设备控制的制作方法

本发明大体上涉及对设备进行无线控制。

背景技术：

已知有各种系统可以远程控制电子设备。这些系统包括发射红外或射频信号、声音、或其他音频、控制、甚至是运动检测。

技术实现要素：

在一种实施方式中，一种方法包括：确定用户的注视方向；基于至少一个射频分组确定第一设备相对于第二设备的朝向(orientation)，所述至少一个射频分组利用天线阵列在所述第一设备和所述第二设备之间无线传输，所述天线阵列形成所述设备中的至少一个设备的一部分；以及确定所述注视方向和所述第一设备相对于所述第二设备的朝向是否采取了预定关系，以控制给定操作。

所述给定操作可包括所述第一设备的操作，并且可在确定所述注视方向和所述第一设备相对于所述第二设备的朝向采取所述预定关系时发送控制信号，以控制所述第一设备执行所述给定操作。

所述注视方向和所述第一设备相对于所述第二设备的朝向之间的预定关系可包括所述注视方向和所述第一设备相对于所述第二设备的朝向何时对齐，也可以使用其他关系。

通过所述第二设备中包括的处理器确定所述注视方向和所述第一设备相对于所述第二设备的朝向是否采取了预定关系。

可使用注视方向检测器，例如眼球追踪眼镜中的视网膜运动检测器来确定用户的注视方向，可包括所述第二设备。

可使用位于所述第二设备中的朝向检测器确定所述第一设备相对于所述第二设备的朝向。

可响应于确定所述注视方向检测器检测到的所述注视方向和所述朝向检测器确定的所述第一设备相对于所述第二设备的所述朝向采取所述给定关系(例如，对齐)而传送用于控制所述第一设备的操作的控制信号。

所述方法可包括检测用户做出的预定动作(gesture)，以引起对所述第一设备发射控制信号。

所述第二设备包括所述天线阵列以接收从所述第一设备向其无线传输的至少一个射频分组，并且所述方法可包括响应于所述至少一个射频分组而比较所述天线阵列接收到的信号，从而确定所述第一设备相对于所述第二设备的朝向。

这里描述的装置的一种实施方式包括：至少一个处理器以接收来自注视方向检测器的与用户的注视方向相对应的注视方向信号、以及来自朝向检测器的朝向信号，所述朝向检测器可操作以基于至少一个射频分组确定第一设备相对于第二设备的朝向，所述至少一个射频分组利用天线阵列在所述第一设备和所述第二设备之间无线传输，所述天线阵列形成所述设备中的至少一个设备的一部分；所述处理器可操作以响应于所述注视方向信号和所述朝向信号，确定所述注视方向检测器检测到的所述注视方向和所述朝向检测器确定的所述第一设备相对于所述第二设备的所述朝向是否采取了给定关系，以控制所述第一设备的操作。

处理器可包括在所述第二设备中，该第二设备还可包括所述注视方向检测器。所述第二设备可包括眼球追踪眼镜，该眼球追踪眼镜包括检测视网膜运动的检测器，还可包括朝向检测器。

可提供发射机，所述发射机耦合到所述处理器，响应于所述处理器确定所述注视方向检测器检测到的所述注视方向和所述朝向检测器确定的所述第一设备相对于所述第二设备的所述朝向采取所述给定关系(例如，它们对齐)，而传送用于控制所述第一设备的控制信号。

此外，所述处理器响应于所述注视方向信号和/或所述朝向信号而检测用户做出的动作，以引起所述发射机传送用于所述第一设备的控制信号。

所述第二设备可包括所述天线阵列以接收从所述第一设备向其无线传输的至少一个射频分组、以及比较器以响应于所述至少一个射频分组而比较所述天线阵列接收的信号，从而确定所述第一设备相对于所述第二设备的朝向。

一种实施方式可包括存储有计算机可读代码的至少一个非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机可读代码被配置为引起处理器：确定用户的注视方向；基于至少一个射频分组确定第一设备相对于第二设备的朝向，所述至少一个射频分组利用天线阵列在所述第一设备和所述第二设备之间无线传输，所述天线阵列形成所述设备中的至少一个设备的一部分；以及确定所述注视方向和所述第一设备相对于所述第二设备的朝向是否采取了预定关系，以控制所述第一设备的操作。

此外，一种实施方式可包括装置，该装置包括：用于从注视方向检测器接收与用户的注视方向相对应的注视方向信号的部件；用于从朝向检测器接收朝向信号的部件，所述朝向检测器可操作以基于至少一个射频分组确定第一设备相对于第二设备的朝向，所述至少一个射频分组利用天线阵列在所述第一设备和所述第二设备之间无线传输，所述天线阵列形成所述设备中的至少一个设备的一部分；以及用于响应于所述注视方向信号和所述朝向信号，而确定所述注视方向检测器检测到的所述注视方向和所述朝向检测器确定的所述第一设备相对于所述第二设备的所述朝向是否采取了给定关系，以控制给所述第一设备的操作的部件。

附图说明

为完整理解本发明的实施方式，现在参考附图进行以下描述，在这些附图中：

图1是无线控制系统的示意图，其中利用控制器对远程设备进行无线控制；

图2是控制器的示意图，该控制器包括在图1所示系统中使用的眼球追踪眼镜；

图3是控制器主要组件的框图；

图4是定位信号的示意图；

图5是远程受控设备的框图；

图6是移动设备的示意框图；

图7是打印机控制操作的流程图；

图8是电视控制操作的流程图；

图9是汽车门锁控制操作的示意图；以及

图10是汽车门锁控制操作的流程图。

具体实施方式

参考图1，描述了远程控制系统，其允许用户1通过使用遥控器5和远程设备2，3，4进行无线交互，所述远程控制器5在该示例中方便地实现为戴在用户1头部6上的眼镜。每个远程设备设置有发射识别信号的射频标签7，8，9，可以根据所述识别信号确定设备相对于控制器5的朝向，下面将更详细地描述。此外，控制器5包括注视检测器，该注视检测器可利用视网膜检测器确定用户的注视角，例如，所述视网膜检测器设置在眼球追踪眼镜中。

参考图2和图3，控制器5包括眼镜，该眼镜具有容纳在框架12中的镜片10，11，所述框架12具有可折叠的侧臂13，14，所述侧臂13，14包括容纳图3所述电子电路和电池(未显示)的腔体15。

眼球追踪眼镜5包括检测用户眼球运动的视网膜检测17，18。此外，眼镜框架12包括检测设备标签7，8，9所发射信号的天线阵列19-1，19-2，19-3，19-4。标签7在图3中例示，控制器5显示为正从标签7接收信号以确定其相对于控制器5的朝向。天线19-1，19-2，19-3，19-4用作相控阵天线，能够检测来自标签7的信号的入射角。如图所示，信号具有波阵面，该波阵面沿着虚线20所示方向移动，和天线阵列19的法线21形成入射角θ。

标签7可被配置为利用任意合适类型的无线发射/接收技术运行。合适类型的技术包括，但是不限于蓝牙基础速率/增强速率(BR/EDR)和蓝牙低功率(BTLE)。蓝牙低功率(BLE)是作为蓝牙和新规范版本4.0的一个组成部分由蓝牙技术联盟发布的新无线通信技术。BLE是一种功耗、复杂度和成本较低的无线通信协议，针对需要较低数据速率和较短工作周期的应用而设计。BLE继承了传统蓝牙的协议栈和星形拓扑，重新定义了物理层规范，并包括许多新功能，例如甚低功率空闲模式，简单的设备发现，以及短分组。其他合适类型的技术包括WLAN和ZigB。使用BTLE是特别有利的，因为其能耗较低，并且因为大部分的手机和其他移动电子设备都能够使用BTLE技术进行通信。

设备标签7发射的信号可依据诺基亚的高精度室内定位(HAIP)方案，例如，该方案在http://www.in-location-alliance.com上描述。

图4描述了定位分组22的示例，定位分组22可从标签7向设备2发射。定位分组22可包括对定位分组22类型的指示(或字段)23，从而表明分组是否涉及到达角(AoA，angle-of-arrival)信息，离去角(AoD，angle-of-departure)信息，或二者兼有。在该示例中，使用AoA分组，该分组通过天线阵列19接收，并用于计算标签7相对于天线阵列19的离去角θ。但是，可以理解的是，在一些示例中，可替代AoA分组，或除AoA分组之外还使用AoD定位分组。

定位分组22还可包括二进位模式字段24，其指示重复的二进位模式，在该示例中为“11110000”，在方向估计数据字段25中传输。定位分组22还可包括数据和长度字段26，该字段包括数据，例如方向估计字段25的编码，长度，以及有益于控制器5能够确定标签7朝向的其他因素。可以理解，信号的模式24可用作识别每个标签，例如标签7的识别信号。

参考图3，RF开关26按顺序将天线19-1，19-2，19-3，19-4连接至接收机27，在该示例中，接收机27为BTLE接收机，其将各个天线的顺序信号提供给AoA估计器28以确定角度θ，该角度θ对应于标签7相对于天线阵列19的朝向，继而对应于用户1的头部6的朝向，所述头部6戴有包括控制器5的眼镜。

此外，参考图3，视网膜检测器17，18向注视角估计器29提供信号。视网膜检测器可利用光电检测器操作，所述光电检测器追踪用户视网膜的运动，从而确定它们的注视方向α。

与AoA估计器28计算的角度θ相对应的信号以及估计器27计算的注视角信号一起被反馈给处理器30，该处理器30具有关联的存储器30a，该存储器30a存储有计算机程序指令以操作设备，包括比较用户的注视角α和设备标签7的离去角θ。计算机程序指令可提供使设备能够执行此处所述功能的逻辑和例程。计算机程序指令可以是预编程的，或者它们可以通过电磁载波信号到达设备，或者拷贝自物理实体，例如计算机程序产品，非易失电子存储设备(例如，闪存)，或记录介质(例如，CD-ROM或DVD)。例如，可从服务器将其下载到设备上。

处理器30可被配置为确定检测到的离去角θ何时与注视角α采取了预定关系，并且作为响应，提供控制信号以允许设备2，3，4中的一者被用户控制。

在图3所示的示例中，处理器30向射频发射机31提供输出，该射频发射机31通常为蓝牙发射机，例如BLE发射机/接收机，可用于无线控制远程设备。典型地，BLE接收机31包括与易失存储器及非易失存储器连接的处理器。计算机程序存储在非易失存储器中，并通过处理器执行，使用易失存储器暂时存储数据或数据与指令。

无线控制可以通过图1所示设备直接执行，或者可以通过图3所示中间设备或其他设备执行，下面将对此更详细地描述。

图1所示的设备2，3，4各自具有图5所示的控制电路。设备2，3，4包括具有关联天线34的无线发射机/接收机33，以及执行图1所示标签7，8，9的功能的处理器35和存储器36。处理器35与存储器36关联，产生图4所示的AoA信号，该信号具有和各个设备2，3，4的身份相对应的独特模式24。发射机/接收机33发射AoA信号，并且还能够从蓝牙发射机31或其他控制设备，例如手机32接收命令信号。

图6显示了手机32的主要电路组件的示意框图。手机32包括蓝牙发射机/接收机37，该蓝牙发射机/接收机37具有与处理器39连接的关联天线38，该天线38从控制器5的蓝牙发射机31接收蓝牙命令并能够向设备2和其关联标签7传送蓝牙无线命令。手机32包括和移动电话网络一起使用的具有关联天线41的蜂窝移动电路40，以及用户界面42，例如触摸屏。

通过从蓝牙发射机31向标签传送命令信号，控制器5可通过蓝牙链路直接控制各个设备2，3，4，或通过手机32的中介控制而控制各个设备。现在以示例描述各种实施方式。

考虑图1所示的打印机设备4，通过标签9从控制器5的蓝牙收发器31向打印机4无线传送打印命令，例如“开始打印”和“停止打印”。图7描述了该过程。

在步骤S7.1中，控制器5的天线阵列19检测到来自标签9的AoA信号，如前所述，AoA估计器28计算离去角θ。此外，视网膜检测器17，18向注视角估计器29提供信号，所述注视角估计器29计算注视角α。

处理器30在步骤S7.2中确定注视角α和离去角θ是否对齐，亦即用户1正盯着打印机并且他/她的头部正指向打印机。注视角α和离去角θ的对齐被视为表明打印机应被指示为开始打印，作为响应，处理器30向蓝牙发射机/接收机31发送命令信号，该命令信号通过蓝牙链路向打印机标签9无线传输，被蓝牙发射机/接收机33和处理器35，处理器35继而命令打印机4开始打印，如步骤S7.3所示。

用户的注视从打印机移开可以被用作停止打印机4的命令。如步骤S7.4所示，当处理器30加测到注视角α和离去角θ脱离对齐时，向蓝牙发射机31发送停止打印命令，该命令被接收机33接收，因此处理器35命令打印机停止打印，如步骤S7.5所示。

在另一个示例中，可以根据图8所示方法利用控制器5对图1所示的电视(TV)3进行控制。在步骤S8.1中，处理器30检测并识别图4所示的来自与TV3关联的标签8的信号22。

在步骤S8.2中，处理器30确定检测到的离去角θ是否和注视角估计器29计算的注视角α对齐。如果对齐，则处理器向蓝牙发射机/接收机31发送打开TV命令，该命令无线传输至标签8，如步骤S8.3所示。该命令被标签8的蓝牙发射机/接收机33接收，作为响应，处理器35命令TV3打开。

此外，控制器5的使用者可以利用动作，例如头部移动或注视角移动执行TV3的附加命令，例如改变频道，提高或降低音量，以及关闭。在步骤S8.4中，处理器30检测注视角α和离去角θ之间关系的瞬间变化，从而检测动作。此外，控制器5可包括固态陀螺仪设备43，其可向处理器30提供额外的朝向信号以帮助识别动作的发生。

当在步骤S8.4中检测到动作时，处理器30向蓝牙发射机31发送进一步的命令，该命令被接收机33接收，因此处理器35可以命令设备3执行附加命令，例如改变频道/音量/关闭，如步骤S8.5所示。

在前述示例中，命令通过无线链路，例如BTLE从控制器5无线传输至受控设备。但是，命令还可以通过中间设备或其他设备，例如手32传输。例如，控制器5可与手机32协作，根据图10所示方法打开和关闭具有标签7的门锁2，例如图9所示汽车门锁。

标签7可设置在汽车上，因此向发射机/接收机33发送，或由其发送的BTLE信号不会被汽车的金属车身32显著屏蔽。例如，标签7可以安装在汽车的后视镜44，车窗45，或门把手46上。或者，标签7可以设置在车内，远离门锁2，在这种情况下，发射机/接收机33的反射功率配置得足够高，因此汽车金属屏蔽所引起的衰减不会影响门锁的远程无线操作。如果标签7的位置远离门锁，则应考虑处理器30执行的方向检测过程：与用户远离汽车相比，当用户接近汽车时，朝向门锁的适用角度较宽。

在步骤S10.1中，控制器5检测到来自门锁2的信号22。当用户1想要打开汽车门锁2时，他/她注视门锁，因此在步骤S10.2中，处理器30检测到根据来自设备标签7的AoA信号计算的离去角θ与注视角α对齐。作为响应，在步骤S10.3中，处理器30向蓝牙发射机/接收机31发送命令信号，该信号被定址到手机32的蓝牙收发器37。手机的处理器39接下来向用户界面42提供指示，向用户1表明门锁处于要打开的状态，并向用户提供命令门锁打开的机会。

如步骤S10.4所示，用户操作手机32的用户界面，向处理器39发送命令，继而从发射机37向标签7发送蓝牙信号，命令门锁打开。

在图10中未显示的准备步骤中，手机32的收发器37根据已知的配对技术和汽车门锁发射机/接收机33及眼镜12的发射机/接收机31配对，所述配对技术用于在蓝牙设备之间建立无线连接。

在步骤S10.6中，手机32的处理器39确定手机32是否通过验证来命令门锁2的操作，例如通过上述蓝牙配对，或者在初始准备程序中使用额外验证，所述初始准备程序需要附加的验证和/或加密初始化。如果确定手机32通过验证可以命令门锁2的操作，通过和汽车门锁2建立的蓝牙链路从手机32发送命令以打开门锁，如步骤S10.8所示。如果在步骤S10.6中发现手机32未通过操作门锁2的验证，则在手机的用户界面42上显示错误消息，如步骤S10.7所示。

可以理解，可以利用类似的方法锁定车门。手机32可以为向标签7的传输提供增强加密和其他安全控制，以确保只有授权的人员才可以通过手机32的中介操作门锁2。

可对所述系统做出许多修改和变化。例如，眼镜5的镜片10，11可形成增强现实(AR)显示器的一部分，并且参考图3，可以提供AR源43以通过显示配置44将视觉可辨识的数据投影到镜片10，11上，从而向用户提供与其当前视野关联的数据。例如，借助参考图7描述的对打印机的控制，AR显示器可以在眼镜12的镜片10，11上提供开始和停止按钮，因此一旦打印机如步骤S7.3所述被开启，可以通过盯着镜片10，11上显示的停止按钮而停止打印机。这样就避免了用户在打印过程中必须连续盯着打印机。

此外，不一定在包括控制器5的眼镜上执行对来自各个设备标签的AoA/AoD信号的检测，而是可以在不同位置上执行，例如，在手机32上执行。在一些实施方式中，可以在手机32上沿着处理电路26，27，28设置天线阵列19，但是在一种实施方式中，天线阵列设置在眼镜上，如图2所示，并且天线阵列接收到的数据通过无线链路被传输给手机32进行处理，从而获得离去角θ。同样，来自视网膜检测器17，18的数据可以无线传输给远程位置，例如手机32进行处理。

在另一种实施方式中，如手机32这样的远程设备向控制器5提供命令信号，从而-举例来说-控制AR源和显示器44。例如，在图10所述的过程中，步骤S10.7产生的错误消息可以从手机32回传给眼镜，显示在镜片10，11上。

此外，在所述示例中，当检测到离去角θ和注视角α对齐时，它们之间的预定关系出现。但是，这不一定意味着精确对齐，所述预定关系可包括接近精确对齐的一系列角度，它们适于指示用户的朝向和注视方向大体上相同。此外，系统还可以被配置为确定离去角θ和注视角α的选定偏差什么时候出现。

如前所述，可以理解，处理器30，35，39可以是任意类型的处理电路。例如，处理电路可以是可编程处理器，其解读计算机程序指令并处理数据。处理电路可包括多个可编程处理器。或者，举例来说，处理电路可以为嵌有固件的可编程硬件。每个处理电路或处理器可以称为处理装置。

除非另有明确说明，本说明书中使用的术语“存储器”主要指包括非易失存储器和易失存储器在内的存储器，但是该术语还可以只涵盖一个或多个易失存储器，一个或多个非易失存储器，或者一个或多个易失存储器及一个或多个非易失存储器。易失存储器的例子包括RAM，DRAM，SDRAM等。非易失存储器的例子包括ROM，PROM，EEPROM，闪存，光学存储器，磁性存储器等。

对“计算机可读存储介质”、“计算机程序产品”、“有形包含的计算机程序等”，或者“控制器”、“处理电路”等的参考应当被理解为，不仅涵盖具有诸如单处理器/多处理器架构和定序/并行架构等不同架构的计算机，而且涵盖专用电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、信号处理设备以及其他设备。对计算机程序、指令、代码等的参考应当被理解为，涵盖用于可编程处理器固件的软件，例如，硬件设备的可编程内容、用于处理器的指令、或者用于固定功能设备、门阵列或者可编程逻辑设备等的配置设置。

应该认识到，前述事实上不应理解为限制性的，其他变化和修改对于本领域技术人员是显而易见的。此外，本发明的公开内容应理解为包括这里明确或暗中公开，或概括的任何新特征或所述特征的任意新组合，并且在本申请或任意其衍生申请的处理过程中，可形成新的权利要求以涵盖任意所述特征和/或这些特征的组合。