CN103927009A

CN103927009A - 交互方法和系统

Info

Publication number: CN103927009A
Application number: CN201410153167.1A
Authority: CN
Inventors: 杜琳; 潘磊
Original assignee: Beijing Zhigu Ruituo Technology Services Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhigu Ruituo Technology Services Co Ltd
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2034-04-16
Also published as: US20170038832A1; US9939889B2; WO2015158188A1; CN103927009B

Abstract

本申请提供了一种交互方法和系统，涉及信息交互领域。所述方法包括：发送一第一波信号；接收所述第一波信号以包括一用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的一第二波信号；根据接收到的第二波信号的信号特征判断所述用户身体是否与一物体相接触。所述交互方法和系统，能够帮助用户自然、高效的完成信息交互过程，简化了交互过程，提高了交互效率。

Description

交互方法和系统

技术领域

本申请涉及信息交互技术领域，尤其涉及一种交互方法和系统。

背景技术

随着电子设备的发展，穿戴式设备被人们提出，并逐渐被大家所接受。智能眼镜、智能手表、智能指环等穿戴式设备为人们的日常生活带来了极大的便利。

穿戴式设备通常具有贴合用户、小巧轻便、能耗较低等特点，这些特点决定了穿戴式设备通常交互能力较差。

申请内容

本申请的目的是：提供一种自然、高效的交互方法和系统。

根据本申请至少一个实施例的第一方面，提供了一种交互方法，所述方法包括：

发送一第一波信号；

接收所述第一波信号以包括一用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的一第二波信号；

根据接收到的第二波信号的信号特征判断所述用户身体是否与一物体相接触。

根据本申请至少一个实施例的另一方面，提供了一种交互系统，所述系统包括：

一发送装置，用于发送一第一波信号；

一接收装置，用于接收所述第一波信号以包括一用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的一第二波信号；

一判断装置，用于根据接收到的第二波信号的信号特征判断所述用户身体是否与一物体相接触。

本申请至少一个实施例所述交互方法及系统，能够帮助用户自然、高效的完成信息交互过程，简化了交互过程，提高了交互效率。

附图说明

图1a是本申请一个实施例所述交互方法的流程图；

图1b是用户身体接触一物体前后第二波信号的波形对比示意图；

图2是本申请一个实施例所述交互方法的一个实施方式的流程图；

图3是本申请一个实施例所述交互方法的另一个实施方式的流程图；

图4是本申请一个实施例所述交互系统的模块结构图；

图5是本申请一个实施例所述交互系统的一个实施方式的模块结构图；

图6是本申请一个实施例所述交互系统的另一个实施方式的模块结构图；

图7是本申请一个实施例所述交互系统的应用场景示意图；

图8是本申请一个实施例所述交互系统的硬件结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

本领域技术人员理解，在本申请的实施例中，下述各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

另外，本申请各实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

本申请各实施例中，波信号是指以波的形式传播的信号。其中，第一波信号、第二波信号中至少一种可以采用电磁波信号、声波信号等。同时，发明人在研究中发现，超声波是频率高于20000Hz的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，而人体大约65%的成分是水，因此，超声波信息适于以人体为传输媒介进行传输。同时，超声波的频率在人类听力范围之外，因此，用户不会感知超声波信号的存在，对用户不会产生噪声影响。另外，发明人还发现，低于100MHz的电磁波也适于以人体为传输媒介进行传输，可以应用于本申请各实施例。

图1a是本申请一个实施例所述交互方法的流程图，所述交互方法可以在例如一交互系统上实现。如图1a所示，所述方法包括：

S120：发送一第一波信号；

S140：接收所述第一波信号以包括一用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的一第二波信号；

S160：根据接收到的第二波信号的信号特征判断所述用户身体是否与一物体相接触。

本申请实施例所述方法，发送所述第一波信号，并接收所述第一波信号以包括所述用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的所述第二波信号，所述第二波信号的信号特征会随所述用户身体是否与一物体接触而不同，从而根据接收到的第二波信号的信号特征可以自然、高效的判断所述用户身体是否与所述物体相接触。

以下将详细说明所述步骤S120、S140和S160的功能。

S120：发送一第一波信号。

在一种实施方式中，可以周期性的发送所述第一波信号，比如每秒发送一次所述第一波信号。

在另一种实施方式中，可以用户的触发发送所述第一波信号，比如响应于用户按下某个按键而发送所述第一波信号。

S140：接收所述第一波信号以包括一用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的一第二波信号。

所述第二波信号可以是所述第一波信号反射后形成的。在所述用户身体未与任何物体相接触的情况下，所述第二波信号可以是所述第一波信号被所述用户的皮肤反射后形成的，比如用户佩戴的一指环发送第一波信号后，经过手指传输后到达指尖，被指尖皮肤反射后形成第二波信号，回传后被所述指环所接收。在所述用户身体与一物体相接触的情况下，所述第二波信号可以是所述第一波信号被所述物体反射后形成的，比如用户佩戴的一指环发送第一波信号后，经过手指传输后到达用户手握的一鼠标，被鼠标反射后形成第二波信号，回传后被所述指环所接收。上述两种情况下，接收到的第二波信号的信号特征会发生改变。

其中，所述用户身体可以包括所述用户穿着的衣物以及佩戴的饰品等，比如用户所戴的手套。所述物体可以包括桌子、杯子、鼠标等非生命体，也可以包括人体、动物、树木等生命体。

所述用户身体的至少一部分可以是用户的头部、手部、腿部等部位。考虑到人的身体的不同部位与外界物体的接触频率，所述用户身体的至少一部分更可能是所述用户的手部，比如用户的手掌、手指等。因此，在用户的手部接收所述第二波信号，并进一步判断用户身体（尤其是手部）是否与物体接触，以及识别被接触物体，更加符合用户的生活习惯，更加自然和高效。

如前文所述，与所述用户身体未与外界物体接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征相比，所述用户身体在与外界物体接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征会发生改变。图1b是用户身体接触一平面物体前后第二波信号的波形对比示意图，可以看到在用户身体与所述平面物体接触后，第二波信号的信号幅度明显降低。这是由于在用户身体接触平面物体前，经用户身体传输的第一波信号的大部分反射形成第二波信号，在用户身体接触平面物体后，经用户身体传输的第一波信号到达平面物体后一部分被物体传导和吸收，相比接触前较少的第一波信号反射形成第二波信号。因此，在一种实施方式中，可以预先采集所述用户身体未与任何物体相接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征作为一基准信号。并在所述步骤S160中，将接收到的第二波信号的信号特征与所述基准信号特征相比较，根据比较结果判断所述用户身体是否与一物体相接触。比如，在接收到的第二波信号的信号特征与所述基准信号特征的相似度小于95%的情况下，判断所述用户身体与一物体相接触。

其中，所述接触不限于直接接触，也包括间接接触（比如戴着手套握鼠标）以及用户身体与相应物体之间距离小于预定距离（比如0.1mm）的情况。

所述第二波信号的信号特征可以与所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项相关。具体的，所述第二波信号的信号特征可以包括：指纹、平均值、差分中至少一项；所述指纹可以由所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项组成；所述平均值可以是所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项的平均值；所述差分可以是所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项的差分。

参见图2，在本申请一种实施方式中，所述方法还可以包括：

S180：在所述用户身体与所述物体相接触的情况下，根据接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

发明人在研究中发现，由于物体本身固有的材料、纹理、形状、尺寸、类别、结构等的影响，相同的波信号经过不同的物体反射后，接收到的波信号的信号特征会具有明显的差异。因此，在一种实施方式中，可以根据已知物体对应的第二波信号的信号特征和接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。所述根据已知物体对应的第二波信号的信号特征和接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体可以包括：

S181：根据已知物体对应的第二波信号的信号特征建立一分类器；

S182：根据所述分类器和接收到的第二波信号的信号特征进行分类计算，根据计算结果识别所述物体。

其中，所述已知物体对应的第二波信号的信号特征可以通过实验预先确定及存储。比如，由厂商或者用户预先抓握不同的物体，并分别记录相应的第二波信号的信号特征，从而建立已知物体和第二波信号的信号特征之间的对应关系，所述对应关系可以存储在设备的存储器或者一网络服务器中，以供所述方法在实际使用中调用。

所述识别所述物体，可以是直接得到所述物体的名称，比如告诉用户当前抓握的是杯子；也可以是识别得到所述物体的材料、纹理、形状、尺寸、结构等属性信息，用户可以根据这些属性信息自己判别所述物体是什么。

另外，对于一个较大的物体，物体的不同位置也可能对应所述第二波信号不同的信号特征。因此，所述步骤S180中，也可以根据接收到的第二波信号的信号特征识别用户身体当前接触的一个物体的不同位置。

参加图3，在本申请一种实施方式中，所述方法还可以包括：

S200：根据识别结果执行相应操作。

所述执行相应操作，可以包括切换模式、输入内容、匹配设备、提醒用户等操作。

比如在识别结果显示用户的手接触到方向盘的情况下，可以控制用户的智能手机切换至驾车模式，这时如果智能手机接收到信息，可以直接语音播报信息，从而提高驾车安全性。

或者，比如用户在游戏过程中，可以根据识别到的用户接触的不同形状的按键，输入相应的控制指令。

再或者，比如在识别结果显示用户的手接触到一蓝牙耳机的情况下，可以控制用户的智能手机自动与所述蓝牙耳机相匹配并建立连接。

或者，在用户不便观察的情况下，可以根据识别结果提醒用户，比如一个盲人用户接触到一个杯子的情况下，可以提醒该盲人用户当前接触的是一个杯子，并可以进一步提醒用户杯子中是否有水。

此外，本申请实施例还提供一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图1所示实施方式中的方法的步骤S120、S140和S160的操作。

综上，本申请实施例所述方法，可以根据接收到的所述第二波信号的信号特征判断用户身体是否与一物体接触，以及在所述用户身体与一物体接触的情况下，进一步识别所述物体，并可以根据识别结果进行切换模式、输入内容、匹配设备、提醒用户等相应操作，从而自然、高效的完成用户与相应设备之间的信息交互。

图4是本申请一个实施例所述交互系统的模块结构示意图，所述交互系统可以是一穿戴式设备，比如是腕带、指环等。

如图4所示，所述交互系统400包括：

一发送装置410，用于发送一第一波信号；

一接收装置420，用于接收所述第一波信号以包括一用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的一第二波信号；

一判断装置430，用于根据接收到的第二波信号的信号特征判断所述用户身体是否与一物体相接触。

本申请实施例所述系统，发送所述第一波信号，并接收所述第一波信号以包括所述用户身体的至少一部分为媒介传输后所对应的所述第二波信号，所述第二波信号的信号特征会随所述用户身体是否与一物体接触而不同，从而根据接收到的第二波信号的信号特征可以自然、高效的判断所述用户身体是否与所述物体相接触。

其中，在一种实施方式中，所述发送装置410可以周期性的发送所述第一波信号，比如每秒发送一次所述第一波信号。

在另一种实施方式中，所述发送装置410可以用户的触发发送所述第一波信号，比如响应于用户按下某个按键而发送所述第一波信号。

所述用户身体的至少一部分，也即所述交互系统的佩戴部位的相关部位，其可以是用户的头部、手部、腿部等部位。考虑到人的身体的不同部位与外界物体的接触频率，所述交互系统佩戴于所述用户的手部时交互过程更自然和高效，比如佩戴与用户的手腕、手指等部位。并且，为了提高交互系统的判断准确度，所述交互系统与用户身体之间可以设置有益于波信号传输的物质，比如硅胶等柔性材料。

如前文所述，与所述用户身体未与外界物体接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征相比，所述用户身体在与外界物体接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征会发生改变。因此，在一种实施方式中，可以预先采集所述用户身体未与任何物体相接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征作为一基准信号。所述判断装置430，可以将接收到的第二波信号的信号特征与所述基准信号特征相比较，根据比较结果判断所述用户身体是否与一物体相接触。比如，在接收到的第二波信号的信号特征与所述基准信号特征的相似度小于95%的情况下，判断所述用户身体与一物体相接触。

参见图5，在本申请一种实施方式中，所述交互系统还包括：

一识别装置440，用于在所述用户身体与所述物体相接触的情况下，根据接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

发明人在研究中发现，由于物体本身的材料、纹理、形状、尺寸、类别、结构等的影响，相同的波信号经过不同的物体反射后，接收到的波信号的信号特征会具有明显的差异。因此，在一种实施方式中，所述识别装置440可以根据已知物体对应的第二波信号的信号特征和接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

其中，所述已知物体对应的第二波信号的信号特征可以通过实验预先确定及存储。比如，由厂商或者用户预先抓握不同的物体，并分别记录相应的第二波信号的信号特征，从而建立已知物体和第二波信号的信号特征之间的对应关系，所述对应关系可以存储在设备的存储器或者一网络服务器中，以供所述方法在实际使用中调用。相应的，参见图5，所述交互系统400还可以包括：

一确定装置450，用于预先确定所述已知物体对应的第二波信号的信号特征。

一存储装置460，用于预先存储所述已知物体对应的第二波信号的信号特征。

所述识别所述物体，可以是直接得到所述物体的名称，比如告诉用户当前抓握的是杯子；也可以是识别得到所述物体的材料、纹理、形状、尺寸、结构等属性信息，用户可以根据这些属性信息自己判断所述物体的具体是什么。

另外，对于一个较大的物体，物体的不同位置也可能对应所述第二波信号不同的信号特征。因此，所述识别所述物体，也可以是根据接收到的第二波信号的信号特征识别用户身体当前接触的一个物体的不同位置。

参见图6，在本申请一种实施方式中，所述系统400还可以包括：

一执行装置470，用于根据识别结果执行相应操作。

综上，本申请实施例所述系统，可以根据接收到的所述第二波信号的信号特征判断用户身体是否与一物体接触，以及在所述用户身体与一物体接触的情况下，进一步识别所述物体，并可以根据识别结果进行切换模式、输入内容、匹配设备、提醒用户等相应操作，从而自然、高效的完成用户与相应设备之间的信息交互。

图7是本申请实施例所述交互系统的应用场景示意图。如图7所示，用户710是一个盲人，其想在桌子720上找到水杯730以喝水。当其手指接触到桌子720时，其腕部佩戴的腕带740会判断用户710的身体与一物体接触，进一步的会识别该物体是桌子720，并语音提醒用户当前接触的是桌子720。然后，用户710在桌子720上继续摸索，当其手指接触水杯730时，腕带740会判断用户710的身体与一新的物体接触，进一步的会识别该新物体是水杯730，并语音提醒用户当前接触的是水杯。更进一步的，腕带740还可以识别并语音提醒用户710水杯730中有水，以方便用户饮用。

本申请一个实施例所述交互系统的硬件结构如图8所示。本申请具体实施例并不对所述交互系统的具体实现做限定，参见图8，所述交互系统800可以包括：

处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830，以及通信总线840。其中：

处理器810、通信接口820，以及存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。

通信接口820，用于与其他网元通信。

处理器810，用于执行程序832，具体可以执行上述图1至图3所示的方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序832可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器810可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器830，用于存放程序832。存储器830可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。程序832具体可以执行以下步骤：

发送一第一波信号；

程序832中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤或模块，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，控制器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种交互方法，其特征在于，所述方法包括：

发送一第一波信号；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二波信号是所述第一波信号反射后形成的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述用户身体的至少一部分包括所述用户的手部。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的第二波信号的信号特征判断所述用户身体是否与一物体相接触包括：

将接收到的第二波信号的信号特征与一基准信号特征相比较，根据比较结果判断所述用户身体是否与一物体相接触。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基准信号特征是所述用户身体未与任何物体相接触的情况下接收到的第二波信号的信号特征。

6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述用户身体与所述物体相接触的情况下，根据接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体包括：

根据已知物体对应的第二波信号的信号特征和接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先存储所述已知物体对应的第二波信号的信号特征。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先确定所述已知物体对应的第二波信号的信号特征。

10.如权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据识别结果执行相应操作。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述执行相应操作包括：切换模式、输入内容、匹配设备、提醒用户中至少一项。

12.如权利要求6至11任一项所述的方法，其特征在于，所述识别所述物体包括：识别所述物体的材料、纹理、形状、尺寸、类别、结构、接触位置中至少一项。

13.如权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于，所述第二波信号的信号特征与所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项相关。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二波信号的信号特征包括：指纹、平均值、差分中至少一项；

所述指纹由所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项组成；

所述平均值是所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项的平均值；

所述差分是所述第二波信号的幅度、相位、频谱中至少一项的差分。

15.如权利要求1至14任一项所述的方法，其特征在于，所述第一波信号和所述第二波信号均是声波信号。

16.如权利要求1至15任一项所述的方法，其特征在于，所述第一波信号和所述第二波信号均是超声波信号。

17.如权利要求1至14任一项所述的方法，其特征在于，所述第一波信号和所述第二波信号均是电磁波信号。

18.一种交互系统，其特征在于，所述系统包括：

一发送装置，用于发送一第一波信号；

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述判断装置，用于将接收到的第二波信号的信号特征与一基准信号特征相比较，根据比较结果判断所述用户身体是否与一物体相接触。

20.如权利要求18或19所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

一识别装置，用于在所述用户身体与所述物体相接触的情况下，根据接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述识别装置，用于在所述用户身体与所述物体相接触的情况下，根据已知物体对应的第二波信号的信号特征和接收到的第二波信号的信号特征识别所述物体。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

一存储装置，用于预先存储所述已知物体对应的第二波信号的信号特征。

23.如权利要求21或22所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

一确定装置，用于预先确定所述已知物体对应的第二波信号的信号特征。

24.如权利要求18至23任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

一执行装置，用于根据识别结果执行相应操作。

25.如权利要求18至24任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：腕带、指环中至少一项。