与增强现实相关联的测试和测量设备、系统和方法
阅读：474发布：2020-05-12
专利汇可以提供与增强现实相关联的测试和测量设备、系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种测试和测量系统可以包括被配置为存储用于动态增强物理测试环境的增强设置的数据存储和耦合到所述数据存储的计算设备。所述计算设备可以被配置为从物理测试环境接收输入馈送，基于增强设置和输入馈送创建增强图像，并且输出要 叠加 在物理测试环境上的增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。，下面是与增强现实相关联的测试和测量设备、系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种测试和测量系统，包括：
数据存储，被配置为存储用于动态增强物理测试环境的增强设置；以及耦合到所述数据存储的计算设备，所述计算设备被配置为：
从所述物理测试环境接收输入馈送；
基于所述增强设置和所述输入馈送创建增强图像；并且
输出要叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。
2.根据权利要求1所述的测试和测量系统，进一步包括显示设备，所述显示设备被配置为将叠加在物理测试环境上的增强图像在视觉上呈现给用户。
3.根据权利要求2所述的测试和测量系统，其中显示设备是头戴式显示器、平板电脑设备、图像显示屏或者移动电话的显示器。
4.根据权利要求2所述的测试和测量系统，进一步包括被配置为提供输入馈送的相机。
5.根据权利要求4所述的测试和测量系统，其中相机被集成在显示设备中。
6.根据权利要求2所述的测试和测量系统，其中所述显示设备是至少部分透明的。
7.根据权利要求4所述的测试和测量系统，其中增强图像包括由与测量探针耦合的相机捕捉的内容。
8.根据权利要求1所述的测试和测量系统，其中增强图像包括与物理测试环境中的被测设备相关的所生成的波形。
9.根据权利要求1所述的测试和测量系统，其中所述增强图像包括虚拟用户界面。
10.根据权利要求9所述的测试和测量系统，其中虚拟用户界面包括对用户的指令。
11.根据权利要求10所述的测试和测量系统，其中指令包括对要测试的区域或者要避免的区域的指示。
12.根据权利要求10所述的测试和测量系统，进一步包括输入设备，其中计算设备被进一步配置为响应于通过输入设备的方式从用户接收的输入来对指令进行改变。
13.根据权利要求1所述的测试和测量系统，进一步包括输入设备，其中计算设备被进一步配置为响应于通过输入设备的方式从用户接收的输入来对增强图像进行改变。
14.根据权利要求7所述的测试和测量系统，其中所述计算设备被进一步配置为响应于用户引起测量探针与物理测试环境中的特定部分进行物理接触，而在增强图像内放置虚拟标记，所述虚拟标记对应于所述特定部分的所标识的位置。
15.根据权利要求2所述的测试和测量系统，其中增强设置可配置为允许用户在显示设备内为增强图像选择位置定位。
16.一种机器控制的方法，包括：
使用数据存储，存储用于动态增强物理测试环境的增强设置；
从所述物理测试环境接收输入馈送；
使用计算设备，基于所述增强设置和所述输入馈送创建增强图像；以及输出要叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。
17.一个或多个计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在由处理器执行时引起所述处理器：
从数据存储接收用于动态增强物理测试环境的增强设置；
从所述物理测试环境接收输入馈送；
基于所述增强设置和所述输入馈送生成增强图像；并且
输出要叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。
18.根据权利要求17所述的一个或多个计算机可读存储介质，其中增强图像包括：
由与测量探针耦合的相机捕捉的内容；或者
与物理测试环境中的被测设备相关的所生成的波形。
19.根据权利要求17所述的一个或多个计算机可读存储介质，其中增强图像包括虚拟用户界面，所述虚拟用户界面包括对所述用户的指导，所述指导包括对要测试的区域或者要避免的区域的指示。
20.一种测试和测量系统，包括：
被测设备（DUT）；
数据存储，被配置为存储用于动态增强物理测试环境的增强设置；
头戴式显示设备，被配置为由用户进行穿戴；
测量探针，被配置为与所述DUT交互；以及
耦合到所述测量探针的探针相机；以及
耦合到所述数据存储的计算设备，所述计算设备被配置为：
从所述物理测试环境接收输入馈送；
接收由与所述测量探针耦合的相机捕捉的图像；
基于所述增强设置、所述输入馈送以及由所述探针相机捕捉的图像来创建增强图像；
并且
引起所述头戴式显示设备将叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像在视觉上呈现给用户。
与增强现实相关联的测试和测量设备、系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月16日提交的题为“TEST AND MEASUREMENT DEVICES, SYSTEMS AND METHODS ASSOCIATED WITH AUGMENTED REALITY（与增强现实相关联的测试和测量设备、系统和方法）”的美国临时申请序列号No. 62/520,755和题为“GESTURE BASED INTERFACE FOR INSTRUMENT CONTROL（用于仪器控制的基于手势的接口）”的美国临时申请序列号No. 62/520,882这两者的权益，所述美国临时申请的内容在此通过引用全部并入本文中。
技术领域
背景技术
[0003] 电测试和测量环境正在处理越来越复杂的信号，所述信号正在推进测试测量装备以对最终用户而言直观的方式显示对应的波形的能力的边界。类似地，各种被测设备（DUT）的设计和物理实现这两者的复杂性也在增加。DUT的这种增加的复杂性造成在执行许多任务时的复杂性对应地增加，所述任务可能是测试和测量环境的用户在分析DUT时所要求的。
[0004] 例如，测试和测量环境的用户可能需要在DUT的设计上标识信号获取区，该信号获取区可以使得能够从DUT获取一个或多个感兴趣的信号。例如，这可以通过分析DUT的设计（诸如DUT的示意图）来完成，以在设计中标识在其处可以获取一个或多个感兴趣的信号的区或者点。然后，用户可能需要在DUT自身上物理地定位与信号获取区相关联的探测点，以使得能够从DUT采样一个或多个感兴趣的信号。
[0005] 例如，这可以通过将一个或多个探针应用于对应数量的探测点来实现，所述探测点使得探针能够对感兴趣的一个或多个信号进行采样。一旦应用了探针，用户就可以在测试和测量仪器的显示器上查看信号。然而，由于DUT的设计、DUT的物理实现以及由DUT产生的信号的复杂性日益增加，因此这些任务中的每一个继续变得越来越困难并且要耗费更多的时间来执行。
[0006] 此外，客户可能难以确定特定的触点是否是用以连接接地夹或者布线（例如，通常来自探针）的可接受位置，因为将地电位连接到不可接受的位置能够损坏DUT，并且对于操作员或者装备而言潜在地变得危险。
[0008] 图1是图示根据所公开的技术的某些实现的具有与其结合的增强现实系统的电子测试和测量环境的示例的框图；图2A图示了根据所公开的技术的某些实现的物理测试环境的物理视场的第一示例；
图2B图示了根据所公开的技术的某些实现的增强图像的第一示例；
图2C图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第一示例；
图2D图示了根据所公开的技术的某些实现的增强图像的第二示例；
图2E图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第二示例；
图2F图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第三示例；
图3A图示了根据所公开的技术的某些实现的物理测试环境的物理视场的第二示例；
图3B图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第一示例；
图3C图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第二示例；
图3D图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第三示例；
图3E图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第四示例；
图4是图示了根据所公开的技术的某些实现的用于电子测试测量系统的处理器控制的方法的示例的流程图；
图5图示了根据本公开的各种实施例的史密斯圆图的示例；
图6图示了根据本公开的各种实施例的来自由图5图示的史密斯圆图的示例数据；
图7图示了根据本公开的各种实施例的增强现实（AR）环境的示例；
图8图示了根据本公开的各种实施例的示波器前面板的虚拟控件和波形表示的示例，这两者都叠加在包括DUT的物理环境上；
图9图示了根据本公开的各种实施例的波形表示的示例，所述波形表示具有叠加在物理环境上的视觉提示，以使得用户能够更容易地完成复杂的测量；
图10图示了根据本公开的各种实施例的设计文档的第一示例，所述设计文档叠加在相关联的DUT旁边，以使得用户能够在查看物理DUT的同时参考CAD设计；
图11图示了根据本公开的各种实施例的设计文档的第二示例，所述设计文档叠加在相关联的DUT旁边，以使得用户能够在查看物理DUT的同时参考CAD设计；
图12图示了根据本公开的各种实施例的用以在查看物理DUT的同时在测试周期中指导用户（例如，重复过去的测试周期）的虚拟叠加的示例；
图13图示了根据本公开的各种实施例的在AR环境中显示的虚拟示波器和虚拟无限屏幕的示例；
图14图示了根据本公开的各种实施例的叠加在DUT上的温度读数的虚拟描绘的示例；
图15A至图15E图示了当前通过各种眼图和各种浴缸图示出抖动的尝试；
图16A至图16B图示了根据本公开的各种实施例的AR环境中的示例抖动图；
图17图示了根据本公开的各种实施例的来自叠加在物理环境上的多个测试和测量设备的输出的聚合的示例；
图18图示了根据本公开的各种实施例的叠加在物理DUT上的虚拟波形的示例；
图19A至图19C图示了根据本公开的各种实施例的远程查看波形的示例；
图20图示了根据本公开的各种实施例的通过探测DUT并且同时查看物理DUT而生成的RF读数的虚拟叠加的示例；
图21A至图21F图示了根据本文中公开的各种实施例的在AR环境中呈现的对虚拟数据的操纵（例如，经由手势）的示例；
图22图示了根据本公开的各种实施例的提供增强的沉浸式视图的表示模拟/数字/RF波形的虚拟三维物体的示例；
图23是用于与测试和测量仪器进行基于手势的交互的系统的示意图。
图2B图示了根据所公开的技术的某些实现的增强图像的第一示例；
图2C图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第一示例；
图2D图示了根据所公开的技术的某些实现的增强图像的第二示例；
图2E图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第二示例；
图2F图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第三示例；
图3A图示了根据所公开的技术的某些实现的物理测试环境的物理视场的第二示例；
图3B图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第一示例；
图3C图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第二示例；
图3D图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第三示例；
图3E图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场的第四示例；
图4是图示了根据所公开的技术的某些实现的用于电子测试测量系统的处理器控制的方法的示例的流程图；
图5图示了根据本公开的各种实施例的史密斯圆图的示例；
图6图示了根据本公开的各种实施例的来自由图5图示的史密斯圆图的示例数据；
图7图示了根据本公开的各种实施例的增强现实（AR）环境的示例；
图8图示了根据本公开的各种实施例的示波器前面板的虚拟控件和波形表示的示例，这两者都叠加在包括DUT的物理环境上；
图9图示了根据本公开的各种实施例的波形表示的示例，所述波形表示具有叠加在物理环境上的视觉提示，以使得用户能够更容易地完成复杂的测量；
图10图示了根据本公开的各种实施例的设计文档的第一示例，所述设计文档叠加在相关联的DUT旁边，以使得用户能够在查看物理DUT的同时参考CAD设计；
图11图示了根据本公开的各种实施例的设计文档的第二示例，所述设计文档叠加在相关联的DUT旁边，以使得用户能够在查看物理DUT的同时参考CAD设计；
图12图示了根据本公开的各种实施例的用以在查看物理DUT的同时在测试周期中指导用户（例如，重复过去的测试周期）的虚拟叠加的示例；
图13图示了根据本公开的各种实施例的在AR环境中显示的虚拟示波器和虚拟无限屏幕的示例；
图14图示了根据本公开的各种实施例的叠加在DUT上的温度读数的虚拟描绘的示例；
图15A至图15E图示了当前通过各种眼图和各种浴缸图示出抖动的尝试；
图16A至图16B图示了根据本公开的各种实施例的AR环境中的示例抖动图；
图17图示了根据本公开的各种实施例的来自叠加在物理环境上的多个测试和测量设备的输出的聚合的示例；
图18图示了根据本公开的各种实施例的叠加在物理DUT上的虚拟波形的示例；
图19A至图19C图示了根据本公开的各种实施例的远程查看波形的示例；
图20图示了根据本公开的各种实施例的通过探测DUT并且同时查看物理DUT而生成的RF读数的虚拟叠加的示例；
图21A至图21F图示了根据本文中公开的各种实施例的在AR环境中呈现的对虚拟数据的操纵（例如，经由手势）的示例；
图22图示了根据本公开的各种实施例的提供增强的沉浸式视图的表示模拟/数字/RF波形的虚拟三维物体的示例；
图23是用于与测试和测量仪器进行基于手势的交互的系统的示意图。
具体实施方式
[0009] 所公开的技术的实施例一般涉及增强现实系统，该增强现实系统可配置为与电测试和测量环境结合，以使得用户能够体验在视觉上沉浸在电测试和测量环境内。如下面更详细地描述的，用户在测试和测量环境内的视觉沉浸可以使得能够在用户正在执行的任务之间实现更有效的转换。
[0010] 另外，该系统可以向用户呈现在本文中描述的增强现实实施例之前根本不可能的信息和引导。用户视觉沉浸在测试和测量环境中还可以使得用户能够以新的并且独特的方式与信号、波形以及各种其他类型的信息和数据进行交互。
[0011] 可以通过在物理环境的图像或者视频馈送上叠加虚拟和/或增强内容的方式来实现这种视觉沉浸。在一些配置中，可以由物理环境内的例如位于头戴式显示器（HMD）、平板电脑等上的一个或多个相机来捕捉物理环境的图像或者视频馈送。在其他配置中，虚拟和/或增强现实系统可以被配置为将虚拟和/或增强内容叠加在透明显示器上，该透明显示器使得用户能够直接查看具有与物理环境集成的虚拟/增强图像的物理环境。
[0012] 在任何一种配置中，可以例如基于放置在物理环境内的一个或多个标志或者其他物理标记来确定虚拟/增强内容在物理环境内的位置。这样的标志可以包括DUT本身的各方面（例如，球栅阵列、探测点等）、探针或者其各方面、物理环境内的指针（例如，手、触控笔等）或者物理环境内的任何其他合适的人工制品，所述人工制品可以被用于标识在其处放置虚拟/增强内容或者发起虚拟/增强内容的生成的位置。
[0013] 应当领会的是，还可以根据显示器内的预定定位（例如，由像素坐标确定）或者环境来放置虚拟/增强内容。例如，可以由用户自动选择或者设置/改变这样的预定定位。应当领会的是，并不基于用于确定虚拟内容位置的机制来限制这样的特征。还应当领会的是，任何基于标志或者基于无标志的虚拟和/或增强现实机制，或者它们的任何组合都可以被用于确定何时和/或何处显示各种虚拟/增强内容。
[0014] 在各种配置中，可以更新虚拟/增强内容的定向（例如，视角），以反映用户或者增强现实系统在物理环境内的移动。例如，用户可以在三维空间中查看波形或者其测量值。在这样的示例中，增强现实系统可以使得用户能够在三维空间中移动，以从不同视角查看波形或者其测量值。
[0015] 在替换或者附加的配置中，用户可以操纵虚拟/增强内容的视角，如同用户正在握住三维测量值一样。在这样的配置中，可以跟踪用户的手的移动（例如，经由相机、红外、激光或者用于跟踪手的移动/手势的任何其他合适的机构），并且可以更新虚拟/增强内容以反映那些移动。
[0016] 在某些实施例中，AR环境可以配置有接地警告系统，以在视觉上突出显示不可接受经由接地夹或者布线短路的一个或多个区域；替换地或者附加地，系统可以在视觉上突出显示可接受被接地的触点。这将提供视觉引导，以有利地允许用户将探针接地连接到确切位置并且消除任何猜测或者用户错误。
[0017] 图1是图示了根据所公开的技术的某些实现的具有与其结合的增强现实系统的电子测试和测量环境100的示例的框图。在该示例中，环境100包括测试和测量设备108，诸如示波器，其与可配置为与被测设备（DUT）104交互的探针106耦合。DUT 104可以经由探针106将波形转发到测试和测量设备108以用于进行处理（例如，数字化、触发、测量等），以从波形产生波形数据（例如，波形的数字表示、波形测量值等）。
[0018] 然后，可以将波形数据转发到计算设备110，该计算设备110可被配置为格式化波形数据以用于经由诸如例如头戴式显示器、平板电脑设备、图像显示屏或者移动手机的显示器之类的显示设备112呈现给用户。应当领会的是，可以替换地例如经由具有后置相机的平板电脑来呈现数据，所述后置相机用于捕捉可以在其上叠加增强内容的物理环境的图像。能够呈现叠加在物理环境上的本文中所描述的虚拟/增强内容的任何设备都被认为在本公开的范围内。如此，本文中对头戴式显示器的任何引用可以等同地指代任何其他合适的显示设备。另外，在某些实施例中，显示设备112是至少部分透明的。
[0019] 在一些情况下，测试和测量环境100可以包括一个或多个数据存储114。（多个）数据存储114可以与所描绘的其他组件分离（例如，在一个或多个服务器或者其他计算设备上），或者可以包括在所描绘的组件中的一个或多个内。在一些情况下，（多个）数据存储114可以向计算设备110提供关于DUT 104的信息（例如，设计示意图、探测点、参考波形等）或者任何其他可应用的信息，以用于经由头戴式显示器112呈现给用户。如此，用户可以是能够在查看DUT 104和/或与DUT 104相关联的波形数据的同时查看增强内容的。
[0020] 虽然示出为多个不同的组件，但是应当领会的是，测试和测量环境100中的任何或者所有组件可以被集成为更少的组件（例如，可以将计算设备110和头戴式显示设备112组合成单个组件），或者可以被扩展为更多的组件。虽然单个DUT 104和测试和测量设备108被描绘为单个组件，但是应当领会的是，在不脱离本公开范围的情况下，在测试和测量环境100内可以包括多个DUT和/或多个测试和测量设备。
[0021] 在某些实施例中，头戴式显示设备112可以具有与其集成的一个或多个相机116。这些（多个）相机116可以从物理环境中捕捉图像。例如，可以处理物理环境的图像（例如，由头戴式显示设备112或者计算设备110），以使得能够标识位置标记，该位置标记可以用于标识用于将增强内容放置在物理环境的物理视场内的叠加位置。相机116也可以包括与探针
106和/或DUT 104集成的相机，其可以被用作增强内容（例如，图2B的增强图像220）的来源。
106和/或DUT 104集成的相机，其可以被用作增强内容（例如，图2B的增强图像220）的来源。
[0022] 如本文中所使用的，增强内容可以包括在物理视场之外但是被处理以增强物理视场的任何事物。这样的增强内容可以包括例如来自与探针106集成的相机的视频馈送、DUT的示意图、由探针106捕捉的波形数据等。在增强现实（AR）环境中呈现这种增强内容可以提供某些优点。例如，在增强现实（AR）环境中描绘的波形数据可以有利地允许用户在三维（3D）物理空间内检查在他们面前的三维形式的内容并且与之交互。例如，AR环境可以被配置为允许用户看到3D形式的内容、旋转内容、在内容周围走动、放大和缩小内容、以及压缩和扩展内容。耦合到头戴式显示设备112的控件还可以允许用户与存储在计算设备110和/或示波器108上的波形数据（和/或由示波器108实时采样的波形数据）交互，以改变这样的波形数据的视图。
[0023] 在某些实施例中，数据存储114可以被配置为存储用于动态增强物理测试环境的增强设置。这样的增强设置可以包括但不限于在显示设备112内针对增强图像的位置、定位、定向或者它们的组合。计算设备110可以基于增强设置和例如由探针106或者相机116从物理测试环境接收的输入馈送来创建增强图像。然后，计算设备110可以输出要叠加在物理测试环境上的增强图像，以例如通过引起显示设备112将叠加在物理测试环境上的增强图像在视觉上呈现给用户来增强物理测试环境的用户视图。应当领会的是，在显示器至少部分半透明的地方，可以显示增强图像以与通过半透明显示器可查看的物理测试环境的各方面对准，从而引起增强图像叠加在物理环境上。在这样的情况下，物理测试环境的图像可以被捕捉并且用于确定物理环境的各方面，以用于将增强内容放置在增强图像内。
[0024] 通常，AR方法使内容变得虚拟有形，并且如此，开辟了先前在常规固定显示器上不可用的新的探索模式。例如，AR方法可以通过采用经由网络（例如，有线、无线或者它们的任何组合）耦合到一个或多个计算设备的多个头戴式显示器，来允许多个用户在共享的、真实世界的物理空间内进行查看。
[0025] 由示波器108和/或其他测试和测量设备生成的波形数据可以用作AR环境中的增强内容。例如，控件可以允许用户将波形的虚拟表示虚拟地放置在电路板上或者DUT 104上对应信号物理驻留的物理位置处。可以将波形的虚拟表示虚拟地放置在用户的桌子上以用于进一步分析、放置在会议桌上以用于多个用户同时观察，等。
[0026] 通过使用AR方法显示静态波形数据和/或流式传输动态/实时波形数据，用户可以利用头戴式显示设备112查看真实3D形式的波形，就好像波形数据是用户周围的物理环境内的实体物理对象一样。这表示波形数据的探索中的前所未有的自由度，由此允许一个或多个用户从多个视点（诸如从波形的下面、后面、顶部和/或从波形内部）同时查看物理空间中的虚拟波形。例如，这可以允许用户调试和/或鉴定复杂的设备或者电路。这也可以允许用户直接看所探测的物理区域，并且查看漂浮在捕捉波形的探针上方的虚拟波形。
[0027] 图2A图示了根据所公开的技术的某些实现的物理测试环境200的物理视场的第一示例。在该示例中，DUT 210在物理测试环境200内是可见的。相机214可以与探针/探针尖端212集成，并且来自该相机的图像或者视频可以流式传输到AR环境中，以使得用户能够有效地具有具备所探测区域的放大视图的平视显示（HUD），同时仍然查看DUT 210、探针位置和/或测试和测量设备。这可以使得用户能够将探针尖端更准确地放置在期望的探测点处，这可以造成探针尖端与探测点之间的更好的电连接。
[0028] 图2B图示了根据所公开的技术的某些实现的增强图像220的第一示例。在该示例中，增强图像220是例如用户当前正在将DUT 210上的探针定位在其处的探测区域的放大视图。在某些实施例中，增强图像可以包括与物理测试环境200中的DUT 210相关的所生成的波形。
[0029] 图2C图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场200的第一示例。在该示例中，用户能够使用诸如头戴式显示设备的显示设备来同时查看包括DUT 210、探针212的物理测试环境和增强图像220，例如，DUT 210的探针或者探测区域的放大视图。可以由用户使用增强设置来选择和/或改变增强图像的位置、定位、定向等。
[0030] 图2D图示了根据所公开的技术的某些实现的增强图像230的第二示例。在该示例中，增强图像230是与DUT 210上的探针212或者探测位置相关联的波形。
[0031] 图2E图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场200的第二示例。在该示例中，用户能够使用显示设备同时查看包括DUT 210的物理测试环境和增强图像230，例如，与DUT 210的探针或者探测区域相关联的波形。可以由用户使用增强设置来选择和/或改变波形的位置、定位、定向等。
[0032] 图2F图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场200的第三示例。在该示例中，在单个沉浸式视图中，探测区域220的放大视图和波形230这两者都被叠加在包括DUT 210的物理环境上。这样的沉浸式视图可以有利地允许用户提高专注力和效率这两者。这种实现还具有这样的优点：台式显微镜（在与微电子器件一起工作时变得越来越必要）可能不再是必要的，这可以节省成本，并且还造成处理的改进，这两者都提供了可以直接传递给客户的好处。
[0033] 在某些实施例中，系统可以被配置为选择性地引导用户探测DUT上的具体点。这对于复杂的电路板而言可以是特别有益的，并且可以提高生产率并且减少测试中的错误，同时还使得能够实现测试的可重复性。在这样的实施例中，可以从例如用户输入（诸如CAD文件和测试点选择数据）生成虚拟叠加，并且可以使得虚拟指导能够叠加在物理DUT上，以允许用户探测确切位置并且消除在为特定测试定位确切测试点时的猜测或者用户错误。用户可以在软件中上传适当的数据文件，并且然后选择单个测试点，或者通过如参考下面的示例所讨论的虚拟叠加的彩色圆点或者符号的视觉指示来引导用户通过测试点序列。
[0034] 在某些情况下，工程师或者技术人员可能想要记录他们的工作。当他们的工作在如本文中所配置的AR环境中进行时，他们可以看到与他们周围物理环境相关的进展和结果，但是现在他们可能期望一种记录这些视觉画面的方式，以便可以将结果与其他人共享或者保存以用于将来参考。
[0035] 在这样的情况下，本文中描述的AR环境可以被配置为执行虚拟AR屏幕转储实用程序或者AR屏幕记录，其可以记录用户在某个时间点或者时间段内在AR环境内看到的任何内容（虚拟的和物理的这两者）的复制。在利用透明显示器的实施例中，物理环境的捕捉可以包括相应地放置的虚拟内容，以使得能够在文档内正确捕捉AR环境。
[0036] 图3A图示了根据所公开的技术的某些实现的物理测试环境300的物理视场的第二示例。在该示例中，DUT 350在物理测试环境300内是可见的。DUT 350具有各种潜在的探测点及其之间的连接，例如，包括352、354和356。
[0037] 图3B图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场300的第一示例。这里，增强图像包括具有诸如第一信息部分330和第二信息部分320（诸如具有多个虚拟控件的虚拟控制面板）的多个部分的虚拟用户界面。第一信息部分330包括选择组件310，其可以提供对要测试的区域或者要避免的区域的指示。第一信息部分330还可以包括波形部分340，波形部分340被配置为显示例如与被测试区域相关联的波形。第二信息部分320可以包括用户可以选择的许多动作。
[0038] 在该示例中，虚拟叠加还包括物理环境上的探测点，例如，以帮助防止用户错误地将测试和测量系统接地。在该示例中，“+”圆点指示由探针接地夹或者布线使用的可接受的接地触点。在该示例中，虚拟叠加还包括圆点，以指示有效的和/或适用于测试的点。应当领会的是，可以使用其他符号、图标、颜色等来指示这样的接触点。
[0039] 这样的接地警告系统可以通过存储位于DUT 350上的触点的位置（例如，坐标位置）、物理标记或者其他合适的位置信息来实现。然后可以将该位置信息与该位置是否是可接受接地的指示符相关联。基于位置信息和相关性，可以生成叠加图像300并且将其叠加在DUT上，以使得操作员能够容易地标识对于接地连接而言可接受和/或不可接受的那些位置。例如，即使当用户在物理环境内相对于DUT 350移动时，也可以实时更新这样的图像或者其叠加位置，以将指示符保持在适当的位置。
[0040] 图3C图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场300的第二示例。在该示例中，用户与选择组件310交互以选择特定的探测点。虚拟标签360提供了在DUT 350上的探测点的物理位置的视觉指示，例如，以允许用户容易地定位探测点并且通过探针尖端的方式建立与探测点的连接。一旦用户建立了与探测点的连接，波形部分340就可以在视觉上呈现与探测点相对应的波形。
[0041] 图3D图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场300的第三示例。在该示例中，用户与选择组件310交互以选择另外的探测点。虚拟标签360再次提供了在DUT 350上的探测点的物理位置的视觉指示，例如，以允许用户容易地定位探测点并且通过探针尖端的方式建立与探测点的连接。一旦用户建立了与探测点的连接，波形部分340就可以动态地改变/更新以在视觉上呈现与新选择的探测点相对应的波形。
[0042] 某些实施例可以包括响应于用户引起测量探针与物理测试环境内的特定部分进行物理接触而在增强图像内放置虚拟标志。图3E图示了根据所公开的技术的某些实现的增强视场300的第四示例。在该示例中，虚拟标志包括框399，框399围绕在其处保持例如与探针的连接的探测点定位。也就是说，虚拟标志对应于所述特定部分的所标识的位置。这可以有利地允许用户在用户执行可能在与物理测试环境分离的物理位置处的一个或多个其他活动时，容易地在视觉上确认探针与DUT 350上的特定点保持连接。
[0043] 图4是图示了根据所公开的技术的某些实现的用于电子测试测量系统（诸如由图1图示的电子测试测量系统）的处理器控制的方法400的示例的流程图。
[0044] 在402处，例如由一个或多个数据存储来存储增强设置。增强设置可以由系统使用，以用于动态地增强物理测试环境。增强设置可以指示要由例如显示设备在视觉上呈现给用户的增强内容的定位、位置、定向或者它们的组合。在某些实施例中，增强设置可以是可配置的，以允许用户在显示设备内为增强图像选择位置上的定位。在一些情况下，这些增强设置中的任何或者所有可以由用户动态地编辑。
[0045] 在404处，例如由计算设备来接收来自物理测试环境的输入馈送。输入馈送例如可以包括由探针捕捉的数据馈送、由附接于探针的相机捕捉的视频馈送或者对物理环境的表示（例如，所存储的表示）。在某些实施例中，可以将相机集成到显示设备中。
[0046] 在406处，例如由计算设备创建增强图像。增强图像可以包括物理环境上的虚拟或者增强内容的虚拟叠加，以增强物理测试环境的用户视图。可以基于增强设置和输入馈送中的一个或者两个来创建增强图像。
[0047] 在408处，例如由计算设备输出在406处创建的增强图像。例如，计算设备可以将增强图像输出到许多合适的显示设备中的任何一个。替换地或者附加地，计算设备可以将增强图像输出到一个或多个存储设备，例如以用于由用户或者（多个）其他用户以后使用。
[0048] 在410处，例如由诸如头戴式显示器、平板电脑设备、图像显示屏或者移动电话的显示器之类的显示设备将增强图像在视觉上呈现给用户。显示设备可以是至少部分透明的。在某些实现中，可以例如通过多个显示设备的方式在视觉上向多个用户呈现增强图像。例如，第一用户可以与头戴式显示设备交互，而第二用户可以通过传统的台式计算机或者平板电脑设备观看第一用户的交互。
[0049] 某些实现可以包括由用户可控制以与物理测试环境交互的测量探针，其中相机被耦合至测量探针。在这样的实施例中，计算设备可以向用户提供指令，并且进一步响应于通过测量探针的方式从用户接收的输入而对指令进行改变。
[0050] 某些实施例可以包括使用具有时域反射计（TDR）的本文中描述的系统或者技术。例如，该系统可以使用户能够使用显示设备来可视化电路板上的TDR迹线以及包括所计算的阻抗或者与TDR迹线相关联的任何其他合适的测量值的增强图像。
[0051] 关于图5和图6，史密斯圆图是显示用于RF测量和分析的阻抗相对于频率的关系的常用方式（参见图5）。典型用法包括针对给定DUT在复平面中进行阻抗测量。在不改变任何测试参数的情况下，随后的测量结果针对每次扫频分析示出相同的史密斯圆图阻抗迹线。然而，常见的测试参数调整是RF功率电平，它会改变DUT阻抗和所得到的史密斯圆图。典型地，RF工程师将该数据作为一组单独的数据集进行分析，与阻抗相对于频率分析相对应的DUT的功率电平中的每个步骤一组。
[0052] 然而，如果将这些相同的史密斯圆图测量一起堆叠（例如，由测试和测量设备）到Z轴中，则可以生成可以在AR环境中查看/操纵的3D表示，诸如由图1图示的那样。这为RF工程师提供了此类的第一视觉工具，以帮助将阻抗相对于频率如何随功率电平改变可视化。然后，可以在具有RF标志的3D空间中旋转、平移/缩放、分离（例如，通过扩展一个或多个轴）和探索3D表示。作为简单示例，如果将所得到的3D表示在其轴上旋转90度，则可以容易地识别数据集之间的曲线，并且可以加快功率调谐分析（参见图6）。更进一步地，在三维空间中如数据集之间的关系的可观察的现象可以被更容易地识别——如果用户仅限于分析单个数据集的话，这会是另一个困难的任务。
[0053] 现代示波器限制用户在固定的二维（2D）屏幕上查看其数据。通常，这还将所呈现的数据限制为2D形式——也就是说，不存在容易地可访问的三维（3D）查看选项。例如，直方图试图传达在波形数据方面的一种“第三维度”（例如，采样数量或者给定直方图“堆”内的数据点的堆叠），但是受到固定2D屏幕的限制。现有的提供MATLAB生成的波形数据3D表示的基于MATLAB的解决方案类似地被限制于固定的2D显示器。增强现实（AR）方法在真实世界的设置中为独特并且新颖的3D显示以及内容的交互打开了大门。
[0054] AR环境可以被配置为使得用户能够利用虚拟内容填充物理位置。这将显示技术从仪器上的固定2D显示器扩展开来，并且创建了高度可自定义的AR虚拟环境（参见图7）。这允许用户通过将多个波形或者GUI（图形用户界面）移出物理屏幕并且移到桌子上或者移入用户、仪器、DUT等周围的空气中，来最大化物理示波器的屏幕空间或者另外的测试和测量设备的屏幕空间。
[0055] 利用AR，移除了固定2D显示器的所有传统限制，诸如固定的大小和固定的位置，以及有限的大小，因为虚拟环境不一定受物理空间限制。换句话说，用户周围的房间或者空间现在成为用于仪器输出无论是波形还是测量数据的显示器。可以经由无论是移动设备（诸如手机或者平板电脑）、计算机监视器、投影仪，还是通过头戴式显示器（诸如Oculus Rift、HTC Vive、Microsoft Hololens等）的现代显示技术查看AR。
[0056] 在某些实施例中，AR环境还可以被配置为将仪器的控件虚拟化为虚拟表示。图8描绘了示波器前面板或者其子集或者用于解决方案应用的控件（例如，80SJNB）在AR中的平视显示，使得用户可以继续查看DUT，同时还控制测试和测量仪器的设置。这可以包括跟踪（例如，相机、红外、激光、眼睛跟踪等）用户的运动，以便能够在AR中显示的前面板上选择他们的输入，或者移动到控制面板的另一个区域，在该区域中虚拟控制面板由于任何显示区域限制而被截断。与任何叠加一样，该虚拟前面板可能是不透明或者在不同程度上透明的。无论是从桌子到实验室还是从办公室到现场，所述特征都为提高生产率和增强远程示波器控制打开了大门。在这样的配置中，通过改变虚拟化控件的设置来控制的测试和测量设备可以被配置为从AR环境中接收指示对虚拟控件作出的改变的信号，以使得测试和测量设备能够实现这样的改变。
[0057] 在一些情况下，为了获得预期的测量值，生成3D图并且由用户执行其他复杂的操作以用于进行输入。在许多这样的情况下，这是在视觉上需要3D输入的操作，即使客户当前被限制于2D输入，这可能会使事情复杂化。就复杂性而言，考虑在从TEKTRONIX®可获得的示波器上的视觉触发。视觉触发使得用户能够实现如下选项：基于由用户所指定波形的视觉元素（例如，波形内的具体点）有效地创建触发。替代将时间浪费在复杂的触发设置和其他考虑上来获得期望的结果，用户可以只指向所显示的元素，从所显示的元素中可以导出复杂的触发设置。在AR环境中，这已经更好地适合于显示3D结果。AR视觉测量设置特征可以加快复杂的测量设置（例如，利用图9内标识的那些点）。更进一步地，在这样的AR环境中，视觉触发也可以扩展到3D领域中。
[0058] 在某些情况下，当针对DUT进行物理评估或者调试时，工程师经常需要参考DUT的背景信息（例如，示意图、框图等）。在常规设置中，这需要在物理DUT和计算机显示器或者硬拷贝（例如，CAD打印输出）之间来回查看。在本文中所描述的AR环境中，用户可以沉浸在其中背景信息与DUT叠加的环境中，从而消除了来回查看的需要（参见图10）。现在，背景信息作为以与物理DUT并排的方式显示的2D或者3D的漂浮虚拟显示被用户看到。改变透明叠加的颜色的能力可以消除在不同背景颜色情况下的可见性问题；可选地，也可以使用不透明背景来完全避免该问题（参见图11）。如所示出的那样，还可以虚拟地叠加其他信息，以帮助用户。
[0059] 当测试电磁干扰（EMI）辐射，并且在设计周期的调试或者验证阶段采集测试数据时，常见的挑战是这些测试的可重复性。在一些配置中，本文中描述的AR环境可以被配置为跟踪和记录这样的测试以用于将来进行参考。这可以包括探针相对于DUT的位置（例如，利用在DUT内标识的位置标记和/或探针内的移动传感器）。当以后参考测试的记录时（例如，由用户经由用户界面选择测试），AR环境可以被配置为基于一个或多个先前的测试生成虚拟路径。然后，AR环境可以被配置为基于位置标记将虚拟路径叠加在DUT的顶部。这可以使得AR环境能够有效地指导用户复制测试。
[0060] 这样的可视化可以帮助用户，例如，引导将近场探针移动到何处，以便更接近地重复先前的测试（参见图12）。这允许用户看到他们先前不能看到的东西——先前的测试路径（例如，EMI测试路径）。从中采集的数据也可以作为验证数据提交，以便标准/批准机构可以重复或者与试图通过标准/批准机构进行DUT认证的公司共享更精确的合格/不合格规范和数据。如所示出的那样，还可以被虚拟地叠加其他信息，以帮助用户。这也可以用在环境室中，并且所采集的数据也可以用于在离线分析时进行查看（例如，用以比较两个或更多个测试）。
[0061] 通过将波形数据发送到AR环境中，示波器的屏幕大小几乎没有实际限制。可以将其视为波形数据的“扩展视图”或者“虚拟存储器”或者“无限存储器”视图。也就是说，给定特定的数据集，呈现在屏幕上波形不必停在这里——它可以继续并且持续在示波器屏幕的同一视觉平面中向左移动。同样，进来的波形数据（记录中的较早部分）也可以呈现在同一视觉平面的右侧（参见图13）。这也为诸如来自Tektronix®的平移/缩放和MagniVu的特征的增强AR显示选项打开了大门。
[0062] 虽然被描绘为显示在虚拟示波器上，但是应当领会的是，这样的波形数据可以在不需要可视化示波器的情况下呈现。为了遍历波形的不同部分，用户可以执行任何数量的任务，诸如例如在一个方向或者另一个方向上滑动手，以引起波形根据滑动的方向移动；虚拟地抓取波形的一部分，并且经由虚拟抓取的部分在任一方向上移动波形，在一个方向或者另一个方向上转动，在一个方向或者另一个方向上步移，或者进行任何数量的附加交互。
[0063] 在某些实施例中，AR环境可以被配置为生成温度数据内容（从传感器采集），并且将该内容实时叠加在相关联的DUT上以用于立即查看（参见图14）。更进一步地，可以采集该数据用于进行离线分析，然后所述离线分析可以被用于为将来的测试提供基准。这使得在设计改变和作出其他修改时能够对DUT进行回归测试。还可以虚拟地叠加其他信息，以帮助用户。该技术也可以被用在环境室和各种各样的其他测试地点中。
[0064] 在某些实施例中，为了洞察额外的抖动测量，用户可以查看3D表示，诸如浴缸图或者眼睛漏斗图。当前，这些方法被限制于固定的2D显示器。在一些情况下，AR环境可以被配置为使用户能够在视觉上“深入”并且在交互式3D环境中进一步探索这些视觉画面。这样，通过使得用户能够经由在物理空间内虚拟移动光标（例如，经由手势、HMI或者其他控制输入）来操纵浴缸图的虚拟对象，并且在视觉上将光标放置在更确切的位置中，从而使在三维浴缸图上使用光标更加方便。经由AR环境提供真实3D表示最终提供了对用户进行其分析所需的3D数据的更直观的呈现。根据本公开的各种实施例，图15A至15D图示了用以通过各种眼图和各种浴缸图示出抖动的当前尝试，并且图16A至16B图示了AR环境中的示例抖动图。
[0065] 常规的示波器也可能在可以同时显示的通道数量方面受到限制。也就是说，即使附加的通道来自连接在一起的其他示波器，当前也无法在现代示波器的单个显示器上显示多于典型的2至8个通道。为了解决这个问题，AR环境可以被配置为将来自多个示波器的通道聚合到单个虚拟视图中。因为这可以是纯粹的显示聚合，所以可能不需要将多个示波器同步在一起来完成该操作。在其他配置中，可以通过任何常规的同步方法来同步多个示波器，以对来自多个示波器的信号进行时间对准。在实施例中，AR环境可以被配置为提供附加的背景信息（例如，产生波形的DUT的位置）。
[0066] 一个示例应用是嵌入式汽车市场，其中存在许多传感器和许多电测试点（参见图17）。如所描绘的那样，每个波形都位于产生该波形的DUT或者探测点附近。这可以通过将每个示波器通道、波形或者DUT与物理标记或者其他位置信息相关联来实现，以使得能够标识在物理环境内叠加波形的适当位置。在一些情况下，诸如在所描绘的发动机舱中，所显示的波形的接近度可能使得这些波形不能在没有重叠的情况下全部适合于合适的查看尺寸。在这样的实施例中，AR环境可以被配置为生成从物理标记的所标识位置到相关联的波形绘制的破折线。
[0067] 这种方法利用AR来允许客户利用其现有的安装基础或者购买多个下一代示波器，并且为其应用合成较高的总通道数。关键是将多个示波器（波形）的输出一起重新路由到AR环境中，并且然后由用户统一可查看（参见图17）。可以实现一些通道区分方案（例如，颜色区分、图案区分等），以避免以不可区分的方式显示多个（但是不同的）通道。例如，可以为每个示波器通道分配不同的可用颜色，以避免具有显示相同颜色的多个通道，从而消除AR环境中的混淆。
[0068] 在某些实施例中，AR环境可以被配置为将波形数据与探针虚拟地配对（例如，经由探针的物理标记）。例如，AR环境可以被配置为将波形的虚拟表示叠加在接近于信号在其处物理地驻留的物理位置的被测电路板或者设备上，如由图18图示的那样。在实例中，AR环境可以被配置为使用户能够将波形从DUT移动到例如用户的桌子以用于进一步的分析，或者移动到会议桌以用于使多个用户同时观察。
[0069] 在这样的AR环境中，用户可以利用头戴式显示器以真实3D形式查看波形，就好像它是在他们面前的真实物理对象一样。这表示探索波形数据的前所未有的自由度，允许一个或多个用户同时在物理空间中从波形本身的下面、后面、顶部或者甚至从内部看到虚拟波形。想象调试或者鉴定复杂的设备或者电路，并且能够直接看到所探测的物理区域并且看到虚拟波形漂浮在用户手中的探针上方。
[0070] 关于图19A至图19C，AR环境可以被配置为使得能够远程查看由测试和测量仪器生成的波形数据。如在所述上下文中所使用的，“远程查看”波形数据可以表示被从DUT和/或测试和测量仪器的物理位置移除，包括该波形是否作为先前保存的波形数据（诸如参考波形，或者所保存的波形文件）离线，或者波形数据是否是来自真实波形的实时馈送的实时波形数据。
[0071] 例如，AR环境可以被配置为使得用户能够将虚拟表示放置在用户的桌子上以用于进一步分析，或者放置在会议桌上以供多个用户同时观察以用于进行协作（例如，经由多个头戴式显示器，在其处每个用户都能够从用户相对于波形数据的位置的视角查看波形数据）。诸如网格线和其他读出的图形元素将是可选的，并且是用户可选择的（例如，经由AR环境的菜单）。这种远程方法还可以与实时本地波形进行组合，以完成所保存的/参考波形与实时本地波形之间的比较功能。
[0072] 通过使用AR方法显示（静态）和/或流式传输（动态/实时)波形数据，用户可以利用头戴式显示设备查看真实3D形式的波形，就好像它是物理空间中在他们面前的真实物理对象一样。这表示探索波形数据的前所未有的自由度，允许一个或多个用户在物理空间中从波形本身的下面、后面、顶部甚至从内部同时看到虚拟波形。
[0073] 在某些情况下，当测试在射频（RF）域中操作的DUT时，设计者可以求助于对电子表格中的读数进行制表的古老而繁琐的处理。这通常包括诸如通过组件编号、网络参考等以有意义的方式录入物理位置信息。如此，设计者可能会不断地在读取读数和在电子表格中记录读数之间进行切换。为了解决这一问题，AR环境可以被配置为使得RF数据采集测试能够被跟踪、与DUT上的物理位置相关联、并且被实时绘制以用于即时查看或者用于将来离线参考。
[0074] 当设计者或者测试者开始测试并且指导RF探针通过DUT时，AR环境可以被配置为参照DUT跟踪RF探针的位置信息（例如，经由物理标记或者其他合适的位置跟踪信息），并且记录RF频谱读数的3D图。然后，AR环境可以被配置为将RF频谱读数绘制为在DUT上的叠加（参见图20）。通过在DUT上叠加RF频谱读数，可以在常规测试和测量环境中不可能呈现的情形中呈现频谱读数。
[0075] 与繁琐的手工电子表格录入相比，这种高度自动化的应用填补了技术空白，允许用户看到以前他们不能看到的东西——在DUT附近发出的RF读数的真实物理位置图。更进一步地，可以采集该数据以用于进行离线分析，然后所述离线分析可以被用于为将来的测试提供基准。这使得在设计改变和作出其他修改时能够对DUT进行回归测试。还可以虚拟地叠加其他信息，以帮助用户。该技术还可以用在环境室和各种各样的其他测试地点中。
[0076] AR环境的一个方面是操作2D或者3D虚拟内容的显示的能力。如此，AR环境可以被配置为使用人机接口（HMI，诸如远程HMI，或者其他控制器输入）或者基于试探法或者手势直接利用手来启用对波形数据的虚拟操纵。这包括但不限于诸如对虚拟环境中的叠加的缩放、旋转、横滚、偏航、俯仰和虚拟移动/放置的动作（参见图21A至图21D）。如此，AR环境的显示能力可以远远超过当限制于常规测试和测量仪器的固定2D显示器时从波形数据可观察到的显示能力（参见图21E至图21F）。诸如网格线和其他读出的图形元素在AR环境中可以是可选的，并且是经由AR环境的菜单由用户可选择的。
[0077] 通过使用AR显示（在这种情况下指代静态显示）或者流式传输（指代动态/实时显示)波形数据，用户可以利用头戴式显示器来查看真实3D形式的波形数据，就好像波形数据是在他们面前的真实三维物理对象一样。这表示探索波形数据的前所未有的自由度，允许一个或多个用户在物理空间中从波形本身的下面、后面、顶部甚至从内部同时看到波形数据的虚拟表示。
[0078] 由固定2D显示器限制的示波器，在过去试图传达额外维度的数据。例如，RF频谱分析仪和混合域（支持RF功能的）示波器可以包括一个视图（例如，来自Tektronix®的频谱视图），其中RF迹线可以随时间的经过而堆叠——然而，即使在频谱视图中，显示器，并且因此数据也仍然被限制为二维。将模拟、数字和RF信号引入3D空间中为增加对测试和测量的洞察提供了新的机会。
[0079] AR环境可以被配置为将波形的时变信息堆叠到第三维度中（参见图22），可以对其进行查看以用于增强对信号数据的视图。这可以包括诸如相位、抖动、实点相对于虚点以及星座图数据之类的质量。更进一步地，AR环境可以被配置为生成3D直方图或者3D X-Y图，可以经由与3D物理空间中的这些3D直方图或者3D X-Y图的交互（例如，经由手势）来挖掘所述3D直方图或者3D X-Y图，以用于额外的洞察。附加地，AR环境可以被配置为生成信号的地形图，并且使得能够探索波形的3D持久性。
[0080] 在进一步的实施例中，AR环境可以被配置为完成许多其他任务。例如，可以通过将多个波形和/或图形用户界面（GUI）窗口移出示波器物理屏幕并且移入示波器外部的空间来最大化物理示波器的屏幕空间。另一个示例是3D直方图的真实3D显示，其中波形随时间的经过而在所有三个维度中增长和移位。另一个示例是基于被解析为仅在虚拟3D空间中可接近的单独的样本或者样本组的真实3D波形数据的测量类别。
[0081] 为了使得能够实现与测试和测量设备的交互，本文中还公开了一种视觉界面，其能够监控针对测试和测量设备的基于手势的二维或者三维输入。可以通过任何数量的设备或者设备的组合来捕捉这样的输入，诸如一个或多个相机、红外传感器、激光传感器、包括接触运动传感器（例如，具有运动传感器的手套）或者非接触运动传感器的运动传感器等。应当领会的是，本文中公开的实施例不受以其捕捉手势的方式的限制并且设想任何手势捕捉机构。通过使得测试和测量仪器的用户能够在远离测试和测量仪器的同时与测试和测量仪器交互，本公开使得能够实现在与机器物理隔离的同时控制测试和测量仪器的能力。在一些情况下，这可以使得在可能的危险场景（诸如高压场景）中或者在用户与测试和测量仪器的交互可能影响测试结果的场景中能够控制测试和测量仪器。在一些情况下，本公开还可以使得用户能够通过透明隔离，如隔离室或者热室的窗口来控制测试和测量仪器。如此，用户可以在可能对人不友好或者危险的环境中控制测试和测量仪器。在其他情况下，可以在诸如本文中所描述的增强现实环境中实现本公开的各方面，以使得用户能够在沉浸在增强现实体验中的同时控制测试和测量仪器。
[0082] 通过使用手势，对于被用于支持接口的设备的大小没有限制，并且除了手势解释模块之外，用于支持接口的任何设备都将只需要实现手势捕捉机构，诸如上面描述的那些说明性示例。手势解释模块可以被配置为从由手势捕捉机构提供的数据中检测和解释手势，并且将手势与命令信号相关联，以提供给测试和测量仪器来实现与手势相关联的命令。在一些情况下，这可能牵涉相当简单的基于边缘检测的手势识别以及对测试和测量仪器接口的访问。在一些情况下，手势捕捉机构和手势解释模块可以与测试和测量仪器集成在一起，在其他情况下，手势捕捉机构和/或手势解释模块可以在测试和测量仪器的外部或者远离测试和测量仪器。
[0083] 独特的手势或者手势序列可以被用于访问和操纵各种子系统。例如，开始手势可以被用于标识子系统，并且然后其他手势可以被用于执行在该子系统内的任务。如此，不同子系统中的任务可以与相同的手势相关联，然而，因为情形（例如，子系统）不同，所以相同的手势可以实现不同的任务。 在下面更详细地描述附加的细节。
[0084] 通过使用基于手势的接口，可以在没有物理或者电连接的情况下控制测试和测量仪器。这可以为更灵敏的测量以及在危险环境中控制仪器开辟可能性。附加地，通过使用新的接口形式，它还扩展了当前可用的控件之外的可能控件。
[0085] 通过使用基于手势的接口，避免了对测试和测量仪器或者远程输入设备的物理访问的限制。通过允许用户交互式地控制仪器，降低了对以编程方式远程控制仪器的前期知识的需要。附加地，在使用视觉方法的实施例中，减轻了来自测试环境内的噪声的干扰。
[0086] 在一些配置中，本公开对物理手势、手势捕捉机构、手势解释模块以及包括命令接口的测试和测量仪器进行组合，以提供用于控制测试和测量仪器的基于非接触的方法。图23标识了用于这样的系统的说明性组件。
[0087] 由本公开提供的系统使用由手势捕捉机构观察到的手势，所述手势捕捉机构与手势解释模块相连接，以将手势解释为具体命令，然后可以经由测试和测量仪器的命令接口将所述命令传达给测试和测量仪器。在一些实施例中，可以通过简单的边缘检测和跟踪机制或者更复杂的方法来实现手势解释。
[0088] 手势解释模块将标识手势并且将其转换为命令步骤请求。这些命令步骤可以通过内部或者外部接口路由到一件测试和测量设备仪器。然后，测试和测量仪器或者任何其他组件可以向用户提供手势已经被识别的反馈。在替换的实施例中，手势解释模块可以建立命令序列的图形或者字母数字表示，以允许用户确认命令序列，并且然后使用另一个手势来发起命令并且将其发送到测试和测量仪器的控制接口。
[0089] 可以以许多方式来实现手势，例如，通过可以由手势捕捉机构跟踪的线性或者圆周移动的组合。可以按顺序解释手势，以向测试和测量仪器提供完整的命令。一般的手势可以包括（但不限于）线性方式（水平、垂直或者对角地）的单手移动、圆周运动（顺时针、逆时针）的单手移动、其中多只手相对于彼此移动（在竖向、水平或者对角线上分离或者合在一起）的多只手移动，单独或者组合的手指移动，身体的其他任何部分的移动或者与手势相关联的无生命对象的移动。
[0090] 可以通过如下方式来实现命令结构：首先使用唯一的发起手势来标识期望访问的命令集，然后使用指示命令序列中的下一个步骤的一组手势中的一个。在建立命令序列时，命令手势可以重复。命令序列可以根据需要有效地递归，以支持嵌套命令，如菜单选择。
[0091] 以下是一组基本手势，从其中命令集可以由如下部分组成：单手从左向右水平移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从右向左水平移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手向下竖向移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手向上竖向移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从右上向左下对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从右下向左上对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从左上向右下对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从左下向右上对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手顺时针旋转移动；
单手逆时针旋转移动；
两只手在水平方向上移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在竖向方向上移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上朝向左上和右下移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上朝向左下和右上移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在水平方向上朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在竖向方向上朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上从左上和右下朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上从左下和右上朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测。
单手从右向左水平移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手向下竖向移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手向上竖向移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从右上向左下对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从右下向左上对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从左上向右下对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手从左下向右上对角移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
单手顺时针旋转移动；
单手逆时针旋转移动；
两只手在水平方向上移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在竖向方向上移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上朝向左上和右下移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上朝向左下和右上移动分开——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在水平方向上朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在竖向方向上朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上从左上和右下朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测；
两只手在对角线方向上从左下和右上朝向彼此移动——其中手垂直于移动方向定向，以用于进行最简单的检测。
[0093] 这里是手势序列的一些示例，以及它们对于一件测试装备而言可能代表什么。并非旨在是详尽或者完整的。
[0094] 进入水平时基控件——单手从左向右移动（或者其他任何合适的手势）时基控件激活：两只手水平移动分开——扩展时基，每格时间更少；
两只手一起水平移动——缩短时基，每格时间更多；
单手从左向右移动——将显示窗口滚动到迹线显示中的稍后位置；
单手从右向左移动——将显示窗口滚动到迹线显示中的稍前位置；
单手向上竖向移动——退出时基控制模式。
两只手一起水平移动——缩短时基，每格时间更多；
单手从左向右移动——将显示窗口滚动到迹线显示中的稍后位置；
单手从右向左移动——将显示窗口滚动到迹线显示中的稍前位置；
单手向上竖向移动——退出时基控制模式。
[0095] 进入针对活动通道的竖向灵敏度——单手向上竖向移动（或者任何其他合适的手势）竖向通道控件激活：
两只手竖向移动分开——增加通道灵敏度，每格电压更小；
两只手竖向移动到一起——减少通道灵敏度，每格电压更大；
单手向上竖向移动——在显示器上向上移动接地参考；
单手向下竖向移动——在显示器上向下移动接地参考；
单手从左向右水平移动——退出垂直通道控制模式。
两只手竖向移动分开——增加通道灵敏度，每格电压更小；
两只手竖向移动到一起——减少通道灵敏度，每格电压更大；
单手向上竖向移动——在显示器上向上移动接地参考；
单手向下竖向移动——在显示器上向下移动接地参考；
单手从左向右水平移动——退出垂直通道控制模式。
[0096] 进入触发模式控件——单手从左下向右上对角移动（或者任何其他合适的手势）触发模式控件激活：单手向上竖向移动——提高触发电平；
单手向下竖向移动——降低触发电平；
单手从左向右水平移动——在迹线中将触发点往后移动；
单手从右向左水平移动——在迹线中将触发点往前移动；
单手从左上向右下对角移动——切换触发模式；
单手顺时针移动——进入通道选择模式。在该模式下，所选通道将自动取消选择先前的触发通道。使用下面的规则在该模式下操作：
单手从右上向左下对角移动——退出触发模式。
单手向下竖向移动——降低触发电平；
单手从左向右水平移动——在迹线中将触发点往后移动；
单手从右向左水平移动——在迹线中将触发点往前移动；
单手从左上向右下对角移动——切换触发模式；
单手顺时针移动——进入通道选择模式。在该模式下，所选通道将自动取消选择先前的触发通道。使用下面的规则在该模式下操作：
单手从右上向左下对角移动——退出触发模式。
[0097] 进入选择通道模式——单手顺时针旋转移动（或者任何其他合适的手势）选择通道模式激活：单手向下竖向移动——移动到仪器中的下一个通道；
单手向上竖向移动——移动到仪器中的上一个通道；
单手从左向右水平移动——接通所选择的通道；
单手从右向左水平移动——关断所选择的通道；
单手逆时针旋转移动——退出通道选择模式。
单手向上竖向移动——移动到仪器中的上一个通道；
单手从左向右水平移动——接通所选择的通道；
单手从右向左水平移动——关断所选择的通道；
单手逆时针旋转移动——退出通道选择模式。
[0098] 进入光标控制模式——单手从左上向右下对角移动（或者任何其他合适的手势）光标控制模式激活：单手顺时针旋转移动——进入通道选择模式。使用下面的规则在该模式下操作，以选择要应用光标的通道；
单手从左上向右下对角移动——在竖向模式到水平模式之间转换光标；
单手从左下向右上对角移动——转换活动光标；
单手从左向右水平移动——在波形上将活动光标往后移动；
单手从右向左水平移动——在波形上将活动光标往前移动；
单手向上竖向移动——在波形中沿正方向移动活动光标；
单手向下竖向移动——在波形中沿负方向移动活动光标；
单手从右下向左上对角移动——退出光标控制模式。
单手从左上向右下对角移动——在竖向模式到水平模式之间转换光标；
单手从左下向右上对角移动——转换活动光标；
单手从左向右水平移动——在波形上将活动光标往后移动；
单手从右向左水平移动——在波形上将活动光标往前移动；
单手向上竖向移动——在波形中沿正方向移动活动光标；
单手向下竖向移动——在波形中沿负方向移动活动光标；
单手从右下向左上对角移动——退出光标控制模式。
[0099] 进入通用菜单模式——单手逆时针旋转移动菜单激活：
单手向上/向下竖向移动——向上/向下滚动菜单；
单手从左向右水平移动——选择当前菜单选项以激活该选项或者打开子菜单；
单手从右向左水平移动——退出菜单或者激活子菜单。
单手向上/向下竖向移动——向上/向下滚动菜单；
单手从左向右水平移动——选择当前菜单选项以激活该选项或者打开子菜单；
单手从右向左水平移动——退出菜单或者激活子菜单。
[0100] 在集成的解决方案中，手势捕捉机构、手势解释模块以及测试和测量仪器以及相关联的所有都可以是单个单元。远程单元可以利用像智能电话一样简单的东西来实现，智能电话将相机与解释手势并且向仪器发出命令的应用一起使用。应用还可以在屏幕上向用户提供反馈（例如，命令标识符、命令序列等）。
[0101] 示例下面提供了本文中所公开技术的说明性示例。技术的实施例可以包括以下所描述的示例中的任何一个或多个以及它们的任何组合。
[0102] 示例1涉及一种测试和测量系统，其包括：被配置为存储用于动态增强物理测试环境的增强设置的数据存储；以及耦合到所述数据存储的计算设备，所述计算设备被配置为从所述物理测试环境中接收输入馈送，基于所述增强设置和所述输入馈送创建增强图像，并且输出要叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。
[0103] 示例2包括示例1的主题，进一步包括显示设备，所述显示设备被配置为将叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像在视觉上呈现给用户。
[0104] 示例3包括示例2的主题，其中显示设备是头戴式显示器、平板电脑设备、图像显示屏或者移动电话的显示器。
[0105] 示例4包括示例1至示例3中的任何一个的主题，进一步包括被配置为提供输入馈送的相机。
[0106] 示例5包括示例4所述的主题，其中相机集成在显示设备中。
[0107] 示例6包括示例2的主题，其中显示设备至少是部分透明的。
[0108] 示例7包括示例1至示例6中的任何一个的主题，其中增强图像包括由与测量探针耦合的相机捕捉的内容。
[0109] 示例8包括示例1至示例7中的任何一个的主题，其中增强图像包括与物理测试环境中的被测设备相关的所生成的波形。
[0110] 示例9包括示例1至示例8中的任何一个的主题，其中增强图像包括虚拟用户界面。
[0111] 示例10包括示例9的主题，其中所述虚拟用户界面包括对用户的指令。
[0112] 示例11包括示例10的主题，其中所述指令包括对要测试的区域或者要避免区域的指示。
[0113] 示例12包括示例10至示例11中的任何一个的主题，进一步包括输入设备，其中所述计算设备被进一步配置为响应于通过输入设备的方式从用户接收的输入来对指令进行改变。
[0114] 示例13包括示例1至示例12中的任何一个的主题，进一步包括输入设备，其中所述计算设备被进一步配置为响应于通过输入设备的方式从用户接收的输入来对增强图像进行改变。
[0115] 示例14包括示例7的主题，其中所述计算设备被进一步配置为响应于用户引起测量探针与物理测试环境中的特定部分进行物理接触，来将虚拟标记放置在增强图像内，所述虚拟标记对应于所述特定部分的所标识的位置。
[0116] 示例15包括示例1至示例14中的任何一个的主题，其中增强设置可配置为允许用户在显示设备内为所述增强图像选择位置定位。
[0117] 示例16涉及一种机器控制的方法，其包括：使用数据存储来存储用于动态增强物理测试环境的增强设置；从所述物理测试环境接收输入馈送；使用计算设备基于所述增强设置和所述输入馈送创建增强图像；以及输出要叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。
[0118] 示例17涉及一个或多个计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在由处理器执行时引起所述处理器：从数据存储接收用于动态增强物理测试环境的增强设置；从所述物理测试环境接收输入馈送；基于所述增强设置和所述输入馈送生成增强图像；并且输出要叠加在所述物理测试环境上的所述增强图像，以增强所述物理测试环境的用户视图。
[0119] 示例18包括示例17的主题，其中增强图像包括：由与测量探针耦合的相机捕捉的内容、与物理测试环境中的被测设备相关的所生成的波形。
[0120] 示例19包括示例17至示例18中的任何一个的主题，其中增强图像包括虚拟用户界面，所述虚拟用户界面包括给所述用户的指导，所述指导包括对要测试的区域或者要避免的区域的指示。
[0121] 示例20涉及一种测试和测量系统，其包括：被测设备（DUT）；被配置为存储用于动态增强物理测试环境的增强设置的数据存储；被配置为由用户穿戴的头戴式显示设备；被配置为与所述DUT交互的测量探针；耦合到所述测量探针的探针相机；以及耦合到所述数据存储的计算设备，所述计算设备被配置为从所述物理测试环境接收输入馈送，接收由与所述测量探针耦合的所述相机捕捉的图像，基于所述增强设置、所述输入馈送以及由所述探针相机捕捉的图像创建增强图像，并且引起所述头戴式显示设备向用户在视觉上呈现叠加在物理测试环境上的增强图像。
[0122] 本发明的各方面可以在特别创建的硬件上、固件上、数字信号处理器上或者特别编程的计算机上操作，所述特别编程的计算机包括根据可以存储在一个或多个存储器实例中或者存储在一个或多个计算机可读介质上的编程指令操作的处理器。如本文中使用的术语“控制器”或者“处理器”旨在包括微处理器、微型计算机、专用集成电路（ASIC）和专用硬件控制器。本发明的一个或多个方面可以体现在由一个或多个计算机或者其他设备执行的计算机可用数据和计算机可用指令中，诸如一个或多个程序模块中。一般地，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，它们在由计算机或者其他设备中的处理器执行时执行特定任务或者实现特定抽象数据类型。可以将计算机可执行的指令存储在诸如硬盘、光盘、可移动存储介质，固态存储器、随机存取存储器（RAM）等的计算机可读媒介上。如本领域技术人员应当领会的，可以如在各个方面中期望的那样组合或者分布程序模块的功能。附加地，功能可以全部或部分地体现在固件或者硬件等同物中，诸如集成电路和FPGA等。可以使用特定数据结构来更有效地实现本发明的一个或多个方面，并且在本文中所描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内设想这样的数据结构。
[0123] 本公开的各方面容许各种修改和替换形式。具体各方面已经在附图中通过示例的方式示出，并且在上文中进行了详细描述。然而，应当注意，本文中公开的示例是出于讨论清楚的目的而呈现的，并且除非明确限制，否则并不旨在将所公开的一般概念的范围限制于本文中所描述的具体方面。因此，本公开旨在覆盖所描述的根据随附附图的各方面的所有修改、等同物和替代。
[0124] 说明书中对方面、示例等的引用指示所描述的项目可以包括特定的特征、结构或者特性。然而，每个公开的方面可以或者可以不必包括所述特定特征、结构或者特性。此外，除非特别指出，否则这样的短语不一定指代同一方面。进一步地，当与特定方面相关地描述特定特征、结构或者特性时，可以与另外的所公开的方面相关地采用这样的特征、结构或者特性，而不管是否结合这样的其他所公开的方面明确描述了这样的特征。
[0125] 在一些情况下，可以以硬件、固件、软件或者它们的任何组合来实现所公开的方面。所公开的方面还可以被实现为由一个或多个计算机可读介质携带或者存储在其上的指令，所述一个或多个计算机可读介质可以由一个或多个处理器读取和执行。这样的指令可以被称为计算机程序产品。如本文中所讨论的，计算机可读介质意味着可以由计算设备访问的任何介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质意味着可以用于存储计算机可读信息的任何媒介。作为示例而非限制，计算机存储介质可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器或者其他存储器技术、光盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频光盘 （DVD）或者其他光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或者其他磁性存储设备，以及以任何技术实现的任何易失性或非易失性、可移动或不可移动介质。计算机存储介质不包括信号本身和信号传输的暂态形式。
[0126] 通信介质意味着可以用于计算机可读信息的通信的任何介质。作为示例而非限制，通信介质可以包括同轴线缆、光纤线缆、空气或者适合于电、光学、射频（RF）、红外、声学或者其他类型的信号的通信的任何其他介质。
[0127] 已经参考图示的实施例描述和图示了本发明的原理，将认识的是，在不脱离这样的原理的情况下，图示的实施例可以在布置和细节上进行修改，并且可以以任何所期望的方式进行组合。并且，虽然前面的讨论聚焦于特定实施例，但是也设想其他配置。
[0128] 特别地，即使在本文中使用诸如“根据本发明的实施例”等的表达，这些表述也意指一般参考实施例的可能性，并且并非旨在将本发明限制于特定的实施例配置。如本文中所使用的，这些术语可以指代可组合成其他实施例的相同或者不同实施例。
[0129] 因此，鉴于对本文中所描述实施例的各种各样的置换，该详细描述和随附材料仅旨在是说明性的，并且不应当被视为限制本发明的范围。因此，本发明要求保护的是可以落入以下权利要求及其等同物的范围和精神之内的所有这样的修改。
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