校準的製作方法

2023-05-15 20:09:56

專利名稱：校準的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及校準。更具體地，涉及用於校準設備定位 裝置和/或設備定向裝置的方法、設備和電腦程式。
背景技術：
電子設備使用"上下文"信息正在變得愈發普遍。這是將電子設 備與真實世界聯繫起來的信息。這種上下文信息的例子包括設備的位
置和設備的朝向。
可以通過設備所具有的定位裝置來確定設備的位置，並且可以通 過設備所具有的定向裝置來確定設備的朝向。
可以使用不同的技術來確定位置。存在多種定位技術，例如基站
三角測量、全球定位系統(GPS)等。然而，任何定位裝置都可能受 制於時變漂移或者噪聲。存在多種定向技術，例如使用磁力計、陀螺 儀、加速計的三維指南針等。然而，任何定向裝置都可能受制於時變 漂移或者噪聲。
由此，期望對定位裝置和/或定向裝置的精度變化進行補償。

發明內容
根據本發明的 一個實施方式，提供一種對設備進行校準的方法， 包括
在設備的取景器中對對象進行成像；
從定位裝置獲取設備位置，並且從定向裝置獲取設備朝向；
使用所獲取的設備位置和設備朝向來對定位裝置和定向裝置的
一個或多個進行校準，從而減小取景器中對象的預期位置與取景器中
對象的位置之間的差異。根據本發明的另一實施方式，提供一種設備，包括
取景器，用於對對象進行成像； 定位裝置，用於提供設備位置； 定向裝置，用於提供設備朝向；以及
校準器，用於控制設備位置和/或設備朝向，從而減小取景器中對 象的預期位置與取景器中對象的位置之間的差異。
根據本發明的其他實施方式，提供一種包含電腦程式的記錄介 質，該電腦程式用於使用定向裝置的輸出、定位裝置的輸出、預定 對象的位置以及取景器內預定對象的圖像的位置來對定位裝置的輸 出和/或定向裝置的輸出進行校準。


為了更好的理解本發明，現在將僅通過示例的方式來參考附圖， 其中
圖1示意性地示出了用於執行校準過程的電子設備； 圖2示意性地示出了設備對預定對象30的成像； 圖3示出了一個可能的校準過程的示例；以及 圖4示出了包含電腦程式指令的物理實體。
具體實施例方式
附圖示出了對設備IO進行校準的方法，包括在設備10的取景 器20中對對象30進行成像；從定位裝置22獲取設備位置，並且從 定向裝置24獲取設備朝向；以及使用所獲得的設備位置和設備朝向 來對定位裝置22和定向裝置24中的一個或多個進行校準，從而減小 取景器20中對象30的預期位置與取景器20中對象30的位置之間的 差異。
圖1示意性地示出了電子設備10。在所示的例子中，電子設備是 手持可攜式相機移動蜂窩電話，然而在其他實施方式中，電子設備可 以是接收相機圖像的任何處理設備，諸如個人計算機、個人數字助理或者數位相機。
在圖1中，僅示出了描述在後續段落中示出的設備的操作所需的 功能性組件。應當意識到，在其他實施方式中可以使用不同的和/或附 加的組件。例如儘管示出了處理器和存儲器結合，但是在其他實施方
式中可以^:用ASIC。
該電子設備包括處理器12,用於控制設備10的操作；輸入設 備，用於使用戶能夠控制處理器；數位相機16，用於捕獲圖像；無線 收發機18,用於與遠程存儲器存儲2中的資料庫通信，其中遠程存儲 器存儲2存儲有不同預定對象的位置；顯示器20，其可作為相機16 的取景器進行操作；定位裝置22,其檢測設備10的位置並且將設備 位置提供給處理器12;定向裝置24,其檢測設備10的朝向並且將設 備朝向提供給處理器12;以及存儲器26,其存儲電腦程式指令28。
當電腦程式指令28載入處理器12時，其使得處理器12能夠 作為校準器進行操作。校準器調節定位裝置22和定向裝置24的輸出。 這可以通過改變各裝置的操作來實現，或者可以通過補償來自各裝置 的輸出來實現。
電腦程式指令28提供了使電子設備能夠執行圖3中所示方法 的邏輯和例程。
電腦程式指令可以經由電磁載波信號到達電子設備10，或者可 以從諸如電腦程式產品、存儲器設備或者記錄介質(例如CD-ROM 或者DVD)的物理實體60複製。
在此示例中，定位裝置是GPS接收機，並且定向裝置是3D指南 針，但是在其他實施方式中，可以使用其他定位裝置和/或定向裝置。 定向裝置例如可以包括可以提供羅盤方位的磁力計以及可以提供垂 直參考的重力計(加速計、陀螺儀等)。其結合起來提供三維方位。
圖2示意性地示出了設備IO對預定對象30的成像。對象30是 預定的是指其位置ao已經存儲在資料庫4中。設備10的取景器20 位於定位裝置22確定的aa處。取景器20的平面與單位向量Od正交， 其中單位向量Od可以由定向裝置24來確定。預定對象30的圖像32
7位於取景器20平面內的位置bd處。向量a。、 aa和Od是三維向量。
在不校準的情況下，取景器20中預定對象30的圖像32的預期 位置是(k * (a。- ad) x od)。這通常不同於取景器20中預定對象30的 圖像32的實際位置bd。通過校準來減小取景器中預定對象30的圖像 的預期位置與取景器中預定對象30的圖像的位置之間的差異。
校準器12修改ad和/或od,使得bd-k承(a。-ad)xod。也即，使 得取景器中預定對象30的預期位置(k * (a。-ad) x Od)變得與取景器中 預定對象30的圖像的實際位置bd相等。 由此，校準器12:
a) 從相機16接收縮放比例常數k,其隨用以對預定對象30成像的縮 方文(zoom)而變4t,，
b) 當已經通過無線連接6從遠程資料庫4下載了預定對象的實際位 置a。之後，從收發機18接收該實際位置a。，
c) 接收由定位裝置22提供的設備位置ad,
d) 接收由定向裝置24提供的設備的單位朝向向量od,以及
e) 接收取景器20內預定對象30的圖像的位置bd,可以這樣來確定 位置bd:將預定對象30的圖像32標識為取景器的顯示器20內的 一系列像素，以及在顯示器20的平面內確定那些像素的位置。這 可以通過在取景器內給出的框內框定包括預定對象的圖像的物理 地標來實現。
圖3示出了一個可行的校準過程的示例。
過程開始於步驟50,其可能是響應於經由輸入設備14的用戶輸 入。校準器12確定取景器20內預定對象30的圖像32的位置bd。
接下來，在步驟52，校準器12計算取景器20內預定對象30的 圖像的預期位置(k * (a。- ad) x od)。
接下來，在步驟54,校準器12對取景器內預定對象30的圖像的 所確定位置bd與取景器內預定對象30的圖像的預期位置(k * (a。-ad) xod)進行比較，如果差異超過了閾值T,則過程跳轉至步驟58,否則 過程進行到步驟56。
8在步驟58,校準器12對用以計算取景器20內預定對象30的圖 像的預期位置的值a。和/或Od進行調節。可以使用適當的算法來確定 調節的大小。
在步驟58之後，過程返回步驟52。
在步驟56,校準器12使用a。的當前值對定位裝置22進行重新 校準，並且使用Od的當前值對定向裝置24進行重新校準。
儘管已經關於單個對象30對過程進行了描述，但是該過程可以 針對多個對象同時發生，其中該多個對象是同 一物理對象的部分或者 不同物理對象的部分。物理對象通常是地標。
多個對象例如可以是物理對象(諸如建築物或者標石)的最上、 最下、最左和最右部分。
可以針對設備10的多個朝向重複該方法。也即，仍然通過取景 器20、但是利用設備10的不同朝向對同一預定對象或多個預定對象 進行成像。
可以針對設備10的多個位置重複該方法。也即，仍然通過取景 器、但是利用設備10的不同位置對同一預定對象或多個預定對象進
行成像。
在校準之後，當在取景器20中對對象30進行成像時，設備10 可以確定bd，繼而，在從其定位裝置22獲得ad並且從其定向裝置24 獲得Od之後，設備10可以使用bd = k*(a。-ad)xod來計算a。。由此， 設備10能夠將在顯示取景器20中成像的對象30與真實世界的位置 a。相關聯。因此，可以將已經與真實世界的位置a。相關聯的數據在顯 示位置bd處顯示在顯示取景器20上，或者可以將到該數據的連結在 顯示位置bd處顯示在顯示取景器20上。
儘管已經在上面的段落中參考各種示例描述了本發明的實施方 式，但是應當意識到，可以對給出的示例進行修改，而不脫離所要求 的本發明的範圍。
儘管在上文描述中努力關注那些被認為是特別重要的本發明的 特徵，但是應當理解，申請人請求對此前所參考的和/或在附圖中示出的任何可獲得專利的特徵或者特徵組合進行保護，不論是否對其進行 特別的強調。
權利要求
1. 一種對設備進行校準的方法，包括在設備的取景器對對象進行成像；從定位裝置獲取設備位置，並且從定向裝置獲取設備朝向；以及使用所述獲取的設備位置和設備朝向來對所述定位裝置和所述定向裝置的一個或多個進行校準，從而減小所述取景器中所述對象的預期位置與所述取景器中所述對象的位置之間的差異。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，對所述定位裝置和所述定 向裝置的一個或多個進行校準將所述取景器中所述對象的所述預期 位置與所述取景器中所述對象的所述位置之間的差異最小化。
3. 根據權利要求1或者2所述的方法，還包括使用所述設備位置和所述設備朝向來計算所述取景器內所述對象的預期位置；以及對所述預期位置和所確定的位置進行比較，以作為所述校準步驟 的一部分。
4. 根據任一在前權利要求所述的方法，其中，計算所述取景器內 所述對象的所述預期位置的步驟附加地使用所述對象的位置以及縮 放比例因子。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，所述對象的所述位置是從 遠程存儲下載的。
6. 根據權利要求4或者5所述的方法，還包括通過所述取景器 使用的縮放因子來改變所述縮放比例因子。
7. 根據任一在前權利要求所述的方法，其中，所述對象是物理對 象的一部分。
8. 根據任一在前權利要求所述的方法，包括 在設備的取景器中對多個對象進行成像； 從定位裝置獲取設備位置，並且從定向裝置獲取設備朝向；使用所述獲取的設備位置和設備朝向來對所述定位裝置和所述定向裝置的 一個或多個進行校準，從而對於所述多個對象中的每個對 象，減小所述取景器中所述對象的預期位置與所述取景器中所述對象 的位置之間的差異。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述多個對象是同一物理 對象的部分。
10. 根據任一在前權利要求所述的方法， 同朝向來針對同 一對象重複所述方法。
11. 根據任一在前權利要求所述的方法， 同位置來針對同 一對象重複所述方法。
12. 根據任一在前權利要求所述的方法， 中給出的框內框定包括所述對象的物理地標
13. 根據任一在前權利要求所述的方法， 示器。
14. 根據任一在前權利要求所述的方法， 所述定位裝置位於所述設備之中。
15. 根據任一在前權利要求所述的方法， GPS接收機。
16. 根據任一在前權利要求所述的方法， 括3D指南針和重力計。
17. —種設備，包括 取景器，用於對對象進行成像； 定位裝置，用於提供設備位置； 定向裝置，用於提供設備朝向；以及 校準器，用於控制所述設備位置和/或所述設備朝向，從而減小所述取景器中所述對象的預期位置與所述取景器中所述對象的位置之間的差異。
18. 根據權利要求17所述的設備，其中，所述校準器使用所述設 備位置和所述設備朝向來計算所述取景器內所述對象的預期位置，並 且將所述預期位置與所確定的位置進行比較。至少使用所述設備的不 至少使用所述設備的不 還包括在所述取景器 其中，所述取景器是顯 其中，所述定向裝置和 其中，所述定位裝置是 其中，所述定向裝置包
19. 根據權利要求17或者18所述的設備，其被布置為從遠程存 儲下載所述對象的位置，其中，計算所述取景器內所述對象的所述預 期位置附加地使用所述對象的已下載位置。
20. 根據權利要求17到19任一項所述的設備，還包括與所述取 景器相關聯的縮放功能，用於對所述取景器中圖像的部分進行放大， 其中，將當前縮放因子的指示提供給所述校準器。
21. 根據權利要求17到20任一項所述的設備，其中，對於在所 述取景器中成像的多個對象中的每個對象，所述校準器計算所述取景器中對象的預期位置，並且調節所述設備位置和/或設備朝向，從而針 對在所述取景器中成像的多個對象中的每個對象來減小預期位置與 位置之間的差異。
22. 根據權利要求17到21任一項所述的設備，其中，所述取景 器是顯示器。
23. 根據權利要求17到22任一項所述的設備，其中，所述定位 裝置是GPS接收機。
24. 根據權利要求17到20任一項所述的設備，其中，所述定向 裝置是3D指南針。
25. —種包含電腦程式的記錄介質，該電腦程式用於使用來 自定向裝置的輸出、來自定位裝置的輸出、預定對象的位置以及取景 器內所述預定對象的圖像的位置來對所述定位裝置的所述輸出和/或 所述定向裝置的所述輸出進行校準。
26. 根據權利要求25所述的記錄介質，其中，所述電腦程式可 進行操作以調節所述定位裝置的所述輸出和/或所述定向裝置的所述 輸出，以減小取景器中所述預定對象的圖像的預期位置與所述取景器 內所述預定對象的所述圖像的位置之間的差異。
全文摘要
提供一種對設備進行校準的方法，包括在設備的取景器中對對象進行成像；從定位裝置獲取設備位置，並且從定向裝置獲取設備朝向；以及使用所獲取的設備位置和設備朝向來對定位裝置和定向裝置的一個或多個進行校準，從而減小取景器中對象的預期位置與取景器中對象的位置之間的差異。
文檔編號G01B21/04GK101460810SQ200680054898
公開日2009年6月17日 申請日期2006年4月28日 優先權日2006年4月28日
發明者A·索爾瓦裡, D·J·墨菲, M·卡阿里, Y·宇塔拉 申請人:諾基亞公司