CN103309521B - 一种红外数据采样时刻确定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及红外定位技术领域，更具体地涉及一种红外数据采样时刻确定方法及系统。所述方法包括如下步骤：计算红外接收管接收信号的上升斜率；根据上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻。本发明可有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集，从而有效避免红外接收管发出的光线被遮挡时采集到的接收信号依然为饱和值的情况，同时保证了未进入过饱和状态的红外接收管的接收灵敏度，能提高红外定位装置的定位精度和灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及红外定位技术领域，更具体地，涉及一种红外数据采样时刻确定方法及系统。
背景技术
红外线触摸屏具有结构简单、高稳定性、高分辨率、安装方便等优点，而且不受电流、电压和静电干扰，适宜在某些恶劣的环境条件下工作，使得红外线触摸屏异军突起，越来越成为触摸屏市场的主流产品。其基本结构是在一个显示表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射管和红外接收管。这些红外发射管和红外接收管按照一一对应的方式组成发射接收对，沿着显示表面的边缘构成一个互相垂直的发射接收阵列，各红外发射管所发射的红外光线在显示表面构成栅格结构，在微型计算机系统的控制下按照一定的顺序分别接通每一对红外发射管和红外接收管，通过检测每一对红外发射管与红外接收管之间的红外光线是否被阻断来判定是否有触摸事件发生，并根据触摸发生的栅格节点位置计算出触摸事件发生的位置坐标，从而对触摸事件进行定位。
在红外触摸装置中，红外发射管的效率和红外接收管的灵敏度会直接影响到定位的精度和灵敏度，而在红外触摸装置中，各红外发射管的效率和各红外接收管的灵敏度往往都会有差异，尤其是部分红外接收管进入了过饱和状态后。当进入了过饱和状态的红外接收管被遮挡时，很可能该红外接收管被遮挡了很大一部分红外光，但由于此时红外接收管依然处于饱和状态，其采集到的数据依然跟没遮挡时的数据是一样的，导致微型计算机系统根据该红外接收管采集到的数据无法判断出此时的触摸事件，这样会大大降低红外触摸屏的定位精度和灵敏度。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的首要目的是提供一种能有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集的红外数据采样时刻确定方法。
一种红外数据采样时刻确定方法，包括如下步骤：
计算红外接收管接收信号的上升斜率；
根据所述上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；
将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻。
与现有技术相比，本发明的红外数据采样时刻确定方法，首先计算红外接收管接收信号的上升斜率，然后预测红外接收管接收信号的虚拟峰值，将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值进行比较，从而确定红外接收管的数据采样时刻，可以有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集，从而有效避免红外接收管发出的光线被遮挡时采集到的接收信号依然为饱和值的情况，同时保证了未进入过饱和状态的红外接收管的接收灵敏度，能够大大提高红外定位装置的定位精度和灵敏度。此外，本发明的方法不需要对现有的红外触摸装置进行很大的改动，适用范围广，实现成本低。
本发明的进一步目的是一种能有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集的红外数据采样时刻确定系统。
一种红外数据采样时刻确定系统，包括：
斜率获取模块，用于计算红外接收管接收信号的上升斜率；
峰值计算模块，用于根据所述上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；
数据采样时刻确定模块，用于将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻。
与现有技术相比，本发明的红外数据采样时刻确定系统，所述斜率获取模块首先计算计算红外接收管接收信号的上升斜率，然后峰值计算模块预测红外接收管接收信号的虚拟峰值，所述数据采样时刻确定模块将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值进行比较，从而确定红外接收管的数据采样时刻，由于能够确定到红外接收管进行数据采集的时刻，可以有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集，从而有效避免红外接收管发出的光线被遮挡时采集到的接收信号依然为饱和值的情况，同时保证了未进入过饱和状态的红外接收管的接收灵敏度，能够大大提高红外定位装置的定位精度和灵敏度。此外，本发明的系统不需要对现有的红外触摸装置进行很大的改动，适用范围广，实现成本低。
附图说明
图1为本发明一种红外数据采样时刻确定方法具体实施例的流程图。
图2为本发明实施例1中红外接收管接收信号值的曲线示意图。
图3为本发明实施例1中红外接收管001接收信号值的曲线示意图。
图4为本发明实施例1中红外接收管002接收信号值的曲线示意图。
图5为本发明一种红外数据采样时刻确定系统具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，为本发明一种红外数据采样时刻确定方法具体实施例的流程图。参见图1，本具体实施例的一种红外数据采样时刻确定方法包括如下步骤：
S101，计算红外接收管接收信号的上升斜率；其中，红外接收管接收信号时会获取到一系列的接收信号，接收信号值之间有上升趋势也有下降趋势，通过求取处于上升趋势的接收信号值之间所形成的斜率作为上升斜率。
S102，根据步骤S101获取到的上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；每个红外接收管所接收信号值所形成的曲线中都有一个峰值采样时刻，将该峰值采样时刻作为实际峰值时刻进行虚拟峰值的计算。
S103，将步骤S102中的红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻。
本发明的红外数据采样时刻确定方法，首先计算红外接收管接收信号的上升斜率，然后预测红外接收管接收信号的虚拟峰值，将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值进行比较，从而确定红外接收管的数据采样时刻，其可以有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集，从而有效避免红外接收管发出的光线被遮挡时采集到的接收信号依然为饱和值的情况，同时保证了未进入过饱和状态的红外接收管的接收灵敏度，能够大大提高红外定位装置的定位精度和灵敏度。此外，本发明的方法不需要对现有的红外触摸装置进行很大的改动，适用范围广，实现成本低。
作为一种优选的实施方式，步骤S101可以采用如下步骤实现：
S1011，在红外接收管接收信号值上升的时间区域内，选取两个时刻点的接收信号值；
S1012，根据该两个时刻点的接收信号值求取红外接收信号的上升斜率。
具体地，如图2所示，OT0所对应的曲线为一处于上升趋势的红外接收管接收信号值曲线，将OT0作为上升时间区域，在该OT0区域内任意选取两个时刻点，读取该两个时刻点的接收信号值，如选取Ta、Tb，Ta和Tb可以根据实际情况进行选择；一种优选方式中，两个时刻点的间隔时间占上升时间区域的三分之一或以上，即Ta和Tb之间的间隔时间占上升时间区域OT0的1/3或以上。连接Ta、Tb所对应的接收信号值Qa、Qb，即可得知红外接收管接收信号的上升斜率K。
在步骤S102中，如图2所示，选取OT0所对应的曲线的峰值时刻T0作为实际峰值时刻，结合上升斜率K，可以计算出红外接收管接收信号的虚拟峰值Q1。
作为一种优选的实施方式，步骤S103可以采用如下步骤实现：
S1031，将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值作差获取差值；
S1032，判断差值是否大于预设的阈值，若是则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻加上预设的偏移时间或者实际峰值时刻减去预设的偏移时间，否则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻。
其中，红外接收管接收信号的饱和值是预先设定，其可以设定为红外接收管的最高工作电压参数，此最高工作电压参数可以从红外接收管的规格书或说明书等资料中查询，也可以根据实际情况自行设定，如在一个优选方式中，将在无触摸状态下，在实际峰值时刻读取的红外接收管的接收信号值作为红外接收管的饱和值。具体地，如图2所示，实际峰值时刻为T0，在无触摸状态下，在T0时刻读取到的红外接收管的接收信号值，作为预设的红外接收管接收信号的饱和值Q0。
其中，预设的阈值q可以根据实际情况进行设置，如，q取1/10的Q0，或者取一个约等于1/10的Q0的固定值。
其中，预设的偏移时间T1的取值在红外接收管选通时间的15%-25%之间。
具体地，如图2所示，将红外接收管接收信号的虚拟峰值Q1与预设的红外接收管接收信号的饱和值Q0作差获取差值，若该差值大于预设的阈值q，则红外接收管的数据采样时刻设为T0+T1或者T0-T1，否则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻T0。
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合图3和4进行进一步的说明：
如图3所示，红外接收管001接收信号的虚拟峰值Q1（001），与预设红外接收管接收信号的饱和值Q0（001）的差值小于阈值q，因此，红外接收管001的数据采样时刻设置为实际峰值时刻T0；如图4所示，红外接收管002接收信号的虚拟峰值Q1（002），与预设红外接收管接收信号的饱和值Q0（002）的差值大于阈值q，因此，红外接收管002的数据采样时刻设置为T0-T1。
实施例2
如图5所示，为本发明一种红外数据采样时刻确定系统具体实施例的结果示意图。参见图5，本具体实施例红外数据采样时刻确定系统，具体包括：
斜率获取模块11，用于计算红外接收管接收信号值处于上升趋势所对应曲线的上升斜率；其中，红外接收管接收信号时会获取到一系列的接收信号，接收信号值之间有上升趋势也有下降趋势，斜率获取模块11通过求取处于上升趋势的接收信号值之间所形成的斜率作为上升斜率。
峰值计算模块12，用于根据获取到的上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；每个红外接收管所接收信号值所形成的曲线中都有一个峰值采样时刻，将该峰值采样时刻作为实际峰值时刻进行虚拟峰值的计算。
数据采样时刻确定模块13，用于将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻。
在本发明的红外数据采样时刻确定系统中，斜率获取模块11首先计算计算红外接收管接收信号的上升斜率，然后峰值计算模块12预测红外接收管接收信号的虚拟峰值，数据采样时刻确定模块13将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值进行比较，从而确定红外接收管的数据采样时刻，由于能够确定到红外接收管进行数据采集的时刻，可以有效避免红外接收管在接收信号的过饱和时刻进行数据采集，从而有效避免红外接收管发出的光线被遮挡时采集到的接收信号依然为饱和值的情况，同时保证了未进入过饱和状态的红外接收管的接收灵敏度，能够大大提高红外定位装置的定位精度和灵敏度。此外，本发明的系统不需要对现有的红外触摸装置进行很大的改动，适用范围广，实现成本低。
作为一种优选的实施方式，斜率获取模块11具体包括：
信号值选取模块，用于在红外接收管接收信号值上升的时间区域内，选取两个时刻点的接收信号值；其中，该两个时刻点可以根据实际情况任意选取，优选地，该两个时刻点的间隔时间占上升时间区域的三分之一或以上。
斜率求取模块，用于根据该两个时刻点的接收信号值求取红外接收信号的上升斜率。
作为一种优选的实施方式，数据采样时刻确定模块13包括：
差值获取模块，用于将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值作差获取差值；其中，红外接收管接收信号的饱和值是差值获取模块预先设定，其可以设定为红外接收管的最高工作电压参数，此最高工作电压参数可以从红外接收管的规格书或说明书等资料中查询，也可以根据实际情况自行设定，如在一个优选方式中，将在无触摸状态下，在实际峰值时刻读取的红外接收管的接收信号值作为红外接收管的饱和值。
结果判断模块，用于判断差值是否大于预设的阈值，若是则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻加上预设的偏移时间或者实际峰值时刻减去预设的偏移时间，否则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻。其中，预设的偏移时间的取值在红外接收管选通时间的15%-25%之间。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种红外数据采样时刻确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
计算红外接收管接收信号的上升斜率；
根据所述上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；
将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻；
所述将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻的具体步骤包括：
将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值作差获取差值；
判断差值是否大于预设的阈值，若是则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻加上预设的偏移时间或者实际峰值时刻减去预设的偏移时间，否则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻。
2.根据权利要求1所述的红外数据采样时刻确定方法，其特征在于，所述获取红外接收管接收信号的上升斜率的具体步骤包括：
在红外接收管接收信号值上升的时间区域内，选取两个时刻点的接收信号值；
根据该两个时刻点的接收信号值求取红外接收信号的上升斜率。
3.根据权利要求2所述的红外数据采样时刻确定方法，其特征在于，两个时刻点的间隔时间占上升时间区域的三分之一或以上。
4.根据权利要求3所述的红外数据采样时刻确定方法，其特征在于，所述预设的红外接收管接收信号的饱和值为红外接收管的最高工作电压或者在无触摸状态下，在实际峰值时刻读取的红外接收管的接收信号值。
5.根据权利要求4所述的红外数据采样时刻确定方法，其特征在于，预设的偏移时间的取值在红外接收管选通时间的15%-25%之间。
6.一种红外数据采样时刻确定系统，其特征在于，包括：
斜率获取模块，用于计算红外接收管接收信号的上升斜率；
峰值计算模块，用于根据所述上升斜率和红外接收管接收信号的实际峰值时刻计算红外接收管接收信号的虚拟峰值；
数据采样时刻确定模块，用于将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值比较，确定红外接收管的数据采样时刻；
确定红外接收管的数据采样时刻的具体步骤如下：将红外接收管接收信号的虚拟峰值与预设的红外接收管接收信号的饱和值作差获取差值；然后判断差值是否大于预设的阈值，若是则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻加上预设的偏移时间或者实际峰值时刻减去预设的偏移时间，否则确定红外接收管的数据采样时刻为实际峰值时刻。
7.根据权利要求6所述的红外数据采样时刻确定系统，其特征在于，所述斜率获取模块包括：
信号值选取模块，用于在红外接收管接收信号值上升的时间区域内，选取两个时刻点的接收信号值；
斜率求取模块，用于根据该两个时刻点的接收信号值求取红外接收信号的上升斜率。
8.根据权利要求6所述的红外数据采样时刻确定系统，其特征在于，所述预设的红外接收管接收信号的饱和值为红外接收管的最高工作电压或者在无触摸状态下，在实际峰值时刻读取的红外接收管的接收信号值；预设的偏移时间的取值在红外接收管选通时间的15%-25%之间。
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