自動理發(fā)系統(tǒng)及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動理發(fā)系統(tǒng)及其操作方法。自動理發(fā)系統(tǒng)的一個實施例包括：(1)被配置為接合剪切機構以剪切主體上的頭發(fā)的理發(fā)設備，以及(2)可操作用于與所述理發(fā)設備交互以確定所述理發(fā)設備相對于參考點的位置的定位結構。
【專利說明】自動理發(fā)系統(tǒng)及其操作方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求以下申請的權益:于2011年12月11日提交的美國臨時申請序列號N0.61/578, 717 ;于2012年3月13日提交的美國臨時專利申請序列號N0.61/610，021 ;以及于2012年7月31日提交的美國臨時專利申請序列號N0.61/677，532，與本申請為共同申請的上述申請都由Matthew ff.Krenik以“Automated Hair Cutting System”為題提交，并且通過引用結合在此。
【技術領域】
[0003]本申請一般地涉及理發(fā)系統(tǒng)，尤其涉及自動理發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0004]大量的專業(yè)理發(fā)師、發(fā)型設計師和其他專業(yè)人員在世界大多數國家提供理發(fā)服務。人們在此項服務上花費的極為大量的金錢和時間突顯了在社會上有個考究發(fā)型的重要性。理發(fā)的潛在花銷以及與理發(fā)關聯的時間和不便使得自動理發(fā)系統(tǒng)的想法變得吸引人?，F今存在可用于提供指導、剪切器、訓練材料和其他途徑的多種系統(tǒng)，以使得無需大量訓練的理發(fā)更為容易。遺憾的是，這些系統(tǒng)對大多數人而言是難以使用的，并且可能的發(fā)型數量通常相當有限。簡單的發(fā)長引導器、安裝在剪切頭上的機械梳子、安裝在真空軟管上的理發(fā)器和其他常規(guī)方法無法讓人們得到他們尋找的大多數有型且考究的結果。因此期望得到一種使得個人無需大量訓練而能精確理發(fā)的系統(tǒng)。
[0005]鑒于自動理發(fā)系統(tǒng)提供的益處，業(yè)已針對這一系統(tǒng)做出了若干嘗試。在美國專利N0.3，054，183中，Zucker教導了一種隨著剪切頭移動通過人頭部而調整剪切頭的機械引導器。Zucker提供的這一簡單機械設計無法實現多樣的發(fā)型，并且其滾輪或滑動機械引導器總會壓倒一些頭發(fā)，使其更難恰當地行進和理發(fā)。在美國專利N0.3，413，985中，Dlouhy教導了一種適配在個人頭部上并與插入該人耳部的耳部牽引器對準的頭盔。在頭盔內使用多個剪切頭來剪切頭發(fā)。Dlouhy教導了一種剛性頭盔、許多剪切頭和又大又重的機械結構，必然導致其昂貴、笨重和使用不便。
[0006]在美國專利N0.4, 602, 542中，Natrasevschi教導了一種剛性地保持個人的頭部的框架以及剪切頭發(fā)的機器人臂。發(fā)長由可調真空伸長器管和旋轉刀管控制。這一系統(tǒng)也必定是昂貴、笨重且不便的。此外,Natrasevschi的理發(fā)器的末尾總會接觸人的頭部,使其可能會壓倒頭發(fā)，并且頭發(fā)可被剪切的最大長度受到刀管和伸長器管的長度的物理限制。利用更長的管會讓理發(fā)器難以使用，并且可互換的管即便可能也會是不便的。在美國專利申請2004/0004559中，Rast教導了一種具有類似于Natrasevschi的某些特征的理發(fā)器。Rast也具有發(fā)長限制，以及與人的頭部物理接觸以定位其理發(fā)器的需要。Rast解釋了如何使用電子傳感器確定其理發(fā)器的位置，但卻依賴于機械分離器套筒(在某種意義上類似于Natrasevschi的伸長管)來確定頭皮上的位置。因此，頭發(fā)總會被壓倒，并且存在對可能發(fā)型和發(fā)長的明顯限制。[0007]值得注意的是，Natrasevschi和Rast的理發(fā)設備與現今可商購的許多理發(fā)器類似，都是通過持續(xù)操作其剪切頭使得一旦接合就剪切任何與剪切頭接觸的頭發(fā)而操作的。這類方法由于理發(fā)設備總是會在理發(fā)過程中發(fā)出蜂鳴或至少是嗡嗡聲而導致環(huán)境嘈雜，并且剪切頭的持續(xù)操作會導致移動部件的額外損耗以及不必要的功耗。

【發(fā)明內容】

[0008]一個方面提供了一種自動理發(fā)系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括:(I)被配置為接合剪切機構以剪切主體上的頭發(fā)的理發(fā)設備，以及(2)可操作用于與所述理發(fā)設備交互以確定所述理發(fā)設備相對于參考點的位置的定位結構。
[0009]另一方面提供了一種用于剪切主體上的頭發(fā)的自動系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括:(1)具有接近梳齒的多個可接合刀片并被控制為允許頭發(fā)被梳齒梳理并在頭發(fā)拉伸之后由可接合刀片剪切的理發(fā)設備，以及(2)可操作用于與所述理發(fā)設備交互以確定所述理發(fā)設備的位置的定位結構。
[0010]再一個方面提供一種利用理發(fā)設備剪切主體上的頭發(fā)以符合特定發(fā)型的方法。在一個實施例中，該方法包括:(I)將定位結構與所述主體相關聯，所述關聯檢測但不妨礙所述主體的運動，(2)感測所述理發(fā)設備的位置，以及(3)如果所述位置與特定發(fā)型有關，則接合所述理發(fā)設備的剪切機構。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]現將結合附圖對下文的描述做出參考，在附圖中:
[0012]圖1是包括用戶、定位設備、理發(fā)設備和電子計算設備的自動理發(fā)系統(tǒng)的一個實施例的圖示；
[0013]圖2是具有直手柄并且包括適于在自動理發(fā)系統(tǒng)中使用的某些特征的理發(fā)設備的一個實施例的圖示；
[0014]圖3是具有側手柄并且包括適于在自動理發(fā)系統(tǒng)中使用的某些特征的理發(fā)設備的另一實施例的圖不;
[0015]圖4是理發(fā)設備的又一實施例的圖示；
[0016]圖5A是用于理發(fā)設備的剪切頭的一個實施例的圖示；
[0017]圖5B是用于理發(fā)設備且具有輔助梳的剪切頭的另一實施例的圖示；
[0018]圖5C示出了具有底梳以及相對于底梳梳齒致動的剪切刀的剪切頭的又一實施例的圖示；
[0019]圖6A是具有鉸鏈的定位設備的一個實施例的圖示；
[0020]圖6B是已被折疊的圖6A實施例的替換圖示；
[0021]圖7A是具有管形構造的定位設備的一個實施例的圖示；
[0022]圖7B是示出了定位設備相對于用戶頭部的間隔的圖7A實施例的頂視圖；
[0023]圖7C是圖7A實施例的替換視圖；
[0024]圖7D是已被折疊的圖7A實施例的替換圖示；
[0025]圖7E是具有管形構造和耳撐的定位設備的另一實施例的圖示；
[0026]圖7F是具有管形構造的定位設備的又一實施例的圖示；[0027]圖8A是具有延伸至用戶頭部之上以及頭部之后的管形構造和定位界面的定位設備的一個實施例的圖示；
[0028]圖8B是具有理發(fā)設備的圖8A實施例的替換圖示；
[0029]圖9是具有耦接至墻壁或鏡子的傳感器集線器的自動理發(fā)系統(tǒng)的另一實施例的圖示；
[0030]圖1OA是人類頭皮輪廓的一個實施例的圖示；
[0031]圖1OB是人類頭皮輪廓的另一實施例的圖示；
[0032]圖1OC是在一個實施例中如何確定定位設備上的定位界面相對于用戶頭部上的參考點的位置的圖示；
[0033]圖1OD是IOA的實施例上X軸和Y軸以及定位界面的圖示；
[0034]圖1OE是具有薄化頭發(fā)區(qū)域和頭骨不規(guī)則區(qū)域的圖1OA的實施例的替換圖示；
[0035]圖1OF是具有提供特定于頭皮具體區(qū)域內頭發(fā)的信息的表格的圖1OA實施例的又
一替換圖示；
[0036]圖11是人類頭部三維模型的一個實施例的圖示；
[0037]圖12是染發(fā)劑分配設備的一個實施例的圖示；以及
[0038]圖13是測頭的一個實施例的圖示。
【具體實施方式】
[0039]在描述自動理發(fā)系統(tǒng)和方法的各個實施例之前，將一般性地描述用于控制和監(jiān)測理發(fā)設備的位置的技術。
[0040]在此實現的是可以監(jiān)測理發(fā)設備相對于主體的位置，使得該理發(fā)設備在具體位置和時間剪發(fā)以得到期望的發(fā)型。在此進一步實現的是可以在理發(fā)設備相對于主體的位置的監(jiān)測中使用的定位結構，并且定位結構的各種實施例也是可能的。在此進一步實現的是這類定位結構可以包括具有耦接至主體的定位界面的定位設備。在此進一步實現的是這類定位結構可以包括用于監(jiān)測主體、或用于監(jiān)測定位設備、或用于監(jiān)測主體和定位設備兩者的相機。在此進一步實現的是可以利用主體面部上的參考點來提供定位設備形狀的更大靈活性以及其耦接至主體的精確性。在此進一步實現的是在操作期間僅需要讓定位設備相對于主體穩(wěn)定。
[0041]在此實現的是定位結構可以與理發(fā)設備交互以確定理發(fā)設備相對于主體的位置和定向。在此實現的是可以使用頭皮輪廓和表格來提供理發(fā)信息。理發(fā)信息可以包括:每個區(qū)域的發(fā)長、頭皮不規(guī)則性、顏色、薄化頭發(fā)的存在、或是許多其他的頭發(fā)特性。在此進一步實現的是可以利用電子計算設備執(zhí)行與控制該自動理發(fā)系統(tǒng)相關聯的計算，與傳感器交互，以及提供用戶界面。在此實現的是電子計算設備可以是計算機、蜂窩電話、計算機化平板或各種其他設備。
[0042]在此實現的是接受理發(fā)的人可以操作該系統(tǒng)，或者讓另一個人操作該系統(tǒng)。操作該系統(tǒng)的人通過響應來自系統(tǒng)的、可通過定位設備、理發(fā)設備、電子計算設備或是系統(tǒng)的其他可能設備提供的指導來剪發(fā)。
[0043]還在此實現的是該自動理發(fā)系統(tǒng)不僅可以應用于用戶頭皮和面部的毛發(fā)(除了頭皮頭發(fā)之外還包括唇須和頦須)，還可應用于工具或其他設備相對于另一對象精確對齊提供益處的其他領域。在此實現的是醫(yī)療外科系統(tǒng)、藥物遞送系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)、機器工具、切割系統(tǒng)和許多其他系統(tǒng)可以從本系統(tǒng)和方法的教導中受益。
[0044]圖1是包括用戶102、定位設備108、理發(fā)設備200和電子計算設備106的自動理發(fā)系統(tǒng)100的一個實施例。電子計算設備106可以具體化為蜂窩電話、平板計算機、筆記本計算機、桌上型計算機或其他計算設備。電子計算設備106可以包括顯示屏、觸摸屏、按鈕、光標控件、游戲桿、相機107、揚聲器、蜂鳴器、麥克風、觸件、指示器燈、軟件、電子接口以及可以允許電子計算設備106與用戶102、定位設備108和理發(fā)設備200對接的其他元件。相機107可被用于向自動理發(fā)系統(tǒng)100的其他元件提供有用信息，并且可以在定位設備108上、在理發(fā)設備200上設置附加相機，或者可以在某些實施例的其他元件上安裝一個或多個附加的獨立相機。電子計算設備106還可以包括對定位設備108、理發(fā)設備200、以及未在圖1中示出的可能設備(諸如、因特網、因特網服務器、云計算元件或其他設備)的有線或無線電子接口。導線未在圖1中示出以避免雜亂；然而電子計算設備106、定位設備108和理發(fā)設備200之間的有線接口可以提供電力和通信。諸如通用串行總線(USB)、P1394、Thunderbolt以及向圖1中各設備提供通信或電力的許多其他有線接口的有線接口是可能的。電子計算設備106、定位設備108和理發(fā)設備200之間的無線接口也是可能的，并且可以提供電力或通信。諸如 Bluetooth、Bluetooth Low Energy、WiFi (IEEE802.11)、Zigbee或其他無線接口的無線接口也是可能的。電子計算設備106、定位設備108和理發(fā)設備200可以經由有線或無線連接接收電力，并且也可以從可以是一次性電池或可充電電池的電池接收電力。
[0045]在圖1中，定位設備108通過前額支撐118、鼻撐120和嘴撐122固定至用戶102的面部。自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些實施例可以不包括定位設備108。這些實施例可以使用相機觀察用戶102，或者可以使用適于監(jiān)測理發(fā)設備200相對于用戶102的位置和/或定向的定位結構的其他實施例。前額支撐118和鼻撐120可以利用吸盤、真空、紋理化表面、防滑表面、粘合劑、膠帶、雙面膠(即，兩側都涂有粘合劑的帶子)、彈簧、機械結構或其他技術將定位設備108臨時固定至用戶102的面部，以使其在自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些操作期間基本保持就位。嘴撐122可被具體化為可使其輪廓舒適適配或可被成型為舒適適配用戶102牙齒或用戶102嘴部其他特征的翼片或其他特征部。嘴撐122可由用戶102咬住以使其在自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些操作期間基本保持與用戶102的頭部對齊。定位設備108的附加實施例可以通過接觸用戶102面部的眼眶、面頰、太陽穴、耳朵或其他特征的附加元件而固定至用戶102面部。定位設備108的某些實施例可以使用前額支撐118、鼻撐120或嘴撐122的任意組合來將定位設備108固定至用戶102面部。其中定位設備108固定至肩膀、頸部、手臂或用戶102身體的其他部分的實施例也是可能的。然而，主要接觸用戶102頭部并且相對于頭部并由此相對于頭發(fā)和頭皮保持對齊和定位基本不變的定位設備108的實施例也是有用的。
[0046]圖1中具體化的定位設備108還包括如下定位界面:第一定位界面110、第二定位界面112、第三定位界面114和第四定位界面116。定位界面可以發(fā)送由理發(fā)設備200上的傳感器接收到的信號，由此可以確定理發(fā)設備200相對于定位設備108的位置和定向。由定位界面發(fā)送的信號可以是無線電信號或其他電磁信號、聲學聲音信號、可聽聲音信號、超聲信號、光學信號、光信號、紅外信號或是可從定位界面發(fā)送并由理發(fā)設備200上的傳感器接收的其他可能信號，從而可以確定從定位界面到理發(fā)設備200上傳感器的距離?？梢允褂眯盘杺鞑r間分析(有時被稱為飛行時間分析)、信號傳播角度分析(因為其有時由雷達、激光雷達和聲吶系統(tǒng)進行)或是任何其他的信號分析方法和技術。注意到從例如第一定位界面110到理發(fā)設備200上傳感器確定的距離可以是直接視線距離，或者可以表示信號從第一定位界面110到上述理發(fā)設備200上的傳感器所遵循的路徑的距離。如果使用聲學聲音信號，這些信號將例如在用戶102頭部周圍行進，而并非總是提供視線距離。另一方面，光學信號、光信號、紅外信號和某些其他信號通常會提供視線距離，但卻有會被用戶102的手、手臂、頭發(fā)或頭部或是被其他可能障礙物阻擋其在信號路徑上的行進的缺點。
[0047]類似地，在圖1的實施例中，信號可由理發(fā)設備200上的發(fā)射機發(fā)送，并由位于定位界面處的傳感器所接收。由于期望計算理發(fā)設備200相對于定位設備108的位置或定向，因此可以向該系統(tǒng)和方法供應任一方向上的信號傳播。某些實施例利用從定位界面發(fā)送的一些信號以及從理發(fā)設備200發(fā)送的另一些信號。另一些實施例利用如下信號的組合:無線電和聲學聲音、可聽聲音和超聲、光學和光、超聲和紅外等。
[0048]定位設備108的一些實施例可以允許使用信號傳播技術或在本專利申請中闡明的其他技術，或是本領域可用的其他技術來電子地確定全部或部分定位界面之間的距離。定位設備108的一些實施例可以足夠剛性，使得全部或部分定位界面之間的距離由于定位設備108的構造而是已知的(或者可以在制造定位設備108之后被測量和記錄)。在任何情況下，如果定位界面之間的距離是已知的，則這些距離可被用于支持確定理發(fā)設備200的位置和/或定向的計算。例如，在圖1中，如果第一定位界面110和第三定位界面114之間的距離是已知的，則可在位置和/或定向計算中直接使用該距離。理發(fā)設備200可以包含多個傳感器，并且這些傳感器之間的距離可被用于位置和定向計算。
[0049]附加信號也可以在定位設備108和理發(fā)設備200之間通過。這些附加信號可以往來通過定位界面和理發(fā)設備200，或是通過定位設備108和理發(fā)設備200之間的有線或無線接口。這些附加信號還可以通過電子計算設備106或由該設備進行協(xié)調。這些附加信號可以與定時同步、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)保密性、系統(tǒng)安全性、設備驗證、設備容量、設備型號或是自動理發(fā)系統(tǒng)100操作的許多其他方面有關。
[0050]自動理發(fā)系統(tǒng)100的各實施例可以利用各種各樣的信號和技術來計算位置和定向。這些信號和技術包括:正交信號、CDMA(碼分多址)、TDMA(時分多址)、FDMA(頻分多址)、0FDMA(正交頻分多址)、超寬帶信號、啁啾信號、雷達信號、聲吶信號、激光雷達信號以及許多其他信號。往來于定位界面和理發(fā)設備200的信號可被調制(可以使用AM、FM、PSK、FSK、MSK、QAM或任何其他可能的調制)或者可以其他方式被編碼或配置為包含定時、同步、控制、數據、多路徑信號分量標識、安全碼、確保合適操作的信息和冗余。往來于定位界面和理發(fā)設備200的信號可以包括Gold碼、PN碼、Μ-Sequence碼、Walsh碼、Walsh-Hadamard碼或任何其他編碼。在某些實施例中，往來于定位界面和電子理發(fā)設備200的信號可以包括多路徑分量、歸因于運動的多普勒誤差、信號衰落，并且有時會被用戶102的手臂、其他人或其他對象阻擋或修改，從而難以精確確定從定位界面到電子理發(fā)設備200上的各傳感器的距離。對于這些實施例，可以應用信號處理技術和信號來輔助應對多路徑、多普勒誤差、衰落、阻擋和其他不理想的情形。例如，CDMA信號可以對一些實施例的多路徑、衰落或被阻擋的信號路徑加以改善。此外，諸如最優(yōu)估計量、Kalman濾波器和其他技術的信號處理算法可以在一些實施例中有助于精確確定理發(fā)設備200的位置或定向。
[0051]在自動理發(fā)系統(tǒng)100中還可以使用類似于那些在通信系統(tǒng)中使用的功率控制技術?？梢耘R時斷電定位界面或理發(fā)設備200中的弱發(fā)射機或冗余發(fā)射機(諸如在經歷衰落的信號路徑中操作的發(fā)射機或是在其他發(fā)射機正提供充足信號以基本上確保精確信息的情況下不需要的發(fā)射機)，由此減少干擾并節(jié)電。由于理發(fā)設備200可以包括多個傳感器，因此可以使用從理發(fā)設備200到定位設備108的用于控制定位設備108上各定位界面的功率水平的功率控制信號，以在理發(fā)設備200上的多個傳感器處提供可接受的信號功率。
[0052]由于定位設備108的一些實施例可以包括揚聲器、聲學驅動器或是可以引起物理運動或振動的其他元件，因此這些實施例可以利用減輕振動效應的技術。振動會使用戶不適，并且定位設備108的物理運動會引起位置測量值精度的損失或誤差。包含可聽聲音或超聲揚聲器的定位界面例如可以利用隨機化信號的信令，諸如CDMA信號或其他信號處理技術。可以使用差分信號來消除振動。某些實施例可以利用定位設備108上的平衡器增加其質量以減輕振動，或者可以利用功率控制信號處理方案來最小化對定位界面的驅動水平?？梢詳嚯姵秶?、被用戶102頭部阻擋的、或以其他方式被阻礙的定位界面，以節(jié)電并使振動最小化。
[0053]自動理發(fā)系統(tǒng)100還可以對會影響信號傳播并因此在未被顧及時會引起定位誤差的環(huán)境參數的變化進行自動補償。例如，如果使用的是超聲、可聽聲音或其他聲音信號，則聲音的傳播速度會根據溫度、氣壓和濕度而變化。自動理發(fā)系統(tǒng)100可以包括溫度、氣壓和濕度傳感器，由此補償這些環(huán)境參數對定位精度的影響以實現實質上精確的結果。作為替換，定位設備108可被構造為使其包含的至少兩個定位界面基本剛性固定地彼此相隔一個基本固定的距離；并且對于這一實施例而言，定位設備108可以具有直接測量從一個定位界面到與其基本固定地相隔一個已知距離的另一個定位界面的距離的能力。在此情況下，能夠通過信號傳播直接測量基本剛性間隔的定位界面之間的距離并將其與已知的剛性固定距離相比較。以此方式，可以直接估計環(huán)境參數的效果，由此可以確定合適的補償。自動理發(fā)系統(tǒng)100的一些實施例可以提供定位界面與除在此解釋的定位設備108之外的一些其他結構相隔的已知的基本剛性固定的距離，并且以其他類似的方式確定對環(huán)境參數的補
\-ZX O
[0054]定位設備108可由一次性或可充電電池供電，或者可以通過有線或無線連接供電。雖然圖1示出的定位界面是球體，但是其也可被具體化為各種各樣的其他形狀和大小。定位界面的特定形狀和/或大小可以在一些實施例中提供允許改善收發(fā)信號傳播并在使用計算機視覺系統(tǒng)或其他圖像處理的情況下實現信號的方便識別的益處。例如，如果使用的是無線電信號，則定位界面可以在其具有允許高效無線電天線并入其內的空間的形狀或是在其被成形為直接提供天線功能的情況下獲益。定位界面及其所包含的電路和元件也可被配置為增強信號在感興趣的特定方向上的傳播，由此實現降低的功率水平、增強的信號水平或其他益處。還注意到雖然圖1的實施例利用了四個定位界面，但是使用更多或更少定位界面的實施例也是可能的。當然可能看上去需要至少四個定位界面以建立空間位置，但應注意的是，由于自動理發(fā)系統(tǒng)100的一些實施例的操作會被限于確定用戶102頭部上和/或之上的位置，因此僅使用一個或兩個定位界面的實施例也是可能的，尤其是在發(fā)型范圍被限制在簡單發(fā)型或者僅是用戶的部分頭發(fā)要被剪切的情況下(例如，僅旨在用作唇須或頦須修剪器的實施例的情況)。當然，附加的定位界面可以提供更為精確和一致地確定位置和定向的益處。如上關于阻擋的信號路徑和多路徑所提及的，附加定位界面的并入可以提供冗余，由此可以允許對不利條件面部的更為魯棒的系統(tǒng)操作。
[0055]還可以使用電子計算設備106上的相機107或是自動理發(fā)系統(tǒng)100內的其他一個或多個相機作為確定理發(fā)設備200相對于用戶102頭部的位置和/或定向的定位結構的元件。在這一實施例中，來自這一個或多個相機的位置和/或定向信息可以單獨使用也可以結合來自定位設備108的定位信息使用，以用于自動理發(fā)系統(tǒng)100的操作。在這類實施例中的相機可以并入電子計算設備106、定位設備108、理發(fā)設備200，也可以并入未在圖1實施例中示出的附加設備。并入自動理發(fā)系統(tǒng)100的相機可以通過對用戶102頭部和/或面部特征、定位設備108的特征的觀察和計算分析，以及可能地通過對諸如圖1中未示出的空間或其他特征的的特征的其他元素的觀察，來確定用戶102頭部和/或理發(fā)設備200的位置和/或定向信息。諸如目標、具體形狀、符號或其他特征的具體特征可被并入以實現更為便利且更為可靠的位置和定向確定。例如，在定位設備108上并入簡單識別的形狀會是有幫助的(將參考圖7E和圖7F進一步解釋)。還可以應用結構光或其他具體照射技術以促進對有助于確定位置和定向的特征、距離和其他元素的確定。注意到結構光的使用可被用于定位界面和定位設備108的其他可能特征的照明，或者結構光可被用于直接照射用戶102的面部或頭部，由此可以從結構光照射下的用戶102的圖像或視頻的分析中直接確定定位信息。
[0056]由并入自動理發(fā)系統(tǒng)100的相機生成的圖像和視頻還可以在電子計算設備106或可用于有益地輔助用戶102定位理發(fā)設備200的其他電子顯示器上顯示，從而可以成功的剪切用戶102的頭發(fā)。
[0057]定位設備108的一些實施例還可以包括允許自動理發(fā)系統(tǒng)100監(jiān)測定位設備108的運動、定向或位置的加速度計、陀螺儀或其他傳感器。這類實施例可以允許自動理發(fā)系統(tǒng)100在通過監(jiān)測加速度計、陀螺儀或其他傳感器確定定位設備移動過快而會產生顯著定位誤差的情況下暫停操作。例如，如果用戶102快速搖頭，則定位設備108可能會彎曲或屈曲，從而導致定位界面相對彼此移動并且不再提供正確或一致的信息。用戶102頭部的快速移動還會使得定位設備108在用戶102面部上移位。如果出現這類情況，包括加速度計和/或陀螺儀或其他傳感器的定位設備108的實施例可以如下提供益處:暫停操作，指導用戶102更慢和/或更平緩地移動，并且在定位設備108已經移動離開其相對于用戶102頭部的合適位置的情況下可以指導用戶102重新定位該定位設備108。
[0058]圖1的定位設備108的實施例可以提供的益處在于定位設備108主要形成在用戶102面部的前面和側面。這一設計可以允許用戶102用他們的手臂接近他們的頭部和頭發(fā)，并且最小化定位設備108阻擋接近的程度。如后續(xù)將要示出的，為自動理發(fā)系統(tǒng)100的一些實施例提供益處的定位設備的許多附加實施例也是可能的。還應注意到電子計算設備106可被置于柜臺、展示臺上，或者可以固定至用戶102前面的鏡子或墻壁上，使得用戶102兩手基本自由并且可以在用一只手操作理發(fā)設備200的同時用另一只手(可以使用梳子或其他設備)定位頭發(fā)。自動理發(fā)系統(tǒng)100還可被配置為提供可聽提示和可視信號并響應來自用戶102的語音命令和信號，以使其基本以不用手的方式操作。定位設備108的結構可以使用金屬、管材、塑料、木頭或其他材料提供，并且可以在定位設備108的結構之內或之上定位各實施例所需的電子器件、開關、按鈕、電池、天線、麥克風、揚聲器和其他元件。
[0059]隨后將描述理發(fā)設備200并將示出多個實施例和特征。在圖1的實施例中，理發(fā)設備200由用戶102或其他人握持并手動定位以收集并剪切用戶102的頭發(fā)。如圖1所示，理發(fā)設備200可以收集頭發(fā)區(qū)域160并拉伸它以使得自動理發(fā)系統(tǒng)100可以在該頭發(fā)區(qū)域160處于基本正確的長度時的大致精確時間點致動理發(fā)設備200的剪切頭。通過重復選擇和拉伸頭發(fā)各區(qū)域的操作，使得頭發(fā)可被剪切，手動定位理發(fā)設備200的用戶102或其他人可以實質上剪切用戶102的頭發(fā)以創(chuàng)建期望的發(fā)型。注意到關于圖1，理發(fā)設備200可以響應于來自定位設備108的信號和/或信息，來自用戶102的輸入以及可能地也來自電子計算設備106的輸入來進行操作以剪切用戶102的頭發(fā)。根據對理發(fā)設備200的這一基本理解，可以進一步描述自動理發(fā)系統(tǒng)100的操作。
[0060]自動理發(fā)系統(tǒng)100的操作可以具體化為根據用戶102頭發(fā)的性質和該用戶正尋找的發(fā)型和發(fā)長來提供益處的許多不同序列和方法。為了例示一些可能的實施例，現將解釋自動理發(fā)系統(tǒng)100操作的實施例。用戶102可以首先清潔頭發(fā)并梳理以避免打結。對于某些個人或發(fā)型，有水、發(fā)膠或其他溶液的濕發(fā)會是有益的。電子計算設備106于是可被使能并向其咨詢可以應用的潛在發(fā)型。電子計算設備106上的相機107可以收集用戶102的圖像，評估其當前發(fā)長和發(fā)型并確定用戶102的頭發(fā)可以采用什么發(fā)型和長度。用戶102也可以測量其頭發(fā)并將該信息輸入電子計算設備106。自動理發(fā)系統(tǒng)100可被用于輔助或自動化對用戶102頭發(fā)的測量。用戶102還可以輸入有關他們的頭皮或頭骨的類型或形狀的信息。電子計算設備106可以向用戶102示出在理發(fā)完成之后她可能看起來如何的例子。用戶102還可以接收修改或組合發(fā)型的可選項，并且可以通過電子計算設備106選擇這些可選項。一旦用戶102使用電子計算設備106上的界面確定發(fā)型和發(fā)長，電子計算設備106就可以提示用戶102將定位設備108固定到臉上并打開。電子計算設備106隨后可以提示用戶打開理發(fā)設備200。電子計算設備106隨后臨時禁用理發(fā)設備200的剪切動作并且指導用戶102用理發(fā)設備200的空閑剪切頭接觸用戶102頭上的參考點。參考點可被用于確定第一定位界面110、第二定位界面112、第三定位界面114和第四定位界面116相對于用戶102頭部和頭發(fā)的定位。這些參考點可以包括用戶耳朵的頂部152、衣領線處的用戶后頸154、用戶眉毛的頂部150以及在將給定發(fā)型適配至用戶102頭部和面部特征的過程中具體感興趣的其他參考點。其他參考點可以包括用戶耳朵的前部或后部、用戶102眼窩的側面、圍繞用戶102頭皮的各點處的用戶102的發(fā)際線(用戶102頭發(fā)頭皮結束且沒有濃密頭發(fā)的皮膚開始的點)、各頭發(fā)部分的期望位置(在此使用的頭發(fā)部分通常意味著頭發(fā)被以不同方向梳理以在頭發(fā)內創(chuàng)建線狀特征的部位)、佩戴發(fā)飾的部位、存在染發(fā)的部位、或是具體發(fā)型的其他特征或其他參考點。附加參考點可由用戶102從電子計算設備106的方向接觸以幫助電子計算設備106確定用戶102頭部的大小和形狀并確定第一定位界面110、第二定位界面112、第三定位界面114和第四定位界面116相對于用戶102頭部和頭發(fā)的位置。注意到為了確定定位界面的位置，使用諸如用戶耳朵的頂部152、用戶眉毛的頂部150和基本一致的其他參考點之類的參考點要優(yōu)于使用像是染發(fā)位置、頭發(fā)部分以及會根據頭發(fā)生長、梳理或其他可變因素而變化的其他參考點之類的參考點。作為替換，代替使用如上所述用于映射參考點的理發(fā)設備200，可以使用測頭1302(這一測頭1302的實施例在圖13中示出)、不同的理發(fā)設備或其他參考設備來提供參考點位置。參考點可以通過用戶102用理發(fā)設備200、測頭1302或其他合適設備接觸用戶頭部或面部的預定義參考點并向自動理發(fā)系統(tǒng)100告知參考點正被接觸(通過按鈕按壓、可聽聲音、或其他合適信號——或是作為替換，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以觀察用戶并從計算機視覺分析中確定參考點何時已被接觸)來建立。參考點的使用能在無需定位設備108相對于用戶102面部精確定位的情況下(定位設備108僅需要在理發(fā)過程中相對于用戶102面部穩(wěn)定)實現有關相對于用戶102的參考點特征來確定用戶102上的具體頭發(fā)區(qū)域的位置的精確信息。因此，包括上述對參考點的使用的自動理發(fā)系統(tǒng)100的各實施例可以為使用他們的人們提供便利(因為定位設備108無需精確對齊他們的臉，而僅需在理發(fā)過程中穩(wěn)定即可)，并且還允許定位設備108的各種各樣的形狀、大小和其他配置。使用所確定的參考點信息，電子計算設備106隨后可以將選定發(fā)型映射至用戶102頭部上的具體位置，使得現在基于用戶102頭上的位置來定義創(chuàng)建選定發(fā)型所需的發(fā)長。電子計算設備106現在可以指導用戶102將理發(fā)設備200接合用戶102頭上的具體位置，將理發(fā)設備200的剪切頭接合到用戶102頭發(fā)內，并將理發(fā)設備200實質上拉離用戶102頭部以使得頭發(fā)從具體位置拉伸。
[0061]作為替換，電子計算設備106可以允許用戶102選擇他們頭皮上的任何位置開始，測量該位置并為后續(xù)剪切確定該位置所具體需要的發(fā)長。在用戶102拉伸他們的頭發(fā)以用于剪切時，定位設備108可以繼續(xù)監(jiān)測理發(fā)設備200的位置和定向，以確保用戶102充分拉伸其頭發(fā)以使得精確剪切得以進行。在用戶102沒有恰當地在理發(fā)設備的剪切頭中合適地拉伸頭發(fā)的情況下，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以執(zhí)行計算以校正原本會出現的誤差，或者自動理發(fā)系統(tǒng)100可以警告用戶102再次嘗試。隨著用戶102拉伸接合在理發(fā)設備200中的頭發(fā)，電子計算設備106可以監(jiān)測理發(fā)設備200的剪切頭202相距用戶102頭部的距離，并且在特定于該位置的用戶102的頭發(fā)處于針對在前選擇的具體選定發(fā)型和長度的大致正確長度時使能剪切操作，以使得理發(fā)設備200的剪切頭202中的頭發(fā)被大致剪切至正確長度。一旦特定于該位置的頭發(fā)已被剪切，電子計算設備106再次禁用理發(fā)設備200的剪切動作并指導用戶102在另一位置內接合頭發(fā)。通過對頭發(fā)的重復選擇、接合、拉伸和剪切，用戶102的頭發(fā)被剪切成適配選定的發(fā)型和長度。注意到電子計算設備106也可以指導用戶102轉頭并使用他們自由的手(沒有用于握持理發(fā)設備200的那只手)最為方便地保持松散頭發(fā)遠離剪切操作并避免不利地剪切對于期望發(fā)型和發(fā)長應該保持更長的頭發(fā)。由于定位設備108固定至用戶102面部，因此本系統(tǒng)和方法的一個關鍵益處在于用戶102在理發(fā)期間可以自由移動頭部，而不會損害理發(fā)設備200相對于定位設備108的定位或定向信息。
[0062]如上所述對頭發(fā)的重復選擇、接合、拉伸和剪切的過程提供了理發(fā)設備200無需持續(xù)操作其剪切頭的益處。也就是說，剪切頭可以在頭發(fā)的選擇、接合和拉伸期間保持空閑，并且剪切頭僅需在理發(fā)設備200的位置有益于剪切處于大致期望長度的特定頭發(fā)的若干時刻被致動以剪切頭發(fā)。僅在理發(fā)設備200被合適定位以剪切特定頭發(fā)的若干時刻操作理發(fā)設備200的剪切頭的能力可以實現能耗、噪聲水平和剪切頭磨損水平各項的降低。
[0063]極為常見的是專業(yè)發(fā)型師用他們的手指或是使用梳子或剪刀柄作為參考來測量發(fā)長。隨著專業(yè)發(fā)型師在客人頭上的工作行進，他們改變剪切的長度以創(chuàng)建出他們計劃實現的發(fā)型。自動理發(fā)系統(tǒng)100以非常類似于從事理發(fā)多年的人類理發(fā)師的方式來進行工作。自動理發(fā)系統(tǒng)100也可以按照不同的方式進行操作。例如，如果用戶102用理發(fā)設備200剃他們的后頸，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以提示用戶如何定位理發(fā)設備200以及以什么方向移動定位理發(fā)設備200。由此，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以在用戶102恰當移動理發(fā)設備200時使能理發(fā)設備200的剪切頭，并且可以在用戶102沒有正確移動理發(fā)設備200的情況下禁用理發(fā)設備200的剪切頭。以此方式，自動理發(fā)系統(tǒng)100在確保用戶102恰當剪切他們的頭發(fā)的同時允許理發(fā)設備200平滑移動通過用戶102后頸或是剔除或其他理發(fā)技術能從理發(fā)設備200的平滑移動中收益的用戶頭皮的其他位置。自動理發(fā)系統(tǒng)100操作的再一些模式也是可能的。作為一個附加的例子，考慮周知的“平頂”男士發(fā)型。在此發(fā)型中，男人頭頂上的頭發(fā)被剪得盡可能地平，而與該男士頭皮各特定區(qū)域的特定長度無關。對于這類發(fā)型，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以在頭發(fā)已被集中并拉伸到用以在隨后創(chuàng)建平頂的正確點時致動理發(fā)設備200的剪切頭進行剪發(fā)，而非考慮每個頭皮區(qū)域的精確發(fā)長。
[0064]由于理發(fā)設備200具有足夠寬度的剪切頭，因此理發(fā)設備200可以在剪切頭內具有針對任何給定操作(如上所述的選擇位置、接合一些頭發(fā)、拉伸頭發(fā)并將其剪成基本正確的長度的操作)應被剪成不同長度的頭發(fā)。在此例中，電子計算設備106可以指導理發(fā)設備200僅在剪切頭內的全部頭發(fā)都已被拉伸以使其處于用于剪切的正確長度或是長于所需長度時剪切該剪切頭內的頭發(fā)。以此方式，可以使用選擇、接合、拉伸和剪切的附加循環(huán)以進一步縮短在前剪得比期望要長的頭發(fā)，但不會有頭發(fā)被剪得過短。這一形式的操作對于用戶102頭上用戶102頭皮表面快速彎曲的位置，或是對于其中發(fā)長從一個位置到另一個位置快速改變的發(fā)型尤為重要。在圖5C中，示出了能夠在不同時間剪切其內包含的各頭發(fā)子集的剪切頭的實施例。這類剪切頭允許自動理發(fā)系統(tǒng)100的各實施例在特定時間剪切理發(fā)設備200內收集的特定頭發(fā)，由此提供應對在此段落中描述的情形的益處。自動理發(fā)系統(tǒng)100還可以為用戶102提供附加的指導或指令來控制理發(fā)設備200，使得針對特定操作而包含在理發(fā)設備200的剪切頭內的頭發(fā)的大部分可以在同一時間被適當剪切至所需的長度。以此方式，可以更有技巧地操作自動理發(fā)系統(tǒng)100的用戶102就能夠相比于在基本上缺乏這類附加指導或指令的情況下使用自動理發(fā)系統(tǒng)100的用戶102或是不理會這類附加指導或指令的用戶102以更少的操作實現精確的剪發(fā)。
[0065]一旦用戶102已經以所描述的方式并有可能加以梳理以呈現期望發(fā)型地完成了他們的理發(fā)，電子計算設備106上的相機或其他相機就可用于收集用戶102頭發(fā)的圖像?？梢韵蛴脩?02示出這些圖像，并且用戶102可以指導電子計算設備106他們期望對他們的頭發(fā)做出的某些修改。例如，用戶102可能期望他們眉毛上的頭發(fā)稍短一些(更短的劉海)，背后的領線稍高一些，或是其他特征。一旦用戶102已經選擇修改，電子計算設備106就可以重新指導用戶102以類似于在前描述的方式剪他們的頭發(fā)以實現期望的效果。電子計算設備106上的相機或其他相機也可以在用戶102理發(fā)的過程中監(jiān)測該用戶102，由此確保用戶102恰當操作自動理發(fā)系統(tǒng)100并實現可接受的結果。在這類情況下，電子計算設備106可以處理來自一個或多個相機的圖像，并且確定是否應該在用戶102理發(fā)時向其提供附加指導。
[0066]在理發(fā)過程完成之前，電子計算設備106可以詢問用戶102是否想要存儲有關他們頭部的大小和形狀的信息、有關他們的耳朵和眉毛等的位置的參考點信息、他們優(yōu)選的發(fā)型、他們?yōu)檫@一剛完成的理發(fā)選定的特定發(fā)型并且可能是對最終選擇的該發(fā)型的修改、或是其他信息的一部分或全部。如果用戶102如此期望，則可以為了將來使用直接在電子計算設備106中，或是可能地在網絡服務器、云計算元件或其他設備或計算元件內存儲這些和其他信息。
[0067]注意到每次用戶102使用自動理發(fā)系統(tǒng)100時，定位設備108可被定位至用戶臉上略為不同的位置。此外，定位設備108可以在其折疊用于存儲時(參見用作參考的圖6B和圖7D的實施例)具有略為不同的形狀，或者相比于在前使用會略有變形、彎曲或修改。在這類情況下，自動理發(fā)系統(tǒng)100可能需要要求用戶102重新輸入上述的參考點信息，以使其可以將期望發(fā)型恰當地適配至用戶102的頭部。同樣地，在剪切用戶102頭發(fā)中需要極為精確對齊的特征(諸如圍繞耳朵進行剪切或是確保一特征與用戶102臉上某一部分精確對齊)之前，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以提示用戶102接觸并重新建立特定于將要進行操作的一些參考點，以確保基本精確的對齊。在某些情況下并且根據某些實施例，如果自動理發(fā)系統(tǒng)100已經根據自動理發(fā)系統(tǒng)100的在前使用存儲了有關參考點的信息、用戶頭部的大小和形狀以及可能地用戶102的其他信息，則該自動理發(fā)系統(tǒng)100變得能夠使用比否則將會需要輸入的更少的參考點來考慮定位設備108的精確定位和形狀的改變。
[0068]電子計算設備106的顯示功能和計算功能可以具體化在定位設備108內，或者甚至可以具體化在理發(fā)設備200內。自動理發(fā)系統(tǒng)100的替換實施例還可以包括電子顯示器、觸摸屏、鍵盤或類似的人機接口功能。在某些實施例中，來自電子計算設備106(或是無論電子計算設備106存在與否的系統(tǒng)內上述其他設備)的指令、隊列、信息和方向可以連同可聽信號，連同指示器燈，連同觸覺信令或通過其他技術而視覺遞送到電子顯示器上。
[0069]在其他實施例中，自動控制下的機器人臂可以抓握理發(fā)設備200或以其他方式適配剪切頭，由此可以直接剪切用戶102的頭發(fā)。進一步地，機器人臂還可被應用于梳理頭發(fā)或定位頭發(fā)用于剪切。以這一方式，機器人系統(tǒng)可以提供自動理發(fā)服務。
[0070]在替換實施例中，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以具有多個操作模式，并且可以根據用戶102是否使用自動理發(fā)系統(tǒng)100剪切他們自己的頭發(fā)、是否是另一個人正使用自動理發(fā)系統(tǒng)100剪切用戶102的頭發(fā)、或是自動理發(fā)系統(tǒng)是否包括諸如因特網接入(這會允許下載附加操作模式、指令等)的其他元件而提供不同的命令、指導或信息。由自動理發(fā)系統(tǒng)100在理發(fā)過程中提供的信息也可以根據操作該系統(tǒng)的人的技能水平以及正提供的理發(fā)類型而變化。例如，自動理發(fā)系統(tǒng)100的新手用戶可能會期望更為完全的指導，尤其是在他們正嘗試復雜或挑戰(zhàn)性發(fā)型的時候。
[0071]本領域技術人員將會認識到本系統(tǒng)和方法的教導可被應用于創(chuàng)建用途廣泛的機器人或其他自動系統(tǒng)，其中可以相對于諸如定位設備的另一結構有益地跟蹤或監(jiān)測各種各樣的工具(諸如切割設備、研磨機、拋光機、材料涂裝設備、成像器、攝像機和其他可能工具)，由此可以向對象以相對于這一結構的已知位置和/或定位應用這些工具來實現期望的結果。本系統(tǒng)和方法的一個關鍵益處在于順應這類對象內的改變以使得它們無需基本相等同(這在許多現代制造或其他這類系統(tǒng)中通常是需要的)的能力。試舉一例，這一自動系統(tǒng)可以允許個人握持設備或工具以基本精確地用手定位該設備或工具，用于化妝、染發(fā)、淺染發(fā)、挑染、整容手術和許多其他可能的功能。并且本領域技術人員將會進一步認識到本系統(tǒng)和方法的教導可被應用于機械設備的制造、雕塑成型、具有模型黏土或其他材料的物理模型的制造、諸如如下的操作:切割、研磨、燒蝕、拋光、夾鉗、捶打、穿孔、鉆孔、混合、涂飾、涂覆、成像、照明、機器人微手術、眼科手術、藥物遞送、牙科工作、牙科手術、切割工具、機械加工工具以及各種各樣的其他應用。[0072]圖2是包括手柄206、主體204、剪切頭202、傳感器208、加速度計210、指示器燈212、凹槽區(qū)214、相機216和照明源218的理發(fā)設備200的一個實施例的圖示。主體204和手柄206可以包含操作和控制電子部件、電池、功率電子部件、用于驅動剪切頭202的馬達和其他功能。剪切頭202可以是在通?？捎玫耐萍?、修剪器、剃須刀或其他設備中可見的毛發(fā)剪切頭，或者可以是在自動理發(fā)系統(tǒng)100內有益使用的特定構造。剪切頭202可被配置為可從理發(fā)設備200中移除用以清潔或替換。某些實施例可以使用可互換剪切頭以使得一個剪切頭可被設計為剪長發(fā)，并且該剪切頭可與修剪剪切頭互換，后者可用于細節(jié)修剪、剃須或其他功能。指示器燈212可以是各種顏色、大小和位置，并且在理發(fā)過程中對用戶102可見，尤其是在理發(fā)過程中在用戶102面前的鏡子中看見。指示器燈可有助于用信號通知用戶如何最佳定向、定位和移動理發(fā)設備200以得到實質上更好或更快的結果。理發(fā)設備200還可以包含可聽揚聲器、蜂鳴器、鈴聲器、鐘聲器、觸覺設備、顯示器以及有助于指導、用信號通知或向用戶102提供信息的其他設備。理發(fā)設備200上的指示器燈212和可聽揚聲器、蜂鳴器、鈴聲器、鐘聲器、觸覺設備、顯示器以及有助于指導、用信號通知或向用戶102提供信息的其他設備可以結合用戶102可從電子計算設備106或從定位設備108接收到的信息來操作。
[0073]加速度計210可由理發(fā)設備200監(jiān)測以確定其位置和定向，并確保該理發(fā)設備200在允許剪切頭202剪切其包含的頭發(fā)之前沒有突然急動或快速移動。以此方式，頭發(fā)就不會在突然的用戶102移動超出自動理發(fā)系統(tǒng)100足以確定位置和定向的能力時被錯誤地剪切。理發(fā)設備200還可以包含陀螺儀或是其他位置或定向監(jiān)測傳感器和電子部件，以確保頭發(fā)僅在其應該被剪切時剪切并確定理發(fā)設備200的位置和定向。加速度計210為了清楚而在理發(fā)設備200的表面上示出，但是加速度計210、陀螺儀和其他可能的傳感器可被包含在主體204內部并且可以是在理發(fā)設備200外部不可見的。
[0074]圖2所示的理發(fā)設備200的實施例包括三個傳感器208，這三個傳感器可以使用如圖1所示的第一定位界面110、第二定位界面112、第三定位界面114和第四定位界面116進行操作以如上所述地確定理發(fā)設備200相對于定位設備108的位置和定向。在圖2中具體化的這三個傳感器208被示出在手柄206的末端處以及剪切頭202兩端附近的主體204內。在理發(fā)設備200上彼此盡可能遠離的這一傳感器208布置可以有益地提供有關理發(fā)設備200的確切位置和定向的精確信息。替換實施例可以使用傳感器208的替換布置，例如將傳感器208布置成避免用戶102或其他人的手臂或手阻擋。其他實施例可以將傳感器208布置到再一些地方并且甚至可以將傳感器208布置在連接主體204、手柄206或理發(fā)設備200的其他元件的柱狀物、支撐物或其他特征部上并允許傳感器208被有益地定位。在獲取有關理發(fā)設備200的定位和傳感器208的位置的精確信息的情況下，可以精確確定剪切頭202的位置。
[0075]根據用于圖1中所示的第一定位界面110、第二定位界面112、第三定位界面114和第四定位界面116的信號類型，傳感器208可以包括天線、麥克風、光傳感器、紅外傳感器或其他類型的傳感器。某些實施例可以使用具有類似效果和代替其他方向而僅由簡單地從理發(fā)設備200傳播到定位設備108的信號的發(fā)射機來代替理發(fā)設備200上的傳感器208和定位設備108上的傳感器。雖然在圖2的實施例中示出了三個傳感器208，但是可以在各實施例中應用任何數量的傳感器208。單個傳感器208例如可以結合加速度計210使用，并且還可以結合附加的陀螺儀或其他傳感器使用以實現良好結果。并且具有兩個、三個、四個或更多傳感器208的實施例可以具有在面對如上所述的阻擋信號、多路徑或是信號干擾的其他不利方面的情況下潛在地提供魯棒結果和精確定位和定向信息的益處。
[0076]理發(fā)設備200的某些實施例可以包括如圖2所示含有相機216以及還可能含有照明源218的凹槽區(qū)214。替換實施例可以包括諸如附加的殼體或附件的其他物理特征部來容納相機216或照明源218。在使用凹槽中的相機216或照明源218的某些實施例中，理發(fā)設備200的表面基本保持沒有阻擋。相機216可被用于觀察包括尤其可被用于確定用戶頭皮或臉上的位置的參考點的用戶頭部、面部和頭發(fā)的特征，觀察定位設備的特征，或是觀察在自動理發(fā)系統(tǒng)100的操作中有益的其他事物。照明源218可以為相機216的增強操作提供照明，并且還可以提供彩色光或結構光以增強自動理發(fā)系統(tǒng)100分析由相機216提供的圖像的能力。結構光是周知的概念并且將不會在此詳細討論。針對本公開的目的，“結構光”被定義為相對于彼此被成形或排列以形成定義圖案(諸如柵格、線、點或幾何圖元)的一個或多個光束(相干或非相關干)，并且被投射以照明一個或多個對象，由此通過分析在預定義光圖案的照明下(典型地由一個或多個相機)拍攝的一個或多個對象的圖像來確定至所述一個或多個對象上的特定點的距離。包含多個相機216和/或多個照明源218和/或多個結構光源的理發(fā)設備200的實施例是可能的。
[0077]理發(fā)設備200還可以包括其位置未被跟蹤而是像在此教導之前通?？捎玫哪切┏Ｒ?guī)理發(fā)器或修剪器那樣操作的手動操作模式。這一手動操作模式可以通過開關、按鈕、語音命令或任何其他類型的控件的致動而被輸入。當在這一手動操作模式下操作時，理發(fā)設備200可以持續(xù)致動剪切頭202，或者剪切頭202可以在按鈕被按下、語音命令被給出時或通過任何其他類型的控件而被致動。
[0078]圖3示出了理發(fā)設備的一個附加實施例。在圖3中示出了具有側手柄的理發(fā)設備300。具有側手柄的理發(fā)設備300包括傳感器208、指示器燈212、加速度計210和剪切頭202，這些都與已經針對理發(fā)設備200描述的那些部件執(zhí)行基本等效的功能。具有側手柄的理發(fā)設備300還包括側手柄306和主體304，它們以使得某些人會發(fā)現有益于理發(fā)或更易于理發(fā)的方式成形。圖3中的具有側手柄的理發(fā)設備300的實施例被示出為主要關注將該系統(tǒng)和方法并入具有各種各樣形狀和樣式的理發(fā)設備的能力。除了理發(fā)設備200和具有側手柄的理發(fā)設備300的實施例之外,本系統(tǒng)和方法還可被應用于各種各樣的理發(fā)器、剪切器、修剪器、剃須刀和其他設備，并且除了如圖1所示的用戶102頭皮上的頭發(fā)之外還可被應用于剔除或修剪唇須、眉毛、臉上毛發(fā)和其他毛發(fā)的設備。
[0079]除了理發(fā)設備200的直手柄206和具有側手柄的理發(fā)設備300的側手柄306之外，也可以使用手柄、旋鈕、杠桿、支撐器和其他可能結構的許多其他實施例以使得個人可以定位理發(fā)設備。包括樞軸以使其可以旋轉、包括鉸鏈以使其可以傾斜、包括柔性構件、可伸縮構件、可調節(jié)特征、橡膠把手(或由其他材料制成的把手)、周線或任何其他增強的手柄可被應用于針對理發(fā)設備的手柄的實施例。
[0080]如圖3所示的具有側手柄的理發(fā)設備300還可以包括主體304的一部分上的觸摸傳感器308，其可以在具有側手柄的理發(fā)設備300操作時接觸用戶102的頭皮。觸摸傳感器308可以是簡單的開關、電子觸摸傳感器、或是信令通知具有側手柄的理發(fā)設備300其已經接觸用戶102頭皮的其他接觸傳感器，由此該具有側手柄的理發(fā)設備300可以確定并記錄其位置和定向。以此方式，具有側手柄的理發(fā)設備300可以實質上確切地確定用戶102頭皮的位置并且不斷行進地將其與從如上參考圖1指示用戶102頭皮期望位置的在前確定的參考點算出的位置相比較。以此方式，自動理發(fā)系統(tǒng)100可以監(jiān)測其操作并確定是否足夠精確地確定了具有側手柄的理發(fā)設備300的位置和定向。如果用戶102例如不利地撞到、移動或其他方式妨礙定位設備108，使得定位設備108相對于用戶102頭發(fā)的相對位置改變，則具有側手柄的理發(fā)設備300可以如所述的檢測這一改變，停止理發(fā)，并且要求用戶102重建參考點以使自動理發(fā)系統(tǒng)100可以確保精確剪發(fā)。當然，在觸摸傳感器308用信號通知它已經接觸用戶102頭皮時確定的頭皮位置的微小誤差可被忽略或是用于校準或以其他方式改善自動理發(fā)系統(tǒng)100對用戶102頭皮的形狀和尺寸的評估。雖然在圖3的實施例中僅示出了一個觸摸傳感器308，但是兩個或更多個傳感器也是可能的，并且為了有益效果，可以將這些傳感器在剪切頭202附近沿主體304的長度定位，或使其位于其他有益位置。其中不使用觸摸傳感器308而是監(jiān)測加速度計210或從傳感器208確定的定位信息以確定用戶102的頭皮何時已被接觸的實施例也是可能的。
[0081]在自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些實施例中，觸摸傳感器308包括雷達、聲吶或其他電子或電子機械系統(tǒng)以確定從剪切頭202底面到用戶102頭皮的距離。從剪切頭202底面到用戶102頭皮的距離可在某些實施例中用于確定具有側手柄的理發(fā)設備300的位置或定向，并且還可被用于確定何時應激活剪切頭202來剪切其包含的頭發(fā)。觸摸傳感器308的使用不限于具有側手柄的理發(fā)設備300，而是也可應用于理發(fā)設備200或理發(fā)設備的其他可能實施例。
[0082]圖4是包括與理發(fā)設備200中的那些執(zhí)行類似功能的傳感器208、加速度計210、指示器燈212和剪切頭202的手動驅動理發(fā)器400的一個實施例的圖示。手動驅動理發(fā)器400還包括固定手柄402、樞軸408、主體404和可移動手柄406。固定手柄402和可移動手柄406類似于剪刀上的兩個手柄，并且源于移動該可移動手柄406的運動能夠傳遞至剪切頭202以致動剪切頭202并剪切其可以包含的頭發(fā)。由于本系統(tǒng)和方法的某些實施例涉及在實質上精確的時刻剪切頭發(fā)以使得頭發(fā)被剪成實質上精確的長度，因此還可以在彈簧或其他儲能器件中存儲源于可移動手柄406運動的能量并且在實質上精確的時間點上通過電子控制釋放這些能量以致動剪切頭202。以此方式，可移動手柄406可以彎曲彈簧或是其他機構或器件，并且相關聯的能量可以在根據手動驅動理發(fā)器400內電子部件的控制或是根據從電子計算設備106、定位設備108或從某些實施例中存在的其他元件接收到的信號的控制釋放。注意到雖然可移動手柄406可被用于提供操作手動驅動理發(fā)器400所需的部分能量，但是手動驅動理發(fā)器400也可以從有線連接、電池或是其他供能或儲能元件或其組合中接收能量。一個可能的實施例可以針對的是手動驅動理發(fā)器400上由來自可移動手柄406運動的能量所驅動的剪切頭202，以及手動驅動理發(fā)器400的由電池或是有線或無線電源連接供能的其他元件。
[0083]除了在彎曲的彈簧或其他元件中存儲來自可移動手柄406運動的能量之外，可移動手柄406還可以直接致動剪切頭202以使得該剪切頭202在手柄406移動時直接剪發(fā)(非常類似于剪刀在手柄移動時用其刀片剪切物件)。在這一實施例中，用戶102可由自動理發(fā)系統(tǒng)100用信號通知可移動手柄406何時應該移動。這一信號可以是可聽、觸覺、視覺信號，或是通過其他技術實現的信號。用于手動驅動理發(fā)器400的各種替換實施例都是可能的，包括用戶可以如何手動驅動理發(fā)器的各種各樣的手柄、杠桿和旋鈕等。
[0084]圖5A示出了可被用于圖2-4所示的剪切頭202的剪切頭500。剪切頭的前緣502由剪切頭梳齒504形成，并且剪切頭500在刀片506通過剪切頭梳齒504中示出的開口前后致動時進行操作。刀片506可由線性致動器、旋轉馬達、壓電馬達、磁性馬達或其他類型的馬達或致動器致動。當刀片506來回致動時，刀片506可以剪切剪切頭梳齒504所接觸的位于其足夠內部的任何頭發(fā)。由連接來回移動的剪切刀片形成的剪切頭、旋轉剪切器、激光剪切設備和其他類型的剪切器可以適應于與本系統(tǒng)和方法一起工作。剪切頭500可被用于使得與人手、梳子或是與用于定位頭發(fā)的其他工具的接觸不會導致傷害或損傷。梳齒504的間隔以及其他可能的設計考慮可以顧及為剪切頭500提供實質上安全的設計，以在與剪切頭500不利地接觸的情況下避免傷害或損傷。
[0085]圖5B示出了具有輔助梳的剪切頭550。具有輔助梳的剪切頭550包括剪切頭前緣502、剪切頭梳齒504和刀片506。這些元件與圖5A所示剪切頭500中的那些元件執(zhí)行相同功能。具有輔助梳的剪切頭550還包括在剪切頭梳齒504上方或之上間隔的輔助梳齒552，使得輔助梳齒552也能接合并實質上接觸在具有輔助梳的剪切頭550內收集的頭發(fā)。本系統(tǒng)和方法的某些實施例可以利用輔助梳齒552提供額外摩擦力，以使其相比于其他可能類型的剪切頭能夠更容易地控制具有輔助梳的剪切頭550內的頭發(fā)。例如具有卷發(fā)或其他類型頭發(fā)的用戶102會發(fā)現除非使用輔助梳齒552或某些其他途徑來提供附加摩擦力，否則他們的發(fā)卷在能被剪切之前無法進入剪切頭。輔助梳齒552可由塑料、金屬或其他材料形成，并且可被紋理化、有鋸齒、有涂層或以其他方式進一步加工以使其為在具有輔助梳的剪切頭550內收集的頭發(fā)提供期望水平的摩擦力。此外，輔助梳齒552可以在剪切頭梳齒504之上被固定就位，或者可被致動或用于將頭發(fā)抓住或附入具有輔助梳的剪切頭550內。如果輔助梳齒552被致動，則它們可以響應于電氣或機械機構一并或單獨移動，并且可以斜向、上下或在其他方向上移動。其中輔助梳齒552可被調節(jié)以實現期望水平的摩擦力，與輔助梳齒調節(jié)摩擦力或在不期望附加摩擦力時縮回或被移除的其他實施例可互換的實施例也是可能的。還可以特定地形成、涂覆、紋理化、鋸齒化或以其他方式加工剪切頭齒504以使其也可以提供為頭發(fā)的方便控制提供足夠摩擦力的功能。其中剪切頭齒504可被特定地形成、涂覆、紋理化、鋸齒化或以其他方式加工以提供足夠摩擦力的實施例無論在這些實施例中輔助梳齒552存在與否都可應用。
[0086]如圖5B所示具有輔助梳的剪切頭550的實施例還以提供在頭發(fā)已被剪切之后握持頭發(fā)以使其可被移到至適于丟棄和釋放的位置。如果輔助梳齒552在來自用戶102的控制下、在自動電子控制下或通過其他控制方法而被致動，某些實施例可以允許用戶102手動地(或通過語音命令等)用信號通知何時釋放輔助梳齒552以使得剪切頭發(fā)被釋放。諸如圖2所示的理發(fā)設備200的理發(fā)設備的替換實施例可以包括連接真空以使得剪切頭發(fā)可被吸走的能力。其他實施例包含允許在丟棄剪切頭發(fā)之前將其臨時存儲(可以在將其磨碎以供進一步壓縮存儲之后)的特征。
[0087]圖5C示出了具有底梳的剪切頭560的實施例。底齒562被隔開以允許頭發(fā)以常規(guī)方式進入并被梳理(即，類似于使用普通梳子)。切割刀564位于底齒562頂部，使得其不干擾底齒的功能，允許頭發(fā)各區(qū)域被接合并拉伸。切割刀564隨后可被致動，使得其滑過底齒562和剪切頭發(fā)之間可以存在的區(qū)域。切割刀564可以作為單個元件被一并致動，或者某些實施例可以允許它們分組致動或獨立致動。如果切割刀564被分組或獨立致動，則自動理發(fā)系統(tǒng)100可以致動這些切割刀564以使得在獨立底齒562之間收集的頭發(fā)被最優(yōu)地剪切，潛在地提供相比于一次性剪切在剪切頭中收集的全部頭發(fā)的剪切頭有所改善的精確性。雖然示出的是在端部底齒566頂部上不存在切割刀564，但是一些實施例也可以包括他們。在端部底齒566的頂部上布置切割刀564可能不是必須的，因為相鄰底齒562上的切割刀564可以剪切在其附近收集的頭發(fā)。如果存在的切割刀564在兩個方向上都能夠致動并且切割它們連接的底齒562之間的相鄰間隙內的頭發(fā)，則還可以從整個具有底梳的剪切頭560的交替底齒562上省去該切割刀564。
[0088]圖6A示出了可折疊定位設備600的一個實施例。可折疊定位設備600與圖1所示的定位設備108的實施例類似地操作，并且包括前額支撐610、鼻撐618、連接構件608和四個定位界面616?？烧郫B定位設備600還包括兩個主體殼體612和四個鉸鏈614。示出的可折疊定位設備600固定至用戶102的面部。通信和控制電子部件、電池、按鈕、揚聲器、麥克風、無線接口、有線接口和其他功能可以并入主體殼體612內。鉸鏈614允許可折疊定位設備600折疊，以使其能被緊密存儲或運輸。可折疊定位設備可由金屬、塑料、木材、其他合適材料以及這些材料的組合制造。
[0089]圖6B示出了已在鉸鏈614處折疊用于緊密存儲之后的圖6A所示的可折疊定位設備600。注意到除了示出的鉸鏈614之外，可折疊定位設備600也可以包括柔性構件、可伸縮架以及允許其緊密折疊的其他元件。除了折疊用于存儲之外，定位設備108或可折疊定位設備600可以包括允許其被調節(jié)以適配不同的可能用戶的面部范圍的元件。例如，定位設備108或可折疊定位設備600的一個實施例允許調整既恰當適配兒童的小臉以及成人相對較大的臉。定位設備108或可折疊定位設備600還可被配置用于特定發(fā)型(即，使得定位設備108或可折疊定位設備600提供用于特定發(fā)型的充足定位信息并具有更輕重量、更少材料、空間，或是更為便利或成本有效，或是提供優(yōu)于其旨在用于其他發(fā)型的附加益處)。
[0090]圖7A是具有管形構造的定位設備700的一個實施例的圖示。耳撐714和頭帶708支撐具有管形構造的定位設備700的圍繞用戶702的面部和頭部的主管704。帶連接器706可以允許沿著主管704調節(jié)頭帶708的長度和位置。主管704支持可以與圖1所示那些類似的方式操作和起作用的定位界面712。圖7A的實施例具有六個可見的定位界面712并且第七個定位界面被用戶702的頸部擋住而無法看見(雖然端部定位界面710也可被計做是定位界面712，但是端部定位界面710被單獨編號以強調其特定位置)。具有管形構造的定位設備700的附加實施例可以支持更多或更少數量的定位界面712。雖然圖7A中的定位界面712被示出為主管704的放大區(qū)域，但是某些實施例可以使用足夠大的主管704，以使得定位界面712完全包含在主管704內部且從外部不可見。在這類實施例中，主管704可以看上去平滑并且可以不示出其內存在定位界面712的外部特征。耳撐714和頭帶708可以沿著主管704調節(jié)位置，并且相對于主管704調節(jié)長度和定向及其他方面。示出的鉸鏈716允許折疊主管704以供存儲(這將參考圖7D進一步解釋)。某些實施例可以利用鉸鏈、柔性管、可伸縮管、可調節(jié)螺絲、彈簧、彈性材料、緊固件和其他技術來允許具有管形構造的定位設備700被折疊或以其他方式緊密存儲或被調節(jié)用于更好地適配用戶702。端部定位界面710和端部殼體718被示出為處于主管704的一端，而位于主管704另一端的類似端部定位界面和端部殼體則被用戶702的頸部阻擋而看不見。端部殼體718和主管704可以包含電池、電子部件、計算設備、信號處理設備以及使得具有管形構造的定位設備700能夠作為參考圖1的定位設備108以及在本專利申請中示出的其他實施例描述的定位設備而操作的其他功能。具有管形構造的定位設備700可以從電池和/或有線或無線接口接收電力和接口信號。端部殼體718可以允許具有管形構造的定位界面700的部分更重元件位于用戶702的耳朵之下和之后，以使其能夠為具有管形構造的定位界面700提供平衡并利用來自耳撐714的杠桿作用幫助保持頭帶708相對于用戶702前額就位。雖然在圖7A中示出的端部殼體718的實施例被示出作為圓錐結構，但是包括立方結構和圓柱結構的許多其他形狀和大小也是可能的。具有管形構造704的定位設備的一些實施例也可以沒有端部殼體718,因為它們的電子部件和其他所需元件可被整個包含在主管704內部或是具有管形構造的定位設備700內部或之上的其他區(qū)域內。
[0091]具有管形構造的定位設備700具有其中主管704實質上減小其直徑的窄管區(qū)705。某些實施例可以利用窄管區(qū)705以使得剪切設備能夠在用戶702的面部和頭部各區(qū)域內更容易地應用和操作。在圖7A中，窄管區(qū)705被示出為位于其中具有管形構造的定位設備700在用戶702耳前通過的區(qū)域內。其他實施例可以利用窄管區(qū)705以實現剛好位于用戶702耳前和耳上更為精確的鬢腳修剪和其他理發(fā)特征。某些實施例還可以包括窄管區(qū)或其他特征以在具有管形構造的定位設備700的其他部分之內或之上實現改善的便利性。
[0092]可以使用如圖7A所具體化的具有管形構造的定位設備700來提供易于存儲、清洗和維護的簡單且吸引人的設計。具有管形構造704的定位設備可由塑料、金屬、木材、陶瓷、橡膠或其他材料構成，并且可被構造為易于清潔并且可以使用抵抗細菌和微生物形成的材料。具有管形構造的定位設備700可被設計為可潛入水中以使其可被方便地噴射清洗。
[0093]具有管形構造的定位設備700的某些實施例使用用戶702眼前的放大開口區(qū)，使得用戶702可以在操作自動理發(fā)系統(tǒng)100的同時佩戴眼鏡。雖然眼鏡可能會對用戶702頭部某些部分上頭發(fā)的剪切造成干擾，但是一些用戶還是會優(yōu)選帶著眼鏡剪切他們的一部分或大部分頭發(fā)，并且僅在剪切被眼鏡阻擋的那部分頭發(fā)時摘去眼鏡。替換實施例使用允許用戶702佩戴眼鏡并在不打斷定位設備的操作的情況下摘去和替換眼鏡的定位設備。雖然定位設備的某些實施例可被配置為允許與就位的眼鏡一起操作，但是如圖7A所具體化的具有管形構造的定位設備700，允許由于其在用戶702的眼前提供的大型開口而實現的更容易的接近。
[0094]主管704和窄管區(qū)705可由柔性材料制成，所述材料可被彎曲并成形為使得具有管形構造的定位設備700可被恰當且舒適地適配到用戶702的頭部。作為替換，主管704和窄管區(qū)705可由剛性材料或半剛性材料制成，并可被成形包括平滑彎曲。主管704和窄管區(qū)705還可由提供張力或彈簧功能的材料制成，使得具有管形構造的定位設備700通過耳撐714和頭帶708向用戶702的面部施加可接受水平的壓縮，由此能夠更容易地抓握用戶702的面部。耳撐714和頭帶708可以使用涂層、粘合劑、漿糊、膠帶、紋理或其他技術來改善它們對用戶702的面部的抓握或改善舒適度。耳撐714還可被涂覆、紋理化或以其他方式加工以使得擱在耳撐714頂部至上的眼鏡可以更容易地抓握耳撐714。主管704和窄管區(qū)705可以具有圓形、方形、三角形、六角形或其他截面。主管704和窄管區(qū)705通常將會包括中空中心，以便可以在其內形成或布置配線、電路、電子部件和其他元件。然而，其中主管704和窄管區(qū)705具有實心截面而非中空中心的實施例也是可能的。[0095]圖7B是具有管形構造的定位設備700的一個實施例的頂視圖。耳撐714、端部殼體718、端部定位界面710、定位界面712和主管704被示出為圍繞用戶702的頭部。圖7B中還示出了用戶702的鼻端703，以避免關于用戶702這一頂視圖定向的任何混淆。在圖7B中示出了從頭部702到主管704的距離711以強調保持具有管形構造的定位設備700的主管704和用戶702頭部之間的間隙相比于主管704若是接近用戶702頭部的情況會在定位界面712和理發(fā)設備200 (或理發(fā)設備的其他實施例)上的傳感器208之間提供一條阻擋大為減少的路徑。保持從頭部702到主管704的距離711還會由于其提供了可被應用并適配于不同年齡且具有不同大小和形狀頭部的用戶702的具有管形構造的定位設備而是有益的。可以基于包括大小、重量、舒適度和其他因素的多種因素來為不同的實施例選擇距離711，但是該距離通常會在一到幾英寸的范圍內。還注意到在圖7B中，具有管形構造的定位設備700在用戶702耳后包括端部殼體718和端部定位界面710的部分遠離用戶702頭后而稍向外定位。在一些實施例中，定位設備700的各部分可以如圖所示在用戶702的耳后向外定位，提供了對用戶702頭部和頭皮后部的更容易的接近。其他實施例利用定位設備保持與用戶702面部和頭部的部分或完全地緊密接觸。
[0096]圖7C從其中省去了用戶702的圖1中示出了具有管形構造的定位設備700，以使具有管形構造的定位設備700的不被阻擋的視圖是可能的。圖7C的元件與圖7A中的等同編號，不同之處在與添加了耳鉤715 (耳鉤715在圖1中沒有編號，因為其幾乎完全被用戶702的耳朵所遮擋)。圖7C的實施例中示出的耳鉤715由佩戴該具有管形構造的定位設備700的用戶的耳朵頂部之上的鉤子提供支撐，并且還允許在用戶耳后到頭帶708之間發(fā)展出一些張力。以此方式，頭帶708可以以一定的張力適配用戶前額，以使其不那么易于滑動。頭帶708可以包括橡膠、塑料、彈簧或其他彈性材料或由其形成，由此可以保持相對于用戶前額的張力。還可以使用帶連接器706沿主管704調整頭帶708的長度和位置。耳撐714也可由能夠彎曲的材料形成，從而可以相對于佩戴具有管形構造的定位設備700的用戶702耳后保持一定壓力。其中作為頭帶708和耳撐714的替換或附加并入其他支撐結構或技術的具有管形構造的定位設備700的附加實施例也是可能的。例如，具有管形構造的定位設備可由接觸太陽穴、臉頰、耳垂、耳內、耳前、耳下、耳后、耳上、眼眶、鼻子、嘴巴以及用戶面部和頭部的其他區(qū)域的特征部所支撐。耳鉤715可由金屬、塑料、導線或其他材料制造。由線環(huán)、導線或其他材料制成的部分或完全圍繞用戶耳朵的柔性耳鉤715也是可能的。
[0097]圖7D示出了在鉸鏈716處折疊用于緊密存儲的具有管形構造的定位設備700的一個實施例。具有管形構造的定位設備700靠近耳撐714的區(qū)域已被跨彼此折疊而具有管形構造的定位設備700靠近頭帶708的區(qū)域則已被向下折疊。在本實施例中示出的鉸鏈716包括用于實現圖7D所示實施例的樞轉和折疊兩者的特定構造。具有管形構造的定位設備700或其他可能定位設備的替換實施例可以包含鉸鏈、樞軸、可伸縮元件、球窩接頭、柔性材料、彈性材料、致動器以及用于便利地折疊或以其他方式重構的元件的許多組合。
[0098]在描述圖7E和7F之前，應該注意到除了通過相機(具有或不具有結構光)觀察定位設備之外，其中用戶還可被“直接”觀察的定位結構的實施例也是可能的。對用戶面部或頭部的直接觀察可被用于與定位設備相結合(并與加速度計、陀螺儀等相結合)以計算理發(fā)設備的位置和/或定向。還可以具有不使用定位設備(如參考圖1的【具體實施方式】所述)而僅通過對用戶的直接觀察(同樣地，具有或不具有結構光并且潛在地與加速度計、陀螺儀等的使用相結合)來確定位置和/或定向的定位設備的實施例。相機也可被用于確保定位設備在用戶臉上大致恰當的放置，并且檢測定位設備是否已從正確位置移開。相機可以是圖1的相機107、安裝在理發(fā)設備上的一個或多個相機(諸如安裝在圖2的理發(fā)設備200上的相機216)，也可以是傳感器集線器904中的相機(圖9)或其他相機。
[0099]圖7E是具有易見特征的定位設備701的一個實施例的圖示。耳撐714、頭帶708、帶連接器706、主管704、窄管區(qū)705和用戶702都是可見的并提供與圖7A中類似編號元件相似的功能。然而，不同于圖7A的實施例，圖7E的具有易見特征的定位設備701的實施例具有第一可見定位界面720、第二可見定位界面722、第三可見定位界面724以及相比于圖7A中較小球形定位界面712的更大且形狀各異的端部可見定位界面726。第一可見定位界面720是立方體、第二可見定位界面722是金字塔形、第三可見定位界面724是球形，而端部可見定位界面726是六邊形。定位設備的某些實施例利用易見且可分辨的定位界面(諸如第一可見定位界面720、第二可見定位界面722、第三可見定位界面724和端部可見定位界面726)和相機(諸如理發(fā)設備200上的相機216或電子計算設備106上的相機107)。通過經由相機觀察第一可見定位界面720、第二可見定位界面722、第三可見定位界面724和端部可見定位界面726并使用計算機視覺算法執(zhí)行分析，可以輕易分辨第一可見定位界面720、第二可見定位界面722、第三可見定位界面724和端部可見定位界面726的相對位置并且利用該相對位置來確定相機相對于具有易見特征的定位設備701的位置和定向。利用這一相機的實施例能夠實現理發(fā)設備200相對于具有易見特征的定位設備701的位置和定向的計算。在替換實施例中，第一可見定位界面720、第二可見定位界面722、第三可見定位界面724和端部可見定位界面726還可以提供如圖1所述的定位界面的功能，其中利用了信號和傳播延遲計算來確定位置或定向。某些實施例利用定位界面作為可由相機、攝像機、成像器或能夠生成可從中計算位置或定向的視頻或圖像的其他元件觀察的可見特征。其他實施例可以利用定位界面作為信號發(fā)送或接收功能，由此可以使用來自其的傳播延遲計算確定位置或定向。再一些實施例利用組合。
[0100]在圖7E中還示出了軸承721和手柄717。軸承721可以是由心軸和圓柱形套筒組成的簡單軸承、滾柱軸承、球形軸承或其他類型的軸承。某些實施例將耳撐714通過軸承721耦接至主管704、端部殼體718和定位設備的其他元件，以允許定位設備在軸承721處樞轉。結果，來自電池、電子部件和端部殼體718內的其他元件的壓載或重量用作軸承721上的杠桿力，以保持頭帶708抵靠用戶702的前額，由此改善頭帶708在用戶702前額上的穩(wěn)定性。旋轉彈簧、彈簧、彈性體、橡膠帶或其他元件可以通過相對于定位設備的其他部分拉靠耳撐714 (以向前的方向由此創(chuàng)建用戶702的耳后上的壓力)而被進一步用于將耳撐714拉靠到用戶702的耳后。手柄717被示出為附接至耳撐714并被配置為允許用戶702或其他人在軸承721中旋轉耳撐714。手柄717或是允許個人方便地旋轉耳撐714的手柄、拉環(huán)、旋鈕、杠桿、延伸部或其他特征部的其他實施例對某些實施例是有益的，這是因為它們可以允許用戶702或其他人更方便地佩戴和定位具有易見特征的定位設備701或是更方便地佩戴和定位其他可能的定位設備。
[0101]在圖7F中，示出了其中相似編號的元件執(zhí)行與圖7E所示的具有易見特征的定位設備701中的那些元件基本相同功能的具有易見特征的定位設備703的實施例。圖7E所示的具有易見特征的定位設備703不包括軸承721和手柄717 (雖然部分實施例包括)，而是利用為具有管形結構的定位設備703示出的耳撐714。此外，具有易見特征的定位設備703包括圓點730、條紋732和條紋734。圓點730、條紋732和條紋734是來自諸如圖2所示理發(fā)設備200上的照明設備218之類的光源的結構光的照明結果。諸如圓點730、條紋732和條紋734之類的來自結構光的可見特征提供附加信息，這是因為應用結構光可以允許從源自結構光的圓點730、條紋732、條紋734或其他特征的分析中確定距離和定向。例如，圓點730之間的中心至中心距離可以提供它們距離結構光照明源有多遠(并且由此在照明源安裝在理發(fā)設備200上的情況下提供它們距離理發(fā)設備200有多遠)的指示。
[0102]定位界面可以是可見或不可見特征，具體地，定位界面可以是可被觀察或交互以生成位置信息的任何可能特征或元件。定位界面可以是物理標記、貼花、圖像、印刷標志、凹痕、可識別物理特征、可識別物理結構、電子發(fā)射機、電子接收機、天線、揚聲器、麥克風、換能器、傳感器、感測點、任何其他可能特征或結構、或是無論可見與否而可由某一方式檢測到的特征或結構的組合，由此可以確定位置信息。
[0103]圖7F還包括圍繞用戶702頸部的輔助定位設備740。輔助定位設備740包括定位界面742并且可以包括已描述的所有類型的定位界面。輔助定位設備740提供一個例子并且示出了定位設備可被分成彼此交互的，通過有線或無線接口與理發(fā)設備和自動理發(fā)系統(tǒng)100的其他可能元件交互的多個部分。注意到輔助定位設備740圍繞用戶702的頸部，由此其通常不隨用戶702的頭部和面部運動。然而，通過與具有易見特征的定位設備703的交互，可以計算輔助定位設備740的位置和定向以使得定位界面742能夠為自動理發(fā)系統(tǒng)100提供有益信息。能夠以各種位置和定向附至用戶702的許多不同類型的輔助定位設備是可能的，由此可以實現各種類型的益處。
[0104]圖8A示出了其中某些定位界面延伸到用戶頭部802之上或之后的具有管形構造的定位設備的一個實施例。在圖8A中，被示出為位于頂參考線806之上的上定位界面812延伸超過用戶頭部802的頂部，使得用戶頭部802的頂部之上的所有區(qū)域都可能具有至上定位界面812的視線連接。被示出為位于后參考線804之后的下定位界面810延伸到用戶頭部802的后部，使得用戶頭部802后部的所有區(qū)域基本上都可能具有至下定位界面810的視線連接。諸如圖8A所示的其中用戶頭部802的某些區(qū)域可能具有至某些定位界面的視線連接的實施例可以提供附加精度的益處。這對于在自動理發(fā)系統(tǒng)100中使用光、光學、紅外或其他直線傳播的信號作為定位信號的情況尤為如此。
[0105]圖SB示出了其中某些定位界面延伸到用戶頭部802之上或之后的具有管形構造的定位設備的圖8A的實施例；并且進一步示出了傳感器824被如何布置在理發(fā)設備820上使得來自操作理發(fā)設備820的人手和手臂的阻擋可如何被最小化。在圖SB中，傳感器824被放置為實質上位于理發(fā)設備820的剪切頭附近，并且提供延伸手柄822，由此可以保持手和手臂基本遠離傳感器824和該實施例中示出的至少部分定位界面之間的路徑。如圖SB中可見的，理發(fā)設備820的手柄822上的人手或手臂可以輕易保持遠離從理發(fā)設備820上示出的傳感器824到上定位界面812的視線。類似地，在理發(fā)設備820定位在用戶頭部802之后時，傳感器824可以由于從理發(fā)設備820的手柄822上的人手或手臂到下定位界面810的阻擋減少而獲益。雖然圖2所示的理發(fā)設備200的實施例在手柄206上包括的傳感器208針對的是傳感器208的最大間隔的益處，但是圖SB例示了某些實施例可以在如圖所示保持傳感器824基本上遠離理發(fā)設備820的手柄822的情況下最小化人手和手臂在操作自動理發(fā)系統(tǒng)100中的阻擋。
[0106]圖9示出了其中傳感器集線器904有益于自動理發(fā)系統(tǒng)的操作并且其中傳感器集線器904被固定至墻壁、鏡子902或以其他方式固定在用戶102附近的自動理發(fā)系統(tǒng)的一個實施例。利用傳感器集線器904的某些實施例提供精度改善的自動理發(fā)系統(tǒng)100，或者可以降低定位設備108的大小、重量或復雜度。定位設備108可以通過有線或無線接口與傳感器集線器904通信。傳感器集線器904可以是電池操作的，或是通過電線接收電力。傳感器集線器904可以使用粘合劑、條帶、吸盤或其他技術而被固定至鏡子902或其他表面。傳感器集線器904可以包含定位界面712(如前所述)、相機、成像器、雷達、聲吶、激光雷達、結構光照明源、掃描激光器或是允許傳感器集線器904監(jiān)測用戶102的位置、定向、手位置、手臂位置、頭位置、頭發(fā)位置、發(fā)型和/或其他方面的其他電子元件。傳感器集線器904還可以包括指示器燈、蜂鳴器、鐘聲器、揚聲器、麥克風、手勢識別設備、飛行時監(jiān)視器或是允許傳感器集線器904與用戶102通信的其他元件。信息可以在多個傳感器集線器904、用戶102、定位設備108、電子計算設備106 (未在圖9中示出)、理發(fā)設備200 (未在圖9中示出)和自動理發(fā)系統(tǒng)100的其他可能元件之間交換，以提供可以有益于自動理發(fā)系統(tǒng)100操作的指導、控制和其他信息。雖然圖9的實施例示出了三個傳感器集線器904，但是具有其他數量傳感器集線器904的實施例也是可能的。
[0107]圖1OA是第一類人類頭皮的輪廓1002的一個實施例的圖示。人類頭皮輪廓1002可以通過平展人類頭皮的三維模型以形成如圖1OA所示的二維輪廓來形成。平展人類頭皮的三維模型以形成二維人類頭皮輪廓會涉及模型某些部分的一些伸拉和/或壓縮，并且這一操作可能意味著輪廓1002上各點之間的距離可能不與對應三維模型上相同表示點之間的距離確切對應(非常類似于二維的地球地圖包括相對于地球球體距離的某些伸拉或延長)。對于許多發(fā)型而言，利用從人頭皮一個區(qū)域到另一區(qū)域的發(fā)長的基本平滑的變換，并且由此，建模處理中的這類失真將不會導致實現可接受理發(fā)方面的問題。不同的人具有不同的頭皮。圖1OA示出的輪廓1002的某些方面包括前峰1010、連鬢胡子(side burn) 1004、耳朵開口 1008和平坦后側1006。諸如圖1OA所示輪廓1002的輪廓會由于自動理發(fā)系統(tǒng)100的用戶102可以提供有關其所具有或由自動理發(fā)系統(tǒng)100使用的頭皮類型的信息、有關已經通過測量、相機圖像和其他技術而被直接確定的用戶102的頭皮類型的信息而能夠在自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些實施例中得到利用。信息可被用于確定可能的發(fā)型、修改或調整發(fā)型以得到有益結果、將具體發(fā)型適配至特定用戶102或是用于其他目的。
[0108]圖1OB是人類頭部輪廓1022的另一實施例的圖示。輪廓1022是具有平坦前側1024、側峰1028、連鬢胡子1004、耳朵開口 1008和后峰1026的人類頭皮的一個例子。自動理發(fā)系統(tǒng)100的各種實施例提供可以與特定用戶相關聯的許多不同的人類頭皮輪廓。這些人類頭皮輪廓的一部分可以專用于男性或女性，而其他則可應用于任意性別的人。
[0109]圖1OC是如何確定定位設備上的定位界面相對于用戶1130頭部上的參考點的位置的圖示。圖1OC的實施例基于的是從定位界面到理發(fā)設備或測頭上的傳感器的信號傳播時間。包括基于相機圖像、雷達、聲吶、激光雷達、在結構光照射下拍攝的圖像以及通過其他技術的位置或定向測量值的附加實施例也是可能的。主管1132上安裝有第一定位界面1134、第二定位界面1136、第三定位界面1138和第四定位界面1140。圖1OC中并未示出定位設備某些實施例的附加定位界面、頭帶、耳撐、鉸鏈、其他支撐和其他可能特征以避免附圖顯得零亂。在圖1OC中，主管1132和定位界面被示出為定位設備的一個實施例的部件。用戶1130頭皮前部中央處的第一參考點1150、用戶1130頭皮頂部中央處的第二參考點1152、用戶1130頭皮連鬢胡子下端處的第三參考點1154、用戶1130耳朵頂部處的第四參考點1150以及用戶1130頭皮后部中央處的第五參考點1158在圖1OC中被示出為畫有十字線的圓。定位界面相對于參考點的位置可以被如下建立:提示用戶1130或操作自動理發(fā)系統(tǒng)100的其他人將理發(fā)設備200、測頭1302或其他合適設備定位至期望參考點，并向自動理發(fā)系統(tǒng)100提供理發(fā)設備200、測頭1302或其他合適設備在參考點處恰當定位的確認，由此可以確定從位于這類測頭1302、理發(fā)設備200或其他合適設備上的每個傳感器208到各個定位界面的距離。圖1OC中從定位界面到參考點的距離范圍1160可以如前所述地從信號傳播測量值或根據所描述的其他技術而被極為精確地測得。如圖1OC所示，示出了從各參考點到各定位界面的多個距離范圍1160。在某些實施例中，由于用戶1130頭或者其他障礙會阻擋某些信號路徑，因此不能測量從每個參考點到每個定位界面的距離范圍1160。然而，某些實施例將會允許測量足夠大量的距離范圍1160，以使得自動理發(fā)系統(tǒng)100可以操作。圖1OC還示出了表示從一個定位界面到另一個定位界面的距離的定位界面距離范圍1162。取決于特定定位設備的設計，從各定位界面到其他定位界面的距離可以被也可以不被精確知曉。定位設備的一個特定實施例可以包含鉸鏈、柔性構件、可伸縮構件或是允許各定位界面之間的尺寸隨著使用不同而改變的其他特征。定位設備的某些實施例可以允許電子地確定各定位界面之間的距離。如圖1OC所示，某些定位界面之間的距離可以是已知的，并且這些已知定位界面距離范圍1162還可用于計算以基于參考點確定定位設備的位置。從各參考點到各定位界面、或是各定位界面之間的多個距離范圍1160或者多個定位界面距離范圍1162允許相對于如圖1OC所示參考點極為精確地計算各定位界面的位置。如果參考點位置是已知的，則可以如所述從中確定定位界面的位置。如果圖1OC的實施例的參考點是在諸如人類頭皮輪廓1002、人類頭皮輪廓1022或其他可能的人類頭皮輪廓上建立的，則還可以將第一定位界面1134、第二定位界面1136、第三定位界面1138和第四定位界面1140的位置大致投射在該頭皮輪廓上。參考點位置還可以參考諸如圖11所示三維模型1102的固體模型來確定。在某些實施例中，需要三個或更多個距離范圍1160或定位界面距離范圍1162來確定三維空間中定位界面相對于從中確定這些距離范圍1160的參考點位置的位置。自動理發(fā)系統(tǒng)100的實施例可以利用理發(fā)設備200或測頭1302上的多個傳感器208，由此可以測量各傳感器和定位界面之間的多個距離范圍1160。利用這一過確定系統(tǒng)的實施例可以緩和傳感器或定位界面在各種時刻被用戶1130的手或手臂、被其他人阻擋或是由頭發(fā)或其他物件(諸如梳子、刷子等)覆蓋。這一過確定系統(tǒng)還可以使得本系統(tǒng)和方法的實施例能夠適應具有各種大小和形狀的頭部的各種用戶。在利用三維模型的實施例中，可以應用三維數學并且可以極為精確地確定各傳感器界面相對于用戶1130頭皮參考點的位置。在利用二維頭皮輪廓的實施例中，在從三維人類頭皮到平面人類頭皮輪廓的變換中涉及各種變形和近似。參考圖1OC所示的定位界面，例如可以通過確定定位界面到與用戶1130頭皮或頭部正切的平面的垂直投射來將上述定位界面的位置投射至人類頭皮輪廓。
[0110]如果自動理發(fā)系統(tǒng)100的所有用戶1130都具有相同大小和形狀的頭部，則可以測量參考點的位置并將其用于自動理發(fā)系統(tǒng)100的所有可能用戶，并且圖1OC的實施例將會非常類似于GPS(全球定位系統(tǒng))(因為GPS衛(wèi)星星座圖中只有一個地球)。某些實施例容納具有各種頭部大小和形狀、耳朵位置和頭皮大小的許多不同用戶1130。某些實施例假設標準頭部模塊，諸如參考點位置在三維空間內被極為精確知曉的三維模型1102。于是可以改變該標準頭部模型的大小、形狀和其他特征的假設，以使得測得的距離范圍1160導致針對定位界面位置的自洽計算，而不考慮使用哪些距離范圍計算特定定位界面。例如，如果特定用戶1130的頭比假設的標準頭部模型要小，則從第一參考點1150到第一定位界面1134測得的距離范圍1160會相比于從第四參考點1156到第一定位界面1134測得的距離范圍1160不一致地長。這一原理可以在假設的標準頭部模型與使用自動理發(fā)系統(tǒng)100的特定用戶1130的頭部大小和形狀不足夠匹配的情況下應用于會不一致的許多距離范圍1160。其中對標準頭部模型假設大小的調整將會使得測得的許多距離范圍變得足夠自洽的替換實施例也是可能的；并且一旦這被實現，則足以計算每個定位界面的位置?？梢允褂眠f歸算法、分析算法、搜索算法和其他類型的算法來確定其參考點位置在可接受容限內與特定用戶1130的參考點相匹配的正確頭部模型。
[0111]其他實施例可以利用替換方法來確定并將特定用戶的參考點適配至模型，由此可以計算一致的定位界面位置并可將發(fā)型適配至這些模型。這些方法包括直接測量以確定特定用戶1130的頭部大小和形狀，分析特定用戶1130的相機圖像，分析在結構光照射下拍攝的特定用戶1130的相機圖像，使用充分精確的三維測量系統(tǒng)、固態(tài)建模技術或激光雷達掃描精確測量特定用戶1130的參考點位置。
[0112]由于可以存在如前所述其中定位界面的位置基本上通過參考點位置和測得的距離范圍1160被過確定的實施例，因此也可以有利地利用某些參考點位置和測得的距離范圍1160來確定特定的定位界面位置。例如，由于第三定位界面1138在圖1OC中位于用戶1130的耳朵附近，因此某些實施例可以有利地利用來自第三定位界面1138的信號來為用戶1130耳朵附近的剪發(fā)操作確定理發(fā)設備200的位置和定向。某些實施例可以有利地利用用戶1130耳朵附近的參考點來確定第三定位界面1138的位置，由此能夠實質上實現更為精確的理發(fā)。換句話說，可以有利地使用第三參考點1154、第四參考點1156和第五參考點1158來確定如圖1OC所示的第三定位界面1138相對于其他可能的參考點的位置。
[0113]某些理發(fā)操作在某些定位界面位置相對于某些參考點更為精精確的情況下會是有益的，而另一些理發(fā)操作在這些相同的定位界面位置相對于其他參考點更為精精確的情況下會是有益的。結果，其中從特定于要進行的理發(fā)操作的更為優(yōu)選的參考點中重新計算定位界面位置的某些實施例也是可能的。以此方式。可以在理發(fā)期間多次重新計算定位界面位置以改善精確性。
[0114]在某些實施例中，可以在使用測頭1302、理發(fā)設備200或其他設備的定向測量中利用數學校正。這類校正可以包括使用加速度計或其他定向、傾斜或重力感測設備。
[0115]從定位設備到測頭1302、理發(fā)設備200或其他設備上的多個傳感器的信號傳播時間可以在某些實施例中被用來確定參考點。在基本確定參考點和定位界面之前引起的使用信號傳播測量值的定向中的誤差可以通過使用被法向定向以對精確的傳感器或定位界面位置不敏感的、用于定向測量的傳感器和定位界面而得以管理。作為替換，可以容許相對較小的誤差而無需補償。
[0116]圖1OD示出了其中人類頭皮輪廓1002上的位置可由相對于X軸1040和y軸1042的實施例的坐標所指定的來自圖1OA的第一類型的人類頭皮的輪廓。X軸1040和y軸1042的并入可以允許用數字坐標相對X軸1040和/或y軸1042對自動理發(fā)系統(tǒng)100的用戶頭皮上的任一點進行參考。這些數字坐標可以提供諸如毫米、厘米、英寸等的量化度量的距離，也可以提供諸如人類頭皮輪廓大小的百分比的相對距離(例如，沿y軸1042占人類頭皮輪廓1002的總尺寸的百分比)。圖1OC所示的定位界面的位置被示出為投射到圖1OD所示的坐標系上。如對圖1OC的描述中所指出的，這一投射雖然可被計算作為從定位界面到用戶102頭皮或頭部表面的垂直投射，但是其他投射也是可能的。由于圖1OC是用戶1130頭部的側視圖，因此僅有四個定位界面可見；而圖1OD的頭皮輪廓則包括在圖1OC中不可見的圍繞用戶1130頭部的另外四個定位界面。圖1OC的定位界面被示出為與圖1OD的左右兩側(即，y軸1042的左右)類似地編號，并且示出了第一定位界面1134、第二定位界面1136、第三定位界面1138和第四定位界面1140。除了圖1OD示出了的直角坐標之外，許多替換的坐標系和坐標軸也是可能的。例如，也可以使用基于相距參考矢量的角度和相距中心點的距離的極坐標系。各種各樣的坐標系是可能的，并且可被應用。
[0117]圖1OE示出了其中相對于X軸1040和y軸1042的實施例指定薄化頭發(fā)區(qū)1052和頭骨不規(guī)則區(qū)1050的來自圖1OA的第一類型的人類頭皮的輪廓。人類會具有特別厚或薄頭發(fā)的頭皮區(qū)域，粗發(fā)區(qū)域、禿斑、灰色或泛灰頭發(fā)區(qū)域，或者他們頭發(fā)的其他不規(guī)則性。人類會具有常規(guī)形狀的頭骨區(qū)域，但也會有凹陷、脊突或其他不規(guī)則性。通過提及如圖1OE的例子所示的這些區(qū)域，自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些實施例可以顧及這些區(qū)域，對發(fā)型做出調整，并向系統(tǒng)用戶推薦以使其實現潛在有益的結果。圖1OE中的薄化頭發(fā)區(qū)1052和頭骨不規(guī)則區(qū)1050可以使用相對于X軸1040和J軸1042的坐標編碼。
[0118]圖1OF示出了提供特定于第一類型的人類頭皮輪廓1002的特定區(qū)域中的頭發(fā)的信息的表格1060的一個實施例，其中特定區(qū)域由相對于X軸1040和J軸1042的實施例的坐標指定。表格1060的標題行1061提供了可選且可并非存在于所有實施例中的代表性列類目。表格1060中標題行1061之下的每一行包括第一列1062中參考X軸1040的坐標以及第二列1064中參考y軸1042的坐標。對于表格1060中的每一行，剩余列如下提供關于由第一列1062和第二列1064中的坐標所參考的區(qū)域內的頭發(fā)的信息:第三列1066提供現有長度(在表格1060中由P-L指定)，第四列1068提供期望長度(在表格1060中由D-L指定)，第五列1070規(guī)定頭發(fā)應被剪切的精確容限(在表格1060中由Tol指定)，而第六列1072提供頭發(fā)厚度的指示(在表格1060中由Typ指定且TH表示薄，M表示中等)。第一參考線1074示出了人類頭皮輪廓1002上的特定區(qū)域如何被映射至表格1060的第一行。第二參考線1076示出了人類頭皮輪廓1002上的特定區(qū)域如何被映射至表格1060的第二行。第三參考線1078示出了人類頭皮輪廓1002上的特定區(qū)域如何被映射至表格1060的第三行。第四參考線1080示出了人類頭皮輪廓1002上的特定區(qū)域如何被映射至表格1060的第四行。
[0119]如圖1OF所示的從人類頭皮輪廓1002到表格1060的映射允許對人類頭皮輪廓1002上所有區(qū)域的映射，由此可以通過向表格1060添加行而在表格1060內創(chuàng)建對人類頭皮輪廓1002的基本完整的表格記錄。顯見的是表格1060的每一行都包括有關該特定區(qū)域內的頭發(fā)要被如何剪切的特定信息，并且對于本系統(tǒng)和方法的其他方面，可以針對特定的人呈現特定發(fā)型以實現可接受的結果。表格1060還可以包括其他或額外的列以提供關于發(fā)型(硬短發(fā)、卷發(fā)、直發(fā)等)、發(fā)色(灰色、白色、金色、棕色等)、頭骨不規(guī)則性(可被記錄為偏離作為量化測量值提供的標稱值的更高或更低的區(qū)域)、或是相對于人類頭皮輪廓1002特定區(qū)域的任何其他頭發(fā)特征。在某些實施例中，表格1060可在計算機內表示為數字的陣列，表示為電子數據表，或是通過其他電子計算技術表示。注意到在表格1060中示出的數字值僅出于例示目的，并且除了已被示出并解釋的與人類頭皮輪廓1002的位置相對應的第一列1062和第二列1064之外，在表格1060中的數字值不傳達特定關注的數字信肩、O
[0120]圖1OF中表示的人類頭皮輪廓1002和表格1060可以基本上包括自動理發(fā)系統(tǒng)100確定應為用戶102剪切的頭發(fā)長度所需的信息。在圖1的描述中已經解釋了要求用戶102將理發(fā)設備200或測頭1302放置在參考點上，由此可由定位設備108精確參考用戶102頭部和頭皮上的位置。再次參考圖1，這些參考點可以包括用戶耳朵的頂部152、衣領線處的用戶后頸154、用戶眉毛的頂部150以及在將給定發(fā)型適配至用戶102頭部和面部特征的過程中具體感興趣的其他參考點。其他參考點可以包括用戶耳朵的前部和后部、用戶102眼眶的側部、圍繞用戶102頭皮的各點處的用戶102的發(fā)際線(用戶102的頭發(fā)頭皮結束而沒有濃密毛發(fā)的皮膚開始的點)和其他參考點。本領域技術人員將會理解通過如上所述確定參考點，圖1OF的人類頭皮輪廓1002和表格1060可以為了定位設備108在用戶102頭部上的特定布置而被參考至用戶102頭部上的特定位置。并且以此方式，表格1060可被用于提供關于在每個用戶102頭皮區(qū)域處將頭發(fā)剪至多長的極為精確的信息，由此自動理發(fā)系統(tǒng)100可以實現可接受的結果。
[0121]圖11是人類頭部三維模型1102的一個實施例的圖示。三維模型1102將人類頭部的表面劃分為特定區(qū)域1104。雖然在圖11中編號了三個這類的特定區(qū)域1104作為參考，但是所有直線限定的區(qū)域都可被特定參考。由于人類頭部的某些區(qū)域會是在自動理發(fā)系統(tǒng)100操作中不被關注的，因此沒有為眼眶區(qū)域1108和耳朵區(qū)域1106定義直線限定區(qū)域。自動理發(fā)系統(tǒng)100的某些實施例可以利用人類頭部的三維模型1102來代替已在圖10A-10F中解釋的二維頭皮輪廓。其他實施例利用擴展至諸如圖11所示那樣的三維模型1102的已在圖10A-10F中解釋的坐標軸和表格信息，并且能夠以類似的方式支持自動理發(fā)系統(tǒng)100的操作。
[0122]圖12是包括傳感器208、指示器燈212、加速度計210、主體1206、手柄1204、梳子1208和分配槽1210的染發(fā)劑分配設備1202的一個實施例的圖示。染發(fā)劑分配設備1202提供了可以與自動理發(fā)系統(tǒng)100結合使用以提供除理發(fā)之外的其他功能的理發(fā)設備200的替換設備的一個例子。傳感器208、指示器燈212和加速度計210提供與參考圖2關于理發(fā)設備200描述的那些具有類似的功能。手柄1204允許用戶102抓握和定位染發(fā)劑分配設備1202。主體1206可以包含染發(fā)劑分配容器；馬達、閥、管材以及用于分配染發(fā)劑的其他元件；用于控制染發(fā)劑分配設備1202的電子和計算元件；以及其他功能。梳子1208允許收集特定頭發(fā)以使這些頭發(fā)可以在期望的確切位置處接收染發(fā)劑施加。并且分配槽1210可以在自動理發(fā)系統(tǒng)100的控制下在精確的時間和位置處噴涂、擠出或以其他方式分配染發(fā)齊U。染發(fā)劑分配設備1202的實施例可以包括分配各種染發(fā)劑類型或各種顏色染發(fā)劑以使得用戶102頭部特定位置內的特定頭發(fā)可被染發(fā)以創(chuàng)建感興趣的樣式的能力。
[0123]圖13示出了可被用于提供參考點信息的測頭1302的一個實施例。如前所述，諸如圖1所示那些的參考點(耳朵頂部152、衣領線處的用戶后頸154等)可被用于允許自動理發(fā)系統(tǒng)100精確確定用戶102頭部上的精確位置，即便在定位設備108 (或定位設備的其他實施例)沒有在用戶102頭部上精確定位的情況下亦是如此。盡管理發(fā)設備200可以在其剪切頭202被禁用的情況下用于確定參考點，但是諸如圖13所示的輕量的測頭1302可以更容易使用。在測頭1302上示出的傳感器208允許用戶102通過手柄1304握持測頭1302并將其定位至期望的特定參考點的同時確定尖端1306的精確位置。額外的傳感器208可被并入測頭1302在圖13中不可見的那一側上。測頭1302可以包含按鈕、開關或其他元件(未在圖13中示出)以允許用戶向測頭1302確認參考點正被恰當觸摸。測頭1302可由電池操作或由有線連接供電。它還可以包括有線或無線接口以允許其與自動理發(fā)系統(tǒng)100的其他元件通信。測頭主體1304可由木頭、金屬、塑料或其他材料構造。理發(fā)設備200或在本專利申請中示出的其他理發(fā)設備的一些實施例可以利用在其結構中內置的測頭1302。也就是說，物理元件、測頭尖端1306或適于觸摸參考點目的的其他特征可以存在于這一理發(fā)設備之上，或是可以通過電子控制或手動擴展從這一理發(fā)設備的結構中伸長，從而可以在無需單獨的測頭的情況下實現使用測頭確定參考點的過程中更高精確性的益處。
[0124]本申請相關領域技術人員將會理解可以對描述的實施例做出其他的和進一步的添加、刪除、替換和修改。
【權利要求】
1.一種用于剪切主體上的頭發(fā)以符合特定發(fā)型的自動系統(tǒng)，包括: 被配置為接合剪切機構以剪切所述主體上的所述頭發(fā)的理發(fā)設備；以及 可操作用于與所述理發(fā)設備交互以確定所述理發(fā)設備相對于參考點的位置的定位結構。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述參考點是所述主體的物理特征。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括被配置為與所述理發(fā)設備和所述定位結構通信并且可操作用于與用戶交互并利用所述定位結構指導所述理發(fā)設備的計算設備。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述定位結構包括可耦接至所述主體并具有至少一個定位界面的定位設備。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)利用電子傳感器來確定所述理發(fā)設備的所述位置。
6.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述計算設備還利用頭部模型指導所述理發(fā)設備。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被配置為基于所述特定發(fā)型和所述理發(fā)設備相對于所述主體的所述位置來接合所述剪切機構。
8.一種用于剪切 主體上的頭發(fā)的自動系統(tǒng)，包括: 具有鄰近梳齒的多個可接合刀片并被控制為允許所述頭發(fā)被所述梳齒所梳理并在所述頭發(fā)被拉伸之后由所述可接合刀片剪切的理發(fā)設備；以及 可操作用于與所述理發(fā)設備交互以確定所述理發(fā)設備的位置的定位結構。
9.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述定位設備與具有傳播時間的信號交互，所述傳播時間被測量以計算如下的至少一項: 所述理發(fā)設備相對于所述主體的位置，以及 所述理發(fā)設備相對于所述主體的定向。
10.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括被配置為生成所述主體的至少一幅圖像的至少一個相機，所述圖像至少部分可用于確定如下的至少一項: 所述理發(fā)設備相對于所述主體的位置，以及 所述理發(fā)設備相對于所述主體的定向。
11.如權利要求4所述的系統(tǒng)，還包括被配置為生成所述定位設備的至少一幅圖像的至少一個相機，所述圖像至少部分可用于確定如下的至少一項: 所述理發(fā)設備相對于所述主體的位置， 所述理發(fā)設備相對于所述主體的定向，以及 所述定位設備在所述主體上的布置。
12.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述定位結構在共用殼體中被固定至所述理發(fā)設備。
13.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括被配置為與所述理發(fā)設備和所述定位結構交互的定位集線器。
14.一種利用理發(fā)設備剪切主體上的頭發(fā)以符合特定發(fā)型的方法，包括: 將定位結構與所述主體相關聯，所述關聯檢測但不妨礙所述主體的運動； 感測所述理發(fā)設備的位置；以及 如果所述位置與所述特定發(fā)型有關，則接合所述理發(fā)設備的剪切機構。
15.如權利要求14所述的方法，還包括利用所述理發(fā)設備的梳理機構來接合并拉伸所述主體上的頭發(fā)。
16.如權利要求14所述的方法，其中所述關聯基本上避免對所述主體的頭皮的阻礙。
17.如權利要求14所述的方法，其中所述關聯包括耦接所述主體的物理特征，所述物理特征是由如下組成的組中的至少一項: 鼻子， 嘴巴， 耳朵， 前額，以及 眼眶。
18.如權利要求15所 述的方法，還包括由計算設備根據所述特定發(fā)型指導所述梳理機構。
19.如權利要求14所述的方法，還包括確定所述理發(fā)設備的定向。
20.如權利要求14所述的方法，還包括通過關于所述主體的多個物理特征鏈接所述理發(fā)設備來校準所述定位結構。
21.如權利要求14所述的方法，其中所述關聯包括將定位設備耦接至所述主體。
22.如權利要求14所述的方法，其中所述定位結構包括相機。
【文檔編號】B26B19/38GK104010778SQ201280063149
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2011年12月21日
【發(fā)明者】馬修·W·克雷尼科 申請人:馬修·W·克雷尼科