使用動作和語音命令來控制信息顯示和遠(yuǎn)程設(shè)備的頭戴式計算的制造方法【專利摘要】一種無線免手動的便攜式頭戴式計算機，其具有布置在接近穿戴者的眼睛但是在眼睛之下的微型顯示器，該微型顯示器在外圍視覺區(qū)域中而不阻擋穿戴者的主視線。頭戴式計算機可以顯示圖像或者圖像的部分，其中該部分可以被放大。頭戴式計算機還可以配備有外圍設(shè)備，諸如光源和相機，其可以分別發(fā)出和檢測可見光和不可見輻射，諸如紅外輻射和紫外輻射。穿戴者通過語音命令或者通過姿勢可控制外圍設(shè)備。頭戴式計算機還可以劃分為組件部分，組件部分可附接至個人穿戴的另一產(chǎn)品，諸如頭盔或者呼吸面罩?！緦＠f明】使用動作和語音命令來控制信息顯示和遠(yuǎn)程設(shè)備的頭戴式計算機[0001]相關(guān)串請[0002]本申請要求于2011年5月10日提交的美國臨時專利申請序列號61/484，464的權(quán)益。[0003]在此通過弓I用并入上述申請的全部教導(dǎo)?！?br>技術(shù)領(lǐng)域：
】[0004]本申請涉及人/機接口，并且更特別地涉及可穿戴頭戴式計算機，該可穿戴頭戴式計算機接受語音命令、跟蹤手部姿勢和/或檢測頭部運動，以便向在頭戴式計算機和/或外圍設(shè)備內(nèi)運行的控制軟件提供輸入?！?br>背景技術(shù)：
】[0005]能夠存儲和顯示大量高分辨率計算機圖形信息和視頻內(nèi)容的小的便攜式電子設(shè)備繼續(xù)變得越來越流行。諸如蘋果iPhone?、谷歌Android?和其他智能手機的設(shè)備展現(xiàn)了移動電話、便攜式計算機和數(shù)字媒體播放器之間的融合趨勢(iPhone是蘋果電腦公司的商標(biāo)，并且Android是谷歌公司的商標(biāo))。雖然這些智能電話通常包括顯示屏，但是因為手持式形式因素中物理大小限制，無法容易地再現(xiàn)高分辨率、大幅面顯示的視覺體驗。[0006]提供相對于智能電話改進的功能的其他設(shè)備具有各種名稱，諸如具有嵌入式計算機處理器的頭戴式計算機、視頻眼鏡、頭戴式顯示器等等。這些設(shè)備包括在面部和/或頭部上穿戴的框架或者其他支持機制，類似于一副眼鏡和/或耳機?？蚣苋菁{用于向穿戴者呈現(xiàn)電子圖像所需的小的高分辨率微型顯示器、光學(xué)鏡片和其他組件。頭戴式計算機中的電路可以包括顯示器驅(qū)動器、無線接口和全功能個人計算機系統(tǒng)。對于與此類頭戴式計算機有關(guān)的其他信息，參考在2009年3月27日提交的名稱為“HandheldWirelessDisplayDevicesHavingHigh-ResolutionDisplaySuitableforUseasaMobileInternetDevice”的PCT國際申請?zhí)朠CT/US09/38601的相應(yīng)專利申請，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。[0007]還在以下文獻(xiàn)中進一步描述了此類設(shè)備:在2010年2月2日提交的名稱為“HeadMountedVideoEyewearWithAccessoryMount”的美國申請?zhí)?1/300，611;在2010年5月5日提交的名稱為“RemoteControlOfHostApplicationUsingMotionAndVoiceCommands”的美國申請?zhí)?2/774，179;在2009年5月8日提交的名稱為“RemoteControlOfHostApplicationUsingTrackingAndVoiceCommands”的美國申請?zhí)?1/176，662；在2009年8月28日提交的名稱為“RemoteControlOfHostApplicationUsingMotionAndVoiceCommands”的美國申請?zhí)?1/237，884;在2008年I月8日提交的名稱為“MonocularDisplayDevice”的美國申請?zhí)?2/008，104,在此通過引用其整體而并入其中每一個的內(nèi)容。【
發(fā)明內(nèi)容】[0008]一種頭戴式計算機包括:微型顯示器；多個輸入設(shè)備，諸如頭部跟蹤加速計和/或相機，用于檢測諸如頭部運動、手部動作和/或姿勢的運動；以及音頻處理電路，用于檢測語音命令。這些輸入提供對于頭戴式計算機本身和/或與頭戴式計算機相關(guān)聯(lián)的外圍設(shè)備內(nèi)運行的應(yīng)用程序的控制和操作。[0009]在一個實現(xiàn)中，從位于頭戴式計算機內(nèi)的傳感器接收語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入。繼而根據(jù)語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入來確定到3-D虛擬空間的視野?？梢酝ㄟ^頭戴式計算機設(shè)備本地的處理器和/或遠(yuǎn)程處理器來維護表示3-D虛擬空間的數(shù)據(jù)。3-D虛擬空間包含表示一個活多個圖形對象的數(shù)據(jù)。圖形對象可以包括各種元素，諸如計算機桌面、應(yīng)用窗口、數(shù)字圖像、照片、3-D模型或者其他圖像數(shù)據(jù)。語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入可以確定用于將視點確定到3-D虛擬空間中的視野和縮放因子二者?；谝曇昂涂s放因子來確定從3-D虛擬空間中選擇的圖像數(shù)據(jù)，并且繼而將其在微型顯示器上呈現(xiàn)。[0010]手部姿勢、頭部動作和/或語音命令不僅可以用于設(shè)置視野和縮放因子，還可以用于選擇3-D虛擬空間內(nèi)的若干圖形對象中的哪個用于在微型顯示器上整體地或者局部地呈現(xiàn)。由此，通過使用這些輸入命令，頭戴式設(shè)備的穿戴者可以通過大幅面3-D空間進行導(dǎo)航，并且完全控制在微型顯示器上看到3-D空間的哪些部分。[0011]頭戴式計算機還可以包括光源和相機?？梢酝ㄟ^輸入命令來操縱光源和相機的光譜特性，以便提供合成視覺功能。特別地，通過相機來檢測光源照亮的場景，并且轉(zhuǎn)而在微型顯示器上呈現(xiàn)。光源和相機優(yōu)選地在包括紅外線、近紅外線、紫外線、短波紅外線或者其他不可見波長的光譜的不可見電磁部分中操作。以這種方式，頭戴式計算機的佩戴者能夠觀看光譜的不可見部分中的場景。[0012]語音、頭部動作和/或手部姿勢可以控制光源和相機的操作波長、來自光源的輻射的強度、相機的敏感度或者微型顯示器上的合成視覺功能的呈現(xiàn)的其他方面。[0013]光源還可以用于確定測距信息。特別地，光源可以發(fā)射高精度光，諸如激光。繼而可以通過相機或者能夠確定對于光的往返時延的其他傳感器來檢測由對象對光的反射。頭戴式計算機繼而可以確定到物理空間中的一個或多個點的測距。這不僅可以提供到給定對象的測距，還可以提供例如兩個對象之間的距離。在確定到不止兩個點的距離的情況下，可以估計空間的體積。[0014]可以將頭戴式計算機封裝以便與諸如頭盔的頭戴裝置相配合。在一個實現(xiàn)中，處理器和其他電子組件可以安置在第一殼體中，第二殼體可以在吊桿上承載微型顯示器，并且第三殼體可以包括電源。繼而可以在各個殼體之間提供一個或多個信號和/或電力連接器。殼體單獨地可附接至頭戴裝置，并且從頭戴裝置可拆卸。這允許將頭戴式計算機加裝到頭盔或者由安全人員、安保人員和軍事人員習(xí)慣穿戴的其他頭戴裝置上。這繼而消除了他們適應(yīng)于在其頭戴裝置內(nèi)部或者頂部完全聚集的頭戴式設(shè)備的需要。在特定實施方式中，用于微型顯示器和/或處理器的殼體可以包括噪聲消除電路，該噪聲消除電路可以輔助諸如呼吸器設(shè)備等的噪聲環(huán)境中的操作。[0015]頭戴式計算機還可以控制遠(yuǎn)程載具，并且接收和顯示從遠(yuǎn)程載具上的相機返回的圖像。源自語音、頭部動作和手部姿勢輸入的控制命令可以用作相關(guān)聯(lián)載具的遠(yuǎn)程控制。在其他實施方式中，控制命令可以改變位于載具上的相機的位置和/或其他操作特性。從遠(yuǎn)程載具上的相機返回的圖像信息可以在微型顯示器上顯示。[0016]頭戴式計算機的穿戴者因此可以如同其是乘坐載具的微型駕駛員一樣，來體驗使用遠(yuǎn)程載具、操作載具、同時看到在微型顯示器上顯示的載具周圍的場景。頭戴式計算機與載具之間的無線接口可以用于檢測用于該載具的控制命令。[0017]控制命令還可以控制安裝在載具上的控制裝置，諸如負(fù)載和要通過載具運輸?shù)钠渌O(shè)備。在某些方面，語音命令可以生成用于載具的復(fù)雜命令，諸如“返回基地”、“在特定高度盤旋”等?！緦＠綀D】【附圖說明】[0018]在如附圖中所示的本公開的示例實施方式的下文更為具體描述中，上述內(nèi)容將變得易見，貫穿不同視圖，相似的參考符號是指相同的部分。附圖未必是按比例的，重點在于示出各個實施方式。[0019]圖1示出了實現(xiàn)在此描述的若干功能的頭戴式計算機。[0020]圖2繪出了可以利用語音、頭部動作或者手部姿勢來操縱的到3-D虛擬空間的視□。[0021]圖3A和圖3B繪出了合成增強視覺模式和測距模式。[0022]圖4A和圖4B更加詳細(xì)地示出了合成視覺模式，圖4A是光源關(guān)閉的黑屏幕，圖4B是光源開啟時的視圖的場景。[0023]圖5A和圖5B示出了頭戴式計算機的組件單獨地附接至頭盔的實現(xiàn)。[0024]圖6示出了可與頭戴式計算機一起使用以控制諸如載具的另一設(shè)備的無線操縱桿和鼠標(biāo)控制器。[0025]圖7A、圖7B和圖7C示出了可以通過操作其上包含的組件的頭戴式計算機來控制的載具的多個示例。[0026]圖8示出了與頭戴式計算機一起使用的無線操縱桿。[0027]圖9是頭戴式計算機的更詳細(xì)視圖。[0028]圖10是由頭戴式計算機執(zhí)行的功能的高層框圖。[0029]圖11是頭戴式計算機的組件的更加詳細(xì)的框圖?！揪唧w實施方式】[0030]圖1示出了在人的頭部穿戴的頭戴式計算機100。頭戴式計算機100也被稱為具有嵌入式計算機的視頻眼鏡、頭戴式顯示器(HMD)或者各種其他名稱。在該示例中，頭戴式計算機100包括裝置、處理器和控制微型顯示器120上的對象的呈現(xiàn)和外圍設(shè)備的軟件。微型顯示器120可以被容納在顯示器殼體125中，該顯示器殼體125由附接至框架140的吊桿132所支持?？蚣?40可以附加地包含殼體150，用以容納其他電子組件；在此處所示的示例中，殼體150定位在穿戴者頭部的后部。一個或多個揚聲器135向穿戴者的耳朵遞送音頻信號，并且類似地，一個或多個麥克風(fēng)137包含在殼體125中和/或包含在檢測音頻信號的其他區(qū)域中。諸如相機160的外圍設(shè)備可以附接至外圍端口165。頭戴式計算機100例如也可以通過穿戴者頭部上的帶子170來支持。[0031]如下文結(jié)合圖9、圖10和圖11詳細(xì)解釋的，頭戴式計算機100是完全包含的個人計算機系統(tǒng)，該個人計算機系統(tǒng)包括一個或多個數(shù)據(jù)處理器，用于在微型顯示器120上生成圖像并且執(zhí)行其他功能。位于頭戴式計算機100中的處理器能夠解譯語音命令、(諸如通過相機)檢測穿戴者160的手部運動和/或通過加速計或者其他動作傳感器來檢測穿戴者的頭部運動。這些輸入繼而被解譯為對頭戴式計算機100和/或遠(yuǎn)程設(shè)備的命令,頭戴式計算機諸如可以通過無線接口與遠(yuǎn)程設(shè)備進行通信。[0032]到3-D虛擬空間的視口[0033]由頭戴式計算機100執(zhí)行的一個功能是提供到3-D虛擬空間的圖形視口和/或窗口。圖形視口確定在微型顯示器120上呈現(xiàn)哪些信息。以這種模式，例如，穿戴者的頭部的運動可以將3-D虛擬空間的不同部分帶入到微型顯示器120上的視圖中。[0034]圖2示出了其中的某些細(xì)節(jié)。此處，相對于虛擬3-D空間300示出了穿戴者200。虛擬3-D空間300具有位于其中的多個窗口310、320、330、340、350，這些窗口由頭戴式計算機100或者外部主機內(nèi)的處理器來維護。然而，僅將一個窗口340以無陰影方式示出，以指示其是活躍窗口。其他窗口310、320、330和350示出為灰色的。由此，雖然3-D虛擬空間中存在其他這些窗口，但是穿戴者200不會看到整個3-D虛擬空間，而是，用戶200僅在微型顯示器120上看到窗口340(或者更典型地，該窗口的選定部分)。窗口340可以是簡單的視口，該視口到例如窗口化操作系統(tǒng)中的圖形窗口。在此處示出的示例中，圖形對象是數(shù)字地圖圖像，并且穿戴者正在查看地圖的僅一部分而不是整個地圖。[0035]可以理解，3-D虛擬空間可以包括各種元素，諸如計算機桌面、應(yīng)用窗口、照片、3-D對象模型或者任何其他類型的數(shù)字圖像對象。還應(yīng)當(dāng)理解，這些圖像對象可以在3-D虛擬空間中彼此相鄰、覆蓋或者前后或靠近而定位。[0036]用戶可以通過使用頭戴式計算機100給出命令，而操縱各種圖像對象。在一個示例中，用戶可以要求放大對象之一內(nèi)感興趣的特定區(qū)域的一定水平?？梢酝ㄟ^跟蹤頭部動作、語音命令和/或手部姿勢，來選擇窗口區(qū)域的位置和大小。例如，用戶可以指定要應(yīng)用于特定應(yīng)用軟件窗口的位置和放大和/或變焦水平。結(jié)果類似于使用放大鏡跨越大區(qū)域無縫地觀看某些事物，不同之處在于通過使用頭部跟蹤器/姿勢檢測器/語音輸入檢測，并且確定以什么放大水平來放大正在微型顯示器120上看到的區(qū)域。由此，使用這一特征，用戶可以將其頭部向左、向右、向上或者向下移動，并且繼而選擇圖像對象300、310、320到340中的一個特定圖像對象被激活。在一個示例中，用戶200可以從圖2中所示的位置，將他的頭轉(zhuǎn)到右邊。這一動作繼而將產(chǎn)生新的窗口330，并且繼而成為活躍窗口，窗口340繼而被解激活。[0037]用戶200還可以發(fā)布命令，用以保持其希望放大的大圖像片，凍結(jié)屏幕上的該部分，并且將其放置在一邊，并且繼而返回并且觀看該圖像的另一區(qū)域，或者甚至請求針對其他區(qū)域的另一水平的放大。以這種方式，用戶可以以不同的放大水平來觀看圖像的相同部分，和/或以不同的放大水平觀看較大圖像的不同點或者片，并且繼而簡單地通過將其頭部向左或者向右、向上或向下移動而在其之間進行切換。[0038]在又一示例中，穿戴者可以發(fā)布語音命令來操縱3-D虛擬空間中各個圖像對象的位置。例如，穿戴者例如可以通過移動其頭部而選擇圖像對象，但繼而發(fā)布諸如“向上移動對象”或者“將對象A移動到對象B后方”的語音命令。這使得頭部跟蹤器繼而控制所選擇的圖像對象在3-D虛擬空間內(nèi)的相對位置，而不是允許他在3-D空間內(nèi)的給定單個對象之中導(dǎo)航。[0039]應(yīng)當(dāng)理解，穿戴者200由此訪問虛擬桌面，該虛擬桌面可以按照可以在3-D虛擬空間中呈現(xiàn)的任何形式因素，即，穿戴者200可以在圍繞其頭部的360°表面中工作，或者可以具有如下印象:他正在長景深的3-D空間中工作。[0040]在另一示例中，用戶200可以將他的頭部轉(zhuǎn)到左下方，從而使得窗口350變得活躍。該窗口可以是諸如引擎的對象的3-D模型。用戶繼而可以使用語音、頭部跟蹤和/或手部姿勢命令來操縱該3-D模型，用以操縱3-D空間中的視點。穿戴者還可以發(fā)布命令用以操縱模型本身，諸如說“水平旋轉(zhuǎn)對象90°”，從而使得馬達(dá)的表示在3-D空間中旋轉(zhuǎn)。[0041]微型顯示器120上的顯示圖像的視圖不需要用戶物理上定向為如同其正以任何特定方向觀看一樣。例如，用于可以遠(yuǎn)程地觀看如可以在房間的墻壁上投影的、落座或站立的位置虛擬生成的任何圖像，但是穿戴者可以自己物理地面向其他位置，諸如躺下。[0042]免手動(hands-free)合成視覺[0043]圖3A和圖3B示出了頭戴式計算機100提供的其他模式和功能。在該示例中，諸如光源195的發(fā)射器位于頭戴式計算機100內(nèi)，通常在與相機160相同的小殼體內(nèi)。如果相機1600和光源195的波長是協(xié)調(diào)的，從而使得相機對由光源發(fā)射的相同波長敏感，則可以產(chǎn)生合成視覺功能。例如，光源可以是紅外或者紫外的，并且如果相機類似地在這些波長區(qū)域中靈敏，則所產(chǎn)生的來自相機的圖像可以在微型顯示器120上看到。頭戴式計算機100中的處理器不僅可以使得圖像由相機捕獲、并且直接在微型顯示器120上觀看，而且還可以存儲在存儲器中和/或向遠(yuǎn)程系統(tǒng)或者顯示器發(fā)送。[0044]使用頭戴式計算機100，穿戴者由此可以體驗組合了合成視圖的免手動合成視覺，合成視圖例如示出個人的熱簽名或者墻壁或者其他障礙物的其他側(cè)面上的對象的遠(yuǎn)紅外視圖。其示例在圖4A和圖4B中示出。當(dāng)光源195關(guān)閉時，微型顯示器上的圖像是完全空白的。然而，當(dāng)光源195打開時，紅外相機拾取紅外輻射，并且看到否則不可見的圖像。使用頭戴式計算機100，利用集成的紅外光源和相機，穿戴者繼而能夠在黑暗環(huán)境中看到微型顯示器120上的內(nèi)容，但是其本身仍然無法被那些僅依賴于自然的非增強景象的看到。場景中的個人350不能夠檢測到穿戴者的存在，因為來自光源的紅外照明對于肉眼是不可見的。[0045]如圖3B所示，光源還可以包括激光測距儀198。激光198可以通過用戶移動其頭部和/或使用語音命令來引導(dǎo)。測距儀可以用于各種功能，諸如發(fā)現(xiàn)到物理空間中的對象的距離，確定兩個物體之間的相對距離。在后一示例中，用戶可以將其頭部朝向一個對象，并且測量到第一對象的距離，并且繼而移動其頭部，否則將使激光瞄準(zhǔn)第二對象。用戶繼而可以要求頭戴式計算機100求解其位置與兩個對象之間的三角方程，從而估計兩個對象之間的距離。[0046]在又一示例中，可以通過穿戴者將激光瞄準(zhǔn)三個或者更多個點，并且要求頭戴式計算機計算出其之間的距離來估計空間的體積。在使用諸如調(diào)查或者材料估計時，這些功能可能是有用的?，F(xiàn)在，可以在不需要穿戴者實際移動的情況下、或者通過使用除了內(nèi)置到頭戴式計算機100中的激光測距儀之外的測量實現(xiàn)來實現(xiàn)。[0047]對頭盔可改裝的組件[0048]圖5A和圖5B示出了改裝到現(xiàn)有頭戴裝置上的以特定方式封裝的頭戴式計算機100的另一示例。在這種實現(xiàn)中，頭戴式計算機電子設(shè)備(包括外圍設(shè)備，諸如相機和電池電源)、主處理器等可以被封裝到一個組件殼體502中，并且具有集成的光學(xué)/視覺/音頻部分的吊桿被封裝為另一組件殼體501。組件501、502單獨地可附接至用戶熟悉的現(xiàn)有的頭戴裝置。在所示的該示例中，頭盔500可以具有兩個Velcro?平板，電子組件502附接至一個平板Velcro?,并且電池503獨立地封裝并且附接至其他Velcro?平板(Velcro是Velcro公司的商標(biāo))。吊桿元件501諸如經(jīng)由機械夾具或者緊固件也附接至頭盔；吊桿當(dāng)然包括集成的微型顯示器和麥克風(fēng)。布線系統(tǒng)可以將微型顯示器和吊桿501連接至電子設(shè)備502和電池503。吊桿501可以固定和/或栓接到頭盔的左側(cè)或右側(cè)，這取決于用戶的偏好，也取決于用戶可能操作的其他設(shè)備。[0049]相機、激光器和其他外圍設(shè)備也可以安裝到頭盔500上。代替穿戴者在頭盔之下佩戴專用耳機，該封裝解決方案可以實現(xiàn)頭戴式計算機功能，而用戶不必適應(yīng)于新的頭戴裝置。另外，對特定類型的頭戴裝置(諸如呼吸器)的操作不受影響。如果裝載的電子設(shè)備還提供噪聲消除，則可以改善該特定最終使用。例如，如果穿戴者正在使用呼吸器，則呼吸器常常會制造很多背景噪聲，這種背景噪聲將會干擾語音輸入或者聲音錄制。裝載電子設(shè)備可以包括噪聲消除電路或者程序，其消除呼吸器的背景噪聲。類似的解決方案可以用于消除其他背景噪聲，以允許語音或者其他聲音的更清楚的錄制。[0050]頭戴式計算機控制遠(yuǎn)程載具，接收和顯示來自和去往遠(yuǎn)程載具的圖像[0051]在另一實現(xiàn)中，從位于頭戴式計算機100內(nèi)的傳感器接收的語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入可以用于導(dǎo)出遠(yuǎn)程控制命令。該控制命令繼而可以通過無線接口發(fā)送以控制遠(yuǎn)程載具機器人或者其他對象。在這一最終使用中，輸入設(shè)備還可以包括無線操縱桿和/或鼠標(biāo)用以提供用于控制載具的其他輸入。[0052]在一個示例中，對頭戴式計算機的語音輸入可以生成用于控制載具的路徑的控制命令。語音命令，諸如“向右轉(zhuǎn)”、“向左轉(zhuǎn)”、“前行”、“后退”、“停止”等等可以包括在頭戴式計算機100的處理能力中。類似地，頭部跟蹤輸入可以生成用于控制載具的路徑，或者更通常地，用于控制載具上的相機的方向的控制命令。以這種方式，用戶可以獲得其物理地位于載具上的體驗。這通過使得載具上的相機優(yōu)選地?zé)o線地向頭戴式計算機傳輸回視頻來實現(xiàn)。在遠(yuǎn)程載具處接收的視頻繼而可以在頭戴式計算機內(nèi)的顯示器上顯示。[0053]在另一示例中，諸如圖6所示的無線手持式控制器610可以與頭戴式計算機100一起使用，以便更加自然地控制載具620的路徑位置、姿態(tài)和/或方向。[0054]使用這一布置，人可以控制諸如無人飛行載具(圖7A)、無人地面載具(圖7B)或者玩具(圖7C)等等的載具。這消除了現(xiàn)有技術(shù)中利用需要幾乎全部用戶注意力和雙手來操作的可視游戲類型的控制器來簡單地操作遠(yuǎn)程載具620的問題。通過與可以獲得頭部動作、語音和手部跟蹤命令的可穿戴的頭戴式計算機100相結(jié)合地使用無線操縱桿，頭戴式計算機的控制和電子處理能力可以授予任何人控制權(quán)，諸如軍人、警察、消防員或者工業(yè)工人，來以簡單和自然的方式控制一個或多個遠(yuǎn)程系統(tǒng)或者載具620。[0055]在不存在單獨的用戶輸入設(shè)備的情況下，頭戴式計算機100上的相機可以檢測用戶的手部姿勢作為控制輸入。穿戴者還可以給出話音命令，以便給予載具特定命令。例如，如果穿戴者說“凍結(jié)”，其可以由頭戴式計算機檢測到，說出的命令繼而被翻譯為一個或多個命令用以控制無人飛行載具的飛行路徑，停止一切事項，僅是懸?；蛘邍@當(dāng)前的感興趣點遵循圓形飛行路徑。[0056]在其他示例中，諸如“返回基地”的語音命令可以使得載具遵循復(fù)雜的編程飛行路徑。另一示例可以是“在特定高度盤旋”，其可以使得載具通常遵循圍繞其當(dāng)前位置的地理穩(wěn)定的圓形。這可以緩解用戶不得不乏味地經(jīng)由手持式控制器持續(xù)地提供命令。[0057]其他的語音命令和手持式命令可以用于控制載具的能力、性能和/或行進路徑的其他方面。[0058]在一個實施方式中,載具620本身包含相機,該相機向頭戴式計算機100無線地傳輸回視頻輸出。向頭戴式計算機輸送返回的視頻繼而在微型顯示器120上顯示。穿戴者的頭部運動和/或姿勢繼而可以以自然的方式用于控制遠(yuǎn)程載具上的相機的位置、姿態(tài)、搖鏡頭、變焦、放大、光譜敏感度或者其他能力。用戶的頭部運動繼而可以通過頭戴式計算機100的裝載的電子設(shè)備來跟蹤，并且通過頭戴式計算機翻譯為被發(fā)送回?zé)o人載具的相機的命令。作為示例，如果穿戴者向左看，則該動作被頭戴式計算機的頭部跟蹤器檢測到，被翻譯為相機“向左移動”命令。該“向左移動”命令繼而被無線地發(fā)送至遠(yuǎn)程載具，使得遠(yuǎn)程載具上的相機向左搖鏡頭。[0059]通過從載具返回視頻流，并且將其顯示在微型顯示器上，可以給予穿戴者如同其是無人飛行載具內(nèi)的微型飛行員的體驗。[0060]在另一功能中，用戶例如可以使用話音命令來控制載具本身可能包含的其他外圍設(shè)備。諸如圖8所示的無人飛行載具可以攜帶負(fù)載，諸如要在遠(yuǎn)程位置降下的相機或者其他傳感器。載具能夠遞送的這些負(fù)載、武器或者其他對象可以由頭戴式計算機100的用戶來控制。對這些負(fù)載的控制可以不考慮載具本身被命令做什么而實現(xiàn)。[0061]系統(tǒng)描述[0062]圖9示出了無線頭戴式計算機100(也稱為視頻眼鏡設(shè)備100)，其包括高分辨率(VGA或更佳)微型顯示器元件和下文描述的其他特征。頭戴式計算機100通常包括很多不同類型的集成電路，包括微處理器(單核或者多核)、一個或多個無線接口、相關(guān)聯(lián)的存儲器或者其他存儲設(shè)備、一個或多個相機(光學(xué)傳感器)和/或各種傳感器。這些傳感器可以包括音頻輸入和/或輸出設(shè)備，諸如一個或多個麥克風(fēng)輸入和輸出揚聲器，傳感器可以包括地理位置感應(yīng)、3軸到9軸自由度的方向傳感器(諸如數(shù)字磁力計)、氣壓傳感器、能量傳感器、加速、位置、姿態(tài)、動作、速率或者光學(xué)傳感器以及相機(可視、紅外燈)。諸如附加無線電、輔助照明、測距儀等，和/或傳感器的陣列可以嵌入和/或附接到設(shè)備。而且，通常位于設(shè)備100內(nèi)的是諸如“熱靴插座”(圖9中未示出)的一個或者多個外圍安裝座，以用于安裝諸如相機或者附加傳感器的光學(xué)附件。相機、動作傳感器和/或傳感器用于跟蹤用戶的頭部、手部和/或身體在至少第一軸111(水平)上的動作和/或位置，但是優(yōu)選地，軸還包括第二(垂直)、第三(深度)軸、第四(傾斜)軸、第五(滾動)軸和第六(搖擺)軸。[0063]頭戴式計算機設(shè)備100可以按照多種方式使用。其可以用作完全包含的、頭盔式全功能便攜式個人計算機/智能電話，其具有通過短距和/或長距無線鏈路到外部計算機和網(wǎng)絡(luò)的全部連接，無線鏈路諸如藍(lán)牙、WiF1、蜂窩、LTE、WiMax或者其他無線電。[0064]設(shè)備100還可以用作遠(yuǎn)程顯示器，用于流式傳輸由遠(yuǎn)程主機提供的視頻信號。主機例如可以是膝上型計算機、蜂窩電話、黑莓、iPhone?、或者比設(shè)備100本身具有較小或者較大計算復(fù)雜度的其他計算設(shè)備。主機繼而向設(shè)備100提供要顯示的信息。設(shè)備100和主機經(jīng)由一個或多個適合的無線連接來連接，無線連接諸如由藍(lán)牙WiF1、蜂窩、LTE、WiMax或者其他無線電來提供。主機本身還可以連接到其他網(wǎng)絡(luò)，諸如通過有線或者無線連接而連接到因特網(wǎng)。[0065]雖然圖9中示出了利用懸臂式吊桿在用戶的面部支持的表示單個固定顯示器元件的單眼微型顯示器，但是應(yīng)當(dāng)理解，用于各種視頻眼鏡設(shè)備100的其他機械配置也是可能的。[0066]在圖9的實現(xiàn)中，頭戴式計算機100—般包括框架1000、帶子1002、后部1004、揚聲器1006、懸臂或臂1008和微型顯示器部件1010。在設(shè)備100的與懸臂1008相對的一側(cè)是外圍端口1020。外圍端口1020向一個或多個外圍設(shè)備提供相應(yīng)的連接，所以用戶可以可拆卸地將各種附件附接到設(shè)備100。作為示例，端口1020提供機械和電氣附件安裝座，諸如熱靴插座。線路通過后部1004將來自端口1020的電信號運載到其中布置的電路。熱靴插座1020可以如同相機上的熱靴插座一樣操作，自動地提供連接以便為附件供電，并且運載去往和來自設(shè)備100的其他部分的信號。各種類型的附件由此可以與端口1020—起使用，以便向系統(tǒng)提供手部運動、頭部運動和/或聲輸入，諸如但不限于麥克風(fēng)、位置、方向和其他先前描述的傳感器、相機等。[0067]圖1是在用戶的頭部上穿戴的頭戴式計算機100的視圖，其中附件1060放置在熱靴端口1020中。該附件1060是獨立相機(或者其他動作傳感器)部件。相機1060可以在類似于“子彈相機”的封裝中包括音頻和視頻感應(yīng)二者、錄制和發(fā)光能力。其可以通過以下方式連接到設(shè)備100中的其余組件:在后部1004中內(nèi)置布線(如在先前描述的揚聲器的情況下)，或者可以經(jīng)由Bluetooth?或者WiFi?連接而無線地連接。相機1060可以不必是視頻相機，還可以是紅外、紫外或者其他波長。相機1060還可以包括用戶可調(diào)節(jié)的輔助光源。利用光源，相機1060還可以在不激活相機部分的情況下用作所需要的光源。[0068]以各種方式將對設(shè)備100的相機、動作跟蹤和音頻輸入解譯為用戶命令，用以控制本地處理器、微型顯示器或者外部主機的操作。[0069]也可以由用戶1050提供頭部運動跟蹤和/或聲命令以便操縱相機1060的設(shè)置。例如，可以由本地處理器識別用戶聲命令，諸如“變焦”或者“搖鏡頭”，以使得相機1060放大或者攝遠(yuǎn)。[0070]圖10是更加詳細(xì)地示出設(shè)備100、可選主機200以及其間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的框圖。設(shè)備100經(jīng)由麥克風(fēng)接收音頻信號輸入，經(jīng)由位置和方向傳感器、相機或者光學(xué)傳感器來接收手部運動或者身體姿勢，經(jīng)由頭部跟蹤電路(諸如3軸到9軸自由度方向傳感器)來接收頭部運動輸入。通過設(shè)備100本地的處理器中的軟件將這些翻譯為命令。繼而，通過設(shè)備100內(nèi)部的處理器解譯這些命令，用以控制微型顯示器上的信息的呈現(xiàn)、或者諸如外圍或者遠(yuǎn)程載具的其他對象的方面。還可以通過藍(lán)牙或者其他無線接口150向主機200發(fā)送命令。主機200繼而根據(jù)其自己的操作系統(tǒng)/應(yīng)用軟件來解譯這些翻譯的命令，以執(zhí)行各種功能，或者將信息返回至設(shè)備100。在一個示例中，設(shè)備100和/或主機200維護其中存儲圖形對象的3-D虛擬空間。[0071]在可以在本地處理器和/或遠(yuǎn)程主機200上執(zhí)行的命令之中，一個命令是用于選擇虛擬顯示內(nèi)的視野300。由此，應(yīng)當(dāng)理解，非常大幅面的虛擬顯示區(qū)域可以與設(shè)備100或者主機200上運行的操作系統(tǒng)或者應(yīng)用軟件相關(guān)聯(lián)。然而，僅返回視野內(nèi)的大虛擬顯示區(qū)域的一部分，并且通過由語音、手部姿勢或者頭部動作命令選擇的遠(yuǎn)程控制顯示設(shè)備120來實際地顯示。[0072]圖11是頭戴式計算機設(shè)備100的非限制性示例實施方式的簡化高層框圖。系統(tǒng)電子設(shè)備可以放置在適當(dāng)位置(諸如后部1004)的框架上或其中，并且包括開放媒體應(yīng)用平臺(OMAP)作為本地處理器4110、功率/音頻組合芯片4102、顯示驅(qū)動器4104、頭部跟蹤器電路板4106和無線LAN/藍(lán)牙接口4108。電源也位于殼體中，諸如鋰離子電池4200。[0073]設(shè)備100也可以包括eyepod部件4000，其包括上述微型顯示器4010(例如，圖2A的微型顯示器1010和吊桿1008)、以及一個或多個麥克風(fēng)4020。一個或多個揚聲器4030位于接近用戶的耳朵的HMD殼體耳機(圖9中的項目1006)中。頭部跟蹤器電路4106可以包括用于確定由設(shè)備100中的傳感器檢測到的頭部運動和姿勢的電路，諸如使用霍爾效應(yīng)傳感器、MIM二極管、加速計、陀螺儀和/或三極管、或者上文提到的其他傳感器而檢測到的、沿著X軸、Y軸和Z軸的橫向運動和圍繞X軸、Y軸和Z軸的旋轉(zhuǎn)姿勢。[0074]設(shè)備系統(tǒng)100還可以從外部輸入設(shè)備接收輸入，外部輸入設(shè)備諸如無線鼠標(biāo)、軌跡球或者鍵盤，其可以通過藍(lán)牙接口4108無線地連接。[0075]WLAN/BT前端4108、0MAP4100和/或主機200中的軟件可以用于解譯由相機或者其他傳感器檢測到的手部姿勢。相機板4060也可以可選地提供視頻輸入。[0076]OMAP處理器4100可以包括中央處理單元和片上存儲器(諸如隨機存取存儲器(RAM))，片上存儲器可以包括非易失性存儲器和/或只讀存儲器(ROM)。OMAP可以是由德州儀器公司銷售的德州儀器型號0MAP3530處理器或者更新版本，并且使用多媒體處理器。0MAP4100通?？梢詧?zhí)行嵌入式系統(tǒng)，諸如操作MiCTGScrftWindows?的特定版本。0MAP4100是一般比WLAN/BT接口4108更加強大并且更加耗電的處理器。[0077]在該不例中，同樣從德州儀器可得的TPS65950功率/音頻組合芯片向系統(tǒng)提供音頻、USB、小鍵盤控制和電池充電功能。[0078]WLAN/BT接口4108可以是型號LBEE1W8NEC接口電路(諸如從英國劍橋的CSR公司可得的藍(lán)牙電路)或者具有類似或者較大能力的其他音頻模塊。[0079]顯示器驅(qū)動器可以是從馬薩諸塞州韋斯特伯勒市的Kopin公司可得的型號K⑶-A910顯示器驅(qū)動器。[0080]從Kopin公司可得的微型顯示器4010可以包括型號CyberDisplay230K、WQVGA,VGA、WVGA、SVGA或者其他制造商的可接受的微型顯示器。[0081]NCS模塊4400采用原始麥克風(fēng)信號數(shù)據(jù)作為輸入，并且輸出去除了背景噪聲的音頻數(shù)據(jù)。其產(chǎn)生去往音頻組合芯片4102以及從其到OMAP處理器4100的音頻信號。使用由NCS4400饋送的經(jīng)清理的麥克風(fēng)信號，在OMAP處理器4100上的軟件中執(zhí)行語音識別。[0082]通過引用在此提及的所有專利、公開申請和參考的教導(dǎo)而并入其全部內(nèi)容。[0083]雖然本公開已經(jīng)描述了若干示例實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不脫離由所附權(quán)利要求包括的本發(fā)明的范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種改變?！緳?quán)利要求】1.一種由頭戴式計算機設(shè)備內(nèi)安置的一個或多個處理器執(zhí)行的方法，包括:從遠(yuǎn)程處理器接收圖像數(shù)據(jù)；從位于所述頭戴式計算機內(nèi)的傳感器接收語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入；根據(jù)所述語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入來確定到三維(3D)虛擬空間的視口；根據(jù)視野和縮放因子從所述圖像數(shù)據(jù)中選擇圖像部分；以及在所述頭戴式計算機內(nèi)安置的微型顯示器上呈現(xiàn)所述圖像部分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:維護所述3D虛擬空間內(nèi)的多個圖形對象的表示。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:與安置在所述頭戴式計算機設(shè)備外部的主機處理器通信，以便維護所述3D虛擬空間內(nèi)的多個圖形對象的表示。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括:檢測頭部動作以在所述3D虛擬空間內(nèi)移動所述視野。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括:檢測語音輸入以在所述3D虛擬空間內(nèi)移動所述視野。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述圖形對象是從包括應(yīng)用窗口、數(shù)字圖像等的組中選擇的。7.一種由安置在頭戴式計算機設(shè)備內(nèi)的一個或多個處理器執(zhí)行的方法，包括:根據(jù)由位于所述頭戴式計算機內(nèi)的傳感器檢測到的語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入，來操作位于所述頭戴式計算機內(nèi)的光源；根據(jù)由位于所述頭戴式計算機內(nèi)的傳感器檢測到的語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入，來操作位于所述頭戴式計算機內(nèi)的相機；所述光源和所述相機在不可見波長處操作；以及在安置在所述頭戴式計算機內(nèi)的微型顯示器上顯示圖像數(shù)據(jù)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述光源和所述相機在紅外(IR)或者紫外(UV)波長處操作。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:根據(jù)所述語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入來確定視野和縮放因子；以及根據(jù)所述視野和所述縮放因子而從所述圖像數(shù)據(jù)中選擇將在所述微型顯示器上被呈現(xiàn)的圖像部分。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:接收語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入，并且響應(yīng)于所述輸入，控制用于所述光源和所述相機的操作波長。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:接收語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入，并且響應(yīng)于所述輸入，控制從所述光源發(fā)射的強度。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:接收語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入，并且響應(yīng)于所述輸入，控制所述相機的敏感度。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述光源是激光測距儀，并且所述響應(yīng)包括測距信息。14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:確定針對至少兩個點的測距信息；根據(jù)所述測距信息來確定所述兩個點之間的距離信息；以及在所述微型顯示器上顯示所述距離信息。15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述測距信息是針對多個點而確定的，并且還包括:確定由所述多個點限定的空間的體積信息；以及在所述微型顯示器上顯示所述體積信息。16.一種頭戴式計算機系統(tǒng)，包括:用于處理器的第一殼體；用于微型顯示器的第二殼體；用于電源的第三殼體；所述第一殼體、所述第二殼體以及所述第三殼體之間的一個或多個信號和電力連接；以及用于將所述第一殼體、所述第二殼體和所述第三殼體分離地附接至頭戴裝置以及從所述頭戴裝置分離的緊固件。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述頭戴裝置是頭盔。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述緊固件附加地包括掛鉤和環(huán)緊固件。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一殼體還容納噪聲消除電路。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第二殼體還包括用于支持所述微型顯示器的吊桿。21.一種由頭戴式計算機設(shè)備內(nèi)安置的一個或多個處理器執(zhí)行的方法，包括:從遠(yuǎn)程載具接收圖像數(shù)據(jù)；從位于所述頭戴式計算機內(nèi)的傳感器接收語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入；根據(jù)所述語音、頭部動作和/或手部姿勢輸入來確定控制命令；以及向所述遠(yuǎn)程載具發(fā)送所述控制命令。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述控制命令控制位于所述載具上的相機。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括:響應(yīng)于發(fā)送所述控制命令，從位于所述遠(yuǎn)程載具上的所述相機接收圖像數(shù)據(jù)；在安置在所述頭戴式計算機內(nèi)的微型顯示器上呈現(xiàn)所述圖像數(shù)據(jù)。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述控制命令控制所述載具的操作。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述語音輸入生成用于控制所述載具的路徑的控制命令。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中頭部動作輸入生成用于控制所述載具上的所述相機的控制命令。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述控制命令控制所述相機的位置、姿態(tài)和/或方向。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括:從手持式控制器接收輸入；以及根據(jù)所述手持式控制器輸入來確定用于控制所述載具的路徑的命令。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述語音輸入生成使得所述載具和所述相機保持在固定位置的懸停命令。【文檔編號】G06F3/01GK103620527SQ201280031144【公開日】2014年3月5日申請日期:2012年5月10日優(yōu)先權(quán)日:2011年5月10日【發(fā)明者】J·J·雅各布森,C·I·帕金森,S·A·龐伯申請人:寇平公司