[发明专利]一种以平移交互效率为指标的最优驱动电压选择方法

说明书

本发明涉及一种以平移交互效率为指标的最优驱动电压选择方法，属于人机交互领域。利用静电力触觉反馈装置，获得有、无静电力触觉反馈两种情况下平移手势交互效率实验数据并构造矩阵，利用核主成分分析方法计算核矩阵并获得相应的核特征空间，通过计算两个核特征空间的距离来实现静电力触觉反馈对平移交互效率影响的定量评估，用于以平移交互效率为指标的静电力反馈装置最优驱动电压的选择。本发明可以实现静电力触觉反馈对平移交互效率影响程度的定量评估，且数据理论分析充分，所得结论普世性强；本发明还可以扩展到不同静电力触觉驱动模式对手势交互性能影响的定量评估，易于推广应用。

技术领域

本发明属于人机交互领域，尤其涉及一种以平移交互效率为指标的最优驱动电压选择方法。

背景技术

具有触觉再现功能的智能手机、平板电脑等在医疗卫生、电子商务、教育娱乐、视障人群等具有广泛应用前景。通过触觉再现技术，一方面利用裸指触摸多媒体终端屏幕可感知被显示物体的形状、纹理及柔韧性，另一方面控制手指与触摸屏之间摩擦力的变化形式可提供光滑、粗糙等不同触感，极大地提高了交互过程的真实感与交互体验的丰富性。依据实现原理的不同，现有的多媒体终端触觉再现方式主要包括振动式、静电力式和空气压膜式，其中静电力式具有真实感高、体验丰富、功耗低、重量轻等优势，是在触摸屏上实现触觉再现最重要的方式。

交互效率研究是智能人机交互的研究热点，对提升交互界面可用性具有重要指导意义。2010年，论文“Clutch-free panning and integrated pan-zoom control ontouch-sensitive surfaces:the cyclostar approach”提出了手势交互的“CycloPan”和“CycloZoom”模型，实现了对连续手势交互效率的评估；2012年，论文“Does (multi-)touchaid users'spatial memory and navigation in'panning'and in'zooming panning'UIs”证明了多指交互可有效降低平移和缩放的操作时间；2016年，论文“Modelling touch-interaction time on smartphones”建立了平移操作效率模型，解决了目标的精准选择问题。然而上述研究成果仅适用于以视觉反馈为主的触控交互模式，未考虑触觉反馈引入后交互物理真实感高、交互体验丰富性强等因素对交互性能的影响。

触觉反馈尤其是静电力触觉反馈引入后，增加了手指与触摸屏交互过程的摩擦力，影响了相应的交互性能。2015年，论文“Quantifying the Targeting PerformanceBenefit of Electrostatic Haptic Feedback on Touchscreens”证明了在目标区域施加静电力触觉反馈可将平移交互效率提升约7.5％，论文“Effect of electrostatictactile feedback on accuracy and efficiency of pan gestures on touch screen”评估了静电力触觉反馈对平移交互过程的影响，证明了线性增加的静电摩擦力可显著提升平移交互效率。然而上述成果仅是实验数据的简单统计分析结果，对数据特性的理论分析不够充分，缺少从理论上定量评估静电力触觉反馈对平移交互效率的影响程度，所得结论普适性有待提升。

交互效率研究是智能人机交互的研究热点，对提升交互界面可用性具有重要指导意义。触觉反馈尤其是静电力触觉反馈引入后，增加了手指与触摸屏交互过程的摩擦力，影响了相应的交互性能。现有静电力触觉反馈下平移交互效率研究成果仅是实验数据的简单统计分析结果，对数据特性的理论分析不够充分，缺少从理论上定量评估静电力触觉反馈对平移交互效率的影响程度，所得结论普适性有待提升。

发明内容

本发明提供一种以平移交互效率为指标的最优驱动电压选择方法，该方法基于核主成分分析理论，通过计算有、无静电力触觉反馈下交互效率数据的核特征空间距离实现静电力触觉反馈对平移交互效率影响的定量评估，可将其应用于以平移交互效率为指标的静电力反馈装置最优驱动电压的选择。