重力感应技术在智能手机中的应用分析

重力感应技术在智能手机中的应用分析 盏溉 囊酬瞅 囊麓教簟矿 ,匹目 口 【本文献信息】王梦思,柴华,龙明涛,等.重力感应技术在智能手机中的应用 分析.电视技术,, 重力感应技术在智能手机中的应用分析 王梦思,柴华,龙明涛,郎亦虹,吴瑶 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,北京 【摘要】主要从专利角度对重力感应技术在智能手机中的应用进行探讨。首 先对重力感应技术的原理进行阐述; 然后,对其在手机中的应用进行了探析;最后,通过列举专利典型案例介绍了 种感应功能的应用,并提出发展 趋势。 【关键词】重力感应技术;加速度传感器;智能手机;人机交互;应用;专利 【中图分类号】; 【文献标志码】 ?蕾 翮, , , 殍, 舭 ,吼? 龇耐眈蒯删加咿删抽 ,把 犯,,,&咖凡, ?【】 印 ., ;一 ? . , ?. ,. 【 】?; ;? ;; 随着手机终端处理器技术的不断发展,平板电脑 器、磁力传感器、陀螺仪传感器等。其中,重力传感器 和智能手机开始扮演移动互联时代移动终端中越来越 作为传感器的一个重要分支,目前已经被广泛的应用 重要的角色,其逐渐从具有通话功能的简单设备变为 于人机交互中。对于重力传感器的研究起源于世纪 一个能够满足用户更多需求的智能平台,因此,移动终 初,重力感应?也称为加速度传感器,顾名思 端拥有了更为广阔的发展空间。 义就是能够感应重力加速力的变化。加速力就是当物 随着近年来网络技术的广泛应用,移动终端在 体在加速移动过程中作用在物体上的力。加速度传感 人们的生活中成为越来越重要的角色。 年全球智 器的工作原理是将测量得到加速度转换为相应的电信 能手机与平板电脑的销售量总和已超越台式机与笔记 号,再将模拟信号转 换得到数字信号,通过计算机等终 本电脑的销售量总和,并且按照这个趋势,到年智 端设备进行显示和存储。最近几年,加速度传感器在 能手机与平板电脑的销售量总和将远远高于台式机以 智能手机和平板电脑成了不可或缺的配置,其不但能 及笔记本电脑。而在中国,根据友盟年月的 提高手机游戏中的智能交互特性,而且能够使一些手 《年第三季度数据》中的数据可以看到,截至 机应用变得妙趣横生。例如,在游戏中无需按键操作, 年月,中国、平台的设备总量已达 只需要对手机进行倾斜、摇晃等操作,便可以完成游戏 亿,半年增长了%,其中,设备.亿部, 任务,同时,加速度传感器的数据可用于调用相应的手 设备达 万部。 机音乐和震动功能,为用户带来新鲜刺激的感官体验。 对于智能手机来说,人机交互技术已经逐渐超越 加速度传感器分为两类:一种是角加速传感器;另 应用与服务及低功耗设计,成为研究的重点。人机交 一种是线加速度传感器。目前智能手机、平板电脑中 互是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术,智能 采用的基本都是角加速传感器,结合三轴陀螺仪实现 手机中典型的人机交互技术和应用包括触控技术、感 三维测量,也称为三轴 重力感应。 应技术和语言识别技术?。进入时代以后,苹果、谷 三轴重力感应技术 歌、微软等公司都开始将传感器技术引入智能手机操 三轴重力感应,是指能感应个维度的方向变化, 作系统中,例如:加速度传感器、光传感器、距离传感 从而大幅度增强对动作感应的能力,其能够感知重力、 . 《电视技术》第卷第期总第期投稿网址:伽 万方数据刚愀 瑟黧 ??教? 妒 匹 静态姿势躺着、俯、立着、左侧、右侧,可以精确测量倾 能,加速度传感器能够使智能手机具有计步器和运动 角、运动方向如左右摇、上下摇等和运动速度。三 检测等功能,为人们在日 常生活中提供便利和乐趣。 轴重力感应在静止状态下会测到 的重力加速度,然 三星电子株式会社于年月日提出的专利“使 用加速度传感器测量体育运动量的设备和方法” 后把这个加速度分配到个轴,,,,】上得到不同数值 大小,计算完就可以知道三轴与水平的相对角度。,。 ,公开了一种采用加速度传感器对 将微机电系统放到硅晶片上,能够满足手机上 用户参加的体育运动的运动量进行感应,该加速度传 所需的硬件功能。对于在手机中使用三轴加速度传感 感器能够感应三个维度的变化,因此用户的运动量能 器的技术,早期申请的专利有诺基亚有限公司于 够被加速度传感器准确感应并,便于处理器基于 年月日在美国申请的“环境敏感的服务”专 运动量精确地计算用户消耗的卡路里。 利公开号:/叭 ,其公开了一种包含三 .定位检测 在地图查找,汽车导航,被盗追踪等场合下,常常 轴加速度传感器等多种其他传感器的移动电话设备, 希望手机具有定位检测的感应功能。在手机中配置加 通过这些传感器采集的信号来感知用户环境。 速度传感器,能够实现对手机的定位和追踪。中兴通 重力传感器在手机中的感应功能 讯股份有限公司于年月日提出专利“一种实 加速度传感器具有广泛的应用范围,在此列举 现移动终端精确定位的装置及方法” 种常见的感应功能:倾斜度检测、运动检测、定位检测、 ,公开了一种安装有加速度传感模块和定位模 自由下落检测。 块的移动终端,移动终端的主处理模块将所述加速度 .倾斜度检测 信息与所述定位信息进行叠加运算处理,以实现 当加速度传感器静止时,其他加速度对其都不产 精确定位。 生作用,只有重力加速度对其产生作用,因此加速度传 .自由下落检测 感器在重力作用下产生感应信号,当加速度传感器与 自由下落检测感应功能,是最近出现在个别高端 重力的方向不一致时,就会产生倾斜角,加速度传感器 数码产品中的一个新的应用。该功能的出现主要是为 感应的信号也会出现相应的改变,基于信号变化的差 了解决以下问题:多数高端数码产品并不具备防撞击 别,能够计算出倾斜角的大小和方向。一般双轴就可 的功能,在发生意外的情况下不能有效的保护设备中 以测出倾角,第三轴往往用于校正。电子株式会社 宝贵的数据,造成无法弥补的损失。而内置了加速度 于年月日提出的专利“移动终端的倾斜度显示 传感器的设备能够感知是否发生了剧烈的加速度变 方法”专利公开号:,提供了一种移 化,从而立即做出反映并采取措施保护设备的硬盘等 动终端的倾斜度显示方法,当确定移动终端处于拍摄 存储装置,避免对设备中资料进行破坏。三星电子株 模式时则检测移动终端的倾斜度数据。并将该数值显 式会社于年月日提出专利“用于检测电子装 示于屏幕上。为了是检测更臻完美,三星电子株式会 置的自由下落的方法和设备”,公开 社于年月日提出了专利“测量参考倾斜的便 了一种用于当手持电子装置正向地面下落时检测该电 携式终端及其测量方法” ,提供了 子装置的自由下落以使其内部程序或电路进入安全 一种测量便携式终端的参考倾斜的方法,解决了测量 模式,从而防止对该电子装置的损害的设备和方法。 参考倾斜时,由于振动等因素导致出现误差难以准确 总结与展望 测出参考倾斜的技术问题。 中国的传感器技术起步比外国晚,尤其是一些高 .运动检测 加速度传感器实现运动检测功能时,需要对物体 端的传感器技术较为落后, 加速度传感器技术在我国 也处于中下水平,经过国内一些科研机构的研究,研制 的位移进行计算,其方法为:将已知的加速度进行二重 积分,将已知速度进行积分。根据实验明,物体的速 出代表国际先进水平 的加速度传感器,其性能甚至超 过了国外技术。但是目前国内对加速度传感器的理论 度变化越剧烈,位移积分效果越好,如果设备移动比较 研究及应用与国际先进水平相比仍然还有一定差 慢的话,需要采用高精度的加速度传感器,同时还要注 意设备自身的晃动产生的误差。必要时还应采取其他 距,比如灵敏度尚不够精准,多轴集成加速度传感器和 方法进行累计误差校正。利用这种运动检测感应功 下转第页 投稿网址:/.. 《电视技术》第卷第期总第期 万方数据 刚愀 盏瓣 影?稳敖?屯 数据集和指令集上的差异。 .安全管理平台核心 威胁管理是收集到的所有事件信息都归结到 安全管理平台核心为安全事件处理提供快速响应 资产,可以方便地根据资产的价值和关键性来进行事 与决策支持,向安全基础设施制定并下发安全策略,通 件的分级。在威胁管理中采用了关联分析引擎,其作 过安全风险评估,衡量网络的安全性。利用权限管理, 使不同的用户可以看到不同的安全视图信息,输出不 用是对各种数据进行关联分析和基于资产、知识库的 映射。安全事件监控管理模块对来自各安全基础设施 同的安全报表。应用 业务工单、短信、邮件等通知模 的安全事件信息进行实时的关联分析,并根据威胁程 式,确保安全处理流程化,形成完整的闭环。 度的大小对安全事件划分优先级。基于资产的关联可 安全管理平台核心将安全事件管理层提供的信息 以将当前发生的信息安全事件与预先定义的信息安全 以具体的方式显示给平台用户,并接收平台用户的操 资产进行相关,从而有效判断事件的优先级,并评估当 作和管理指令,通知下面各层相应模块或子系统。安 全事件管理层提供和用户的交互,是系统可呈现性和 前资产遭到威胁的状况。基于安全知识库的关联,能 够将信息安全事件与现有知识库进行关联,从而精确 可操作性的关键所在。 评估当前事件对目标资产造成的危害,及其可能会导 结论 致的后果。 按照实际需求,在业务网络中分散部署多种网络安 脆弱性管理是指确定网络资产的安全威胁和 全基础设施,并且通过、等多种方式把安 脆弱性、并估计可能由此造成的损失或影响的过程。 全基础设施的网络安全事件和信息上报到安全管理平 可以以资产为核心,实现对资产、漏洞和威胁事件的 台,再根据业务网络中资产的价值与脆弱性,直观地得 综合管理。 到当前网络的安全风险。安全管理平台再依据按照业 .安全信息管理 务实际需求制定的安全策略与工单处理流程进行网络 安全信息管理包括对信息资产的管理、安全知识 安全事件处理,这些大大提高了对网络安全事件的监控 的管理等具体功能,主要提供信息的管理平台而不对 和处理效率,降低了复杂冗余网络中的网络安全风险。 安全事件作具体分析。 安全信息管理包括两个核心库: 参考文献: 为实现关联分析建立和管理的资产信息库,它 陈向阳,肖迎元.网络工程规划与设计.北京:清华大学出版 可以为安全事件管理快速定位受危害最大的资产。 社,. 安全知识库,包含各类安全知识和安全补 】易建勋.计算机网络设计【】.北京:人民邮电出版社,. 丁,为安全管理人员提供解决问题可以借鉴参考的 ? 责任编辑:李薇 收稿日期:加? 信息。 上接第页 ’. 高精度加速度传感器将成为智能手机中的研究热点, 】李辰成.面向移动智能终端的运动量传感信号分析及应用. 利用重力感应技术为手机增加更多的新功能,也是今 广州:华南理工大学,. 后的专利发展方向;另外,还将在现有技术的基础上提 【】美新公司.加速度传感器在便携式设备中的应用【】.世界电子 高工艺水平,降低制作成本,简化工艺步骤。 元器件,:?. ? 参考文献: 责任编辑:魏雨博 收稿日期:?? 】李超.多点触摸人机交互技术综述【】.无线互联科技, 上接第页 【,】. 参考文献: ??】 .:/,..// .. 【 .构建嵌入式系统【】.北京:中国电力出版社, , , .设备驱动程序 . 【 【.版.北京:中国电力出版社,. 【李佳.系列处理器应用技术完全手册】.北京:人民邮电出 ? 版社,. 责任编辑:魏雨博 收稿日期:?? . 《电视技术》第卷第期总第期投稿网址廿:伽?.;. 万方数据