专利名称：利用表面交互的电子系统控制的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及电子系统的控制，尤其涉及利用与表面的物理交互来 控制电子系统。
背景技术：
目前，与电子系统的大多数交互要求用户操纵某种类型的控制装 置，比如键盘、鼠标或遥控器。
这种控制装置的使用具有如下缺点控制装置往往处于对用户不 便利的位置，要不就该装置令人讨厌，例如造成室内或办公环境的混 乱或不整洁。
另外，这种装置往往只与 一种特定电子系统或系统类型一起使用。
2004年1月/2月的IEEE Computer Graphics and Applications 第 56-64 页的文章 "Building Intelligent Environment with Smart-Its"中描述了负载感测家具(furni ture )，其中把测压元件 (load cell)安装在例如桌子的每个角处。通过测量桌子的每个角 处的负载，可以确定桌面的重心。通过观测该重心如何移动，可以检 测与桌子表面的物理交互。这可以用来电子地跟踪手指在桌子表面上 的移动，此后这种移动可以用来控制诸如计算机监控器的鼠标指示器 之类的装置。
然而，这种技术要求特别地调整家具的每个零件，并使得负载传 感器安装在适当的表面之下。
发明内容
本发明的目的是提供用于控制电子系统的设备，该设备可以不显 眼且方便地定位以易于使用，要求最低程度的安装，并且该设备可适 合于控制 一 系列的电子系统。
根据本发明，这个目的以一种用于控制电子系统的控制设备来实 现，该i殳备包括传感器，用于安装到表面上或邻近该表面，
其中所述传感器包含用于检测由与该表面的物理交互所引起的
声音的麦克风；以及
转换装置，用于把由该麦克风所检测的声音转换成可由该系统识 别的一个或多个命令，
这样所述与表面的物理交互被布置成控制该系统的操作。
该传感器安装到表面上或邻近该表面。在优选实施例中，该传感 器被不显眼地放置在表面上而不要求包括所述表面的家具的任何调 整。该传感器通过麦克风检测由与该表面的物理交互所引起的声音。 随后，所检测的声音被转换装置转换成一个或多个命令。这些命令可 由系统识别，并且用来控制系统的操作。以这样的方式，通过与表面 的物理交互来控制系统的操作。这种控制设备的优点在于，为了控制 系统，不需要诸如例如键盘、鼠标或遥控器之类的显式的控制装置。
在一实施例中，转换装置包括在要控制的系统之内的一个或多个 软件模块。例如，每个软件模块可以被编程以识别特定类型的物理交 互(例如两次轻拍)，并把这种物理交互转换成特定的控制功能。
在优选实施例中，转换装置位于传感器内。这样的优点在于，可 以独立地使用该控制设备，而且该系统不需要进行调整以便受控制设 备控制。
在优选实施例中，传感器包括电子处理器。该电子处理器的主要 功能是在把所识别的命令传送到该系统之前对所检测的声音进行分 析，例如进行滤波和声强测量。此外，处理器还能够完成该实施例中 所引用的其他项目的功能。
在优选实施例中，控制设备包括多个传感器。这种布置的优点在 于，这多个传感器允许检测不同方向的移动。因而，这提高了可以由 用户与表面的物理交互所给出的命令的数量。
在优选实施例中，该传感器或每个传感器都包括指示器，用于提 供该系统正被控制的确认。这是方便的并确保知道通过与表面的物理 交互的控制命令已被受控系统正确地接收了。
在一实施例中，该指示器包括扬声器。这样做的目的是有利地实 现该指示器。该指示器例如可通过使用小型扬声器来提供振动或声学 指示。
4在一实施例中，扬声器包括麦克风。把扬声器用作传声器会是有 利的，因为这减少了实现该控制系统所需的项目的数量。 在一个优选实施例中，要控制的系统包括计算机。
该发明还包括一种控制电子系统的方法，该方法包括与表面物理 地交互以生成声音，所述声音被电子地检测并被转换成可由系统识别 的命令。
该发明的实施例可提供通过把一个或多个传感器定位到表面上 并且检测由与该表面的交互所生成的声音，诸如划过表面或轻拍表面 之类的简单手势可以用来控制电子系统的普通功能。与检测到的声音 相对应的信号要么在要被控制的系统中要么在传感器本身中被滤波 和解释。例如，手划过表面的移动方向能够被解释成用以增大或降低 诸如电视的音量水平之类的参数的命令。对用户手的位置的确定是不 必要的。因此，该设备简单、廉价、健壮且分立，仅要求最小程度的 安装而不必专用于要控制的特定电子系统。
现在将仅以示例方式并参照附图来描述本发明的优选实施例，在 附图中
图1是根据本发明的第一实施例的控制设备的示意图2是根据本发明的第二实施例的控制设备的示意图3是根据本发明的第三实施例的控制设备的示意图；以及
图4是图3的控制设备的可选示意图。
具体实施例方式
转向图1，图1示意性示出了桌子表面10，传感器12位于该桌 子表面IO上并由电线14连接到要控制的电子装置(在这种情况下其 为计算机16)。传感器12包括接触式麦克风(未示出)，该接触式 麦克风对于当用户划过或轻拍桌子时由用户的手(由18表示)在桌 子上产生的声音敏感。由麦克风生成的、作为声音的结果的模拟电信 号沿电线14传送到计算机16，在那该模拟信号被变换成数字信号并 由转换模块(未示出)利用适当的软件来解释。该转换模块把由传感 器12所检测的不同声音转换成用于监控器16的用户命令，诸如例如"增大/减小音量"、"下一页/上一页"。
有利地是，用户手的绝对位置(对其的检测将要求更复杂的设备) 与控制电子装置的处理是无关的。该麦克风必须检测的是用户手在沿 表面划过时的运动方向。
当用户的手指以朝向传感器12的方向移动以划过桌子表面时， 传感器12内的接触式麦克风将检测到递增的声级。相反地，如果用 户的手指以远离传感器12的方向划过桌子表面时，则该接触式麦克 风将检测到递减的声级。
以此方式，与表面的简单交互可被解释为用于控制装置16的命令。
图2示意性示出了在其内已经添加了第二传感器20的控制设备 的第二实施例。第二传感器20包括第二接触式麦克风(未示出)并 且也通过电线连接到计算机16。
添加第二传感器提高了该设备的健壮性，这是因为其允许进行差 动测量。特别地，背景声音或环境声音在某种程度上将被这两个麦克 风共同地接收，因而在处理来自传感器的信号期间，这些声音能够通 过适当的减法技术来滤除。因而可以更准确地确定作为用户与桌子表 面10的交互结果而由麦克风所检测到的互补声音。
处理麦克风信号的简单方法的一个示例是从另一个中减去一个 并除以jcop，因此我们就得到
v(t) = (pl(t)-p2(t))/(jop) 其中v(t)是速度的估计(其为向量)，pl和p2是麦克风信号，jco 是时间微分算子，而p是媒介的密度。这基于牛顿定律-p dv(t)-dp(t)/dr,其中r是空间中的向量点。
因此，v(t)的符号显示相对于麦克风的移动方向，而幅度是其速度。
添加其他传感器允许检测不同方向的移动，因而增加了可以由用 户与桌子表面的物理交互所给出的命令的数量。
如果使用了组成麦克风阵列的多个麦克风，则能够通过改变麦克 风的权重来操纵或定向(beam)该阵列。这允许在声音的选定方向上 的更大灵敏度以及在声音的不期望方向上的降低的灵敏度，以便该设 备变得对噪声较不敏感。此外，利用这种布置，可以更容易且更准确地确定表面上的划过方向。
为了进一步增强健壮性以及阻止对诸如不想作为控制命令的触 摸手势之类的环境声音进行意外的解释，轻拍码可以用来为要控制的
电子装置16打开注意时间跨度或命令窗口。例如，转换模块可被编 程以把用户手指在桌子表面上的两次轻拍识别为指示控制命令手势 即将到来。轻拍码还可用来改变要控制的电子装置的功能。例如，在 电视机要被控制的情况下，转换模块可被编程为把两次轻拍识别为控 制功能从"增大/减小音量"改变为"上一频道/下一频道"的指示。
图3示意性示出了该发明的另一实施例，其中传感器12和20每 个都包含嵌入式电子处理器(未示出)，该嵌入式电子处理器在把所 识别的命令无线传送到电子装置16之前自身处理对所检测到的声音 的分析(滤波和声强测量)。
传感器12、 20可采用智能算法以最小化能量消耗，和/或包含能 从环境中提取能量的装置(未示出)，因而允许更长的电池寿命和简 化安装。
图4示意性示出了在床22上观看电视的用户。上面关于图l-3 所描述类型的传感器装置(未示出)安装在床架24上。用户可以仅 仅通过与床架的物理人工交互来控制例如位于床尾的电视机26的频 道或音量，而不需要使用专门的遥控器装置。
在又一实施例(未图示)中，该传感器或每个传感器都配有指示 器以提供系统正被控制的确认。这种指示器可例如通过利用LED来提 供视觉指示，或者另外可通过使用小型扬声器来提供振动或声学指 示。有利地是，该扬声器可用作麦克风。
在再一实施例(未示出)中，划过手势可与语音识别相结合以增 强功能性，这是因为这些麦克风还可以检测语音。
根据本发明实施例的设备允许通过与现有表面的简单人工交互 来便捷地控制电子系统的许多普通功能，而不需要专门的遥控器装置 或安装复杂的器械并且不会弄乱表面。该简单交互的解决方案涉及具 有麦克风的小型廉价无线传感器的使用，这些麦克风器对诸如划过或 轻拍表面之类的物理交互的声音灵敏，其中所述表面诸如为桌子、床 边、厨拒、书桌以及类似的其他东西。
这种装置的低成本使其可用于家庭、办公室和公共建筑。用户因而能够利用简单的手势而不需要找出专门的控制装置来控制各式各 样的系统和装置。
适合于如上所述的某些应用的小型无线传感器的示例是Philips ASl-2008。
虽然在附图和前面描述中详细说明和描述了该发明，但是这种说 明和描述认为是说明性的或示例性的而非限制性的；该发明不限于所 公开的实施例。
通过研究附图、公开和所附权利要求，本领域的技术人员在实践1
在权^j要求中，词'::括'，不排R^他元件或步^而不定冠词"一，，
或"一个"不排除多个。单个处理器或其他单元可实现权利要求中所 述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中列举特定手段的纯 粹事实不表示为了有利起见不能使用这些手段的组合。计算机程序可 被存储/分布在适当的介质(如光学存储介质或固态介质，其与其他 硬件一起或作为其部分来提供)上，但也可以其他形式如经由因特网 或者其他有线或无线电信系统来分布。权利要求中的任何附图标记不 应当解释成限制该范围。
权利要求
1.用于控制电子系统(16)的控制设备，该设备包括传感器(12)，用于安装到表面(10)上或邻近该表面，其中所述传感器包含用于检测由与该表面的物理交互所引起的声音的麦克风；以及转换装置，用于把由该麦克风检测到的声音转换成可由该系统识别的一个或多个命令，以致与所述表面的物理交互被布置成控制该系统的操作。
2. 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述转换置包括位于所 述要控制的系统内的一个或多个软件模块。
3. 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述转换装置位于所述 传感器内。
4. 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述传感器包括电子处 理器。
5. 根据权利要求1所述的控制设备，包括多个传感器(12， 20)。
6. 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述传感器或每个传感 器都包括指示器，用于提供所述系统正被控制的确认。
7. 根据权利要求6所述的控制设备，其中所述指示器包括扬声器。
8. 根据权利要求7所述的控制设备，其中所述扬声器包括所述麦 克风。
9. 一种控制电子系统的方法，该方法包括与表面物理地交互以生 成声音，所述声音被电子地检测并被转换成可由系统识别的命令。
10. 根据权利要求9所述的方法，包括划过或轻拍表面。
全文摘要
通过把一个或多个传感器(12)定位到表面上并且检测由与该表面的交互所生成的声音，诸如划过或轻拍表面(10)之类的简单手势可以用来控制电子系统(16)的普通功能。与所检测的声音相对应的信号在要控制的系统中或者在传感器本身中被滤波和解释。例如，手(18)划过表面的移动方向可以被解释成用以增大或降低诸如电视的音量水平之类的参数的命令。对用户手的位置的确定是不必要的。因而，该设备简单、廉价、耐用且分立，仅要求最小程度的安装而不必专用于要控制的特定电子系统。
文档编号G06F3/041GK101529363SQ200780038997
公开日2009年9月9日 申请日期2007年10月15日 优先权日2006年10月18日
发明者A·H·伯格曼, E·J·范洛南, E·M·A·迪德里克斯, N·克拉夫索瓦, R·M·阿茨 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司