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      類型分類:
      科普知識
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      應變式壓力傳感器

      加速度計在移動電話的應用(一)

      發布日期:2022-08-21 點擊率:66

        移動電話的銷售量每年都達到上億部,雖然新用戶是重要市場,但這些銷售量的大部分來源是將其已有移動電話升級為帶有最新功能的新電話的用戶。移動電話制造商和業務供應的生存問題取決于在原有常規功能的基礎上提供新的“必備”功能的能力。業務供應商需要這些新功能帶來的增值業務以提高其收益(照相手機即是一個很好的例子——照相手機用戶通過業務供應商的無線網絡給他們的朋友發送圖片或視頻,從而為業務供應商帶來重要的積極收入),同時移動電話制造商需要定期地更新他們具有新功能的系列產品以防止他們的產品過于商業化。
         使用MEMS加速度計的運動檢測技術能提供許多新功能,包括增強移動電話可用性、可靠性和允許啟動的新功能。確實,一旦手持中裝有加速度計這種硬件,只要簡單地增加軟件便可實現其幾種新的功能。本文將介紹移動電話幾種新功能并解釋其工作原理。本文也討論在每一個應用中起重要作用的器件性能。
        手勢識別
        拿起電話檢測
         實際上最好的手勢識別系統采用用戶根本不用學習的自然動作。一個很好的例子就是拿起振鈴電話。雖然人們已經習慣于按“發送(send)”按鈕接聽電話,但是拿起電話并且將它移到耳邊則更加直覺。通過使用加速度計,當感覺到移動電話在響鈴后就已經啟動了正在被移動的手機。拿起電話移到耳邊所產生的運動信號可被加速度計檢測到并且被微控制器中斷。
        搖晃清除
        移動電話鍵盤已經如此小而密集以至于誤按按鍵的現象非常普遍,這讓用戶很氣惱。因此開發了諸如語音撥號的功能以方便用戶撥號,但此項功能似乎并未被用戶意識到。由于不可能采用更大的鍵盤(因為每個人都需要小巧的移動電話),因此使用戶盡可能容易地修正誤按按鍵的做法似乎是明智之舉。
         例如長達半秒左右地猛力搖晃移動電話的簡單手勢可用來清除最后輸入的數字。更長時間的搖晃可用來清除最后輸入的完整字符串。此外,移動電話會對該動作做出很自然的響應,并且為了使該算法更具魯棒性,設計工程師可利用鍵盤使用指示來查找“清除”手勢。
        在搖晃清除應用中,由于人搖晃在每一個坐標軸向上都會產生加速度,除非某人非常細心地僅在一個軸向上搖晃,所以使得單軸或雙軸加速度計對于該應用已足夠。同樣地,對加速度計性能的要求也是適度的,因為它使用了高通濾波器。在搖晃時,實際的加速度可能高達±10g,但是±2g測量范圍已足夠用了,因為削波不會負面地影響搖晃探測算法。
        環境感知
         通過掌握移動電話的使用環境(或前后關系),移動電話會更加方便地使用。其中一個例子就是振鈴控制。實際上,所有的移動電話都有可聽得見的振鈴器,也有非常適合于振動模式的振動器。許多情形下,用戶可能傾向于使用某一種模式。這種移動電話能夠向用戶提供有關振鈴和振動功能的參數選擇。例如:
        * 如果移動電話放在餐桌或書桌上,那么無需使用振動模式,所以只能選擇振鈴模式。
        * 在開會或進餐時,用戶可能不希望被打擾。將移動電話正面向下放在餐桌或書桌上,用戶選擇靜音模式,在這種情況下振鈴器或振動模式都不能選擇。
        * 如果移動電話放在衣袋中,智能使用振動模式。
        雖然上述這些模式中的每一種都能通過手工鍵入(使用鍵盤操作),但是如果有自動設置工作模式的移動電話就會更加方便。可用一只加速度計測定移動電話的方位,不論它是否放在餐桌或書桌上。因此移動電話能夠自動地確定所需要的振鈴模式。
        手勢識別是一種用于描述如何使用動作(或手勢)將命令輸入到電話的包羅萬象的短語。有許多種類型可能對檢測有興趣的手勢識別;例如拿起振鈴電話、清除誤操作鍵或者設置電話振鈴類型僅是下面將要介紹的兩個例子。
        雖然手勢識別可有助于使人機界面更加直覺,但是通常最好將手勢識別的數量限制到少于五或六種。這樣用戶能夠容易記住幾種手勢的含義,但是如果必需通過難以接受的學習才能掌握許多手勢則是失敗的。請記住:我們的目標是使移動電話更加容易使用。
        

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