基于人机交互的平板电脑可视化控制系统与方法与流程

本发明涉及人机交互，具体涉及基于人机交互的平板电脑可视化控制系统与方法。

背景技术：

1、平板电脑的人机交互通常以屏幕正面的触摸操作为主，也有部分控制方式在平板电脑背面设置压力检测区域，通过采集手指在背面的接触位置及其连续变化，识别手指滑动方向和滑动距离，并将滑动距离按照设定的映射比例转换为屏幕正面可视化光标的移动距离。用户可以在保持握持姿态的过程中移动可视化光标，并通过可视化光标所在位置选择相应的可视化控件。

2、平板电脑背面可供手指连续滑动的区域受到设备尺寸和握持位置限制，而屏幕正面显示区域中的可视化光标可能需要移动较长距离。采用固定映射比例时，手指到达背面边框区域边界后，可视化光标可能尚未进入目标可视化控件的显示区域，用户需要抬起手指并再次滑动。增大固定映射比例虽然能够扩大光标移动距离，但在目标可视化控件距离较近时，容易出现可视化光标越过目标可视化控件或者进入相邻可视化控件显示区域的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于人机交互的平板电脑可视化控制系统与方法，解决上述技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于人机交互的平板电脑可视化控制方法，包括以下步骤：

4、s1、在平板电脑背面边框区域布置压力检测点阵列，在屏幕正面显示可视化光标和多个可视化控件；

5、s2、按预设采样周期采集各压力检测点的压力值，按采样时刻排列得到压力值序列；

6、s3、根据压力值序列确定手指覆盖区域的中心点，按采样时刻连接中心点得到手指滑动轨迹、手指滑动方向和滑动距离；

7、s4、获取可视化光标位置和各可视化控件显示区域，根据手指滑动轨迹确定光标移动方向、目标位置和目标可视化控件；

8、s5、计算可视化光标至目标位置的目标距离，以及手指滑动轨迹起点沿手指滑动方向至背面边框区域边界的背面可滑动距离；

9、s6、根据目标距离与背面可滑动距离建立映射函数，将滑动距离输入映射函数并移动可视化光标，滑动结束后执行控制指令。

10、作为本发明进一步的方案：布置压力检测点阵列的过程为：

11、将平板电脑背面边缘向平板电脑背面中心方向延伸至用户握持平板电脑时的手指接触边界，得到背面边框区域；

12、沿背面边框区域的周向排列压力检测点，并沿背面边框区域的宽度方向排列多排压力检测点，将各压力检测点的位置坐标与对应的压力检测点关联，得到压力检测点阵列。

13、作为本发明进一步的方案：得到压力值序列的过程为：

14、在每个采样时刻读取各压力检测点的压力值，将采样时刻、压力检测点的位置和对应的压力值关联记录；

15、将首次出现压力值超过预设压力阈值的压力检测点的采样时刻作为滑动开始采样时刻；

16、将连续预设数量的采样时刻内各压力检测点的压力值均不超过预设压力阈值时对应的首个采样时刻作为滑动结束采样时刻；

17、截取滑动开始采样时刻至滑动结束采样时刻之间的记录，并按采样时刻排列得到压力值序列。

18、作为本发明进一步的方案：得到手指滑动轨迹、手指滑动方向和滑动距离的过程为：

19、在压力值序列的每个采样时刻，筛选压力值超过预设压力阈值的压力检测点，得到被覆盖压力检测点集合；

20、根据被覆盖压力检测点集合的位置分布确定手指覆盖区域的边界和中心点；

21、按采样时刻连接各中心点得到手指滑动轨迹，将手指滑动轨迹起点指向手指滑动轨迹终点的方向作为手指滑动方向，累加相邻中心点之间的距离得到滑动距离。

22、作为本发明进一步的方案：确定光标移动方向、目标位置和目标可视化控件的过程为：

23、从平板电脑操作系统读取可视化光标的位置和各可视化控件的边界坐标，根据各可视化控件的边界坐标得到对应的显示区域；

24、将手指滑动轨迹沿垂直于平板电脑背面的方向投影至屏幕正面所在平面，得到投影轨迹，将投影轨迹起点指向投影轨迹终点的方向作为光标移动方向；

25、从可视化光标的位置沿光标移动方向延伸至屏幕正面显示区域边界，得到目标搜索线段；

26、筛选显示区域被目标搜索线段穿过的可视化控件，按照目标搜索线段进入各显示区域的位置到可视化光标位置的距离由短到长排列，将排列首位的可视化控件作为目标可视化控件，将目标搜索线段位于目标可视化控件显示区域内的线段中点作为目标位置。

27、作为本发明进一步的方案：计算目标距离和背面可滑动距离的过程为：

28、计算可视化光标的位置到目标位置的距离，得到目标距离；

29、从手指滑动轨迹起点沿手指滑动方向延伸至背面边框区域边界，确定延伸方向上与背面边框区域边界首次相交的位置，计算手指滑动轨迹起点到首次相交位置的距离，得到背面可滑动距离。

30、作为本发明进一步的方案：执行控制指令的过程为：

31、将背面可滑动距离划分为连续的多个滑动区间，按照各滑动区间对应的预设距离分配比例分配目标距离，各预设距离分配比例之和为一，将每个滑动区间分配的目标距离除以对应滑动区间的长度，得到对应的映射比例，将各滑动区间和对应的映射比例组合为映射函数；

32、将滑动距离输入映射函数，根据滑动距离在各滑动区间内的实际经过长度和对应的映射比例，计算各滑动区间对应的光标移动距离，将各光标移动距离累加得到总移动距离，将可视化光标沿光标移动方向移动总移动距离；

33、在连续预设数量的采样时刻内各压力检测点的压力值均不超过预设压力阈值时，确定手指滑动结束，当可视化光标的位置位于目标可视化控件的显示区域内时，读取并执行目标可视化控件对应的控制指令，否则不执行控制指令，记录控制指令的执行状态得到控制结果。

34、基于人机交互的平板电脑可视化控制系统，包括：

35、初始模块：在平板电脑背面边框区域布置压力检测点阵列，在屏幕正面显示可视化光标和多个可视化控件；

36、采集模块：按预设采样周期采集各压力检测点的压力值，按采样时刻排列得到压力值序列；

37、计算模块：根据压力值序列确定手指覆盖区域的中心点，按采样时刻连接中心点得到手指滑动轨迹、手指滑动方向和滑动距离；

38、优化模块：获取可视化光标位置和各可视化控件显示区域，根据手指滑动轨迹确定光标移动方向、目标位置和目标可视化控件；

39、目标模块：计算可视化光标至目标位置的目标距离，以及手指滑动轨迹起点沿手指滑动方向至背面边框区域边界的背面可滑动距离；

40、控制模块：根据目标距离与背面可滑动距离建立映射函数，将滑动距离输入映射函数并移动可视化光标，滑动结束后执行控制指令。

41、本发明的有益效果：相较于现有技术：

42、本发明能够根据本次手指滑动所对应的目标距离调整可视化光标的移动过程，使平板电脑背面有限的连续滑动距离能够对应屏幕正面不同距离的可视化控件。目标可视化控件距离可视化光标较远时，用户能够在手指到达背面边框区域边界前将可视化光标移动至目标可视化控件，减少抬起手指、重新接触和重复滑动造成的操作中断；目标可视化控件距离较近时，可视化光标的移动范围与目标位置相匹配，降低越过目标可视化控件的可能性。同时，可视化光标的移动方向与手指滑动方向保持对应，并优先落入当前滑动方向上的可视化控件，减少偏离滑动方向的其他可视化控件对控制结果的干扰。控制指令在手指滑动结束后根据最终位置触发，降低移动过程中经过其他可视化控件产生误操作的可能性，从而提高平板电脑背面交互操作的连续性和控制结果的稳定性。