专利名称：用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的系统和方法
技术领域：
本发明涉及虚拟和现实世界周围智能环境(ambient intelligence environment)的应 用逻辑的处理。
背景技术：
诸如复杂的发光和周围环境系统那样的周围智能环境是用于现实世界环境的例 子，其包括用于提供周围环境智能的应用逻辑。应用逻辑使得这样的环境能够对真实空 间中人和物体的存在自动地作出反应，例如，能够根据房间中人的存在和他们的用户偏 好而控制照明。未来的系统将允许由最终用户定制周围环境智能，例如通过把周围环境 智能型的环境分解为可以由最终用户组装的更小的模块部分来进行。通过与所谓的周围 环境叙述(ambient narrative)交互作用，最终用户于是可以从由有经验的设计者预先定义 的大量可能性来创建他们自己的个人故事、他们自己的周围环境智能。虽然这个方法允 许各个最终用户创建他们自己的周围环境智能，但定制仍旧是受限制的，因为最终用户 在创建他们自己的周围环境智能时遵循预定义的路径。在这些系统中，最终用户仅仅被 看作为读者，而不是作者。为了允许最终用户编程他们自己的周围智能环境，需要一种 方法，其使得最终用户能够创建他们(自己)的片段(节拍(beat))，并以非常直观的方 式把这些节拍添加到周围环境叙述中。周围智能环境的编程典型地在现实环境的模拟中——即在虚拟环境中——被执 行。这允许最终用户快速组成和测试周围环境情景，诸如交互式照明情景或效果，而不 必在现实世界环境中实际地体验它们。然而，虚拟地建模的环境决不会与现实环境完全 相同，所以通常需要使应用逻辑适配于现实世界，该应用逻辑是被设计用于在模拟期间 在虚拟环境中创建用户想要的效果或情景的。然而，适配对于许多最终用户来说太复 杂，而且也是冗长的任务。
发明概要本发明的目的是提供一种不需要在虚拟周围智能环境中被编程的应用逻辑的适 配的系统和方法。所述目的通过独立权利要求来解决。进一步的实施例通过从属权利要求来显
示 o本发明的基本概念是通过保证在周围智能环境中的传感器的输出和执行器 (actuator)的输入对于虚拟和现实世界环境是相同的，而提供可以既在虚拟又在现实世界 周围智能环境中被处理的应用逻辑。因此，在虚拟周围智能环境中被建模的应用逻辑不 必被适配于现实世界周围智能环境。本发明的实施例提供用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的系 统，其中-虚拟周围智能环境是现实世界周围智能环境的计算机生成的模拟，以及
-应用逻辑定义在虚拟和现实世界周围智能环境中的至少一个交互式情景，其中该系统包括-数据库，它包含计算机可执行的参考模型，其既代表虚拟又代表现实世界周围 智能环境并且包含应用逻辑，-翻译处理器，其适于把虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器的输出 翻译成该参考模型，以及_周围环境创建引擎，其适于按照虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感 器的经翻译的输出，来处理该参考模型的应用逻辑并控制虚拟和现实世界周围智能环境 的呈现。按照这个实施例，应用逻辑被两种环境使用，以及来自两种环境的传感器的输 出被翻译成参考模型，以便达到传感器的输出对于两种环境是相同的。在本发明的另一个实施例中，-应用逻辑可包括至少一个事件处理机(eventhandler)，其适于处理虚拟和现实 世界周围智能环境的至少一个传感器的经翻译的输出，并根据对该至少一个传感器的经 翻译的输出的处理来控制虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个执行器，以及_周围环境创建引擎，其可以适于根据虚拟和现实世界周围智能环境的一个或多 个传感器的输出，来确定应用逻辑的哪个事件处理机必须被激活。应用逻辑的事件处理机实施该环境的某些功能性，并且可以由最终用户进行编 程，所述最终用户期望某些功能性或者想要创建作为周围智能环境基础的他/她自己的 周围环境叙述的片段。按照本发明的另一个实施例，应用逻辑的事件处理机可以包括-动作部分，其适于控制虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个执行器，以及-先决条件(precondition)部分，其适于根据所述至少一个传感器的经翻译的输 出来控制该动作部分。把事件处理机分成两个部分的这种分离允许事件处理机更好地适配于某些用户 要求。例如，希望仅仅改变周围环境的某些功能性的用户可以通过分别改变先决条件部 分和动作部分，而更改用于激活该功能性的条件，也更改本身要执行的功能性。按照本发明的另一个实施例，该系统可以包括创作工具，其适于在虚拟周围智 能环境中对应用逻辑建模。该创作工具允许最终用户容易地创建新的应用逻辑，并在虚拟的周围智能环境 中快速地模拟它，因此，不需要改变现实世界周围智能环境。而且，在本发明的实施例中，该系统可以包括呈现平台，其适于通过根据对所 述至少一个传感器的经翻译的输出的处理来控制虚拟和现实世界周围智能环境的至少一 个执行器，而呈现虚拟和现实世界周围智能环境。呈现平台具体地用作为用于该执行器的另外的控制层。呈现平台能够控制两种 环境的执行器。具体地，按照本发明的一个实施例，呈现平台可以适于通过向执行器传送关于 要做的动作的指令而控制执行器。指令可以是用于执行器的抽象命令，诸如“把照明色调改变成更暖的色调”或“把照片x显示在电子显示器y上”。执行器本身控制如何完成所指令的功能，即如何 为更暖色调设置照明或如何装载照片x并把它传送到显示器y。因此，呈现平台不必知道 具体的实施细节和单个执行器的功能，而仅仅知道哪些执行器是可供使用的和如何指令 它们以便激活想要的功能。在本发明的实施例中，虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器的输出 可以分别代表在虚拟和现实世界周围智能环境中的物体的坐标。在这样的情形下，传感器是一种位置检测装置。当应该根据人们的存在和位置 而激活环境的交互式情景时这是有用的，例如在商店中，当人们站在商店中为了吸引购 物者注意而强光照射的特价优惠的货架前时。在另一个实施例中，本发明提供周围智能环境，包括-至少一个传感器，用于检测在该环境中物体的存在，-至少一个执行器，用于执行在该环境中的交互式情景，以及-按照本发明且如上所述的用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的 系统，其被提供给用户用来创建和建模他们自己的应用逻辑并在周围智能环境中实施用 户的应用逻辑。在本发明的一个实施例中，所述环境可以是智能商店橱窗环境，且可以包括-存在检测传感器，以及-作为执行器的发光单元和电子显示器。比起传统的商店橱窗，这种橱窗允许更好地吸引购物者的注意，且例如，可以 通过显示情境(context)信息而给予购物者更多的信息，例如，当购物者查看某货物时， 橱窗可以把有关这种货物的信息自动地显示在电子显示器上，或者它可以接通聚光灯来 强光照射该货物，以便把该货物的更多细节呈现给购物者。此外，本发明的实施例涉及用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑 的方法，其中_虚拟的周围智能环境是现实世界周围智能环境的计算机生成的模拟，以及-应用逻辑定义在虚拟和现实世界周围智能环境中的至少一个交互式情景，其中该方法包括以下步骤-提供计算机可执行的参考模型，其既代表虚拟又代表现实世界周围智能环境并 且包含应用逻辑，-把虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器的输出翻译成该参考模型， 以及-按照虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器的经翻译的输出，来处理 参考模型的应用逻辑并控制虚拟和现实世界周围智能环境的呈现。这样的方法例如可以通过算法来实现，所述算法可以被集成在中央环境控制单 元，例如是商店或博物馆中的复杂照明环境或系统的控制器。按照本发明的另一个实施例，所述方法可以适于在按照本发明且如上所述的系 统中实施。按照本发明的另一个实施例，可以提供计算机程序，当该计算机程序由计算机 执行时使得能实行按照本发明的以上的方法。因此，按照本发明的方法可以被应用到例如现有的周围智能环境，尤其是交互式照明系统，其可被扩展(或升级)以新颖的功能性 并且适于执行例如通过下载连接或经由记录载体而提供的计算机程序。按照本发明的另一个实施例，可以提供用来存储按照本发明的计算机程序的记 录载体，例如，CD-ROM、DVD、存储卡、软盘或适合于存储计算机程序以进行电子存 取的类似的数据载体。最后，本发明的实施例提供被编程来执行按照本发明的方法的计算机，其包 括声音接收装置，诸如话筒，它被连接到计算机的声卡；以及用于与创建气氛的气 氛创建系统通信的接口。该计算机可以是例如个人计算机(PC)，其适于控制气氛创建 系统、按照自动创建的气氛生成控制信号、以及通过接口把控制信号传送到气氛创建系 统。从下文描述的实施例中，本发明的这些和其它方面将是显而易见的，并将参照 这些实施例被阐述。下文将参照示例性实施例更详细地描述本发明。然而，本发明并不限于这些示 例性实施例。附图简述
图1显示按照本发明的、用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的 系统的实施例的框图；以及图2显示按照本发明的、对虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑进行处理 的实施例的流程图。实施例详细说明下面，功能上类似的或相同的单元可以具有相同的参考标号。诸如交互式照明系统那样的周围智能环境能够通过处理用来实施交互式情景的 专用应用逻辑而生成交互式情景，诸如照明情景。应用逻辑可以在现实世界周围智能环 境的虚拟表示中建模。虚拟表示是现实世界环境的模拟。在该模拟中，现实世界传感器 和执行器用虚拟对应部分替代，以便为应用逻辑递送输入、并模拟应用逻辑的行为和功 能性以及它对执行器的控制。周围智能环境的典型例子是智能商店橱窗环境，它能够根据站在橱窗前面的人 的存在而创建商店橱窗中的照明和显示效果。这个环境包括存在检测传感器和应用逻 辑，应用逻辑用于处理传感器的输出和用于根据所处理的传感器输出而控制发光单元和 电子显示器。应用逻辑实现了交互性，即，要根据在橱窗前面的人们的位置和运动来激 活哪些照明单元，以及要由电子显示器显示哪些照片。为了允许定制周围智能环境，最终用户可以通过设计它们自己的应用逻辑而使 用计算机程序来编程它们自己的周围智能环境。这可以通过把周围环境智能型的环境分 解为可以由最终用户组装的更小的模块部分而完成。通过与所谓的周围环境叙述交互作 用，最终用户可以从由有经验的设计者预先定义的大量可能性来创建他们自己的个人故 事、他们自己的周围环境智能。虽然这个方法允许各个最终用户创建他们自己的周围环 境智能，但定制仍旧是受限制的，因为最终用户遵循预定义的路径。最终用户仅仅被看 作为读者，而不是作者。为了允许最终用户编程他们自己的周围智能环境，需要一种方 法，其例如通过使得最终用户能够使用图形用户接口编写他们自己的节拍，从而使得最终用户能够创建他们自己的片段(节拍)，并以非常直观的方式把这些节拍添加到周围环 境叙述中。这样的模块智能环境的中心部件是在给定用户和他的环境的当前情境以及智能 环境的状态的情况下来确定哪些片段必须被激活的部件(此后，称为周围环境叙述引 擎)。每个片段基本上由先决条件部分和动作部分组成。先决条件部分陈述了在动作可 被执行之前必须保持的情境状况。实际上，每个片段可被看作为事件处理机描述。当作 者想要把新的行为添加到智能环境时，他们实际上是编写另一个事件处理机。借助于虚拟周围智能环境而被建模和模拟的应用逻辑应当既应用于虚拟又应用 于现实世界周围智能环境，以便避免应用逻辑的复杂且昂贵的适配。换句话说，希望能 够把应用逻辑从虚拟移植(port)到现实世界环境，而不需要在两种环境中适配该逻辑或 者处理它。按照本发明，可以通过保证传感器输出和执行器输入对于现实世界和虚拟环 境都是相同的，而达到这一点。在虚拟模拟中，现实传感器用虚拟传感器替代，其例如 检测人(虚拟角色)的存在和身份，并发送这个信息以用于进一步处理。在现实世界和 虚拟世界中的物体的坐标被翻译成参考模型。在输出侧，执行器被指令它们必须做什么 动作(例如，在显示器上呈现照片)。执行器本身控制它们如何做到这一点。这种分离 使得有可能通过虚拟执行器改变真实执行器，而不用改变任何代码。图1显示用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的系统的体系结 构。该系统包括以下项作为核心单元-周围环境叙述引擎22，其适于处理环境的参考模型的应用逻辑，-呈现平台34，用于按照既用于现实世界又用于虚拟环境的应用逻辑来呈现具 有期望的交互式情景的环境，以及-情境服务器18，其适于把虚拟和现实世界周围智能环境的传感器20的输出翻 译成参考模型。计算机可执行的参考模型既代表虚拟又代表现实世界周围智能环境并且包含应 用逻辑，且被存储在数据库14中。另一个数据库15存储节拍或片段，这些节拍或片段 由周围环境叙述引擎执行来处理参考模型的应用逻辑。创作工具32，例如是具有图形用 户接口的计算机程序，允许最终用户编程和模拟他们自己的应用逻辑。图2显示在图1所示的系统中执行的处理流程。传感器一虚拟的或现实世界的 传感器20-的输出由用来执行被存储在数据库14中的参考模型16的情境服务器18进行 翻译。参考模型16包含由最终用户编程的应用逻辑12。应用逻辑12本身包括事件处理 机24，每个事件处理机被提供和被编程来根据某个传感器输出而控制某个执行器26，例 如，当一个人在一天的某个时间及某个温度下站在橱窗前面时，在商店橱窗中的电子显 示器上显示某张照片。例如，当一个人在清晨站在橱窗前面，并且外面的温度像冬天中 那样冷时，事件处理机可被编程为处理存在检测传感器和温度传感器的输出，以在商店 橱窗中的电子显示器上显示温暖的和阳光灿烂的日子的照片，并调节发光单元的色彩， 把橱窗照亮成更暖的色调。每个事件处理机24包括先决条件部分28和动作部分30。动作部分30适于按先 决条件部分28所指令的那样控制一个或多个执行器26，该先决条件部分28适于处理所 接收的传感器输出，以便陈述在动作可被动作部分30执行之前必须保持的情境状况。在
8之前描述的商店橱窗的例子中，先决条件部分28接收来自存在传感器和温度传感器的输 出，并确定情境，即，检测到人的存在，外面的温度是冷的，一天中的时间是清晨。然 后，先决条件部分28按照这个情境来确定应当把温暖的和阳光灿烂的日子的照片显示在 商店橱窗的电子显示器上，并且用来照亮橱窗的发光单元的色彩应当被调节成更暖的色 调。先决条件部分28然后指令动作部分30用信号通知呈现平台34显示所确定的照片和 调节照明的所确定的更暖的色调。呈现平台34然后选择适当的执行器26来执行由事件处理机24或由它的动作部 分30用信号通知的动作，并且随之指令所选择的执行器(们)26。例如，呈现平台选择 适当的发光单元，并指令它们把它们的色调改变成更暖的色调，以及呈现平台选择电子 显示器，并指令它显示(例如通过诸如互联网那样的网络)从图片数据库装载的、温暖的 和阳光灿烂的日子的照片。这种分离使得有可能通过虚拟执行器改变现实世界执行器， 而不用改变任何代码。本发明的典型的应用通常是发光和周围环境控制系统、以及情境感知的周围智 能环境。本发明的至少某些功能性可以由硬件或软件来执行。在以软件实现的情形下， 可以使用单个或多个标准微处理器或微控制器来处理用来实施本发明的单个或多个算法。应当指出，单词“包括”不排除其它单元或步骤，单词“一”或“一 个”(“a”或“an” )不排除多个。而且，在权利要求中的任何参考符号不应被解释 为限制本发明的范围。
权利要求
1.用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑(12)的系统(10)，其中-该虚拟周围智能环境是现实世界周围智能环境的计算机生成的模拟，以及_该应用逻辑定义在虚拟和现实世界周围智能环境中的至少一个交互式情景，其中所述系统包括_数据库(14)，它包含计算机可执行的参考模型(16)，其既代表虚拟又代表现实世 界周围智能环境并且包含该应用逻辑，-翻译处理器(18)，其适于把虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器(20) 的输出翻译成该参考模型，以及-周围环境创建引擎(22)，其适于按照虚拟和现实世界周围智能环境的该至少一个 传感器的经翻译的输出，来处理该参考模型的应用逻辑并控制该虚拟和现实世界周围智 能环境的呈现。
2.权利要求1的系统，其中-该应用逻辑(12)包括至少一个事件处理机(24)，其适于处理该虚拟和现实世界周 围智能环境的至少一个传感器(20)的经翻译的输出，并根据对该至少一个传感器(20) 的经翻译的输出的所述处理来控制该虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个执行器 (26)，以及-周围环境创建引擎(22)，其适于根据该虚拟和现实世界周围智能环境的一个或多 个传感器(20)的输出，来确定该应用逻辑(12)的哪个事件处理机(24)必须被激活。
3.权利要求2的系统，其中该应用逻辑的事件处理机(24)包括-动作部分(28)，其适于控制虚拟和现实世界周围智能环境的该至少一个执行器 (26)，以及_先决条件部分(30)，其适于根据所述至少一个传感器(20)的经翻译的输出来控制 该动作部分(28)。
4.权利要求1、2或3的系统，还包括创作工具(32)，其适于在虚拟周围智能环境中 对应用逻辑(12)建模。
5.前述权利要求的任一项的系统，还包括呈现平台(34)，其适于通过根据对所述至 少一个传感器(20)的经翻译的输出的所述处理来控制虚拟和现实世界周围智能环境的至 少一个执行器(26)，而呈现虚拟和现实世界周围智能环境。
6.权利要求5的系统，其中该呈现平台(34)适于通过向执行器(26)传送关于要做的 动作的指令而控制执行器。
7.前述权利要求的任一项的系统，其中虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传 感器(20)的输出分别代表在虚拟和现实世界周围智能环境中的物体的坐标。
8.—种周围智能环境，包括-至少一个传感器(20)，用于检测在该环境中的物体的存在，-至少一个执行器(26)，用于执行在该环境中的交互式情景，以及_前述权利要求的任一项的、用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑 (12)的系统，其被提供给用户用来创建和建模他们自己的应用逻辑(12)并在周围智能环 境中实施用户的应用逻辑。
9.权利要求8的环境是智能商店橱窗环境，且包括-存在检测传感器，“作为执行器的发光单元和电子显示器。
10.用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的方法，其中-该虚拟周围智能环境是现实世界周围智能环境的计算机生成的模拟，以及 _该应用逻辑定义在虚拟和现实世界周围智能环境中的至少一个交互式情景， 其中所述方法包括以下步骤-提供计算机可执行的参考模型，其既代表虚拟又代表现实世界周围智能环境并且包 含应用逻辑，-把虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器的输出翻译成该参考模型，以及 -按照虚拟和现实世界周围智能环境的该至少一个传感器的经翻译的输出，来处理该 参考模型的应用逻辑并控制虚拟和现实世界周围智能环境的呈现。
11.权利要求10的方法，其适于在权利要求1到7的任一项的系统中实施。
12.—种计算机程序，当其由计算机执行时使得能实行按照权利要求10的方法。
13.一种存储按照权利要求12的计算机程序的记录载体。
14.一种计算机，其被编程来执行按照权利要求10的方法，且该计算机包括用于和周 围智能环境进行通信的接口。
全文摘要
本发明涉及虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑的处理。本发明的实施例提供了一种用于处理虚拟和现实世界周围智能环境的应用逻辑(12)的系统(10)，其中该虚拟周围智能环境是现实世界周围智能环境的计算机生成的模拟，以及该应用逻辑定义在虚拟和现实世界周围智能环境中的至少一个交互式情景。所述系统包括-数据库(14)，它包含计算机可执行的参考模型(16)，其既代表虚拟又代表现实世界周围智能环境并且包含应用逻辑；-翻译处理器(18)，其适于把虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器(20)的输出翻译成参考模型；以及-周围环境创建引擎(22)，其适于按照虚拟和现实世界周围智能环境的至少一个传感器的经翻译的输出，来处理参考模型的应用逻辑并控制虚拟和现实世界周围智能环境的呈现。
文档编号G06T13/00GK102016924SQ200980116759
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月30日 优先权日2008年5月9日
发明者E·J·范洛南, M·G·L·M·范多尔恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司