TWI598784B - 軌跡預測系統及軌跡預測方法 - Google Patents

軌跡預測系統及軌跡預測方法 Download PDF

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Description

軌跡預測系統及軌跡預測方法
本發明系關於一種軌跡預測系統及軌跡預測方法。
當使用者接觸觸控式螢幕時，處理器將觸控式螢幕接收之資訊處理後執行動作。然而，由於顯示器延遲及處理器處理資訊所需時間而導致執行動作較接觸觸控式螢幕的時間存在時間延遲，尤其是軌跡較長的觸摸操作，如畫線時，顯示器顯示時間與觸摸時間延遲較為明顯。同樣在虛擬實境設備中，使用者的動作軌跡在三維空間內需要更多計算而導致動作執行的時間延遲明顯。
有鑑於此，有必要提供一種軌跡預測系統及軌跡預測方法。
一種軌跡預測系統，運行於電子裝置中，該電子裝置具有用於識別手勢或虛擬操作的感應結構，該軌跡預測系統與該感應結構相配合，用於預測在該電子裝置上所發生的手勢操作的路線軌跡，該軌跡預測系統包括：起點檢測模組，用於檢測該路線軌跡的軌跡起點；讀取模組，用於讀取該軌跡起點後預定數量軌跡點的座標；及軌跡計算模組，用於根據該軌跡起點及起點後預定數量軌跡點的座標計算後續軌跡點的座標。
一種軌跡預測方法，運行於電子裝置中，該電子裝置具有用於識別手勢或虛擬操作的感應結構，該軌跡預測方法與該感應結構相配合，用於預測在該電子裝置的路線軌跡，該軌跡預測方法包括：檢測軌跡起點；讀取該軌跡起點後預定數量軌跡點的座標；及根據該軌跡起點及起點後預定數量軌跡點的座標計算後續軌跡點的座標。
本發明的軌跡預測系統及軌跡預測方法，可根據軌跡起點及起點後預定數量的軌跡點的座標計算後續軌跡點的座標，從而實現軌跡預測避免待軌跡發生後再計算的時間延遲。
100、300‧‧‧電子裝置
10、30‧‧‧軌跡預測系統
12、32‧‧‧起點檢測模組
14、34‧‧‧讀取模組
16、36‧‧‧軌跡計算模組
38‧‧‧軌跡修正模組
101、301‧‧‧觸控屏
104、304‧‧‧記憶體
102、302‧‧‧處理器
S201~S205、S401~S407‧‧‧步驟
圖1是本發明軌跡預測系統一實施例運行環境的硬體架構圖。
圖2是圖1所示的軌跡預測系統預測軌跡示意圖。
圖3是本發明軌跡預測方法一實施例的流程圖。
圖4是本發明軌跡預測系統另一實施例運行環境的硬體架構圖。
圖5是圖4所示的軌跡預測系統預測軌跡示意圖。
圖6是圖4所示的軌跡預測系統修正軌跡示意圖。
圖7是本發明軌跡預測方法另一實施例的流程圖。
請參閱圖1，圖1是本發明軌跡預測系統10一實施例運行環境的硬體架構示意圖。該軌跡預測系統10應用於電子裝置100中。在本實施例中，該電子裝置100可以是，但不限於，智慧手機、個人數位助理(PDA)、平板電腦以及移動互聯網設 備(MID)、虛擬實境設備(Virtual Reality)等。該軌跡預測系統10用於預測使用者操作該電子裝置100的路線軌跡。在本實施例中，該電子裝置100為具有觸控功能的電子裝置，該觸控功能由觸控屏101來實現，該觸控式螢幕101可為一內嵌式觸控屏或一外掛式觸控屏。該軌跡預測系統10能夠與該電子裝置100的觸控屏101中能夠感應手勢操作的感應結構相配合，並透過該電子裝置100的觸控感應驅動晶片來獲取預測所需的基礎資料。該觸控感應驅動晶片讀取該觸控屏101感應的感應訊號並根據該感應訊號分析出觸摸點的座標位置及觸碰動作形態，如滑動觸摸或點擊觸摸。當判斷為滑動觸摸操作時，該軌跡預測系統10被觸發啟動。在其他實施例中，該電子裝置100為用於感測使用者頭、眼、手等虛擬操作的軌跡的虛擬實境設備，當該電子裝置100判斷使用者的透過非起始點動作時，該軌跡預測系統10被觸發啟動。
該軌跡預測系統10包括起點檢測模組12、讀取模組14與軌跡計算模組16。該軌跡預測系統10可固化在電子裝置100的作業系統中，也可存儲在電子裝置100的記憶體104中，並由該電子裝置100的處理器102執行，以預測使用者操作該電子裝置100的路線軌跡。在本實施例中，該觸控屏的感應結構感應發生在該觸控式螢幕上的手勢操作並將該觸摸操作轉化為感應訊號傳送給觸控感應驅動晶片，該觸控感應驅動晶片分析該電訊號以得到包括觸摸點座標位置及觸碰動作形態等基礎資料於該處理器102，以使該處理器102執行該軌跡預測系統10。
請一併參閱圖2，圖2是圖1所示的軌跡預測系統10預測軌跡示意圖。該起點檢測模組12用於檢測軌跡起點。在本實施例中以預測平面上的軌跡，如觸控式螢幕上的觸摸軌跡進行說明，但不限於平面，如在三維立體空間中應用的虛擬實境設備同樣適用。該起點檢測模組12檢測出軌跡L1的起點並記錄該起點為第一點P1且座標為(X1,Y1)。
該讀取模組14讀取該軌跡L1起點後預定數量軌跡點的座標。在本實施方式中，該讀取模組14讀取該起點後二軌跡點的座標並記錄為第二點P2、第三點P3並分別記為P2(X2,Y2)、P3(X3,Y3)。
該軌跡計算模組16用於根據該軌跡起點與該起點後預定數量的軌跡點座標計算後續軌跡點的座標。具體地，定義相鄰軌跡點之間的距離D(n)=((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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表示該軌跡L1的第n點。由於該軌跡L1的起點及該起點後二軌跡點的座標分別為(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)，因此可根據前述第一到第三點的座標計算獲取第四點P4的座標(X4,Y4)，然後依序計算第五點P5(X5,Y5)、第六點P6(X6,Y6)。在本實施例中，該預測座標點的數量根據該電子裝置100的延遲時間與每二相鄰軌跡點的間隔時間確定，如電子裝置100的延遲時間為80ms而每二相鄰軌跡點的間隔時間為6.6ms時則軌跡L1共12點即需要預測9個點。
該軌跡預測系統10將該計算之後續軌跡點的座標顯示於該觸控屏101上。
請一併參閱圖3，圖3是本發明軌跡預測方法一實施例的流程圖。
步驟S201，該起點檢測模組12用於檢測軌跡起點。在本實施例中以預測平面上的軌跡，如觸控式螢幕上的觸摸軌跡進行說明，但不限於平面，如在三維立體空間中應用的虛擬實境設備同樣適用。該起點檢測模組12檢測出軌跡L1的起點並記錄該為第一點P1且座標為(X1,Y1)。
步驟S203，該讀取模組14讀取該軌跡L1起點後預定數量軌跡點的座標。在本實施方式中，該讀取模組14讀取該起點後二軌跡點的座標並記錄為第二點P2、第三點P3並分別記為P2(X2,Y2)、P3(X3,Y3)。
步驟S205，該軌跡計算模組16用於根據該軌跡起點與該起點後預定數量的軌跡點座標計算後續軌跡點的座標。具體地，定義相鄰軌跡點之間的距離D(n)=((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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)。由於該軌跡L1的起點及該起點後二軌跡點的座標分別為(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)，因此可根據前述第一到第三點的座標計算獲取第四點P4的座標(X4,Y4)，然後依序計算第五點P5(X5,Y5)、第六點P6(X6,Y6)。在本實施例中，該預測座標點的數量根據該電子裝置100的延遲時間與每二相鄰軌跡點 的間隔時間確定，如電子裝置100的延遲時間為80ms而每二相鄰軌跡點的間隔時間為6.6ms時則軌跡L1共12點即需要預測9個點。
該軌跡預測方法還包括將該計算之後續軌跡點的座標顯示於該觸控屏101上。
請參閱圖4，圖4是本發明軌跡預測系統30另一實施例運行環境的硬體架構示意圖。該軌跡預測系統30應用於電子裝置300中。在本實施例中，該電子裝置300可以是，但不限於，智慧手機、個人數位助理(PDA)、平板電腦以及移動互聯網設備(MID)、虛擬實境設備(VR)等。該軌跡預測系統30用於預測使用者操作該電子裝置300的路線軌跡。在本實施例中，該電子裝置300為具有觸控功能的電子裝置，該觸控功能由觸控屏301來實現，該觸控屏301可為一內嵌式觸控屏或一外掛式觸控屏來實現。該軌跡預測系統30可透過該電子裝置300的觸控感應驅動晶片來實現，該觸控感應驅動晶片讀取該觸控屏301感應的感應訊號並根據該感應訊號分析出觸摸點的座標位置及觸碰動作形態，如滑動觸摸或點擊觸摸。當判斷為滑動觸摸操作時，該軌跡預測系統30被觸發啟動。在其他實施例中，該電子裝置300為用於感測使用者頭、眼、手等軌跡的虛擬實境設備，當該電子裝置300判斷使用者透過非起始點動作時，該軌跡預測系統30被觸發啟動。
該軌跡預測系統30包括起點檢測模組32、讀取模組34、軌跡計算模組36與軌跡修正模組38。該軌跡預測系統30可固化在電子裝置300的作業系統中，也可存儲在電子裝置 300的記憶體304中，並由該電子裝置300的處理器302執行，以預測使用者操作該電子裝置300的路線軌跡。
請一併參閱圖5，圖5是圖4所示的軌跡預測系統預測軌跡示意圖。該起點檢測模組32用於檢測軌跡起點。在本實施例中以預測平面上的軌跡，如觸控式螢幕上的觸摸軌跡進行說明，但不限於平面，如在三維立體空間中應用的虛擬實境設備同樣適用。該起點檢測模組32檢測出預測軌跡L11的起點並記錄該起點為第一點P11且座標為(x1,y1)。
該讀取模組34讀取該預測軌跡L11起點後預定數量軌跡點的座標。在本實施方式中，該讀取模組34讀取該起點後二軌跡點的座標並記錄為第二點P12、第三點P13並分別記為P12(x2,y2)、P13(x3,y3)。
該軌跡計算模組36用於根據該軌跡起點與該起點後預定數量的軌跡點座標計算後續軌跡點的座標。具體地，定義相鄰軌跡點之間的距離D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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)。由於該預測軌跡L11的起點及該起點後二軌跡點的座標分別為(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)，因此可根據前述第一到第三點的座標計算獲取第四點P14的座標(x4,y4)，然後依序計算第五點P15(x5,y5)、第六點P16(x6,y6)。在本實施例中，該預測座標點的數量根據該電子裝置300的延遲時間與每二相鄰軌跡點的間隔時間確定，如電子裝置300的延遲時間為80ms而每二相 鄰軌跡點的間隔時間為6.6ms時則預測軌跡L11共12點即需要預測9個點。
請一併參閱圖6，圖6是圖4所示的軌跡預測系統修正軌跡示意圖。該軌跡修正模組38根據該預定數量的軌跡點的後續實際點位座標對該預測軌跡L11進行修正。具體地，當使用者操作軌跡的第四點P14座標為(x4’,y4’)時，該軌跡修正模組38根據公式D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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)將該第五點P15、第六點P16的座標修正為(x5’,y5’)、(x6’,y6’)。且當使用者的操作軌跡的第五點座標與預測軌跡L11的第五點座標不同時，該軌跡修正模組38亦對該預測軌跡的第六點P16座標進行修正。
該軌跡預測系統10將該修正之後續軌跡點的座標顯示於該觸控屏301上。
請一併參閱圖7，圖7是本發明軌跡預測方法另一實施例的流程圖。
步驟S401，該起點檢測模組32用於檢測軌跡起點。在本實施例中以預測平面上的軌跡，如觸控式螢幕上的觸摸軌跡進行說明，但不限於平面，如在三維立體空間中應用的虛擬實境設備同樣適用。該起點檢測模組32檢測出軌跡L11的起點並記錄該為第一點P11且座標為(x1,y1)。
步驟S403，該讀取模組34讀取該軌跡L11起點後預定數量軌跡點的座標。在本實施方式中，該讀取模組34讀取該 起點後二軌跡點的座標並記錄為第二點P12、第三點P13並分別記為P12(x2,y2)、P13(x3,y3)。
步驟S405，該軌跡計算模組36用於根據該軌跡起點與該起點後預定數量的軌跡點座標計算後續軌跡點的座標。具體地，定義相鄰軌跡點之間的距離D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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)。由於該預測軌跡L11的起點及該起點後二軌跡點的座標分別為(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)，因此可根據前述第一到第三點的座標計算獲取第四點P14的座標(x4,y4)，然後依序計算第五點P15(x5,y5)、第六點P16(x6,y6)。在本實施例中，該軌跡預測系統30預測座標點的數量根據該電子裝置300的延遲時間與每二相鄰軌跡點的間隔時間確定，如電子裝置300的延遲時間為80ms而每二相鄰軌跡點的間隔時間為6.6ms時則預測軌跡L11共12點即需要預測9個點。
步驟S407，該軌跡修正模組38根據該預定數量的軌跡點的後續實際點位座標對該預測軌跡L11進行修正。具體地，當使用者操作軌跡的第四點P14座標為(x4’,y4’)時，該軌跡修正模組38根據公式D(n)=((xn-x(n-1))^2+(yn-y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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)將該第五點P15、第六點P16的座標修正為(x5’,y5’)、(x6’,y6’)。且 當使用者的操作軌跡的第五點座標與預測軌跡L11的第五點座標不同時，該軌跡修正模組38亦對該預測軌跡的第六點座標進行修正。
本發明的軌跡預測系統與軌跡預測方法可以根據軌跡起點與起點後預定數量的點位座標對軌跡進行預測，從而避免待軌跡發生後再計算的時間延遲。進一步，本發明的軌跡預測系統還可根據該預定數量的軌跡點的後續實點位座標對該預測軌跡L11進行修正以提高軌跡預測的準確性。
綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士援依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧軌跡預測系統
12‧‧‧起點檢測模組
14‧‧‧讀取模組
16‧‧‧軌跡計算模組
104‧‧‧記憶體
102‧‧‧處理器
101‧‧‧觸控屏

Claims (8)

  1. 一種軌跡預測系統，運行於電子裝置中，該電子裝置具有用於識別手勢或虛擬操作的感應結構，該軌跡預測系統與該感應結構相配合，用於預測在該電子裝置上所發生的手勢操作的路線軌跡，該軌跡預測系統包括：起點檢測模組，用於檢測該路線軌跡的軌跡起點；讀取模組，用於讀取該軌跡起點後預定數量軌跡點的座標；及軌跡計算模組，用於根據該軌跡起點及起點後預定數量軌跡點的座標計算後續軌跡點的座標；其中該軌跡預測系統還包括軌跡修正模組，用於根據該預定數量的軌跡點的後續實際點位座標對該軌跡進行修正。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軌跡預測系統，其中該起點檢測模組檢測出軌跡的起點並記錄該起點為第一點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之軌跡預測系統，其中該讀取模組讀取該起點後二軌跡點的座標。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之軌跡預測系統，其中該軌跡計算模組定義相鄰軌跡點之間的距離D(n)=((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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表示該軌跡的第n點，Xn和Yn表示該軌跡的第n點的座標，X(n-1)和Y(n-1)表示該軌跡的第n-1點的座標，該軌跡計算模組根據以上公式計算該軌跡中每一點的座標。
  5. 一種軌跡預測方法，運行於電子裝置中，該電子裝置具有用於識別手勢或虛擬操作的感應結構，該軌跡預測方法與該感應結構相配合，用於預測在該電子裝置的路線軌跡，該軌跡預測方法包括：檢測軌跡起點；讀取該軌跡起點後預定數量軌跡點的座標；及 根據該軌跡起點及起點後預定數量軌跡點的座標計算後續軌跡點的座標；其中該軌跡預測方法還包括根據該預定數量的軌跡點的後續實際點位座標對該軌跡進行修正。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之軌跡預測方法，其中檢測出軌跡的起點並記錄該起點為軌跡的第一點。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之軌跡預測方法，其中讀取該起點後二軌跡點的座標。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之軌跡預測方法，其中定義相鄰軌跡點之間的距離D(n)=((Xn-X(n-1))^2+(Yn-Y(n-1))^2)^0.5，相鄰軌跡點之間的斜率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表示該軌跡的第n點，Xn和Yn表示該軌跡的第n點的座標，X(n-1)和Y(n-1)表示該軌跡的第n-1點的座標，根據以上公式計算該軌跡中每一點的座標。
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