移动终端及其解锁方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动终端及其解锁方法，涉及终端【技术领域】。该方法包括：通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹；将移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配；如果匹配成功，则对移动终端进行解锁。本专利通过提供安全可靠的手机运动轨迹设定，实现用户对手机个性化解锁轨迹定制，具有易于操控、防盗、朋友间便捷实用等优点，可广泛适用于各类手持型智能终端。
【专利说明】移动终端及其解锁方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动终端【技术领域】，特别涉及一种移动终端及其解锁方法。
【背景技术】
[0002]随着移动互联网的蓬勃发展，智能移动终端，如智能手机等，越来越普及。为了增加移动终端的安全性，增加了屏幕锁定功能。相应地，解锁成为用户在移动终端上经常使用的操作。移动终端设备屏幕锁定后，只有解锁才能正常使用移动终端提供的各种功能。
[0003]目前，智能移动终端的屏幕锁定与解锁技术层出不穷。图1示出现有的移动终端屏幕锁定与解锁技术系统结构示意图。目前移动终端一般具有操作系统11并配置有摄像头13，有的移动终端还配置有硬键盘14。锁屏/解锁应用12例如包括按键解锁、滑动屏幕解锁(滑屏解锁)和人脸识别等。按键解锁直接通过硬键盘输入密码解锁。滑屏解锁通过手指滑动屏幕软键盘来完成。人脸识别通过模式图像识别，以人的面部特征对屏幕解锁。很多移动终端设备，特别是触摸屏终端，都支持基于滑动屏幕触摸屏解锁方式。触摸屏解锁方式，用户首先需要激活移动终端设备的触摸屏，然后进入特定的界面，对准特定的图形操作，最后才能将移动终端设备解锁。此外，为了追求解锁的便捷性，出现了甩屏解锁；为了追求解锁的安全性，出现了人脸识别解锁。
[0004]硬键盘解锁与触屏解锁具有操作不便捷的问题，现有的触摸屏解锁方式，用户需要多次屏幕操作才能解锁，解锁效率较低，用户体验差。而甩屏解锁不安全，人脸识别解锁过于麻烦、而且移动终端不宜转借他人。
【发明内容】
[0005]本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。
[0006]本发明的一个目的是提供一种用于移动终端解锁的技术方案。
[0007]根据本发明的第一方面，提供了一种移动终端解锁方法，包括:
[0008]通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹；
[0009]将移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配；
[0010]如果匹配成功，则对移动终端进行解锁。
[0011]可选地，通过三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹包括:
[0012]通过加速度感应器获得移动终端的三轴加速度；
[0013]在移动终端基本静止时通过摄像头拍摄当前景物，通过计算机视觉摄像头标定技术确认移动终端的运动位移轨迹；
[0014]基于移动终端的三轴加速度和运动位移轨迹确定移动终端的运动轨迹。
[0015]可选地，该方法通过重力感应器监测移动终端的旋转方向、通过陀螺仪监测移动终端的水平方向从而确定移动终端的三轴加速度。
[0016]可选地，通过计算机视觉摄像头标定技术确认移动终端的运动位移轨迹包括:基于FastCV (高通公司的基于ARM架构处理器的计算机视觉库)通过摄像头标定技术确认移动终端的运动位移轨迹。
[0017]可选地，该方法还包括:接收用户设定的解锁轨迹。
[0018]根据本发明的另一方面，提供一种移动终端，包括:
[0019]运动轨迹确定模块，用于通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹；
[0020]轨迹匹配模块，用于将移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配，如果匹配成功，则发送解锁指令；
[0021]屏幕解锁模块，用于接收来自轨迹匹配模块的解锁指令，对移动终端进行屏幕解锁。
[0022]可选地，运动轨迹确定模块包括:加速度感应器，用于获得移动终端的三轴加速度；摄像头，用于在移动终端基本静止时拍摄当前景物的图像；位移确定单元，用于根据摄像头拍摄的图像通过计算机视觉摄像头标定技术获得移动终端的运动位移轨迹；轨迹确定单元，用于基于移动终端的三轴加速度和运动位移轨迹确定移动终端的运动轨迹。
[0023]可选地，位移确定单元根据摄像头拍摄的图像基于FastCV通过摄像头标定技术确认移动终端的运动位移轨迹。
[0024]可选地，运动轨迹确定模块通过重力感应器监测移动终端的旋转方向、通过陀螺仪监测移动终端的水平方向，从而确定移动终端的三轴加速度。
[0025]可选地，该移动终端还包括:解锁轨迹设定模块，用于接收用户设定的解锁轨迹，并存储解锁轨迹。。
[0026]本发明的一个优点在于，通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹，能够根据三轴加速度大致判断移动终端运动轨迹，然后根据摄像头标定技术精准确定终端运动轨迹，提高根据运动轨迹解锁的精确性。
[0027]通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
[0029]参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中:
[0030]图1示出现有的移动终端屏幕锁定与解锁技术的系统示意图。
[0031]图2示出根据本发明的移动终端屏幕解锁技术的一个例子的系统示意图。
[0032]图3示出根据本发明的移动终端解锁方法的一个实施例的流程图。
[0033]图4示出根据本发明的移动终端解锁方法的另一个实施例的流程图。
[0034]图5示出根据本发明的移动终端解锁方法的又一个实施例的流程图。
[0035]图6示出根据本发明的移动终端的一个实施例的结构图。
[0036]图7示出根据本发明的移动终端的另一个实施例的结构图。
【具体实施方式】[0037]现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0038]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0039]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0040]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0041]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0042]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0043]本发明人提出了一种与现有技术的解锁方式不同的移动终端解锁方式。图2示出根据本发明的移动终端屏幕解锁技术的一个例子的系统示意图。如图2所示，该例子中移动终端配置有摄像头13、重力感应器25和陀螺仪26。在操作系统11的基础上安装有锁屏/解锁应用22，该锁屏/解锁应用22通过摄像头标定+感应器加速度监测实现运动轨迹识另O，并与预先设定的解锁轨迹进行匹配，从而实现屏幕解锁。锁屏/解锁应用22可理解为一种操作系统的执行程序、该程序通过调用手机感应器、摄像头的能力，按照相关规则存储运动轨迹数据，最后进行比对实现系统上层的解锁应用。
[0044]下文中，三轴表示三维空间的三个方向，例如X、Y、Z轴，物体总的加速度值可以通过三个方向的加速度值的矢量和计算得出最终的终端加速度大小及方向，从而判断终端运动方向。移动终端的运动方向就是一个加速度的矢量数字表不。
[0045]本文涉及到计算机视觉中的摄像头标定算法，摄像头标定过程就是确定摄像头的几何和光学参数，摄像头相对于世界坐标系的方位。利用摄像头在运动过程中周围环境的图像与图像之间的对应关系对摄像机进行的标定称为摄像头自标定方法。在PC侧目前有OpenCV技术，而在移动终端侧，高通已经推出了 FastCV技术，通过基于移动终端FastCV技术，从摄像头获取的图像信息去计算摄像头相对于当前景物的相对位置移动，从而确定手机移动位移。
[0046]图3示出根据本发明的移动终端解锁的一个实施例的流程图。
[0047]如图3所示，步骤302，通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹。三轴加速度确定移动终端的运动方向，而摄像头标定技术主要确定移动终端移动的位移，通过移动终端移动的方向和位移来确定精确的运动轨迹。
[0048]例如，可以通过加速度感应器获得移动终端设备的三轴加速度，在移动终端基本静止时通过摄像头拍摄当前景物，通过计算机视觉摄像头标定技术确认移动终端的运动位移轨迹；基于移动终端的三轴加速度和运动位移轨迹确定移动终端的运动轨迹。在一个实施例中，通过重力感应器监测移动终端的旋转方向、通过陀螺仪监测移动终端的水平方向，从而确定移动终端的三轴加速度。
[0049]步骤304，将移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配。解锁轨迹可以由设备商出厂时设置的，也可以由用户自行设置。解锁轨迹例如为直线、折线、Z字形，V字形，W字形等，本实施例并不限定
[0050]步骤306，如果运动轨迹与解锁轨迹匹配成功，则对移动终端进行解锁。
[0051]上述实施例中，通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹，可以根据三轴加速度大致判断移动终端运动轨迹，然后根据摄像头标定技术精准确定终端运动轨迹，通过轨迹匹配来实现移动终端的解锁，可以提高根据运动轨迹解锁的精确性。
[0052]图4示出根据本发明的移动终端解锁方法的另一个实施例的流程图。该实施例中，通过对手机运动轨迹数据存储和读取来实现个性化运动轨迹设定手机屏幕锁定与解锁。
[0053]如图4所示，步骤402，系统预设可触发锁屏信号
[0054]步骤404，系统监测并记录终端三轴加速度，三轴加速度指手机运动加速度矢量在三个轴(x、y、z轴)上的分量值；其中旋转方向由重力感应器监测、水平方向由陀螺仪监测；通过三轴加速度数据确定手机大致运动方向。
[0055]步骤406，手机静止时则拍摄当前景物的图像。
[0056]步骤408，根据手机拍摄的图像基于FastCV通过摄像头标定技术确认手机运动位移轨迹。在手机静止时分别拍摄当前图像，通过计算机视觉算法确定摄像头在图像中所处的位置和朝向，通过比对不同的图像中对表物体的位置、不同图像中摄像头的坐标及方位朝向，结合三轴加速度判定结果确定手机精确的运动轨迹。
[0057]步骤410,系统对手机运动轨迹进行存储,作为解锁轨迹。将手机运动轨迹转化为相应的数据字符，具体包括移动三轴方向、移动三轴角度、移动三轴估算位移。比对时对以上三组数据进行一一比对，所有数据再给定差值范围内可解锁，可提高运动轨迹解锁的精确性。
[0058]步骤412，手机锁屏后，用户对手机实现设定的轨迹运动，与设定手机解锁轨迹的原理相同，系统记录手机的运动轨迹。
[0059]步骤414，系统将记录的终端运动轨迹与设定轨迹比对，差异在给定区间内，则解锁。
[0060]基于上述技术方案，本发明根据手机的重力感应器、陀螺仪粗略判断手机运动轨迹，然后根据摄像头标定技术精准确定终端运动轨迹，可以提供安全可靠的手机运动轨迹设定，实现用户对手机个性化解锁轨迹定制，具有易于操控、防盗、朋友间便捷实用等优点。
[0061]图5示出根据本发明的移动终端解锁方法的又一个实施例的流程图。该实施例以解锁轨迹为“Z”字型为例，介绍了方案的具体实现。
[0062]如图5，步骤502，系统预设可触发锁屏信号，记录终端三轴加速度。
[0063]步骤504 - 506，用户手持手机，将手机按“Z”字型轨迹运动，假设X轴表示水平轴，Y轴表示前后轴，Z轴表示垂直轴。旋转方向由重力感应器监测、水平方向由陀螺仪监测，系统程序通过三轴加速度数据确定手机大致运动方向，将该数据按照指定规则进行处理并存储。该例子中手机加速度改变三次，需要存储三组数据。指定规则指具体根据X/Y/Z轴计算方向的标准，比如，规定水平为X轴，前后方向为Y轴，垂直方向为Z轴，向右表示X轴正方向，向左表示X轴负方向等。即确定三轴的规则，以便加速度值的数字表示。[0064]步骤508，手机每次静止时则拍摄当前景物，此例中需拍摄三张照片。
[0065]步骤510，通过计算机视觉的摄像头标定技术确认摄像头在每张照片中的位置和朝向，分析照片中的制定特征对象，结合加速度感应中存储的三种数据，确定手机的运动方向、位移、最终运动轨迹:
[0066]方向判断:首先，用户将手机水平滑动一次，此时终端加速度值在垂直与前后方向上无变动，所以加速度Y、z轴速度为0，而在X轴的值>0，由此可判断手机的水平运动方向，然后用户将手机斜下方运动一次，此时，X轴值〈0，Z轴值〈0，Y轴值=0，通过三周值确定手机斜下方运动的角度，最后用户再将手机水平向右运动一次，同理可跟据三轴加速度值确定最后一次手机运动的方向。
[0067]位移判断:在手机水平向右滑动时，根据摄像头标定技术，根据摄像头的几何和光学参数可以确定摄像头距离拍摄参照物的距离L，然后根据手机向右滑动前和滑动后的相对参照物在图像中的位置变化L’和L，可以确定在现实环境中手机向右滑动的位移。同理，手机左下滑动一次，再向右滑动一次，可分别记录两次的位移。三次位移全部记录为数字表示，再结合方向的判断，最终的轨迹可以表示为三组数组(ApB1); (A2;B2); (A3;B3)，其中Ai(i=l，2，3)为每次的运动方向的矢量数字表示，而Bi表示每次位移大小的数字表示；这样便可精确的确定手机每次的运动轨迹。按制定规则手机运动轨迹数据进行处理和存储。
[0068]步骤512，手机锁屏后，用户对手机实现手机Z字型的轨迹运动；与设定手机运动轨迹的原理相同，系统记录分析终端运动轨迹并与设定轨迹比对，在此例中，需比对三组运动轨迹数据，每一组数据的差异均在给定区间内，则实现解锁。
[0069]上述实施例中，通过识别和记忆存储用户设定的手机运动轨迹，实现基于手机固定运动轨迹的锁屏与解锁。该方法利用手持式移动设备诸如手机的重力感应器和陀螺仪感应器存储、读取及比对手机三轴加速度值，配合摄像头标定技术，对摄像头的画面拍摄比对，从而监听移动设备运动轨迹，进而实现对终端运动轨迹数据的存储和读取，用户便可按照个性化轨迹的设定实现移动设备的锁屏与解锁功能。通过提供安全可靠的手机运动轨迹设定，实现用户对手机个性化解锁轨迹定制，具有易于操控、防盗、朋友间便捷实用等优点，可广泛适用于各类手持型智能终端。
[0070]图6示出根据本发明的移动终端的一个实施例的结构图。如图6所示，该移动终端包括:运动轨迹确定模块61，通过三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹，发送移动终端的运动轨迹；轨迹匹配模块62，用于接收来自轨迹确定模块61的运动轨迹，将移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配，如果匹配成功，则发送解锁指令；屏幕解锁模块63，用于接收来自轨迹匹配模块62的解锁指令，根据解锁指令对移动终端进行屏幕解锁。
[0071]图7示出根据本发明的移动终端的另一个实施例的结构图。如图7所示，该实施例中，移动终端包括运动轨迹确定模块71、轨迹匹配模块62和屏幕解锁模块63。其中，运动轨迹确定模块71包括加速度感应器711、摄像头712、位移确定单元713和轨迹确定单元714。加速度感应器711，用于获得移动终端的三轴加速度。例如，加速度感应器包括重力感应器和陀螺仪，通过重力感应器监测所述移动终端的旋转方向、通过陀螺仪监测所述移动终端的水平方向，从而确定所述移动终端的三轴加速度。摄像头712，用于在移动终端基本静止时拍摄当前景物的图像；位移确定单元713，用于根据摄像头拍摄的图像通过计算机视觉摄像头标定技术获得移动终端的运动位移轨迹；轨迹确定单元714，用于基于移动终端的三轴加速度和运动位移轨迹确定移动终端的运动轨迹，将运动轨迹发送给轨迹匹配模块62。
[0072]根据本发明的一个实施例，该移动终端还包括解锁轨迹设定模块74，接收用户设定的解锁轨迹，并存储解锁轨迹。轨迹匹配模块62从解锁轨迹设定模块74获得该解锁轨迹。
[0073]上述实施例中，利用手持式移动设备诸如手机的重力感应器和陀螺仪感应器存储、读取及比对手机三轴加速度值，配合摄像头标定技术，对摄像头的画面拍摄比对，从而监听移动设备运动轨迹，进而实现对终端运动轨迹数据的存储和读取，用户便可按照个性化轨迹的设定实现移动设备的锁屏与解锁功能。通过提供安全可靠的手机运动轨迹设定，实现用户对手机个性化解锁轨迹定制，具有易于操控、防盗、朋友间便捷实用等优点，可广泛适用于各类手持型智能终端。
[0074]现有技术中，针对手机屏幕解锁的方法主要依靠硬键盘解锁、智能手机的手机滑动屏幕解锁、以及最近推出的人脸识别解锁，目前也有方案涉及到了用重力感应解锁，但目前通过感应器解锁方案并未使用终端运动轨迹这样个性化的解锁方法，只能实现设备转动解锁，或单纯的基于终端的加速度变化数值比对，其中部分需要在手机上增添新的硬件装置，对感应器的要求较高，没有个性化、精确化的手机轨迹设定及读取方案。
[0075]因此，从手机运动轨迹的精准监测目标入手，本专利可以在不采用对屏幕触控的情况下实现手机运动轨迹记忆，通过重力感应、陀螺仪加速感应以及摄像头标定等技术综合判断手机运动轨迹，可以实现安全的、精准的解锁，还可让用户借手机给其他人使用，实现手机解锁的便捷性。
[0076]至此，已经详细描述了根据本发明的移动终端及其解锁方法。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0077]可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
[0078]虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种移动终端解锁方法，其特征在于，包括: 通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹； 将所述移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配； 如果匹配成功，则对所述移动终端进行解锁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹包括: 通过加速度感应器获得所述移动终端的三轴加速度； 在所述移动终端基本静止时通过摄像头拍摄当前景物，通过计算机视觉摄像头标定技术确认所述移动终端的运动位移轨迹； 基于所述移动终端的三轴加速度和运动位移轨迹确定所述移动终端的运动轨迹。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过重力感应器监测所述移动终端的旋转方向、通过陀螺仪监测所述移动终端的水平方向从而确定所述移动终端的三轴加速度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过计算机视觉摄像头标定技术确认所述移动终端的运动位移轨迹包括: 基于FastCV通过摄像头标定技术确认所述移动终端的运动位移轨迹。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 接收用户设定的所述解锁轨迹。
6.一种移动终端，其特征在于，包括: 运动轨迹确定模块，用于通过移动终端的三轴加速度和摄像头标定技术获得移动终端的运动轨迹； 轨迹匹配模块，用于将所述移动终端的运动轨迹与设定的解锁轨迹进行匹配，如果匹配成功，则发送解锁指令； 屏幕解锁模块，用于接收来自所述轨迹匹配模块的解锁指令，对所述移动终端进行屏幕解锁。
7.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，所述运动轨迹确定模块包括: 加速度感应器，用于获得所述移动终端的三轴加速度； 摄像头，用于在所述移动终端基本静止时拍摄当前景物的图像； 位移确定单元，用于根据所述摄像头拍摄的图像通过计算机视觉摄像头标定技术获得所述移动终端的运动位移轨迹； 轨迹确定单元，用于基于所述移动终端的所述三轴加速度和所述运动位移轨迹确定所述移动终端的运动轨迹。
8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述位移确定单元根据所述摄像头拍摄的图像基于FastCV通过摄像头标定技术确认所述移动终端的运动位移轨迹。
9.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，所述运动轨迹确定模块通过重力感应器监测所述移动终端的旋转方向、通过陀螺仪监测所述移动终端的水平方向，从而确定所述移动终端的三轴加速度。
10.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，还包括: 解锁轨迹设定模块，用于接收用户设定的所述解锁轨迹，并存储所述解锁轨迹。
【文档编号】G06F3/0346GK103777872SQ201210408104
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】张志明 申请人:中国电信股份有限公司