CN105657160A - 在电子设备之间进行基于手势的数据交换的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微电子领域,特别地,涉及数字数据传输,可用于在电子设备用户之间交换数据,可包括使用适合用户佩戴的附加电子数据交换单元的手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。一种在电子设备之间进行基于手势的数据交换的方法,包括:将用户电子设备与至少一个数据交换电子单元无线连接;由至少两个电子数据交换单元捕捉握手事件;中断用户电子设备与捕捉了握手事件的电子数据交换单元之间的无线连接;由捕捉了握手事件的至少一个数据交换电子单元扫描射频频谱,以与捕捉了握手事件的另一个电子数据交换单元建立无线电通信;定义捕捉了握手事件的电子数据交换单元的等待时间;通过等待时间较短的数据单元的无线电信道,将数据从等待时间较短的电子数据交换单元传输到等待时间较长的电子数据交换单元;接收来自等待时间较长的电子数据交换单元的数据;通过等待时间较长的电子数据交换单元的无线电信道,将数据从等待时间较长的电子数据交换单元传输到等待时间较短的电子数据交换单元;等待时间较短的电子数据交换单元接收数据;将用户电子设备与捕捉了握手事件的电子数据交换单元无线连接;将数据从捕捉了握手事件的电子数据交换单元传输到与电子数据交换单元连接的用户电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及微电子领域,特别地,涉及数字数据传输,可用于在电子设备用户之间进行数据交换,可包括使用适合用户佩戴的附加电子数据交换单元的手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。更特别地,本发明公开了一种在由用户手势启动的这种电子单元之间进行数据交换,随后将数据发送给用户的电子设备,进行数据储存、处理等的方法。特别地,本发明可应用于会议、讨论会以及类似活动中,以便在佩戴了电子数据单元(例如,腕戴式单元),拥有智能手机或带无线通信模块的任何其他类似设备的用户之间交换详细的联系信息和其他数据。
背景技术
本领域已知有类似方法,与本发明最接近的方法如下所述:
2011年3月30日公布的申请EP2302881A1包含以下信息:当用户设备接近,且其重新定位被与设备处理器连接的加速度计捕捉时,利用NFC协议在移动设备之间交换数据(包含连接细节)的方法和系统。
2012年7月10日公布的专利US8219028B1涉及当各种级别的预定事件被加速度计捕捉时,针对设备定位的变化而在移动设备之间进行的数据交换。
2013年2月5日公布的专利US8370501B2描述了当预定手势中的特定手势触发对用于交换数据的设备的搜索,并与手势所指向的这些设备建立连接时的在设备之间交换数据的方法。
2004年1月1日公布的申请US2004/0003133A1涉及当捕捉到设备的相同重新定位(例如,握手)时,基于在设备之间建立的连接而在设备之间进行通信的方法。
2011年4月7日公布的申请US2011/0081923A1也公开了一种加速度计从移动设备传输数据的方法。通过所述加速度计识别移动设备屏幕上的特定运动并发送数据作为响应。
2011年4月14日公布的申请US2011/0088002A1公开了一种利用安装在移动设备上的软件应用将内容从一个移动设备传输到另一个移动设备的方法。所述软件应用用于捕捉设备重新定位(描述为预定运动),并向设备传输数据。
2012年5月24日公布的申请US2012/0128154A1公开了一种在设备之间建立加密连接的方法,所述方法包括用靠近很近设备的声频频谱中的秘钥交换数据,并在秘钥交换之后在设备之间建立连接。
2012年8月16日公布的申请US2012/0206262A1公开了设备之间的数据交换,其中,两个设备之间共有的事件(例如,握手)触发对设备的识别以及两者之间的数据交换。
2012年12月13日公布的申请US2012/0317024A1公开了具有一组传感器(包括加速度计)的设备,所述传感器用于捕捉参数组中的特定参数的变化,并在这些参数一致时传输数据。
2013年6月4日公布的申请US2013/0169571A1公开了一种优选用触摸屏上的手势在移动设备之间交换数据的方法,以及用于将两个设备配对的独立服务器。
2011年9月29日公布的国际申请WO2011/119499A2包含以下信息:一种由运动传感器捕捉设备的特定运动,以及接收输入信号并根据运动捕捉与信号接收之间的时间进行动作(特别是数据交换)的方法。
2014年12月24日公布的国际申请WO2014/205201A1公开了一种在两个设备上存储有参数的情况下,两个设备在物理位置上接近时由每个设备捕捉特定物理参数而在两个设备之间交换数据的方法描述。
2015年7月2日公布的国际申请WO2015/099954A1公开了从一个设备发送数据(包括标识符)时通过无线通信信道在两个设备之间进行的数据交换。
通过移动设备相互靠得很近,以及执行特定手势来开始数据传输的在用户之间交换数据的方法在本领域已知。根据LarsErikHolmquist、FriedemannMattern、BerntSchiele、PetteriAlahuhta、MichaelBeigl和Hans-W.Gellersen:聪明的朋友:用户在智能人工制品之间简单建立连接的技术(2001年10月16日发布)、NicolaiMarquardt、TillBallendat、SebastianBoring、SaulGreenberg、KenHinckley:逐步接触:作为迫近函数促进数字设备之间的信息交换(发布于2012年美国计算机协会交互式桌面国际大会纪要,ACM纽约,纽约,美国2012,第31-40页)。
2014年12月17日公布的申请EP2813921A1公开了基于用户手持的设备之间的数据交换,当捕捉一组预定位置的第一和第二设备重新定位因素(例如,握手)时,通过在设备之间建立通信信道而进行通信服务的方法和设备(说明书,[0073])。
与本发明提出的解决方案最接近的是2015年6月25日公布的国际申请WO2015/094220A1中公开的数据交换方法,该申请公开了在设备接近时捕捉预定为数据交换请求的事件之后,在用户佩戴的设备之间进行的数据交换过程。相同电子设备之间的数据交换过程通过以下步骤触发:由另一个类似设备预搜索用户电子设备,以进一步进行数据交换;捕捉问候事件,特别是通过握手捕捉;随后发送另一个电子设备的识别消息;等待另一个电子设备确认;由用户在其电子设备上选择要传输的数据;将数据传输到另一个电子设备;接收来自另一个电子设备的数据传输请求;以及,在确认请求后由另一个电子设备传输数据。握手事件的捕捉分为两个步骤:特定接近程度下的设备定位,以及用户通过问候事件,特别是通过握手进行的问候。
上文所述的所有解决方案可在用户电子设备之间交换数据;但是,这些解决方案要求要么在用户电子设备上预先安装并运行软件应用,之后需要进行特定动作(手势等),要么在特定半径内预搜索类似设备,识别欲交换数据的设备,随后进行数据交换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种当捕捉握手事件时使用附加的用户佩戴电子单元在用户电子设备之间进行数据交换的方法,通过改变要采取的步骤的顺序,以便于开始进行数据传输,并增加与捕捉握手事件相关的其他步骤,从而简化电子单元之间以及电子单元与对应用户电子设备之间的数据传输的启动。本发明的另一个目的在于通过仅在欲进行数据传输的设备之间传输数据,以提高数据传输精度。
这个任务是这样的,即:根据本文所述的基于手势的电子设备之间的数据交换方法,用户电子设备与至少一个数据交换电子单元无线连接;由至少两个电子数据交换单元捕捉握手事件;中断用户电子设备与捕捉了握手事件的电子数据交换单元之间的无线连接;由捕捉了握手事件的至少一个数据交换电子单元扫描射频频谱,以与捕捉了握手事件的另一个电子数据交换单元建立无线电通信;定义捕捉了握手事件的电子数据交换单元的等待时间;通过等待时间较短的数据单元的无线电信道,数据从等待时间较短的电子数据交换单元传输到等待时间较长的电子数据交换单元;等待时间较长的电子数据交换单元接收数据;通过等待时间较长的电子数据交换单元的无线电信道,数据从等待时间较长的电子数据交换单元传输到等待时间较短的电子数据交换单元;等待时间较短的电子数据交换单元接收数据;用户电子设备与捕捉了握手事件的电子数据交换单元进行无线连接;数据从捕捉了握手事件的电子数据交换单元传输到与电子数据交换单元连接的用户电子设备。
一旦捕捉到握手事件,上述一系列步骤会触发电子数据交换单元之间的数据交换,即,通过发送邀请,随后捕捉触发设备识别的事件,无需预搜索数据交换设备,便可进行本领域中已知的WO2015094220A1和EP2813921A1中所述的数据交换和数据传输。这一系列步骤大大简化了数据传输方法。根据所述方法,捕捉用户对每个电子数据交换单元的手部接触和重力加速度,以触发数据交换。仅在用户的手部接近到一定程度(因此捕捉第一关键事件因素),并从10g加速到0(因此捕捉第二关键事件因素)的握手事件中,才能实现这一点。因此,安装在每个电子数据交换单元上的加速度计明确无误地捕捉事件,以便可在明确欲进行数据传输的设备之间触发数据传输,防止单元误操作。除在其电子设备,例如,智能手机以及用户佩戴的电子数据交换单元(例如,腕戴式)之间建立无线连接,并与欲用其电子设备进行数据交换的另一个用户握手之外,用户无需采取进一步步骤便可触发数据传输。与现有技术中已知的方法相比,本发明大大简化了数据交换方法。在现有技术中,为了触发数据传输过程,要么需要对周围区域进行预扫描,以搜索类似的电子设备,随后选择目标设备进行数据传输,当在一定距离内放置多个设备时,这种方法显得困难;要么在欲进行数据交换的所有电子设备上安装特定软件应用程序(没有安装这种应用程序时,难以或无法进行数据交换),由用户运行这种应用程序并采取特定步骤(例如,如EP2302881A1所述的根据近场通信(NFC)技术的要求接近电子设备、如WO2011119499所述的将设备互相接触或相抵、利用Bump应用程序执行)。
在一个实施例中,通过捕捉用户的手部对所佩戴的电子数据交换单元的接触,随后由电子数据交换单元捕捉重力加速度,从而由至少两个电子数据交换单元捕捉握手事件。如上所述,这可提高触发电子数据交换单元将数据传输给捕捉了类似事件的另一个电子数据交换单元的事件的识别精度。
在另一个实施例中,可由安装在电子数据交换单元上的加速度计捕捉用户的手部接触和重力加速度,所述电子数据交换单元起数据传输调节器的作用,并捕捉用于触发数据传输的握手事件。
在另一个实施例中,可由电子数据交换单元预定义无线电频谱扫描的半径。电子数据交换单元可扫描的区域大致限于用户的手部长度,因此,限制了另一个单元或设备通过无线电信道与数据交换单元的无线电频谱连接的可能性。
在另一个实施例中,用户电子设备可通过蓝牙与电子数据交换单元无线连接,由此进一步简化了电子数据交换单元接收的数据向用户电子设备的传输,配备有基于蓝牙的数据传输的任何移动设备可用作这种设备。
在另一个实施例中,传输保存在电子数据交换单元上的数据,以在用户电子设备与其电子单元之间的无线连接中断的状态下在电子单元之间进行数据交换,因此,用户无需在其电子设备(智能手机)上选择要传输的数据,并且,结合上述步骤,当没有采取进一步步骤时,这确保用户之间可进行完全自动的数据交换。
根据上述实施例,将由电子数据交换单元进一步传输的数据的存储可在用户电子设备与电子数据交换单元的第一次无线连接期间完成,由此,进一步简化了数据传输方法,因为用户不再选择要交换的数据,一旦如上文所述捕捉了握手事件,数据传输会自动进行。
在另一个实施例中,数据储存、用户电子设备与电子数据交换单元的无线连接,以及电子数据交换单元的无线电频谱扫描可由安装在电子数据交换单元上的处理器完成,由此可进行所述方法,因此简化了用于实施所述方法的电子单元的结构,这一点对于小型腕戴式单元来说特别重要。
在另一个实施例中,从至少一个用户电子设备接收的数据可进一步传输到通过互联网连接的至少一个服务器上,这样接收的数据可进一步由至少一个服务器利用至少一个数据库存储,由此,数据存储和进一步的数据处理不仅由接收来自电子单元的数据的用户电子设备(智能手机)完成,还由可能使用所述服务器和数据库的其他设备完成,特别是用户或要保存数据的其他用户通过(例如)互联网利用云技术等进行远程访问。
在另一个实施例中,用户电子设备可接受来自电子数据交换单元的数据,数据可利用安装在用户电子设备上的软件应用程序从用户电子设备传输到服务器,由此,除数据接收之外,随后还可在用户电子设备上查看、处理数据,并发送给其他用户等。
在另一个实施例中,可使用配备有蓝牙无线通信技术的手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑作为用户电子设备,由此,可将电子设备与电子数据单元连接,可从电子数据单元接收数据。
在另一个实施例中,可使用腕戴式手环作为电子数据交换单元,使得这种手环可靠、准确地捕捉拥有这种腕戴式电子单元的两个用户之间的握手事件。
在另一个实施例中,可通过安装在电子数据交换单元上的数据总线I2С将用户手部接触捕捉和重力加速度捕捉数据从加速度计传输到处理器,由此,处理器可靠地从腕戴式电子单元上的加速度计接收握手事件的信息。
附图说明
本发明由所述数据交换方法和用于执行该方法的电子数据交换单元以下示例性实施例结合下文所述的附图进行了图解说明,在附图中:
-图1是电子数据交换单元的一般流程图,
-图2是包括图1的流程图所示的模块的电子数据交换单元的基本流程图,
-图3是用户电子设备之间的数据交换过程以及随后在服务器上或在数据库内进行的数据存储的流程图,
-图4是由电子数据交换单元内的微处理器在实施的数据交换过程算法,
-图5是软件应用程序搜索模式下用各种参数对联系人进行分类的用户智能手机界面的图像,
-图6是软件应用程序显示由上述方法接收到的特定联系人的用户智能手机界面图像。
具体实施方式
对本发明进行图解说明的材料,以及所述方法和电子数据交换单元的特定实施例的示例并不以任何方式限制附加权利要求的范围,而用于更好地解释本发明的主旨。
所述电子数据交换单元包括模块,例如,充电和电源单元1、稳压器2、电池3、电压控制器4、电荷测试开关5、其中集成有蓝牙无线数据传输设备7的微处理器6、加速度计8和无线电信道单元9(根据图1(电子数据交换单元的一般流程图)以及图2(电子数据交换单元的基本流程图,显示根据图1所示的电子数据交换单元的单独功能模块))。微处理器6与稳压器2、电荷测试开关5、加速度计8和无线电信道单元9连接。稳压器2与电池3、电压控制器4和电荷测试开关5连接。电压控制器4与充电和电源单元1连接。
充电和电源单元1包括用于向电压控制器4供电的USB端口,所述电压控制器4调节电池3的电荷。电压进一步提供给稳压器2,以将电压降低到所需水平,由此对电子数据交换单元的整个电路进行供电。所述电子数据交换单元首次用USB端口打开,随后通过电池3供电。
稳压器2用于无论电池3进入电子数据交换单元的入口点的电压有何变化,都将输入电压保持在稳定水平。稳压器2还有助于调节电子数据交换单元的第一次启动打开,即,在所述单元第一次打开前,用USB端口而不是电池对其供电,因为稳压器的出口点已闭合。当所述单元第一次在具有能对单元供电的USB端口的任何设备上打开时,向稳压器提供开路电压,由此,所述处理器打开,在任意入口点自动设置逻辑级,以将稳压器保持在断开状态,以进一步使用所述单元。
电压控制器4起到电池3的电荷调节器的作用。当对电池3进行充电时,电流通过电压控制器4流向电池3,在需要时,电压控制器4可对电流进行限制。电池3充满电时,饱和电压开始流经微电路,在泄漏时,电压控制器4将电池3与充电单元断开。
配置有电荷测试开关5,因此,微处理器6可检验电池3的电荷水平。开关5处于备用模式。当要限定电荷水平时,在微处理器6的任一出口建立逻辑级,由此,处理器可立即获得电池3的电荷水平的信息。另外,在微处理器入口处设置逻辑零,使开关5切换到备用模式。这可节省单元将从电池中消耗的电量。
微处理器6用于对所有功能模块进行控制和整流,如上所述,随后切换到其端口上,这些模块之间,以及用户电子设备,例如,智能手机上。所需的功能和数据处理的顺序遵循图4所示的算法。微处理器6使用的标准化命令确保单元的上述模块与智能手机协调运行。微处理器6的芯片包括集成蓝牙单元7和无线电信道单元9。
集成蓝牙单元被指定在电子数据交换单元与用户电子设备(例如,智能手机)之间传输数据。集成蓝牙单元还可被配置成用户电子设备控制并设置所述单元。
无线电信道单元9起到电子数据交换单元之间的信息的直接收发机的作用。无线电信道单元9的主要部分集成在微处理器6的芯片内,无线电信道单元9的外部包括系统,所述系统具有配置成用于实现10m内的电子数据交换单元之间的数据传输的电容器、电感器和天线。
上述使用电子数据交换单元在电子设备之间进行基于手势的数据交换的方法的实施方式如下(参见图3)。
在默认情况下,电子数据交换单元10通过蓝牙与对应用户电子设备11(例如,智能手机)连接。一旦加速度计8通过以上述方式连续捕捉两个因素而识别到握手事件,微处理器6会接收到握手事件捕捉信号。这可触发微处理器6的中断,微处理器6关闭蓝牙单元7,打开无线电信道单元9,以传输数据。对于所有电子单元10而言,传输代码均相同。电子单元10扫描30cm(预设)半径内的区域,一旦识别到欲进行数据交换的另一个电子单元10(数据交换的意愿是通过捕捉另一个单元10的握手事件而自动确定的),两个单元10的处理器随机设置无线电信道单元9的等待时间,以确定在单元10之间传输和接收信息的顺序。由于在一个单元10上设置的等待时间与另一个单元10上设置的不同,等待时间较短(结束较早)的第一单元10用于传输数据,因此,另一个单元10接收信息,并用于通过无线电信道接收数据。一旦接收到数据,单元10切换其‘数据接收/传输’模式,因此,单元10再次利用无线电信道交换数据。对本方法进行的测试证明,整个数据交换过程约需4秒。如果此时段内没有发生数据交换,即,两个单元10没有接收数据,则会捕捉到数据交换错误信息,微处理器6关闭无线电信道单元9,打开蓝牙单元7,以与智能手机11连接。电子单元10之间的数据,以及电子单元10与对应的用户电子设备11之间的数据可用数据包传输,因此,数据总量被分成多个部分(数据包),这些数据包被连续传输,并在用户电子设备11上合并成一组数据。这进一步增加了数据交换速率,提高了用户电子设备11接收数据的可靠性。
待传输数据可包括利用上述智能手机11预先记录在单元10中的用户联系信息或用户可能要求的任何其他信息。数据可记录在单元10内,因此为单元10的微处理器6分配了特定存储区域,该存储区域足以存储这些数据,或者,可用本领域中已知的其他方式记录。
安装在用户电子设备11(例如,智能手机)上的软件应用程序用于显示和处理详细用户资料和联系人列表,例如,添加、删除数据或拦截对数据的访问。另外,所述软件应用程序可通过互联网访问专业社交网络,可将接收的数据与用户资料同步,可通过网络聊天进行通信。所述软件应用程序使用电子单元10,特别是腕戴式手环形式的电子单元10,通过蓝牙加以控制。具有上述功能的软件应用界面的一个示例如图5、6所示,其中,图5显示了软件应用程序处于搜索模式,按各种参数将联系人分类的用户智能手机界面,图6显示了软件应用程序显示用上述方法接收的特定联系信息的用户智能手机界面。
当利用上述软件应用将接收自用户电子单元11的数据传输到服务器12时,使用安装在服务器12上的软件应用程序的服务器端部分。所述服务器端部分用于进行与用户接收的数据的处理和存储相关联的应用进程,与用户电子单元11交互并对其请求做出响应,以及在可选择欲进行进一步处理的数据的情况下与数据库13交互。另外,可采用云技术存储输入数据。
微处理器NRF51822上嵌有单元10的原型模型,用于执行图1和图2所示的单元10的所有模块的联合运行。这些模块的运行由软件协调,并基于图4所示的算法。
单元10可由容量为80mA的锂离子电池3供电。为了防止电池烧坏,可使用设计有微芯片BQ25100的电压控制器4。一旦电池3充满电,电压控制器4将电池3与充电器切断。用于降低并稳定电源的稳压器2可设计有LP3990,用于提供所需的电压,并保护单元10的电路不受输入电压的任何变化的损坏。
电荷测试开关5可设计在场效应晶体管上。所述电荷测试开关5用于用微处理器6测试电池3的电荷水平,以节省单元10的电量。
可利用微芯片ADXL345设计加速度计8。当单元10在适当范围内的空间内重新定位时,加速度计8向微处理器6发送坐标,微处理器6处理这种信息,并根据获得的坐标范围,决定是否捕捉握手事件并传输数据。如果获得的坐标信息满足决策要求,则利用嵌入在频率为2.4GHz的无线电信道单元9的芯片中的微处理器6在单元10之间传输数据。随后通过蓝牙单元在单元10与智能手机11之间交换信息,所述蓝牙单元也嵌在处理器芯片内。
这个问题的解决方案可通过处理器的无线电信道实现,所述无线电信道用于以2.4GHz的频率传输信息。利用集成在微处理器6的芯片内的蓝牙单元在单元10与智能手机11之间传输数据。
优选地,单元10可设计为腕戴式手环的形式,可进一步包括数据传输、电池3充电/放电和单元10打开的LED指示灯。所述单元可由电池3供电,所述电池3可用(例如)USB端口进行充电。
Claims (14)
1.一种在电子设备之间进行基于手势的数据交换的方法,包括:
-用户电子设备与至少一个电子数据交换单元无线连接,
-由至少两个电子数据交换单元捕捉握手事件,
-中断用户电子设备与捕捉了握手事件的电子数据交换单元之间的无线连接,
-由捕捉了握手事件的至少一个电子数据交换单元扫描射频频谱,以与捕捉了握手事件的另一个电子数据交换单元建立无线电通信,
-定义捕捉了握手事件的电子数据交换单元的等待时间,
-通过等待时间较短的数据单元的无线电信道,将数据从等待时间较短的电子数据交换单元传输到等待时间较长的电子数据交换单元,
-接收来自等待时间较长的电子数据交换单元的数据,
-通过等待时间较长的电子数据交换单元的无线电信道,将数据从等待时间较长的电子数据交换单元传输到等待时间较短的电子数据交换单元,
-等待时间较短的电子数据交换单元接收数据,
-用户电子设备与捕捉了握手事件的电子数据交换单元无线连接,
-将数据从捕捉了握手事件的电子数据交换单元传输到与电子数据交换单元连接的用户电子设备。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,至少两个电子数据交换单元通过捕捉用户的手部对所佩戴的电子数据交换单元的接触,随后由电子数据交换单元捕捉重力加速度,从而捕捉握手事件。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,由安装在电子数据交换单元上的加速度计捕捉用户的手部接触和重力加速度。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,预设电子数据交换单元对无线电频谱的扫描半径。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,用户电子设备通过蓝牙与电子数据交换单元无线连接。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,传输保存在电子数据交换单元上的数据。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,保存数据,以进一步在用户电子设备与电子数据交换单元第一次无线连接期间由电子数据交换单元进行传输。
8.根据上述任一权利要求所述的方法,其中,数据储存、用户电子设备与电子数据交换单元的无线连接,以及电子数据交换单元对无线电频谱的扫描由安装在电子数据交换单元上的处理器进行。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,接收的数据进一步从至少一个用户电子设备传输到通过互联网连接的至少一个服务器。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,接收的数据进一步由至少一个服务器利用至少一个数据库存储。
11.根据权利要求9和10所述的方法,其中,用户电子设备从电子数据交换单元接收数据,以及将输入数据从用户电子设备传输到服务器通过安装在用户电子设备上的软件应用程序完成。
12.根据权利要求5和11所述的方法,其中,使用配备有蓝牙无线通信技术的手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑作为用户电子设备。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,使用腕戴式手环作为电子数据交换单元。
14.根据权利要求3和8所述的方法,其中,通过安装在电子数据交换单元上的数据总线I2С将用户手部接触捕捉数据和重力加速度捕捉数据从加速度计传输到处理器。
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