TWI484369B - 感測操作系統及其方法 - Google Patents

Description

感測操作系統及其方法

本發明是有關於一種感測操作系統及其方法，特別是一種具有重力加速度感測器及磁力感測器的感測操作系統及其方法。

三軸重力加速度感測器能夠感知到重力加速度的變化，重力加速度就是萬有引力作用在物體上所產生的加速度，物體各種移動產生的重力加速度變化都能被重力感測器轉化為電信號，然後通過微處理器的計算分析後，就能夠完成程式設計好的功能。在配合其他計算控制功能後，重力加速度感測器可成為一種智慧化重力感應模組。

三軸磁力感測器能夠感知地球磁力的變化，當物體在進行移動時，磁力感測器能夠感測磁力大小及方向的改變，並如同重力感測器一般轉換為電信號，並進行其他後續之計算及控制。重力加速度感測器與磁力感測器雖然功能相近，但因為重力與磁力是不同的來源，二者之結合可用以精確描述物體之運動狀態變化，以收互補之功效。

然而，儘管重力加速度感測器及磁力感測器已被廣泛的運用在各種電子裝置中，但目前尚無以此二者結合來進行特定操作的電子裝置，因此本發明便以此為方向，發展出一種感測操作系統，希望藉以此達成特定操作或控制之目的。

有鑑於上述習知技術之不足，本發明之其中一目的就是提供一種感測操作系統及其方法，以利用結合重力加速度感測模組與磁力感測模組達成特定程序操作的目的。

根據本發明之另一目的，提出一種感測操作系統及其方法，適用於一可攜式電子裝置，其包含一重力加速度感測模組、一磁力感測模組及一處理模組。重力加速度感測模組係感測該可攜式電子裝置朝一預定方向運動之一重力加速度。磁力感測模組係感測該可攜式電子裝置朝該預定方向運動之一磁力。處理模組係連接該重力加速度感測模組與該磁力感測模組，以根據於一運動軌跡下之該重力加速度及該磁力分別計算出三重力加速度軸向及三磁力軸向，並分別計算出三重力加速度軸向與垂直軸所呈之三重力加速度傾斜角，及三磁力軸向與水平軸所呈之三磁力傾斜角，且處理模組更將三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角進行計算以整合為一整合資料，再將整合資料與一預設整合資料進行比對，若整合資料係對應於預設整合資料，可使該可攜式電子裝置執行一特定程序操作。

其中，感測操作系統可包含一儲存模組，係連接處理模組，以儲存預設整合資料。

其中，處理模組係於一預設時間長度內，以一預設時間間隔進行取樣，以計算對應取樣時間之三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角，並進而得出整合資料。

其中，處理模組包含一設定模式及一偵測模式，於設定模式下，感測操作系統之處理模組根據使用者設定之運動軌跡計算出預設整合資料；於偵測模式下，感測操作系統之處理模組根據使用者輸入之運動軌跡計算出整合資料。

其中，當整合資料與預設整合資料之比對結果小於一預設誤差範圍內時，則使可攜式電子裝置執行特定程序操作；若整合資料未對應預設整合資料，或其比對結果大於預設誤差範圍時，則該可攜式電子裝置不執行特定程序操作。

其中，特定程序操作包含一解鎖程序。

其中，可攜式電子裝置更包含一顯示螢幕，顯示螢幕與處理模組連接，且處理模組驅動顯示螢幕顯示操作模組之輸出訊息。

根據本發明之再一目的，提出一種感測操作方法，適用於一可攜式電子裝置，感測操作方法包含一重力加速度感測模組、一磁力感測模組及一處理模組，該感測操作方法包含下列步驟：利用重力加速度感測模組感測該可攜式電子裝置朝一預定方向運動之一重力加速度；利用磁力感測模組感測該可攜式電子裝置朝該預定方向運動之一磁力；利用處理模組根據於一運動軌跡下重力加速度及磁力分別計算出三重力加速度軸向及三磁力軸向，並分別計算出三重力加速度軸向與垂直軸所呈之三重力加速度傾斜角，及三磁力軸向與水平軸所呈之三磁力傾斜角，且處理模組更將三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角進行計算以整合為一整合資料，再將整合資料與一預設整合資料進行比對，若整合資料係對應於預設整合資料，係使可攜式電子裝置執行一特定程序操作。

其中，感測操作系統包含一設定模式及一偵測模式。當感測操作系統於設定模式下，利用處理模組根據使用者設定之運動軌跡計算出預設整合資料。當感測操作系統於偵測模式下，利用處理模組根據使用者輸入之運動軌跡計算出整合資料。

其中，利用處理模組於該預設時間長度內，以預設時間間隔進行取樣，以計算取得對應取樣時間之該三重力加速度傾斜角與該三磁力傾斜角，並進而得出整合資料。

承上所述，可攜式電子裝置之中某些特定的操作，例如設備解鎖及進入瀏覽機密數據往往需要特定的入口方法，以保護裝置中的數據不被未獲得授權的使用者接觸。本發明之感測操作系統及其方法，可讓使用者在經由重力加速度感測模組感測重力加速度及由磁力感測模組感測磁力後，經由處理模組計算角度，再經過與預設資料之比對以判斷是否進行例如解鎖等特定操作，不僅可以增加設備的安全性，而且可以在其他設備失效的環境中順利地進行所需的操作。

100‧‧‧感測操作系統

101‧‧‧重力加速度感測模組

102‧‧‧磁力感測模組

103‧‧‧處理模組

104‧‧‧儲存模組

200‧‧‧可攜式電子裝置

201‧‧‧顯示螢幕

S21~S27、S31~S38‧‧‧步驟

第1圖 係為本發明之感測操作系統之方塊圖；第2圖 係為本發明之感測操作系統及其方法之實施例之第一流程圖；以及第3圖 係為本發明之感測操作系統及其方法之實施例之第二流程圖。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文依本發明之感測操作裝置及其方法，特舉較佳實施例，並配合所附相關圖示，作詳細說明如下，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之感測操作系統之方塊圖。圖中之感測操作系統100包含重力加速度感測模組101、磁力感測模組102、處理模組103及儲存模組104。處理模組103係連接重力加速度感測模組101、磁力感測模組102、儲存模組104及一顯示螢幕201。此感測操作系統100可應用於如手機、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)或平板電腦等可攜式電子裝置200，該顯示螢幕201則係包含於可攜式電子裝置200中。

其中，重力加速度感測模組101用以感測可攜式電子裝置200朝一預定方向運動之重力加速度；磁力感測模組102用以感測該可攜式電子裝置200朝一預定方向運動之磁力；處理模組103根據一運動軌跡下之重力加速度及磁力分別計算出三重力加速度軸向及三磁力軸向，並分別計算出三重力加速度軸向與垂直軸所呈之三重力加速度傾斜角，及三磁力軸向與一特定水平軸所呈之三磁力傾斜角，處理模組103再將該三重力加速度傾斜角與該三磁力傾斜角進行計算，以整合成為一整合資料；儲存模組104連接處理模組103，用以儲存預設整合資料。處理模組103之操作方法為在一預設時間長度內，以一預設時間間隔進行取樣，以計算取得對應取樣時間之該三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角。

更進一步，處理模組103包含一設定模式及一偵測模式，於設定模式下，感測操作系統100提供使用者設定一運動軌跡並由處理模組 103計算出預設整合資料；於偵測模式下，感測操作系統100提供使用者輸入運動軌跡並由處理模組103計算出該整合資料。當偵測模式之整合資料與預設整合資料之比對結果小於一預設誤差範圍內時，則使可攜式電子裝置200執行特定程序操作，例如包含解鎖等程序；若偵測模式之整合資料未對應預設整合資料，或其比對結果大於預設誤差範圍時，則該可攜式電子裝置200不執行特定程序操作，例如是維持在一待機狀態。較佳地，當偵測模式下所計算出的整合資料未對應預設整合資料，或其比對結果大於預設誤差範圍，可攜式電子裝置200之顯示螢幕201係顯示一提示訊息，以達到提式使用者的功能。

請一併參閱第2圖及第3圖，第2圖係為本發明之感測操作系統及其方法之實施例之第一流程圖；第3圖係為本發明之感測操作系統及其方法之實施例之第二流程圖。第2圖之步驟流程為：S21：可攜式電子裝置200開機時，重力加速度感測模組101及磁力感測模組102處於工作狀態；S22：處理模組103進入模式選擇狀態，其中包含設定模式及偵測模式這兩種模式，處理模組103檢查儲存模組104之特定位置以確定是否已經存有預設整合資料。若是尚未儲存預設整合資料或是使用者要求重新設定，則處理模組103進入設定模式，執行步驟S23；若儲存模組104已經存有預設整合資料，則處理模組103進入偵測模式，執行第3圖中之步驟S33；S23：處理模組103會提示使用者進行預先定義之特定操作，以進行穩定度測試，並在使用者操作時對三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角輸出進行取樣，例如在一定時間內進行六次取樣；S24：將這些取樣資料以一預先設定之穩定度標準進行檢查，若是符合，則處理模組103 將暫時保留這些穩定度取樣資料以備後續使用：若是不符，則處理模組103透過顯示螢幕201提醒使用者穩定度測試失敗，並再度開始穩定度測試；S25：在穩定度測試成功之後，處理模組103提醒使用者在其選擇之一種運動軌跡操作此可攜式電子裝置200，然後處理模組103在使用者開始操作之一預設時間內以一預設時間間隔對三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角輸出進行取樣；S26：將取樣資料與先前穩定度測試資料一起依序整合成為整合資料，並且存入儲存模組104之特定位置；S27：設定模式的操作設定已經完成。處理模組103在設定模式時進行取樣之時間長度與時間間隔與在穩定度測試之取樣時間長度與時間間隔不必然相同，但不以此為限。

第3圖之步驟流程為：S31：可攜式電子裝置200開機時，重力加速度感測模組101及磁力感測模組102處於工作狀態；S32：處理模組103進入模式選擇狀態，處理模組103檢查儲存模組104之特定位置以確定是否已經存有預設整合資料。若是尚未儲存預設整合資料或是在可攜式電子裝置200解除保護後使用者要求重新更改設定，則處理模組103進入設定模式，執行第2圖中之步驟S23；若儲存模組104已經存有預設整合資料，則處理模組103進入偵測模式，執行步驟S33；S33：處理模組103會提示使用者進行預先定義之特定操作，以進行穩定度測試，並在使用者操作時對三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角輸出進行取樣，例如在一定時間內進行六次取樣；S34：將這些取樣資料以一預先設定之穩定度標準進行檢查，若是符合，則處理模組103將暫時保留這些穩定度取樣資料以備後續使用：若是不符，則處理模組103透過顯示螢幕201提醒 使用者穩定度測試失敗，並再度開始穩定度測試；S35：處理模組103提醒使用者在其預知之運動軌跡操作此可攜式電子裝置200，然後處理模組103在使用者開始操作之一預設時間內以一預設時間間隔對三重力加速度傾斜角與三磁力傾斜角輸出進行取樣；S36：將取樣資料與先前穩定度測試資料一起依序整合成為整合資料；S37：處理模組103取出設定模式整合資料，與偵測模式得出之整合資料依據一特定之相似度條件進行相同次序資料之逐項比對，若是處理模組103在完成所有資料比對之前已經有一預定數量之資料比對達到相似度標準，則處理模組103結束偵測模式並使可攜式電子裝置200進行例如入解鎖程序等特定程序；若是處理模組103在完成所有資料比對後仍然沒有足夠數量之資料比對達到相似度標準，則處理模組103提醒使用者解除保護模試失敗，並重複偵測模式之測試操作；S38：測試通過，可攜式電子裝置200解除偵測模式，並進行例如解鎖等特定操作。處理模組103在偵測模式時進行取樣之時間長度與時間間隔與在設定模式時必須完全相同，但與在穩定度測試時之取樣時間長度與時間間隔不必然相同，但不以此為限。

綜合上述，本發明之感測操作系統及其方法，可讓使用者在經由重力加速度感測模組感測重力加速度及由磁力感測模組感測磁力後，再經由處理模組計算角度，經過與預設資料之比對以判斷是否進行例如解鎖等特定操作，不僅可以增加設備的安全性保護措施，更可以在其他設備失效的環境中提供另一種啟動裝置的方法，以順利地進行所需的操作。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

100‧‧‧感測操作系統

101‧‧‧重力加速度感測模組

102‧‧‧磁力感測模組

103‧‧‧處理模組

104‧‧‧儲存模組

200‧‧‧可攜式電子裝置

201‧‧‧顯示螢幕

Claims (10)

1. 一種感測操作系統，適用於一可攜式電子裝置，其包含：一重力加速度感測模組，係感測該可攜式電子裝置朝一預定方向運動之一重力加速度；一磁力感測模組，係感測該可攜式電子裝置朝該預定方向運動之一磁力；以及一處理模組，係連接該重力加速度感測模組與該磁力感測模組，進行一穩定度測試以產生一穩定度測試資料，並根據一運動軌跡下之該重力加速度及該磁力分別計算出一三重力加速度軸向及一三磁力軸向，並分別計算出該三重力加速度軸向與垂直軸所呈之三重力加速度傾斜角，及該三磁力軸向與水平軸所呈之三磁力傾斜角，且該處理模組更依據該三重力加速度傾斜角、該三磁力傾斜角及該穩定度測試資料進行計算以整合為一整合資料，再將該整合資料與一預設整合資料進行比對，若該整合資料係對應於該預設整合資料，係使該可攜式電子裝置執行一特定程序操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之感測操作系統，更包含一儲存模組，係連接該處理模組，以儲存該預設整合資料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之感測操作系統，該處理模組係於一預設時間長度內，以一預設時間間隔進行取樣，以計算取得對應取樣時間之該三重力加速度傾斜角與該三磁力傾斜角，並進而得出該整合資料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之感測操作系統，包含一設定模式及一偵測模式，於該設定模式下，該感測操作系統之該處 理模組根據使用者設定之該運動軌跡計算出該預設整合資料；於該偵測模式下，該感測操作系統之該處理模組根據使用者輸入之該運動軌跡計算出該整合資料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之感測操作系統，其中當該整合資料與該預設整合資料之比對結果小於一預設誤差範圍內時，則使該可攜式電子裝置執行該特定程序操作；若該整合資料未對應該預設整合資料，或其比對結果大於該預設誤差範圍時，則該可攜式電子裝置不執行該特定程序操作。
6. 如申請專利範圍第1項所述之感測操作系統，其中該特定程序操作包含一解鎖程序。
7. 一種感測操作方法，適用於一感測操作系統以操作一可攜式電子裝置，該感測操作系統包含一重力加速度感測模組、一磁力感測模組及一處理模組，該感測操作方法包含下列步驟：利用該重力加速度感測模組感測該可攜式電子裝置朝一預定方向運動之一重力加速度；利用該磁力感測模組感測該可攜式電子裝置朝該預定方向運動之一磁力；以及利用該處理模組進行一穩定度測試以產生一穩定度測試資料，並根據一運動軌跡下之該重力加速度及該磁力分別計算出一三重力加速度軸向及一三磁力軸向，並分別計算出該三重力加速度軸向與垂直軸所呈之三重力加速度傾斜角，及該三磁力軸向與水平軸所呈之三磁力傾斜角，且該處理模組更依據該三重力加速度傾斜角、該三磁力傾斜角及該穩定度測試 資料進行計算以整合為一整合資料，再將該整合資料與一預設整合資料進行比對，若該整合資料係對應於該預設整合資料，係使該可攜式電子裝置執行一特定程序操作。
8. 如申請專利範圍第7項所述之感測操作方法，其中該感測操作系統包含一設定模式及一偵測模式，該方法更包含下列步驟：當該感測操作系統於該設定模式下，利用該處理模組根據使用者設定之該運動軌跡計算出該預設整合資料；以及當該感測操作系統於該偵測模式下，利用該處理模組根據使用者輸入之該運動軌跡計算出該整合資料。
9. 如申請專利範圍第7項所述之感測操作方法，其中更包含下列步驟：利用該處理模組於一預設時間長度內，以一預設時間間隔進行取樣，以計算取得對應取樣時間之該三重力加速度傾斜角與該三磁力傾斜角，並進而得出該整合資料。
10. 如申請專利範圍第7項所述之感測操作方法，其更包含下列步驟：藉由該處理模組判斷該整合資料與該預設整合資料之比對結果是否小於一預設誤差範圍內時，若是，則使該可攜式電子裝置執行該特定程序操作；若該處理模組判斷出該整合資料未對應該預設整合資料，或其比對結果大於該預設誤差範圍時，則該可攜式電子裝置不執行該特定程序操作。