z'）是發(fā)射器114在多維空間中的位置，其中t是時間差量，V是隨空氣溫度而 變化的音速，且eN是獨立噪聲的射程測量。此外，三維坐標(xN，yN，zN)是第N個接收器(例如 麥克風(fēng))的位置。第二射程測量可用作向最小二乘坐標計算的輸入。
[0051 ]另外，可通過以下等式1?9、則0、1?11和1?12來確定距發(fā)射器112的第三射程測量(例 如發(fā)射器112與N個接收器中的每一者之間的距離）：
[0056] 與發(fā)射器114和116相比，發(fā)射器112距書寫元件118最遠。R9、R10、R11和R12中的三 維坐標(x"，y"，z")是發(fā)射器112在多維空間中的位置，其中t是時間差量，V是隨空氣溫度而 變化的音速，且eN是獨立噪聲的射程測量。此外，三維坐標(xN，yN，zN)是第N個接收器(例如 麥克風(fēng)）的位置。第三射程測量可用作向最小二乘坐標計算的輸入。三維坐標(x，y，z)可為 使用以上的Rl到R12作為輸入的最小二乘計算的結(jié)果。
[0057]在一些實施例中，接收裝置104可在包含屏幕的移動裝置中實施，且屏幕可相對于 地面成角度。在實例中，當(dāng)接收裝置104相對于例如地面或桌子成角度地傾斜時，地面或桌 子附近的發(fā)射器可反映和導(dǎo)致并發(fā)情況。數(shù)字筆頂部附近的發(fā)射器112的位置可有助于減 少確定數(shù)字筆的位置時的誤差。
[0058] 在一些實施例中，處理組件132可基于發(fā)射器112、114和116的一或多個發(fā)射器的 所確定的位置來確定數(shù)字筆的傾斜角。圖3是說明根據(jù)實施例的發(fā)射裝置102的傾斜角的 圖。數(shù)字筆與z軸之間的角度可稱為角度α。此外，X軸與垂直于數(shù)字筆且從坐標系的原點延 伸的線段之間的角度可稱為角度β。如關(guān)于圖2所論述，從發(fā)射器114到發(fā)射器116的第一距 離可等效于d x〃，且從發(fā)射器112到發(fā)射器116的第二距離可等效于dxx，，
[0059] 其中，可通過以下等式來確定x'：
[0060] x' =x+dxx,sin(a)cos(P) (13)，
[0061] 其中，可通過以下等式來確定電流y'：
[0062] y' =y+dxx,sin(a)sin(P) (14),
[0063] 其中，可通過以下等式來確定z'：
[0064] z，=z+dxx'cos(a) (15)，
[0065] 其中，可通過以下等式來確定x〃：
[0066] x" = x+dx"sin(a)cos(0) (16)，
[0067] 其中，可通過以下等式來確定y〃：
[0068] y// = y+dx"sin(a)sin(P) (17)，
[0069] 其中，可通過以下等式來確定z〃：
[0070] z" = z+dx〃cos(a)， （18)，且
[0071 ]其中，a和β是發(fā)射裝置的可變傾角角度。
[0072] 可用坐標(x，y，z)和已知的dx〃和dxx，值來代替坐標(X'，y'，ζ'）和(x〃，y〃，z〃）。
[0073] 具有十一個獨立等式的超定系統(tǒng)可解七個變量&、7、2、^€(4)，且知曉( ￥、〇可 有助于有效地減少離屏誤差。此外，發(fā)射裝置102的位置準確性與1/#成比例，其中N是獨 立射程等式的數(shù)目。幾何精度衰減因子(GDOP)準確性增益可為
x，y方向的離 屏誤差可大大減小，且可與具有具時序同步的兩個發(fā)射器的數(shù)字筆一樣準確。因此，十一個 超定等式可有助于將離屏和屏幕上誤差改進到某一程度，而不需要計算絕對(v，t)值。
[0074] 聲學(xué)跟蹤系統(tǒng)100可改進發(fā)射裝置102的屏幕上和離屏準確性兩者，而不在接收裝 置104上包含額外模塊。在一些實施例中，處理組件132可為在所述多個接收器接收到的每 一聲學(xué)信號計算TD0A?；赥DOA來確定位置的聲學(xué)跟蹤系統(tǒng)可這樣做而不使用同步信道。 以此方式，可能沒有必要將額外硬件添加到聲學(xué)跟蹤系統(tǒng)100,并基于所述額外硬件來修改 軟件。未經(jīng)同步的系統(tǒng)可使用多個接收器來接收所發(fā)射的聲學(xué)信號，并計算微分到達時間 ("DT0A"），即多個接收器之間測得的時間延遲。為了計算DT0A，并非直接使用等式（1)到 (12)，而是可在坐標計算中使用每對等式之間的差。舉例來說，Rl與R2之間的差（例如Rl-R2)將vt差量從所計算的參數(shù)列表去除。然而，如果使用同步信道，那么離屏和屏幕上準確 性可保持與為聲學(xué)信號計算TDOA的實施例相對一致。
[0075]盡管描述TDOA來確定發(fā)射器的位置，但此無意為限制性的，且可使用其它技術(shù)。舉 例來說，聲學(xué)跟蹤系統(tǒng)可基于可經(jīng)同步的TOA來確定發(fā)射器的位置。經(jīng)同步系統(tǒng)可使用具有 比音速快的速度且發(fā)射到接收器來使發(fā)射器和接收器的時鐘同步的同步信號?？蓪㈩~外模 塊放置在接收裝置104上，以接收來自發(fā)射器的同步信號。
[0076]基于接收到的信號，處理組件114可計算T0F，且可執(zhí)行三角測量或其它形式的多 邊測量，來確定發(fā)射裝置隨時間而變的位置。在基于經(jīng)同步聲學(xué)信號的位置系統(tǒng)中，歸因于 紅外（IR)信號的低成本和低電力要求，可使用其來進行同步。IR可為有成本效率的，低電力 同步方法。然而，這在上文所指的系統(tǒng)中可能難以實施。舉例來說，在作用于手持機或平板 計算機的屏幕上的數(shù)字筆中，手持機或平板計算機可能不包含IR接收器，且可能難以將IR 接收器嵌入到具有可接受信號靈敏度的屏幕下方，例如使得IR接收器在光學(xué)上暴露于裝置 的外部。即使IR接收器集成在系統(tǒng)硬件內(nèi)，裝置的IR電路與音頻處理電路之間也可能需要 專用的硬件同步塊來維持IR同步信號與聲學(xué)定位信號之間的所需同步。
[0077]通常可使用的另一同步信號是無線電波同步信號。然而，使用無線電波作為同步 信號可能仍需要無線電波電路與音頻處理電路之間的專用硬件同步塊來維持所需的同步。 此外，產(chǎn)生和接收無線電波同步信號可使用比產(chǎn)生和接收IR信號多的電力。因此，需要具有 低電力要求，并不需要專用同步硬件，且容易在多種電子裝置中實施的改進的基于聲學(xué)信 號的跟蹤系統(tǒng)。
[0078]圖4是說明根據(jù)實施例的確定發(fā)射裝置的位置的方法400的流程圖。方法400無意 為限制性的，且可用于其它應(yīng)用。
[0079] 方法400包含框410到430。在框410中，在移動裝置的多個接收器處接收來自安置 為相對于彼此成固定非平面關(guān)系的至少三個發(fā)射器中的每一者的聲學(xué)信號，其中所述至少 三個發(fā)射器耦合到發(fā)射裝置。在實例中，接收器122、124、126和128可從安置為相對于彼此 成固定非平面關(guān)系的發(fā)射器112、114和116接收聲學(xué)信號，其中發(fā)射器112、114和116耦合到 發(fā)射裝置102。
[0080] 在框420中，可基于在所述多個接收器處接收到的聲學(xué)信號來確定發(fā)射裝置在多 維空間中的位置。在實例中，處理組件132基于在接收器122、124、126和128處接收到的聲學(xué) 信號來確定發(fā)射裝置102在具有至少三個維度的多維空間中的位置。
[0081] 在框430中，基于所述至少三個發(fā)射器中的一或多個發(fā)射器的所確定位置來影響 應(yīng)用程序的操作。在實例中，應(yīng)用程序控制器142基于發(fā)射器112、114和/或116的一或多個 發(fā)射器的所確定位置來影響應(yīng)用程序144的操作。
[0082]還理解，在上文所論述框410到430之前、期間或之后，可執(zhí)行額外過程。舉例來說， 方法400可包含提取由所述多個接收器中的每一接收器接收到的的聲學(xué)信號的過程。還理 解，可忽略、組合或以與所要不同的序列執(zhí)行本文所述的方法400的框中的一或多者。
[0083]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)所揭示實施例容易地設(shè)計既定在本發(fā)明范圍內(nèi)的其 它系統(tǒng)。前面的揭示內(nèi)容無意將本發(fā)明限制在所揭示的使用的精確形式或特定領(lǐng)域。因此， 根據(jù)本公開，在此考慮了本發(fā)明的不同替代實施例和/或變體是可能的，無論是在本文明確 描述還是暗示。變化可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下在形式和細節(jié)方面進行。因此，本發(fā) 明僅受權(quán)利要求書限制。
【主權(quán)項】
1. 一種聲學(xué)跟蹤系統(tǒng)，其包括： 移動裝置，其包含多個接收器，所述接收器接收來自安置為相對于彼此成固定非平面 關(guān)系的至少三個發(fā)射器中的每一者的聲學(xué)信號，其中所述至少三個發(fā)射器耦合到發(fā)射裝 置； 處理組件，其基于在所述多個