用于降低不规则运动的影响的仪器界面的制作方法
【技术领域】
[0001] 本技术涉及一种在旨在控制仪器的图形用户输入期间降低不期望的不规则运动 (erraticmotion)的影响的仪器界面和/或控制器。这样的伪运动可能是环境振动或神经 肌肉障碍的结果。
【背景技术】
[0002] 如今，许多仪器可以通过图形用户界面（⑶I)操作，其在1973年首先在帕洛阿尔 托研究中心实施。GUI已发现在计算机、智能电话、个人数字电子设备、商用仪器、汽车、电 视以及一些现代家用电器上的应用。大多数GUI提供能够由用户选择的图标和/或文本菜 单。在一些情况下，利用鼠标（例如，指向-点击（point-and-click))或其他远程控制器 完成选择。在一些情况下，可以通过在显示器屏幕上以手指或触笔追踪、接触和/或轻敲图 标或文本来完成选择。例如，显示器屏幕可以包括能够检测接近屏幕或接触屏幕的对象并 确定对象的位置的电容式传感器。
[0003] 尽管⑶I提供用于多种仪器的方便且用户友好的界面，但是在一些环境和/或对 于一些用户来说GUI可能难于操作。例如，当处于在地形条件恶劣地区的交通工具中旅行 时，很难精确地指向并点击到期望的图标或文本。另外，具有神经肌肉损伤或疾病的用户， 诸如从中风后恢复的或有帕金森症疾病的用户，经受着无意识的肌肉活动，这些无意识的 肌肉活动会使他们不能做出指向GUI上的特定位置所需的精准受控运动。
【发明内容】
[0004] 描述了一种用于能够在图形用户输入期间降低不规则运动的影响的仪器界面的 装置和方法。在一些实施例中，仪器界面包括能够针对一个或多个用户进行校准以对运动 输入数据进行滤波的空间-滤波电路。在一些实施例中，用于运动的至少两个坐标轴的滤 波器可以独立地被校准。仪器界面还可以被配置为预测有可能出现的继续运动的路径。仪 器界面可以为一个或多个处于预测路径内的能选择的图像进行加权，并且将能选择的图像 中的至少一个图像"锁定"到用于选择图像并激活与图像相关联的功能的接近的光标或对 象。对输入运动进行滤波和锁定的组合能够改善用于神经肌肉障碍的个体的图形用户界面 的用户友善性。
[0005] 依据一些实施例，用于操作仪器的仪器界面可以包括：一个或多个运动传感器，被 配置为在至少两个维度上感测表示用户输入的运动并产生二维的运动数据；第一滤波器， 被配置为对与第一维度对应的运动数据进行滤波；以及第二滤波器，被配置为对与第二维 度对应的运动数据进行滤波，其中用于所述第一滤波器的第一参数能由用户独立地通过软 件操作从用于第二滤波器的第二参数进行重新配置。在一些实施例中，仪器界面还可以包 括处理器和与所述处理器通信的视觉显示器。依据一些实施例，视觉显示器可以包括计算 机的屏幕或智能电话的屏幕，并且处理器可以包括用于仪器的中央电子处理器。
[0006] 在一些方面中，第一参数以及第二参数可以基于至少由处理器执行的校准过程被 独立地重新配置。在一些实施方案中，所述第一滤波器或所述第二滤波器包括具有能够通 过软件操作独立地被重新配置的截止频率的低通滤波器。所述第一滤波器或所述第二滤波 器可以包括多抽头有限脉冲响应滤波器。依据一些实施方案，抽头的数量可以大于10。
[0007] 在一些实施方案中，用于仪器界面的处理器可以被配置为基于从所述第一滤波器 接收的经滤波的第一运动数据和从所述第二滤波器接收的经滤波的第二运动数据来标识 对应于所述用户输入的运动。在一些方面中，处理器还被配置为显示并且移动在视觉显示 器上表示经标识的所述运动的光标。依据一些方面，处理器还可以被配置为基于经标识的 所述运动预测用于所述用户输入的路径并且向所述路径上的至少一个能选择的图像分配 加权值。
[0008] 在一些方面中，处理器还可以被配置为至少基于在所述路径中的能选择的图像的 加权值来锁定所述能选择的图像。依据一些实施例，当所述能选择的图像被锁定时，被锁定 的能选择的图像可以是能由所述用户选择的唯一的能选择的图像。在一些情况下，处理器 被配置为当所述能选择的图像被锁定时，改变被锁定的能选择的图像的外观。
[0009] 在一些实施方案中，仪器界面可以实施为远程控制器或还可以包括远程控制器， 其中所述运动传感器、所述第一滤波器以及所述第二滤波器位于所述远程控制器处。
[0010] 一些实施例包括用于操作仪器的远程控制器，所述远程控制器可以包括一个或多 个运动传感器，被配置为在至少两个维度上感测表示用户输入的运动并产生二维的运动数 据；第一滤波器，被配置为对与第一维度对应的运动数据进行滤波；以及第二滤波器，被配 置为对与第二维度对应的运动数据进行滤波。在一些实施例中，用于所述第一滤波器的第 一参数能由用户独立地通过软件操作从用于第二滤波器的第二参数进行重新配置。
[0011] 在一些方面中，远程控制器可以被配置为计算机鼠标。在一些实施方案中，所述远 程控制器被配置为从与所述远程控制器通信的外部设备接收所述第一参数和所述第二参 数。所述外部设备可以是计算机。
[0012] 在一些实施方案中，远程控制器还包括含所述第一滤波器和所述第二滤波器的专 用集成电路。
[0013] 上文中的方面、特征以及实施方案可以以任何适合的组合的方式使用在一个或多 个被配置为降低不规则的用户输入运动的影响的仪器界面的实施例中。
[0014] 依据一些实施例，用于操作仪器界面的方法可以包括以下动作：（a)利用运动传 感器在至少两个维度上感测第一用户输入运动，（b)产生表示所述第一用户输入运动的二 维的运动数据，（c)利用具有能调节的第一滤波器参数的第一滤波器对针对第一维度的运 动数据进行滤波，（d)利用具有能调节的第二滤波器参数的第二滤波器对针对第二维度的 运动数据进行滤波。在一些实施例中，用于操作仪器界面的方法还可以包括至少基于第一 用户输入运动、从第二滤波器参数独立地重新配置至少所述第一滤波器参数。该重新配置 可以通过软件操作来完成。
[0015] 在一些方面中，用于操作仪器界面的方法还可以包括在所述仪器界面的视觉显示 器上显示参考路径，其中所述第一用户输入运动表示追踪所述参考路径。在一些实施方案 中，方法还可以包括：从针对所述第一维度和所述第二维度的经滤波的运动数据计算平滑 路径，通过减少在所述平滑路径和所述参考路径之间的第一方向上的误差来确定所述第一 滤波器的第一滤波器参数，以及通过减少在所述平滑路径和所述参考路径之间的第二方向 上的误差来确定所述第二滤波器的第二滤波器参数。
[0016] 依据一些实施方案，至少所述第一滤波器包括具有第一截止频率的第一低通滤波 器，并且其中独立地重新配置的动作包括独立于改变所述第二滤波器的参数来更改所述第 一截止频率。在一些方面中，至少所述第一滤波器包括多抽头有限脉冲响应滤波器。在一 些情况下抽头的数量可以大于10。
[0017] 在一些方面中，用于操作仪器界面的方法还可以包括显示并且移动在所述仪器界 面的视觉显示器上表示第二用户输入运动的光标。在一些情况下，方法可以包括：基于经滤 波的、所述第二用户输入运动的运动数据来确定所述第二用户输入运动的预测路径，以及 将加权值分配给在路径中的至少一个能选择的图像。
[0018] 在一些实施方案中，用于操作仪器界面的方法还可以包括：至少基于在所述预测 路径中的能选择的图像的加权值，对所述能选择的图像进行锁定。在一些方面中，当所述能 选择的图像被锁定时，方法可以仅允许选择锁定的能选择的图像。在一些方面中，用于操作 仪器界面的方法还可以包括当所述能选择的图像被锁定时，改变被锁定的能选择的图像的 外观。
[0019] 上文中的方面、特征的实施方案以及动作可以以任何适合的组合的方式被包括在 一个或多个用于操作仪器界面的方法的实施例中。此外，上面描述的一个或多个方法可以 被实施在上面描述的仪器界面的不同实施例中。
[0020] 上面的
【发明内容】
通过示例的方式提供而并非旨在限制。
【附图说明】
[0021] 本领域的技术人员将理解在这里描述的附图仅仅出于示例的目的。同样理解的是 在一些情况下，实施例的不同方面可以被夸大或放大地示出以易于理解实施例。在附图中， 相同的参考标记一般涉及相同的特征，在全部附图中的功能相似和/或结构相似的元件。 附图不必按比例绘制，而是强调说明教导的原理。附图并非旨在以任何方式限制本教导的 范围。
[0022] 图1示出了仪器的图形用户界面和在一些情况下可能出现的不规则的输入运动；
[0023] 图2描绘了依据一些实施例的具有图形用户界面和外围控制器的仪器的实施例；
[0024] 图3A描绘了在一些实施例中的包括图形用户界面的仪器的部件；
[0025] 图3B描绘了依据一些实施例的外围控制器的部件；
[0026] 图4A描绘了依据一些实施例的对不规则运动的平滑化；
[0027] 图4B示出了依据一些实施例的校准例程的方面；
[0028] 图4C描绘了依据一些实施方案的与运动输入数据相关联的方向矢量V[n];
[0029] 图5A-?示出了依据一些实施方案的将图标锁定到接近的光标的方面；
[0030] 图6表示了依据一些实施例的一些可以用于降低不规则运动输入的影响的算法 的动作；
[0031] 图7表示了依据一些实施例的一些可以用于校准运动输入滤波器以降低伪运动 输入的影响的算法的动作；以及
[0032] 图8表示了依据一些实施例的可以用于降低不规则运动输入的影响的算法的动 作。
[0033] 本教导的方面、实施例以及特征能够结合附图从下面的说明书中更加充分地被理 解。
【具体实施方式】
[0034] 如上面描述的，图形用户界面（GUI)能够提供用于操作不同类型仪器（例如计算 机、智能电话、PDA、智能家电等）的方便的用户界面。然而，发明人意识到，GUI对于一些用 户（例如患有像帕金森症疾病的神经肌肉损伤的用户）以及在一些环境下（例如高振动环 境）可能难于操作。图1示出了这些困难的实例。
[0035]仪器的视觉显示器100可以被呈现给用户，并且可以包括屏幕或触敏屏幕105,该 屏幕或触敏屏幕105包括一个或多个能选择的图像120。能选择的图像可以包括图标、菜单 的文本栏、URL链接、单选按钮等等。图像120的选择可以启动仪器的某个特定功能或在仪 器的操作上的应用的执行。在一些使用条件下，用户可在朝向能选择的图像的期望方向上 沿着相当笔直的路径150移动光标140 (或触笔或手指）并且通过点击鼠标、轻敲触敏平板 设备或触摸屏幕105来选择图像。对于具有神经肌肉障碍的用户或试图在高振动的环境下 操作仪器的用户来说，可能不能在光标140的位置上执行精准的控制。相反的，光标140可 能不规则地沿着迂回的路径170移动，并且可能由于无意识的肌肉运动或振动运动而无法 稳定地放置在能选择的图像上。由于缺乏精准的位置控制，所以会难于选择期望的图像。
[0036] 发明人已经领会到，一些操作系统提供了用于降低显示在⑶I上的光标的速度 的措施。例如，光标速度可以通