CN102890558B - 基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，包括以下步骤：将移动手持设备设置于水平放置的初始状态，并记录此时移动手持设备中的位置传感器所检测到的初始状态数值信息；在移动手持设备的工作状态下，开启移动手持设备的位置传感器进行数据检测的功能，实时接收传感器数据；将接收到的位置传感器数据按指定的数据结构存入原始传感数据缓冲队列；启动数据分析任务对原始传感数据缓冲队列中的数据进行分析识别；根据步骤四的分析结果，返回移动手持设备与左手手持状态对应的信息对象或右手手持状态对应的信息对象。本发明公开的方法能够通过惯用右手者和惯用左手者的操作习惯差异来自动选择适应的信息对象。

Description

基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法

技术领域

本发明涉及检测移动手持设备手持运动状态的方法，尤其涉及通过检测运动状态来判断应当调用惯用左手的对象界面还是惯用右手的对象界面的方法。

背景技术

在本领域中，触敏显示器是众所周知的。在移动手持设备上，例如个人数字助理(PDA)、智能手机或平板电脑，大多都是用触敏显示器(触摸屏)来显示应用程序操作界面。这种界面是一种可以和用户交互的交互式界面。触敏显示器检测并响应于该显示器上的接触。设备可以在触敏显示器上显示一个或多个软案件、菜单以及其他用户界面对象。

但是，如果在移动手持设备上使用触摸屏，会导致无意地触摸触敏显示器时，激活或者停用某些功能，例如对智能手机而言，可能会造成误通话浪费。因此，需要设定经过预定空闲时间或者是用户手动锁定，也就是将用户界面锁定，使得用户界面上的各种应用模块不可操作。

因此，现在有一种简单的解锁方式，就是在触敏显示器的解锁界面上设置一个解锁图像和一个解锁路径。如果用户的手指在显示器触摸，以触动解锁图像触沿着解锁路径运动，则在到达解锁路径的终点时，手持设备界面解锁，进入可操作状态。

但是，这种方式没有考虑到，对于不同的用手习惯，进行不同的设计。也可以说，这种方式基本上都是为惯用右手者设计的。而在生活中，一般来说，惯用左手者占到整个人群的10％左右，是一个相当庞大的数字。

此外，在移动手持设备中还设置有方向传感器、陀螺仪传感器、和加速度传感器，这些传感器用来测定移动手持设备的工作状态。如何有效利用这些传感器来自动调节针对惯用左手的信息对象或针对惯用右手者的信息对象，成为一个值得研究的课题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，包括以下步骤：

步骤一：将移动手持设备设置于水平放置的初始状态，并记录此时移动手持设备中的位置传感器所检测到的初始状态数值信息，将该初始状态数值信息以特定数据结构记录在初始数据结构中，并将其标记为移动手持设备的初始水平状态；

步骤二：在移动手持设备的工作状态下，开启所述移动手持设备的位置传感器进行数据检测的功能，实时接收传感器数据；

步骤三：将接收到的位置传感器数据按指定的数据结构存入原始传感数据缓冲队列，该指定的数据结构包含步骤一中所述的特定数据结构和获取位置传感器检测数据的采样时间信息；

步骤四：启动数据分析任务对原始传感数据缓冲队列中的数据进行分析识别；

步骤五：根据步骤四的分析结果，返回移动手持设备与左手手持状态对应的信息对象或右手手持状态对应的信息对象。

优选的，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述位置传感器包括：方向传感器、陀螺仪传感器、和加速度传感器。

优选的，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述步骤四中，所述数据分析任务首先从原始传感数据缓冲区队列执行出队操作，从中获取一段时间间隔内的传感数据片段，并将其放入一个新的传感信息分析队列中，然后再利用传感数据分析算法对传感信息分析队列中的数据进行分析识别。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述传感数据分析算法如下：

1)初始化移动手持设备三维坐标系，并将步骤一中的初始状态数值信息转换为该三维坐标系的原始水平面，同时将移动手持设备的原始水平面划分为四个象限，分别标记为左上、右上、左下、右下；

2)将传感信息分析队列中的带有采样时间信息、传感数据信息的指定数据结构按采样时间进行排序，按时间先后顺序获取传感数据，并将其对应的位置信息映射到原始水平面上，在原始水平面上形成一系列的坐标点集合；

3)通过对原始水平面上映射的坐标点集合进行运动轨迹拟合，获得移动手持设备在运动状态下的轨迹信息；

4)判断步骤3)中获得的轨迹在原始水平坐标平面四个象限的分布情况，以及移动设备运动期间加速度变化曲线；

5)将步骤4)的判断结果组合成算法返回数据结构，返回给步骤四的传感数据分析算法的调用逻辑。

6)移动应用程序通过算法返回的信息进行应用程序界面进行调整，以适应相应的左手或右手操作姿势。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述步骤5)中，将步骤4)的判断结果及可信度支持率组合成算法返回数据结构，其中所述可信度支持率为由运动轨迹在左上和右下、或右上和左下象限中轨迹占总体轨迹的比重确定，比重与可信度支持率成正比。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述步骤4)中，优先判定移动设备在运动期间的加速度曲线是否在预先设置的正常加速度变化区间内，如果位于正常的加速度变化区间内，则可判定此移动设备处于正常运动状态；如果判断认为处于非正常运动状态，再对移动设备运动轨迹进行分析以判定其具体运动状态：如果运动轨迹按时间先后顺序依次从坐标原地向左上象限运动，又从左上象限经过坐标原点到达右下象限，则可判断为左手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况；如果运动轨迹按时间先后顺序依次从坐标原地向右上象限运动，又从右上象限经过坐标原点到达左下象限，则可判断为右手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，当判断为左手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况时，移动手持设备的应用程序界面保持或转换到惯用左手的界面；而当判断为右手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况时，移动手持设备的应用程序界面保持或转换到惯用右手的界面。

本发明所述的信息处理方法可以用在移动手持设备中，其中移动手持设备包括：智能手机、平板式电脑、个人数字助理等。这种移动手持设备具有：带有图形用户界面的触敏显示器，一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个保存在存储器中以执行这些方法的模块、程序或指令集。用于执行上述方法的指令可以包括在被配置为由一个或多个处理器执行的计算机程序产品中。

本发明所述的移动手持设备能够根据用户的操作习惯，通过检测用户的甩手动作，根据甩手动作来判断用户的用手习惯，并由此自动调整至用户习惯的初始界面。根据不同用手习惯选择的界面之间的区别包括但不限于应用模块的排列方向不同。甩手动作可以对应于移动手持设备的解锁，也可以对应于到应用程序界面后的变换操作。也就是说，当移动手持设备检索出甩手动作后，可以设计为进行解锁，解锁后的界面根据是左手甩动还是右手甩动，自动进入到相应的应用程序界面。还可以设计为在应用程序界面内，根据甩手动作进行界面的变化。例如对进入到惯用右手的应用程序界面后的移动手持设备，通过左手的甩手动作，自动转换成惯用左手的应用程序界面。

附图说明

图1是本发明的移动手持设备中传感器的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的顺应惯用右手者的、解锁后应用程序界面的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的顺应惯用左手者的、解锁后应用程序界面的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的处于待解锁状态的用户界面的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的算法处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1是本发明的移动手持设备中传感器的示意图。图1中的移动手持设备包括方向传感器、陀螺仪传感器和加速度传感器。手机运动位移检测主要是需要方向传感器、陀螺仪传感器所检测到的手机在三维空间X、Y、Z三个方向上的位移量，其中X、Y方向用来确定水平面，Z方向为垂直于水平面的方向。这两种传感器所检测的位移量数据为手机运动分析中提供位移轨迹基础数据。检测手机倾斜需要分析XY方向的位移量与Z方向位移量的配合。而加速度传感器测主要用来测量手机位移时加速度的变化，为判定手机运动状态是否出现非正常手持运动状态，如手机脱手滑落时的运动状态、左右甩动手机状态等提供基础数据。

本发明的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，包括以下步骤：

步骤一：将移动手持设备设置于水平放置的初始状态，并记录此时移动手持设备中的位置传感器所检测到的初始状态数值信息，将该初始状态数值信息以特定数据结构记录在初始数据结构中，并将其标记为移动手持设备的初始水平状态；通过测量水平状态，以此作为基准，来计算移动手持设备启动后的运动状态。

步骤二：在移动手持设备的工作状态下，开启所述移动手持设备的位置传感器进行数据检测的功能，实时接收传感器数据；移动手持设备启动后，则需要对其运动状态进行实时监测。

步骤三：将接收到的位置传感器数据按指定的数据结构存入原始传感数据缓冲队列，该指定的数据结构包含步骤一中所述的特定数据结构和获取位置传感器检测数据的采样时间信息；记录了时间信息才能够计算出移动手持设备的运动轨迹。

步骤四：启动数据分析任务对原始传感数据缓冲队列中的数据进行分析识别；

步骤五：根据步骤四的分析结果，返回移动手持设备与左手手持状态对应的信息对象或右手手持状态对应的信息对象。与左手手持状态对应的信息对象或右手手持状态对应的信息对象可以是解锁后的应用程序界面，也可以是某一应用程序内的操作变换。例如手机的初始操作界面或者游戏的操作界面。这种游戏的操作界面设计出适应惯用左手者和惯用右手者两种模式。如图2和图3所示，分别是惯用左手者的应用程序界面和惯用右手者的应用程序界面。这两个程序界面内容相同，只是上面的功能模块的排列方式恰好相反。实际上，内容也可以存在差别，而不仅仅是排列方式的差别。

优选的，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述位置传感器包括：方向传感器、陀螺仪传感器、和加速度传感器。如图1所示。

优选的，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述步骤四中，所述数据分析任务首先从原始传感数据缓冲区队列执行出队操作，从中获取一段时间间隔内的传感数据片段，并将其放入一个新的传感信息分析队列中，然后再利用传感数据分析算法对传感信息分析队列中的数据进行分析识别。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述传感数据分析算法如下：

1)初始化移动手持设备三维坐标系，并将步骤一中的初始状态数值信息转换为该三维坐标系的原始水平面，同时将移动手持设备的原始水平面划分为四个象限，分别标记为左上、右上、左下、右下；

2)将传感信息分析队列中的带有采样时间信息、传感数据信息的指定数据结构按采样时间进行排序，按时间先后顺序获取传感数据，并将其对应的位置信息映射到原始水平面上，在原始水平面上形成一系列的坐标点集合；

3)通过对原始水平面上映射的坐标点集合进行运动轨迹拟合，获得移动手持设备在运动状态下的轨迹信息；

4)判断步骤3)中获得的轨迹在原始水平坐标平面四个象限的分布情况，以及移动设备运动期间加速度变化曲线；

5)将步骤4)的判断结果组合成算法返回数据结构，返回给步骤四的传感数据分析算法的调用逻辑。

6)移动应用程序通过算法返回的信息进行应用程序界面进行调整，以适应相应的左手或右手操作姿势。如图2、图3所示。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述步骤5)中，将步骤4)的判断结果及可信度支持率组合成算法返回数据结构，其中所述可信度支持率为由运动轨迹在左上和右下、或右上和左下象限中轨迹占总体轨迹的比重确定，比重与可信度支持率成正比。

优选的是，所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，所述步骤4)中，优先判定移动设备在运动期间的加速度曲线是否在预先设置的正常加速度变化区间内，如果位于正常的加速度变化区间内，则可判定此移动设备处于正常运动状态；如果判断认为处于非正常运动状态，再对移动设备运动轨迹进行分析以判定其具体运动状态：如果运动轨迹按时间先后顺序依次从坐标原地向左上象限运动，又从左上象限经过坐标原点到达右下象限，则可判断为左手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况；如果运动轨迹按时间先后顺序依次从坐标原地向右上象限运动，又从右上象限经过坐标原点到达左下象限，则可判断为右手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况。如图4所示。

这样，如果是用户在正常状态下的倾斜，则不会执行应用程序界面调节。而如果检测到甩手动作，则会执行应用程序界面调节。

所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法中，当判断为左手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况时，移动手持设备的应用程序界面保持或转换到惯用左手的界面；而当判断为右手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况时，移动手持设备的应用程序界面保持或转换到惯用右手的界面。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，包括以下步骤：

步骤一：将移动手持设备设置于水平放置的初始状态，并记录此时移动手持设备中的位置传感器所检测到的初始状态数值信息，将该初始状态数值信息以特定数据结构记录在初始数据结构中，并将其标记为移动手持设备的初始水平状态；

步骤二：在移动手持设备的工作状态下，开启所述移动手持设备的位置传感器进行数据检测的功能，实时接收传感器数据；

步骤三：将接收到的位置传感器数据按指定的数据结构存入原始传感数据缓冲队列，该指定的数据结构包含步骤一中所述的特定数据结构和获取位置传感器检测数据的采样时间信息；

步骤四：启动数据分析任务对原始传感数据缓冲队列中的数据进行分析识别；

步骤五：根据步骤四的分析结果，返回移动手持设备与左手手持状态对应的信息对象或右手手持状态对应的信息对象。

2.如权利要求1所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述位置传感器包括：方向传感器、陀螺仪传感器、和加速度传感器。

3.如权利要求2所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述步骤四中，所述数据分析任务首先从原始传感数据缓冲区队列执行出队操作，从中获取一段时间间隔内的传感数据片段，并将其放入一个新的传感信息分析队列中，然后再利用传感数据分析算法对传感信息分析队列中的数据进行分析识别。

4.如权利要求3所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述传感数据分析算法如下：

1)初始化移动手持设备三维坐标系，并将步骤一中的初始状态数值信息转换为该三维坐标系的原始水平面，同时将移动手持设备的原始水平面划分为四个象限，分别标记为左上、右上、左下、右下；

2)将传感信息分析队列中的带有采样时间信息、传感数据信息的指定数据结构按采样时间进行排序，按时间先后顺序获取传感数据，并将其对应的位置信息映射到原始水平面上，在原始水平面上形成一系列的坐标点集合；

3)通过对原始水平面上映射的坐标点集合进行运动轨迹拟合，获得移动手持设备在运动状态下的轨迹信息；

4)判断步骤3)中获得的轨迹在原始水平坐标平面四个象限的分布情况，以及移动设备运动期间加速度变化曲线；

5)将步骤4)的判断结果组合成算法返回数据结构，返回给步骤四的传感数据分析算法的调用逻辑；

6)移动应用程序通过算法返回的信息进行应用程序界面进行调整，以适应相应的左手或右手操作姿势。

5.如权利要求4所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述步骤5)中，将步骤4)的判断结果组合成算法返回数据结构是指所述判断结果与可信度支持率组合成算法返回数据结构，其中所述可信度支持率为由运动轨迹在左上和右下、或右上和左下象限中轨迹占总体轨迹的比重确定，比重与可信度支持率成正比。

6.如权利要求5所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，所述步骤4)中，优先判定移动设备在运动期间的加速度曲线是否在预先设置的正常加速度变化区间内，如果位于正常的加速度变化区间内，则可判定此移动手持设备处于正常运动状态；如果判断认为处于非正常运动状态，再对移动手持设备运动轨迹进行分析以判定其具体运动状态：如果运动轨迹按时间先后顺序依次从坐标原地向左上象限运动，又从左上象限经过坐标原点到达右下象限，则可判断为左手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况；如果运动轨迹按时间先后顺序依次从坐标原地向右上象限运动，又从右上象限经过坐标原点到达左下象限，则可判断为右手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况。

7.如权利要求6所述的基于传感器检测移动手持设备手持运动状态的方法，其中，当判断为左手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况时，移动手持设备的应用程序界面保持或转换到惯用左手的界面；而当判断为右手手持移动设备并伴随甩动移动设备的状况时，移动手持设备的应用程序界面保持或转换到惯用右手的界面。