基於多傳感器的用戶操作識別方法和使用該方法的設備的製作方法
2023-04-25 13:51:26
專利名稱：基於多傳感器的用戶操作識別方法和使用該方法的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用戶動作識別技術，更具體地，涉及一種基於多類別的傳感器的用戶操作識別方法和使用該方法的電子設備。
背景技術：
現有技術的電子設備的主要操作方式有傳統的鍵盤滑鼠式操作、觸控螢幕點擊操作以及觸控螢幕手勢操作。傳統的操作方法基本原理是由鍵盤滑鼠或者觸控螢幕產生I/o信號，通知系統，由系統根據相應匹配的操作命令，觸發相應事件。另一方面，隨著各種類型的傳感器技術的發展，安裝有各種傳感器的電子設備能夠精確獲得各種狀態參數。目前各類傳感器在電子設備中獲得廣泛的應用，主要是利用各類傳感器的自身特性，獲得當前設備自身姿態和狀態來進行應用。每個傳感器的數據，都只描述了電子設備當前的一部分狀態參數，利用不同傳感器獲得的參數數據，通過綜合計算，可以獲得電子設備的當前詳細狀態變化。特別地，在嵌入式的電子設備中，傳感器能夠小型化地集成到嵌入式設備中，這就使得嵌入式系統能夠利用多種傳感器獲得詳細狀態參數，並將這些參數記錄轉換為相應的系統事件，使得嵌入式系統的空中手勢操作。例如，如圖I所示，可使用嵌入式的電子設備100在空中書寫一個字母「A」，在書寫期間，通過各個傳感器的狀態記錄，使得電子設備100得到一個「A」的輸入，從而電子設備100可執行與「A」的輸入相應的操作。傳統的手勢操作是通過觸屏實現的。而現有對各類傳感器的使用，主要由上層應用主動獲取傳感器參數，通過其中一個或者幾個參數的簡單計算，實現應用目的。這種方法雖然能夠正常工作，但是不適合用戶操作複雜應用場景。這是因為一、由於用戶操作具有極大的複雜性和隨機性，僅僅用一個傳感器或者幾個傳感器的參數簡單計算，只能獲得片面的狀態數據，比如只能獲得水平方向的狀態變化，而沒有獲得垂直方向，以及變化的速度，不能反映用戶操作的想法和目的，造成較大的偏差；二、由於每次傳感器硬體模塊都是獨立的，每個應用都必須單獨從各個傳感器獲取數據，這就造成了數據無法通用，對於用戶操作之類的通用應用，具有很大的局限性，對於在運行的多個應用來說，需要各自向傳感器請求數據，並且每個應用場景都需要單獨計算狀態，需要耗費大量CPU時間，降低了整個系統的效率，提高了系統的能耗。
發明內容
根據本發明的一方面，提供了一種基於設備的多個傳感器的用戶操作識別方法，包括接收並記錄每個採樣周期內的來自所述多個傳感器的各自的狀態參數，形成與該採樣周期對應的狀態參數集，並形成包括預定數量的狀態參數集的組；判斷獲取的狀態參數集的組是否符合多個狀態條件中的某個特定狀態條件，其中，一組狀態參數集包括預定數量的連續多個狀態參數集；根據判斷結果確定是否執行與所述特定狀態條件對應的用戶操作，其中，所述特定狀態條件包括多個條件分量，每個條件分量包括與所述多個傳感器中的每個傳感器對應的預定義的參數值。根據本發明的一方面，如果確定接收的一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的每個條件分量一一對應，則執行與所述特定狀態條件對應的操作。根據本發明的一方面，如果確定該組狀態參數集不符合多個狀態條件中的任意一個狀態條件，則清空已經記錄的該組狀態參數集。根據本發明的一方面，如果確定該組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的第一部分條件分量一一對應，則繼續接收後續的至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集，以判斷後續的所述至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集是否與所述特定狀態條件中的其餘條件分量一一對應。根據本發明的一方面，所述用戶操作識別方法還包括在開始接收和記錄狀態參數集之前，通過軟體在設備中虛擬和初始化一虛擬控制設備，以通過該虛擬控制設備來執行後續的操作。根據本發明的另一方面，還提供了一種基於多個傳感器識別用戶操作的設備，包括多個傳感器；控制器，包括狀態參數記錄單元，接收並記錄每個採樣周期內的來自所述多個傳感器的各自的狀態參數，形成與該採樣周期對應的狀態參數集，並形成包括預定數量的狀態參數集的組；操作識別單元，判斷獲取的狀態參數集的組是否符合多個狀態條件中的某個特定狀態條件，並根據判斷結果確定是否執行與所述特定狀態條件對應的用戶操作，其中，一組狀態參數集包括預定數量的連續多個狀態參數集。根據本發明的另一方面，如果操作識別單元確定接收的一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與某個特定狀態條件中的每個條件分量一一對應，則通知設備執行與所述特定狀態條件對應的操作。根據本發明的另一方面，如果操作識別單元確定接收的一組狀態參數集不符合多個狀態條件中的任意一個狀態條件，則通知狀態參數記錄單元清空已經記錄的該組狀態參數集。根據本發明的另一方面，如果操作識別單元確定一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的第一部分條件分量一一對應，則通知狀態參數記錄單元轉發後續的至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集，從而狀態參數記錄單元判斷後續的所述至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集是否與特定狀態條件中的其餘條件
分量一一對應。根據本發明的另一方面，控制器通過軟體在設備中虛擬和初始化一虛擬控制設備，以通過該虛擬控制設備來執行狀態參數記錄單元和操作識別單元的操作。
通過下面結合示例性地示出實施例的附圖進行的描述，本發明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中圖I是示出根據現有技術的用戶操作識別的示意圖；圖2是示出根據本發明示例性實施例的基於多傳感器的用戶操作識別方法的流程圖3是示出根據本發明示例性實施例的確定記錄的狀態參數集是否符合特定狀態條件的過程的流程圖；圖4示出根據本發明示例性實施例的使用基於多傳感器的用戶操作識別方法的設備的示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發明的示例性實施例進行說明。應理解，在所有的附圖中，相同的標號表不相同的部件或組件。圖2示出了根據本發明實施例的多傳感器的用戶操作識別方法的流程圖。首先，在步驟210，設備進行初始化操作。具體地，設備在系統上電並啟動時，判斷是否設備具有硬體傳感器。如果設備不存在任何硬體傳感器，則轉入其他初始化程序段執行，且不啟動本發明所涉及的操作識別方法的軟體服務。如果確定設備具有硬體傳感器，則對設備的軟硬體模塊初始化。該初始化過程中除了對各個傳感器驅動模塊進行初始化之外，還可通過設備的軟體虛擬一虛擬控制設備，並對虛擬控制設備進行初始化。虛擬控制設備進行初始化主要需要設置硬體傳感器列表、採樣周期、預定義操作指令等。以上操作可例如由設備的作業系統(OS)來完成。如果以上的初始化過程不成功，則進行錯誤處理後轉入其他初始化程序段執行，如果初始化成功，則硬體傳感器以及虛擬控制設備開始工作。接下來，在步驟220，各個傳感器分別檢測各自的狀態參數，並將檢測到的狀態參數發送到虛擬控制設備；虛擬控制設備接收並記錄在每次採樣時從多個傳感器獲得的各自的狀態參數，形成與每次採樣對應的狀態參數集。根據本發明的當前實施例，傳感器可包括電子羅盤、重力傳感器、陀螺儀傳感器等模塊。其中，電子羅盤利用地磁場來確定南北極的方向，並以地磁方向作為水平方向的基準。重力傳感器是利用壓電效應實現的傳感器，其測量重力正交兩個方向的分力大小來判定水平方向和垂直方向的變化。重力傳感器利用以電子羅盤獲得的地磁方向為水平方向的基準。陀螺儀傳感器利用高速迴轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交於自轉軸的一個或二個軸進行角運動檢測，從而可檢測設備的角速度和角加速度。根據本發明實施例的設備還可包括其他的各種傳感器用於檢查設備的其他狀態參數，在此不一一列舉。重複以上步驟，在一定的採樣周期內可獲得預定數量的狀態參數集，稱為一個狀態參數集的組。在本實施例中，假設狀態參數包括角速度、加速度、水平方向變化，第一個採樣周期的狀態參數集表示為{a1; b1； C1, dj，第二個採樣周期的狀態參數集表示為{a2，b2，c2, d2}...以此類推，一組狀態參數集所包括的第η個採樣周期的狀態參數集表示為{an, bn, cn, dn}。但是應理解,狀態參數集可包括其它狀態參數值。然後，在步驟230，虛擬控制設備確定已經記錄的狀態參數集是否符合多個狀態條件中的某個特定的狀態條件對應。這裡，每個狀態條件包括多個條件分量，每個條件分量包括與用戶設備的多個傳感器中的每個傳感器對應的預定義的參數值。稍後將參照圖3詳細描述確定記錄的狀態參數集是否符合某個特定狀態條件的過程。接下來，在操作240，根據步驟230的判斷結果來確定是否執行與某個狀態條件對應的用戶操作。例如，如果在步驟230確定狀態參數集的組對應於某個特定的狀態條件α，則執行與狀態條件α對應的用戶操作。這裡的用戶操作可以是由用戶預先定義的操作。例如，如果用戶使用移動終端時，可通過操作移動終端來控制網頁後退、退出程序、輸入字符坐坐寸寸O最後，在用戶操作完成之後，在步驟250清除已經記錄的狀態參數集，並重新開始接收下一個採樣周期的狀態參數集。下面將參照圖3詳細描述圖2的步驟230中確定記錄的狀態參數集是否符合某個狀態條件的過程。首先，在步驟231，虛擬控制設備確定將接收的一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與多個狀態條件中的每個條件分量進行比較，以確定該組狀態參數集是否與某個特定狀態條件對應。具體地，虛擬控制設備可確定包括預定數量的記錄的狀態參數集的組中的第一狀態參數集{a1; b1； C1, dj中的每個狀態參數是否符合某一個狀態條件中的第一條件分量，即，分別確定角速度S1、加速度Id1、水平方向變化C1、垂直方向變化Cl1是否符合某個狀態條件中的第一條件分量。這裡假設存在多個狀態條件，每個預定條件具有不同的條件分量，每個狀態條件對應不同的用戶操作。如果確定第一狀態參數集{apbpcpdj與某一個狀態條件(假設為條件α)中的第一條件分量(假設為IwpXpypzJ)對應，則繼續確定第二狀態參數集{a2, b2, c2, d2}是否符合條件α中的第二條件分量{w2, X2, y2, z2}。以此類推，直到確定獲得的該組狀態參數集中的η個狀態參數集是否分別都符合條件α中的每一個條件分量(232)，則判斷過程返回「是」，從而進行步驟240以執行與條件α對應的用戶操作。如果在步驟231確定的結果是獲得的一組狀態參數集不符合任何狀態條件(233)，則判斷過程返回「否」，從而進行到步驟250，放棄已經記錄的狀態參數集。例如，如果在確定一組η個狀態參數集中的一狀態參數集{apbpCpdJ與狀態條件α中的第一條件分量{w1; X1, y1; zj對應,但是第二狀態參數集{a2, b2, c2, d2}不符合條件α中對應的條件分量{w2, x2, y2, z2},則確定該組狀態參數集不符合任何狀態條件。如果在步驟231確定的結果是當前的一組狀態參數集{a1; b1； C1, dj、{a2，b2，C2,
d2}.....和{an，bn，cn，dn}分別按順序地與某一狀態條件(假設為條件β)中的第一部分的
條件分量 Is1, t1; U1, vj、{s2, t2, u2, V2I. . . > {sn, tn, un, vn}--對應(234)，則在步驟 235 確
定後續的至少一個採樣周期的狀態參數集是否分別與條件β的其餘條件分量順序地一一對應(假設條件β總共包括m個條件分量，m> η)。根據實施例，可首先確定下一個採樣周期的狀態參數集{an+1，bn+1，cn+1，dn+1}是否與條件β的第η+1條件分量{sn+1，tn+1，un+1，vn+1}對應。如果對應，則確定下一個採用周期內獲得的狀態參數集{an+2，bn+2，cn+2, dn+2}是否符合條件β的第η+2個條件分量；如果不對應，則放棄先前已經記錄的狀態參數集{a1;b1 C1, dj、{a2, b2, c2, d2}、…、和{an+1, bn+1, cn+1, dn+1}。持續以上操作，以確定條件中的其餘的所有條件分量是否均被滿足。如果步驟235的確定結果是後續的至少一個狀態參數集分別與條件β的其餘條件分量順序地一一對應，則判斷過程返回「是」，從而進行步驟240以執行與條件β對應的用戶操作。如果步驟235的確定結果是後續的至少一個狀態參數集中的某一個狀態參數集與條件β的其餘條件分量不對應，則進行步驟250以清除已經記錄的狀態參數集。圖4是根據本發明實施例的使用基於多傳感器的用戶操作識別方法的設備400的示意圖。根據本發明，設備400可以是諸如電視的遙控器、移動終端等需要應用傳感器的電子設備。設備400包括多個傳感器410和控制器420。多個傳感器410例如可包括重力傳感器、陀螺儀、電子羅盤等傳感器。應理解，電子設備還可包括實現其它功能所需的部件，在此不詳細示出。當設備400開始進行用戶操作的識別處理時，傳感器410按照固定的採樣周期檢測和產生傳感信號。控制器420接收來自傳感器的傳感信號，以形成與每個採樣周期對應的狀態參數集。接下來，控制器420根據接收的狀態參數集來確定是否執行用戶操作以及執行哪一種用戶操作。如圖4所示，控制器420可包括狀態參數記錄單元421和操作識別單元422。狀態參數記錄單元421接收並記錄每個採樣周期內的來自所述多個傳感器的各自的狀態參數，形成與該採樣周期對應的狀態參數集，並形成包括預定數量的狀態參數集的組。操作識別單元422判斷獲取的狀態參數集的組是否符合多個狀態條件中的某個特定狀態條件，並根據判斷結果確定是否執行與所述特定狀態條件對應的用戶操作，從而通知設備400的其它功能部件來執行與所述特定條件對應的用戶操作。例如，可通知屏幕顯示與用戶操作對應的輸入字符，或者通知正在運行的應用程式執行對應的操作等。根據本發明的另一實施例，在設備400開始識別用戶操作的處理時，控制器420可通過軟體啟動和初始化一虛擬控制設備，並由虛擬控制設備來接收傳感器410的傳感信號並執行狀態參數記錄單元421和操作識別單元422的操作。根據本發明，如果操作識別單元422確定接收的一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與某個特定狀態條件中的每個條件分量一一對應，則通知設備執行與所述特定狀態條件對應的操作。如果操作識別單元422確定接收的一組狀態參數集不符合多個狀態條件中的任意一個狀態條件，則通知狀態參數記錄單元421清空已經記錄的該組狀態
參數集。如果操作識別單元422確定一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的第一部分條件分量一一對應，則通知狀態參數記錄單元422繼續接收並轉發後續的至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集，從而狀態參數記錄單元422可判斷後續的所述至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集是否與特定狀態條件中的其餘條件分量對應。在以上操作過程中，如果狀態參數記錄單元421在某一個採樣周期沒有接收到來自傳感器的狀態參數，則清除已經記錄的狀態參數集的數據，並進行下一個採樣周期的操作。根據本發明，可以充分利用電子設備的各類傳感器實現一種統合的用戶操作識別方式，從而為用戶提供了一種新的操作方式，可提高用戶體驗。另外，本發明的用戶操作識別方法不需要各個應用單獨向傳感器請求數據和單獨計算傳感器狀態，從而減少了 CPU的運行時間，提高了系統的效率，降低了系統的能耗。雖然已經參照本發明的若干示例性實施例示出和描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解，在不脫離權利要求及其等同物限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上做出各種改變。
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權利要求
1.一種基於設備的多個傳感器的用戶操作識別方法，包括 (a)接收並記錄每個採樣周期內的來自所述多個傳感器的各自的狀態參數，形成與該採樣周期對應的狀態參數集，並形成包括預定數量的狀態參數集的組； (b)判斷獲取的狀態參數集的組是否符合多個狀態條件中的某個特定狀態條件，其中，一組狀態參數集包括預定數量的連續多個狀態參數集； (C)根據步驟(b)的判斷結果確定是否執行與所述特定狀態條件對應的用戶操作， 其中，所述特定狀態條件包括多個條件 分量，每個條件分量包括與所述多個傳感器中的每個傳感器對應的預定義的參數值。
2.如權利要求I所述的用戶操作識別方法，其中，如果在步驟(b)確定接收的一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的每個條件分量一一對應，則在步驟(C)執行與所述特定狀態條件對應的操作。
3.如權利要求I所述的用戶操作識別方法，其中，如果在步驟(b)確定該組狀態參數集不符合多個狀態條件中的任意一個狀態條件，則在步驟(C)清空已經記錄的該組狀態參數集。
4.如權利要求I所述的用戶操作識別方法，其中，如果在步驟(b)確定該組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的第一部分條件分量一一對應，則繼續接收後續的至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集，以判斷後續的所述至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集是否與所述特定狀態條件中的其餘條件分量一一對應。
5.如權利要求1-4中的任意一個所述的用戶操作識別方法，還包括在步驟(a)之前，通過軟體在設備中虛擬和初始化一虛擬控制設備，以通過該虛擬控制設備來執行後續的操作。
6.一種基於多個傳感器識別用戶操作的設備，包括 多個傳感器； 控制器，包括 狀態參數記錄單元，接收並記錄每個採樣周期內的來自所述多個傳感器的各自的狀態參數，形成與該採樣周期對應的狀態參數集，並形成包括預定數量的狀態參數集的組； 操作識別單元，判斷獲取的狀態參數集的組是否符合多個狀態條件中的某個特定狀態條件，並根據判斷結果確定是否執行與所述特定狀態條件對應的用戶操作，其中，一組狀態參數集包括預定數量的連續多個狀態參數集。
7.如權利要求6所述的設備，其中，如果操作識別單元確定接收的一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與某個特定狀態條件中的每個條件分量一一對應，則通知設備執行與所述特定狀態條件對應的操作。
8.如權利要求6所述的設備，其中，如果操作識別單元確定接收的一組狀態參數集不符合多個狀態條件中的任意一個狀態條件，則通知狀態參數記錄單元清空已經記錄的該組狀態參數集。
9.如權利要求6所述的設備，其中，如果操作識別單元確定一組狀態參數集中的每個狀態參數集分別按順序與所述特定狀態條件中的第一部分條件分量一一對應，則通知狀態參數記錄單元轉發後續的至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集，從而狀態參數記錄單元判斷後續的所述至少一個採樣周期的至少一個狀態參數集是否與特定狀態條件中的其餘條件分量--對應。
10.如權利要求6-9中的任意一個所述的設備，其中，控制器通過軟體在設備中虛擬和初始化一虛擬控制設備，以通過該虛擬控制設備來執行狀態參數記錄單元和操作識別單元的操作。
全文摘要
公開了一種基於多傳感器的用戶操作識別方法和使用該方法的設備，所述用戶操作識別方法包括接收並記錄每個採樣周期內的來自所述多個傳感器的各自的狀態參數，形成與該採樣周期對應的狀態參數集，並形成包括預定數量的狀態參數集的組；判斷獲取的狀態參數集的組是否符合多個狀態條件中的某個特定狀態條件，其中，一組狀態參數集包括預定數量的連續多個狀態參數集；根據判斷結果確定是否執行與所述特定狀態條件對應的用戶操作。
文檔編號G06F3/01GK102929392SQ201210412970
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者蔡曉晰 申請人:三星半導體(中國)研究開發有限公司, 三星電子株式會社