CN102495692A - 一种识别用户手势操作的方法及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别用户手势操作的方法及电子产品，包括以下过程：当系统若检测到有触屏操作时，记录从触屏按下到触屏释放过程的各轨迹点坐标；以起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线；计算轨迹点到基准直线的垂直距离，若其中有一个垂直距离大于预置值，则执行相应的动作，响应用户的操作。本发明所提出的用户手势操作识别方法摆脱了传统被动操控型的固定模式，操作方式不受限制，突显了以人为本的人性化设计理念。该识别方法实现简单，计算快速，实用性强，将其应用于使用触摸屏的电子类产品中，不仅使用户对产品的操作更加方便、流畅，增加了操作的趣味性；而且避免了多次操作固定区域给产品带来的损伤，延长了产品的使用寿命。

Description

一种识别用户手势操作的方法及电子产品

技术领域

本发明属于触摸屏技术领域，具体地说，是涉及一种对用户在触摸屏上进行的手势操作进行识别的方法以及采用所述识别方法设计的具有触摸屏的电子类产品。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，手机、平板电脑等手持移动通信类电子产品越来越受到广大消费者的青睐，消费者在追求产品整机体积小巧、轻薄的同时，还希望其显示屏越大越好。为了满足消费者的这种需求，触摸屏在手持移动通信产品上得到了广泛应用。使用触摸屏不仅可以省去传统键盘的布设，在产品常规尺寸的限制下实现显示屏尺寸的最大化，而且通过直接点触触摸屏上显示的图标来控制产品执行相应的指令，这也让使用者的操作变得更加直观、便捷。

对于目前采用触摸屏的电子类产品来说，在进行触摸屏解锁操作或者调取功能菜单时，都是采用电子产品既定的固定模块完成，操作方式单一，对于使用者来说是一种被动的操控方式，不能充分体现以人为本的设计理念。而且，在调取某些功能菜单时还有可能需要进行多级操作才能调出所需要的界面，操作步骤繁琐，操作时间长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种识别用户手势操作的方法，应用于触摸屏解锁或者特定功能菜单的调取过程中，以提高产品操作的灵活性，简化了操作步骤。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种识别用户手势操作的方法，包括以下过程：

当系统检测到有触屏操作时，记录从触屏按下到触屏释放过程的各轨迹点坐标；

以起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线；

计算轨迹点到基准直线的垂直距离，若其中有一个垂直距离大于预置值，则执行相应的动作，响应用户的操作。

其中，所述预置值优选设置为触摸屏高度的1/10。

进一步的，若结束点与起始点为同一个点，则使用结束点的前一个点作为结束点，与起始点形成基准直线。 

又进一步的，由于单点操作为误操作情况的可能性大，因此，若仅记录了一个轨迹点坐标，则认为是误操作，保持触摸屏当前的状态。

再进一步的，若记录的轨迹点为多个，为了避免由于用户输入的图形过于复杂而导致系统运算时间过长的问题，优选从记录的各轨迹点坐标中均匀地选择若干个轨迹点坐标，作为参考轨迹点坐标，通过计算各参考轨迹点到所述基准直线的垂直距离来判断是否执行用户操作。

优选的，若记录的轨迹点为多个，当少于60个时，则计算每一个轨迹点到基准直线的垂直距离；当多于60个时，则从记录的各轨迹点坐标中均匀地选择30个轨迹点坐标，作为参考轨迹点坐标，计算各参考轨迹点到基准直线的垂直距离。

为计算方便起见，优选以所述触摸屏的左下角为坐标原点，水平向右方向定义为X轴方向，垂直向上方向定义为Y轴方向，建立直角坐标系，确定所述各轨迹点的坐标。

对于各轨迹点到基准直线的垂直距离的计算方法，可以分成以下三种情况分别进行计算：

若所述基准直线为垂直于X轴的竖线，即                                                ，则计算各轨迹点的横坐标

与

差值的平方，并与预置值的平方进行比较，只要有一个轨迹点的横坐标

与

差值的平方大于预置值的平方，则响应用户的操作；

若所述基准直线为平行于X轴的横线，即

，则计算各轨迹点的纵坐标

与差值的平方，并与预置值的平方进行比较，只要有一个轨迹点的纵坐标

与

差值的平方大于预置值的平方，则响应用户的操作；

若所述基准直线为斜线，即

，

不等于0，则与所述基准直线垂直的各条直线的方程式为

，代入各轨迹点的坐标值，计算出各轨迹点所在的垂直直线方程式；

在计算某一个轨迹点到所述基准直线的垂直距离L1时，首先从所述轨迹点做垂直于X轴的辅助线，记所述基准直线与X轴的交点为A1、辅助线与X轴的交点为A2、辅助线与基准直线的交点为A3；然后分别计算A1与A2之间的距离L、A2与A3之间的距离M、该轨迹点与A3之间的距离N1，则；只要有一个轨迹点到所述基准直线的垂直距离L1的平方大于预置值的平方，则响应用户的操作。

基于上述识别用户手势操作的方法，本发明还提出了一种采用所述手势识别方法设计的电子产品，包括：

触摸屏，显示待机界面，接收用户输入的图形；

存储器，存储从触屏按下到触屏释放过程的各轨迹点坐标值；

处理器，以记录的起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线；计算轨迹点到基准直线的垂直距离，若其中有一个垂直距离大于预置值，则执行相应的动作，响应用户的操作。

优选的，所述电子产品可以是平板电脑或者手机等使用触摸屏的电子类产品。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的用户手势操作识别方法摆脱了传统被动操控型的固定模式，操作方式不受限制，用户可以输入随意的弧形或者折线等图案对系统的某些功能进行操作，例如对触摸屏进行解锁或者快速调取特定菜单等，突显了以人为本的人性化设计理念。该识别方法实现简单，计算快速，实用性强，将其应用于使用触摸屏的电子类产品中，不仅使用户对产品的操作更加方便、流畅，增加了操作的趣味性；而且避免了多次操作固定区域给产品带来的损伤，延长了产品的使用寿命。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的识别用户手势操作方法的一种实施例的程序流程图；

图2是基准直线为倾斜角为钝角的斜线时计算滑动轨迹与基准直线距离的位置关系示意图；

图3是基准直线为倾斜角为锐角的斜线时计算滑动轨迹与基准直线距离的位置关系示意图；

图4是基准直线为平行于X轴的横线时计算滑动轨迹与基准直线距离的位置关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

本实施例的识别用户手势操作方法可以应用在使用触摸屏的电子类产品中，对其触摸屏解锁以及某些特定功能菜单的调取实现快速、灵活的操作，摆脱了传统的固定操作模式，突显了产品的人性化设计，尤其适合应用在手机、平板电脑等手持终端产品中。

下面仅以对触摸屏进行解锁操作为例，首先对采用所述识别技术的电子产品的硬件构成进行具体描述，主要包括以下组成部分：

触摸屏：用户指令输入及视频图像显示单元，作为人机交互的接口可以显示各种应用界面，例如待机界面、主菜单以及各类功能界面等，并作为输入接口接收用户的操作指令，例如接收用户输入的解锁图形、点触操作或者文字等。在本实施例中，所述解锁图形可以是除了点、直线以外的其他任意图形，例如弧形、方形、三角形等。

存储器：在用户执行解锁操作时，保存用户从触屏按下到触屏释放这整个操作过程中各个轨迹点的坐标值。

处理器：在用户执行触摸屏解锁操作时，判断用户输入的滑动轨迹是否能够满足解锁要求，进而确定系统是否解除触摸屏的锁定状态。在本实施例中，处理器首先按照两点确定一条直线的原则，提取滑动轨迹的起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线；然后计算其他轨迹点到达该基准直线的垂直距离，并与事先保存的预置值进行比较；若其中有一个轨迹点到达该基准直线的垂直距离能够大于所述的预置值，即可认为用户执行了有效的解锁操作，控制触摸屏退出锁定状态。

其中，处理器作为产品的核心控制单元，不仅肩负着对用户输入的各种数据进行解析、处理的任务，还肩负着对触摸屏显示内容的集中控制。此外，针对本实施例所提出的触摸屏解锁方法而编写的软件程序也需要在所述处理器中运行完成。

下面结合图1对本实施例所提出的触摸屏解锁方法的具体软件设计流程做详细地阐述，包括以下步骤：

S201、判断系统当前是否处于待机状态，若是，则执行后续步骤；否则，退出触摸屏解锁进程。

S202、记录从触屏按下到触屏释放这整个过程中各轨迹点的坐标值。

在本实施例中，若系统检测到有触屏操作，则开始对触屏轨迹进行记录和保存，以用于后续的解锁判断。出于计算简单、方便起见，在建立直角坐标系时，优选将触摸屏的左下角作为坐标系的原点，水平向右方向定义为X轴方向，垂直向上方向定义为Y轴方向，确定所述各轨迹点在此直角坐标系中的坐标值。

S203、判断记录的轨迹点是否为单个点，若是，则认为是误操作，退出触摸屏解锁进程；否则，执行后续步骤。

在本实施例中，如果存储器中仅记录了一个轨迹点，即用户仅是点击了一下触摸屏，则这种情况是误操作的可能性大。为了避免触摸屏被错误开启，本实施例在用户执行单击操作或者连续多次单击触摸屏时，只要不是滑动操作形成连续的滑动轨迹，均认为是误操作，此时，保持触摸屏当前的锁定状态。

S204、判断所记录的滑动轨迹中，起始点与结束点是否为同一个点；若是，则放弃该结束点，使用该结束点的前一个轨迹点作为结束点，并执行后续步骤；否则，直接执行后续步骤。

S205、以所述起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线。

由于在坐标系中两点可以确定一条直线，在滑动轨迹的起始点坐标与结束点坐标已知的情况下，由所述两点连线形成的基准直线的方程式即可得出。所述基准直线的获得方法为：定义基准直线的方程式为

；假设起始点的坐标为

，结束点的坐标为，如果

，则基准直线为垂直于X轴的竖线，其方程式为

；如果

，则基准直线为平行于X轴的横线，其方程式为

；若两点的横纵坐标值均不相等，则基准直线为斜线，其方程式可以通过二元一次方程组

计算获得，由于

已知，代入上述二元一次方程组即可计算出

的值，从而得到基准直线的方程式。

S206、从记录的各轨迹点中选取参与后续运算的参考轨迹点。

出于解锁图形准确判断和有效控制解锁计算时间两方面考虑，若记录的轨迹点少于60个，为准确解析用户输入的解锁图形，将每一个轨迹点作为参考轨迹点，参与后续的计算过程。若记录的轨迹点多于60个，为缩短解锁处理的运算时间，可以从记录的各轨迹点中均匀地选取30个轨迹点的坐标（除去起始点和结束点），作为参考轨迹点，参与后续的计算过程。为描述简单起见，以下将参与运算的参考轨迹点简称为轨迹点。

S207、从各轨迹点向基准直线作垂直直线，并计算各轨迹点到所述基准直线的垂直距离。

参见图2至图4所示，图中，Line_R表示基准直线；Line_V表示与所述基准直线垂直的垂直直线；Line_F表示从轨迹点向X轴作垂线所形成的辅助线。其中，垂直直线Line_V的方程式获取方法为：假设与基准直线Line_R垂直的各条垂直直线的方程式为

，基准直线Line_R的倾角为β，则垂直直线Line_V的倾角为

；通过三角函数

可以计算出

；将当前需要进行计算的某一个轨迹点的坐标值代入垂直直线方程式

，即可计算出

的值，从而获得该轨迹点所在的垂直直线方程式。

对于各轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离L1可以采用多种方法计算获得，下面列举两种计算方式：

一种是，利用基准直线Line_R与垂直直线Line_V的方程式组成二元一次方程组，计算出基准直线Line_R与垂直直线Line_V的交点坐标。由于轨迹点与所述交点的坐标值均已知，利用两点之间的距离计算公式即可计算获得轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离L1。

另一种是，采用构建三角形的方式，利用三角形的特点来计算各轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离L1，分以下三种情况分别进行说明。

1、若基准直线Line_R为斜线，如图2、图3所示，则定义基准直线Line_R与X轴的交点为A1、辅助线Line_F与X轴的交点为A2、辅助线Line_F与基准直线Line_R的交点为A3。然后，分别计算A1与A2之间的距离L；A2与A3之间的距离M；轨迹点与A3之间的距离N1，则根据三角形的特点，可以计算出轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离的平方

。其中，N表示A1与A3之间的距离。

当基准直线Line_R的斜率小于0，即a<0时，参见图2所示，则L=A1的横坐标-A2的横坐标；M=A3的纵坐标；N1=轨迹点的纵坐标-A3的纵坐标。当基准直线Line_R的斜率大于0，即a>0时，参见图3所示，则L=A2的横坐标-A1的横坐标；M=A3的纵坐标；N1= A3的纵坐标-轨迹点的纵坐标。将计算出的L、M、N1的值代入上述距离计算公式即可快速地计算出L1²的值。

由此可以看出，计算L1²只需进行简单的减法运算，因此计算速度快，程序编程容易，可以有效提升系统在解锁过程中的运行速度。

本实施例使用平方值是因为在系统中开根号比乘法要耗费更多的资源，因此使用平方值较为合适。

2、若基准直线Line_R为平行于X轴的横线

，如图4所示，则各轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离的平方L1²为各轨迹点的纵坐标

与

的差值的平方。

3、若基准直线Line_R为垂直于X轴的竖线，则各轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离的平方L1²为各轨迹点的横坐标

与

的差值的平方。

S208、将计算出的L1²的值与预置值的平方进行比较，以判断是否控制触摸屏解锁。

将计算出的L1²的值与预置值的平方进行比较，只要有一个轨迹点到所述基准直线Line_R的垂直距离的平方L1²大于预置值的平方，则认为用户输入了有效的解锁图形，控制系统对触摸屏进行解锁处理。若没有一个轨迹点到所述基准直线Line_R的垂直距离的平方L1²大于预置值的平方，比如用户画了一条直线或者近似于直线的一段线条，则认为是误操作，保持触摸屏当前的锁定状态。

在本实施例中，所述预置值优选为触摸屏高度的1/10，以减少误操作发生的几率。

为了简化计算过程，在依次对各轨迹点进行距离计算时，在首次计算出有一个轨迹点到基准直线Line_R的垂直距离的平方L1²已经大于了预置值的平方时，便可以结束计算过程，直接控制触摸屏解锁。

S209、结束触摸屏的解锁处理过程。

采用本实施例的触摸屏解锁方式，用户可以通过在屏幕上画弧、画连续的折线或曲线、方形、三角形等任意非点、直线或者接近于直线的图形来控制触摸屏解锁，操作方便，随意性强，尤其适合在平板电脑、手机等支持触摸屏解锁的手持通信类电子产品中推广应用，以增强产品操作的趣味性。

当然，本实施例所提出的用户手势操作识别方法同样可以应用在某些特定功能菜单的快速调取过程中，通过在工作状态下的触摸屏上随意画弧即可调出该功能菜单，以方便用户操作。

应当指出的是，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种识别用户手势操作的方法，其特征在于：

当系统检测到有触屏操作时，记录从触屏按下到触屏释放过程的各轨迹点坐标；

以起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线；

计算轨迹点到基准直线的垂直距离，若其中有一个垂直距离大于预置值，则执行相应的动作，响应用户的操作。

2.根据权利要求1所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：若结束点与起始点为同一个点，则使用结束点的前一个点作为结束点，与起始点形成基准直线。

3.根据权利要求2所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：若仅记录了一个轨迹点坐标，则认为是误操作，保持触摸屏当前的状态。

4.根据权利要求2所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：若记录的轨迹点为多个，则从记录的各轨迹点坐标中均匀地选择若干个轨迹点坐标，作为参考轨迹点坐标，计算各参考轨迹点到所述基准直线的垂直距离。

5.根据权利要求4所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：若记录的轨迹点为多个，当少于60个时，则计算每一个轨迹点到基准直线的垂直距离；当多于60个时，则从记录的各轨迹点坐标中均匀地选择30个轨迹点坐标，作为参考轨迹点坐标，计算各参考轨迹点到基准直线的垂直距离。

6.根据权利要求1所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：所述预置值为触摸屏高度的1/10。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：以所述触摸屏的左下角为坐标原点，水平向右方向定义为X轴方向，垂直向上方向定义为Y轴方向，建立直角坐标系，确定所述各轨迹点的坐标。

8.根据权利要求7所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：若所述基准直线为垂直于X轴的竖线，即                                                

，则计算各轨迹点的横坐标

与差值的平方，并与预置值的平方进行比较，只要有一个轨迹点的横坐标

与差值的平方大于预置值的平方，则响应用户的操作；若所述基准直线为平行于X轴的横线，即，则计算各轨迹点的纵坐标

与

差值的平方，并与预置值的平方进行比较，只要有一个轨迹点的纵坐标与

差值的平方大于预置值的平方，则响应用户的操作。

9.根据权利要求7所述的识别用户手势操作的方法，其特征在于：若所述基准直线为斜线，即

，

不等于0，则与所述基准直线垂直的各条直线的方程式为

，代入各轨迹点的坐标值，计算出各轨迹点所在的垂直直线方程式；

在计算某一个轨迹点到所述基准直线的垂直距离L1时，首先从所述轨迹点做垂直于X轴的辅助线，记所述基准直线与X轴的交点为A1、辅助线与X轴的交点为A2、辅助线与基准直线的交点为A3；然后分别计算A1与A2之间的距离L、A2与A3之间的距离M、该轨迹点与A3之间的距离N1，则；只要有一个轨迹点到所述基准直线的垂直距离L1的平方大于预置值的平方，则响应用户的操作。

10.一种电子产品，包括：

触摸屏，显示待机界面，接收用户输入的图形；

存储器，存储从触屏按下到触屏释放过程的各轨迹点坐标值；

处理器，以记录的起始点和结束点形成一条直线，作为基准直线；计算轨迹点到基准直线的垂直距离，若其中有一个垂直距离大于预置值，则执行相应的动作，响应用户的操作。

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