CN210119760U - 电子设备和电子系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电子设备和电子系统。数字信号处理电路装置在操作中基于加速度计数据确定设备的携带位置。使用确定的携带位置设置双击检测参数。使用设置的双击检测参数检测双击。响应于检测到双击,生成诸如标志或中断信号之类的控制信号并将其用来控制设备的操作。例如,设备可以响应于检测到双击而进入操作唤醒模式。根据本申请的方案,可以实现改进的双击检测机制,从而改善对设备操作的控制。
Description
技术领域
本公开一般涉及电子设备,并且更具体地,涉及采用双击(doubletap)检测机制来控制设备的操作的电子设备。
背景技术
双击是通常用于诸如电话、平板电脑和诸如智能手表之类的可穿戴设备之类的移动设备中的用户交互的手势。传统上,电阻/电容触摸显示器或加速度计已被用来检测双击。
响应于检测到双击,生成控制信号以控制设备的操作。例如,响应于检测到双击,设备可以生成控制信号以改变设备的唤醒状态、修改显示、执行命令等。
实用新型内容
在一个实施例中,一种电子设备包括:数字信号处理电路装置,其在操作中基于加速度计数据来确定多个设备携带位置中的设备携带位置;基于所确定的设备携带位置来设置一个或多个双击检测参数;基于双击检测逻辑来检测双击,其中所述双击检测逻辑使用所设置的双击检测参数中的至少一个双击检测参数;以及响应于检测到双击而生成控制信号;以及耦合到数字信号处理电路装置的接口,所述接口在操作中发送所述控制信号。在一个实施例中,该设备包括:加速度计,其在操作中生成所述加速度计数据。在一个实施例中,加速度计是三轴加速度计,其在操作中输出每个轴的加速度信号。在一个实施例中,所述设备包括:高通滤波器,其在操作中对所述加速度计数据进行滤波。在一个实施例中,所述双击检测逻辑使用经滤波的加速度计数据。在一个实施例中,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个阈值幅度。在一个实施例中,所述双击检测逻辑将所述加速度计数据与所述一个或多个阈值幅度进行比较。在一个实施例中,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个幅度范围。在一个实施例中,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个窗口大小。在一个实施例中,所述控制信号包括标志。在一个实施例中,所述控制信号包括中断。在一个实施例中,所述双击检测逻辑是固定的。在一个实施例中,所述多个设备携带位置包括指示搁置在硬表面上的第一位置和指示手持的第二位置。
在一个实施例中,一种电子系统包括:一个或多个处理核,其在操作中处理数字数据;通信地耦合到所述一个或多个处理核的传感器,所述传感器包括:加速度计,其在操作中生成加速度计数据;通信地耦合到所述加速度计的数字信号处理电路装置,其中所述数字信号处理电路在操作中:基于所述加速度计数据来确定多个设备携带位置中的设备携带位置;基于所确定的设备携带位置来设置一个或多个双击检测参数;基于双击检测逻辑来检测双击,其中所述双击检测逻辑使用所设置的双击检测参数中的至少一个双击检测参数;以及响应于检测到双击而生成控制信号。在一个实施例中,所述加速度计是三轴加速度计,其在操作中输出每个轴的加速度信号。在一个实施例中,所述数字信号处理电路装置包括高通滤波器。在一个实施例中,所述控制信号是中断信号,并且所述一个或多个处理核在操作中通过发起应用的执行来响应所述中断信号。在一个实施例中,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个阈值幅度。在一个实施例中,所述双击检测逻辑将加速度计数据与所述一个或多个阈值幅度进行比较。在一个实施例中,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个窗口大小。在一个实施例中,所述多个设备携带位置包括指示搁置在硬表面上的第一位置和指示手持的第二位置。
根据本申请的方案,可以实现改进的双击检测机制,从而改善对设备操作的控制。
附图说明
图1是电子设备或系统的实施例的功能框图。
图2是双击检测电路的实施例的功能框图。
图3图示出了检测双击的方法的实施例。
图4图示出了与硬表面上的搁置位置中的设备的双击相关联的加速度计数据的示例。
图5图示出了与手持携带位置中的设备的双击相关联的加速度计数据的示例。
具体实施方式
在以下描述中,阐述了某些细节以便提供对设备、系统、方法和物品的各种实施例的透彻理解。然而,本领域技术人员将理解,可以在没有这些细节的情况下实践其他实施例。在其他实例中,与例如诸如晶体管、乘法器、加法器、分频器、比较器、集成电路、逻辑门、有限状态机、加速度计、陀螺仪、磁场传感器、存储器、总线系统等等之类的电路相关联的众所周知的结构和方法在一些附图中未详细示出或描述,以避免不必要地模糊对实施例的描述。
除非上下文另有要求,否则在整个说明书和随后的权利要求中,单词“包括”及其变体,诸如“包括”和“包含”,应以开放的、包含性的意义解释,即“包括但不仅限于”。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此,贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定是指相同的实施例,也不是指所有的实施例。此外,特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合以获得另外的实施例。
标题仅为方便起见而提供,并不解释本公开的范围或含义。
附图中元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如,各种元件的形状和角度没有按比例绘制,并且这些元件中的一些被放大和定位以提高附图的易读性。此外,所绘制的元件的特定形状不一定旨在传达关于特定元件的实际形状的任何信息,并且仅为了便于在附图中识别而选择。
传统上,电子设备的处理核从用户接口和传感器接收数据,并使用软件算法或例程或有线逻辑基于接收数据来检测用户输入,诸如双击。用户可以双击设备以指示唤醒设备、使设备进入睡眠、扩展或缩小设备的显示器上的图像等的期望。期望的响应可以基于接收到双击的上下文(例如,当设备处于睡眠状态时接收到双击时,双击被视为唤醒命令)。响应于双击的检测,生成控制信号以使设备执行期望的动作,例如,从睡眠状态转换到操作唤醒状态等。
理想情况下,当设备正使用在各种操作条件下例如在硬表面上或握持在用户手中时,双击机制应该以高度的检测准确度(例如,双击的检测率>95%)、低误报率(例如,<5%)并以低功耗来检测双击。传统上,电阻/电容触摸显示器已被用来检测双击。使用触摸显示器的传统方法通常具有高度的检测准确度和低误报率,但是屏幕必须始终打开,这导致高功耗(例如,数十至数百毫安)。
与触摸显示器相比,用于检测双击的传统加速度计方法通常具有低功耗,但是检测率太低并且误报率太高。一些传统方法还设想获取大量数据和机器学习以检测双击,这可能强加了显著的存储器和处理能力的要求。
图1是可以应用将要描述的实施例的类型的电子设备或系统100的实施例的功能框图。系统100包括一个或多个处理核或电路102。处理核102可以包括例如一个或多个处理器、状态机、微处理器、可编程逻辑电路、分立电路、逻辑门、寄存器等及其各种组合。处理核可以控制系统100的整体操作、系统100对应用程序的执行等。系统100包括一个或多个存储器104,诸如可以存储例如与系统100执行的应用和操作有关的全部或部分指令和数据的一个或多个易失性和/或非易失性存储器。该系统包括一个或多个接口106,诸如触摸屏、一个或多个端口、按钮等及其各种组合。如所图示,系统100包括一个或多个其他功能电路装置160以及总线系统170,一个或多个其他功能电路装置160可以包括收发器、天线、电源等,总线系统170可以包括耦合到系统100的各种组件的一个或多个数据总线、地址总线、电源总线和/或控制总线。
系统100还包括一个或多个感测电路或传感器108,其在操作中感测设备相对于传感器108的环境的一个或多个条件,该环境诸如一个或多个加速度计110、一个或多个陀螺仪112、一个或多个磁场传感器114等等。可以使用MEMS或其他技术实现传感器108,并且如所图示包括一个或多个嵌入式处理核116。
系统100包括双击检测电路或块120,如所图示,其包括位置检测电路或块122、参数选择逻辑或电路装置124、以及双击检测逻辑或电路装置126。双击检测电路120还可以包括各种其他组件,诸如内部总线系统(未示出)、一个或多个处理核(参见处理核102)、一个或多个有限状态机(参见图2)、一个或多个过滤器(参见图2)、一个或多个内部传感器(参见图2)、一个或多个存储器(参见存储器104)、一个或多个接口(参见接口106)电源电路装置(未示出)等。
在操作中,位置检测电路122确定系统100的携带或使用位置。例如,基于由一个或多个传感器108生成的数据,位置检测电路122确定系统100是否正搁置在诸如桌子之类的硬表面上、是否正搁置在诸如床或沙发之类的软表面上、是否正被握持在用户的手中等等。例如,指示设备的相对移动很少或没有的加速度计信号(例如,在阈值时间段内小于第一阈值的信号)可以指示设备正搁置在硬表面上。指示设备的略微更高的移动量的加速度计信号(例如,在阈值时间段内高于第二阈值且低于第三阈值的信号)可以指示设备正搁置在诸如床之类的软表面上。指示设备的更高移动量的加速度计信号(例如,在阈值时间段内高于第四阈值并且低于第五阈值的信号)可以指示设备处于手持位置。在一些实施例中,位置检测电路可以确定附加位置信息,诸如系统是否正在移动(例如,在汽车中行驶)等。在一些实施例中,位置检测电路可以使用机器学习技术、查找表、模糊逻辑等等来检测设备的携带位置。
参数选择逻辑124在操作中基于检测到的携带位置来选择、设置或调整双击检测逻辑或双击检测例程的参数。例如,可以基于检测到的设备的携带位置来设置一个或多个阈值幅度、幅度范围、阈值数量、阈值时间段、滤波器参数等。双击检测逻辑126在操作中使用检测的参数来检测双击的发生。双击检测逻辑126可以针对各种位置采用公共逻辑或算法(例如,可以针对多个位置采用相同的逻辑或算法,但是使用的阈值参数是不同的)、针对各种位置的不同逻辑或算法、或者其各种组合(例如,当系统100正搁置在软或硬表面上时(可能具有不同阈值)是一种算法,并且当系统100正被握持在用户手中时是另一种算法)。当双击检测逻辑126检测到双击时,系统100可以响应地采取适当的动作(例如,生成控制信号以打开屏幕、变焦等)。
在一些实施例中,双击检测电路120可以采用机器学习技术。例如,当系统100使用机器学习技术进行学习来检测位置并设置参数以获得更好的结果时,位置检测电路122可以实时修改位置检测算法和/或调整参数设置。可以基于机器学习检测附加位置(例如,检测各种类型的表面,诸如硬表面或软表面)或者将附加位置添加到位置检测算法。
在一些实施例中,系统100可以包括比图示的组件更多的组件,可以包括比所图示的组件更少的组件,可以将所图示的组件拆分成分开的组件,可以组合所图示的组件等等,以及它们的各种组合。例如,传感器108在一些实施例中可以省略陀螺仪112和磁场传感器114,在一些实施例中可以组合加速度计110和陀螺仪112等等。在一些实施例中,可以组合传感器108和双击检测电路12等等。例如,可以使用嵌入在加速度计中的处理核诸如加速度计110的处理核116来实现双击检测电路。
图2图示出了可以例如在图1的系统100中采用的双击检测电路200的实施例。如所图示,双击检测电路200包括加速度计电路210。加速度计电路210包括加速度计212,其在操作中生成指示相对于一个或多个移动轴的加速度的一个或多个信号。加速度计212例如可以是三轴加速度计,其在输出中提供三个加速度计信号(例如,分别根据轴x、y和z的ax、ay、az)。加速度计212在操作中将加速度计信号提供给位置检测逻辑或决策树电路222以及高通滤波器232。位置检测逻辑222在操作中确定诸如图1的系统之类的设备的携带位置,例如,如上面关于图1的位置检测电路122所讨论的。可以从多个携带位置中选择设备的携带位置。高通滤波器232在操作中对加速度计212输出的加速度计信号进行滤波。在一些实施例中,除了来自加速度计212的加速度计信号之外或代替来自加速度计212的加速度计信号,位置检测逻辑222可以从高通滤波器232接收经滤波的加速度计信号。
双击检测电路200包括有限状态机(FSM)或控制电路230,其在操作中控制提供给双击检测电路200的其他组件或采用双击检测电路200的系统的其他组件(例如,图1的系统100)并且从其中接收的数据信号和控制信号的处理。例如,在操作中,双击检测电路200可以设置标志或生成中断信号以指示双击的检测。FSM 230包括参数设置状态或逻辑234以及检测状态或逻辑236。参数设置电路234接收指示由决策树电路222生成的设备的携带位置的信号,并设置双击检测参数,诸如一个或多个幅度阈值、一个或多个阈值时间段等,诸如以上关于图1的参数检测电路124所讨论的。双击检测逻辑236接收由高通滤波器232输出的经滤波的加速度计信号和由参数设置电路234设置的参数,并且基于经滤波的加速度计信号和由参数设置电路234设置的参数来检测双击。如所图示,双击检测逻辑236响应于检测到双击而设置标志Flag。
在一些实施例中,电路200可以包括比所图示的组件更多的组件,可以包括比所图示的组件更少的组件,可以将所图示的组件拆分成分开的组件,可以组合所图示的组件等等,以及它们的各种组合。例如,加速度计电路210可以包括FSM 230。
图3图示出了检测双击的方法300的实施例,并且为了方便起见,将关于图1的系统100的实施例和图2的电路200的实施例来描述。可以采用其他系统和电路来执行图3的方法300的实施例。
方法300在302处开始。方法300可以由在应用处理器上执行的应用发起(参见图1的处理核102)。例如,当设备通电时,用户界面应用可以发起方法300的执行。在另一个示例中,可以在传感器(诸如图1的传感器108或图2的加速度计电路212)通电时发起方法300。方法300从302进行到304。
在304处,方法300接收或采样加速度计数据。例如,图1的加速度计电路110可以向图1的双击检测电路120提供加速度计数据,例如ax、ay、az,或者图2的加速度计212可以向图2的决策树电路222和高通滤波器232提供加速度计数据例如ax、ay、az。方法300从304进行到306。
在306处,方法300基于所接收的加速度计数据确定多个载体位置的携带位置。例如,这可以如上面关于图1的位置检测电路122或关于图2的决策树电路222所讨论的那样完成。该方法从306进行到308。
在308处,方法300基于在306处确定的携带位置来设置双击检测参数。检测参数可以包括例如一个或多个幅度阈值、一个或多个时间段(例如,窗口)阈值等,如上面关于图1的参数选择电路122和图2的参数设置电路234所讨论的。
例如,图4图示出了与搁置在诸如桌子之类的硬表面上的设备上的双击相关联的示例加速度计数据。图5图示出了与处于手持位置的设备上的双击相关联的示例加速度计数据。可以看出,当设备在硬表面上时与叩击(tap)相关联的加速度计信号的典型幅度显著小于处于手持位置的设备的典型信号。因此,如果响应于在306处确定设备处于手持位置(例如,当使用单个检测逻辑时)而使用与搁置在硬表面上的设备相关联的参数(例如,阈值幅度),则将检测到许多误报。类似地,如果选择避免处于手持位置的设备的误报的参数设置,则如果设备反而搁置在硬表面上,则会错过许多双击。基于确定的携带位置来选择参数有助于既避免误报又避免错过双击,并且在实施例的测试中,显著改善了双击检测电路的可靠性。
例如,在一个实施例中,响应于在306处确定设备搁置在硬表面上,与第一轴(例如,Z轴)的数据相关联的幅度参数可以被设置为1.3g,与第二轴(例如,Y轴)相关联的幅度参数可以被设置为-1.3g,与第三轴(例如,x轴)相关联的幅度参数可以被设置为-1.1g,并且时间窗口参数可以被设置为150ms。可以采用其他参数设置(例如,不同的幅度、窗口大小、逻辑选择参数等)。在一个实施例中,响应于在306处确定设备搁置在硬表面上,可以设置更少或更多的参数。例如,当在310处采用的双击检测算法基于单个轴的幅度时,可以设置仅与一个轴(例如,z轴)相关联的幅度参数,一些实施例可以使用单个检测逻辑,因此,在一些实施例中可以不采用逻辑选择参数。可以为单个轴设置多个参数,例如,在阈值时间窗口中可以为第一叩击设置第一幅度参数并且可以为第二叩击设置第二幅度参数。
响应于在306处确定设备处于手持位置,与第一轴(例如,Z轴)的数据相关联的幅度参数可以被设置为3.7g,与第二轴(例如,Y轴)相关联的幅度参数可以被设置为1.7g,与第三轴(例如,x轴)相关联的幅度参数可以被设置为0.3g,并且时间窗口参数可以被设置为200ms。可以采用其他参数设置(例如,不同的幅度、窗口大小等)。在一个实施例中,响应于在306处确定设备处于手持位置,可以设置更少的参数。例如,当在310处采用的双击检测算法基于单个轴的幅度时,可以设置仅与一个轴(例如,z轴)相关联的幅度参数。该方法从308进行到310。
在310处,方法300使用在308处选择的参数来监视加速度计数据以检测双击。例如,可以执行双击检测例程或逻辑,其比较与一个或多个轴相关联的加速度计数据(例如,原始数据、经滤波的数据等)与基于所选参数设置的一个或多个阈值(例如,设置为选定的阈值参数)。如果接收的幅度超过相关联的阈值,则可以检测到叩击。在一个实施例中,该方法在时间窗口期满之后进行到312。在312处,如果在时间窗口内检测到两个叩击,则可以在312处检测到双击。时间窗口可以是固定的,或者可以基于与所确定的携带位置相关联的参数设置来设置。
响应于在312处确定检测到双击,该方法从312进行到314,其中设置标志以指示检测到双击。响应于标志的设置,可以生成各种控制信号,诸如用于唤醒设备、用于激活应用的控制信号等等。响应于在312处确定未检测到双击,该方法从312进行至304,其中该方法接收或采样下一组加速度计数据。
检测双击的方法的实施例可以包含图3中未示出的附加动作,可以不包含图3中所示出的所有动作,可以以各种顺序执行图3中所示出的动作,并且可以在各个方面进行修改。例如,在一些实施例中可以组合动作310和312,并且可以在更长的监视时段内使用滑动窗口。在另一个示例中,可以采用机器学习技术来调整与一个或多个已确定的携带位置相关联的参数设置。在另一个示例中,可以并行执行各种动作。例如,可以监视原始加速度计数据以检测携带位置中的变化,同时监视经滤波的加速度计数据以检测双击。在另一个示例中,方法300可以确定方法300是否完成,例如,响应于来自处理器核心的命令以停止双击的检测。
采用一对ST LSM6DSOTM可编程传感器来实现图2的双击检测电路200的示例实施例。在示例实施例的测试中,当省略或禁用决策树222和参数设置电路234时,在设备处于手持位置的情况下在数据流中检测到错误的双击。当决策树222和参数设置电路234被启用时,没有检测到误报并且检测到所有双击。
一些实施例可以采取计算机程序产品的形式或包括计算机程序产品。例如,根据一个实施例,提供了一种计算机可读介质,包括适于执行上述方法或功能中的一个或多个的计算机程序。介质可以是物理储存介质,诸如例如只读存储器(ROM)芯片、或诸如数字通用盘(DVD-ROM)、光盘(CD-ROM)、硬盘、存储器、网络或由适当的驱动器或经由适当的连接而被读取的便携式媒体物品,包括编码在一个或多个条形码或存储在一个或多个这样的计算机可读介质上并且可由适当的读取器设备读取的其他相关代码中。
此外,在一些实施例中,可以以其他方式诸如至少部分地以固件和/或硬件来实现或提供一些或所有方法和/或功能性,包括但不限于一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器、分立电路、逻辑门、标准集成电路、控制器(例如通过执行适当的指令并且包括微控制器和/或嵌入式控制器)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等等,以及采用RFID技术的器件及其各种组合。
可以组合上述各种实施例以提供其他实施例。如果需要,可以修改实施例的各方面以采用各种实施例和出版物的概念来提供其他实施例。
根据以上详细描述,可以对实施例进行这些和其他改变。通常,在以下权利要求中,所使用的术语不应被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求中公开的特定实施例,而是应该被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围。因此,权利要求不受本公开的限制。
Claims (21)
1.一种电子设备,其特征在于,包括:
数字信号处理电路装置,所述数字信号处理电路装置在操作中
基于加速度计数据来确定多个设备携带位置中的设备携带位置;
基于所确定的设备携带位置来设置一个或多个双击检测参数;
基于双击检测逻辑来检测双击,其中,所述双击检测逻辑使用所设置的双击检测参数中的至少一个双击检测参数;以及
响应于检测到双击,生成控制信号;以及
耦合到所述数字信号处理电路装置的接口,所述接口在操作中发送所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,包括:
加速度计,所述加速度计在操作中生成所述加速度计数据。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述加速度计是三轴加速度计,其在操作中输出每个轴的加速度信号。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,包括:
高通滤波器,所述高通滤波器在操作中对所述加速度计数据进行滤波。
5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述双击检测逻辑使用经滤波的加速度计数据。
6.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个阈值幅度。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,所述双击检测逻辑将加速度计数据与所述一个或多个阈值幅度进行比较。
8.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个幅度范围。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个窗口大小。
10.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述控制信号包括标志。
11.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述控制信号包括中断。
12.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述双击检测逻辑是固定的。
13.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述多个设备携带位置包括指示搁置在硬表面上的第一位置和指示手持的第二位置。
14.一种电子系统,其特征在于,包括:
一个或多个处理核,所述一个或多个处理核在操作中处理数字数据;以及
可通信地耦合到所述一个或多个处理核的传感器,所述传感器包括:
加速度计,所述加速度计在操作中生成加速度计数据;以及
通信地耦合到所述加速度计的数字信号处理电路装置,其中,所述数字信号处理电路装置在操作中:
基于所述加速度计数据来确定多个设备携带位置中的设备携带位置;
基于所确定的设备携带位置来设置一个或多个双击检测参数;
基于双击检测逻辑来检测双击,其中,所述双击检测逻辑使用所设置的双击检测参数中的至少一个双击检测参数;以及
响应于检测到双击,生成控制信号。
15.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述加速度计是三轴加速度计,其在操作中输出每个轴的加速度信号。
16.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述数字信号处理电路装置包括高通滤波器。
17.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述控制信号是中断信号,并且所述一个或多个处理核在操作中通过发起应用的执行来响应所述中断信号。
18.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个阈值幅度。
19.根据权利要求18所述的系统,其特征在于,所述双击检测逻辑将加速度计数据与所述一个或多个阈值幅度进行比较。
20.根据权利要求19所述的系统,其特征在于,所述一个或多个双击检测参数包括一个或多个窗口大小。
21.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述多个设备携带位置包括指示搁置在硬表面上的第一位置和指示手持的第二位置。
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