CN115362431A - 通过人工输入选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过人工输入到输入接口的输入面中选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的方法和装置，其中，输入接口设计用于触觉手势输入到该输入面以控制输入区的选择并通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发该输入接口的电开关功能激活所选的输入区的输入内容。所建议的方法包括以下步骤：从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1)、POS(t2)确定(101)位移矢量V(POS(t1)、POS(t2))，其中t:＝时间且t1<t2；确定(102)人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|；如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则选择(103)在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于该屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的或至少最近的输入区，其中,在时刻t2的电开关功能的触发中，激活配属于该输入区的输入内容的功能，并且如果|F(t2)|>|F(t1)|适用，则舍弃位移矢量V(POS(t1)、POS(t2))并激活配属于该位置POSSCREEN(POS(t1))的功能。

Description

通过人工输入选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕 上在所选的输入区中显示的输入内容的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过人工输入至输入接口的输入面选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的方法和装置，其中，该输入接口设计用于触觉手势输入至输入面以控制输入区的选择并通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发输入接口的电开关功能激活所选的输入区的输入内容。
背景技术
已知的是，从许多在屏幕上显示的存有输入内容的输入区(例如屏幕上的行、列或其它形状的输入区)，通过对输入接口的触敏输入区的手势输入选择一个所显示的输入区和进而所存的内容。还知道了，所选的输入区的输入内容通过触觉输入至输入接口、尤其通过施加预定的最小力至输入区来激活。
因此，从US 2011/0134061 A1中已知了一种方法，其中，依据通过触觉输入至触敏输入区所实现的传感器信号曲线执行不同的功能。
发明内容
本发明的目的是，说明这种类型的方法和这种类型的装置，其中，允许更稳定、即更可靠地选择和激活输入区或输入内容。
本发明基于以下认识，即在这种类型的输入面配备有两个输入选项时：其一是用于选择相应的输入面的手势输入，其二是用于通过施加相应的力至输入面上以激活针对该输入面所存的功能来操作开关功能(尤其通过操作与输入面相连的机械开关)，导致如下问题。
相应的输入面的选择优选借助在屏幕上显示的光标进行，光标基于在屏幕上的手势输入改变其所显示的位置，并且因此可以被安放在待选择的输入区上。通过将力施加至输入区上(施加开关功能)，激活针对借助光标所选的输入区所存的输入内容。
在用户手指施加相应的输入力至输入面上来操作开关功能时，其手指变形，这又导致在输入面上的手指安放面的形状的改变并且被相应检测。这种手指安放面的改变一般使所探测的手指重心位移，并且因此可被解读为手势输入的改变的输入位置。由于输入位置的改变，可能在仅操作开关功能时错误识别出手指运动、假定有手势输入并且使光标运动。由此可能出现误操作。
例如，车辆驾驶员在屏幕上所显示的选单中通过定位光标(例如在清单中)选中一个选项并想要激活它。通过手指在也设于车辆内的输入接口的输入面上的滚动，在通过所检测的改变的手指安放面执行开关功能之前出现作为手势输入的输入误解读。当被解读为手势输入的输入紧接在电开关功能的触发之前导致选单项的改变的且不希望的选择(通过相应改变的光标位置)时，在触发开关功能的情况下从选单激活错误选项。在手指离开输入面时，手指安放面又改变(通常在相反的方向上)，使得光标又跳至其最初位置。
因此，从操作者角度看，简单的用于触发开关功能的输入导致，首先选择并且激活错误的输入区，随后光标又跳回到最初期望的输入区，但没有激活它。
本发明的目的尤其是使这种问题最小化。本发明从独立权利要求的特征得到。有利的改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。
本发明的第一方面涉及一种用于通过人工输入到输入接口的输入面中选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的方法，其中，输入接口设计用于触觉手势输入到该输入面以控制输入区的选择，并且通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发输入接口的电开关功能激活所选的输入区的输入内容。该方法包括以下步骤。
在一个步骤中进行从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，其中t:＝时间并且t1<t2。
在另一个步骤中进行人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|的确定。
在另一个步骤中，如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则进行在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的至少最近的输入区的选择。并排的输入区可以包括紧邻位置POS(t1)的、即最近的输入区，根据位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的长度，并排的输入区也可以包括再下一个或在位移方向上更远离的输入区。如果|F(t2)|>|F(t1)|适用，则位移矢量V(POS(t1),POS(t2))被舍弃，并且配属于位置POS(t1)的功能被激活。
该方法有利地以预定的时间步i重复进行。即，时间t没有连续地，而是以预定的时间增量Δt经过。在此，产生时间步的实施i->i+1:ti+1＝ti+Δt。
术语“屏幕”在此例如是指LCD屏、LED屏、OLED屏或等离子体屏，其有利地设计用于显示尤其是显示输入内容的输入区的字符和图形元素。有利地，该屏幕是车辆系统、尤其是导航系统、娱乐系统、信息娱乐系统或空调系统的一部分。
术语“输入区”在此有利地是指屏幕上的在外观上“突显的”表面区，其被分配“输入内容”，其中，在选择并激活相关的输入区或其输入内容时执行所配属的功能。外观上的“突显”例如通过输入区的引人注目的着色实现。例如，在屏幕上逐行显示不同的无线电发射器。在此情况下，一行对应于清单的一个输入区。通过选择这种输入区或行并且激活所配属的输入内容或所配属的无线电发射器，该无线电发射器例如被选中并且由此可被收听。激活在此通过施加最小输入力至输入面上而进行。在屏幕上可以显示一个或多个输入区，输入区本身可以具有相同的或不同的形状。通过选择输入区并激活其输入内容实现的功能可以视提出任务的不同被相应选择。
术语“输入面”在此是指相应的触敏传感器的触敏表面。这样的触敏传感器有利地包括许多电阻式传感器元件或许多电容式传感器元件或者电阻式和电容式传感器元件的混合形式。输入面因此用于检测触觉或人工手势输入。传感器元件有利地形成传感器阵列，其允许评估输入面上的手势输入的输入位置。这样的手势输入一般由用户借助其手指进行。输入面因此有利地具有相应的尺寸，从而可有意义地实现借助手指的手势输入。有利地，输入面不与屏幕或屏幕的一部分相同，从而输入面可与屏幕无关地布置在人机工程学最佳的位置处。有利地，输入接口的输入面布置在车辆驾驶舱的区域中，尤其是驾驶杆、方向盘或换档杆、中控台、显示面板上。
术语“输入接口”在此有利地是指输入面、所配属的触敏传感器阵列以及与输入面接合的机械开关，其通过施加最小力至输入面上而执行电开关功能(在施加小于最小力的力时，因而不执行电开关功能)。
有利地，输入面是具有许多电容式传感器元件(电容式传感器阵列)的电容式面传感器的输入面，电容式传感器元件用于确定所述表面F(t)和进而还有值|F(t)|。值|F(t)|在此对应于人工手势输入作用于输入面上的表面F(t)的面积。当例如用户的手指尚未机械触摸输入面时，手势输入已经可以利用这样的电容式面传感器通过近场作用被检测。
有利地，在时间t的当前的输入位置POS(t)被确定为当前所检测的表面区F(t)的重心或中心。
如果从第一时刻t1直至第二时刻t2进行对输入面的连续手势输入，则从所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))。位移矢量V(POS(t1),POS(t2))相应通过方向和长度限定。有利地，第二时刻t2对应于当前的时间t。有利地，第一时刻t1对应于已开始当前的手势输入的时间。
在另一步骤中，如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则进行在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的或至少最近的输入区的选择。有利地，为此仅位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的所确定的方向是决定性的。在一个实施方式中，在选择并排的或至少最近的输入区时，不仅考虑位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的所确定的方向，而且还考虑所确定的长度，并且触发属于屏幕上的位置POSSCREEN(POS(t2))的功能。
所建议的方法允许，依据所述表面F(t)的面积的值|F(t)|的随时间的变化使输入面的选择更稳定，尤其是避免在手势输入期间由手指安放面的变化引起的误触发。所确定的位移矢量V(POS(t1),POS(t2))依据|F(t)|的变化在选择输入区时予以考虑或舍弃。在|F(t2)|<|F(t1)|的情况下，屏幕上的输入区的选择根据位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向和/或路径改变。在其它情况|F(t2)|>|F(t1)|下，当舍弃位移矢量V(POS(t1),POS(t2))时，不进行在时间t1存在的输入区选择的变化。换言之，如果|F(t2)|>|F(t1)|，则舍弃位移矢量V(POS(t1),POS(t2))并且保持选择屏幕上的配属于位置POS(t1)的输入区。于是，由于按压在输入区上触发的电开关功能，配属于位置POSSCREEN(POS(t1))的功能在时刻t2被激活。对于刚好|F(t2)|＝|F(t1)|的罕见情况，可以替代地根据输入面关于用户的几何布置来改变或舍弃对屏幕上的输入区如上所述与位移矢量V(POS(t1),POS(t2))对应的选择。
所建议的方法的一个有利的改进方案的特征是，对于从第一时刻t1起，值|F(t)|在一段预定的时间段ΔtMAX内增大的情况，在被定义为该时间段ΔtMAX结束的第二时刻t2＝t1+ΔtMAX确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，并且在位移矢量V(POS(t1)、POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区被选中。该改进方案尤其是考虑在缓慢做出的手势输入时的误解读。在缓慢做出的手势输入的情况下，例如存在该值|F(t)|在约300ms-600ms、尤其是500ms内增大，随后它又开始减小。该时间特性曲线对于缓慢做出的手势输入来说是典型的并且对于做出输入以单纯执行开关功能来说是不典型的。因此，为了没有不必要地减缓缓慢做出的手势输入，预定如此选择的时间段ΔtMAX，即用于施加开关功能的大多数的输入被拦截，并且缓慢做出的手势输入被检测。
所建议的方法的一个有利的改进方案的特征是，仅当在手势输入期间作用于输入面上的力曲线K(t)在时间段t1-t2内分别具有低于预定梯度GRAD的梯度grad(K(t))：grad(K(t))<GRADK时，在屏幕上从位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区才被选中。因而在该方法中，作用于输入面上的力曲线K(t)利用相应的力传感器来检测。该改进方案的背景是，力信号在开始输入以施加开关功能时，在值|F(t)|饱和之前开始显著升高。该改进方案也尤其考虑在缓慢做出的手势输入时的误解读.
所建议的方法的一个有利的改进方案的特征是，如果在第一时刻t1后，该值|F(t)|增大直至触发电开关功能，则随着开关功能的触发来选择在第一时刻t1在屏幕上所选的输入区并且激活该输入区的输入内容。在该改进方案中，位移矢量V(POS(t1),POS(t2))被舍弃，并且因此保持最初(在时刻t1)所选的输入区并且其输入内容在触发开关功能时被激活。
所建议的方法的一个有利的改进方案的特点是，在|F(t2)|<|F(t1)|适用的情况下，在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区被选中并且当在时刻t2触发开关功能时激活该输入区的输入内容。在该改进方案中，根据位移矢量V(POS(t1),POS(t2))选择一个输入区，并且该输入区的输入内容在触发开关功能时被激活。
所建议的方法的一个有利的改进方案的特征是，在触发开关功能一段预定的时间段ΔtSCHALT之后确定的用于选择输入区的位移矢量V(POS(t1),POS(t2))被舍弃。这造成在开关功能触发之后不进行在该时刻所选的输入区的改变。
所建议的方法的一个有利的改进方案的特征是，如果位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的值|V(POS(t1),POS(t2))|高于预定的极限值，才进行输入区的选择和/或所选的输入区的输入内容的激活。在该改进方案中尤其舍弃对输入区的无意的手势输入。
所建议的方法的一个有利的改进方案的特征是，输入区选择和/或所选的输入区的输入内容的激活在|F(t2)|<|F(t1)|条件下仅针对位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的一个或多个预定的方向进行。在此前提条件是，区域信号减小直至期望的手指运动的结束。然而，这优选在操作可触摸操作的输入区时仅沿特定的方向发生，尤其是在布置在方向盘上的、可用拇指操作的输入区上，在从上往下或朝方向盘中心点的方向的扫划运动的情况下发生。在其他的方向上，例如在方向盘的可利用拇指操作的输入区上从上往下，因此选中在该位移矢量的方向上看并排的或至少最近的输入区，并且在触发电开关功能的情况下激活配属于该输入区的输入内容的功能，即使当|F(t2)|>|F(t1)|适用时。
有利地，分别在预定的容差时间范围内检测/评估该表面区F(t)的值|F(t)|的增大或减小。由此可保证，在该方法中仅从预定的差值起才考虑|F(t)|的值变化。
本发明的另一方面涉及一种用于通过人工输入至输入接口的输入面选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的装置，其中，输入接口设计和设立用于对输入面的触觉手势输入以便控制输入区的选择并通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发该输入接口的电开关功能来激活所选的输入区的输入内容，该装置包括：评估机构，该评估机构设立用于从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，其中t:＝时间并且t1<t2；并且该评估机构还设计和设立用于确定人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|；和控制机构，其如此设计和设立用于，即如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则选择在该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区，并且如果|F(t2)|>|F(t1)|适用，则舍弃该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，并且实现配属于该位置POSSCREEN(POS(t1))的功能。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立评估机构，即，在从第一时刻t1起进行该值|F(t)|在一段预定的时间段ΔtMAX内增大的情况下，在被定义为时间段ΔtMAX的结束的第二时刻t2＝t1+ΔtMAX确定该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，并且如此设计和设立控制机构，即，选择在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上在第一时刻t1在屏幕上最近的输入区。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，输入接口具有用于检测施加至输入面上的力K(t)的力传感器，并且如此设计和设立控制机构，即，当在手势输入期间作用于输入面上的力曲线K(t)在时间段t1-t2内分别具有低于预定梯度GRAD的梯度grad(K(t))：grad(K(t))<GRADK时，在屏幕上从位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区被选中。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，输入面是具有用于确定值|F(t)|的多个电容式传感器元件的电容式面传感器的输入面。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立评估机构，即输入位置POS(t)被确定为表面区F(t)的重心或中心。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立控制机构，即在第一时刻t1后该值|F(t)|增大直至触发电开关功能的情况下，随着开关功能的触发选择在第一时刻t1在屏幕上所选的输入区，并且激活该输入区的输入内容。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立控制机构，在|F(t2)|<|F(t1)|适用的情况下，在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区被选中，并且当在在时刻t2触发开关功能时激活输入区的输入内容。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立控制机构，即在触发开关功能一段预定的时间段ΔtSCHALT之后所确定的用于选择输入区的位移矢量V(POS(t1),POS(t2))被舍弃。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立控制机构，即如果位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的值|V(POS(t1),POS(t2))|高于预定的极限值，则才进行输入区的选择和/或所选的输入区的输入内容的激活。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立控制机构，即输入区选择和/或所选的输入区的输入内容的激活仅针对位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的一个或多个预定的方向进行。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，如此设计和设立评估机构，即表面区F(t)的值|F(t)|的增大或减小分别在预定的容差时间范围内被检测/评估。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，屏幕是车辆系统、尤其是导航系统、娱乐系统、信息娱乐系统、空调系统的一部分。
所建议的装置的一个有利的改进方案的特征是，输入接口的输入面布置在车辆驾驶舱的区域内，尤其是驾驶杆、方向盘或换档杆、中控台、显示面板上。
本发明的另一方面涉及一种具有如上所述的装置的车辆、尤其是机动车、电动车、航空器、有轨车辆、水面运输工具。
附图说明
其它的优点、特征和细节由随后描述得到，在该描述中，必要时参考附图详细描述至少一个实施例。相同的、相似的和/或功能相同的零部件带有相同的附图标记，其中：
图1示出了滚动的手指对计算出的重心坐标的作用，
图1a示出了具有本发明的装置的方向盘，
图2示出了用于触发开关功能的典型的输入(无手势输入)的传感器数据，
图3示出了用于以从左向右增大的手势输入速度，在不触发开关功能的情况下，四个有效的滑动的传感器数据，
图4示出了单独的快速的用户输入的传感器数据，
图5示出了用于缓慢的击键和缓慢的滑动的传感器数据的比较，
图6示出了当手指在输入面上向上运动时，手指安放面的由人机工程学导致的单调升高，
图7示出了根据本发明的方法的明显示意性的流程图，
图8示出了根据本发明的装置的明显示意性的结构。
具体实施方式
随后，根据实施例再次详细解释本发明。在该实施例中，输入接口布置在车辆、尤其是轿车、电动车或卡车的方向盘上。
在车辆方向盘上，探测通过输入接口的用户输入。输入接口为了检测手势输入包括输入面(随后被称为“FNPad”)。输入接口还设计用于通过施加最小力至输入面而触发电开关功能。为了检测手势输入，输入接口包括在输入面上具有许多电容式传感器元件的阵列。输入面还连接至可机械操作的电开关，其开关功能通过施加最小力至输入面而被执行。
借助FNPad，用户当前可借助手势输入、即尤其是带有方向“上”、“下”、“右”、“左”的“滑动手势”操作远程信息处理部件(例如车辆的仪表板、主机等)。手势输入随后也被称为“滑动”。FNPad还给用户提供以下可能性，即通过对输入面施加最小力来机械操作电开关，并且因此触发开关功能(随后被称为“OK按压(OK-press)”)。在远程信息处理部件中，该输入通常被解读为击键或确认。
通过给同一输入面配备两个输入选项(“滑动”和“OK按压”)而产生随后的问题。
在操作开关功能(OK按压)时，输入力导致手指的安放面的变形，即尤其导致在FNPad的输入面上的手指安放面的增大。手指安放面的改变使所探测的手指重心和进而所计算的手指位置移位(在笛卡尔坐标系中以元组(x,y)被示出)。
由于计算出的手指位置的改变，在远程信息处理部件中错误地识别手指运动。根据这种假定的运动的量值和方向，用户可以识别出无意的“滑动”。
图1示出误操作的最糟糕情况场景(Worst-Case-Szenario)。
1)用户通过将光标(例如在清单中)定位在输入区上，在远程信息处理部件的在屏幕上所显示的选单中选中一个选项，并且想要通过触发开关功能来确认它。为此，用户利用其手指操作FNPad，以便施加相应的最小力来触发开关功能。
2)但是，手指在FNPad上的滚动被错误地识别为滑动并且被处理，从而在触发开关功能前出现屏幕上的光标位置的不希望的改变，由此将光标定位在最近的清单单元/最近的输入区上。
3)如果紧接在开关功能触发前识别并且执行这种假定的滑动，那么用户不再有时间做出反应并且触发“OK按压”。但代替所期望的清单单元地，用户无意地确认最近的清单单元。
4)当手指抬起时，施加于FNPad上的力减小，并且由此又导致手指安放面的改变。因此，又识别手指输入位置的改变，通常在与2)相反的方向上，其被解读滑动并且被实现，由此又将光标放到最初(1))所选择的清单单元/输入区上。
从用户的角度来看，用于触发开关功能的简单输入(类似于击键)因此导致首先选择一个错误的输入区并激活其输入内容，随后光标在相同的输入的范围内又跳至最初期望的输入区，但不用确认它。
在该实施例中，FNPad利用电容式传感器阵列的输入面来实现。传感器阵列每20ms发出一个新的笛卡尔坐标元组(x,y)。在输入接口中实现一个应用程序(随后简称为“手势识别器”)，其根据连续的坐标元组(x,y)之差确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，并且在使用各种不同的过滤算法之后将其转换为滑动并执行，借此在这里控制屏幕上的光标位置。
一种可能性是，一旦触发开关功能，那么停止在手势识别器中的滑动的计算。但因为手指的变形和进而计算的手指位置的改变已经明显在开关功能触发前(约200ms数量级)开始，所以仅该机制无法避免上述的问题。
引入(静态或可编码的)等待时间虽然能够防止不期望的滑动的执行，但会引起在操作动作与系统反应之间的可被用户很清楚感知的附加的延迟。结果是总系统的价值感的不可接受的降低(即系统的反应被认为太慢/延迟)。
因此，每个解决方案必须适于：
-可靠地抑制不希望的滑动，
-不明显地延迟期望的滑动。
随后提出两种解决方案(A和B)。对于这两种解决方案，电容式传感器(传感器阵列)除了坐标元组(x,y)外还必须输出其它的信息。
概览解决方案A
附加地输出传感器阵列的总和的原始数据，即，基本上输出电容式传感器阵列的各个行和列的总和的原始数据。该解决方案可以有利地在没有附加的硬件的情况下实现。但解决方案A是不太稳定的，这是因为其可能在缓慢的手势输入的情况下抑制有效的(即期望的)滑动。
概览解决方案B
除了A)之外，还检测并且评估施加于输入面上的力K(t)。为此，一方面需要至少一个与输入面相连的力传感器，另一方面，考虑施加于输入面上的力K(t)允许更稳定的识别和考虑、尤其是对缓慢输入的滑动的更稳定的识别和考虑。
随后示出，可以如何根据新信息识别手势识别器中的初始的“OK按压”。为此示出示例性的传感器数据的不同的记录。为此定义如下信号：
-StWhl_FNPAD_DI_Pos_X_ST3：手指重心的X坐标(值范围：0-1023)
-StWhl_FNPAD_DI_Pos_Y_ST3：手指重心的Y坐标(值范围：0-1023)
-StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_X：传感器阵列的总和的原始数据(随后简称为“区域信号”)。假设：在区域信号与输入面上的真实的手指安放面之间存在近似单调升高的关系。
-StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_Y：力传感器的测量值，随后被称为“力信号”。在此也假设施加的力与传感器值之间的单调关系。
因此，评估的目的是，在用户输入中识别用于开始输入以触发开关功能(或简言之：开始击键以触发开关功能)的参考点。为此，有利地定义布尔值(“抑制手势位置终点SupressGesturePositionEnd”)，其在为“真(TRUE)”时抑制向屏幕输出确定的滑动。当前假设，针对期望的滑动，该布尔值也可以至少有时是“真”的。
因此重要的是，不应简单舍弃所识别的滑动。相反，所识别的滑动有利地仅被拦阻并被暂存在存储单元中。
如果布尔值在用户输入尚未结束时从“真(TRUE)”跳转到“假(FALSE)”，则所拦阻的滑动作为有效输入被输出至屏幕。
如果抑制手势位置终点的值保持为“真”直至用户输入结束(一般通过触发开关功能)，则最终舍弃/删除或随后覆盖所拦阻的/暂存的滑动。
图1a示出具有根据本发明的装置的示例性的方向盘10，该装置包括输入区12，其可以利用控制方向盘的手的手指14通过扫划动作16来操作。可以通过扫划运动16来进行在屏幕20上的输入区18的输入内容的选择。在手指14的扫划运动期间，由倾斜引起的手指滚动是不可避免的，从而出现在关于图1的描述中不希望的功能触发。
图2示出用于触发开关功能的典型输入(无手势输入)的传感器数据。能清楚看到，已经因手指接近传感器表面(输入面)，区域信号(从上方的第三传感器信号)已在输出第一有效坐标元组(x,y)(从上方的第一和第二传感器信号)之前升高，并且随后对于大部分输入因手指滚动而继续升高。
还能看到，在力信号(从上方的第四传感器信号)开始升高之前，大部分的坐标变化已经发生。通常，该坐标变化可能已经有误地被解读为滑动并被实现。因此，该力信号(单独)并不适于识别用于触发开关功能的开始输入。
另外，能清楚看到手指抬起时的坐标变化。按照预期，坐标变化伴随力信号和区域信号中的强烈下降沿。
解决方案A-简单的解决方案
图3示出用于不同的手势输入速度的四个有效的期望的滑动的传感器数据(从上向下：StWhl_FNPAD_DI_Pos_X_ST3、StWhl_FNPAD_DI_Pos_Y_ST3、StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_X、StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_Y)。在此，手势输入速度从左向右增大。在所有的滑动中明显的是，相应的传感器信号从大致用户输入中心开始下降，而在图2中其在整个操作期间单调升高，直到触发开关功能的时刻。由于从这个时刻起本来有利地舍弃滑动，故区域信号的升高看起来是用于抑制手势位置终点＝“真”的充分标准。下降的区域信号看上去是用于抑制手势位置终点＝“假”的充分标准。
在图3中的第一并且最缓慢的扫划运动(最左侧)中引人注意的是，区域信号在开始降低之前在约500ms内升高。该行为对于缓慢的滑动是典型的，而对于用于触发开关功能的输入则是不典型的。为了没有不必要地延缓缓慢做出的滑动，有利地定义用于抑制手势位置终点＝“真”的最大持续时间，其足以拦截用于触发开关功能的大多数输入并允许缓慢的手势输入。在这里首先认为由此可能在极限范围内出现一些“假阳”和“假阴”。随后在解决方案B中描述抑制手势位置终点的更稳定的确定。
还引起注意的是，区域信号在这里虽单调升高，但不是严格单调升高。通常，通过信号噪声甚至可能造成在上升沿内的短暂的下降。因此有利地定义时间容差范围，在时间容差范围内检测相应的信号的升高。
但如果该容差范围选择得太大，则可能错误地舍弃一些快速输入。在图4中示出了针对快速做出的仅由四个坐标元组(x,y)组成的输入的传感器数据。在此也导致滑动的最大位移矢量V(POS(t1),POS(t2))通过最后两个坐标元组：POS(t1),POS(t2)来确定。在该时刻，区域信号仅从2个信号周期起下降。如果将在此处用3个或以上周期定义容差范围，则用于抑制手势位置终点的值在整个用户输入期间为“真”并且舍弃期望的真正有效的滑动。结果，用户不会注意到对其输入的反应并且将手势输入系统认为是不可靠的。
最后还必须考虑在触发开关功能并随后将手指从输入面抬起后的时间段。开关功能的触发时刻可以通过手势识别器的布尔输入信号被精确确定(机械按钮状态(Mechanical Button Status)：“真”＝按下，“假”＝松开)，并且不必通过迂回和辅助信号来确定。在这里，舍弃在触发开关功能之后待定义的时间段内检测的所有滑动就足够了。该时间段应选择为，拦截不期望的手势输入，但不抑制或舍弃期望的手势输入。该时间段有利地位于100ms-300ms的数量级内，尤其为200ms。
从这些考虑中得到随后用于计算抑制手势位置终点的算法，该算法在每个新的信号周期或时间步中进行：
int D_OKpress_Detection_Sensitivity
int D_Max_Suspend_Cycles
int D_OKpress_DeadTime
观察区域信号的最后的D_OKpress_Detection_Sensitivity值的时间段。
如果区域信号在此时间段内至少升高一次，则设置抑制手势位置终点＝“真”，否则设置抑制手势位置终点＝“假”。
如果从初次(关于当前的手势输入)设置*抑制手势位置终点＝“真”起至少经过了D_Max_Suspend_Cycles信号周期，则设置抑制手势位置终点＝“假”。
如果在最后的D_OKpress_DeadTime信号周期内触发了开关功能，则舍弃并删除所有检测的滑动。
在此适用的是：
D_OKpress_Detection_Sensitivity:＝考虑用于观察的已经过的信号周期的数量。该值越高，过滤器越敏感，但假阳率也越高。
D_Max_Suspend_Cycles:＝抑制手势位置终点应保持在该值“假”的信号周期/时间步i的最大数量。
D_OKpress_DeadTime:＝在开关功能触发后抑制滑动的输出的信号周期/时间步i的数量。
*替代的变型：如果从最后(关于当前的手势输入)设置抑制手势位置终点＝“真”起…。由此优选此外在区域信号的波动的情况下重新启动计时器。
如上所述，在选择时间窗D_Max_Suspend_Cycles时有利地斟酌以下：
-如果时间窗过长，那么缓慢的滑动被明显延迟。结果，用户认为整个系统迟缓且性能不佳。
-如果时间窗太短，那么无法识别缓慢的输入、即击键和/或滑动。结果，前言所述的误操作仍然存在，并且整个系统被用户认为不可靠。
图5表明该问题。图5为此示出用于缓慢触发开关功能(每个左事件)和随后缓慢的手势输入/滑动输入(每个右事件)的传感器数据(从上到下：StWhl_FNPAD_DI_Pos_X_ST3、StWhl_FNPAD_DI_Pos_Y_ST3、StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_X、StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_Y)。两种情况是有效的且真实出现的操作图形。在这两种情况下，其持续明显超过600ms，直到区域信号不继续升高。
解决方案B-结合力传感器
在图5中可以看出，力信号StWhl_FNPAD_DI_Pos_Delta_Y(＝K(t))在开始输入以触发开关功能时明显在区域信号饱和之前开始升高(左事件)。虽然，对于滑动(右事件)也可以看到区域信号的一定的升高，但在左事件中，该升高明显更强。
随后有利地假设，存在用于力信号K(t)的斜率的阈值，其在输入以触发开关功能时被始终超过并且在输入滑动时未被超过(或始终不被超过)。如果针对解决方案A所概述的算法如下改变，则现在可以显著减小由D_Max_Suspend_Cycles定义的时间窗：
int D_OKpress_Detection_Sensitivity
int D_Max_Suspend_Cycles
int D_OKpress_DeadTime
int D_ForceGradient_Threshold
观察区域信号的最后的D_OKpress_Detection_Sensitivity值的时间段。
如果区域信号在该时间段内被升高至少一次，则设置抑制手势位置终点＝“真”，否则设置抑制手势位置终点＝“假”。
如果从第一(关于当前的手势输入)设置*抑制手势位置终点＝“真”起至少经过了D_Max_Suspend_Cycles信号周期并且力信号在最后的信号周期中未升高至少D_ForceGradient_Threshold，则设置抑制手势位置终点＝“假”。
如果开关功能在最后的D_OKpress_DeadTime信号周期内被触发，则舍弃或删除所有检测到的滑动。
在此适用的是：
D_OKpress_Detection_Sensitivity:＝考虑用于观察的已经过的信号周期的数量。该值越高，过滤器越敏感，但假阳率也越高。
D_Max_Suspend_Cycles:＝抑制手势位置终点应保持在该值“假”的信号周期的最大数量。
D_OKpress_DeadTime:＝在开关功能触发后抑制滑动输出的信号周期的数量。
int D_ForceGradient_Threshold:＝力信号的值必须增加的最小值，以便即使在通过D_Max_Suspend_Cycles定义的时间过去后，过滤仍保持活动。
*替代的变型：如果从最后(关于当前的手势输入)设置抑制手势位置终点＝“真”起…。由此优选此外在区域信号的波动的情况下重新启动计时器。
与区域信号一样，力信号通常也受到信号噪声的影响，并且因此即使在开始输入以触发开关功能时也不会严格单调升高。与使用OKpress_Detection_Sensitivity类似，可以在此定义容差范围，其具有相同的优缺点。因为在我们的实施例中，力信号比区域信号更可靠，所以限制到最多2个信号周期/时间步i就够了。
如在针对解决方案A的实施方案中所述地，迄今前提条件是区域信号减小直至期望的手指运动的结束，并且因此在区域信号的单调升高的过程中假定有用于触发开关功能的输入而不是手势输入。
如图6所示，不幸的是情况并非总是如此，尤其是在输入面上手指向上输入时，手指通常不是整体运动，而是仅从拇指端关节起伸长。此外，这导致手指安放面在整个运动期间单调增大。结果，上述两个提出的解决方案都识别出“假阳”，即期望的有效的滑动被错误解读为开始输入以触发开关功能并被舍弃。该问题优选如下解决。
测试者试验表明，在输入运动的初始阶段中的无意的滑动大多向下进行，很少在水平方向上且实际上几乎从不向上进行。因此，可以简单地通过停用针对该方向的过滤来避免在向上的手势输入时的“假阳”。
过滤是否也应针对水平滑动是活动的取决于相应的应用情况。在此需要进行进一步调查以相互权衡利弊。有利地，可以针对各个输入方向自由选择过滤。
为此，手指运动的方向根据随后的枚举来分类：
enumGESTURE{未定义，上，下，左，右}
对于每个向上、向下、向左、向右的方向，现在可以使用布尔值来配置过滤是否应该处于活动状态中。
因此，上述的解决方案A和B有利地通过随后的条件来扩展：
手势手势方向(GESTURE GestureDirection)
布尔过滤器上
布尔过滤器下
布尔过滤器左
布尔过滤器右
如果
(手势方向＝＝向上&&FilterUp＝＝错误)或者
(手势方向＝＝向下&&FilterDown＝＝错误)或者
(手势方向＝＝向左&&FilterLeft＝＝错误)或者
(手势方向＝＝向右&&FilterRight＝＝错误)
则设置抑制手势位置终点＝假。
图7示出根据本发明的用于通过人工输入至输入接口的输入面选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的方法的明显示意性的流程图，其中，该输入接口设计用于触觉手势输入至输入面以控制输入区的选择，并且通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发输入接口的电开关功能激活所选的输入区的输入内容。该方法包括以下步骤。在第一步骤101中进行从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，其中t:＝时间并且t1<t2。在另一步骤102中进行确定人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|。在另一步骤103中，如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则进行在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区的选择。
图8示出根据本发明的装置的明显示意性的结构。该装置用于通过人工输入至输入接口202的输入面选择在屏幕201上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容，其中，该输入接口202设计和设立用于触觉手势输入到输入面以控制输入区的选择，并且通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发输入接口202的电开关功能激活所选的输入区的输入内容。
该装置包括评估机构203，其设计和设立用于从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，其中t:＝时间并且t1<t2；并且还设计和设立用于确定人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|。
该装置还包括如此设计和设立的控制机构204，即，如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则进行在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看最近的输入区的选择。
虽然通过优选的实施例详细具体表明和解释了本发明，但本发明并不局限于公开的示例，并且本领域技术人员可从中推导出其它的变型而不会脱离本发明的保护范围。因此清楚的是，存在许多变化可能性。也清楚的是，示例性提到的实施方式实际上只是示例，其绝不以任何方式理解为比如对本发明的保护范围、应用可能性或配置的限制。相反，以上的描述和附图说明使技术人员能够具体实现示例性的实施方式，其中，本领域技术人员在知晓公开的发明构思下能完成例如与在示例性的实施方式中提到的各个元件的功能或布置相关的各种改变，而不会脱离由权利要求书及其合法等同、比如在说明书中的广泛的阐述限定的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于通过人工输入到输入接口的输入面中选择在屏幕上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的方法，其中，该输入接口设计用于触觉手势输入到该输入面以控制输入区的选择并通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发输入接口的电开关功能激活所选的输入区的输入内容，该方法具有以下步骤：
-从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定(101)位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，其中t:＝时间并且t1<t2；
-确定(102)人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|；
-如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则选择(103)在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于该屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的或至少最近的输入区，其中，在时刻t2的电开关功能的触发中，激活配属于该输入区的输入内容的功能，并且如果|F(t2)|>|F(t1)|适用，则舍弃位移矢量V(POS(t1),POS(t2))并且激活配属于该位置POSSCREEN(POS(t1))的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于从第一时刻t1起，该值|F(t)|在一段预定的时间段ΔtMAX内增大的情况，在被定义为时间段ΔtMAX结束的第二时刻t2＝t1+ΔtMAX确定该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，并且在位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于该屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的或至少最近的输入区被选中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当在手势输入期间作用于输入面上的力曲线K(t)在时间段t1-t2内分别具有低于预定梯度GRAD的梯度grad(K(t))：grad(K(t))<GRADK时，仅选中在屏幕上从该位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的或至少最近的输入区。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，在第一时刻t1之后该值|F(t)|增大至触发电开关功能的情况下，随着开关功能的触发选择在第一时刻t1在屏幕上所选的输入区，并且激活该输入区的输入内容。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，在触发开关功能一段预定的时间段ΔtSCHALT后确定的用于选择输入区的位移矢量V(POS(t1),POS(t2))被舍弃。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中，如果该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的值|V(POS(t1),POS(t2))|高于预定的极限值，那么才进行输入区的选择和/或所选的输入区的输入内容的激活。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，前述的方法步骤仅针对位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的一个或多个预定的方向执行。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中，该表面区F(t)的值|F(t)|的增大或缩小分别在预定的容差时间范围内被检测/评估。
9.一种用于通过人工输入至输入接口(202)的输入面选择在屏幕(201)上显示的输入区和/或激活在屏幕上在所选的输入区中显示的输入内容的装置，其中，该输入接口设计和设立用于对输入面的触觉手势输入以便控制输入区的选择并通过借助施加预定的最小力至输入面上而触发该输入接口的电开关功能来激活所选的输入区的输入内容，该装置包括：
-评估机构(203)，该评估机构设计和设立用于从在第一时刻t1和第二时刻t2对输入面的人工连续手势输入的所确定的输入位置POS(t1),POS(t2)确定位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，其中t:＝时间并且t1<t2；并且
该评估机构还设计和设立用于确定人工手势输入作用于输入面上的表面区F(t)的值|F(t)|，以及
控制机构(204)，该控制机构如此设计和设立，即如果|F(t2)|<|F(t1)|适用，则选择在该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))的方向上从配属于屏幕上的位置POS(t1)的位置POSSCREEN(POS(t1))侧看并排的或至少最近的输入区并且在触发电开关功能的情况下激活配属于该输入区的输入内容的功能，并且如果|F(t2)|>|F(t1)|适用，则舍弃该位移矢量V(POS(t1),POS(t2))，并且在触发电开关功能的情况下激活配属于该位置POSSCREEN(POS(t1))的功能。
10.一种机动车方向盘，其具有根据权利要求9所述的装置。
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