無源磁性頭部跟蹤器的制作方法

所公開的實施方案大體上涉及穿戴式裝置，且更具體地涉及無源磁性頭部跟蹤器。

背景技術：

可靠地確定用戶的頭部定向是各種不同情境中的共同目標。例如，用戶的頭部定向對于識別用戶搜尋的方向或對于識別用戶所關注的具體對象很有價值。在虛擬現實(VR)或增強現實(AR)的情境中，頭部定向也可能很重要。例如，VR裝置可以向用戶輸出反映虛擬世界的視聽數據，然后基于用戶的頭部定向修改所述視聽數據，以使得虛擬世界在用戶看來更為真實。在具體實例中，如果用戶將在某一特定方向上轉動他/她的頭部，那么VR裝置可以在相同方向上平移虛擬世界。VR裝置也可以修改輸出給用戶的音頻來反映頭部位置的變化。這種技術將使用戶保持沉浸在虛擬世界中。

常規頭部跟蹤方法涉及給用戶配備檢測運動的頭部跟蹤裝置。然后假定檢測到的運動反映頭部定向的變化。然而，這種方法受到各種缺點的困擾。第一，檢測到的頭部運動不一定反映頭部定向的變化。例如，如果用戶將乘坐右轉的汽車，那么頭部跟蹤器可能錯誤地將這個運動解讀為意思是用戶使他/她的頭部往右轉。第二，取決于運動檢測的系統通常受到漂移問題的困擾。漂移引入錯誤，從而隨著時間推移會大幅降低可確定頭部定向的精確性。最后，基于運動的頭部跟蹤器通常包括復雜的機械硬件。此類硬件常常體積大，不具有機械穩健性，且通常需要過大功率來操作。

如上所說明，用于跟蹤用戶頭部位置的更有效技術將是有用的。

技術實現要素：

所陳述的一個或多個實施方案包括一種用于確定用戶頭部定向的計算機實施方法，其包括：確定第一裝置相對于共享參考系的第一定向，其中所述第一裝置與用戶頭部相關聯；確定第二裝置相對于共享參考系的第二定向，其中所述第二裝置與用戶身體相關聯；以及比較第一定向與第二定向以確定第一裝置與第二裝置之間的相對定向，其中所述相對定向反映用戶頭部定向。

所公開的實施方案的至少一個優勢在于，可使用無源組件確定用戶頭部定向而無需在很大程度上依賴高耗電的有源組件。

附圖說明

為可詳細理解上文陳述一個或多個實施方案的引述特征的方式，可通過參考某些具體實施方案(其中一些實施方案說明于附圖中)來更特定地描述上文簡要概述的一個或多個實施方案。然而，應注意，附圖僅說明典型的實施方案，且因此不應視為以任何方式限制其范圍，因為本發明范圍也包括其它實施方案。

圖1說明被配置為實施各種實施方案的一個或多個方面的系統；

圖2是根據各種實施方案的圖1的穿戴式裝置的方框圖；

圖3是根據各種實施方案的圖1的移動裝置的方框圖；

圖4A-4B是根據各種實施方案的說明用于確定用戶頭部定向的技術的概念圖；

圖5是根據各種實施方案的可被實施來確定用戶頭部定向的數據和處理階段的概念性圖解；

圖6是根據各種實施方案的說明一種實施圖5的數據和處理階段的方法的方框圖；

圖7是根據各種實施方案的說明另一種實施圖5的數據和處理階段的方法的方框圖；

圖8是根據各種實施方案的用于確定用戶頭部定向的方法步驟的流程圖；和

圖9是根據各種其它實施方案的用于確定用戶頭部定向的方法步驟的流程圖。

具體實施方式

在以下描述中，闡述許多具體細節以提供對某些具體實施方案的更透徹理解。然而，所屬領域的技術人員將顯而易見，可以在沒有一個或多個這些具體細節或在具有額外具體細節的情況下實踐其它實施方案。

系統概述

圖1說明被配置為實施各種實施方案的一個或多個方面的系統。如圖所示，系統100包括穿戴式裝置110，其被配置為戴在用戶120的頭部上。穿戴式裝置110通過數據連接件140耦接至移動裝置130。數據連接件140可以是任何技術上可行的無線或有線耦接件形式，其被配置用來傳送數據。穿戴式裝置110包括光學裝置112、計算裝置114和音頻裝置116。穿戴式裝置110被配置為與移動裝置130互操作，以便確定用戶120頭部相對于移動裝置130定向的定向。如此，穿戴式裝置110確定穿戴式裝置110相對于磁北的定向。以類似方式，移動裝置130確定移動裝置140相對于磁北的定向。通過比較這兩個定向，可以確定用戶120的頭部定向。下文結合圖4-9更詳細地描述用于執行這些操作的各種技術。

在各種實施方案中，穿戴式裝置110可以代表虛擬現實裝置或增強現實裝置。在此類實施方案中，計算裝置114可以生成代表虛擬世界的視聽數據。計算裝置114可致使光學裝置112向用戶輸出反映這個虛擬世界的可視數據。同樣，計算裝置114可致使音頻裝置116輸出類似地代表虛擬世界的音頻數據。上述視聽數據可描繪意在引起對現實的虛擬體驗的沉浸式虛擬世界。替代地，這種視聽數據可代表對真實世界的增強，其意在以非沉浸方式增強對現實的感知。計算裝置114可以基于用戶120的頭部定向來調整向用戶120輸出的視聽數據。例如，但無限制地，如果用戶120的頭部向某一具體方向轉動，那么計算裝置114可以相應地朝所述方向平移視聽數據，從而潛在地增加呈現給用戶120的虛擬或增強現實的現實感。穿戴式裝置110可被配置為確定用戶120的頭部定向以便支持上述功能。

在其它實施方案中，穿戴式裝置110可以略去光學裝置112或音頻裝置116。例如，但無限制地，穿戴式裝置110可以代表一組耳機，其被配置為基于用戶頭部定向來調節音頻輸出，且穿戴式裝置110將略去光學裝置112。在又其它實施方案中，穿戴式裝置110可代表致力于跟蹤用戶120的頭部定向的裝置。在此類實施方案中，可以略去光學裝置112和音頻裝置116。在迄今所討論的任一個實施方案中，穿戴式裝置110和移動裝置130被配置為互操作以確定用戶120的頭部定向。下文分別結合圖2和圖3更詳細地描述穿戴式裝置110和移動裝置130。

圖2是根據各種實施方案的圖1的穿戴式裝置的方框圖。如圖所示，穿戴式裝置110包括光學裝置112，其耦接至計算裝置114，所述計算裝置114轉而耦接至音頻裝置116。光學裝置112通常包括一個或多個視頻輸出。例如，但無限制地，光學裝置112可包括雙目視頻輸出，其向用戶120呈現略微不同的視覺圖像，從而使得用戶120體驗三維(3D)圖像的感覺。光學裝置112可以是一個或多個液晶顯示(LCD)屏或任何其它技術上可行的用于生成光學信號的硬件。音頻裝置116通常包括一個或多個音頻輸出。例如，但無限制地，音頻裝置116可包括旨在輸出不同音頻通道的立體聲音頻輸出，由此使得用戶120體驗3D聲音的感覺。音頻裝置116可包括多個揚聲器、換能器或任何其它技術上可行的用于生成音頻信號的硬件。計算裝置114被配置為生成供由光學裝置112輸出的可視數據，并生成供由音頻裝置116輸出的音頻數據。如此，計算裝置114可使得用戶120體驗虛擬或增強現實。

計算裝置114包括處理器200、輸入/輸出(I/O)裝置210、磁傳感器陣列220、慣性傳感器陣列230和存儲器240。存儲器240包括跟蹤應用程序242和模擬應用程序244。處理器200可以是任何技術上可行的硬件單元，其被配置為處理數據和執行軟件應用程序，其包括例如(但不限于)中央處理單元(CPU)、微控制器、專用集成電路(ASIC)等等。I/O裝置210可包括被配置為接收輸入的裝置、被配置為產生輸出的裝置以及既能夠接收輸入又能夠產生輸出的裝置。

磁傳感器陣列220是被配置為檢測磁場并響應生成磁定向數據的無源裝置。磁定向數據反映磁北在3D坐標系中相對于穿戴式裝置110的方向。磁傳感器陣列220可以包括例如(但不限于)磁力計、霍爾效應傳感器、磁敏二極管、磁敏晶體管、磁光式傳感器、微機電(MEMS)指南針等等。慣性傳感器陣列230是被配置為生成慣性定向數據的有源裝置。慣性定向數據反映穿戴式裝置110相對于慣性參考系的運動和旋轉，且可指示穿戴式裝置110相對于所述參考系的位置和定向。在一個實施方案中，慣性傳感器陣列230代表慣性制導系統的一部分，且因此可以包括一個或多個加速度計和一個或多個陀螺儀。

存儲器240是被配置為儲存數據和軟件應用程序(諸如，上述跟蹤應用程序242和模擬應用程序244)的存儲介質。當由處理器200執行時，跟蹤應用程序242可確定穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向。在一個實施方案中，跟蹤應用程序242然后將用戶120的頭部定向輸出至模擬應用程序244。模擬應用程序244可以是視頻游戲、虛擬現實程序或另一類型的基于用戶120的頭部定向生成和/或修改模擬環境的應用程序。例如，模擬應用程序244可向用戶120輸出基于用戶120的頭部定向而變化的沉浸式視覺場景。模擬應用程序244僅是出于示例性目的而提供，且在一些實施方案中可以略去。

在確定用戶120的頭部定向之前，跟蹤應用程序240可用磁傳感器陣列220執行校準例程以建立磁北，和/或用慣性傳感器陣列230執行校準例程以建立慣性參考系。在一個實施方案中，跟蹤應用程序242可以從磁傳感器陣列220和/或慣性傳感器陣列230獲取定向數據，以及從移動裝置130獲取定向數據。跟蹤應用程序242可基于所獲取數據來計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向。在替代性實施方案中，跟蹤應用程序242可將從磁傳感器陣列220和/或慣性傳感器陣列230接收的定向數據傳輸至移動裝置130。響應于接收到這種數據，移動裝置130然后可計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向。下文結合圖3更詳細描述移動裝置130。

在一個實施方案中，跟蹤應用程序242將用戶120的頭部定向輸出至模擬應用程序244。模擬應用程序244可以是視頻游戲、虛擬現實程序或另一類型的基于用戶120的頭部定向生成和/或修改模擬環境的應用程序。例如，模擬應用程序244可向用戶120輸出基于用戶120的頭部定向而變化的沉浸式視覺場景。

圖3是根據各種實施方案的圖1的移動裝置的方框圖。移動裝置130可以是任何形式的計算裝置，包括(但不限于)膝上型計算機、平板計算機、智能電話等等。如圖所示，移動裝置130包括處理器300、I/O裝置310、磁傳感器陣列320、慣性傳感器陣列330和存儲器340。存儲器340包括跟蹤應用程序342。處理器300可以是任何技術上可行的硬件單元，其被配置為處理數據和執行軟件應用程序，其包括例如(但不限于)CPU、微控制器、ASIC等等。I/O裝置310可包括被配置為接收輸入的裝置、被配置為產生輸出的裝置以及既能夠接收輸入又能夠產生輸出的裝置。

磁傳感器陣列320是被配置為檢測磁場并響應生成磁定向數據的無源裝置。磁定向數據反映磁北在3D坐標系中相對于移動裝置130的方向。磁傳感器陣列320可以包括例如(但不限于)磁力計、霍爾效應傳感器、磁敏二極管、磁敏晶體管、磁光式傳感器、MEMS指南針等等。慣性傳感器陣列330是被配置為生成慣性定向數據的有源裝置。慣性定向數據反映移動裝置130相對于慣性參考系的運動和旋轉，且可指示移動裝置130相對于所述參考系的位置和定向。在一個實施方案中，慣性傳感器陣列330代表慣性制導系統的一部分，且因此可以包括一個或多個加速度計和一個或多個陀螺儀。

存儲器340是被配置為儲存數據和軟件應用程序(諸如，上述移動應用程序342)的存儲介質。當由處理器300執行時，移動應用程序342與圖2中所示的跟蹤應用程序242互操作以確定穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向。如此，跟蹤應用程序340可用磁傳感器陣列320執行校準例程以建立磁北，和/或用慣性傳感器陣列330執行校準例程以建立慣性參考系。在一個實施方案中，移動應用程序342可以從磁傳感器陣列320和/或慣性傳感器陣列330獲取定向數據，并向跟蹤應用程序242提供所述數據。如上文結合圖2所討論，跟蹤應用程序242然后可計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向。在替代性實施方案中，移動應用程序342可以從跟蹤應用程序242接收定向數據，然后計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向。移動應用程序342然后可將反映穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向的數據傳輸回至穿戴式裝置110。

大體上參考圖2-3，這些圖中所示的穿戴式裝置110和移動裝置130的具體實施方式僅是出于示例性目的而提供，且并不意在限制本發明的范圍。所屬領域的技術人員將認識到，除圖2-3中所描繪的那些以外，可配置廣泛多種其它裝置來執行穿戴式裝置110和移動裝置130的功能。下文更詳細描述的圖4A-4B概念性地說明一種用于計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130的定向的方法。

用于確定相對頭部定向的技術

圖4A-4B是根據各種實施方案的說明用于確定用戶頭部定向的技術的概念圖。如圖4A中所示，將磁北400描繪為向量，并疊加在計算裝置114上。如上文結合圖2所討論，穿戴式裝置110被配置為生成反映磁北在3D坐標空間內的方向的磁定向數據。基于這個磁定向數據，計算裝置114內的跟蹤應用程序242確定用戶120的頭部被定向為朝向方向410，由此在磁北400與方向410之間形成角度412。

同樣如圖所示，磁北400類似地疊加在移動裝置130上。如上文結合圖3所討論，移動裝置130被配置為生成反映磁北400在3D坐標空間內的方向的磁定向數據。基于這個磁定向數據，移動裝置114內的移動應用程序342確定移動裝置130被定向為朝向方向420，由此在磁北400與方向410之間形成角度422。

現參考圖4B，跟蹤應用程序242和移動應用程序342互操作以確定方向410與方向420之間的角度432。為了這樣做，跟蹤應用程序242和/或移動應用程序342計算相對于磁北400的那些角度之間的差異。磁北400通常提供用于計算所述差異的共享參考。在移動裝置130相對于用戶120的身體靜止的情況下，角度432可以代表用戶120頭部相對于用戶120身體的定向。

上文所概述的方法的一個優勢在于，可以通過無源構件來確定方向410和420。因為磁傳感器陣列220和320是響應地球磁場的無源儀器，所以這些儀器耗能極少且不需要操作復雜的處理硬件。因此，可以相對容易地確定角度412和422，然后簡單地相互比較以確定用戶120的頭部定向。另一個優勢是，施加至穿戴式裝置110和移動裝置130的慣性力可能不會破壞角度412和422的計算，因為這些計算只取決于磁北的測量。因此，可以在外部力量存在的情況下下可靠地確定角度412和420和所述角度間的差異，所述外部力量包括用戶120所駐留的慣性參考系的加速度。

在一個實施方案中，也可以基于從慣性傳感器陣列230和330收集的慣性定向數據而非從磁傳感器陣列220和320收集的磁定向數據或是基于除從磁傳感器陣列220和320收集的磁定向數據以外的從慣性傳感器陣列230和330收集的慣性定向數據來執行上文所概述的一般方法。在這個實施方案中，跟蹤應用程序242和移動應用程序342可執行校準例程以建立共享慣性參考系。例如，但無限制地，穿戴式裝置110和移動裝置130各自可同時將一組被配置為求所述裝置的加速度和旋度的積分的積分器歸零。以這種方式，穿戴式裝置110和移動裝置130可以建立共享慣性參考系的共同原點。跟蹤應用程序242可跟蹤穿戴式裝置110隨時間推移相對于共享參考系的運動和旋轉。同樣，移動應用程序342可跟蹤移動裝置130隨時間推移相對于共享參考系的運動和旋轉。通過比較穿戴式裝置110和移動裝置130相對于共享慣性參考系的運動和旋轉，跟蹤應用程序242和/或移動應用程序342可確定穿戴式裝置110相對于移動裝置130定向的定向。所屬領域內的技術人員將認識到，本文所討論的共享慣性參考系類似于上述技術中的磁北400。

上述技術的一個優勢是，跟蹤應用程序232可以沿著平行于磁北400方向的方向來確定用戶120的頭部定向，包括用戶120頭部的俯仰角和橫搖角。例如，如果用戶120往上看(俯仰)，那么方向410將平行于磁北400延伸。在這種情況下，跟蹤應用程序242和移動應用程序242可能不能夠單獨基于磁定向數據來確定用戶120頭部的俯仰角。然而，通過依賴慣性定向數據，以上述方式，跟蹤應用程序242和移動應用程序342可以確定用戶120的頭部定向。

所屬領域內的技術人員將理解，跟蹤應用程序242和移動應用程序342可以依賴磁定向數據以及慣性定向數據兩者來確定用戶120的頭部定向，包括俯仰角、橫搖角和偏角。例如，如果用戶120的頭部往左轉(偏轉)且還略微傾斜(俯仰)，那么跟蹤應用程序242和移動應用程序342可以基于磁定向數據來確定左轉偏角，然后基于慣性定向數據來確定傾斜俯仰角。一般來說，可單獨或相互結合地執行上述各種技術以確定用戶120的頭部定向。在任一種情況下，下文結合圖5來描述用于計算頭部定向的數據流。

圖5是根據各種實施方案的可被實施來確定用戶頭部定向的數據和處理階段的概念性說明。如圖所示，數據流500說明頭部定向數據510和移動裝置定向數據520。頭部定向數據510可反映分別由磁傳感器陣列220和/或慣性傳感器陣列230提供的磁定向數據和/或慣性定向數據。頭部定向數據510可反映圖4A-4B中所示的方向410和/或角度412。移動裝置定向數據520可分別反映由磁傳感器陣列320提供的磁定向數據和/或由慣性傳感器陣列330提供的慣性定向數據。移動裝置定向數據520可反映圖4A-4B中所示的方向420和/或角度422。通過比較器530比較頭部定向數據510和移動裝置定向數據520，以產生相對頭部定向540。在一個實施方案中，比較器530執行減法運算。相對頭部定向540可反映圖4B中所示的角度432。

通常可通過相互結合的穿戴式裝置110和移動裝置130來執行本文所述的技術。可根據廣泛多種不同實施方式來執行上述技術。下文分別描述的圖6和7陳述了兩種示例性實施方式。

圖6是根據各種實施方案的說明一種實施圖5的數據和處理階段的方法的方框圖。如圖所示，計算裝置114內的磁傳感器陣列220被配置為生成頭部定向數據510并將所述數據提供至跟蹤應用程序242。類似地，磁傳感器陣列320被配置為生成移動裝置定向數據520并將所述數據提供至移動應用程序342。然后移動應用程序342然后將移動裝置定向數據520傳輸至跟蹤應用程序242。

響應接收到頭部定向數據510和移動裝置定向數據520，跟蹤應用程序242比較所接收的數據，并確定用戶120的相對頭部定向540。然后可將相對頭部定向540輸出至模擬應用程序244。在本文所述的示例性實施方式中，跟蹤應用程序242執行上文結合圖5所述的功能。

圖7是根據各種實施方案的說明另一種實施圖5的數據和處理階段的方法的方框圖。如圖所示，計算裝置114內的磁傳感器陣列220被配置為生成頭部定向數據510并將所述數據提供至跟蹤應用程序242。跟蹤應用程序242然后將頭部定向數據510傳輸至移動應用程序342。磁傳感器陣列320被配置為生成移動裝置定向數據520并隨后將所述數據提供至移動應用程序342。

響應接收到頭部定向數據510和移動裝置定向數據520，移動應用程序342比較所接收的數據，并確定用戶120的相對頭部定向540。移動應用程序342然后將相對頭部定向540傳輸至跟蹤應用程序242。然后可將相對頭部定向540輸出至模擬應用程序244。在本文所述的示例性實施方式中，移動應用程序342執行上文結合圖5所述的功能。

圖8是根據各種實施方案的用于確定用戶頭部定向的方法步驟的流程圖。雖然結合圖1-7的系統來描述所述方法步驟，但所屬領域的技術人員將理解，被配置為以任何次序來執行所述方法步驟的任何系統都在本發明的范圍內。

如圖所示，方法800始于步驟802，其中跟蹤應用程序242和移動應用程序342執行校準例程。如此，跟蹤應用程序242和移動應用程序342可起始處理磁定向數據或交換磁定向數據等等，以便建立共享參考系。實際上，所述共享參考系是磁北。在一個實施方案中，跟蹤應用程序242和移動應用程序342各自簡單地識別磁北或另一穩定參考以在步驟802處執行校準例程。

在步驟804處，跟蹤應用程序242確定穿戴式裝置110相對于磁北的定向。跟蹤應用程序242可基于由磁傳感器陣列220提供的磁定向數據來執行步驟804。在一個實施方案中，移動應用程序342通過從穿戴式裝置110接收磁定向數據以上文結合圖7所述的方式來執行步驟804。

在步驟806處，跟蹤應用程序242確定移動裝置130相對于磁北的定向。如此，跟蹤應用程序242可從移動裝置130接收反映所述裝置的定向的數據。在一個實施方案中，移動應用程序342基于由磁傳感器陣列320提供的磁定向數據以上文結合圖7所述的方式來執行步驟806。

在步驟808處，跟蹤應用程序242計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130定向的定向，以估計用戶120的頭部定向。如此，跟蹤應用程序242依賴在步驟804和806處所獲取的定向數據。在一個實施方案中，移動應用程序342以上文結合圖7所述的方式來執行步驟808。

穿戴式裝置110相對于移動裝置130定向的定向通常反映用戶120頭部相對于用戶120身體的定向，特別是當用戶120身體相對于移動裝置130實質上靜止的時候。步驟808處計算的估計頭部定向可用于修改呈現給用戶的音頻和/或視頻數據，由此向用戶120提供潛在更逼真的沉浸式體驗。上文結合圖8所述的技術也可以與下文結合圖9所述的另一種技術協同來實踐。

圖9是根據各種其它實施方案的用于確定用戶頭部定向的方法步驟的流程圖。雖然結合圖1-7的系統來描述所述方法步驟，但所屬領域的技術人員將理解，被配置為以任何次序來執行所述方法步驟的任何系統都在本發明的范圍內。

如圖所示，方法900始于步驟902，其中跟蹤應用程序242和移動應用程序342執行校準例程。如此，跟蹤應用程序242和移動應用程序342可起始處理慣性定向數據或交換慣性定向數據等等，以便建立共享慣性參考系。

在步驟904處，跟蹤應用程序242確定穿戴式裝置110相對于共享慣性參考系的定向。跟蹤應用程序242可基于由慣性傳感器陣列320提供的慣性定向數據來執行步驟804。在一個實施方案中，移動應用程序342通過從穿戴式裝置110接收慣性定向數據來執行步驟904。

在步驟906處，跟蹤應用程序242確定移動裝置130相對于共享慣性參考系的定向。如此，跟蹤應用程序242可從移動裝置130接收反映所述裝置的定向的數據。在一個實施方案中，移動應用程序342基于由慣性傳感器陣列320提供的慣性定向數據來執行步驟906。

在步驟908處，跟蹤應用程序242計算穿戴式裝置110相對于移動裝置130定向的定向，以估計用戶120的頭部定向。如此，跟蹤應用程序242依賴步驟904和906處所獲取的定向數據。在一個實施方案中，移動應用程序342以上文結合圖7所述的方式來執行步驟908。

穿戴式裝置110相對于移動裝置130定向的定向通常反映用戶120頭部相對于用戶120身體的定向，特別是當用戶120身體相對于移動裝置130實質上靜止的時候。步驟908處計算的估計頭部定向可用于修改呈現給用戶的音頻和/或視頻數據，由此向用戶120提供潛在地更逼真的沉浸式體驗。在各種實施方案中，上文結合圖9描述的技術可與上文結合圖8描述的技術同時實踐，由此使得能夠基于磁定向數據以及慣性定向數據兩者來確定用戶120的頭部定向。例如，可執行方法800來確定與用戶120頭部相關聯的偏角，同時可執行方法900來確定與用戶120頭部相關聯的俯仰角和/或橫搖角。在某些實施方案中，可使用磁定向數據來對慣性定向數據應用校正，由此校正慣性漂移。

總之，戴在用戶頭部上的穿戴式裝置確定用戶的頭部定向。在穿戴式裝置上執行的跟蹤應用程序確定穿戴式裝置相對于參考系的定向。同樣地，在移動裝置上執行的移動應用程序確定移動裝置相對于參考系的定向。參考系可為磁北或穿戴式裝置與移動裝置之間共享的慣性參考系。跟蹤應用程序基于穿戴式裝置和移動裝置的相對定向來估計用戶頭部相對于移動裝置的定向。

所公開的實施方案的至少一個優勢在于，可使用無源組件來確定用戶的頭部定向而無需在很大程度上依賴高耗電的有源組件。由于穿戴式裝置和移動裝置能夠檢測磁北，所以這些儀器可以自己定向而無需復雜硬件。因此，可以相對容易地確定這些裝置相對于磁北的定向，然后簡單地相互比較，以確定用戶的頭部定向。另一個優勢是，施加至穿戴式裝置和移動裝置的慣性力可能不會破壞這些裝置的定向，因為這些計算只取決于磁北的測量。因此，可以在外部力量存在的情況下確定用戶的頭部定向，所述外部力量包括用戶所駐留的慣性參考系的加速度。

已經出于說明的目的呈現了各種實施方案的描述，但這些描述并不意欲為詳盡的或限于所公開的實施方案。在不脫離所述實施方案的范圍和精神的情況下，許多修改和變化將為所屬領域內的普通技術人員所顯而易見。

本發明實施方案的多個方面可體現為系統、方法或計算機程序產品。因此，本公開的多個方面可采取以下形式：完全硬件實施方案、完全軟件實施方案(包括固件、常駐軟件、微碼等)或綜合軟件和硬件方面的實施方案，它們通常全部可在本文中稱為“電路”、“模塊”或“系統”。此外，本公開的多個方面可以采取體現在一個或多個計算機可讀介質中的計算機程序產品的形式，所述計算機可讀介質上體現有計算機可讀程序代碼。。

可采用一個或多個計算機可讀介質的任何組合。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質可以是例如(但不限于)電子、磁、光學、電磁、紅外線或半導體系統、設備或裝置、或以上的任何合適組合。計算機可讀存儲介質的更多具體實例(非詳盡清單)將包括以下各者：具有一個或多個電線的電連接件、便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM或閃存)、光纖、便攜式光盤只讀存儲器(CD-ROM)、光學存儲裝置、磁性存儲裝置或以上的任何合適組合。在本文獻的語境中，計算機可讀存儲介質可以是任何有形介質，其可以包含或存儲供由指令執行系統、設備或裝置使用或者結合指令執行系統、設備或裝置使用的程序。

上文參考根據本公開的實施方案的方法、設備(系統)和計算機程序產品的流程圖說明和/或方框圖來描述本公開的多個方面。應理解，可以通過計算機程序指令來實施流程圖說明和/或方框圖的每個方框、以及流程圖說明和/或方框圖中的方框組合。可將這些計算機程序指令提供至通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理設備的處理器以產生一種機器，使得通過計算機或其它可編程數據處理設備的處理器執行的所述指令能夠實施流程圖和/或方框圖方框中指定的功能/動作。此類處理器可以是(但不限于)通用處理器、專用處理器、應用程序專有處理器或現場可編程處理器。

附圖中的流程圖和方框圖說明了根據本發明的各種實施方案的系統、方法和計算機程序產品的可能實施方式的結構、功能和操作。就這一點而言，流程圖或方框圖中的每個方框可以代表一個模塊、區段或部分代碼，其包括用于實施指定邏輯功能的一個或多個可執行指令。還應注意，在一些替代性實施方式中，方框中指出的功能可以脫離圖式中所指出的次序發生。例如，事實上，連續示出的兩個方框可以實質上同時執行，或者所述方框有時可以以相反次序執行，這取決于所涉及的功能。還應注意，方框圖和/或流程圖說明的每個方框、和方框圖和/或流程圖說明中的方框組合可以由專用的基于硬件的系統來實施，所述系統執行指定功能或動作、或專用硬件和計算機指令的組合。

雖然前文涉及本公開的實施方案，但是可以在不背離本公開的基本范圍的情況下設計本公開的其它實施方案，且其范圍是由所附權利要求書確定。