一种检测手写笔笔尖方向的方法、电子设备及手写笔与流程

本技术涉及电子，尤其涉及一种检测手写笔笔尖方向的方法、电子设备及手写笔。

背景技术：

1、随着电子设备的发展，电子设备的功能也越来越丰富，几乎满足了用户在不同场景的使用需求，例如用户在日常会议、视频学习等场景下，可以通过电子设备记录笔记，从而满足用户的记录需求。

2、用户通过电子设备记录笔记的过程中，很多人可能仍然热衷于使用传统的纸和笔，为了带给用户传统的纸和笔的书写体验，目前多种电子设备都配置了对应的“手写笔”，例如华为公司的手写笔(huawei m-pencil)等。示例性的，以平板设备为例，用户不需要使用手写笔时，可以将手写笔吸附在平板设备上；用户使用手写笔时，可以打开平板设备的蓝牙，搜索可用的设备，建立平板设备和手写笔之间的配对、连接等。

3、一种可能的实现方式中，在手写笔和平板设备的吸附、配对过程中，平板设备的显示屏上可以自动弹出提示窗口，该提示窗口中可以包括手写笔的图片和/或提示信息等。该提示窗口可以提醒用户：检测到手写笔处于吸附状态，或者，手写笔请求和平板设备建立蓝牙连接等。上述实现方式中，平板设备无法检测并识别手写笔笔尖的朝向，仅仅在该提示窗口中显示预设的手写笔的图片，该手写笔的图片固定且单一，无法结合用户的具体使用情况、使用习惯等，无法获取并匹配手写笔笔尖的实际朝向，为用户展示合适的图片，影响了用户的使用体验。

4、另一种可能的实现方式中，当平板设备和手写笔完成初次配对时，平板设备可以保存手写笔的设备信息、蓝牙连接信息等，后续使用过程中，如果平板设备和手写笔再次配对，平板设备上不再弹出提示窗口，以及不再显示手写笔的图片。该实现方式无法及时为用户显示手写笔的吸附状态、配对状态等，也会影响用户的使用体验。

技术实现思路

1、本技术提供一种检测手写笔笔尖方向的方法、电子设备及手写笔，该方法可以准确判断手写笔笔尖的实际朝向，避免了手写笔吸附电子设备时，电子设备无法进行方向识别的问题，可以在提示窗口中显示和手写笔笔尖实际方向一致的手写笔图片，丰富了电子设备上提示窗口中的弹窗图片，提升了用户体验。

2、第一方面提供了一种检测手写笔笔尖方向的方法，应用于包括显示屏的电子设备，所述电子设备能够支持手写笔作为所述电子设备的输入设备，所述方法包括：当所述手写笔吸附到所述电子设备的目标边框的预设位置时，接收所述手写笔发送的包括所述手写笔在第一轴线方向上的加速度、第二轴线方向上的加速度和第三轴线方向上的加速度的信息，其中，所述第一轴线平行于所述目标边框，所述第二轴线平行于所述目标边框的相邻边框，所述第三轴线垂直于所述第一轴线和所述第二轴线确定的平面；获取所述电子设备在所述第一轴线方向上的加速度、所述第二轴线方向上的加速度和所述第三轴线方向上的加速度；分别在所述第一轴线方向、所述第二轴线方向、所述第三轴线方向上，计算所述手写笔的加速度和所述电子设备的加速度的相对值，并确定所述手写笔笔尖的实际方向；根据所述手写笔笔尖的实际方向，确定所述手写笔的目标图片，所述手写笔的目标图片中显示的手写笔笔尖的方向和所述手写笔笔尖的实际方向相同；在所述显示屏上显示提示窗口，所述提示窗口中显示所述手写笔的目标图片。应理解：本文中，“所述手写笔的目标图片中显示的手写笔笔尖的方向和所述手写笔笔尖的实际方向相同”，既包括所述手写笔的目标图片中显示的手写笔笔尖的方向和所述手写笔笔尖的实际方向是完全相同，也包括所述手写笔的目标图片中显示的手写笔笔尖的方向和所述手写笔笔尖的实际方向不完全相同的情况，例如存在一些偏差的情况。作为一种实现方式，只要大方向保持一致即可。

3、可选地，加速度可以由加速度传感器、陀螺仪、磁力计(magnetometer sensor，m-sensor)、惯性检测单元(inertial measurement unit，imu)等任意一种可能的传感器测量，本技术实施例对此不作限定。

4、通过上述方法，当手写笔吸附在电子设备的边框时，电子设备能够接收手写笔发送的每一个坐标轴的方向上笔端加速度传感器的加速度数值，电子设备根据每一个坐标轴的方向上手写笔的加速度数值与电子设备自身的加速度传感器输出的加速度数值之间的相对值，判断手写笔笔尖的实际朝向，从而使得电子设备能够根据手写笔笔尖的实际朝向为当前手写笔匹配目标图片。

5、上述实现过程，当手写笔吸附在电子设备的边框并和电子设备配对时，电子设备可以准确判断手写笔笔尖的实际朝向，避免了手写笔吸附时，电子设备无法识别手写笔笔尖的方向的问题；此外，电子设备在弹窗显示手写笔图片时，可以选择和手写笔笔尖的实际方向相匹配的图片，而不会单一显示笔尖方向唯一的预设图片，丰富了弹窗图片的内容和种类，大幅提升了使用手写笔过程中的用户体验。

6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述分别在所述第一轴线方向、所述第二轴线方向、所述第三轴线方向上，计算所述手写笔的加速度和所述电子设备的加速度的相对值，并确定所述手写笔笔尖的实际方向，包括：分别在所述第一轴线方向、所述第二轴线方向、所述第三轴线方向上，将所述手写笔的加速度和所述电子设备的加速度的差值，确定为所述手写笔的加速度和所述电子设备的加速度的相对值；当所述第一轴线方向、所述第二轴线方向、所述第三轴线方向上，所述手写笔的加速度和所述电子设备的加速度的相对值都为0时，确定所述手写笔笔尖的实际方向为所述第一轴线方向；当所述第一轴线方向和所述第三轴线方向上，所述手写笔的加速度和所述电子设备的加速度的相对值不为0时，确定所述手写笔笔尖的实际方向为所述第一轴线方向的相反方向。

7、示例性的，以平板设备为例，手写笔吸附在平板设备的长边框时，第一轴线可以平行于平板设备的长边框，第二轴线可以平行于平板设备的短边框，第三轴线可以垂直于平板设备的显示屏所在平面，即“所述第三轴线垂直于所述第一轴线和所述第二轴线确定的平面”。

8、应理解，平板设备的加速度传感器和手写笔的加速度传感器可以都是三轴传感器，可以分别称为“平板设备的三轴传感器”、“手写笔的笔端三轴传感器”，本技术实施例对加速度传感器的类型不作限定。

9、还应理解，对于平板设备和手写笔来说，加速度传感器的安装位置是固定的，即加速度传感器在工作过程中获取的加速度值所对应的坐标系也是固定的。那么，在实际使用平板设备的过程中，不论平板设备如何放置，例如横向放置、倾斜放置、倒立放置等，当手写笔吸附到平板设备的长边框之后，平板设备和手写笔的位置是相对固定的，即平板设备的加速度传感器和手写笔的加速度传感器的位置也是相对固定的。换言之，在坐标轴的每一个方向上的加速度的大小也是固定的，即第一轴线方向、第二轴线方向、第三轴线方向都是固定的。因此，可以通过每一个方向上的加速度的相对值判断手写笔笔尖的实际朝向。

10、示例性的，在本技术实施例中，“每一个方向上的加速度的相对值”可以理解为：在该方向上，平板设备的加速度数值减去手写笔的加速度数值所得到的差值。可选地，该差值(即该方向上加速度的“相对值”)可能为正数，也可能为负数，也可能为0，平板设备可以根据每一个方向上的加速度的相对值判断手写笔笔尖的实际朝向。

11、示例性的，如果每一个轴线方向上的加速度的相对值仅有一个方向上为0，两个方向上的加速度的相对值不为0且相对值的数值大小为加速度数值的2倍，那么平板设备可以确定两个方向上的加速度的方向相反，那么，手写笔笔尖的实际方向平行于长边框且变化为原第一轴线方向的相反方向。

12、通过上述过程，根据每一个坐标轴的方向上，手写笔笔端加速度传感器的加速度数值与电子设备自身的加速度传感器输出的加速度数值之间的相对值，电子设备能够判断手写笔笔尖的实际朝向，从而能够进一步根据手写笔笔尖的实际朝向为当前手写笔匹配目标图片。

13、一种可能的实现方式中，电子设备本地可以存储有手写笔图片库，该手写笔图片库可以包括多张不同厂家、不同型号、不同样式、不同类型、不同笔尖朝向的手写笔图片。或者说，不同厂家、不同型号的手写笔，都配置多张不同的图片，组成了手写笔图片库，电子设备可以选择相匹配的目标图片。

14、可选地，在本技术实施例中，首先，电子设备可以根据第一阶段获取的手写笔的设备信息，从手写笔图片库中包括的不同厂家、不同型号的多张手写笔图片中，选择和当前的手写笔的生产厂家、产品型号一致的多张图片。其次，电子设备可以根据步骤407中确定的笔尖实际朝向，继续从多张手写笔图片中选择与笔尖的实际朝向相匹配的手写笔图片作为“目标图片”。

15、应理解，电子设备最终确定的“目标图片”是跟当前的手写笔的生产厂家、产品型号、手写笔笔尖的实际朝向都一致的图片，该目标图片可以包括生产厂家、产品型号等相关的信息，本技术实施例对此不作限定。

16、另一种可能的实现方式中，电子设备确定了手写笔的笔尖实际朝向之后，可以向服务器发送请求消息，该请求消息用于请求获取手写笔图片，并在该请求消息中携带指示信息，用于指示手写笔的笔尖实际朝向。服务器可以根据电子设备发送的请求消息，从存储的手写笔图片资源的多张手写笔图片中选择与笔尖的实际朝向相匹配的手写笔图片作为“目标图片”，再将该“目标图片”返回给电子设备。该本技术实施例对电子设备获取手写笔的目标图片的方式不作限定。

17、可选地，该服务器可以是电子设备对应的服务器，也可以是手写笔对应的服务器，或者是某应用程序(例如第三方应用)对应的服务器，本技术实施例对此不作限定。

18、通过上述方法，电子设备在弹窗显示手写笔图片时，可以选择和手写笔笔尖的实际方向相匹配的图片，而不会单一显示笔尖方向唯一的预设图片；且手写笔图片的来源广泛，可以丰富了弹窗图片的内容和种类，大幅提升了使用手写笔过程中的用户体验。

19、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括一个或多个磁吸模块、多个霍尔传感器，所述磁吸模块用于将所述手写笔吸附到所述目标边框的预设位置，且所述每一个磁吸模块的两侧分别设置有至少一个霍尔传感器，所述方法还包括：获取所述多个霍尔传感器中每一个霍尔传感器的工作状态信息；根据所述多个霍尔传感器中每一个霍尔传感器的工作状态信息，确定所述手写笔笔尖的实际方向。

20、应理解，在本技术实施例中，电子设备和手写笔上都安装有霍尔传感器，霍尔传感器可以由霍尔元件和附属电路等组成。一方面，电子设备和手写笔上的霍尔传感器能够监测磁场的变化，另一方面，电子设备和手写笔上的霍尔传感器还可以作为开关，能够自动控制电子设备和手写笔之间的信息交互(开始发送握手数据等)流程。

21、通过上述方法，另一种可能的场景中，如果手写笔的笔端加速度传感器的加速度数值并没有传输到电子设备侧，或者手写笔的笔端加速度传感器的加速度数值传输失败时，本技术实施例中，电子设备还能够实现通过霍尔传感器的工作状态来判断手写笔笔尖的实际朝向，从而使得电子设备能够根据手写笔笔尖的实际朝向为当前手写笔匹配目标图片。

22、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述提示窗口中还用于显示所述手写笔的设备名称、产品型号、生产厂家、当前手写笔的剩余电量、电池标识、充电进度条、取消控件、连接控件中的一种或多种。

23、可选地，该提示窗口中还可以显示当前手写笔的产品型号、生产厂家等内容，以及当前手写笔的剩余电量、电池标识、充电进度条等内容中的至少一种，本技术实施例对电子设备弹出的提示窗口中显示的内容不作限定。其中，剩余电量可以以百分数的形式显示，用于提示用户当前手写笔的电量占据充满电状态的电量的百分比，为了简便，此处不再赘述。

24、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述在所述显示屏上显示提示窗口，包括：根据所述手写笔笔尖的实际方向，和/或所述手写笔在所述第一轴线方向上的加速度，和/或所述手写笔在所述第二轴线方向上的加速度，和/或所述手写笔在所述第三轴线方向上的加速度，和/或所述手写笔的目标图片包含的图片数量，和/或预设的多种弹窗效果，确定目标显示效果；按照所述目标显示效果，在所述显示屏上显示所述提示窗口。

25、可选地，电子设备自动弹出提示窗口时，该提示窗口可以具有不同的样式、不同的尺寸，以及该提示窗口可以具有不同的弹窗动画，本技术实施例对此不作限定。

26、示例性的，该提示窗口的显示位置可以根据手写笔吸附的目标边框的预设位置来确定，例如，紧靠手写笔吸附的显示屏下方的长边框等。

27、可选地，电子设备还可以自动调整提示窗口的尺寸大小。例如，提示窗口可以紧靠显示屏的短边框且为尺寸较小的纵向窗口；电子设备还可以调整提示窗口内的布局，例如调整手写笔的预设图片的尺寸、取消控件、连接控件的尺寸，本技术实施例对此不作限定。

28、一种可能的实现方式中，电子设备在弹出提示窗口的过程中，可以在弹出该提示窗口的过程也增加相应的显示效果。

29、可选地，该提示窗口的显示可以具有静态显示效果，或者具有动态显示效果，即弹窗过程也具有动态播放效果。

30、示例性的，例如该提示窗口可以在显示屏由上到下、由下到上、按照一定的轨迹等移动，或者该提示窗口可以以百叶窗、菱形格等方式出现在显示屏上，本技术实施例对该提示窗口可能具有的动态播放效果不作限定。

31、可选地，该动画效果可以匹配手写笔任意一个坐标轴方向上的笔尖加速度，例如，该提示窗口可以以一定的速率在电子设备的显示屏上移动。或者，该动画效果可以匹配用户的使用习惯，例如，该提示窗口被用户设定为闪烁式出现、弹跳式出现等。又或者，电子设备的弹窗过程以默认的多种可能的动画效果来呈现，本技术实施例对此不作限定。

32、可选地，该弹窗过程可以伴随着提示窗口内手写笔的目标图片的尺寸大小、透明度等动态变化过程，例如，手写笔的目标图片的尺寸大小可以随着播放窗口的增大而放大显示，或者随着播放窗口的缩小而缩小显示，该弹窗过程的动画效果可以进一步为用户提供一种连贯的沉浸式体验，提高了用户的视觉体验。

33、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，当所述手写笔的目标图片包括多张手写笔图片时，所述提示窗口中显示所述手写笔的目标图片，包括：按照预设时长，所述提示窗口中依次显示所述多张手写笔图片中的每一张手写笔图片。

34、另一种可能的实现方式中，本技术实施例的“手写笔的目标图片”可以是一张图片，或者多张图片。示例性的，当“手写笔的目标图片”是多张图片时，可以在弹出提示窗口的过程中轮流更换多张手写笔的目标图片，例如多张图片中每一张图片显示固定时长，从而使得提示窗口内部也具有动态播放的显示效果，本技术实施例对此不作限定。

35、通过上述实现方式，本技术实施例可以为用户提供多种可能的提示窗口的显示效果，例如弹窗的动画、提示窗口在显示屏上的变化过程、提示窗口内部的图片显示效果等，丰富了窗口内容，提高了用户的视觉体验。

36、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备存储有手写笔数据集，所述手写笔数据集包括能够和所述电子设备适配的一种或多种预设类型的手写笔的设备信息和蓝牙信息，所述方法还包括：接收所述手写笔发送的设备信息，根据所述手写笔数据集和所述设备信息对所述手写笔进行设备校验；和/或接收所述手写笔发送的蓝牙信息，根据所述手写笔数据集和所述蓝牙信息对所述手写笔进行蓝牙校验。

37、可选地，所述设备信息包括所述手写笔的设备名称、产品序列号、软件系统信息、产品硬件信息中的一种或多种，本技术实施例对此不作限定。

38、可选地，所述蓝牙信息包括所述手写笔的蓝牙协议信息、无线信息、蓝牙连接时的媒体访问控制地址信息、互联网协议地址信息中的一种或多种，本技术实施例对此不作限定。

39、综上所述，通过本技术实施例介绍的检测手写笔笔尖方向的方法，手写笔能够向电子设备发送每一个坐标轴的方向上笔端加速度传感器的加速度数值，由电子设备根据手写笔上报的加速度数值与电子设备自身的加速度传感器输出的加速度数值之间的相对值，判断手写笔笔尖的实际朝向，从而使得电子设备能够根据手写笔笔尖的实际朝向为当前手写笔匹配目标图片。

40、或者，如果手写笔的笔端加速度传感器的加速度数值并没有传输到电子设备侧，或者手写笔的笔端加速度传感器的加速度数值传输失败时，本技术实施例中，电子设备还能够实现通过霍尔传感器的工作状态来判断手写笔笔尖的实际朝向，从而使得电子设备能够根据手写笔笔尖的实际朝向为当前手写笔匹配目标图片。

41、上述实现过程，当手写笔吸附在电子设备的边框并和电子设备配对时，电子设备可以准确判断手写笔笔尖的实际朝向，避免了手写笔吸附时，电子设备无法识别手写笔笔尖的方向的问题；此外，电子设备在弹窗显示手写笔图片时，可以选择和手写笔笔尖的实际方向相匹配的图片，而不会单一显示笔尖方向唯一的预设图片，丰富了弹窗图片的内容和种类，大幅提升了使用手写笔过程中的用户体验。

42、第二方面提供了一种检测手写笔笔尖方向的方法，应用于手写笔，所述手写笔能够作为包括显示屏的电子设备的输入设备，所述方法包括：当所述手写笔和所述电子设备之间的距离小于或等于预设距离时，向所述电子设备发送设备信息，所述设备信息包括所述手写笔的设备名称、产品序列号、软件系统信息、产品硬件信息中的一种或多种；接收所述电子设备发送的设备校验信息，当所述设备校验信息指示所述手写笔能够适配所述电子设备时，确定所述手写笔吸附到所述电子设备的目标边框的预设位置时，所述手写笔在第一轴线方向上的加速度、第二轴线方向上的加速度和第三轴线方向上的加速度的信息，其中，所述第一轴线平行于所述目标边框，所述第二轴线平行于所述目标边框的相邻边框，所述第三轴线垂直于所述第一轴线和所述第二轴线确定的平面；向所述电子设备发送蓝牙信息、所述手写笔在第一轴线方向上的加速度、第二轴线方向上的加速度和第三轴线方向上的加速度的信息，其中，所述蓝牙信息包括所述手写笔的蓝牙协议信息、无线信息、蓝牙连接时的媒体访问控制mac地址信息、互联网协议ip地址信息中的一种或多种；接收所述电子设备发送的蓝牙校验信息，确定所述手写笔是否能够和所述电子设备建立蓝牙连接。

43、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述手写笔包括至少一个磁吸模块、至少一个霍尔传感器，所述磁吸模块用于将所述手写笔吸附到所述目标边框的预设位置。

44、应理解，在本技术实施例中，电子设备和手写笔可以都具有无线芯片，该无线芯片可以支持预设距离内的无线通信，即实现手写笔可以基于“无线透传的方式”向电子设备发送握手数据。在本技术实施例中，手写笔向电子设备发送的信息除了包括手写笔的设备信息、蓝牙信息之外，还可以将笔端加速度传感器的数值信息也发送给电子设备，该笔端加速度传感器的数值信息可以用于电子设备判断手写笔笔尖的实际朝向。

45、应理解，该手写笔的笔端加速度传感器的数值信息的数据量也是极小的，可以和手写笔的蓝牙信息组合生成新的信息，较小的数据量能够通过现有的无线透传的方式传输到电子设备，且不会增加无线透传的数据量。

46、第三方面提供了一种电子设备，包括：显示屏；加速度传感器、惯性检测单元imu、陀螺仪中的一种或多种传感器；一个或多个处理器；一个或多个存储器；安装有多个应用程序的模块；所述存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或者多个程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行如第一方面和第一方面中任一项所述的方法。

47、第四方面提供了一种手写笔，所述手写笔能够作为包括显示屏的电子设备的输入设备，所述手写笔包括：笔头；加速度传感器、惯性检测单元imu、陀螺仪中的一种或多种传感器；一个或多个处理器；一个或多个存储器；所述存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或者多个程序被所述处理器执行时，使得所述手写笔执行如第二方面和第二方面中任一项所述的方法。

48、第五方面提供了一种系统，所述系统包括能够相互通信的电子设备和手写笔，所述手写笔能够作为包括显示屏的电子设备的输入设备，所述电子设备能够执行如第一方面和第一方面的实现方式中任一项所述的方法，所述手写笔能够执行如第二方面和第二方面的实现方式中任一项所述的方法。

49、第六方面提供了一种电子设备上的图形用户界面系统，所述电子设备具有触摸屏、一个或多个存储器、以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于执行存储在所述一个或多个存储器中的一个或多个计算机程序，所述图形用户界面系统包括所述电子设备执行如第一方面和第一方面中任一项所述的方法时，电子设备显示的图形用户界面。

50、第七方面提供了一种装置，该装置包含在电子设备中，该装置具有实现上述第一方面及上述第一方面的任意一种可能实现方式中所述电子设备行为的功能。或者，该装置包含在手写笔中，该装置具有实现上述第二方面及上述第二方面的任意一种可能实现方式中所述手写笔行为的功能。

51、可选地，该装置具有的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。例如，显示模块或单元、检测模块或单元、处理模块或单元等。

52、第八方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述第一方面或者第一方面的任意一种可能的方法，或者执行如第二方面和第二方面的任意一种所述手写笔可能执行的方法。

53、第九方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面或者第一方面的任意一种可能的方法，或者使得所述电子设备执行如第二方面和第二方面的任意一种所述手写笔可能执行的方法。