一种基于人机交互的键帽个性化反馈控制方法及系统与流程

本技术涉及数字创意设备控制，具体而言，涉及一种基于人机交互的键帽个性化反馈控制方法及系统。

背景技术：

1、在数字创意设备领域，专业用户常通过微电机阵列与压力传感模块组成的触觉反馈系统进行精细化操作。在该系统中，压力传感器实时采集按压力度，本地控制器根据云端下发的个性化映射曲线将力度值转换为震动频率，云端画像系统则持续收集按压数据以自适应修正映射曲线。然而，在职业插画师长期高强度使用绘图键盘的场景中，特定高频组合键的压力传感弹性复位结构会因累积按压产生微小塑性形变，导致无按压状态下传感器无法完美归零，输出持续的正向偏置信号。现有的云端自适应机制难以区分用户真实力度的改变与底层硬件的物理退化，会将这些带有正向偏差的数据错误地解释为用户倾向于施加更大按压力度的新偏好，进而逐步将该按键的映射曲线整体向高强度方向修正。

2、针对上述问题，现有技术亟需改进。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本技术提供一种基于人机交互的键帽个性化反馈控制方法及系统，能够解决因压力传感弹性复位结构疲劳导致的基线漂移被云端错误学习为用户偏好，进而引发反馈手感突变的技术问题。

2、第一方面，本技术提供一种基于人机交互的键帽个性化反馈控制方法，包括：

3、获取目标键位在当前操作周期内的压力响应序列，基于压力响应序列将当前操作周期划分为无按压状态区间、轻触准备状态区间、正常按压状态区间和释放后状态区间；

4、在无按压状态区间内提取静态基线压力值，基于静态基线压力值和历史静态基线压力值，计算相邻操作周期的静态基线压力偏移量；

5、在释放后状态区间内提取回零斜率，根据静态基线压力值、回零斜率和静态基线压力偏移量，判断目标键位当前的基线漂移类型为持续性硬件退化或操作波动；

6、当基线漂移类型为持续性硬件退化时，将压力响应序列分解为有效压力值和漂移压力值，根据有效压力值和漂移压力值进行个性化反馈曲线更新；

7、当基线漂移类型为操作波动时，根据压力响应序列中的压力值进行个性化反馈曲线更新；

8、根据更新后的个性化反馈曲线对下一操作周期进行反馈控制。

9、进一步地，基于压力响应序列将当前操作周期划分为无按压状态区间、轻触准备状态区间、正常按压状态区间和释放后状态区间的步骤包括：

10、当连续多个采样点的压力值小于或等于第一压力阈值，且该连续多个采样点之间的压力变化率绝对值小于或等于第一变化率阈值时，以该连续多个采样点的起始采样点作为无按压状态区间的起始边界，以该连续多个采样点的终止采样点作为无按压状态区间的终止边界；

11、当连续多个采样点的压力值大于第一压力阈值且小于触发准备阈值，且该连续多个采样点之间的压力变化率持续大于零时，以该连续多个采样点的起始采样点作为轻触准备状态区间的起始边界，以压力值达到触发准备阈值时对应的采样点作为轻触准备状态区间的终止边界，其中，第一压力阈值小于触发准备阈值；

12、当连续多个采样点的压力值大于或等于第二压力阈值，且该连续多个采样点之间的压力变化率由正转负经过零点时，以压力变化率由正转负经过零点的采样点作为正常按压状态区间的起始边界，以压力变化率为负值且其绝对值持续大于第二变化率阈值的首个采样点作为正常按压状态区间的终止边界；其中，第二压力阈值大于触发准备阈值，第二变化率阈值大于第一变化率阈值；

13、当连续多个采样点的压力值下降至小于或等于第一压力阈值时，且该连续多个采样点之间的压力变化率为负值且其绝对值大于第二变化率阈值时，以压力变化率为负值且其绝对值持续大于第二变化率阈值的首个采样点作为释放后状态区间的起始边界，以压力值下降至小于或等于第一压力阈值后的首个采样点作为释放后状态区间的终止边界。

14、进一步地，在无按压状态区间内提取静态基线压力值，基于静态基线压力值和历史静态基线压力值，计算相邻操作周期的静态基线压力偏移量的步骤包括：

15、计算无按压状态区间内的采样点的压力值的算术平均值，作为静态基线压力值；

16、从本地维护的历史周期循环队列中提取的上一操作周期的静态基线压力值作为历史静态基线压力值；

17、将静态基线压力值与历史静态基线压力值相减，得到静态基线压力偏移量。

18、进一步地，在释放后状态区间内提取回零斜率，根据静态基线压力值、回零斜率和静态基线压力偏移量，判断目标键位当前的基线漂移类型为持续性硬件退化或操作波动的步骤包括：

19、计算在释放后状态区间内从最高压力值对应的采样点至释放后状态区间的终止边界的平均压力斜率，作为回零斜率；

20、若静态基线压力值大于预设绝对零值且静态基线压力值与预设绝对零值之间的差值超过第一容忍阈值，且回零斜率的绝对值相比历史基准回零斜率下降超过预设比例，且静态基线压力偏移量大于零，则判定基线漂移类型为持续性硬件退化，否则判定基线漂移类型为操作波动。

21、进一步地，当基线漂移类型为持续性硬件退化时，将压力响应序列分解为有效压力值和漂移压力值的步骤包括：

22、从本地维护的历史周期循环队列中提取的上一操作周期的漂移偏置量作为当前时刻的漂移偏置量；

23、将压力响应序列中当前时刻的压力值减去漂移偏置量，得到初始校正值；

24、当初始校正值小于零时，强制将有效压力值设为零，并禁止在当前操作周期内对漂移偏置量进行更新，直接将漂移偏置量作为漂移压力值；

25、当初始校正值大于或等于零时，将初始校正值作为有效压力值，并基于静态基线压力值对漂移偏置量进行平滑更新，将更新后的漂移偏置量作为漂移压力值。

26、进一步地，根据有效压力值和漂移压力值进行个性化反馈曲线更新的步骤包括：

27、当漂移压力值大于零且小于或等于预设的轻度漂移阈值时，将有效压力值作为有效样本，纳入个性化反馈曲线的更新过程中，并将更新后的个性化反馈曲线下发至本地，其中，预设的轻度漂移阈值大于零；

28、当漂移压力值大于预设的轻度漂移阈值且小于或等于预设的中度漂移阈值时，对有效压力值进行降权处理，将降权处理后的有效压力值纳入个性化反馈曲线更新过程中，并将更新后的个性化反馈曲线下发至本地，其中，预设的轻度漂移阈值小于预设的中度漂移阈值；

29、当漂移压力值大于预设的中度漂移阈值时，禁止将有效压力值纳入个性化反馈曲线的更新过程中，将有效压力值重定向至硬件退化日志数据库，锁定目标键位的微电机震动频率的最大输出峰值。

30、进一步地，当漂移压力值大于预设的轻度漂移阈值且小于或等于预设的中度漂移阈值时，对有效压力值进行降权处理，将降权处理后的有效压力值纳入个性化反馈曲线更新过程中，并将更新后的个性化反馈曲线下发至本地的步骤包括：

31、计算漂移压力值与预设的中度漂移阈值的比值；

32、根据比值生成数据可信度评分，其中，漂移压力值越大则数据可信度评分越低；

33、根据数据可信度评分动态调整降权处理的降权比例，其中，数据可信度评分越低则降权比例越大。

34、进一步地，在根据比值生成数据可信度评分的步骤之后，包括：

35、当数据可信度评分低于预设的最低可信阈值时，禁止将有效压力值纳入个性化反馈曲线的更新过程中，并将有效压力值重定向至硬件退化日志数据库。

36、进一步地，锁定目标键位的微电机震动频率的最大输出峰值的步骤包括：

37、启动中断冷却计时器；

38、当中断冷却计时器未到达预设的冷却周期时，暂停再次执行锁定目标键位的微电机震动频率的最大输出峰值的步骤；

39、在中断冷却计时器到达预设的冷却周期时，若再次执行锁定目标键位的微电机震动频率的最大输出峰值的步骤，则重新向云端发送硬件维护提示信号，并重置中断冷却计时器。

40、第二方面，本技术还公开了一种基于人机交互的键帽个性化反馈控制系统，用于执行上述基于人机交互的键帽个性化反馈控制方法，系统包括：

41、区间划分模块，用于获取目标键位在当前操作周期内的压力响应序列，基于压力响应序列将当前操作周期划分为无按压状态区间、轻触准备状态区间、正常按压状态区间和释放后状态区间；

42、偏移计算模块，用于在无按压状态区间内提取静态基线压力值，基于静态基线压力值和历史静态基线压力值，计算相邻操作周期的静态基线压力偏移量；

43、漂移类型判断模块，用于在释放后状态区间内提取回零斜率，根据静态基线压力值、回零斜率和静态基线压力偏移量，判断目标键位当前的基线漂移类型为持续性硬件退化或操作波动；

44、曲线更新模块，用于当基线漂移类型为持续性硬件退化时，将压力响应序列分解为有效压力值和漂移压力值，根据有效压力值和漂移压力值进行个性化反馈曲线更新；

45、当基线漂移类型为操作波动时，根据压力响应序列中的压力值进行个性化反馈曲线更新；

46、反馈控制模块，用于根据更新后的个性化反馈曲线对下一操作周期进行反馈控制。。

47、本技术通过对压力响应序列进行精细化的区间划分与特征提取，能够准确识别出由弹性复位结构疲劳引起的持续性硬件退化，并将其与短时的操作波动区分开来。通过将原始压力数据分解为有效压力值与漂移压力值，能够实时校正硬件退化带来的基线偏移，确保本地反馈控制的准确性。同时，通过根据漂移程度生成差异化的云端更新控制指令，实现了对异常样本的降权或隔离，有效阻断了硬件退化数据被错误学习为用户偏好的传导链路，从而彻底解决了因硬件退化导致的个性化映射曲线偏移及反馈手感突变问题。