專利名稱：基于空間運動的輸入方法及終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸入技術(shù)，尤其涉及一種基于空間運動的輸入方法及終端。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對用戶體驗越來越高的要求，移動終端產(chǎn)品在功能上越發(fā)呈現(xiàn)多元化和個性化的趨勢。特別是在人機交互方面，用戶渴望使用更便捷、更人性化、突破傳統(tǒng)的方法。傳統(tǒng)的移動終端字符輸入和功能操作是通過鍵盤來實現(xiàn)的，存在按鍵密集不便操作，漢字字符輸入需要結(jié)合拼音、五筆等輸入法，輸入速度較慢、不直觀等缺點。新出現(xiàn)的觸摸屏人機交互方法，需要移動終端有手寫筆和較大的觸摸幕，只有在 使用觸摸屏時才能實現(xiàn)輸入，無法隨時、迅速響應(yīng)用戶的輸入或操作指令。重力感應(yīng)等技術(shù)的應(yīng)用使得終端能夠識別用戶的簡單動作，但目前僅限于屏幕解鎖、簡單游戲操作等單一應(yīng)用，還不支持根據(jù)用戶習慣靈活設(shè)定某種動作和需要執(zhí)行的特定操作指令間的對應(yīng)關(guān)系，也不支持通過重力感應(yīng)實現(xiàn)字符或圖形的輸入。目前應(yīng)用于移動終端的重力感應(yīng)技術(shù)不能精確捕捉終端的空間位置變化，只能識別簡單的方向性動作，應(yīng)用范圍受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于空間運動的輸入方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有輸入方法的應(yīng)用受限的問題。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供給了一種基于空間運動的輸入方法，操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端，所述輸入終端執(zhí)行以下步驟采集其有效的運動軌跡數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)；將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面；根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。進一步地，所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個豎直面。進一步地，若根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像無法識別輸入對象，該方法還包括將有效平面分別以其與其他兩平面的相交線為軸以特定角度步進旋轉(zhuǎn)，每步進旋轉(zhuǎn)一次，計算旋轉(zhuǎn)后新平面上的運動軌跡投影的面積，若新平面上運動軌跡投影的面積小于前述有效平面的運動軌跡投影的面積則停止向該方向旋轉(zhuǎn)，并向反方向步進旋轉(zhuǎn)；若新平面上運動軌跡投影的面積大于所述有效平面的運動軌跡投影的面積，則將該新平面作為修正后的有效平面，重新對該修正后的有效平面上運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像進行識別，若仍識別不出，則繼續(xù)按該方向步進旋轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過程直到能識別出或達到預(yù)置停止條件為止。進一步地，根據(jù)所述有效平面或修正后的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象包括根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象，如無法識別，則將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，再根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。進一步地，所述輸入對象為漢字，所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)還包括時間信息和/或筆畫索引，根據(jù)所述有效平面或修正后的有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象包括根據(jù)所述時間信息其對應(yīng)的二維平面位置判斷所述有效平面的運動軌跡投影是否符合漢字的書寫順序，如符合則根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象，否則將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對 象。進一步地，確定所述有效平面前，所述輸入終端判斷有效的運動軌跡數(shù)據(jù)之間的時間間隔是否大于預(yù)設(shè)值，若時間間隔大于預(yù)設(shè)值，則認為待識別對象輸入完整，根據(jù)完整的待識別對象對應(yīng)的運動軌跡投影確定有效平面，否則繼續(xù)采集下一個有效的運動軌跡數(shù)據(jù)。進一步地，所述輸入終端具有由操作者控制的輸入開關(guān)，所述輸入開關(guān)采用軟件或硬件實現(xiàn)，所述輸入終端根據(jù)所述輸入開關(guān)的狀態(tài)控制運動數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集的起止或判斷采集的運動軌跡數(shù)據(jù)的有效性；所述輸入終端采用多向重力感應(yīng)技術(shù)、陀螺儀或不可見光定位技術(shù)采集運動軌跡數(shù)據(jù)。進一步地，所述待識別對象是漢字、漢字的筆畫、字母、數(shù)字、符號、圖形或代表特定指令的自定義形狀。進一步地，所述運動軌跡投影在各個二維平面上占據(jù)的面積為該運動軌跡投影在該二維平面的橫軸方向的最大間距與該運動軌跡投影在該二維平面的縱軸方向的最大間距的積。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明還提供給了一種基于空間運動的輸入終端，該輸入終端包括數(shù)據(jù)采集單元，用于采集所述輸入終端有效的運動軌跡的數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)，所述運動軌跡是操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端的軌跡；平面投影單元，用于將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個豎直面；有效平面確定單元，用于根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面；輸入對象識別單元，用于根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。本發(fā)明基于空間運動的輸入方法和輸入終端，將采集輸入終端在任意空間移動的三維空間數(shù)據(jù)投影到二維平面上，根據(jù)運動軌跡在二維平面上的投影面積的最大值確定有效平面，并根據(jù)該有效平面上的投影或投影的鏡像識別輸入對象，從而根據(jù)終端移動軌跡實現(xiàn)相應(yīng) 字符、圖形或操作指令的輸入，克服現(xiàn)有輸入方法的局限性。


圖I是本發(fā)明基于空間運動的輸入方法實施例示意圖；圖2是本發(fā)明基于空間運動的輸入方法又一實施例示意圖；圖3是終端移動軌跡到5維坐標系的映射示意圖；圖4是對字符投影進行鏡像映射處理的示意圖；圖5是本發(fā)明基于空間運動的輸入終端的實施例示意圖；圖6是本發(fā)明基于空間運動的輸入終端的又一實施例示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明基于空間運動的輸入方法和輸入終端的主要思想是采集輸入終端在任意空間移動的包括三維空間數(shù)據(jù)的運動軌跡數(shù)據(jù)，并投影到二維平面上，根據(jù)運動軌跡在二維平面上的投影面積的最大值確定有效平面，并根據(jù)該有效平面上的投影或投影的鏡像識別輸入對象，從而根據(jù)終端移動軌跡實現(xiàn)相應(yīng)字符、圖形或操作指令的輸入，克服現(xiàn)有輸入方法的局限性。下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明基于空間運動的輸入方法，操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端，根據(jù)具體的輸入法類型，如拼音輸入法、筆畫輸入法、英文輸入法、數(shù)字輸入法、符號輸入法、圖形輸入法，所述待識別對象可以是漢字、漢字的筆畫、字母、數(shù)字、符號、圖形或代表特定指令的自定義形狀，所述輸入終端執(zhí)行如圖I所示的步驟步驟101 :采集其有效的運動軌跡數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)；優(yōu)選地，所述輸入終端具有由操作者控制的輸入開關(guān)，所述輸入開關(guān)采用軟件或硬件實現(xiàn)，所述輸入終端根據(jù)所述輸入開關(guān)的狀態(tài)控制運動數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集的起止或判斷采集的運動軌跡數(shù)據(jù)的有效性。所述輸入終端可以采用多向重力感應(yīng)技術(shù)、陀螺儀或不可見光定位技術(shù)采集運動軌跡數(shù)據(jù)。步驟102 :將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個
豎直面；步驟103 :根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面；優(yōu)選地，確定所述有效平面前，所述輸入終端判斷有效的運動軌跡數(shù)據(jù)之間的時間間隔是否大于預(yù)設(shè)值，若時間間隔大于預(yù)設(shè)值，則認為待識別對象輸入完整，根據(jù)完整的待識別對象對應(yīng)的運動軌跡投影確定有效平面，否則繼續(xù)采集下一個有效的運動軌跡數(shù)據(jù)。所述運動軌跡投影在各個二維平面上占據(jù)的面積為該運動軌跡投影在該二維平面的橫軸方向的最大間距與該運動軌跡投影在該二維平面的縱軸方向的最大間距的積。步驟104 :根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。具體實現(xiàn)時，可通過查詢本地數(shù)據(jù)庫匹配與運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像一致或接近的是漢字、漢字的筆畫、字母、數(shù)字、符號、圖形或代表特定指令的自定義形狀。具體地，步驟104可根據(jù)采集的運動軌跡數(shù)據(jù)有以下兩個優(yōu)選方案方案一步驟104包括根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象，如無法識別，則將所述運動軌跡投影 關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，再根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。方案二 所述輸入對象為漢字，所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)還包括時間信息和/或筆畫索引，步驟104具體包括根據(jù)所述時間信息其對應(yīng)的二維平面位置判斷所述有效平面的運動軌跡投影是否符合漢字的書寫順序，如符合則根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象，否則將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。執(zhí)行步驟104后，如果仍無法識別，輸入終端可提示重新輸入，結(jié)束流程。較佳的實現(xiàn)方式是，無法識別時，對有效平面進行修正，重新識別，即在步驟104后，執(zhí)行以下步驟將有效平面(即根據(jù)步驟103選定的投影面積最大的平面)分別以其與其他兩平面的相交線為軸以特定角度(比如15° )步進旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地，以有效平面與運動軌跡投影面積次之的平面的相交線為軸進行旋轉(zhuǎn)，；每步進旋轉(zhuǎn)一次，計算旋轉(zhuǎn)后新平面上的運動軌跡投影的面積，若新平面上運動軌跡投影的面積小于前述有效平面的運動軌跡投影的面積則停止向該方向旋轉(zhuǎn)，并向反方向步進旋轉(zhuǎn)；若新平面上運動軌跡投影的面積大于前述有效平面的運動軌跡投影的面積，則將該新平面作為修正后的有效平面，按照以上步驟104對該修正后的有效平面上運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像進行識別，若仍識別不出，則繼續(xù)按該方向步進旋轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過程直到能識別出或達到預(yù)置停止條件(比如旋轉(zhuǎn)次數(shù)閾值或識別時間閾值)為止。以下結(jié)合附圖給出一種采集5維運動軌跡數(shù)據(jù)的具體輸入流程。其核心在于通過建立5維坐標系，實時采集每一筆畫從起筆到止筆時間內(nèi)移動終端的空間位置、時間和筆畫索引信息，利用這些信息綜合判斷并選擇出一個容易識別出有意義內(nèi)容的投影平面并完成字符識別，將終端移動的軌跡轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的字符、圖形或操作指令，實現(xiàn)字符、圖形或操作指令的輸入。如圖2所示，并結(jié)合圖3和圖4，本專利所述方法包括以下步驟步驟201 :每輸入I個字符或I個圖形的第一筆畫前，移動終端內(nèi)部建立5維坐標系，初始化移動終端的起始坐標(X，1，Z, t, η)為(xl, yl, zl, tl, I),其中x, y, z為空間3維xyz坐標系上的點,其中，xy平面即水平面，yz平面及zx平面為與xy平面正交的豎直面，t代表時間，η代表當前輸入該字符或圖形的第η個筆畫，即η為筆畫索引；以圖3中輸入漢字“和”為例，在開始輸入前，建立坐標系，初始化第一筆起筆點301 坐標為(xl, yl, zl, tl，l)；步驟202 :開始輸入，操作者手持所述移動終端在任意自由空間按照需要輸入字符或圖形的筆畫移動，使得所述移動終端在自由空間滑過的軌跡和所需要輸入的字符或圖形的筆畫一致；以圖3中輸入漢字“和”為例，終端按照圖2中粗體實線字“和”的筆畫順序在自由空間滑過，圖中粗體虛線字為終端在空間滑過的軌跡在TL、ZX平面的投影；步驟203 :所述移動終端判定是否檢測到起筆的標志，如果檢測到就進行步驟204，否則回到步驟201 ；圖3中移動終端313上有一個黑色按鈕314，當前有新的一筆開始輸入時立即按下該按鈕，一直保持按下該按鈕直到該筆輸入動作結(jié)束才松開，即開始按下所述按鈕是起筆標志，松開所述按鈕是止筆標志；所述每個筆畫起止時間的判斷，通過使用專用的用于指示起止筆時間的硬件開關(guān)來實現(xiàn)，當每一筆畫開始起筆時按下所述硬件開關(guān)，在該筆畫書寫過程中該開關(guān)保持被按下的狀態(tài)，直到該筆畫書寫完畢止筆時松開該開關(guān)；步驟204:所述移動終端實時采集從當前筆畫起筆開始連續(xù)多個樣點的位置、時間信息和筆畫索引，并保存為5維坐標(X，y, z, t，η)；所述移動終端空間位置的實時采集，可以采用多種技術(shù)，比如多向重力感應(yīng)技術(shù)、陀螺儀、不可見光定位技術(shù)等；
步驟205 :所述移動終端判定是否檢測到止筆標志，如果檢測到就進行步驟206，否則重復(fù)進行步驟204，止筆標志的檢測同樣使用所述按鈕314，所述按鈕314由按下變?yōu)樗砷_的動作代表止筆標志；步驟206 :所述移動終端判斷當前輸入字符或圖形所有筆畫的輸入動作是否完畢，如果完畢，就進行步驟207，否則返回進行步驟203 ；所述判斷前輸入字符或圖形所有筆畫的輸入動作是否完畢可以通過較長時間內(nèi)沒有檢測到新的起筆標志、專用的軟/硬件開關(guān)等方法來實現(xiàn)；步驟207 :所述移動終端將采集到的該字符或圖形所有筆畫的所有5維坐標點分別投影到xyz坐標系的xy平面、yz平面和zx平面，投影時5維坐標的前3維(x，y, z)直接按照xyz坐標系的幾何投影進行，5維坐標的后2維(t，η)不做任何變換直接投影到xy平面、yz平面和zx平面后的新坐標的后面,投影后的坐標分別變?yōu)?X, y, t, n)、(y, z, t,η)、(ζ, χ, t, η)；例如圖3中輸入“和”字共有8個筆畫，第I筆起筆點301坐標為(xl，yl，zl，tl，I)，第I筆止筆點302坐標為(x2, y2，z2, t2，I)，第I筆起筆點映射到y(tǒng)z平面的點305坐標為(yl'，zl'，tl，I)、映射到zx平面的點309坐標為(xl"，zl"，tl，I)，第I筆止筆點映射到y(tǒng)z平面的點306坐標為(y2, ,z2/，t2，I)、映射到zx平面的點310坐標為(x2〃，z2"，t2，l);第8筆起筆點303坐標為(叉3，73，2333，8)，第8筆止筆點304坐標“4，74，Z4，t4，8)，第8筆起筆點映射到y(tǒng)z平面的點307坐標為(y3'，z3'，t3，8)、映射到zx平面的點311坐標為(x3〃，z3"，t3，8)，第8筆止筆點映射到y(tǒng)z平面的點308坐標為(y4'，z4' , t4,8)、映射到zx平面的點312坐標為(x4〃，z4" , t4,8),上述各點坐標中t4 > t3> t2 > tl。
也就是說投影后的坐標中的時間坐標和筆畫索引坐標保持不變，仍然是投影前采集到的該坐標的時間和筆畫索引。步驟208 :分別計算所述字符或圖形的投影在xy平面、yz平面、zx平面占據(jù)的最大面積(也稱為運動軌跡投影的面積”卩^卩^…找出sxy、syz、szx中數(shù)值最大的一個，并選定該最大值所在平面為有效平面，初步選定該最大值所在平面上的投影為字符識別時使用的投影；在xy平面投影占據(jù)面積的最大值計算公式為Sxy = I (Xmax-Xmin) I * I (ymax-ymin)上式中，Sxy代表所述字符或圖形的投影在xy平面占據(jù)的最大面積，Xmax、Yfflax分別代表所述字符或圖形在xy平面投影的所有樣點坐標中χ和ι的最大值，Xfflin和ymin分別代表所述字符或圖形在xy平面投影的所有樣點坐標中χ和ι的最小值； 類似的，在yz平面投影占據(jù)面積的最大值計算公式為Syz = I (ymax-ymin) I * I (Zmax-Zmin)上式中，Syz代表所述字符或圖形的投影在yz平面占據(jù)的最大面積，ymax、Zfflax分別代表所述字符或圖形在yz平面投影的所有樣點坐標中I和ζ的最大值，yfflin和Zmin分別代表所述字符或圖形在yz平面投影的所有樣點坐標中ι和ζ的最小值；在ZX平面投影占據(jù)面積的最大值計算公式為Szx = I (Zmax-Zmin) I * I (Xmax-Xmin)上式中，Szx代表所述字符或圖形的投影在zx平面占據(jù)的最大面積，Zfflax, Xfflax分別代表所述字符或圖形在zx平面投影的所有樣點坐標中ζ和χ的最大值，Zfflin和Xmin分別代表所述字符或圖形在zx平面投影的所有樣點坐標中ζ和χ的最小值；圖3中，從“和”字投影的大小可以看出Szx > Syz > Sxy，其中Sxy為0，所以初步選定“和”字在ZX平面的投影作為字符識別時使用的投影；步驟209 :根據(jù)由步驟208初步選定的投影中樣點坐標的筆畫索引η和每個筆畫上樣點的橫、縱坐標，可以得到筆畫之間的相對位置，根據(jù)筆畫索引和筆畫間的相對位置判斷該投影是否符合一般字符從上到下、從左到右的筆畫書寫順序，若符合，直接使用該選定的投影做為最終字符識別時使用的投影，若不符合，則在該投影所在平面內(nèi)將該投影的坐標關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，使得映射后投影符合般字符從上到下、從左到右的筆畫書寫順序，并使用該鏡像映射后的投影做為最終字符識別時使用的投影；判斷該初步選定的投影是否符合一般字符從上到下、從左到右的筆畫書寫順序時，除了使用筆畫索引和每個筆畫的橫、縱坐標進行判斷外，還可以借助投影的時間坐標t，做更準確的判斷。例如圖3中，根據(jù)步驟208初步選擇了 “和”字在zx平面的投影作為字符識別的投影，通過比較該投影所有樣點的筆畫索引和橫坐標看以得出該投影的第I筆的所有橫坐標都比第8筆的橫坐標要小，說明該投影的第8筆在第I筆的左側(cè)，不符合一般漢字字符從上到下、從左到右的書寫順序，為了便于后續(xù)字符識別，需要按照圖4的方法關(guān)于ζ軸對投影做鏡像處理，鏡像處理投后該投影第I筆起筆點變?yōu)?09’(-xl"，zl"，tl，l)，第I筆止筆點變?yōu)?310’(_x2〃，z2"，t2，I)，第 8 筆起筆點變?yōu)?311’(_x3〃，z3"，t3，8)，第 8 筆止筆點變?yōu)?12’(_x4〃，z4"，t4，8)，其它所有筆畫的所有樣點的坐標也完成同樣的鏡像處理，將完成鏡像處理后的投影作為最終字符識別用的投影并進行字符識別。步驟210 :所述移動終端判斷當前是需要輸入字符、圖形還是要輸入操作指令，如果是輸入操作指令就進入步驟211，如果是需要輸入字符、圖形就進入步驟212 ；實際中可在開始進行輸入動作前通過軟/硬件開關(guān)指示是需要輸入字符、圖形還是需要輸入操作命令；步驟211 :所述移動終端在預(yù)先設(shè)定好并保存在自己內(nèi)存中的操作指令與字符、圖形對應(yīng)表中查找步驟209中識別出的字符或圖形，如果找到其有對應(yīng)的指令，就執(zhí)行該指令然后返回步驟201，如果未找到有對應(yīng)的指令，就直接返回步驟201 ；步驟212 :所述移動終端輸入步驟209中識別出的字符或圖形，按照類似于二維平面手寫識別的算法進行字符識別并完成字符或指令的輸入，輸入后返回步驟201。
如果預(yù)先將所述移動終端內(nèi)的某些指令編碼為特定的字符或圖形，采用所述方法，就可以靈活的實現(xiàn)用戶各種動作指令的識別和執(zhí)行。由以上描述可知，有效平面選擇的基本原則是使字符在該平面的投影占據(jù)面積盡可能的大，以此達成快速準確的識別。如執(zhí)行步驟212最終選定的投影無法被識別為有意義的字符，則優(yōu)選地，可執(zhí)行有效平面修正流程，以圖3、4為例，優(yōu)選地，將XZ面繞ζ軸以15°為步進角度進行旋轉(zhuǎn)，每步旋轉(zhuǎn)一次后計算在旋轉(zhuǎn)后新平面上的運動軌跡投影的面積，若新平面上運動軌跡投影的面積小于前述有效平面的運動軌跡投影的面積則停止向該方向旋轉(zhuǎn)，并向反方向步進旋轉(zhuǎn)結(jié)合圖3,如向y軸負半軸方向旋轉(zhuǎn)，則投影面積減小，應(yīng)停止旋轉(zhuǎn)，向y軸正半軸方向旋轉(zhuǎn)；若新平面上運動軌跡投影的面積大于前述有效平面的運動軌跡投影的面積，則按照以上步驟209對該新平面上運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像進行識別，若仍識別不出，則繼續(xù)按該方向步進旋轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過程直到能識別出或達到預(yù)置停止條件(比如旋轉(zhuǎn)次數(shù)閾值或識別時間閾值)為止。所述方法中，還可以更充分的利用采集到的字符樣點5維坐標的信息，利用樣點的空間位置、時間、筆畫索引通過計算加速度、建立終端移動軌跡的數(shù)學模型等方法綜合實現(xiàn)字符的識別。應(yīng)用本發(fā)明所述的基于5維坐標定位移動終端的輸入方法，可以實現(xiàn)對移動終端空間位置的精確動態(tài)定位并將其運動軌跡轉(zhuǎn)換為字符、圖形，實現(xiàn)自然狀態(tài)下無需特殊介質(zhì)的字符、圖形輸入。該方法提出的基于筆畫起止位置的空間位置和時間信號采集、記錄筆畫索引、xyz坐標空間投影等聯(lián)合識別方案，能大大提高將移動終端運動軌跡識別為字符、圖形的識別率。另外，通過預(yù)先將移動終端內(nèi)的某些指令編碼設(shè)定為特定的字符或圖形，應(yīng)用本專利所述方法，可以靈活的實現(xiàn)用戶各種動作指令的識別和執(zhí)行，使得輸入方法更便捷、更人性化，對視力障礙人士也有很大幫助。還可以在移動終端鍵盤或觸摸屏突然失靈的情況下作為一種備選的輸入方案，這是其它輸入方法所不及的。對應(yīng)于以上方法，本發(fā)明還提供了一種基于空間運動的輸入終端實施例，如圖5所示，該輸入終端包括數(shù)據(jù)采集單元，用于采集所述輸入終端有效的運動軌跡的數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)，所述運動軌跡是操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端的軌跡；所述待識別對象是漢字、漢字的筆畫、字母、數(shù)字、符號、圖形或代表特定指令的自定義形狀。平面投影單元，用于將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個豎直面；有效平面確定單元，用于根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面；所述運動軌跡投影在各個二維平面上占據(jù)的面積為該運動軌跡投影在該二維平面的橫軸方向的最大間距與該運動軌跡投影在該二維平面的縱軸方向的最大間距的積。輸入對象識別單元，用于根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。優(yōu)選地，所述輸入對象識別單元包括投影識別模塊、鏡像映射模塊和鏡像投影識別模塊，其中 所述投影識別模塊，用于根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象；所述鏡像映射模塊，用于在運動軌跡投影無法識別時，將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射；鏡像投影識別模塊，用于根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。所述數(shù)據(jù)采集單元采用多向重力感應(yīng)技術(shù)、陀螺儀或不可見光定位技術(shù)采集所述運動軌跡的三維空間數(shù)據(jù)?？商鎿Q地，所述輸入對象為漢字，所述數(shù)據(jù)采集單元采集的運動軌跡數(shù)據(jù)以及平面投影單元得到的運動軌跡投影數(shù)據(jù)還包括時間信息和/或筆畫索引；在輸入裝置的又一實施例中，如圖6所示，其與圖5所示輸入裝置的區(qū)別之處在于，所述輸入對象識別單元包括所述書寫順序識別模塊，用于時間信息和/或筆畫索引判斷所述有效平面的運動軌跡投影是否符合漢字的書寫順序；所述投影識別模塊，用于在所述運動軌跡投影符合漢字的書寫順序時，根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象；所述鏡像映射模塊，用于在所述運動軌跡投影不符合漢字的書寫順序時，將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射；鏡像投影識別模塊，用于根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。進一步地，所述輸入終端還包括輸入開關(guān)和數(shù)據(jù)采集控制單元，其中所述輸入開關(guān)采用軟件或硬件實現(xiàn)，并由操作者控制；數(shù)據(jù)采集控制單元，用于識別輸入開關(guān)狀態(tài)，并根據(jù)所述輸入開關(guān)狀態(tài)控制所述數(shù)據(jù)采集單元采集運動軌跡數(shù)據(jù)的起止或判斷其采集的運動軌跡數(shù)據(jù)的有效性。優(yōu)選地，所述輸入終端還包括輸入完整性識別單元，用于判斷有效的運動軌跡數(shù)據(jù)之間的時間間隔是否大于預(yù)設(shè)值，若時間間隔大于預(yù)設(shè)值，則認為待識別對象輸入完整；所述有效平面確定單元，用于根據(jù)完整的待識別對象對應(yīng)的運動軌跡投影確定有效平面。本發(fā)明還提供了一種基于空間運動的輸入終端實施例，其與圖5、圖6所示的實施例的不同之處在于，所述輸入終端還包括有效平面修正單元，用于在輸入對象識別單元識別失敗后，對所述有效平面進行修正，包括將當前有效平面分別以其與其他兩平面的相交線為軸以特定角度(比如15° )步進旋轉(zhuǎn)，每步進旋轉(zhuǎn)一次，計算在旋轉(zhuǎn)后新平面上的運動軌跡投影的面積，若新平面上運動軌跡投影的面積小于前述有效平面的運動軌跡投影的面積則停止向該方向旋轉(zhuǎn)，并向反方向步進旋轉(zhuǎn)；若新平面上運動軌跡投影的面積大于前述有效平面的運動軌跡投影的面積，則將該新平面作為修正后的有效平面；所述有效平面修正單元重復(fù)上述過程直到能識別出或達到預(yù)置停止條件(比如旋轉(zhuǎn)次數(shù)閾值或識別時間閾值)為止。優(yōu)選地，所述有效平面修正單元以有效平面與運動軌跡投影面積次之的平面的相交線為軸進行旋轉(zhuǎn)修正；所述輸入單元識別單元，還用于根據(jù)所述修正后的有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于空間運動的輸入方法，其特征在于，操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端，所述輸入終端執(zhí)行以下步驟 采集其有效的運動軌跡數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)； 將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面； 根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個豎直面。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于若根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像無法識別輸入對象，該方法還包括 將有效平面分別以其與其他兩平面的相交線為軸以特定角度步進旋轉(zhuǎn)，每步進旋轉(zhuǎn)一次，計算旋轉(zhuǎn)后新平面上的運動軌跡投影的面積，若新平面上運動軌跡投影的面積小于前述有效平面的運動軌跡投影的面積則停止向該方向旋轉(zhuǎn)，并向反方向步進旋轉(zhuǎn)；若新平面上運動軌跡投影的面積大于所述有效平面的運動軌跡投影的面積，則將該新平面作為修正后的有效平面，重新對該修正后的有效平面上運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像進行識另O，若仍識別不出，則繼續(xù)按該方向步進旋轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過程直到能識別出或達到預(yù)置停止條件為止。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的方法，其特征在于根據(jù)所述有效平面或修正后的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象包括 根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象，如無法識別，則將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，再根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。
5.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的方法，其特征在于所述輸入對象為漢字，所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)還包括時間信息和/或筆畫索引，根據(jù)所述有效平面或修正后的有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象包括 根據(jù)所述時間信息其對應(yīng)的二維平面位置判斷所述有效平面的運動軌跡投影是否符合漢字的書寫順序，如符合則根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象，否則將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射，根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于確定所述有效平面前，所述輸入終端判斷有效的運動軌跡數(shù)據(jù)之間的時間間隔是否大于預(yù)設(shè)值，若時間間隔大于預(yù)設(shè)值，則認為待識別對象輸入完整，根據(jù)完整的待識別對象對應(yīng)的運動軌跡投影確定有效平面，否則繼續(xù)采集下一個有效的運動軌跡數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述輸入終端具有由操作者控制的輸入開關(guān)，所述輸入開關(guān)采用軟件或硬件實現(xiàn)，所述輸入終端根據(jù)所述輸入開關(guān)的狀態(tài)控制運動數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集的起止或判斷采集的運動軌跡數(shù)據(jù)的有效性；所述輸入終端采用多向重力感應(yīng)技術(shù)、陀螺儀或不可見光定位技術(shù)采集運動軌跡數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述待識別對象是漢字、漢字的筆畫、字母、數(shù)字、符號、圖形或代表特定指令的自定義形狀。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述運動軌跡投影在各個二維平面上占據(jù)的面積為該運動軌跡投影在該二維平面的橫軸方向的最大間距與該運動軌跡投影在該二維平面的縱軸方向的最大間距的積。
10.一種基于空間運動的輸入終端，其特征在于，該輸入終端包括 數(shù)據(jù)采集單元，用于采集所述輸入終端有效的運動軌跡的數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)，所述運動軌跡是操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端的軌跡； 平面投影單元，用于將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個豎直面； 有效平面確定單元，用于根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面； 輸入對象識別單元，用于根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。
11.如權(quán)利要求10所述的輸入終端，其特征在于所述三個二維平面分別是水平面以及與水平面正交的兩個豎直面。
12.如權(quán)利要求10所述的輸入終端，其特征在于所述輸入終端還包括 有效平面修正單元，用于在輸入對象識別單元識別失敗后，對所述有效平面進行修正，包括將當前有效平面分別以其與其他兩平面的相交線為軸以特定角度步進旋轉(zhuǎn)，每步進旋轉(zhuǎn)一次，計算在旋轉(zhuǎn)后新平面上的運動軌跡投影的面積，若新平面上運動軌跡投影的面積小于前述有效平面的運動軌跡投影的面積則停止向該方向旋轉(zhuǎn)，并向反方向步進旋轉(zhuǎn)；若新平面上運動軌跡投影的面積大于前述有效平面的運動軌跡投影的面積，則將該新平面作為修正后的有效平面；所述有效平面修正單元重復(fù)上述過程直到能識別出或達到預(yù)置停止條件為止； 所述輸入單元識別單元，還用于根據(jù)所述修正后的有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。
13.如權(quán)利要求10至12中任一項所述的輸入終端，其特征在于所述輸入對象為漢字，所述數(shù)據(jù)采集單元采集的運動軌跡數(shù)據(jù)以及平面投影單元得到的運動軌跡投影數(shù)據(jù)還包括時間信息和/或筆畫索引；所述輸入對象識別單元包括 所述書寫順序識別模塊，用于時間信息和/或筆畫索引判斷所述有效平面的運動軌跡投影是否符合漢字的書寫順序； 所述投影識別模塊，用于在所述運動軌跡投影符合漢字的書寫順序時，根據(jù)所述運動軌跡投影識別所述輸入對象； 所述鏡像映射模塊，用于在所述運動軌跡投影不符合漢字的書寫順序時，將所述運動軌跡投影關(guān)于橫軸或縱軸做鏡像映射； 鏡像投影識別模塊，用于根據(jù)所述運動軌跡投影鏡像識別所述輸入對象。
14.如權(quán)利要求10至12中任一項所述輸入終端，其特征在于所述運動軌跡投影在各個二維平面上占據(jù)的面積為該運動軌跡投影在該二維平面的橫軸方向的最大間距與該運動軌跡投影在該二維平面的縱軸方向的最大間距的積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于空間運動的輸入方法及系統(tǒng)，操作者根據(jù)待識別對象形狀在空間移動輸入終端，所述輸入終端執(zhí)行以下步驟采集其有效的運動軌跡數(shù)據(jù)，所述運動軌跡數(shù)據(jù)至少包括三維空間數(shù)據(jù)；將所述運動軌跡數(shù)據(jù)分別投影到兩兩正交的三個二維平面上，得到三組運動軌跡投影數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運動軌跡投影數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的運動軌跡投影占據(jù)的面積，將面積最大的運動軌跡投影所在的二維平面確定為有效平面；根據(jù)所述有效平面的運動軌跡投影或運動軌跡投影的鏡像識別輸入對象。本發(fā)明方法和系統(tǒng)克服了現(xiàn)有輸入方法的應(yīng)用局限。
文檔編號G06F3/033GK102810015SQ20111014378
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者賽斌, 鄭偉 申請人:中興通訊股份有限公司