CN105353906B - 轨迹预测系统及轨迹预测方法 - Google Patents
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Abstract
一种轨迹预测系统及方法，运行于电子装置中，该电子装置具有用于识别手势或虚拟操作的感应结构，该轨迹预测系统与该感应结构相配合，用于预测在该电子装置上所发生的手势操作的路线轨迹，该轨迹预测系统包括：起点检测模块，用于检测该路线轨迹的轨迹起点；读取模块，用于读取该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标；及轨迹计算模块，用于根据该轨迹起点及起点后预定数量轨迹点的坐标计算后续轨迹点的坐标。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨迹预测系统及轨迹预测方法。
背景技术
触摸屏技术作为一种人机交互方式因方便快捷而得到广泛应用。当使用者接触触摸屏时，处理器将触摸屏接收之信息处理后执行动作。然而，由于显示器延迟及处理器处理信息所需时间而导致执行动作较接触触摸屏的时间存在时间延迟，尤其是轨迹较长的触摸操作，如画线时，显示器显示时间与触摸时间延迟较为明显。同样在虚拟现实设备中，使用者的动作轨迹在三维空间内需要更多计算而导致动作执行的时间延迟明显。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种轨迹预测系统及轨迹预测方法。
一种轨迹预测系统，运行于电子装置中，该电子装置具有用于识别手势或虚拟操作的感应结构，该轨迹预测系统与该感应结构相配合，用于预测在该电子装置上所发生的手势操作的路线轨迹，该轨迹预测系统包括：
起点检测模块，用于检测该路线轨迹的轨迹起点；
读取模块，用于读取该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标；及
轨迹计算模块，用于根据该轨迹起点及起点后预定数量轨迹点的坐标计算后续轨迹点的坐标。
一种轨迹预测方法，运行于电子装置中，该电子装置具有用于识别手势或虚拟操作的感应结构，该轨迹预测方法与该感应结构相配合，用于预测在该电子装置的路线轨迹，该轨迹预测方法包括：
检测轨迹起点；
读取该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标；及
根据该轨迹起点及起点后预定数量轨迹点的坐标计算后续轨迹点的坐标。
相较于现有技术，本发明的轨迹预测系统及轨迹预测方法，可根据轨迹起点及起点后预定数量的轨迹点的坐标计算后续轨迹点的坐标，从而实现轨迹预测避免待轨迹发生后再计算的时间延迟。
附图说明
图1是本发明轨迹预测系统一实施例运行环境的硬件架构图。
图2是图1所示的轨迹预测系统预测轨迹示意图。
图3是本发明轨迹预测方法一实施例的流程图。
图4是本发明轨迹预测系统另一实施例运行环境的硬件架构图。
图5是图4所示的轨迹预测系统预测轨迹示意图。
图6是图4所示的轨迹预测系统修正轨迹示意图。
图7是本发明轨迹预测方法另一实施例的流程图。
主要元件符号说明
| 电子装置 | 100、300 |
| 轨迹预测系统 | 10、30 |
| 起点检测模块 | 12、32 |
| 读取模块 | 14、34 |
| 轨迹计算模块 | 16、36 |
| 轨迹修正模块 | 38 |
| 存储器 | 102、302 |
| 处理器 | 104、304 |
| 步骤 | S201~S205、S401~S407 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明轨迹预测系统10一实施例运行环境的硬件架构示意图。该轨迹预测系统10应用于电子装置100中。在本实施例中，该电子装置100可以是，但不限于，智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑以及移动互联网设备(MID)、虚拟现实设备(Virtual Reality)等。该轨迹预测系统10用于预测使用者操作该电子装置100的路线轨迹。在本实施例中，该电子装置100为具有触控功能的电子装置，该触控功能由触控屏101来实现，该触摸屏101可为一内嵌式触控屏或一外挂式触控屏。该轨迹预测系统10能够与该电子装置100的触控屏101中能够感应手势操作的感应结构相配合，并通过该电子装置100的触控感应驱动芯片来获取预测所需的基础数据。该触控感应驱动芯片读取该触控屏101感应的感应信号并根据该感应信号分析出触摸点的坐标位置及触碰动作形态，如滑动触摸或点击触摸。当判断为滑动触摸操作时，该轨迹预测系统10被触发启动。在其他实施例中，该电子装置100为用于感测使用者头、眼、手等虚拟操作的轨迹的虚拟现实设备，当该电子装置100判断使用者的通过非起始点动作时，该轨迹预测系统10被触发启动。
该轨迹预测系统10包括起点检测模块12、读取模块14与轨迹计算模块16。该轨迹预测系统10可固化在电子装置100的操作系统中，也可存储在电子装置100的存储器104中，并由该电子装置100的处理器102执行，以预测使用者操作该电子装置100的路线轨迹。在本实施例中，该触控屏的感应结构感应发生在该触摸屏上的手势操作并将该触摸操作转化为感应信号传送给触控感应驱动芯片，该触控感应驱动芯片分析该电信号以得到包括触摸点坐标位置及触碰动作形态等基础数据于该处理器102，以使该处理器102执行该轨迹预测系统10。
请一并参阅图2，图2是图1所示的轨迹预测系统10预测轨迹示意图。该起点检测模块12用于检测轨迹起点。在本实施例中以预测平面上的轨迹，如触摸屏上的触摸轨迹进行说明，但不限于平面，如在三维立体空间中应用的虚拟现实设备同样适用。所述起点检测模块12检测出轨迹L1的起点并记录该起点为第一点P1且坐标为(X1,Y1)。
该读取模块14读取该轨迹L1起点后预定数量轨迹点的坐标。在本实施方式中，该读取模块14读取该起点后二轨迹点的坐标并记录为第二点P2、第三点P3并分别记为P2(X2,Y2)、P3(X3,Y3)。
该轨迹计算模块16用于根据该轨迹起点与该起点后预定数量的轨迹点坐标计算后续轨迹点的坐标。具体地，定义相邻轨迹点之间的距离D(n)=((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间的斜率S(n)=(Yn-Y(n-1))/((Xn-X(n-1))。且D(n)=2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)=2*S(n-1)-S(n-2)，其中n表示该轨迹L1的第n点。由于该轨迹L1的起点及该起点后二轨迹点的坐标分别为(X1,Y1) 、(X2,Y2)、(X3,Y3)，因此可根据前述第一到第三点的坐标计算获取第四点P4的坐标(X4,Y4)，然后依序计算第五点P5(X5,Y5)、第六点P6(X6,Y6)。在本实施例中，该预测坐标点的数量根据该电子装置100的延迟时间与每二相邻轨迹点的间隔时间确定，如电子装置100的延迟时间为80ms而每二相邻轨迹点的间隔时间为6.6ms时则轨迹L1共12点即需要预测9个点。
该轨迹预测系统10将该计算之后续轨迹点的坐标显示于该触控屏101上。
请一并参阅图3，图3是本发明轨迹预测方法一实施例的流程图。
步骤S201，该起点检测模块12用于检测轨迹起点。在本实施例中以预测平面上的轨迹，如触摸屏上的触摸轨迹进行说明，但不限于平面，如在三维立体空间中应用的虚拟现实设备同样适用。所述起点检测模块12检测出轨迹L1的起点并记录该为第一点P1且坐标为(X1,Y1)。
步骤S203，该读取模块14读取该轨迹L1起点后预定数量轨迹点的坐标。在本实施方式中，该读取模块14读取该起点后二轨迹点的坐标并记录为第二点P2、第三点P3并分别记为P2(X2,Y2)、P3(X3,Y3)。
步骤S205，该轨迹计算模块16用于根据该轨迹起点与该起点后预定数量的轨迹点坐标计算后续轨迹点的坐标。具体地，定义相邻轨迹点之间的距离D(n)=((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间的斜率S(n)=(Yn-Y(n-1))/((Xn-X(n-1))。且D(n)=2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)=2*S(n-1)-S(n-2)。由于该轨迹L1的起点及该起点后二轨迹点的坐标分别为(X1,Y1) 、(X2,Y2)、(X3,Y3)，因此可根据前述第一到第三点的坐标计算获取第四点P4的坐标(X4,Y4)，然后依序计算第五点P5(X5,Y5)、第六点P6(X6,Y6)。在本实施例中，该预测坐标点的数量根据该电子装置100的延迟时间与每二相邻轨迹点的间隔时间确定，如电子装置100的延迟时间为80ms而每二相邻轨迹点的间隔时间为6.6ms时则轨迹L1共12点即需要预测9个点。
该轨迹预测方法还包括将该计算之后续轨迹点的坐标显示于该触控屏101上。
请参阅图4，图4是本发明轨迹预测系统30另一实施例运行环境的硬件架构示意图。该轨迹预测系统30应用于电子装置300中。在本实施例中，该电子装置300可以是，但不限于，智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑以及移动互联网设备(MID)、虚拟现实设备(VR)等。该轨迹预测系统30用于预测使用者操作该电子装置300的路线轨迹。在本实施例中，该电子装置300为具有触控功能的电子装置，该触控功能由触控屏301来实现，该触控屏301可为一内嵌式触控屏或一外挂式触控屏来实现。该轨迹预测系统30可通过该电子装置300的触控感应驱动芯片来实现，该触控感应驱动芯片读取该触控屏301感应的感应信号并根据该感应信号分析出触摸点的坐标位置及触碰动作形态，如滑动触摸或点击触摸。当判断为滑动触摸操作时，该轨迹预测系统30被触发启动。在其他实施例中，该电子装置300为用于感测使用者头、眼、手等轨迹的虚拟现实设备，当该电子装置300判断使用者通过非起始点动作时，该轨迹预测系统30被触发启动。
该轨迹预测系统30包括起点检测模块32、读取模块34、轨迹计算模块36与轨迹修正模块38。该轨迹预测系统30可固化在电子装置300的操作系统中，也可存储在电子装置300的存储器304中，并由该电子装置300的处理器302执行，以预测使用者操作该电子装置300的路线轨迹。
请一并参阅图5，图5是图4所示的轨迹预测系统预测轨迹示意图。该起点检测模块32用于检测轨迹起点。在本实施例中以预测平面上的轨迹，如触摸屏上的触摸轨迹进行说明，但不限于平面，如在三维立体空间中应用的虚拟现实设备同样适用。所述起点检测模块32检测出预测轨迹L11的起点并记录该起点为第一点P11且坐标为(x1,y1)。
该读取模块34读取该预测轨迹L11起点后预定数量轨迹点的坐标。在本实施方式中，该读取模块34读取该起点后二轨迹点的坐标并记录为第二点P12、第三点P13并分别记为P12(x2,y2)、P13(x3,y3)。
该轨迹计算模块36用于根据该轨迹起点与该起点后预定数量的轨迹点坐标计算后续轨迹点的坐标。具体地，定义相邻轨迹点之间的距离D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间的斜率S(n)=(yn-y(n-1))/((xn-x(n-1))。且D(n)=2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)=2*S(n-1)-S(n-2)。由于该预测轨迹L11的起点及该起点后二轨迹点的坐标分别为(x1,y1) 、(x2,y2)、(x3,y3)，因此可根据前述第一到第三点的坐标计算获取第四点P14的坐标(x4,y4)，然后依序计算第五点P15(x5,y5)、第六点P16(x6,y6)。在本实施例中，该预测坐标点的数量根据该电子装置300的延迟时间与每二相邻轨迹点的间隔时间确定，如电子装置300的延迟时间为80ms而每二相邻轨迹点的间隔时间为6.6ms时则预测轨迹L11共12点即需要预测9个点。
请一并参阅图6，图6是图4所示的轨迹预测系统修正轨迹示意图。该轨迹修正模块38根据该预定数量的轨迹点的后续实际点位坐标对该预测轨迹L11进行修正。具体地，当使用者操作轨迹的第四点P14坐标为(x4’,y4’)时，该轨迹修正模块38根据公式D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间的斜率S(n)=(yn-y(n-1))/((xn-x(n-1))，且D(n)=2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)=2*S(n-1)-S(n-2)将该第五点P15、第六点P16的坐标修正为(x5’,y5’)、(x6’,y6’)。且当使用者的操作轨迹的第五点坐标与预测轨迹L11的第五点坐标不同时，该轨迹修正模块38亦对该预测轨迹的第六点P16坐标进行修正。
该轨迹预测系统10将该修正之后续轨迹点的坐标显示于该触控屏301上。
请一并参阅图7，图7是本发明轨迹预测方法另一实施例的流程图。
步骤S401，该起点检测模块32用于检测轨迹起点。在本实施例中以预测平面上的轨迹，如触摸屏上的触摸轨迹进行说明，但不限于平面，如在三维立体空间中应用的虚拟现实设备同样适用。所述起点检测模块32检测出轨迹L11的起点并记录该为第一点P11且坐标为(x1,y1)。
步骤S403，该读取模块34读取该轨迹L11起点后预定数量轨迹点的坐标。在本实施方式中，该读取模块34读取该起点后二轨迹点的坐标并记录为第二点P12、第三点P13并分别记为P12(x2,y2)、P13(x3,y3)。
步骤S405，该轨迹计算模块36用于根据该轨迹起点与该起点后预定数量的轨迹点坐标计算后续轨迹点的坐标。具体地，定义相邻轨迹点之间的距离D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间的斜率S(n)=(yn-y(n-1))/((xn-x(n-1))。且D(n)=2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)=2*S(n-1)-S(n-2)。由于该预测轨迹L11的起点及该起点后二轨迹点的坐标分别为(x1,y1) 、(x2,y2)、(x3,y3)，因此可根据前述第一到第三点的坐标计算获取第四点P14的坐标(x4,y4)，然后依序计算第五点P15(x5,y5)、第六点P16(x6,y6)。在本实施例中，该轨迹预测系统30预测坐标点的数量根据该电子装置300的延迟时间与每二相邻轨迹点的间隔时间确定，如电子装置300的延迟时间为80ms而每二相邻轨迹点的间隔时间为6.6ms时则预测轨迹L11共12点即需要预测9个点。
步骤S407，该轨迹修正模块38根据该预定数量的轨迹点的后续实际点位坐标对该预测轨迹L11进行修正。具体地，当使用者操作轨迹的第四点P14坐标为(x4’,y4’)时，该轨迹修正模块38根据公式D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间的斜率S(n)=(yn-y(n-1))/((xn-x(n-1))，且D(n)=2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)=2*S(n-1)-S(n-2)将该第五点P15、第六点P16的坐标修正为(x5’,y5’)、(x6’,y6’)。且当使用者的操作轨迹的第五点坐标与预测轨迹L11的第五点坐标不同时，该轨迹修正模块38亦对该预测轨迹的第六点坐标进行修正。
本发明的轨迹预测系统与轨迹预测方法可以根据轨迹起点与起点后预定数量的点位坐标对轨迹进行预测，从而避免待轨迹发生后再计算的时间延迟。进一步，本发明的轨迹预测系统还可根据该预定数量的轨迹点的后续实点位坐标对该预测轨迹L11进行修正以提高轨迹预测的准确性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种轨迹预测系统，运行于电子装置中，该电子装置具有用于识别手势或虚拟操作的感应结构，该轨迹预测系统与该感应结构相配合，用于预测在该电子装置上所发生的手势操作的路线轨迹，该轨迹预测系统包括：
起点检测模块，用于检测该路线轨迹的轨迹起点；
读取模块，用于读取该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标；及
轨迹计算模块，用于根据该轨迹起点及该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标计算后续轨迹点的坐标；该轨迹计算模块定义相邻轨迹点之间的距离D(n)＝((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间连线的斜率S(n)＝(Yn-Y(n-1))/(Xn-X(n-1))，且D(n)＝2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)＝2*S(n-1)-S(n-2)，其中n表示该路线轨迹的第n点，Xn表示第n点的横坐标，Yn表示第n点的纵坐标，X(n-1)表示第n-1点的横坐标，Y(n-1)表示第n-1点的纵坐标，Dn表示第n点与第n-1点之间的距离，D(n-1)表示第n-1点与第n-2点之间的距离，D(n-2)表示第n-2点与第n-3点之间的距离，Sn表示第n点与第n-1点之间连线的斜率，S(n-1)表示第n-1点与第n-2点之间连线的斜率，S(n-2)表示第n-2点与第n-3点之间连线的斜率距离；该轨迹计算模块根据以上公式计算该路线轨迹中每一后续轨迹点的坐标；该后续轨迹点的坐标显示于电子装置上，并将该轨迹起点、预定数量轨迹点及该后续轨迹点之间连线以形成预测轨迹；该后续轨迹点的数量根据该电子装置的延迟时间与每二相邻轨迹点的间隔时间确定。
2.如权利要求1所述的轨迹预测系统，其特征在于，所述起点检测模块检测出该路线轨迹的起点并记录该起点为第一点。
3.如权利要求2所述的轨迹预测系统，其特征在于，该读取模块读取该起点后二轨迹点的坐标。
4.如权利要求3所述的轨迹预测系统，其特征在于，该轨迹预测系统还包括轨迹修正模块，用于根据该预定数量的轨迹点的后续实际点位坐标对该预测轨迹进行修正。
5.一种轨迹预测方法，运行于电子装置中，该电子装置具有用于识别手势或虚拟操作的感应结构，该轨迹预测方法与该感应结构相配合，用于预测在该电子装置的路线轨迹，该轨迹预测方法包括：
检测轨迹起点；
读取该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标；及
根据该轨迹起点及该轨迹起点后预定数量轨迹点的坐标计算后续轨迹点的坐标；定义相邻轨迹点之间的距离D(n)＝((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相邻轨迹点之间连线的斜率S(n)＝(Yn-Y(n-1))/(Xn-X(n-1))，且D(n)＝2*D(n-1)-D(n-2)，S(n)＝2*S(n-1)-S(n-2)，其中n表示该路线轨迹的第n点，Xn表示第n点的横坐标，Yn表示第n点的纵坐标，X(n-1)表示第n-1点的横坐标，Y(n-1)表示第n-1点的纵坐标，Dn表示第n点与第n-1点之间的距离，D(n-1)表示第n-1点与第n-2点之间的距离，D(n-2)表示第n-2点与第n-3点之间的距离，Sn表示第n点与第n-1点之间连线的斜率，S(n-1)表示第n-1点与第n-2点之间连线的斜率，S(n-2)表示第n-2点与第n-3点之间连线的斜率距离；根据以上公式计算该路线轨迹中每一后续轨迹点的坐标；该后续轨迹点的数量根据该电子装置的延迟时间与每二相邻轨迹点的间隔时间确定；
该后续轨迹点的坐标显示于电子装置上，并将该轨迹起点、预定数量轨迹点及该后续轨迹点之间连线以形成预测轨迹。
6.如权利要求5所述的轨迹预测方法，其特征在于，检测出轨迹的起点并记录该起点为该预测轨迹的第一点。
7.如权利要求6所述的轨迹预测方法，其特征在于，读取该起点后二轨迹点的坐标。
8.如权利要求5所述的轨迹预测方法，其特征在于，该轨迹预测方法还包括根据该预定数量的轨迹点的后续实际点位坐标对该预测轨迹进行修正。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180828 Termination date: 20211021 |