CN114556266B 控制图形界面以在虚拟环境中显示投射物的投出的方法 （高级磁互作用公司(Ami)）

FR19082132019.07.12022.01.18PCT/EP2020/0701002020.07.16WO2021/013676FR2021.01.28US2016065855A1,2016.03.03控制图形界面以在虚拟环境中显示投射物本发明涉及一种用于控制图形界面(2)以在虚拟环境Ev中显示投射器(10)的数字表示(31)的投射臂(12)。磁力计Mi阵列测量由所述磁体21.一种用于控制图形界面(2)以在虚拟环境(Ev)中显示称作投射器(10)的三维物体的数字表示(31)的图像的方法，所述投射器(10)被设计为在虚拟环境(Ev)中投出投射物参考系(Rv)通过预先限定的映射关系(F·数字模型(26)，其使得能够将表示所述投射臂在虚拟三维参考系(Rv)中的位置和/或取向的所述投射臂(12)的状态矢量Xb|v与表示所述磁体在实际三维参考系(Rr)中的位置和取向的所述磁体(15)的状态矢量Xa|r相关联，并使得能够获得所述投射器在虚拟三维参o由使用者操作所述投射臂(12)，所述投射器位于跟踪区域中并布置为与支撑表面接o由所述磁力计阵列测量由所述磁体(15)在相继的o在所述测量时刻tn，基于预先存储的所述数字模型(26)和所确定的状态矢量Xa|r确定所述投射臂(12)在虚拟三维参考系(Rv)中的状态矢量Xb|v，以及基于预先存储的所述数字模型(26)和所确定的状态矢量Xb|v确定所述投射物(32)的位置o根据在所述测量时刻tn和先前测量时刻的状态矢量Xb|v限定的待命因子K1，识别所述o当识别到所述投射物(32)的发射时，确定在之后的测量时刻的所述投射物(32)在虚o基于所述投射臂的所确定的状态矢量Xb|v和所述投射物的所确定的位置Pp|v，构造在射物(32)的二维图像，然后通过所述计算单元(22)控制图形界面(2)，以显示所构造的图3o所述数字模型还使得能够将表示所述投射器在虚拟三维参考系(Rv)中的位置和取向的所述投射器(10)的状态矢量Xl|v与所述磁体o在确定所述投射臂的状态矢量Xb|v的所述确定步骤时，o在所述构造步骤时，所述二维图像基于所述投射器的3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述投射步骤包括识别所确定的相继位置Pp|v中的一个与所述虚拟环境(Ev)的表面之间的表示所述结构(11)上时的所述磁体(15)的倾斜角度，和/或沿着与所述支撑表面(Sa)正交的轴线的面(2)的步骤时构造的图像上，基于所述投射器的状态矢量Xl|v和所述投射臂的状态矢量Xb|v确定所述投射物在虚拟三维参考系Rv中的估计轨迹(TW),并且显示该估计轨迹的数字表示。12.一种信息存储介质，其包括指令，所述指令用于在这些指令被电子计算单元执行13.一种图形界面(2)的控制设备(1)，所述控制设备用于在虚拟环境(Ev)中显示称作4-计算与相对于所述支撑表面(Sa)限定的跟踪区域(ZS)相关联的实际三维参考系(Rr)-构造在所述虚拟三维参考系(Rv)中表示所述虚拟环境、所述投射器的数字表示和所发射并且确定在不同时刻的所述投射物在虚拟三维参考系(Rv)5[0001]本发明涉及用于控制图形界面以在预先限定的虚拟环境中显示三维物体(在此为[0004]专利EP2994813B1说明了用于控制图形界面以显示虚拟三维物体的图像的设备模型使得能够将表示投射臂在虚拟参考系中的位置和/或取向的投射臂的状态矢量Xb,v与表示磁体在实际参考系中的位置和取向的磁体的状态矢量Xa|r相关联，并使得能够获得投6[0016]○当识别待命阶段时，根据在测量时刻tn由状态矢量Xb|v限定的所谓的投射因子[0020]数字模型还能够使得将表示投射器在虚拟参考系中的位置和取向的投射器的状[0021]确定投射物的相继位置Pp|v的步骤能够包括识别所确定的相继位置Pp|v中的一个[0024]对于投射臂具有大于或等于预定阈值K1S的待命因子K1(tref)的参考测量时刻tref[0027]能够基于投射臂在其达到其静止位置的至少一个测量时刻的即时速度和/或平均7[0031]本发明还涉及一种用于控制图形界面以在虚拟环境中显示称作投射器的三维物体的数字表示的图像的设备，所述设备适于实施根据上述特征中任一项所述的控制方法，[0038]■计算与相对于支撑表面限定的跟踪区域相关联的实际参考系中的磁体的状态[0039]■确定虚拟参考系中的投射器的状态矢量Xl|v、虚拟参考系中的投射臂的状态矢[0043]阅读以下参照附图做出的对本发明的作为非限制性示例提供的优选实施形式的[0045]图2A和2B是与实际三维参考系相关联的跟踪区域(图2A)和与虚拟三维参考系相[0047]图4是固定到投射器的控制臂的磁体在其由使用者操作时所形成的倾斜角的时变8[0050]本发明涉及一种用于控制图形界面以在虚拟环境中显示实际三维物体的数字表示的图形并在虚拟环境中实施由使用者使用实际三维物体的称作投射器的物体。投射器包括结构和安装为可以通过在结构上的位移来移动的投射[0053]图1A和1B是用于控制图形界面2，以在虚拟环境EV中显示投射器10的数字表示31的图像，并借助于投射器10在虚拟环境EV中实施投出投射物32的动作的控制设备1的局部[0054]投射器10是旨在由使用者操作(例如用手)以在虚拟环境EV中投出投射物32的物[0057]投射臂12以能够移动的方式组装到刚性结构11上(例如通过转动和/或平移)。在9成静止倾斜角该角度由磁轴m相对于与经过投射器的轮子的平面正交的竖直轴线的角静止角该倾斜角p(t)能够在静止角p.与最大倾斜角pmax之间变化。至少一个的信噪比SNR(即英文的SignaltoNoiseRatio)高于或等于预定阈值。示例性每个点所处的距离小于或等于沿着经过最近的磁力计Mi的导向轴线的最大距离dmax，该最[0071]定位设备20还包括能够基于磁力计Mi的测量值，确定磁体15的限定记为Xa|r的状与投射臂12相关联的的状态矢量Xb|v22还设计为识别投射臂12的待命阶段A，以及投射物32的发射及其在虚拟参考系RV中的轨定位磁体15和控制图形界面2的方法所需的指令的存储器24。存储器24还设计为存储在每[0073]计算单元22实施将磁体15在实际参考系Rr中的位置以及其磁矩m的取向和强度与[0075]此外，计算单元22包括存储在其存储器24中的编码虚拟参考系RV环境的每个点具有在在此直接的所谓的虚拟三维参考系Rv(Ov,Xv,Yv,Zv)中限定的坐标。[0080]此外，计算单元22集成实际参考系Rr与虚拟参考系Rv之间的映射关系F。换句话磁体15的表示磁体在实际参考系Rr中的位置和取向的状态矢量Xa|计算单元22的存储器24中的映射关系F使得能够确保实际参考系Rr中的位置与虚拟参考系第一角度和竖直平面(Yv,Zv)中的第二角度来限定。光轴上的视场的取向能够选择为是恒[0094]控制方法然后包括设备1的使用阶段20以控制图形界面2和在虚拟环境Ev中显示持与刚性结构11的止动部分13接触。倾斜角度则等于静止角度poe使用者能够改变投射器10在跟踪区域Zs中的位置和/或取向，并观察如由图形界面在虚拟环境Ev中显示的投射射臂12从止挡位置移开。倾斜角度则增大，并变得大于或等于预定阈值q1o投射器10则之间的偏差lp-p.l,甚至归一化偏差也能够是磁体5在Zr轴线的或面中的水平位置。第一因子K1能够由投射臂12的状态矢量Xb|v或磁体15的状态矢量Xa|r推然后在时刻t3使得投射臂12回到止挡构造(p(ts)=子由计算单元基于磁体15的磁场的测量值、或更直接地基于磁体15的状态矢量Xa|r确定的记为t2)在时刻t3之前的延迟Δt(t3)＝t3-t2。当该延迟Δt(t3)大于预估计没有实施投射器32的发射：使用者例如简单地用其手使得投射臂12回到其静止位置，[0105]根据另一示例，第二投射因子能够是投射臂12在其达到静止位置(在此为止挡位确定投射物32在虚拟参考系Rv中的实际轨[0110]参照图5，现在说明由定位设备与在跟踪区域ZS中操作投射器10的步骤21并行地Xa|r包括磁体15在实际参考系Rr中的位置和取向。能够借助于贝叶斯类型的用于估计磁体射器10相关联的状态矢量Xl,v和与投射臂12相关联的状态矢量X投射器10在虚拟参考系Rv中的位置和取向。并且状态矢量Xb|v包括投射臂12在参考系Rv中其在此放置在投射臂12的支撑部分12.2中，其在参考系Rv中的坐标由至少状态矢量Xb|v推[0116]当关于待命因子K1的条件在待命因子K1大于或等于预定阈值K1S时满足时(这在此时的即时角速度(tn)。射物32在止挡位置的位置Pp|v，和基于投射臂12的状态矢量X态矢量Xb-v的投射臂12和可能地由先前确定的实际轨迹Tp|v推导的投射物32的位置的二维[0130]尤其是因为投射器10保持与跟踪区域中的支撑表面接触，使得信噪比SNR保持特别高，且由于在支撑表面