专利名称：用于在表面上定位物体的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对放置在表面上的物体进行定位的方法，以及一 种用于对放置在表面上的物体进行定位的系统。本发明还涉及一种可 动地设置在表面上或上方的物体，以及一种计算机程序。
背景技术：
WO 2006/095320公开了 一种用于检测放置在触摸屏的接触式传感 器边界内的平面上的至少一个物体的位置、形状和尺寸的方法。触摸 屏显示器包括在其周边的N个光发射器和M个传感器。该方法一般由 以下两个阶段组成校准阶段和工作阶段。在校准阶段中，当每个光 发射器在其各自的接通时间内接通时，被投射的光束可以由某些传感 器检测到。对于每个光发射器来说，将检测到各个光发射器的光束的 传感器的标识记录为校准数据。在有物体存在时，在操作周期上记录 非校准数据。将校准数据和非校准数据进行比较，以便能够确定由物 体投射的阴影区。在某些实施例中，通过增大屏幕的某些区域中发射 器和/或接收器的密度可以提高整体测量精度，所述区域中的检测证明 与其他区域相比不那么精确。发射器和/或接收器的这种不均匀的构型 能够补偿不那么精确的检测。
不均匀的构型不太适合于修补由一个物体在待检测的另一个物体 上投射阴影所引起的精度降低。
发明内容
所希望的是提供在开始段落中定义的那种类型的方法、系统、物 体和计算机程序，其允许相对精确地检测在表面区域中的特定物体， 在该区域中其他物体容易阻挡瞄准线，否则这些瞄准线会被该特定物 体挡住。
根据本发明的方法包括以下步骤
提供多个元件，其包括多个无线发射器和多个无线接收器，所述 多个元件处于形成多个发射器-接收器对的这样的构型中，所述接收器能够在该物体不存在的情况下检测到来自该发射器的信号，每个这种 发射器-接收器对都限定了多条在正常情况下无阻碍的瞄准线中的一 条，至少一些瞄准线彼此成一定角度，
在该物体存在的情况下启动至少一些无线发射器，以及
通过估算至少一些发射器-接收器对的接收器的响应来识别被该 物体挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线，所述接收器能够检测到来 自该发射器的信号，其中所述发射器-接收器对中的、其中接收器的响 应被进行估算的一个发射器-接收器对中的至少一个元件包括在另外 的物体中，所述另外的物体可横跨该表面移动。
放置在该表面上的物体可以包括放置在该表面上方但不接触该表 面的物体。该术语包括有生命和无生命的物体。
由于至少一些瞄准线彼此成一定角度，因此通过识别被该物体挡 住的在正常情况下无阻碍的瞄准线可以二维地定位该物体。估算至少 一些发射器-接收器对中的接收器的响应可以允许识别被挡住的在正 常情况下无阻碍的瞄准线，所述接收器能够检测到来自该发射器的信 号。由于形成多个发射器-接收器对中的、其中接收器的响应被进行估 算的一个发射器-接收器对的至少一个元件包括在可横跨该表面移动 的另外的物体中，因此能够提供附加的较短的瞄准线，其与该表面上 的其他物体保持无阻碍关系。额外的优点在于仅仅在需要的地方局部
地增大在正常情况下无阻碍的瞄准线的密度，因此与例如无线接收器 和发射器的数量不加选择的增大相比，该方法是相对有效的。
一个实施例包括在该另外的物体以及与该表面相关联的控制装置 之间建立通信链路。
该通信链路允许在适当时间启动在另外的物体中所包括的元件和 /或将其响应信号发送到中央逻辑单元以至少确定待定位物体的位置。 其还允许利用数量变化的另外的物体，所述另外的物体包括无线发射 器和/或接收器，因为能够发现这些另外的物体的存在。
在一种变型中，该通信链路是无线通信链路。
其效果在于只需要限制另外的物体的脚印区，其代表由该另外的 物体本身所占据的面积。
在一个实施例中，控制装置将该另外的物体定位在该表面上。 其效果在于能够确定在该另外的物体处终止的瞄准线的至少近似的位置。这提高了能够确定待定位的实际物体的位置的精度。在该实 施例中，不需要例如将该另外的物体的运动限制为仅仅是不改变在该 另外的物体处终止的瞄准线的方向的那些运动，或者不需要使用定向 接收器。
该另外的物体向控制装置发信号告知其存在的实施例包括 登记该另外的物体，其包括至少一个元件；以及
在该另外的物体登记后将其定位在该表面上。 其效果在于该方法能够采用数量变化的另外的物体，其包括无线
发射器和/或接收器。
该方法的一个实施例包括确定该另外的物体相对于坐标系的方 向，该坐标系是关于该表面而固定的。
其效果在于，对于该另外的物体的已知构型来说，能够确定另外 的物体中包括的发射器发射的光束所覆盖的表面的面积和/或该另外 的物体中包括的接收器可接收的入射光所覆盖的面积。
在一个实施例中，该另外的物体备有多个边缘，这些边缘在平行 于该表面的平面内彼此成一定角度，包括通过识别被该另外的物体挡 住并且由设置在该另外的物体周围的多个发射器-接收器对限定的在 正常情况下无阻碍的瞄准线来确定该另外的物体的形状。
其效果在于在不需要辅助传感器系统的情况下确定该另外的物体 的方向。对于在有限范围的另外的物体的边缘周围的发射器和/或接收 器的已知分布来说，该另外的物体的方向提供了与在该另外的物体处 终止的瞄准线相对于坐标系的方向有关的信息，所述坐标系是关于该 表面固定的。因此，该实施例相对更精确。不需要例如使用该另外的
物体的近似作为点光源或瞄准线接收装置(sink)。
在一个实施例中，另外的物体横跨该表面尺寸的至少主要部分延 伸，从而限定了由该另外的物体所分开的表面的多个区域。
用户能够通过移动该另外的物体而将该表面划分成范围可变的多 个区域。通过切断越过在与待定位的物体所存在的区域不同的区域的 信号，该另外的物体简化了待定位物体的位置的确定。其效果是显著 的，即其他物体放置在该表面上的另一个区域中。在这种情况下并且 在该另外的物体不存在的情况下，在正常情况下无阻碍的瞄准线的图 案将会相当复杂。因为该另外的物体包括无线发射器和/或接收器，因此该方法的精度不会被损害达到在只将屏放置为横跨该表面的情况下 被损害的程度。
该方法的变型包括通过估算仅仅那些发射器-接收器对的至少一 些对中的接收器的响应来识别被物体挡住的在正常情况下无阻碍的瞄 准线，所述接收器能够检测到来自该发射器的信号，所述发射器-接收 器对限定了横跨这些区域之一的瞄准线。
其效果在于，该方法较有效地工作。待定位的物体只能够挡住所 有在正常情况下无阻碍的瞄准线的子集合。因此，只需要估算所有接 收器响应的子集合。
在一个实施例中，将该另外的物体横跨该表面的运动限制为基本 上平行于瞄准线的平移，所述瞄准线由无线发射器-接收器对来限定， 无线发射器-接收器对中的一个元件包括在该另外的物体中。
其效果在于更容易定位该另外的物体，并且根据其位置推断出在 该另外的物体处终止的瞄准线的位置。在这方面，根据由该发射器-接 收器对中的该发射器所发射的辐射束的发散角和该发射器-接收器元 件对中的接收器的视场角来测量所述运动是否基本上是平行的，该发 射器-接收器元件对限定所述瞄准线。
在另外的物体包括用于推动该另外的物体横跨该表面移动的驱动 装置的实施例中，该方法包括从该另外的物体远程控制该驱动装置从 而将该另外的物体设置在表面上。
其效果在于该另外的物体的自动控制可以提高确定该待定位物体
的位置的精度。在另一个实施例中，能够通过基于该另外的物体的导 向运动的推算定位来估算该另外的物体的位置。 根据另一个方面，本发明的系统包括
控制装置，其用于控制多个元件，所述多个元件包括多个无线发 射器和多个无线接收器，所述多个元件处于形成多个发射器-接收器对 的这种构型中，该接收器能够在物体不存在的情况下检测到来自该发 射器的信号，每个这种发射器-接收器对都限定了多条在正常情况下无 阻碍的瞄准线中的一条，至少一些瞄准线彼此成一定角度，
该控制装置设置成在该物体存在的情况下启动该无线发射器，并 且通过估算至少一些发射器-接收器对中的接收器的响应来识别被该 物体挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线，该接收器能够检测到来自该发射器的信号，其中
该系统还包括至少一个另外的物体，其可横跨该表面移动并且包括至少一个发射器-接收器对中的元件，将控制装置设置成估算所述接收器的响应。
在该实施例中，该控制装置与该表面相关联，并且该系统还包括在该另外的物体和该控制装置之间的通信链路。
该控制装置在处于相对于该表面静止的位置的意义上与该表面相关联。
在一个实施例中，将该系统设置成执行根据该发明的方法。根据另一个方面，本发明提供一种物体，其可移动地设置在表面上或表面上方并且包括至少一个发射器-接收器对中的元件，根据本发明的系统中的控制装置设置为估算所述接收器的响应。
根据另一个方面，根据本发明的计算机程序包括指令集，当该指令集合并到机器可读媒体中时其能够使系统执行根据本发明的方法和/或构成根据本发明的系统，该系统具有信息处理能力并包括多个元件，该多个元件包括多个无线发射器和多个无线接收器，所述多个元件处于形成多个发射器-接收器对的这种构型中，该接收器能够在物体不存在的情况下检测到来自该发射器的信号，每个这样的发射器-接收器对都限定了多条在正常情况下无阻碍的瞄准线中的一条，至少一些瞄准线彼此成一定角度。
参考附图进一步详细地解释本发明，在附图中
图l是用于将物体定位在表面上的笫一系统的示意性顶视图2是代表与第一系统结合使用的方法的概要的流程图3是用于将物体定位在表面上的第二系统的示意性顶视图4是代表与第二系统结合使用的方法的概要的流程图5是第二系统在图4的方法中的第一阶段时的示意性顶视图6是第二系统在图4的方法中的第二阶段时的示意性顶视图7是第二系统在图4的方法中的第三阶段时的示意性顶视以及
图8是第二系统在图4的方法中的第四阶段时的示意性顶视图。
具体实施例方式
图l中示出了交互系统l。该交互系统包括有限范围的表面2,可
以将物体3或者按照与表面2接触的方式或者按照与表面2非常接近 的方式而放置在该表面上。尽管图1中没有进一步详细地示出，但是 在一些实施例中，表面2覆盖显示设备的屏幕。在其他实施例中，将 表面2构图成棋盘游戏的盘面。在该例子中，表面2是矩形的，但是 在其他实施例中，该表面具有另一种筒单连通形状，例如凸形。
交互系统1具有将物体3以及任何另外的物体(未示出)定位在 表面2上的能力。在一些实施例中，系统1备有逻辑以便从物体2的 位置推断出输入信号。在这些实施例中，交互系统l起触摸屏的作用。 关于这一点，可以注意到，尽管这里图示的例子中物体2是无生命的 物体，例如象棋中的兵，但是交互系统1同样适合于定位放在表面2 上或上方的用户手指的位置。
该交互系统备有多个有源元件。这些有源元件包括周边发射器 4a-4p和周边接收器5a-51。周边发射器4和周边接收器5放置在表面 2的周边。周边发射器4包括无线发射器，其设置为在使用中发射具有 发散角的被导向的辐射束，同时确定表面2的特定的覆盖区域。要注 意，在处于基本上平行于表面2的平面内的方向上发射这些光束。在 这里详述的实施例中，周边发射器4是光学发射器，例如发光二极管 (LED)。在其他实施例中使用超声发射器或非可见光波长处的电磁辐 射的发射器。周边接收器5包括光电二极管。在其他实施例中，可以 使用另一种类型的光学传感器。在这里将要讨论的实施例中，周边接 收器5具有相对宽角度的视场。因此这些周边接收器能够检测并非位 于其正对面的周边发射器4所发射的光。
定位周边发射器4a-4p和周边接收器5a-51，使得在不存在物体3 的情况下能够由一个或多个周边接收器5a-51检测发射器4a-4p中的 一个发射器所发射的光。周边发射器4a-4p与能够在表面2上不存在 物体的情况下检测到该周边发射器所发射的光的每个周边接收器 5a-5p形成发射器-接收器对。这种发射器-接收器对的元件之间的虚线 在这里称为瞄准线。
为了二维地定位物体3，由周边发射器4a-4p和周边接收器5a-51构成的所有可能的发射器-接收器对所限定的所有瞄准线中的至少一些瞄准线与至少一些其他的瞄准线相交。
图1中所示的交互系统1进一步包括可动隔板6。该可动隔板6延伸过与表面2的短边7相对应的尺寸的一半以上。事实上，该可动隔板在整个表面2上方延伸，以便将表面2分成左区域8和右区域9。在另一个实施例中，可动隔板6延伸过与长边10相对应的表面2的尺寸的主要部分。在其他实施例中，主要部分对应于表面2的相对的边缘点之间的距离的50%和100%之间的值，例如70%、 80%或90%。
可动隔板6被限制在基本上平行于长边10的方向上进行平移运动。要注意，在图示的实施例中，这一方向也基本上平行于线lla-lle，线11a-lle是由短边7上的周边发射器4f-4h、短边7上的周边接收器5e、 5f和可动隔板6中包括的接收器12a-12c、发射器13a-13b所形成的集合中的多对元件来限定的。在接收器5e、 5f、 12a-12c的孔径非常小以致于只能检测到从其相对的发射器13a、 13b、 4f-4h发射的光的情况下，可动隔板6在平行于瞄准线lla-llc的方向上运动之后不需要再重新校准。在以较宽的角度发射并检测到光的实施例中，限制运动简化了重新校准过程，其中为每个周边发射器识别在正常情况下无阻碍的瞄准线。
在图示的实施例中，表面2是设备的一部分，控制装置14通过包括在所述设备中而与表面2相关联。控制装置14包括处理器15和存储器16以及收发器17。所提供的收发器17用于控制装置14与周边发射器4a-4p、周边接收器5a-51、可动隔板6中包括的接收器12a-12f、可动隔板6中包括的发射器13a-13d以及可动隔板6中包括的驱动装置18之间的信号传输。
驱动装置18允许控制装置14设置可动隔板6相对于表面2的位置。这样，能够调整左区域8和右区域9的相对尺寸。在周边发射器4和/或可动隔板6中包括的发射器13以相对较宽的角度发射光的情况下，隔板6的运动将会影响周边接收器5和/或可动隔板6中包括的接收器12的数量，所述接收器用可动隔板来限定瞄准线。
图2图解说明了控制装置14所执行的方法。在第一步骤19中，确定可动隔板6的位置。在控制装置14借助于驱动装置18来控制可动隔板6的位置的情况下，这一步骤19能够包含一种形式的推算定位法。在可选择的实施例中，在表面2的长边10处的一行换能器(未示 出)通过收发器17向控制装置14传送可动隔板6的位置。在又一个 实施例中，可以依次启动一个或多个周边发射器4a-4p,同时根据对能 够检测到发射光的那些周边接收器5a-51和/或可动隔板6中包括的接 收器12a-12f的识别(identity)来推断出可动隔板6的位置。这样， 在第一步骤19中将可动隔板6定位在表面2上。
在下一个步骤20中，确定物体3将定位在左区域8和右区域9中 的哪一个区域。在图示的实施例中，只有覆盖右区域9的那些元件用 于定位物体3。
在不存在物体3的情况下进行校准测量(步骤21)。根据该测量， 为选定的周边发射器4d-4j和可动隔板6中包括的发射器13a、 13b中 的每一个来确定周边接收器5c-5h和可动隔板6中包括的接收器 12a-12c中的哪些能够检测出来自该周边发射器或可动隔板6中包括 的发射器的信号。这样，确定了多对元件，这些元件限定了在正常情 况下无阻碍的瞄准线，其中至少一些所述对的元件包括在可动隔板6 中。
接着，通过依次为每个发射器4d-4j、 13a、 13b估算在不存在可 动物体3的情况下能够检测到来自该发射器的信号的周边接收器 5c-5h和可动隔板6中包括的接收器12a-12c的响应而识别由物体3 挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线。根据这一信息，能够确定(无 源的)物体3的形状和位置。当然，确定该形状和位置的精度取决于 元件的数量和安置。到达那个程度后，在最终步骤22中确定形状和位 置的估算。
从被挡住的在正 常情况下无阻碍的瞄准线的识别中推断出物体3 的形状和位置的方法可能是几种方法中的一种。在将周边发射器 4d-4j、可动隔板6中包括的发射器13a、 13b、周边接收器5c-5h和可 动隔板6中包括的接收器12a-12c配置成只存在源于每个发射器的一 条瞄准线并且多条瞄准线形成规则网格的情况下，那么通过交叉的被 挡住的瞄准线所限定的网格的正方形或矩形就足以近似该位置和形 状。
在大多数实施例中，利用在WO 2006/095320中概述的方法的变型。 关于实施细节，参考该公开文献。简言之，该方法包括在多个操作周期中连续地执行最终步骤22。在单个操作周期中，每个发射器都接通预定的接通时间。在操作模式中的每个操作周期内，为每个光发射器进行最小和最大面积估算并将其存储。将最小面积估算确定成是由来自发射器的线以及那些接收器之间被挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线中最外面的那些瞄准线和右区域9的边缘所界定的区域。最大面积估算由包括接收器的那些点来限定，所述接收器邻近限定最小面积的拐角的那些点。 一旦确定最小和最大面积估算，就在当前的操作周期内为每个光发射器存储该最小和最大面积估算。在完整的操作周期之后，取回已存储的最小和最大面积估算。在一个操作周期内对每个光发射器的最大面积估算通过数学交集来结合以得到最大面积结果。最小面积估算通过数学交集来结合以获得总的最小面积结果。然后最小面积结果通过数学交集与最大面积结果结合以确保最小面积完全在最大面积内。
从上面显而易见，在存在运动目标的情况下重复地进行最终步骤22，而在前的步骤19-21只需要在开始时和每当移动该可动隔板6时进行一次。
图3示出了第二交互系统23。该第二交互系统包括有限范围的表面24,可以将物体或者按照与表面24接触的方式或者按照与表面24非常接近的方式放置在该表面上。并且在该实施例的变型中，表面24覆盖显示设备的屏幕。在其他变型中，表面24是不透明的并且构图成棋盘游戏的棋盘。
第二交互系统23备有多个有源元件。这些有源元件包括周边发射器25a-25p和周边接收器26a-261。周边发射器25和周边接收器26放置在表面24的周边。周边发射器25和周边接收器26与图1中所示并且在上面描述的交互系统1的周边发射器4和周边接收器5相对应。
控制装置27包括处理器28和存储器29。控制装置27进一步包括有线收发器30，其用于单独地启动周边发射器25并用于获得来自周边接收器26的响应信号。还提供了无线收发器31。 一个例子是遵从蓝牙或Zigbee标准。在可选择的实施例中，无线收发器31配置成发射和接收红外通信信号。
图3中图解说明了一个活动物体32。从能够使活动物体32从表面24上拿起并放在不同位置的意义上来说，该活动物体32可横跨表面24移动。活动物体32包括控制器33和无线收发器34，将该无线收发 器配置成与控制装置27的无线收发器31交换数据。在可选择的实施 例中，省略了无线收发器31,活动物体32包括有线收发器，并且在控 制装置27和活动物体32之间提供有线通信链路。
在第二交互系统23的变型中，活动物体32包括驱动装置，该驱 动装置推动活动物体32横跨表面24移动。控制装置27远程地控制该 驱动装置以便将活动物体32设置在表面24上。在一种变型中，这允 许第二系统23实施游戏，其中活动物体32例如代表游戏者的对手的 游戏棋子。
活动物体32也参与将另外的物体定位在表面24上。为此目的， 该活动物体包括与周边接收器26和周边发射器25相同类型的另外的 发射器35a-35d和另外的接收器36a-36d。如能够看到的那样，周边发 射器25、另外的发射器35、周边接收器26和另外的接收器36处于形 成多个发射器-接收器对的这样一种构型中，所述接收器能够在一个或 多个待定位物体不存在的情况下检测到来自该发射器的信号。如在图1 中的实施例一样，每个这样的发射器-接收器对都限定了多条在正常情 况下无阻碍的瞄准线中的一条，至少一些瞄准线彼此成一定角度。不 管活动物体32的位置怎样都是如此。
图4图解说明了在控制装置27的控制下由第二交互系统23所执 行的方法的实施例。图5-8图解说明了在该方法的执行期间的多个阶 段。
为了适应除了活动物体32之外的数量可变的另外的活动物体，第 一步骤37包括登记活动物体32和任何另外的活动物体(出于清楚的 原因未示出)。活动物体32向控制装置27发信号告知其存在，例如 利用无线收发器31、 34所提供的通信链路。在一个实施例中，该活动 物体响应于控制装置27所发射的、不送往特定活动物体的信号而告知 其存在。在另一个实施例中，其连续不断地发信号告知其存在，直到 从与表面24相关联的控制装置27接收到确认。
一旦登记了活动物体32，控制装置27就确定其在表面24上的位 置(步骤38 )。在控制装置27控制活动物体32中的驱动装置从而将 活动物体32定位在表面24上的变型中，利用推算定位法的系统足以 实施该步骤38。在图示的例子中，利用在WO 2006/095320和上面描述
14的方法来确定活动物体32的位置，但是只利用周边发射器25和周边接收器26。
图5示出了校准周期中的一个步骤，这是在不存在活动物体32的情况下而进行的一个步骤。依次启动周边发射器25a-25p中的每一个，并且对照已启动的周边发射器25将能够检测到由该周边发射器25所发射的光的那些周边接收器26a-261记录在表中。这样，如图5中所示，当控制装置27通过有线收发器30提供适当的信号来启动第一周边发射器25a时，对照第一周边发射器25a来记录周边接收器26f-261。第一周边发射器25a与能够检测到其信号的那些周边接收器26f-261中的每一个分别形成的发射器-接收器对限定了在正常情况下无阻碍的瞄准线。
在存在活动物体32的情况下(图6 )，控制装置27再次依次启动周边发射器25a-25p。图6示出了当启动笫一周边发射器25a的情况。活动物体32投射的阴影覆盖了区域39。该面积的最小估算在这种情况下为空，因为只挡住了第一周边发射器25a和周边接收器26g之间的一条瞄准线。最大面积估算是由第一周边发射器25a、表面24的右下角以及没有被阴影区39所覆盖的第一周边接收器26f、 26h所限定的面积。
在已经为周边发射器25a-25p中的每一个获得最小和最大面积估算之后，按照上面关于第一交互系统1和W0 2006/095320中所概述的方式来确定活动物体32所覆盖的区域。
要注意，在该步骤38中，相对于表面24来确定活动物体32的形状。利用对其构型的认识，特别是活动物体32的边缘的相对位置，能够确定该活动物体关于垂直于表面24的轴的方向。这样，控制装置27能够推断出活动物体32中包括的另外的发射器35和另外的接收器36的位置。原则上，能够利用这一认识来跳过该例子的下一个步骤40，在该步骤中，在存在活动物体32但是不存在任何非活动物体的情况下
进行另外的校准测量。
在该步骤40中，也依次启动另外的发射器35a-35d,并且估算另外的接收器36a-36d和周边接收器26a-261的响应以识别在正常情况下无阻碍的瞄准线。当然，这些瞄准线中的一些终止于活动物体32。
图7和8图解说明了最终步骤41，只要活动物体32不改变位置就重复地进行这一步骤。在该步骤41中，依次启动周边发射器25a-25p 和另外的发射器35a-35d中的每一个，并且估算周边接收器26a-261 和另外的接收器36a-36d的响应以便识别由放在表面24上的非活动物 体42所挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线。在已经识别了被挡住的 在正常情况下无阻碍的瞄准线之后，就为周边发射器25a-25p和另外 的发射器35a-35d中的每一个进行对非活动物体42的各自的最小面积 估算和最大面积估算。将这些结合以确定非活动物体42的形状和位置。
利用包括另外的发射器35a-35d和另外的接收器36a-36d的活动 物体32因另外的发射器35a-35d和另外的接收器36a-36d接近该非活 动物体而提高了估算精度，并且改进了这些元件的彼此接近的间隔。
图7示出了启动第一周边发射器25a的情况。非活动物体32在表 面24上投射出阴影，其限定了阴影区43。四个另外的接收器36a-36d 中绕活动物体32的边缘顺时针计数的第一个和第四个接收器36a、 36d 在正常情况下能够检测到来自笫一周边发射器25a的光。这样，对于 第一周边发射器25a来说，最小面积由第一周边发射器25a本身、第 四个另外的接收器36d和周边接收器26h来限定。最大面积由第一周 边发射器25a、第一个另外的接收器36a和另一个周边接收器26i来限 定。显然，活动物体32中包括的元件减小了与第一周边发射器25a相 关联的最小和最大面积估算。
图8图解说明了启动活动物体32中包括的第一个另外的发射器 35a的情况。在该情况下，最小和最大面积估算为空，因为非活动物体 42没有挡住在第一个另外的发射器35a与周边接收器26a-261中的一 个之间的在正常情况下无阻碍的瞄准线。当确定非活动物体42的位置 和形状时不考虑这些估算。在活动物体32包括驱动装置的变型中，可 以在该阶段移动活动物体32，以便建立由非活动物体所挡住的瞄准线。 在该情况下，将重复前两个步骤38、 40。
通过在可动的活动物体32中包括至少一个另外的元件，例如至少 一个另外的发射器35和/或接收器36，能够在非活动物体42存在的表 面24的区域中提供附加的瞄准线。这样，提供了更高分辨率的另外的 最小面积和最大面积估算从而建立总的最小面积估算和总的最大面积 估算。最后，这样能够以更高分辨率来确定非活动物体42的形状和位 置。此外，能够区分彼此极接近定位的独立的非活动物体，否则这些非活动物体将会被感觉为单个物体。
应当注意，上面提及的实施例是图解说明本发明而非限制本发明，并且应当注意本领域技术人员将能够在不背离随附的权利要求的范围的情况下设计许多可选择的实施例。在权利要求中，括号内的任何附图标记不应当理解为限制该权利要求。动词"包括"及其动词变形的
件或步骤。元件之前的冠词"一"或"一个，，不排除存在多个这样的
程的计算机来;现。在列举了几种^i的设备中，这些设备的几4可以用一个或同一个硬件来体现。在彼此不同的从属权利要求中列举某些措施不表示不能有利地使用这些措施的结合。
在变型中，如果确定一些发射器在远离待定位物体的方向上发射信号，那么可以依次启动比所有发射器数量少的发射器以获得少于最
大可能数量的最小和最大面积估算。可以将图1和图5-7的实施例结合，从而使活动物体32和可动隔板6都放在特定表面上方。在实际的实施例中，周边发射器4、 25和周边接收器5、 26的数量倾向于比图中所示的数量更高。
权利要求
1.一种用于对放置在表面(2∶24)的物体(3；42)进行定位的方法，该方法包括以下步骤提供多个元件，其包括多个无线发射器(4，13；25，35)和多个无线接收器(5，12；26，36)，所述多个元件处于形成多个发射器-接收器对的这样的构型中，所述接收器能够在该物体不存在的情况下检测到来自该发射器的信号，每个这样的发射器-接收器对都限定了多条在正常情况下无阻碍的瞄准线(11)中的一条，至少一些瞄准线彼此成一定角度，在该物体(3；42)存在的情况下启动至少一些无线发射器(4，13；25，35)，以及通过估算至少一些发射器-接收器对的接收器的响应来识别被该物体(3；42)挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线，所述接收器能够检测到来自该发射器的信号，其中所述发射器-接收器对中的、其中接收器的响应被进行估算的一个发射器-接收器对中的至少一个元件包括在另外的物体(6；32)中，所述另外的物体可横跨该表面(2；24)移动。
2. 根据权利要求1所述的方法，包括在该另外的物体(6; 32)以及 与该表面(2; 24)相关联的控制装置(14; 27)之间建立通信链路。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中该通信链路是无线通信链路 (31， 34)。
4. 根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中控制装置(14; 27) 将该另外的物体(6; 32)定位在该表面(2; 24)上。
5. 根据权利要求2或3所述的方法，其中该另外的物体(6; 32)向 控制装置(14;27)发信号告知其存在，该方法包括登记该另外的物体(6; 32)，其包括至少一个元件；以及 在该另外的物体(6; 32)登记后将其定位在该表面(2; 24)上。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的方法，包括确定该另外的物 体(6)相对于坐标系的方向，该坐标系是关于该表面(24)而固定的。
7. 根据权利要求l-6中任一项所述的方法，其中该另外的物体(32) 备有多个边缘，这些边缘在平行于该表面(24)的平面内彼此成一定角 度，该方法包括通过识别被该另外的物体(32)挡住的并且由设置在该 另外的物体(32)周围的发射器(25)和接收器(26)对所限定的在正常情 况下无阻碍的瞄准线来确定该另外的物体(6)的形状。
8. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中该另外的物体(6) 横跨该表面(2)尺寸的至少主要部分延伸，从而限定由该另外的物体(6) 所分开的表面(2)的区域(8， 9)。
9. 根据权利要求8所述的方法，包括通过估算仅仅那些发射器 (4d-4g， 12a-12c)-接收器(5c-5h， 12a-12c)对的至少一些对的接收器(11)，所述接收器(5c-5h， 12a-12c)能够检测到来自所述发射器的信 号，所述发射器-接收器对限定了横跨所述区域(9)之一的瞄准线。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中将该另外的物 体(6)横跨该表面(2)的运动限制为平行于瞄准线(11)的平移，所述瞄 准线由无线发射器(12a-12c， 4f-4h)-接收器(5e， 5df， 13a， 13b)对来限 定，所述无线发射器-接收器对中的一个元件包括在该另外的物体(6) 中。
11. 根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中该另外的物体 (6)包括用于推动该另外的物体(6)横跨该表面(2)移动的驱动装置 (18)，该方法包括远离该另外的物体(6)而远程地控制该驱动装置(18) 从而将该另外的物体(6)设置在该表面(2)上。
12. —种用于对放置在表面(2; 24)上的物体(3; 42)进行定位的系 统，该系统包4舌控制装置(14;27),其用于控制多个元件，所述多个元件包括多个 无线发射器(4， 13; 25， 35)和多个无线接收器(5， 12; 26， 36),所述多个 元件处于形成多个发射器-接收器对的这种构型中，该接收器能够在物 体不存在的情况下检测到来自该发射器的信号，每个这种发射器-接收 器对都限定了多条在正常情况下无阻碍的瞄准线(ll)中的一条，至少 一些瞄准线彼此成一定角度，该控制装置设置成在该物体(3，42)存在的情况下启动该无线发射 器(4， 13; 25， 35)，并且通过估算至少一些发射器(4， 13; 25， 35)-接收器 (5， 12; 26， 36)对中的接收器(5， 12; 26， 36)的响应来识别被该物体 (3; 42)挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线，所述接收器(5， 12; 26， 36) 能够检测到来自该发射器(4，13;25， 35)的信号，其中该系统还包括至少一个另外的物体(6; 32)，其可横跨该表面(2; 24) 移动并且包括至少一个发射器-接收器对中的元件，将所述发射器-接收器对的控制装置(14;27)设置成估算所述接收器的响应。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中该控制装置(14;27)与该 表面(2; 24)相关联，并且该系统还包括在该另外的物体(6; 32)和该控 制装置(14; 27)之间的通信链路(17; 31， 34)。
14. 根据权利要求12或13所述的系统，将该系统设置成执行根 据权利要求1-11中任一项所述的方法。
15. —种物体，其可移动地设置在表面(2;24)上或表面上方并且 包括至少一个发射器-接收器对中的元件(12， 13; 25， 26)，根据权利要 求12-14中任一项所述的系统中的控制装置(14; 27)设置为估算该接收 器的响应。
16. —种计算机程序，其包括指令集，当该指令集合并到机器可 读媒体中时其能够使系统执行根据权利要求l-ll中任一项所述的方法 和/或构成根据权利要求12-14中任一项所述的系统，该系统具有信息 处理能力并包括多个元件，该多个元件包括多个无线发射器 (4， 13; 25， 35)和多个无线接收器(5， 12; 26， 36)，所述多个元件处于形 成多个发射器-接收器对的这种构型中，该接收器能够在物体不存在的 情况下检测到来自该发射器的信号，每个这种发射器-接收器对都限定 了多条在正常情况下无阻碍的瞄准线中的一条，至少一些瞄准线彼此 成一定角度。
全文摘要
一种用于对放置在表面(2；24)上的物体(3；42)进行定位的方法，其包括通过估算至少一些发射器-接收器对中的接收器的响应来识别被该物体(3；42)挡住的在正常情况下无阻碍的瞄准线，所述接收器能够检测到来自该发射器的信号。其中所述发射器-接收器对中的、其中接收器的响应被进行估算的一个发射器-接收器对中的至少一个元件包括在另外的物体(6；32)中，所述另外的物体可横跨该表面(2；24)移动。
文档编号G06F3/042GK101595448SQ200880003353
公开日2009年12月2日 申请日期2008年1月23日 优先权日2007年1月29日
发明者S·B·F·范德威德文 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司