CN102314217B - 移动终端及移动终端挥控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动终端及移动终端挥控方法。该移动终端包括一外壳，所述移动终端还包括：至少两个设于所述外壳上的信号发射器，用于发射信号；一设于所述外壳上的信号接收器，用于分别接收来自各信号发射器的信号；一与所述信号接收器相连的手势识别模块，用于根据接收到的来自各信号发射器的信号识别用户的手势；一与所述手势识别模块相连的手势-指令转换模块，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。利用本发明，用户便可以实现对移动终端的三维立体挥控，由此不但用户的操作将更加便捷高效，而且还能够大幅地降低误操作的发生几率，另外还可以延长移动终端的使用寿命，以及提高移动终端的用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动终端，特别是涉及一种具有三维立体挥控功能的移动终端以及一种利用该移动终端实现的移动终端挥控方法。
背景技术
目前，移动终端已经成为了人们日常生活中最常用的通讯工具，随着技术的不断进步，人们对移动终端的功能需求也已经不再仅限于以往简单的通话功能以及短信功能，现如今的市场上已经发展出了大量的多功能、全智能的移动终端。
纵观当前的移动终端市场，所有的移动终端均是借助物理按键和/或触摸屏来进行输入以实现用户对移动终端的控制的，然而，这样的控制方式却天然地具有以下两方面缺陷：
一，频繁的接触式输入会对物理按键以及触摸屏产生长期磨损，从而降低移动终端整体的使用寿命；
二，无论是物理按键还是触摸屏上与输入选项对应的触摸区域通常都是比较小的，这会给用户带来一定的操作不便，同时也容易导致误操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中移动终端的控制方式会对物理按键以及触摸屏产生磨损、操作不便还容易导致误操作的缺陷，提供一种具有三维立体挥控功能的移动终端以及一种利用该移动终端实现的移动终端挥控方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种移动终端，其包括一外壳，其特点在于，所述移动终端还包括：
至少两个设于所述外壳上的信号发射器，用于发射信号；
一设于所述外壳上的信号接收器，用于分别接收来自各信号发射器的信号；
一与所述信号接收器相连的手势识别模块，用于根据接收到的来自各信号发射器的信号识别用户的手势；
一与所述手势识别模块相连的手势-指令转换模块，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。
此处的“设于外壳上”既包括在该外壳上开孔、然后将信号发射器以及信号接收器设于开孔中的常规设计，也包括将信号发射器以及信号接收器设于该外壳之内、并将该外壳的相应区域设计为允许信号透过的常规设计。
另外，根据本领域中的常规设计，当某一信号发射器与该信号接收器的设置位置极为贴近时，为了防止该信号发射器所发射的信号在不经过用户手部的反射的情况下便直接被该信号接收器所接收，通常会在该信号发射器与该信号接收器之间设计一用于隔离信号的隔离组件，例如：一隔离壳体或者一隔离泡棉。
另外，本发明对信号发射器的设置位置以及设置数量均不做限定，本领域技术人员可以根据具体的手势识别需求对这两个参数进行合理的设计，当然地，为了根据来自不同信号发射器的信号实现对用户手势的有效识别，各个信号发射器的设置位置之间应当间隔一定的距离。
在本发明中，根据来自不同信号发射器的信号所识别出的手势是客观确定的。其基本原理为：当某一信号发射器所发射的信号被用户的手部反射进入该信号接收器时，便可以识别出用户的手部正处于该信号发射器上方；当该信号接收器从某一信号发射器所接收到的信号反射值由小变大再变小时，便可以识别出用户的手部移动经过了该信号发射器的上方；当该信号接收器从某一信号发射器所接收到的信号反射值单向地变大/单向地变小时，便可以识别出用户的手部正在该信号发射器上方进行下压/上浮的动作。通过将用户的手部相对于各个信号发射器的动作进行结合分析，便可以得出用户的手部的整体手势。而手势-指令之间的对应关系则可以由本领域技术人员根据实际需要任意设计，本发明对此不做限定。
较佳地，所述信号接收器以时分复用的方式分别接收来自各信号发射器的信号。
此处的“时分复用”应当被理解为其本质涵义，而不应当局限于数据通信领域中对该术语的特定理解：即，利用同一条信号通道来传输多路不同的信号，将该通道按照时间划分成若干时间片以轮换地供多个信号使用，每一时间片由其中的一个信号单独占用，这样在规定的时间内多个信号便均可以按照要求传输完毕。
虽然也可以通过在来自不同的信号发射器的信号上叠加标识信息的方式来区分该些不同的信号，但是时分复用的方式显然将更加的高效。
较佳地，所述信号为红外线、超声波、微波、声波或激光。
较佳地，所述信号发射器和所述信号接收器均设于所述外壳的同一表面上。
本发明对各个信号发射器是否与该信号接收器设置于该外壳的同一表面上并不做限定，当各个信号发射器以及该信号接收器分布在该外壳的多个表面上时，将便于识别出用户在包覆该外壳的三维方向上的各种复杂手势，但是当所有的信号发射器和该信号接收器均分布于该外壳的同一表面上时，例如该外壳的正面、背面或侧面等等，该移动终端整体的设计难度以及制造难度显然将更低。
较佳地，当来自一个所述信号发射器的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的信号发射器上方下压的手势以及用户在信号由大变小的信号发射器上方上浮的手势；当来自两个所述信号发射器的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的信号发射器上方移向信号后出现峰值的信号发射器上方的手势。
较佳地，用户在一个所述信号发射器上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
本发明的目的还在于提供一种利用上述的移动终端实现的移动终端挥控方法，其特点在于，所述移动终端挥控方法包括：
S1、所述信号发射器发射信号，用户做出手势，所述信号接收器分别接收来自各信号发射器的信号；
S2、所述手势识别模块根据接收到的来自各信号发射器的信号识别用户的手势；
S3、所述手势-指令转换模块根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。
较佳地，所述信号接收器以时分复用的方式分别接收来自各信号发射器的信号。
较佳地，所述信号为红外线、超声波、微波、声波或激光。
较佳地，在S2中：当来自一个所述信号发射器的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的信号发射器上方下压的手势以及用户在信号由大变小的信号发射器上方上浮的手势；当来自两个所述信号发射器的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的信号发射器上方移向信号后出现峰值的信号发射器上方的手势。
较佳地，在S3中：用户在一个所述信号发射器上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
本发明的积极进步效果在于：利用本发明，用户便可以通过各种悬空手势以非接触的方式对移动终端进行控制，而无需借助物理按键或触摸屏，由于手势挥控的有效操作范围显然远大于物理按键或触摸屏上与输入选项对应的触摸区域，因此不但用户的操作将更加便捷高效，而且还能够大幅地降低误操作的发生几率。另外，若是单独采用手势挥控的控制方式，则根本不会再对移动终端产生任何磨损，即使是将手势挥控与物理按键和/或触摸屏结合使用，也将大幅地降低输入时对物理按键以及触摸屏产生的磨损，从而延长移动终端的使用寿命。另外，手势挥控这种新颖有趣的控制方式，无疑也有助于提高移动终端的用户体验。
附图说明
图1为本发明的该移动终端的结构示意图。
图2a-2c为本发明的一实施例中的信号发射器的分布示意图。
图3a-3d为本发明的另一实施例中的信号发射器的分布示意图。
图4a-4d为本发明的又一实施例中的信号发射器的分布示意图。
图5a-5d为本发明的又一实施例中的信号发射器的分布示意图。
图6为用户水平移经一个信号发射器上方时的信号反射值的曲线图。
图7为用户进行下压/上浮手势时的信号反射值的曲线图。
图8为用户连续地水平移经两个信号发射器上方时的信号反射值的曲线图。
图9为用户连续地水平移经三个信号发射器上方时的信号反射值的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
本发明可以在普通的移动终端的基础上改进而得，经过改进的该移动终端将增设至少两个信号发射器1、一信号接收器2、一手势识别模块3以及一手势-指令转换模块4。
各个信号发射器1以及该信号接收器2均设于该移动终端的外壳上，前者用于发射信号，而后者则用于分别独立地接收来自各个不同的信号发射器1的信号，准确地说是从信号发射器1发射后被用户的手部反射而来的信号。此处的信号可以为各种具有较佳的反射性质的信号，例如红外线、超声波、微波、声波或激光等等。例如，当采用市售可得的红外线发射器以及红外线接收器作为该信号发射器1以及该信号接收器2时，被发射、反射并接收的信号便为红外线。
该信号接收器2可以采用时分复用的方式来实现对来源不同的各路信号的独立接收。具体地说，在一个时间片(例如μs级)内只允许一个信号发射器发射信号，此时该信号接收器2便可以获得因该信号被用户的手部反射而产生的信号反射值，同理在下一个时间片内依然只允许另一个信号发射器发射信号，依此类推，直至所有的信号发射器均依次进行过发射；另一方面，以一个远大于时间片的时间间隔(例如10ms)为周期扫描来自不同的信号发射器的各信号反射值，由于该时间间隔远大于每个时间片，因此在计算时便可以认为来自各个信号发射器的信号反射值是同时得到的，由此便实现了高效的时分复用。
该手势识别模块3与该信号接收器2相连，用于根据接收到的来自各个信号发射器1的信号识别用户的手势。该手势-指令转换模块4则与该手势识别模块3相连，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令，然后控制该移动终端执行该指令。
该手势识别模块3以及该手势-指令转换模块4均可以在现有的硬件条件下结合现有的软件编程手段加以实现，故在此对它们的具体实现方法均不做赘述。
相应地，利用本发明的该移动终端实现的移动终端挥控方法将包括以下步骤：
S1、该些信号发射器发射信号，用户做出手势，而该信号接收器则分别接收来自各信号发射器的信号；
S2、该手势识别模块根据接收到的来自各信号发射器的信号识别用户的手势；
S3、该手势-指令转换模块根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行。
为了降低设计难度以及制造难度，可以将这些信号发射器1以及该信号接收器2均设计在该外壳的同一表面上，例如该外壳的正面、背面或侧面等等。并且在该表面上，这些信号发射器1也可以有多种分布方式，若以采用两个信号发射器1的情况为例，则这两个信号发射器1可以设计在该表面的左右两侧(参考图2a-2c所示，但并非穷举)、上下两侧(参考图3a-3d所示，但并非穷举)或是对角线两端(参考图4a-4d所示，但并非穷举)等等；而若以采用三个信号发射器1的情况为例，则这三个信号发射器1的分布方式可以参考图5a-5d所示，但图5a-5d同样并非穷举。
以下将参考图6和图7对手势识别的原理进行说明。图6所示为当用户的手部水平地移动经过某一信号发射器上方时，该信号接收器2处所接收到的来自该信号发射器的并经过用户手部的反射的信号反射值随时间变化的曲线。从图中可以看出在用户的手部接近该信号发射器正上方的时段中，信号反射值是逐渐变大的，而在用户的手部从该信号发射器正上方远离的时段中，信号反射值又是逐渐变小的。
图7所示则为当用户的手部在某一信号发射器的上方先下压而后再上浮时，该信号接收器2处所接收到的来自该信号发射器并经过用户手部的反射的信号反射值随时间变化的曲线。从图中可以看出在用户的手部仅执行下压动作时，信号反射值是单向变大的，而在用户的手部仅执行上浮动作时，信号反射值则是单向变小的。并且，由于在移动经过某一信号发射器上方时，用户的手部会较快地进入然后离开该信号发射器的有效范围，而在某一信号发射器上方下压/上浮时，用户的手部进入或离开该信号发射器的有效范围的速率则要低得多，因此参考图6和图7可知，图7中的信号反射值的变化率相应地也会较小。
由此可知，当来自各信号发射器1的信号反射值均呈现出类似的变化率较小的单向变大/单向变小时，或者说预先选定某一个信号发射器、并探测到来自该选定的信号发射器的信号反射值呈现出变化率较小的单向变大/单向变小时，便可以识别出用户的手部做出了下压/上浮的手势。
以下对识别用户的移动手势的原理进行说明。若希望对用户的移动手势进行识别，则至少需要两个信号发射器来确定用户手部的移动轨迹。参考图8所示，图中的曲线81表示用户手部首先移动经过的第一个信号发射器的信号反射值，而曲线82则表示用户手部继而移动经过的第二个信号发射器的信号反射值，该手势识别模块3只需对该信号接收器2所接收到的这两个信号的变化趋势进行分析，便可以根据这两个信号出现峰值的先后顺序得知：在此过程中，用户手部的移动轨迹即为从该第一个信号发射器的上方移至该第二个信号发射器的上方。
根据上述原理，再结合如图2a-2c、图3a-3d以及图4a-4d中的针对两个信号发射器的各种设计方式，便可以正确地识别出用户的各种水平移动的手势，例如左右挥动、前后挥动、斜向挥动以及上下挥动等等。
依此类推，用户的任何手势均可以由一段一段的仅移经两个信号发射器的移动轨迹片段拼接而得，基于这样的原理该手势识别模块3便可以分析获得用户的各种更加复杂的手势，例如，当用户的手部顺时针/逆时针地依次移经三个设置位置不共线的信号发射器时，参考图9所示，该三个信号发射器的信号反射值曲线91、92和93便会依次先后出现峰值，由此该手势识别模块3便可以将此种手部动作正确地识别为用户进行了顺时针/逆时针的画圈手势。
当然，若是需要进一步地提高对用户的复杂手势的识别能力，则还可以进一步地增加信号发射器的设置数量，并为这些信号发射器设计更为精致的布局，以便识别出更加细腻的手势轨迹。可以合理推知的是，信号发射器的数量越多、布局越广泛均匀，则该手势识别模块3能够识别出的控制手势就越复杂细腻，在此基础上，便可以相应地将该些复杂细腻的控制手势与更多的复杂控制指令进行相互关联，从而控制该移动终端进行较为高级的功能操作。
在识别出用户的各种手势之后，本领域技术人员便可以为这些手势一一设计相应的指令以供该移动终端执行。例如，可以将用户的下压/上浮的手势设计为与控制该移动终端的当前显示画面的放大/缩小的指令相对应；还可以将用户的连续地仅移经两个信号发射器上方的手势设计为与控制该移动终端的当前显示画面的翻页的指令相对应；还可以将用户的顺时针/逆时针地仅移经三个信号发射器上方的手势设计为与控制该移动终端的当前显示画面的横竖屏切换的指令相对应。其中，当前显示画面的放大/缩小可以包括例如图片的放大/缩小以及电子书字体的放大/缩小等等，而当前显示画面的翻页则也可以包括各种情况，例如：电子书书页的上/下页切换、网页的上/下页切换、播放曲目的上/下首切换、菜单选项的上/下项切换以及图片的上/下张切换等等。
当信号发射器的数量较少时，由于该移动终端仅能够对较为简单的控制手势进行识别以及执行，因此此时，为了保证该移动终端的全部既有功能的完美实现，仍然需要将本发明的手势挥控与现有的物理按键或是触摸屏结合使用。但是，当信号发射器的数量足够多时，由于该移动终端已经能够对用户的极为复杂细腻的控制手势进行识别以及执行，因此甚至可以以手势挥控完全取代现有的物理按键以及触摸屏。
另外，无论是结合使用还是单独使用手势挥控，由于该控制方式的基本原理为信号的反射，而除了用户的手部之外的诸多障碍物均可能造成信号的反射，因此，该移动终端中还需要设置相应的硬件控制按钮或是软件控制选项，以使得用户可以在必要的时候启动/关闭手势挥控，以避免出现误识别的现象。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种利用移动终端实现的移动终端挥控方法，其特征在于，
所述移动终端包括一外壳，还包括：
至少两个设于所述外壳上的信号发射器，用于发射信号；
一且仅一设于所述外壳上的信号接收器，用于分别接收来自各信号发射器的信号，其中所述信号接收器以时分复用的方式分别接收来自各信号发射器的信号，在一个μs级时间片内只允许一个信号发射器发射信号，此时该信号接收器便获得因该信号被用户的手部反射而产生的信号反射值，在下一个时间片内依然只允许另一个信号发射器发射信号，依此类推，直至所有的信号发射器均依次进行过发射；另一方面，以一个10ms的远大于时间片的时间间隔为周期扫描来自不同的信号发射器的各信号反射值；
而且所述信号为红外线、超声波、微波、声波或激光；并且，所述信号发射器和所述信号接收器均设于所述外壳的同一表面上；
一与所述信号接收器相连的手势识别模块，用于根据接收到的来自各信号发射器的信号识别用户的手势，其中：当来自一个所述信号发射器的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的信号发射器上方下压的手势以及用户在信号由大变小的信号发射器上方上浮的手势；当来自两个所述信号发射器的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的信号发射器上方移向信号后出现峰值的信号发射器上方的手势；
一与所述手势识别模块相连的手势-指令转换模块，用于根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行，其中：用户在一个所述信号发射器上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换；
所述移动终端挥控方法包括：
S1、所述信号发射器发射信号，用户做出手势，所述信号接收器分别接收来自各信号发射器的信号，其中所述信号接收器以时分复用的方式分别接收来自各信号发射器的信号，而且所述信号为红外线、超声波、微波、声波或激光；
S2、所述手势识别模块根据接收到的来自各信号发射器的信号识别用户的手势，其中：当来自一个所述信号发射器的信号呈由小变大或由大变小时，所述手势识别模块识别出用户在信号由小变大的信号发射器上方下压的手势以及用户在信号由大变小的信号发射器上方上浮的手势；当来自两个所述信号发射器的信号均呈由小变大再变小时，所述手势识别模块识别出用户从信号先出现峰值的信号发射器上方移向信号后出现峰值的信号发射器上方的手势；
S3、所述手势-指令转换模块根据预设的手势-指令对应关系将识别出的手势转换为对应的指令并执行，其中：用户在一个所述信号发射器上方下压/上浮的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的放大/缩小；用户连续地仅移经两个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的翻页；用户顺时针/逆时针地仅移经三个所述信号发射器上方的手势对应的指令为所述移动终端的当前显示画面的横竖屏切换。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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