CN103269400A - 一种使移动通讯设备的***屏幕翻转的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使移动通讯设备的***屏幕翻转的方法，***以特定采样频率采集陀螺仪的z轴输出值，并根据z轴输出值判断是否存在一次旋转事件；***在判断开始一次旋转事件后，计算移动通讯设备的y轴在一次旋转事件中转过的相对角度并计算移动通讯设备在完成一次旋转事件后的第二姿态角，***根据第二姿态角按照***屏幕旋转布局与移动通讯设备的姿态角的关系使***屏幕在水平面上翻转。本发明包括通过现有技术根据重力传感器提供的姿态角在设备处于非水平状态时使***屏幕跟随设备翻转的方法，及通过陀螺仪确定的姿态角在设备处于水平状态时使***屏幕跟随设备翻转的方法，二者互为补充，为使用者提供更舒适、更便捷的阅读体验。

Description

一种使移动通讯设备的***屏幕翻转的方法

技术领域

本发明涉及计算机软件的人机交互方式，具体涉及使基于安卓***（以下简称***）的移动通讯设备的***屏幕翻转的方法。

背景技术

当例如是平板电脑、智能手机的移动通讯设备旋转一个比较大的角度时，会影响使用者的阅读舒适度，例如，平板电脑由原来的方向面向阅读者旋转90度时，会使阅读者对***屏幕上的文字图片等的阅读发生一定困难，因此，需要在移动通讯设备旋转较大角度时，使***屏幕也随之翻转相应角度，以使得阅读者始终处于一种比较舒适的阅读环境中。

目前的移动通讯设备利用重力传感器感知重力方向来判断移动通讯设备与重力方向的夹角，并将此夹角信号发送给***，从而实现***屏幕的翻转。该种实现方式得到了广泛的利用，但当移动通讯设备中使用的重力传感器的一个轴向与重力方向平行时，便无法感应移动通讯设备在与重力方向垂直的平面上的转动，从而导致***屏幕翻转的失灵，这就限制了***屏幕翻转在水平面上的使用，如果使用者需要在该种状态下改变移动通讯设备方位，则要先将移动通讯设备抬起一定角度并翻转至所需的方位后（此时，***屏幕会跟随翻转），再将该移动通讯设备放置在水平面上继续阅读。由此可见，现有的实现屏幕翻转的方式限制了在与重力方向垂直的水平面上的使用，无法为使用者提供更舒适、更便捷的阅读体验。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种移动通讯设备在水平面上翻转时，***屏幕也会跟随设备翻转的实现方法。

本发明采用的技术方案为：一种使移动通讯设备的***屏幕翻转的方法为：移动通讯设备的***以第一采样频率采集重力传感器的输出值，并以第二采样频率采集陀螺仪的z轴输出值，根据采样得到的陀螺仪的z轴输出值判断移动通讯设备是否存在从静止状态到运动状态再到静止状态的一次绕移动通讯设备的z轴旋转的旋转事件，***将根据重力传感器的输出值获得的姿态角定义为第一姿态角，并将根据陀螺仪的z轴输出值获得的姿态角定义为第二姿态角，其中，姿态角为移动通讯设备的y轴的正向与***定义的0度线之间在顺时针方向上的夹角（即y轴的正向沿顺时针方向至0度线的夹角）；

***按照公式1计算移动通讯设备的y轴在一次旋转事件中转过的相对角度，及移动通讯设备在完成一次旋转事件后的第二基准姿态角，所述第二基准姿态角等于移动通讯设备在一次旋转事件中转过的相对角度与开始此次旋转事件时的第二姿态角的和，将第二基准姿态角转换为0≤α′＜360°范围内的角度，得到所述第二姿态角；

公式1：

其中，角速度（i）和时间戳（i）分别表示在一次旋转事件中，***第i次采集到的陀螺仪的z轴输出值和***标识的进行第i次采集的时间戳，j表示对应一次旋转事件的采集次数，且j大于等于1，时间戳（0）表示进行作为开始一次旋转事件的采样的上一次采样的时间戳；

所述***在第一姿态角为0度、90度、180度和270度时将第二姿态角的值更新为等于第一姿态角的值；

所述***在重力传感器的z轴输出值不等于和等于g时，分别根据第一姿态角和第二姿态角按照***设定的***屏幕旋转布局与移动通讯设备的姿态角的关系使***屏幕翻转。

其中，所述开始一次旋转事件的判断方法为：当移动通讯设备处于静止状态时，如果***从首次发生运动判断事件的采集起的连续n次的采集中有一半以上均发生运动判断事件，则将首次发生运动判断事件的时刻视为一次旋转事件的开始，否则视为移动通讯设备仍处于静止状态，其中，所述运动判断事件为陀螺仪的z轴输出值的绝对值大于***设定的最大静止角速度；

结束一次旋转事件的判断方法为：当移动通讯设备处于运动状态时，如果***从首次发生静止判断事件的采集起的连续m次采集中有大于一半均发生静止判断事件，则***将首次发生静止判断事件的时刻视为一次旋转事件的结束，否则视为移动通讯设备仍处于所述运动状态，其中，所述静止判断事件为陀螺仪的z轴输出值的绝对值小于等于所述最大静止角速度。

本发明的有益效果为：本发明的使移动通讯设备的***屏幕翻转的方法包括通过现有技术根据重力传感器提供的姿态角在设备处于非水平状态时使***屏幕跟随设备翻转的方法，以及通过陀螺仪确定的姿态角在设备处于水平状态时使***屏幕跟随设备翻转的方法，二者互为补充，为使用者提供更舒适、更便捷的阅读体验。

附图说明

图1示出了本发明所述的姿态角；

图2为移动通讯设备的姿态角为0度时的***屏幕的布局；

图3为移动通讯设备的姿态角为90度时的***屏幕的布局；

图4为移动通讯设备的姿态角为180度时的***屏幕的布局；

图5为移动通讯设备的姿态角为270度时的***屏幕的布局。

具体实施方式

以下结合附图重点对本发明的使移动通讯设备的***屏幕在水平面上翻转的方法进行说明。

如图1至5所示，安卓***（以下简称***）定义的y轴为位于移动通讯设备上（移动通讯设备的xy平面为移动通讯设备所在的平面，在移动通讯设备位于水平桌面上时，其xy平面即为水平面）的沿移动通讯设备宽度方向的轴，图中的p为使用者的朝向。

本发明使移动通讯设备的屏幕翻转的方法为：***以第一采样频率采集重力传感器的输出值，并以第二采样频率采集陀螺仪的z轴输出值（即陀螺仪绕其与水平面垂直的z轴旋转的角速度，绕z轴逆时针旋转时的角速度为正，顺时针旋转时的角速度为负），根据采样得到的陀螺仪的z轴输出值判断移动通讯设备是否存在从静止状态到运动状态再到静止状态的一次绕移动通讯设备的z轴旋转的旋转事件，即每次旋转事件都是从静止到运动再到静止的过程；***将根据重力传感器的输出值获得的姿态角定义为第一姿态角（现有技术），并将根据陀螺仪的z轴输出值获得的姿态角定义为第二姿态角，如图1所示，姿态角为移动通讯设备的y轴的正向与***定义的0度线之间在顺时针方向上的夹角。在此***会实时计算以上第一和第二姿态角，在设备处于非水平状态时，***仅根据第一姿态角的值进行翻转响应，在设备处于水平状态时，***将根据第二姿态角的值进行翻转响应，其中的第二姿态角对第一姿态角具有校准的作用，因为，重力传感器对于姿态角为0度、90度、180度和270度的感应非常精准，但对其他位置的感应敏感度较陀螺仪低。

***按照公式1计算移动通讯设备的y轴在一次旋转事件中转过的相对角度，及移动通讯设备在完成一次旋转事件后的第二基准姿态角，第二基准姿态角等于移动通讯设备在一次旋转事件中转过的相对角度与开始此次旋转事件时的第二姿态角的和，将第二基准姿态角转换为0≤α′＜360°范围内的角度，得到所述第二姿态角，在此，通过计算获得的第二基准姿态角可能是大于0°的角度，也可能是小于0°的角度，因此需要通过加上或者减去360°的整数倍将该第二基准姿态角转换至0°≤α′＜360°范围内的角度（本领域的技术人员应当清楚，这是以使y轴正向位于相同的方位上为要求进行转换）。

公式1：

其中，角速度（i）和时间戳（i）分别表示在一次旋转事件中，***第i次采集到的陀螺仪的z轴输出值和***标识的进行第i次采集的时间戳，其中，作为开始一次旋转事件的采样为第一次采样，作为结束当前旋转事件的采样为第j次采样，j表示对应一次旋转事件的采集次数，即j为自然数，时间戳（0）表示进行作为开始一次旋转事件的采样的上一次采样的时间戳。

所述***在重力传感器的z轴输出值不等于g（处于非水平状态）和等于g（处于水平状态）时，分别根据第一姿态角和第二姿态角，按照***设定的表1或2所示的***屏幕旋转布局与移动通讯设备在水平面上的当前姿态角的关系使***屏幕翻转，其中g为重力加速度，数值为9.8m/s²。现有***大部分版本均允许***屏幕进行180度旋转（请见表2），但也有少数版本不允许***屏幕进行180度旋转（请见表1），因此，***根据版本的情况进行***屏幕的翻转。

开始一次旋转事件的判断方法为：当移动通讯设备处于静止状态时，如果***从首次发生运动判断事件的采集起的连续n次（包括首次）的采集中有一半以上均发生运动判断事件，则将首次发生运动判断事件的时刻视为一次旋转事件的开始，否则视为移动通讯设备仍处于静止状态，不进行计算相对角度的累加，其中，运动判断事件为陀螺仪的z轴输出值的绝对值大于***设定的最大静止角速度。n值可以根据***设置的陀螺仪的输出频率来设定，假设当前的输出频率为50hz，那么如果设置n为10，就是大约以200ms时间去判断是否开始一次旋转事件，判断的时间越短，精确度越高，将n设置成1时，精确度为最高，但通常情况下不需要这么灵敏的判断，将判断时间限制为1s以内比较合理。

结束一次旋转事件的判断方法为：当移动通讯设备处于运动状态时，如果***从首次发生静止判断事件的采集起（包括首次）的连续m次采集中有大于一半均发生静止判断事件，则***将首次发生静止判断事件的时刻视为一次旋转事件的结束，否则视为移动通讯设备仍处于所述运动状态，即仍然进行相对角度的累加，其中，所述静止判断事件为陀螺仪的z轴输出值的绝对值小于等于所述最大静止角速度。m值可以根据***设置的陀螺仪的输出频率来设定，假设当前的输出频率为50hz，那么设置m为10，就是大约以200ms时间去判断，判断的时间越短，精确度越高，将n设置成1时，精确度为最高，但通常情况下不需要这么灵敏的判断，将判断时间限制为1s以内比较合理。在此，可使m值与n值相等。

表1：旋转布局与xy平面姿态角关系表1—不允许180度旋转：

表2：旋转布局与xy平面姿态角关系表2—允许180度旋转：

以上的最大静止角速度可以根据设备静止放置时芯片的噪音来设定。比如，某厂家的芯片静止放置时的输出值理论上是0，但是输出值因为噪音的影响，大概在-2至+2之间。那么就可以设置最大静止角速度为2。

根据以上说明，如果移动通讯设备在非开机或休眠状态时被以任意角度放置于水平面上，再将设备开机或者唤醒，此时***获取的第二姿态角就不准确了，需要用户先进行一次校准操作，即将设备抬起后再放置于水平面上，以利用获得的第一姿态角更新第二姿态角的值。

以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用来限定本发明的实施范围，但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种使移动通讯设备的***屏幕翻转的方法为：所述移动通讯设备的***以第一采样频率采集重力传感器的输出值，及以第二采样频率采集陀螺仪的z轴输出值，并根据采样得到的陀螺仪的z轴输出值判断移动通讯设备是否存在从静止状态到运动状态再到静止状态的一次绕移动通讯设备的z轴旋转的旋转事件，其中，***根据重力传感器的输出值获得的姿态角为第一姿态角，***根据陀螺仪的z轴输出值获得的姿态角为第二姿态角，所述姿态角为移动通讯设备的y轴的正向与***定义的0度线之间在顺时针方向上的夹角；

***按照公式1计算移动通讯设备的y轴在一次旋转事件中转过的相对角度，及移动通讯设备在完成一次旋转事件后的第二基准姿态角，所述第二基准姿态角等于移动通讯设备在一次旋转事件中转过的相对角度与开始此次旋转事件时的第二姿态角的和，通过将第二基准姿态角转换为0≤α′＜360°范围内的角度，得到所述第二姿态角；

公式1：

其中，角速度（i）和时间戳（i）分别表示在一次旋转事件中，***第i次采集到的陀螺仪的z轴输出值和***标识的进行第i次采集的时间戳，j表示对应一次旋转事件的采集次数，时间戳（0）表示进行作为开始一次旋转事件的采样的上一次采样的时间戳；

所述***在获得的第一姿态角为0度、90度、180度和270度时将第二姿态角的值更新为等于第一姿态角的值；

所述***在重力传感器的z轴输出值不等于和等于g时，分别根据第一姿态角和第二姿态角按照***设定的***屏幕旋转布局与移动通讯设备的姿态角的关系使***屏幕翻转。

2.根据权利要求1所述的翻转的方法，其特征在于：所述开始一次旋转事件的判断方法为：当移动通讯设备处于静止状态时，如果***从首次发生运动判断事件的采集起的连续n次的采集中有一半以上均发生运动判断事件，则将首次发生运动判断事件的时刻视为一次旋转事件的开始，否则视为移动通讯设备仍处于静止状态，其中，所述运动判断事件为陀螺仪的z轴输出值的绝对值大于***设定的最大静止角速度；

结束一次旋转事件的判断方法为：当移动通讯设备处于运动状态时，如果***从首次发生静止判断事件的采集起的连续m次采集中有大于一半均发生静止判断事件，则***将首次发生静止判断事件的时刻视为一次旋转事件的结束，否则视为移动通讯设备仍处于所述运动状态，其中，所述静止判断事件为陀螺仪的z轴输出值的绝对值小于等于所述最大静止角速度。

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