用于三維成像、映射、建網(wǎng)和界面連接的無線腕式計算和控制設備和方法
【專利說明】用于三維成像、映射、建網(wǎng)和界面連接的無線腕式計算和控制設備和方法
[0001]對相關申請的交互引用
[0002]本申請要求2013年11月I號提交的美國專利申請?zhí)枮?4/070，425和2012年11月I號提交的臨時申請?zhí)枮?1/796，056的優(yōu)先權(quán)，其每一個都通過引用被全部合并于此。
技術領域
[0003]本發(fā)明設計可穿戴式計算領域。具體地說，本發(fā)明涉及用于3D映射、成像、建網(wǎng)、通信和多界面遠程控制的設備和方法。
[0004]相關技術領域說明
[0005]現(xiàn)有的控制設備包括手持式有線χ-y位置性輸入設備形式的早期鼠標技術，如美國專利號3，541,541中的傳感器和空間定位系統(tǒng)，如美國專利號6，005，548中的可穿戴式手、手指和對象空間定位系統(tǒng)，其納入了手勢、語音識別和觸摸屏界面連接控制。
[0006]現(xiàn)有技術，如美國專利6，647，632，介紹了戴在手腕上的無線控制設備，光發(fā)射器和傳感器被置于手的內(nèi)部以確定用戶的手和手指的位置，識別預分配的手勢和語音命令并將數(shù)據(jù)中繼到受控設備，以及美國專利8，292，833 B2介紹了一種手腕戴式手指運動檢測裝置，其使用監(jiān)測穿戴者肌腱的光學和超聲波信號來識別他們的手和手指的位置和移動并將數(shù)據(jù)中繼到受控設備。美國專利申請2009/0096783 Al介紹了一種室內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)和身體動作和手勢界面連接系統(tǒng)，其使用光斑點圖案來3D映射被照對象，以及美國專利申請2011/0025827介紹了一種立體深度映射，其使用光投影和三維色彩成像的組合，這兩個系統(tǒng)都被限制為從固定的位置深度映射、建模和界面連接。
[0007]鼠標和其它手持和可穿戴界面連接設備的一個共同的屬性是被定位為控制器是對于遠程受控設備和計算系統(tǒng)的外圍設備和位置數(shù)據(jù)輸入附件。因此，現(xiàn)有技術下，已知技術有很多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]機載和遠程設備的自主化、智能化、可穿戴的無線手腕裝載的計算、顯示和控制系統(tǒng)上的光和光學深度映射、三維成像、建模、建網(wǎng)、界面連接的裝置和方法以及圖形用戶界面控制。本發(fā)明的實施例通過它的無線多媒體流和多界面顯示以及投影系統(tǒng)使人、對象、設備和空間增強到虛擬環(huán)境以及使虛擬對象和界面增強到物理世界。
【附圖說明】
[0009]圖1A是手腕控制器的實施例的立體圖。
[0010]圖1B是圖1A中所示實施例的立體圖。
[0011]圖1C是圖1A中所示實施例的立體圖。
[0012]圖1D是圖1A中所示實施例的俯視圖。
[0013]圖2A是圖1A中所示實施例描繪了擴展模塊的立體圖。
[0014]圖2B是圖1A中所示實施例描繪了分離的擴展模塊的立體圖。
[0015]圖2C是圖1A中所示實施例描繪了擴展的立體圖。
[0016]圖2D是圖1A中所示實施例的擴展模塊分離的立體圖。
[0017]圖3A和3B是展示包含一個或多個移動光束的手腕控制器的實施例的立體圖。
[0018]圖3C和3D是描繪包含結(jié)構(gòu)光成像的發(fā)明的實施例的立體圖。
[0019]圖3E和3F是展示生成深度和色彩映射手的手腕控制器的立體圖。
[0020]圖3G和3H是展示識別手的關節(jié)和皺紋的精確位置的手腕控制器的立體圖。
[0021]圖31和3J是展示生成手的功能性操縱的手腕控制器的立體圖。
[0022]圖3K和3L是展示將手裝備結(jié)合進3D映射的手的實施例的立體圖。
[0023]圖4A和4B是展示用戶的手和手指被用來組合手勢和運動的立體圖。
[0024]圖4C是展示用戶使用涉及多個手指的執(zhí)行和選擇手勢界面控制功能的立體圖。
[0025]圖4D是展示用戶執(zhí)行和選擇涉及一根的手指的手勢界面控制功能的立體圖。
[0026]圖4E是展示用戶執(zhí)行和選擇涉及用指定的手指觸摸手上的被識別點或區(qū)域的手勢界面控制的立體圖。
[0027]圖4F是展示用戶執(zhí)行和選擇涉及用指定的手指觸摸另一個指定的手指的手勢界面控制的立體圖。
[0028]圖5A是展示在使用單個手指作為控制器的外部聯(lián)網(wǎng)設備上的2D或3D技術設備的單點控制的立體圖。
[0029]圖5B是展示在使用多個手指作為控制器外部聯(lián)網(wǎng)設備上的2D或3D計算設備的多點控制的立體圖。
[0030]圖6A是展示手腕控制器將圖形用戶界面投影到用戶的手和手指的立體圖。
[0031]圖6B是展示用戶執(zhí)行觸摸和手勢界面來控制在用戶手和手指上的投射的圖形用戶界面的立體圖。
[0032]圖6C是展示手腕控制器將圖形用戶界面投影到用戶的手和手指的立體圖。
[0033]圖6D是展示用戶在投影到用戶的手上的鍵盤輸入的立體圖。
[0034]圖7是展示用戶通過左手和右手的手腕控制器在映射到外部平面上的被投影的鍵盤上輸入的立體圖。
[0035]圖8A是展示用戶界面連接兩個聯(lián)網(wǎng)設備，且使用手腕控制器來將掃描到的物理對象映射、成像和建模至位于外部聯(lián)網(wǎng)設備上的虛擬計算環(huán)境的立體圖。
[0036]圖SB是展示用戶操作左手和右手手腕控制器作為兩個手勢界面控制器來界面連接和操控由手腕控制器掃描和成型并被無線上傳到外部聯(lián)網(wǎng)設備的3D計算機模型的立體圖。
[0037]圖SC是展示用戶在外部聯(lián)網(wǎng)設備上選擇文檔、文件或程序的立體圖。
[0038]圖8D是展示用戶在手腕控制器觸摸屏界面上操作和控制3D掃描和建模的對象的立體圖。
[0039]圖9A是展示用戶無線地界面連接和控制遠程設備和交通工具的立體圖。
[0040]圖9B是展示用戶無線地向遠程設備發(fā)送和從遠程設備接收實時聲音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體內(nèi)容的立體圖。
[0041]圖1OA和1B是展示的手腕控制器全身掃描、深度映射和成像過程的立體圖，該過程中用戶執(zhí)行全身掃描和用戶的3D計算機模型被生成。
[0042]圖1OC和1D是展示用戶在不同的位置、執(zhí)行不同的身體動作，使手腕控制器在多個位置映射和成像身體，并分析用戶的靈活性和活動性，以更準確地為3D計算模型生成身體操縱并在虛擬計算環(huán)境復制用戶運動的立體圖。
[0043]圖1OE和1F是展示用戶的3D映射和成像以及帶有衣服的3D計算機模型的立體圖。
[0044]圖1lA和IlB是從手腕控制器的頂部模塊描繪攝像機視圖的立體圖。
[0045]圖1lC和IlD是從手腕控制器的底部模塊描繪攝像機視圖的立體圖。
[0046]圖12A和12B是從手腕控制器的頂部模塊描繪攝像機視圖的立體圖。
[0047]圖12C和12D是從手腕控制器的底部模塊描繪攝像機視圖的立體圖。
[0048]圖13A-13C是展示身體操縱過程的立體圖。
[0049]圖14A和14B是展示在映射物理環(huán)境中的用戶3D計算機模型的空間地點和位置的立體圖。
[0050]圖15是展示用戶的解剖結(jié)構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)的傳感器、植入設備和假肢的虛擬內(nèi)部身體映射的立體圖。
[0051]圖16A和16B是展示手腕控制器空間、對象和環(huán)境3D光和圖像映射過程的立體圖。
[0052]圖17A和17B是用戶站在居住生活空間的立體圖。
[0053]圖18是用戶和手腕腕控制器為了在居住生活空間中的所有聯(lián)網(wǎng)設備，識別和映射位置、設備類型、功能和應用、數(shù)據(jù)、電源和其他系統(tǒng)規(guī)格和可用的網(wǎng)絡和界面選項的俯視圖。
[0054]圖19A和19B是戴著手腕控制器的職業(yè)網(wǎng)球選手的立體圖。
[0055]圖20A、20B和20C是職業(yè)高爾夫球手映射他的揮桿、球和實時虛擬高爾夫玩家的整個游戲的立體圖。
[0056]圖21是展示職業(yè)高爾夫球選手在高爾夫球課程上的立體圖。
[0057]圖22是手腕控制器的原理圖。
【具體實施方式】
[0058]裝置和方法描述了自主的、智能的可穿戴無線語音、數(shù)據(jù)和視頻通信系統(tǒng)，其結(jié)合了機載計算和多界面手腕控制器、遠程設備和圖形用戶界面(GUI)控制器。裝置和方法還描述了 3維(3D)光學手、身體、對象、傳感器和環(huán)境成像、映射、建模、建網(wǎng)和界面連接。此夕卜，裝置和方法描述了將真實世界的人、對象和設備增強到虛擬環(huán)境和將虛擬對象和界面增強到物理環(huán)境中的。
[0059]被描述的裝置和方法是在可穿戴計算光學和界面連接方面比現(xiàn)有技術進步，從手、手指、和對象定位到3D掃描、映射、成型、成像、投影和無線界面連接系統(tǒng)均通過一種手腕計算和控制控制器涉及、呈現(xiàn)和操作。
[0060]裝置和方法被描述為實施光發(fā)射器和傳感器的組合，傳感器包括身體、動作、方向和位置傳感器。這些設備和方法可以進一步包括光學、立體或全光透鏡陣列以通過在室內(nèi)或室外，白天或夜晚使用一個或多個深度測量和成像方法動態(tài)掃描和成像手、身體、對象和環(huán)境來產(chǎn)生深度映像和3D成像模型，以及虛擬計算、界面連接和建網(wǎng)平臺。
[0061]此外，裝置和方法被描述用于在板載和遠程設備的在自主的、智能的可穿戴無線手腕計算、顯示和控制系統(tǒng)上的移動光與光學深度映射成像、建模、建網(wǎng)和界面連接以及圖形用戶界面(GUI)控制。也描述了通過無線多媒體流和多界面顯示和投影系統(tǒng)將真實世界的人、對象和設備增強到虛擬環(huán)境和將虛擬對象、界面和環(huán)境增強到真實世界。
[0062]光映射
[0063]本發(fā)明的實施例涉及將窄或?qū)捁馐墓獍l(fā)