態的模型。
77.根據權利要求76所述的系統，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
78.根據權利要求75所述的系統，其中，所述至少一個傳感器被貼附到所述至少一個對象的周界上的至少一個位置，其中，所述至少一個對象是顯示裝置。
79.根據權利要求78所述的系統，其中，所述ATC自動地確定所述至少一個位置。
80.根據權利要求79所述的系統，其中，所述至少一個位置的位置數據是人工輸入的。
81.根據權利要求78所述的系統，其中，所述至少一個傳感器實時地測量顯示裝置姿態。
82.根據權利要求81所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述顯示裝置姿態的改變。
83.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個標簽中的至少一個標簽被貼附到所述多個對象中的至少一個對象。
84.根據權利要求83所述的系統，其中，所述至少一個標簽包括被貼附到對象的多個標簽。
85.根據權利要求83所述的系統，其中，所述多個傳感器使用所述至少一個標簽的信息來實時地測量所述至少一個對象的對象姿態。
86.根據權利要求85所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述對象姿態的改變。
87.根據權利要求86所述的系統，其中，所述ATC生成所述至少一個對象的物理尺寸和姿態的模型。
88.根據權利要求87所述的系統，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
89.根據權利要求86所述的系統，其中，所述至少一個標簽被貼附到所述至少一個對象的周界上的至少一個位置，其中，所述至少一個對象是顯示裝置。
90.根據權利要求89所述的系統，其中，所述ATC自動地確定所述至少一個位置。
91.根據權利要求90所述的系統，其中，所述至少一個位置的位置數據是人工輸入的。
92.根據權利要求89所述的系統，其中，所述多個傳感器使用所述至少一個標簽的信息來實時地測量顯示裝置姿態。
93.根據權利要求92所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述顯示裝置姿態的改變。
94.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個傳感器中的至少一個傳感器實時地測量所述多個對象中的至少一個對象的對象姿態，其中，所述至少一個對象是被標記的對象。
95.根據權利要求1所述的系統，其中，使用被貼標簽的對象來標記所述被標記的對象，其中，所述被貼標簽的對象包括被貼附到對象的標簽。
96.根據權利要求95所述的系統，其中，當所述被貼標簽的對象被放置成與所述至少一個對象上的至少一個位置直接接觸時，標記所述被標記的對象。
97.根據權利要求96所述的系統，其中，所述至少一個位置包括所述被標記的對象上的多個位置。
98.根據權利要求97所述的系統，其中，所述多個傳感器測量所述被貼標簽的對象相對于所述被標記的對象和所述SOE的姿態。
99.根據權利要求98所述的系統，其中，在所述多個位置處感測到的所述被貼標簽的對象的所述姿態表示所述被標記的對象的姿態。
100.根據權利要求95所述的系統，其中，當所述被貼標簽的對象指向所述至少一個對象上的多個位置時，標記所述被標記的對象。
101.根據權利要求100所述的系統，其中，所述多個傳感器測量所述被貼標簽的對象相對于所述被標記的對象和所述SOE的姿態。
102.根據權利要求101所述的系統，其中，所述被貼標簽的對象的所述姿態表示所述被標記的對象的姿態。
103.根據權利要求102所述的系統，其中，所述被貼標簽的對象的所述姿態表示在與所述被貼標簽的對象指向所述多個位置之時對應的時間點處所述被標記的對象的姿態。
104.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個特征包括光學基準。
105.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個特征包括發光二極管(LED)。
106.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個特征包括紅外(IR)發光二極管(LED)。
107.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個特征包括包含回射材料的標記。
108.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個特征包括如下標記:該標記包括包含至少一個顏色的至少一個區域。
109.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個特征包括多個共線標記。
110.根據權利要求1所述的系統，其中，標簽包括線性局部標簽(LPT)，所述LPT包括多個共線標記。
111.根據權利要求110所述的系統，其中，所述多個共線標記傳達所述標簽的身份。
112.根據權利要求111所述的系統，其中，標簽包括多個LPT，其中，每個LPT包括多個共線標記。
113.根據權利要求112所述的系統，其中，標簽包括位于襯底上的與第二LPT相鄰的第一 LPT，其中，所述第一 LPT包括第一組共線標記，并且所述第二 LPT包括第二組共線標記。
114.根據權利要求113所述的系統，其中，所述第一組共線標記包括四(4)個共線標記，并且所述第二組共線標記包括四(4)個共線標記。
115.根據權利要求113所述的系統，其中，所述多個傳感器包括至少一個相機，并且所述特征數據包括由所述至少一個相機獲取的投影圖像，其中，所述投影圖像包括所述標簽。
116.根據權利要求115所述的系統，包括:搜索所述投影圖像并且在所述投影圖像中標識所述第一 LPT。
117.根據權利要求116所述的系統，包括:將線與所述第一LPT中的所述第一組共線標記相擬合。
118.根據權利要求117所述的系統，包括:計算所述第一組共線標記的交比，其中，所述交比是所述第一組共線標記中的所述多個共線標記之間的成對距離的函數。
119.根據權利要求118所述的系統，包括:將所述交比與與一組已知LPT對應的一組交比相比較。
120.根據權利要求119所述的系統，包括:搜索所述投影圖像并且標識所述第二LPT ；以及將所述第一 LPT和所述第二 LPT組合成標簽候選。
121.根據權利要求120所述的系統，包括:計算與所述標簽候選對應的一組姿態假設。
122.根據權利要求121所述的系統，其中，所述姿態假設包括六自由度(DOF)姿態。
123.根據權利要求121所述的系統，包括:計算作為所述組姿態假設中的姿態的重新投影誤差的置信量度。
124.根據權利要求123所述的系統，其中，所述置信量度由下面的等式給出:
125.根據權利要求115所述的系統，其中，所述至少一個相機收集所述投影圖像的圖像坐標與所述多個共線標記之間的對應關系數據。
126.根據權利要求125所述的系統，包括相機校準應用，其中，使用所述相機校準應用來對所述至少一個相機的固有參數進行建模，其中，所述固有參數包括焦比、光心、偏斜度和鏡頭畸變中的至少一個。
127.根據權利要求126所述的系統，其中，至所述相機校準應用的輸入包括所述對應關系數據。
128.根據權利要求1所述的系統，其中，所述處理器根據經由所述多個傳感器接收到的所述特征數據來自動地檢測身體的姿勢，其中，所述多個對象包括所述身體，其中，所述特征數據是在時間和空間中的一點處所述身體的瞬時狀態的絕對三度空間位置數據，所述檢測包括聚集所述特征數據并且僅使用所述特征數據標識所述姿勢。
129.根據權利要求128所述的系統，其中，所述控制包括控制以下中的至少一個:在所述處理器上運行的應用的功能；由所述處理器顯示的部件；以及耦接到所述處理器的部件。
130.根據權利要求128所述的系統，其中，所述處理器將所述姿勢翻譯成姿勢信號、并且響應于所述姿勢信號來控制耦接到所述處理器的部件。
131.根據權利要求130所述的系統，其中，所述檢測包括標識所述姿勢，其中，所述標識包括標識所述身體的一部分的姿態和取向。
132.根據權利要求131所述的系統，其中，所述翻譯包括將所述姿勢的信息翻譯成姿勢記號。
133.根據權利要求132所述的系統，其中，所述姿勢記號表示姿勢詞匯，并且所述姿勢信號包括所述姿勢詞匯的通信。
134.根據權利要求133所述的系統，其中，所述姿勢詞匯以文本形式表示所述身體的運動學聯動機構的瞬時姿態狀態。
135.根據權利要求133所述的系統，其中，所述姿勢詞匯以文本形式表示所述身體的運動學聯動機構的取向。
136.根據權利要求133所述的系統，其中，所述姿勢詞匯以文本形式表示所述身體的運動學聯動機構的取向的組合。
137.根據權利要求133所述的系統，其中，所述姿勢詞匯包括表示所述身體的運動學聯動機構的狀態的字符串。
138.根據權利要求130所述的系統，其中，控制所述部件包括通過將所述姿勢映射到三度空間對象來同時以六自由度控制所述三度空間對象，其中，所述多個對象包括所述三度空間對象。
139.根據權利要求138所述的系統，其中，所述三度空間對象被呈現在耦接到所述處理器的顯示裝置上。
140.根據權利要求138所述的系統，其中，所述三度空間對象耦接到所述處理器。
141.根據權利要求138所述的系統，包括:通過將多個姿勢映射到所述三度空間對象的多個對象平移來控制所述三度空間對象的移動。
142.根據權利要求138所述的系統，其中，所述檢測包括檢測所述對象的被外推出的位置何時與虛擬空間相交，其中，所述虛擬空間包括在耦接到所述處理器的顯示裝置上描繪出的空間。
143.根據權利要求142所述的系統，其中，控制所述部件包括當所述被外推出的位置與所述虛擬空間中的虛擬對象相交時控制所述虛擬對象。
144.根據權利要求143所述的系統，其中，控制所述部件包括響應于所述虛擬空間中的所述被外推出的位置來控制所述虛擬對象在所述虛擬空間中的位置。
145.根據權利要求144所述的系統，其中，控制所述部件包括響應于所述姿勢來控制所述虛擬對象在所述虛擬空間中的姿態。
146.一種方法,包括: 將多個標簽貼附到多個對象，所述多個標簽包括多個特征，使得每個標簽包括至少一個特征； 通過定位多個傳感器來限定空間操作環境(SOE)，其中，所述SOE包括所述多個對象； 利用所述多個傳感器來檢測所述多個特征； 從所述多個傳感器中的每個傳感器接收由相應傳感器檢測到的與所述多個對象中的每個對象對應的特征數據；并且 通過對來自所述多個傳感器的所述特征數據進行整合來生成并維持所述多個對象與所述SOE之間的關系的相干模型。
147.根據權利要求146所述的方法，其中，所述相干模型包括所述多個對象之間的空間關系。
148.根據權利要求147所述的方法，其中，所述相干模型包括所述多個對象的位置、取向和運動中的至少一個。
149.根據權利要求147所述的方法，其中，所述相干模型包括所述多個對象的位置、取向和運動。
150.根據權利要求146所述的方法，包括:生成虛擬空間與包括所述SOE的物理空間之間的符合性。
151.根據權利要求146所述的方法，其中，所述檢測包括從至少一個標簽檢測包括所述至少一個標簽相對于所述傳感器的位置和取向的姿態，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
152.根據權利要求146所述的方法，其中，所述多個對象包括身體、身體的附肢、裝置、衣服、手套、顯示裝置、家具中的至少一個。
153.根據權利要求146所述的方法，包括:相對于所述多個傳感器中的特定傳感器而限定所述相干模型的原點。
154.根據權利要求146所述的方法，包括:相對于所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
155.根據權利要求146所述的方法，包括:相對于所述多個傳感器中的特定傳感器和所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
156.根據權利要求146所述的方法，其中，所述多個標簽中的每個標簽包括由所述多個傳感器檢測和定位的至少一個特征。
157.根據權利要求146所述的方法，其中，每個標簽包括標簽設定信息、身份信息和姿態信息中的至少一個。
158.根據權利要求146所述的方法，其中，每個標簽包括標簽設定信息、身份信息和姿態息。
159.根據權利要求146所述的方法，其中，標簽的投影圖像包括標簽設定，其中，所述至少一個特征包括至少一個標記，其中，所述標簽設定使所述投影圖像中的至少一個點與至少一個對應標記相關。
160.根據權利要求146所述的方法，其中，標簽的投影圖像包括身份，其中，所述至少一個特征包括所述標簽上的多個標記，其中，所述身份將所述多個標簽中的第一標簽與所述多個標簽中的第二標簽區別開。
161.根據權利要求146所述的方法，其中，標簽的投影圖像包括姿態信息，其中，所述姿態息包括平移息和旋轉息。
162.根據權利要求161所述的方法，其中，所述平移信息包括三自由度平移，其中，所述旋轉信息包括三自由度 旋轉。
163.根據權利要求161所述的方法，其中，所述姿態信息使標簽的位置和取向與所述SOE的位置和取向相關。
164.根據權利要求146所述的方法，包括:利用每個傳感器估計感測體積內的每個標簽的姿態，其中，每個傳感器與所述SOE中的相應感測體積對應。
165.根據權利要求164所述的方法，其中，所述姿態包括標簽的位置和標簽的取向中的至少一個。
166.根據權利要求164所述的方法，其中，所述姿態包括標簽的位置和標簽的取向，其中，所述位置和所述取向是相對于每個相應傳感器的。
167.根據權利要求164所述的方法，其中，每個傳感器的所述感測體積與所述多個傳感器中的至少一個其它傳感器的所述感測體積至少部分地交疊，其中，所述多個傳感器的組合感測體積是毗連的。
168.根據權利要求146所述的方法，其中，所述特征數據是同步的。
169.根據權利要求146所述的方法，包括:針對所述多個傳感器中的每個傳感器生成相對于所述SOE的姿態的姿態模型，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
170.根據權利要求169所述的方法，包括:當多個傳感器全部都在一瞬間檢測第一標簽時，生成所述多個傳感器之間的空間關系；并且使用所述空間關系來更新所述相干模型。
171.根據權利要求170所述的方法，包括:相對于所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
172.根據權利要求170所述的方法，包括:相對于所述多個傳感器中的特定傳感器和所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
173.根據權利要求170所述的方法，包括:針對每個傳感器確定正確的姿態模型。
174.根據權利要求173所述的方法，包括: 由傳感器在多個時間點處跟蹤標簽，并且針對所述標簽生成多個姿態模型； 針對所述多個姿態模型生成多個置信量度，并且基于所述多個置信量度對所述多個姿態模型進行剔選以去除任何不一致的姿態模型。
175.根據權利要求173所述的方法，包括:由多個傳感器在多個時間點處跟蹤標簽，并且針對所述標簽開發多組姿態模型，其中，每組姿態模型包括與每個時間點對應的多個姿態模型。
176.根據權利要求175所述的方法，包括:針對每組姿態模型中的所述多個姿態模型生成多個置信量度，并且基于所述多個置信量度對所述多組姿態模型進行剔選以去除任何不一致的姿態模型。
177.根據權利要求175所述的方法，其中，平均假設包括每組姿態模型中的所述多個姿態模型的平均，其中，所述平均假設近似于針對對應標簽的真實姿態的最大似然性估計。
178.根據權利要求177所述的方法，其中，所述平均假設包括位置分量和旋轉分量中的至少一個。
179.根據權利要求177所述的方法，其中，所述平均假設包括位置分量和旋轉分量。
180.根據權利要求179所述的方法，包括:使用第一等式確定所述位置分量:
181.根據權利要求177所述的方法，包括:通過將校正因子應用于所述平均假設來生成經平滑的假設。
182.根據權利要求181所述的方法，包括:當至少一個額外的傳感器檢測標簽時生成所述經平滑的假設，其中，所述至少一個額外的傳感器先前未檢測過所述標簽。
183.根據權利要求181所述的方法，包括:當所述多個傳感器中的至少一個傳感器停止檢測標簽時生成所述經平滑的假設，其中，所述至少一個額外的傳感器先前已檢測過所述標簽。
184.根據權利要求181所述的方法，其中，所述經平滑的假設包括位置分量和旋轉分量中的至少一個。
185.根據權利要求181所述的方法，其中，所述經平滑的假設包括位置分量和旋轉分量。
186.根據權利要求185所述的方法，包括:使用第二等式確定所述位置分量:
187.根據權利要求186所述的方法，包括:將所述校正因子應用于所述平均假設，其中，所述校正因子是被定義為下式的向量:
188.根據權利要求187所述的方法，包括:將所述常數k的值選擇為當貼附有標簽的對象經歷精細操縱和粗糙運動時為所述相干模型提供相對高的準確度。
189.根據權利要求187所述的方法，包括:將所述常數k選擇為遠小于I。
190.根據權利要求189所述的方法，包括:將所述常數k選擇為使得經校正的假設Xdci相對接近所述經平滑的假設。
191.根據權利要求189所述的方法，包括:將所述常數k選擇為大于零，以迫使所述經平滑的假設在每個時間段朝向所述平均假設。
192.根據權利要求191所述的方法，包括:使所述常數k的值變化為使得在在時間段之間所述標簽相對大的運動期間，所述經平滑的假設保持相對地在空間上準確。
193.根據權利要求192所述的方法，包括:在所述標簽的運動相對小的時間段期間，將所述常數k的值選擇為相對小，使得所述經平滑的假設維持相對較大的空間和時間平滑度。
194.根據權利要求186所述的方法，包括:通過如下方式來對所述旋轉分量取近似:將所述第二等式應用于形成所述SOE內的旋轉坐標系的基的單位方向向量；并且重新歸一化所述單位方向向量。
195.根據權利要求146所述的方法，包括:使用所述多個傳感器中的至少一個傳感器來實時地測量所述多個對象中的至少一個對象的對象姿態。
196.根據權利要求195所述的方法，其中，所述至少一個傳感器包括被貼附到對象的多個傳感器。
197.根據權利要求195所述的方法，其中，所述至少一個傳感器被貼附到所述至少一個對象。
198.根據權利要求197所述的方法，包括:自動地適應于所述對象姿態的改變。
199.根據權利要求198所述的方法，包括:生成所述至少一個對象的物理尺寸和姿態的模型，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
200.根據權利要求198所述的方法，包括:將所述至少一個傳感器貼附到所述至少一個對象的周界上的至少一個位置，其中，所述至少一個對象是顯示裝置。
201.根據權利要求200所述的方法，包括:自動地確定所述至少一個位置。
202.根據權利要求200所述的方法，其中，所述至少一個位置的位置數據是人工輸入的。
203.根據權利要求200所述的方法，使用所述至少一個傳感器實時地測量顯示裝置姿態；并且自動地適應于所述顯示裝置姿態的改變。
204.根據權利要求146所述的方法，包括:將所述多個標簽中的至少一個標簽貼附到所述多個對象中的至少一個對象。
205.根據權利要求204所述的方法，其中，所述至少一個標簽包括被貼附到對象的多個標簽。
206.根據權利要求204所述的方法，包括:利用所述多個傳感器、使用所述至少一個標簽的信息來實時地測量所述至少一個對象的對象姿態。
207.根據權利要求206所述的方法，包括:自動地適應于所述對象姿態的改變。
208.根據權利要求207所述的方法，包括:生成所述至少一個對象的物理尺寸和姿態的模型，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
209.根據權利要求207所述的方法，包括:將所述至少一個標簽貼附到所述至少一個對象的周界上的至少一個位置，其中，所述至少一個對象是顯示裝置。
210.根據權利要求209所述的方法，包括:自動地確定所述至少一個位置。
211.根據權利要求209所述的方法，其中，所述至少一個位置的位置數據是人工輸入的。
212.根據權利要求209所述的方法，包括:利用所述多個傳感器、使用所述至少一個標簽的信息來實時地測量顯示裝置姿態；并且自動地適應于所述顯示裝置姿態的改變。
213.根據權利要求146所述的方法，包括:利用所述多個傳感器實時地測量所述多個對象中的至少一個對象的對象姿態，其中，所述至少一個對象是被標記的對象。
214.根據權利要求146所述的方法，包括:使用被貼標簽的對象來標記所述被標記的對象，其中，所述被貼標簽的對象包括被貼附到對象的標簽。
215.根據權利要求214所述的方法，包括:當所述被貼標簽的對象被放置成與所述至少一個對象上的至少一個位置直接接觸時，標記所述被標記的對象。
216.根據權利要求215所述的方法，包括:利用所述多個傳感器測量所述被貼標簽的對象相對于所述被標記的對象和所述SOE的姿態，其中，所述至少一個位置包括所述被標記的對象上的多個位置，其中，在所述多個位置處感測到的所述被貼標簽的對象的所述姿態表示所述被標記的對象的姿態。
217.根據權利要求214所述的方法，包括:當所述被貼標簽的對象指向所述至少一個對象上的多個位置時,標記所述被標記的對象。
218.根據權利要求217所述的方法，包括:利用所述多個傳感器測量所述被貼標簽的對象相對于所述被標記的對象和所述SOE的姿態，其中，所述被貼標簽的對象的所述姿態表示所述被標記的對象的姿態，其中，所述被貼標簽的對象的所述姿態表示在與所述被貼標簽的對象指向所述多個位置之時對應的時間點處所述被標記的對象的姿態。
219.根據權利要求146所述的方法，其中，所述至少一個特征包括以下中的至少一個:光學基準；發光二極管(LED);紅外(IR)發光二極管(LED);包含回射材料的標記；包括包含至少一個顏色的至少一個區域的標記；以及多個共線標記。
220.根據權利要求146所述的方法，其中，標簽包括線性局部標簽(LPT)，所述LPT包括多個共線標記。
221.根據權利要求220所述的方法，包括:利用所述多個共線標記傳達所述標簽的身份。
222.根據權利要求221所述的方法，其中，標簽包括多個LPT，其中，每個LPT包括多個共線標記，其中，標簽包括位于襯底上的與第二 LPT相鄰的第一 LPT，其中，所述第一 LPT包括第一組共線標記，并且所述第二 LPT包括第二組共線標記。
223.根據權利要求222所述的方法，其中，所述多個傳感器包括至少一個相機，并且所述特征數據包括由所述至少一個相機獲取的投影圖像，其中，所述投影圖像包括所述標簽。
224.根據權利要求223所述的方法，包括:搜索所述投影圖像并且在所述投影圖像中標識所述第一 LPT ;并且將線與所述第一 LPT中的所述第一組共線標記相擬合。
225.根據權利要求224所述的方法，包括:計算所述第一組共線標記的交比，其中，所述交比是所述第一組共線標記中的所述多個共線標記之間的成對距離的函數；并且將所述交比與與一組已知LPT對應的一組交比相比較。
226.根據權利要求225所述的方法，包括:搜索所述投影圖像并且標識所述第二LPT ；將所述第一 LPT和所述第二 LPT組合成標簽候選；并且計算與所述標簽候選對應的一組姿態假設。
227.根據權利要求226所述的方法，包括:計算作為所述組姿態假設中的姿態的重新投影誤差的置信量度。
228.根據權利要求227所述的方法，其中，所述置信量度由下面的等式給出:
229.根據權利要求223所述的方法，其中，所述至少一個相機收集所述投影圖像的圖像坐標與所述多個共線標記之間的對應關系數據。
230.根據權利要求229所述的方法，包括相機校準應用，其中，使用所述相機校準應用來對所述至少一個相機的固有參數進行建模，其中，所述固有參數包括焦比、光心、偏斜度和鏡頭畸變中的至少一個。
231.根據權利要求230所述的方法，其中，至所述相機校準應用的輸入包括所述對應關系數據。
232.根據權利要求146所述的方法，包括:根據經由所述多個傳感器接收到的所述特征數據來自動地檢測身體的姿勢，其中，所述多個對象包括所述身體，其中，所述特征數據是在時間和空間中的一點處所述身體的瞬時狀態的絕對三度空間位置數據，所述檢測包括聚集所述特征數據并且僅使用所述特征數據標識所述姿勢。
233.根據權利要求232所述的方法，其中，所述控制包括控制應用的功能、顯示部件和遠程部件中的至少一個。
234.根據權利要求232所述的方法，包括:將所述姿勢翻譯成姿勢信號，并且響應于所述姿勢信號來控制部件。
235.根據權利要求234所述的方法，其中，所述檢測包括標識所述姿勢，其中，所述標識包括標識所述身體的一部分的姿態和取向。
236.根據權利要求235所述的方法，其中，所述翻譯包括將所述姿勢的信息翻譯成姿勢記號，其中，所述姿勢記號表示姿勢詞匯，并且所述姿勢信號包括所述姿勢詞匯的通信。
237.根據權利要求236所述的方法，其中，所述姿勢詞匯以文本形式表示以下中的至少一個:所述身體的運動學聯動機構的瞬時姿態狀態；所述身體的運動學聯動機構的取向；以及所述身體的運動學聯動機構的取向的組合。
238.根據權利要求236所述的方法，其中，所述姿勢詞匯包括表示所述身體的運動學聯動機構的狀態的字符串。
239.根據權利要求234所述的方法，其中，控制所述部件包括通過將所述姿勢映射到三度空間對象來同時以六自由度控制所述三度空間對象，其中，所述多個對象包括所述三度空間對象。
240.根據權利要求239所述的方法，包括:在顯示裝置上呈現所述三度空間對象。
241.根據權利要求239所述的方法，包括:通過將多個姿勢映射到所述三度空間對象的多個對象平移來控制所述三度空間對象的移動。
242.根據權利要求239所述的方法，其中，所述檢測包括檢測所述對象的被外推出的位置何時與虛擬空間相交，其中，所述虛擬空間包括在顯示裝置上描繪出的空間。
243.根據權利要求242所述的方法，其中，控制所述部件包括當所述被外推出的位置與所述虛擬空間中的虛擬對象相交時控制所述虛擬對象。
244.—種系統,包 括: 被貼附到多個對象的多個標簽，其中，所述多個標簽包括多個特征，使得每個標簽包括至少一個特征； 多個傳感器，其中，所述多個傳感器的位置限定包括所述多個對象的空間操作環境(SOE);以及 在處理器上運行的自適應跟蹤部件(ATC)，其中，所述ATC從所述多個傳感器中的每個傳感器接收由相應傳感器檢測到的與所述多個對象中的每個對象對應的特征數據，其中，所述特征數據是在時間和空間中的一點處相應身體的瞬時狀態的絕對三度空間位置數據，其中，所述ATC通過對來自所述多個傳感器的所述特征數據進行整合來生成并維持所述多個對象與所述SOE之間的關系的相干模型，其中，所述ATC根據所述特征數據自動地檢測所述多個對象中的至少一個對象的姿勢，所述檢測包括僅使用所述特征數據標識所述姿勢。
245.根據權利要求244所述的系統，其中，所述相干模型包括所述多個對象之間的空間關系。
246.根據權利要求245所述的系統，其中，所述相干模型包括所述多個對象的位置、取向和運動中的至少一個。
247.根據權利要求244所述的系統，其中，所述ATC生成虛擬空間與包括所述SOE的物理空間之間的符合性。
248.根據權利要求244所述的系統，其中，傳感器從至少一個標簽檢測包括所述至少一個標簽相對于所述傳感器的位置和取向的姿態，其中，所述姿態包括六自由度(DOF)姿態。
249.根據權利要求244所述的系統，其中所述多個對象包括身體、身體的附肢、裝置、衣服、手套、顯示裝置、家具中的至少一個。
250.根據權利要求244所述的系統，其中，所述相干模型的原點是相對于所述多個傳感器中的特定傳感器而限定的。
251.根據權利要求244所述的系統，其中，所述相干模型的原點是相對于所述多個標簽中的特定標簽而限定的，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
252.根據權利要求244所述的系統，其中，所述ATC的輸出控制以下中的至少一個:應用的功能；顯示部件；以及耦接到所述處理器的遠程部件。
253.根據權利要求244所述的系統，包括:將所述姿勢翻譯成姿勢信號、并且響應于所述姿勢信號來控制耦接到所述處理器的部件。
254.根據權利要求253所述的系統，其中，所述檢測包括標識所述姿勢，其中，所述標識包括標識所述對象的一部分的姿態和取向。
255.根據權利要求254所述的系統，其中，所述翻譯包括將所述姿勢的信息翻譯成姿勢記號，其中，所述姿勢記號表示姿勢詞匯，并且所述姿勢信號包括所述姿勢詞匯的通信。
256.根據權利要求255所述的系統，其中，所述姿勢詞匯以文本形式表示以下中的至少一個:所述對象的運動學聯動機構的瞬時姿勢狀態；所述對象的運動學聯動機構的取向；以及所述對象的運動學聯動機構的取向的組合。
257.根據權利要求255所述的系統，其中，所述姿勢詞匯包括表示所述對象的運動學聯動機構的狀態的字符串。
258.根據權利要求253所述的系統，其中，控制所述部件包括通過將所述姿勢映射到三度空間對象來同時以六自由度控制所述三度空間對象，其中，所述多個對象包括所述三度空間對象。
259.根據權利要求258所述的系統，包括:在顯示裝置上呈現所述三度空間對象。
260.根據權利要求258所述的系統，包括:通過將多個姿勢映射到所述三度空間對象的多個對象平移來控制所述三度空間對象的移動。
261.根據權利要求258所述的系統，其中，所述檢測包括檢測所述對象的被外推出的位置何時與虛擬空間相交，其中，所述虛擬空間包括在顯示裝置上描繪出的空間。
262.根據權利要求261所述的系統，其中，控制所述部件包括當所述被外推出的位置與所述虛擬空間中的虛擬對象相交時控制所述虛擬對象。
263.根據權利要求244所述的系統，包括:檢測源裝置的事件，其中，所述事件包括所述姿勢，并且所述源裝置包括在所述處理器上運行的所述ATC ;生成包括規定所述事件的裝置事件數據和所述事件的狀態信息的至少一個數據序列，其中，所述裝置事件數據和所述狀態信息是具有與所述源裝置的應用對應的類型的特定于類型的數據；以及形成數據容器以包括所述至少一個數據序列，具有數據結構的所述數據容器包括所述至少一個數據序列的獨立于應用的表示。
264.根據權利要求263所述的系統，其中，所述至少一個數據序列的生成包括: 生成包括第一相應裝置事件數據的第一相應數據組； 生成包括第二相應狀態信息的第二相應數據組；以及 形成第一數據序列以包括所述第一相應數據組和所述第二相應數據組。
265.根據權利要求264所述的系統，其中，所述第一相應數據組的生成包括形成所述第一相應數據組以包括所述源裝置的標識數據，所述標識數據包括標識所述源裝置的數據。
266.根據權利要求264所述的系統，其中，所述至少一個數據序列的生成包括:生成包括第一相應裝置事件數據的第一相應數據組； 生成包括第二相應狀態信息的第二相應數據組；以及 形成第二數據序列以包括所述第一相應數據組和所述第二相應數據組。
267.根據權利要求266所述的系統，其中，所述第一相應數據組的生成包括生成第一相應數據組偏移，其中，所述第一相應數據組偏移指向所述第二數據序列中的所述第一相應數據組。
268.根據權利要求266所述的系統，其中，所述第二相應數據組的生成包括生成第二相應數據組偏移，其中，所述第二相應數據組偏移指向所述第二數據序列中的所述第二相應數據組。
269.根據權利要求264所述的系統，其中，所述第一相應數據組是描述列表，所述描述列表包括對所述數據的描述。
270.根據權利要求263所述的系統，其中，所述裝置事件數據是表示定型數據的被貼標簽的字節序列，其中，所述裝置事件數據包括類型頭和特定于類型的數據布局。
271.根據權利要求263所述的系統，其中，所述狀態信息是表示定型數據的被貼標簽的字節序列，其中，所述狀態信息包括類型頭和特定于類型的數據布局。
272.根據權利要求263所述的系統，包括: 生成至少一個偏移；以及 形成所述數據容器以包括所述至少一個偏移。
273.根據權利要求272所述的系統，包括: 生成具有第一可變長度的第一偏移； 其中，所述第一偏移指向所述至少一個數據序列中的第一數據序列的所述裝置事件數據。
274.根據權利要求272所述的系統，包括: 生成具有第二可變長度的第二偏移； 其中，所述第二偏移指向所述至少一個數據序列中的第一數據序列的所述狀態信息。
275.根據權利要求272所述的系統，包括: 使用所述至少一個偏移中的第一偏移來形成通過所述數據容器的第一代碼路徑； 使用所述至少一個偏移中的第二偏移來形成通過所述數據容器的第二代碼路徑； 其中，所述第一代碼路徑和所述第二代碼路徑是不同的路徑。
276.根據權利要求275所述的系統，其中，所述第一偏移和所述第二偏移中的至少一個包括元數據，所述元數據包括與所述應用的上下文對應的特定于上下文的元數據。
277.根據權利要求263所述的系統，包括: 生成包括所述數據容器的長度的頭； 形成所述數據容器以包括所述頭。
278.根據權利要求263所述的系統，包括:將所述數據容器傳遞到耦接到所述處理器的儲存庫。
279.根據權利要求278所述的系統，包括: 檢測第二源裝置的第二事件； 在所述儲存庫中搜索與所述第二事件對應的數據容器。
280.根據權利要求279所述的系統，包括: 標識所述數據容器與所述第二事件之間的對應關系； 響應于所述標識，從所述儲存庫提取所述數據容器；以及 響應于所述數據容器的內容，代表所述第二源裝置執行與代表所述第二源裝置的所述第二事件對應的處理操作，其中，所述源裝置與第一類型的應用對應，并且所述第二源裝置與第二類型的第二應用對應。
281.根據權利要求278所述的系統，其中，所述儲存庫耦接到多個應用，所述儲存庫包括與所述多個應用對應的多個數據容器，所述儲存庫通過所述多個應用來提供對所述多個數據容器的訪問，其中，所述多個應用中的至少兩個應用是不同的應用。
282.根據權利要求278所述的系統，其中，所述儲存庫提供多個數據容器的狀態緩存。
283.根據權利要求278所述的系統，其中，所述儲存庫提供多個數據容器的線性排序。
284.根據權利要求263所述的系統，其中，所述數據結構是未定型的。
285.根據權利要求263所述的系統，其中，所述數據容器的所述數據結構提供所述裝置事件數據和所述狀態信息的獨立于平臺的表示以及對所述裝置事件數據和所述狀態信息的獨立于平臺的訪問。
286.根據權利要求244所述的系統，其中，所述多個標簽中的每個標簽包括由所述多個傳感器檢測和定位的至少一個特征。
287.根據權利要求244所述的系統，其中，每個標簽包括標簽設定信息、身份信息和姿態信息中的至少一個。
288.根據權利要求244所述的系統，其中，標簽的投影圖像包括標簽設定，其中，所述至少一個特征包括至少一個標記，其中，所述標簽設定使所述投影圖像中的至少一個點與至少一個對應標記相關。
289.根據權利要求244所述的系統，其中，標簽的投影圖像包括身份，其中，所述至少一個特征包括所述標簽上的多個標記，其中，所述身份將所述多個標簽中的第一標簽與所述多個標簽中的第二標簽區別開。
290.根據權利要求244所述的系統，其中，標簽的投影圖像包括姿態信息。
291.根據權利要求290所述的系統，其中，所述姿態信息包括平移信息和旋轉信息。
292.根據權利要求291所述的系統，其中，所述姿態信息使標簽的位置和取向與所述SOE的位置和取向相關。
293.根據權利要求244所述的系統，其中，每個傳感器與所述SOE中的感測體積對應，其中，每個傳感器估計所述感測體積內的每個標簽的姿態。
294.根據權利要求293所述的系統，其中，所述姿態包括標簽的位置和取向中的至少一個。
295.根據權利要求293所述的系統，其中，每個傳感器的所述感測體積與所述多個傳感器中的至少一個其它傳感器的所述感測體積至少部分地交疊，其中，所述多個傳感器的組合感測體積是毗連的。
296.根據權利要求244所述的系統，其中，所述ATC針對所述多個傳感器中的每個傳感器生成相對于所述SOE的姿態的姿態模型。
297.根據權利要求296所述的系統，當多個傳感器全部都在一瞬間檢測第一標簽時，所述ATC生成所述多個傳感器之間的空間關系，其中，所述ATC使用所述空間關系來更新所述相干模型。
298.根據權利要求297所述的系統，其中，所述ATC相對于所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
299.根據權利要求297所述的系統，其中，所述ATC相對于所述多個傳感器中的特定傳感器和所述多個標簽中的特定標簽而限定所述相干模型的原點，其中，所述特定標簽具有相對于所述SOE的固定姿態。
300.根據權利要求297所述的系統，其中，針對每個傳感器確定正確的姿態模型。
301.根據權利要求300所述的系統，其中，由傳感器在多個時間點處跟蹤標簽，并且針對所述標簽生成多個姿態模型，其中，針對所述多個姿態模型生成多個置信量度，并且基于所述多個置信量度對所述多個姿態模型進行剔選以去除任何不一致的姿態模型。
302.根據權利要求300所述的系統，其中，由多個傳感器在多個時間點處跟蹤標簽，并且針對所述標簽開發多組姿態模型，其中，每組姿態模型包括與每個時間點對應的多個姿態模型。
303.根據權利要求302所述的系統，其中，針對每組姿態模型中的所述多個姿態模型生成多個置信量度，并且基于所述多個置信量度對所述多組姿態模型進行剔選以去除任何不一致的姿態模型。
304.根據權利要求302所述的系統，其中，平均假設包括每組姿態模型中的所述多個姿態模型的平均，其中，所述平均假設近似于針對對應標簽的真實姿態的最大似然性估計。
305.根據權利要求304所述的系統，其中，所述平均假設包括位置分量和旋轉分量中的至少一個。
306.根據權利要求304所述的系統，其中，通過將校正因子應用于所述平均假設來生成經平滑的假設。
307.根據權利要求306所述的系統，其中，當至少一個額外的傳感器檢測標簽時生成所述經平滑的假設，其中，所述至少一個額外的傳感器先前未檢測過所述標簽。
308.根據權利要求306所述的系統，其中，當所述多個傳感器中的至少一個傳感器停止檢測標簽時生成所述經平滑的假設，其中，所述至少一個額外的傳感器先前已檢測過所述標簽。
309.根據權利要求306所述的系統，其中，所述經平滑的假設包括位置分量和旋轉分量中的至少一個。
310.根據權利要求244所述的系統，其中，所述多個傳感器中的至少一個傳感器實時地測量所述多個對象中的至少一個對象的對象姿態。
311.根據權利要求310所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述對象姿態的改變。
312.根據權利要求311所述的系統，其中，所述ATC生成所述至少一個對象的物理尺寸和姿態的模型。
313.根據權利要求311所述的系統，其中，所述至少一個傳感器被貼附到所述至少一個對象的周界上的至少一個位置，其中，所述至少一個對象是顯示裝置。
314.根據權利要求313所述的系統，其中，所述ATC自動地確定所述至少一個位置。
315.根據權利要求313所述的系統，其中，所述至少一個傳感器實時地測量顯示裝置姿態，并且所述ATC自動地適應于所述顯示裝置姿態的改變。
316.根據權利要求244所述的系統，其中，所述多個標簽中的至少一個標簽被貼附到所述多個對象中的至少一個對象。
317.根據權利要求316所述的系統，其中，所述多個傳感器使用所述至少一個標簽的信息來實時地測量所述至少一個對象的對象姿態。
318.根據權利要求317所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述對象姿態的改變。
319.根據權利要求318所述的系統，其中，所述ATC生成所述至少一個對象的物理尺寸和姿態的模型。
320.根據權利要求318所述的系統，其中，所述至少一個標簽被貼附到所述至少一個對象的周界上的至少一個位置，其中，所述至少一個對象是顯示裝置。
321.根據權利要求320所述的系統，其中，所述ATC自動地確定所述至少一個位置。
322.根據權利要求320所述的系統，其中，所述多個傳感器使用所述至少一個標簽的信息來實時地測量顯示裝置姿態。
323.根據權利要求322所述的系統，其中，所述ATC自動地適應于所述顯示裝置姿態的改變。
324.根據權利要求244所述的系統，其中，所述多個傳感器中的至少一個傳感器實時地測量所述多個對象中的至少一個對象的對象姿態，其中，所述至少一個對象是被標記的對象。
325.根據權利要求324所述的系統，其中，使用被貼標簽的對象來標記所述被標記的對象，其中，所述被貼標簽的對象包括被貼附到對象的標簽。
326.根據權利要求325所述的系統，其中，當所述被貼標簽的對象被放置成與所述至少一個對象上的至少一個位置直接接觸時，標記所述被標記的對象。
327.根據權利要求326所述的系統，其中，所述至少一個位置包括所述被標記的對象上的多個位置。
328.根據權利要求327所述的系統，其中，所述多個傳感器測量所述被貼標簽的對象相對于所述被標記的對象和所述SOE的姿態，其中，在所述多個位置處感測到的所述被貼標簽的對象的所述姿態表示所述被標記的對象的姿態。
329.根據權利要求325所述的系統，其中，當所述被貼標簽的對象指向所述至少一個對象上的多個位置時，標記所述被標記的對象。
330.根據權利要求329所述的系統，其中，所述多個傳感器測量所述被貼標簽的對象相對于所述被標記的對象和所述SOE的姿態，其中，所述被貼標簽的對象的所述姿態表示在與所述被貼標簽的對象指向所述多個位置之時對應的時間點處所述被標記的對象的姿態。
331.根據權利要求244所述的系統，其中，所述至少一個特征包括以下中的至少一個:光學基準；發光二極管(LED);紅外(IR)發光二極管(LED);包含回射材料的標記；包括包含至少一個顏色的至少一個區域的標記；以及多個共線標記。
332.根據權利要求244所述的系統，其中，標簽包括線性局部標簽(LPT)，所述LPT包括多個共線標記，其中，所述多個共線標記傳達所述標簽的身份。
333.根據權利要求332所述的系統，其中，標簽包括多個LPT，其中，每個LPT包括多個共線標記。
334.根據權利要求333所述的系統，其中，標簽包括位于襯底上的與第二LPT相鄰的第一 LPT，其中，所述第一 LPT包括第一組共線標記，并且所述第二 LPT包括第二組共線標記。
335.根據權利要求334所述的系統，其中，所述多個傳感器包括至少一個相機，并且所述特征數據包括由所述至少一個相機獲取的投影圖像，其中，所述投影圖像包括所述標簽。
336.根據權利要求335所述的系統，包括:搜索所述投影圖像并且在所述投影圖像中標識所述第一 LPT ;以及將線與所述第一 LPT中的所述第一組共線標記相擬合。
337.根據權利要求336所述的系統，包括:計算所述第一組共線標記的交比，其中，所述交比是所述第一組共線標記中的所述多個共線標記之間的成對距離的函數；以及將所述交比與與一組已知LPT對應的一組交比相比較。
338.根據權利要求337所述的系統，包括:搜索所述投影圖像并且標識所述第二LPT ；將所述第一 LPT和所述第二 LPT組合成標簽候選；計算與所述標簽候選對應的一組姿態假設；以及計算作為所述組姿態假設的姿態的重新投影誤差的置信量度。
339.根據權利要求335所述的系統，其中，所述至少一個相機收集所述投影圖像的圖像坐標與所述多個共線標記之間的對應關系數據。
340.根據權利要求339所述的系統，包括相機校準應用，其中，使用所述相機校準應用來對所述至少一個相機的固有參數進行建模，其中，所述固有參數包括焦比、光心、偏斜度和鏡頭畸變中的至少一個。
341.根據權利要求 340所述的系統，其中，至所述相機校準應用的輸入包括所述對應關系數據。
【文檔編號】G09G5/00GK103930944SQ201280040950
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年6月25日 優先權日:2011年6月23日
【發明者】安布魯·斯恰薩爾, 迪馬·科根, 保羅·亞林 申請人:奧布隆工業有限公司