CN101164036A - 用于具有抗干扰性的触摸传感器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于控制设备的触摸敏感控制系统，包括：触摸敏感接口和配置为与该触摸敏感接口通信的控制器。控制系统利用由控制器执行的触摸检测序列检测触摸敏感接口的用户操作。触摸检测序列确定触摸敏感接口的基线信号电平读数随时间的移动平均数。触摸检测序列将当前的基线信号电平读数与基线信号电平读数的移动平均数比较，由此检测与不期望的高的当前基线信号电平读数相关联的干扰事件，否则该读数可能导致错误的触摸检测。

Description

用于具有抗干扰性的触摸传感器的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及触摸敏感控制接口，并且更具体地涉及包括对周围环境中的噪声和干扰补偿的触摸敏感控制接口，否则该噪声和干扰可能消极影响接口和/或相关联的设备的运行。

背景技术

由于触摸敏感控制接口的便利和可靠性，它们日益用于替代各种产品和设备的机械开关。触摸敏感控制接口用于广泛的各种示例性应用如各器具(例如炉和炉灶)、工业设备(如机器控制)、收银机和付账设备、自动贩卖机、以及甚至玩具。相关联的设备可以通过按下接口的预定义区域来用手指操作，并且该设备典型地包括控制器，其耦合至接口来运行设备的机械和电子元件，以响应通过触摸控制接口输入的用户命令。

各种类型的触摸技术在触摸控制接口中可用，包括但不限于触摸敏感元件，如电容性传感器、薄膜开关、以及红外检测器。例如，美国专利No.5,760,715描述了可用于触摸敏感控制接口中的电容性触摸传感器。在操作中，当用户的手指邻近传感器时，电容性传感器完成到接地(earth ground)的电路。为了防止接口和受控设备的无意激活，该‘715专利描述了一种验证循环，其尝试验证对接口的实际触摸，并且这样系统不考虑不能被验证或证明的某些控制输入。

如‘715专利中描述的，控制器导致触摸敏感传感器周期性地发出系列测试脉冲到接地。这样，控制器使触摸传感器产生脉冲用于输入并监视回应。当预定数量的测试脉冲产生回应时，检测到触摸并且控制器适当地响应以操作受控设备。换句话说，在控制器将对输入起作用前，对于预定时间段必须产生回应。因此，例如如果传感器之一被无意激活，例如当控制接口在被擦干净时，作为另一个例子，当用户或路人无意碰到或接触控制接口时，检测的触摸将不能维持预定数量的脉冲，并且因此将不符合验证方案并且回应将被忽略。尽管这样的检验方案可以成功地防止由于通过与控制接口的偶然接触的偶然或无意控制输入而激活设备，但是已经发现这样的系统易受错误的控制输入和设备的无意激活的影响。

更具体地，已知的触摸敏感元件和系统的具体缺点在于：它们可能易受系统的周围环境中的噪声和干扰(包括电磁干扰(EMI))造成的无意激活的影响。这样的噪声和干扰可能导致错误的控制输入和受控设备的无意激活，而用户甚至没有接触该控制接口。例如，同步噪声和EMI可能以周期性的频率、或随着可能与测试脉冲冲突的周期性脉冲的谐振发生，并且在这样的环境中，同步噪声和EMI可能干扰控制面板的操作，并且导致检测到错误的触摸。另一方面，非同步噪声和EMI事件可能暂时影响系统对触摸的响应，并且系统有时可能比在其他时间远远更加敏感。结果，由于环境噪声而没有人的动作或介入，相关联的设备可能被影响、操作或调整。这样，实际的运行条件(例如，触摸传感器的周围环境中的EMI和噪声)可能影响触摸传感器的精确性、敏感性以及可靠性，并因此导致受控设备的无意和偶然的操作。

通过示例的方式，归因于一个器具(例如搅拌机或微波炉)的操作的EMI或噪声，可以影响、激活或改变使用上述验证方案的另一个器具(如附近的咖啡机)的控制设置是可能的。作为另一个示例，蜂窝电话的激活可以激发或改变烤炉中的加热元件的操作设置，该微波炉具有带有这样的验证方案的控制接口，并且在这样的情形中，可能出现危险情况。在另一个示例中，蜂窝电话或手持电子设备可以激活具有触摸控制接口和验证方案的附近的自动贩卖机，并且在这种情况下可能导致财务损失。

此外，通过控制器的触摸传感器的脉冲产生(pulsing)可能产生过传导和辐射发射，其可能干扰其他设备，并因此触摸传感器可能与这种设备的联邦通信委员会(FCC)标准相冲突。

发明内容

在示例性实施例中，提供了一种用于控制设备的触摸敏感控制系统。该控制系统包括触摸敏感接口和配置为与该触摸敏感接口通信的控制器。该控制系统用由控制器执行的触摸检测序列，检测触摸敏感接口的用户操作。触摸检测序列确定触摸敏感接口的基线信号电平读数随时间的移动平均数。触摸检测序列将当前的基线信号电平读数与基线信号电平读数的移动平均数比较，由此检测与不期望的高的当前基线信号电平读数相关联的干扰事件，该不期望的高的当前基线信号电平读数可能导致错误的触摸检测。

在另一示例性实施例中，提供了一种用于控制设备的控制系统。该控制系统包括触摸敏感接口、和配置为脉动该触摸敏感接口并响应于脉冲进行触摸检测序列的控制器。该控制器还被配置为在每个触摸检测序列，将来自触摸敏感接口的当前测试前脉冲基线信号电平与预定的基线参考值比较。如果当前的测试前脉冲基线信号电平超过预定的基线参考值，那么预定的基线参考值被升高到至少等于当前的测试前脉冲基线信号电平，由此调整触摸敏感接口对实际的操作条件的敏感度。

在另一个示例性实施例中，提供了一种用于控制设备的控制系统。该控制系统包括触摸敏感接口，其包括至少一个电容性触摸传感器，该电容性触摸传感器配置为当由用户触摸时完成到接地的电路。控制系统还包括控制器，其配置为随机脉动触摸敏感接口并且响应于各脉冲进行触摸检测序列。每个触摸检测序列确定触摸敏感接口的基线信号电平随时间的移动平均数，并且将当前的基线读数与基线信号的移动平均数比较，以检测可能导致错误触摸检测的干扰事件。每个触摸检测序列将触摸敏感接口的当前基线读数与预定的基线参考值相比较，并且如果当前的基线读数超过预定的基线参考值，那么预定的基线参考值被提升到至少与当前基线读数相等。每个触摸检测序列将测试后的脉冲读数、当前基线读数与检测阈值比较，以确定是忽略测试后的脉冲读数还是响应于测试后的脉冲读数来操作设备。

附图说明

图1是根据本发明实施例的、示例性触摸敏感控制系统的示意性方框图。

图2是可在图1的控制系统中使用的示例性控制接口。

图3是示出当测试脉冲以固定或者周期性间隔产生时、发射功率相对于频率的示例性图表。

图4是示出当测试脉冲以非周期间隔产生时、发射功率相对于频率的示例性图表。

图5是例示用恒定脉冲间隔产生测试脉冲的采样图。

图6是例示用非周期脉冲间隔产生测试脉冲的采样图。

图7A-7G图示可在图1中示出的控制系统中使用的、示例性控制算法的示例性方法流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明示例性实施例的、示例性触摸敏感控制系统100的示意性方框图。控制系统100包括：设备102；控制器104，其可操作地耦合到设备102；以及触摸控制接口106，其用于经由控制器104接收用于设备102的操作的控制输入。如下面将描述的，控制器104被配置以补偿周围环境中的EMI干扰和噪声，否则该EMI干扰和噪声可能不期望地影响、激活或改变受控设备102的控制设置。因此可以确保设备102仅用通过控制接口106输入的实际用户命令可操作。

在一个实施例中，设备102是已知的自动贩卖机，其具有用于其操作的触摸控制接口106。在另一替代实施例中，设备102可以是器具、工业机器、玩具或另一设备，其中触摸敏感控制接口106是期望的，并且对其设备102的无意启动是个顾虑。

在示例性实施例中，控制器104可包括微计算机或微处理器105、和控制器存储器110。控制器104以公知方式耦合到用户控制接口106，并且控制接口106包括一个或更多触摸敏感元件或触摸传感器，例如触摸传感器107和109。模拟信号可由A/D转换器111在控制器104接收并转换。操作者可输入控制参数、指令或命令，并且经由控制接口106选择期望的设备102的操作算法和特征。

在一个实施例中，显示器108耦合到控制器104，以将适当的消息和/或指示符显示给设备102的操作者，以确认设备102的用户输入和操作。控制器存储器110存储指令、校准常数、以及满意地完成选择的用户指令或输入需要的其他信息。存储器110可以例如是随机存取存储器(RAM)。在可替代的实施例中，可以结合RAM存储器使用其他形式的存储器，包括但不限于闪速存储器(FLASH)、可编程只读存储器(PROM)、以及电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。

到控制系统100的电力由配置为耦合至电源线L的电源112提供给控制器104。根据已知的方法，模拟到数字以及数字到模拟转换器耦合到控制器104，以实现控制器输入和可执行的指令，以产生控制器输出到设备102的可操作部件114、116、118和120。尽管图1中图示了四个部件114、116、118和120，但是在可替代的实施例中可以使用更多或更少的部件。

响应于控制接口106的用户操作，控制器104用一个或更多换能器(transducer)或监视传感器122监视设备102的各种操作参数，并且控制器104根据已知的方法执行操作者选择的功能和特征。

图2图示用于图1的控制系统100的示例性控制接口106的部分。接口106包括面板202，其定义了用于由用户操作来输入设备102的控制命令和指令的接口区域204(图1中所示)。在一个实施例中，面板202可以安装在设备102的可操作部件114-120(如自动贩卖机的分配部件和微波炉的加热元件)附近。在另一实施例中，面板202可位于距部件114-120(如对于工业机器的运动部件)遥远的位置。

接口区域204包括触摸敏感区域206和208。尽管图2中图示了两个触摸敏感区域206和208(对应于图1中的触摸传感器107和109)，然而在替代实施例中，更多或更少的触摸敏感区域206和208可包括在接口区域204中。与每个触摸敏感区域206和208相关联的是电路或触摸敏感元件210和212。该元件210和212、以及控制器104被配置来在相关联的触摸敏感区域206和208处检测实际的触摸，这里也称作触摸检测或触摸结果，同时避免可以归因于周围环境中的EMI和噪声问题的错误的激活输入。触摸敏感元件210和212由控制器104控制，并给控制器104提供输入(图1中所示)。

在一个示例性实施例中，触摸敏感元件210和212是电容性触摸传感器，如美国专利No.5,760,715中描述的那些，在此通过引用并入其全部公开内容。在替代实施例中，触摸敏感元件210和212是已知的薄膜开关组件、红外检测器、或本领域技术人员熟知的其他已知的触觉或触摸开关。在面板202的边界内，触摸敏感区域206和208可以以相互相对的任何期望的方向安排，并且依赖于实施例在面板202中可以使用更多或更少的触摸敏感区域。在替代实施例中，控制系统100可以具有多于一个的控制面板202，并且每个控制面板202可以具有一个或更多接口区域204，该接口区域204具有一个或更多对应于触摸敏感元件的触摸敏感区域。

在操作中，用户如用手指触摸、按下或接触触摸敏感区域206和208，以输入用户命令、指令或输入到控制器104(图1中所示)。控制器104然后根据用户输入操作设备102的可应用部件114-120。当使用美国专利No.5,760,715的触摸传感器系统作为触摸传感器107和109时，当与各自触摸敏感区域206和208相关联的触摸敏感元件210和212发出测试脉冲到接地、并通过人类用户以及通过触摸敏感区域206检测测试脉冲的回应时，可以检测触摸。

一般来说，控制器104从触摸敏感元件210和212的控制接口106获得测试前的脉冲基线信号电平(在此有时称作当前测试前脉冲基线信号电平、基线信号电平读数、当前基线信号电平读数、基线读数和当前基线读数)。在元件210发送测试脉冲或脉冲到接地之前，从触摸敏感元件210和212获得测试前脉冲基线信号电平。在元件210发送脉冲到接地后，控制器104通过从元件210获得测试后脉冲信号电平监视对脉冲(脉冲信号)的响应。如果测试后脉冲信号电平和测试前脉冲基线信号电平之间的差超过当前检测阈值，那么控制器104在触摸敏感区域206处读出(sense)触摸或检测，并且相应地操作相关联的设备，经受区分正确和错误控制输入的控制器的验证。

除了其他类型的触摸验证(如美国专利No.5,760,715中描述的验证)外，控制器104可以以下面描述的方式实现每个测试脉冲的触摸检测序列，以减轻周围环境中的EMI、噪声和干扰问题，并且在大范围的操作条件确保系统的精确和可靠的操作。

图3是示出当测试脉冲由图1的触摸敏感控制系统100以固定或周期间隔产生时、发射功率相对于频率的示例性图300，并且图示了该系统的至少一个缺点。如图300所展现的，发射功率在某些频率趋于集中或峰值，例如峰值302、304、306和308。发射能量或功率在某些频率的峰化可以导致控制系统超过可适用的管理规则，如关于这种设备的传导和辐射发射的FCC部分B证明规则。即，从触摸敏感控制系统发射的功率自身能够超过可适用的规则，并且能够干扰附近的电子设备。

图4是根据本发明的示例性实施例、示出发射功率相对于频率的示例性图400，其中测试脉冲由图1的触摸敏感控制系统100的控制器104以非周期性间隔产生。通过示例的方式，通过以伪随机或随机化的方式改变各脉冲之间的间隔，可以产生系列非周期性的测试脉冲。如图4中所示，功率随频率的分布被拓宽或变平401，使得功率趋于在频谱上更均匀地分布，而没有图3中示出的大峰值302、304、306和308，其在使用周期性测试脉冲时可能发生。通过将图3的功率峰值302、304、306和308基本上降低到图4的相应的平坦的功率峰值402、404、406和408，与非周期性测试脉冲相关联的发射功率显著降低。因此，通过利用与周期性测试脉冲相反的非周期性测试脉冲，控制系统可以满足可适用的规则，并相对于控制系统附近的其他电子设备，减少了来自控制系统100的潜在干扰。

如图5中图示的，周期性测试脉冲的使用在除了功率发射问题外的另外方面是不利的。具体地，如果使用周期性测试脉冲，那么触摸传感器系统100可能易于受来自其他电子设备的EMI干扰的影响。更具体地，并且如图5中可见的，由其他电子设备(例如蜂窝电话、附近的器具或其他功率发射设备)以周期性频率、或与测试脉冲的周期性冲突的相同的周期性频率的谐振产生的功率，可能导致错误触摸检测。

图5是例示具有恒定脉冲间隔的测试脉冲(如示例性方波脉冲502、504、506和508)的产生的采样图500，并且图示了系统易于受其影响的不精确的触摸检测的潜力。例如，基线采样读数可以在产生测试脉冲前(即，在脉冲502的上升沿)在触摸键206处采集。脉冲后采样514可以在脉冲502的产生后(即，在脉冲502的下降沿)在键206采集。根据上述的一般控制方案，如果采样差510(例如脉冲后采样514减去基线采样512)超过当前的正检测阈值，那么在触摸键206处读出触摸或检测。

如图5所图示，然而，控制系统100的周围环境中的同步噪声522可能具有对系统100不期望的影响。如图5中所示，噪声522具有周期性，其与产生的测试脉冲502-508的周期性冲突。在每个脉冲502、504、506和508，基线采样开始低，例如对采样502为值0，并且脉冲后采样结束高，例如对采样514为值0.5。测试脉冲502的采样差510因此具有值0.5。如果例如系统的当前检测阈值被设置为低于0.5的值(例如0.3)，那么采样差510的值0.5大于当前检测阈值0.3，并且将在键206处为脉冲502检测触摸。

类似地，由于EMI 522的共同周期性，相应的脉冲504、506和508的采样差516、518和520也将具有值0.5，并且也将检测作为触摸。因此，由于同步噪声的一致的周期性，触摸将继续由控制器检测一段持续的时间。即，检测的触摸即使明确的错误，最终也将通过使用传统的、基于时间的验证方法(如美国专利No.5,760,715中描述的)的系统来验证。

图6例示用根据本发明的非周期性脉冲间隔(如示例性方波脉冲602、604、606和608)、由控制器产生的测试脉冲的采样图600。伪随机或随机抖动可添加到图5的脉冲间隔502-508，以获得图6的脉冲602-608之间的伪随机或随机间隔。在测试脉冲在脉冲602的上升沿处产生之前，基线采样612在触摸键(例如，键206)处采集。此后，在脉冲602在脉冲602的下降沿处产生后，脉冲后采样614在键206处采集。尽管存在周期性噪声622、并且不像图5中示出的具有周期测试脉冲的系统，噪声622可导致对于一个或更多测试脉冲的触摸检测，但是由于非周期测试脉冲间隔，检测的触摸将不可能被验证，并且检测的触摸随后将被忽略。

如图6中所示，由于非周期测试脉冲间隔，顺序测试脉冲的采样差将趋于变化，而不管噪声622的周期性，因此测试脉冲不可能通过基于时间的验证过程(如美国专利第5,760,715号中描述的那样)。

例如并如图6中图示的，第一测试脉冲602的采样差610是小的正值。下一个或第二个测试脉冲604的采样差616是大的正差，并且可以足以引起在键206处读出触摸/检测。然而，第三测试脉冲606的采样差618是小的正值。第四测试脉冲608的采样差620是大的负值。因此，尽管可以为脉冲604的采样差616登记检测或触摸，然而该检测或触摸在顺序脉冲606和608处没有检验。通过将各脉冲之间的脉冲间隔变为非周期的，如果没有完全消除，特别是随着检验过程中的顺序脉冲的数量增加，则大大地减少了由于周期噪声622或其他周期干扰而检验在触摸键206处的错误触摸的机会。

尽管非周期的测试脉冲间隔将基本避免归因于同步噪声和干扰的错误触摸检测，然而控制系统可能易于受其他类型的噪声和干扰(例如异步或随机噪声事件)的影响。控制器104还被配置来处理下面描述的这些问题。

图7是描述示例性控制算法700的流程图，该控制算法700使用处理消隐(blanking)技术和错误警告率恒定(vcfar)技术(下面详细解释每一个)，来补偿可能不期望地影响触摸敏感控制系统100(图1中所示)的非同步噪声和干扰事件。除了上述的非周期或随机化测试脉冲间隔外，处理消隐和vcfar的使用还避免由于来自附近设备的操作的噪声和干扰、在触摸控制系统100处的错误的检测/触摸。算法700可以由例如图1的控制器104执行，以区分来自控制接口106、并且更具体地来自触摸敏感区域/键206和208(图2)的正确和错误输入。通过区分正确和错误的控制输入，防止了设备102的部件114-120(图1)的无意启动，并且仅仅适当地输入的控制输入指令被识别来操作设备102。

在图7-A中，在702控制系统100(图1中所示)通电，并且硬件和软件在704初始化。控制器输入706主处理循环，并且保持在主处理循环内直到在708系统100断电。

在706执行的主处理循环在图7-B中图示。在710，控制器输入主处理循环子例程，并且在711，控制器输入主处理循环。在712，重置看门狗定时器。如果看门狗定时器应当在712重置前超时，则看门狗定时器中断发生，并且将处理导向图7-A中的704，并且重新初始化系统100的硬件和软件。在714，触摸传感器107和109(图1)的预定的检测阈值信息由控制器104从A/D转换器(ACD)111读取。或者，预定的检测阈值可存储并从控制器存储器110获得。在716，调用子例程来执行触摸面板202(图2)的所有触摸传感器键206和208的扫描。扫描将导致在每个键206和208处产生脉冲，以便检测每个键处的触摸。

用于控制器的触摸键扫描子例程在图7-C中示出。在736，控制器进入触摸键扫描子例程以确定或读出在触摸键206和208的触摸。在738，键索引被重置，以指向要处理的第一触摸键(例如键206)。在739进入循环以处理触摸键，即当前索引的触摸键206。在740，检索用于当前触摸键206的之前存储的数据(例如图1的存储器110中)。在704(图7-A)的初始化期间，为每个键初始化数据存储器。用于当前触摸键206的检索数据可以包括各参数值。

在示例性实施例中，检索的各参数值之一是测试前的脉冲基线信号电平的移动平均数，这里也称作基线信号的移动平均数或基线信号电平读数的移动平均数。检索的其他参数值包括预定的消隐阈值、预定的基线参考值(这里也称作vcfar值、vcfar常数)、以及预定的检测阈值。获得各参数值用于给定的键例如键206，并且在下面进一步讨论。

在742，为当前键206设置预定的检测阈值，并且在744，设置脉冲硬件以产生用于键206的测试脉冲。在746，采集测试前的脉冲基线读数，采集产生的测试脉冲以及测试后脉冲信号读数。在748，调用子例程以继续用于键206的处理。

继续处理触摸键子例程在图7-D中示出。在758，控制器进入继续处理触摸子例程以准备确定触摸是否在键206出现。在760，用于保持测试后脉冲信号电平和测试前脉冲基线信号电平之间的差的测试前后脉冲差变量，被初始化为0。在762，执行检查是否已经检测触摸。在748，如果调用继续处理触摸键子例程从验证子例程而不是子例程处理，则可能已经检测触摸。如果第一触摸检测没有为键206未决，因此在758进入的子例程被调用来检测第一触摸并且不验证第一触摸，那么在764，调用或执行子例程来确定移动平均数和vcfar值。

计算Vblank和vcfar子例程在图7-E中示出。在780，进入子例程。在782，通过平均先前在746(图7-C)获取的当前测试前脉冲基线信号电平来计算基线信号电平的移动平均数。新的移动平均数存储在变量Vblank中。在784，处理确定新的移动平均数是否小于最小值，并且如果是这样，则在786的处理将新的移动平均数Vblank设置为最小允许的值。在788，控制器确定新移动平均数是否大于最大值，并且如果是这样，则在790的处理将新移动平均数Vblank设置为最大允许的值。新的移动平均数Vblank将在算法700中使用，以确定在当前键206处的触摸的处理消隐是否如下解释的发生。在792，当前的vcfar值递减1，并且在794，如果结果的vcfar值小于当前的测试前脉冲基线信号电平，则在796将vcfar的值设置为当前的测试前脉冲基线信号电平。在798，处理从计算Vblank和vcfar子例程返回到图7-D具体到766。在766，计算TMP变量(与当前脉冲相关联的暂时或临时值)用于确定处理消隐技术的应用。

触摸键206的vcfar值随时间跟随或跟踪触摸键206的噪声阈值或噪声底限(floor)，并且反映在产生测试脉冲时呈现的周围噪声的当前水平。如果当前的测试前脉冲基线信号电平大于当前的vcfar值，则存在噪声，并且在796噪声底限通过设置vcfar提升到当前测试前脉冲基线信号电平。这样，控制接口的敏感度随噪声水平增加而自调整，并且随噪声事件发生触摸检测的阈值相应地提升。没有这种调节，系统错误地检测和验证触摸的倾向将随噪声水平增加而增加，因为噪声趋于增加测试前脉冲基线信号电平。vcfar值还补偿敏感电子部件的操作偏置和温度效应，其通过提升测试前基线信号电平，可增加系统错误检测和验证触摸的倾向。

从一个脉冲到下一个，vcfar值衰减。在描述的实施例中，在792，vcfar值通过从vcfar值减1线性衰减。在替代实施例中，衰减可以不是线性的，例如衰减可以是指数或对数的。通过衰减vcfar值，控制接口的敏感度随噪声水平减少自调整，并且系统触摸检测阈值最终返回到没有任何噪声的预定阈值。因此，随着噪声衰减，vcfar调整也衰减，并且系统的行为返回到默认的情况直到噪声事件重新出现。

通过连续地调整vcfar值来跟随或在噪声阈值或噪声底限之上，键206的vcfar值可以用于调整处理在键206处的触摸的敏感度。例如，在任何给定的时间，由控制器检索的当前检测阈值可以设置为预定的检测阈值。然而，为了补偿噪声条件，当前检测阈值可以由控制器暂时设置(用于处理在与当前触摸键206相关联的脉冲期间的触摸)到高于阈值的暂时值。更具体地，在示例性实施例中，暂时值可以设置为等于vcfar常数、和vcfar与当前的测试前脉冲基线信号之间的差的绝对值的和。

在当前计算的暂时值大于触摸键206的预定检测阈值时，该暂时值用于当前的检测阈值而不是预定的检测阈值。当测试前后脉冲差大于当前的检测阈值时，在键206读出触摸。在暂时使用暂时值用于检测阈值时，测试前后脉冲差考虑在键206存在的当前周围噪声的电平，否则其影响控制的精确度。通过策略地选择vcfar常数的值，可以控制错误警告或错误检测的概率。在示例性实施例中，vcfar常数被设为4，并且错误警告率(错误检测)接近零。

在766，TMP变量被设为当前的Vblank值(当前移动平均数)和测试前脉冲基线信号电平之间的差的绝对值。TMP值表示来自基线信号的移动平均数的当前测试前脉冲基线信号电平的改变。在768，如果发现TMP值大于预定消隐阈值，则在766指导处理来执行检测过程子例程。在768，注意到如果TMP值(也就是来自基线信号的移动平均数的当前测试前脉冲基线信号电平的改变)大于预定的消隐阈值，则前后差保留在初始化的值零，有效忽略读数。前后差值零向在776的检测处理指示：不应该为当前触摸键206登记检测或触摸。因为等于零的前后差永远不能大于正检测阈值，所以通过在776的处理，将不为当前触摸键206登记检测，并且建立处理消隐。

在来自基线信号的移动平均数的当前的测试前脉冲基线信号电平改变太大(即大于预定消隐阈值)时，处理消隐忽略任何导致键触摸的检测的计算。因此，处理消隐防止控制器反应或响应系统的正常运行范围外的极端或偶然事件，并且由于处理消隐，控制器将不响应直到这种事件衰减。在另一实施例中，当处理消隐出现(在768，TMP大于预定消隐阈值)时，处理消隐的出现和相关数据可存储在存储器110(图1)中用于诊断目的。这样的数据可用于诊断和解决故障目的，例如，发现干扰噪声的原因和/或如何防止这样的噪声干扰出现。

在768，如果TMP值不大于预定的消隐阈值，则在770测试前后脉冲差(这里也称作前后差)被设置为测试后脉冲信号电平减去测试前脉冲基线信号电平。在722，对前后差进行健全检查。如果前后差小于零，则在774使前后差等于零。

在776，用于检测在键206处的触摸的检测过程子例程被调用或执行。检测过程子例程在图7-F中提供。在800，控制器进入检测过程子例程以准备确定是否在键206出现触摸。在802-814，控制器调整当前脉冲的预定阈值。在816，TMP变量被设为等于vcfar常数(在图示实施例中，常数选为4)、和vcfar与当前的测试前脉冲基线信号电平之间的差的绝对值的和。在818，当前检测阈值被设为TMP值和调整的预定阈值的最大值。

在820，判断是否读出了触摸。在820如果前后差大于当前检测阈值，则读出触摸，并且在824设置检测标志。在820如果前后差不大于当前检测阈值，则没有读出触摸。在822，重新设置检测标志。在826，前后差被设为零。在828，处理然后从检测过程子例程返回到图7-D的778。

在778，控制器从继续处理触摸键子例程返回到图7-C的750。在750，为当前触摸键206计算的当前数据存储在例如存储器110(图1)中，该数据包括用于基线信号的移动平均数的当前参数值和vcfar值。在752，更新键索引以指向下一触摸键，例如现在指向触摸键208。在754，如果递增的键索引在范围中(例如指向有效的下一触摸键)，则处理返回到739，并且在739，再次执行循环以处理下一触摸键例如触摸键208。在739，当所有触摸键已经由循环处理时，在754，键索引被发现超出范围，并且在756，处理从触摸键扫描子例程返回到图7-B的718。

在718，键索引被设置为指向第一触摸键例如触摸键206，为在719进入循环准备。在720，获得当前索引的触摸键206的扫描数据。在722，如果为当前索引的触摸键206设置了检测标志，则在732指导处理调用执行验证子例程，以验证当前索引的触摸键206的检测触摸。如果在722没有设置检测标志，则在724处理递增键索引以指向下一触摸键例如触摸键208。在726如果键索引在范围中例如指向有效触摸键，则在719处理返回循环以处理当前索引的触摸键例如触摸键208。在726如果键索引不在范围中，其指示所有触摸键已处理，则处理指向728。在728处理清除各触摸键的所有检测触摸。在730，处理将与无差错(键＝0)相关联的消息或指示符输出到用户显示器108(图1)。在711处理然后返回主处理循环的顶部。在722如果为当前索引的触摸键设置了检测标志，则在732调用执行验证子例程，并且处理进入在图7-G中的830的进入点，以执行检测的键触摸的验证。

在图7-G中提供了执行验证子例程。在830，处理进入执行验证子例程。在832如果不存在触摸检测，则在834验证检测标志被设为错误，并且键标志被设为零(指示没有输出消息错误)。在840处理从执行验证子例程返回到图7-B中的734。在832如果存在触摸检测，则在836为发现存在检测的多个触摸键进行检查。如果多于一个触摸键被标志有检测，则在838验证检测标志被设置为错误，并且键标志被设置为无效以指示用户的无效输入(即同时触摸的多个触摸键)。根据838，在840控制器从执行验证子例程返回到图7-B中的734。在832如果触摸键被标志触摸/检测，并且在836仅发现一个触摸键被标志检测/触摸，则在842处理为当前索引的触摸键206检索存储的键数据。

在844设置硬件用于为当前索引的触摸键206产生测试脉冲。在845进入循环，并且在846获得预定的检测阈值。在848，采集测试前脉冲基线读数，产生测试脉冲，并且采集测试后脉冲信号读数。在850，调用继续处理触摸键子例程，具有来自在778(图7-D)返回的子例程设置或重置检测标志的结果。注意到在762(图7-D)，已经检测的测试为真，因为第一触摸已经被检测。在852(图7-G)，如果检测标志从继续处理触摸键子例程调用设置，则处理指向854。

在854，为对当前索引的触摸键206累积八次连续检测(在845，循环的八次迭代)执行测试。在替代实施例中，可以为累积连续检测使用小于或大于八的数量。在854，如果已经累积八次连续检测(在845，循环的八次迭代)，则处理导向856，否则在845返回循环。在856，验证检测标志被设为真，并且键标志被设为索引的键，用于在用户显示器108输出指示符使用。处理然后指向860。如果没有发现八次连续的触摸，则在858验证检测标志被设为错误，并且键标志被设为零。然后处理导向860。

在860，存储键的当前数据，并且在862检查验证检测标志值。如果验证检测标志被设为真，则在866处理从执行验证子例程返回到图7-B中的734。如果验证检测标志被设为错误，则在864处理将键标志设置为零，并且在866返回到图7-B中的734。在图7-B中的734，将与键标志值相关联的指示符或消息输出到用户显示器108，并且在711控制器返回到主处理循环的开始。

总而言之，在711主处理循环的处理执行在716处的所有触摸键的扫描，用于在任何触摸键的检测或触摸。如果在722发现检测，例如为当前索引的触摸键设置检测标志，则在732执行验证，以在当前索引的触摸键处验证一些数量的连续检测或触摸(例如对描述的实施例为8)。用验证需要的数量的连续检测，因此为传感的触摸验证了触摸键。控制器104(图1)为验证的触摸检测执行需要的相关联的处理(未在算法700中示出)。

算法700的描述的实施例可以由本领域技术人员用适当的修改容易地调整用于各种设备中，以提供对设备102(图1)的设备部件114-120的无意启动或操作的适当的保护。上述的控制系统的方法被认为可以在控制器编程中实现而无需进一步解释。

因此触摸敏感控制系统提供有控制器，其被编程来补偿各种类型的噪声，否则该噪声可能导致错误的触摸检测。结合上述控制算法的其他各方面，通过利用非周期的测试脉冲间隔、调整系统对变化的噪声水平的敏感度的vcfar技术、以及上述的处理消隐技术，实现了高度精确和可靠的控制系统，其基本上不受噪声和干扰事件影响，传统触摸控制系统易于受这些噪声和干扰事件的影响。

尽管已经以各种特定实施例的形式描述了本发明，然而本领域技人员将认识到，本发明能够用在权利要求的精神和范围内的修改实践。

Claims (10)

1.一种用于控制设备(102)的控制系统(100)，所述控制系统包括：

触摸敏感接口(106)；以及

控制器(104)，其配置为与所述触摸敏感接口通信，并且用由所述控制器执行的触摸检测序列检测所述触摸敏感接口的用户操作，所述触摸检测序列包括：确定所述触摸敏感接口的基线信号电平读数随时间的移动平均数；以及比较当前基线信号电平读数与基线信号电平读数的移动平均数，由此检测与不期望的高的当前基线信号电平读数相关联的干扰事件，否则该读数可能导致错误的触摸检测。

2.如权利要求1所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)还被配置为：如果所述当前基线信号电平读数与所述基线信号电平读数的移动平均数的差超过预定消隐阈值，则忽略当前触摸检测序列的检测。

3.如权利要求1所述的控制系统(100)，其中在每个触摸检测序列，所述控制器(104)还被配置为：

从触摸敏感接口建立当前测试前脉冲基线信号电平；以及

比较当前测试前脉冲基线信号电平与基线信号电平读数的移动平均数，并且如果所述当前测试前脉冲基线信号电平和所述基线信号电平读数的移动平均数之间的差小于预定的消隐阈值，则：

发送测试脉冲信号到所述触摸敏感接口；

从所述触摸敏感接口获得测试后脉冲信号电平；并且

如果所述测试后脉冲信号电平和所述当前测试前脉冲基线信号电平之间的差超过当前检测阈值，则响应所述触摸敏感接口并且相应地操作设备。

4.如权利要求3所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)还被配置为发送随机间隔的测试脉冲到所述触摸敏感接口。

5.如权利要求3所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)还被配置为在每个触摸检测序列，比较当前测试前脉冲基线信号电平与预定的基线参考值，并且如果所述当前测试前脉冲基线信号电平超过所述预定的基线参考值，则将所述预定的基线参考值设为至少等于所述当前测试前脉冲基线信号电平。

6.如权利要求5所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)还被配置为在比较当前测试前脉冲基线信号电平与预定基线参考值之前，衰减预定的基线参考值。

7.如权利要求6所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)还被配置为当所述暂时值大于预定检测阈值时，对于每个触摸检测序列，为当前检测阈值使用暂时值代替预定检测阈值，所述暂时值等于加到预定基线参考值和当前测试前脉冲基线信号电平之间的差的绝对值的常数。

8.如权利要求3所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)还被配置为：

发送随机间隔的测试脉冲到所述触摸敏感接口；

在每个触摸检测序列，比较当前测试前脉冲基线信号电平与预定的基线参考值，并且如果所述当前测试前脉冲基线信号电平超过所述预定基线参考值，则将所述预定基线参考值设为至少等于所述当前测试前脉冲基线信号电平；

在每个触摸检测序列，在比较当前测试前脉冲基线信号电平与预定的基线参考值之前，衰减预定的基线参考值；以及

在每个触摸检测序列，当所述暂时值大于预定检测阈值时，为当前检测阈值使用暂时值代替预定检测阈值，所述暂时值等于加到预定基线参考值和当前测试前脉冲基线信号电平之间的差的绝对值的常数。

9.如权利要求1所述的控制系统(100)，其中所述触摸敏感接口包括电容性触摸传感器。

10.如权利要求1所述的控制系统(100)，其中所述控制器(104)包括微处理器和存储器，所述控制器还被配置为将触摸检测序列信息记录在所述存储器中用于诊断目的。

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