CN103914668A - 一种防止误触摸的触摸识别装置及识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止误触摸的触摸识别装置，包括至少两层层叠设置的触摸信号检测装置及与所述触摸信号检测装置连接的信号处理单元，其中，所述触摸信号检测装置用于获取对应检测区域的检测数据并发送至所述信号处理单元，所述信号处理单元对接收到的检测数据进行处理，获得每个触摸信号检测装置检测到的触摸点数据，并将距离显示平面最近的触摸信号检测装置检测到的触摸点与其它触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性判断，根据所述关联性确定真实的触摸点。本发明上述技术方案中由于采用上下触摸识别层的关联性，对于个体矮小的蚊虫，以及快速移动的昆虫能够进行有效的误触摸识别，有效的防止无触摸操作带来的危害。

Description

一种防止误触摸的触摸识别装置及识别方法

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及一种利用多层触摸检测装置进行防止误触摸的触摸识别的装置及方法。

背景技术

触摸屏的应用越来越广泛，触摸屏是提供人机互动所必不可少的装置，目前的触摸技术包括红外触摸屏技术、表面声波触摸屏技术、电阻式触摸屏技术、电容式触摸屏技术及光学影像触摸屏，一般的触摸屏都是单层触摸屏，仅仅用于触摸识别，对于昆虫的无触摸识别没有很好的解决方案，这在特殊环境和特殊应用中是非常危险的，例如军用触摸屏，通常要用在山区等蚊虫较多的地方，如果发生无触摸而无法分辨，后果是难以想象的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能防止误触摸的触摸识别装置和识别方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种防止误触摸的触摸识别装置，包括至少两层层叠设置的触摸信号检测装置及与所述触摸信号检测装置连接的信号处理单元，其中，所述触摸信号检测装置用于获取对应检测区域的检测数据并发送至所述信号处理单元，

所述信号处理单元对接收到的检测数据进行处理，获得每个触摸信号检测装置检测到的触摸点数据，并将距离显示平面最近的触摸信号检测装置检测到的触摸点与其它触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性判断，根据所述关联性确定真实的触摸点。

优选地，根据所述关联性确定真实的触摸点具体为：如果与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点在其它每层触摸信号检测装置检测的触摸点中都有一个与之有关联性的触摸点，则，所述与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点为真实的触摸点。

优选地，所述关联性判断包括比较两个触摸点中心的距离。

优选地，所述关联性判断包括比较两个触摸点在垂直于显示平面的方向的重叠程度。

优选地，所述信号处理单元包括触摸判断单元及与每个触摸信号检测装置对应连接的触摸识别单元，所述触摸识别单元均连接到所述触摸判断单元并将识别的触摸点数据发送到所述触摸判断单元，所述触摸判断单元根据所述各触摸识别单元发送的触摸点数据进行关联性判断，以确定真实触摸点。

优选地，所述触摸判断单元还将关联性持续时间作为判断是否是真实触摸点的依据之一。

优选地，所述关联性判断具体为：

以最接近显示面板的第一层触摸信号检测装置检测的触摸点为源点，将其和第二层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，再将第二层触摸信号检测装置检测的触摸点中与第一层触摸信号检测装置检测到的触摸点有关联性的触摸点与第三层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，逐级进行关联性计算，将在每层触摸信号检测装置检测的触摸点中均具有关联触摸点的源点确定为真实触摸点。

本发明还提供一种防止误触摸的触摸识别方法，包括：

1）利用多层重叠设置的触摸信号检测装置检测每一层的触摸点；

2）将每层检测到的触摸点进行关联性判断；

3）根据所述关联性确定真实的触摸点。

本发明上述技术方案中由于采用上下触摸识别层的关联性，对于个体矮小的蚊虫，以及快速移动的昆虫能够进行有效的误触摸识别，有效的防止无触摸操作带来的危害。

附图说明

图1为本发明的多层触摸装置结构示意图；

图2为触摸物在各层触摸信号检测装置检测的触摸点的2D截面示意图；

图3为触摸物在各层触摸信号检测装置检测的触摸点的截面的骨线示意图；

图4为相邻层触摸信号检测装置根据重叠程度判断相关性的示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明防误触摸的触摸识别装置包括至少两层层叠设置触摸信号检测装置，本实施例中例举了层叠设置的多个触摸信号检测装置1、2…、N，N为自然数，与所述多个触摸信号检测装置1、2…、N连接的信号处理单元20，所述触摸信号检测装置将检测数据发送到所述信号处理单元，所述信号处理单元对接收的检测数据进行处理，获得每个触摸信号检测装置检测到的触摸点数据，并判断与显示平面（也可以是触摸面板）最近的触摸信号检测装置的触摸点数据与其它触摸信号检测装置检测的触摸点数据是否具有关联性，由此判断该触摸是否属于正常触摸。所述关联性可以根据距离进行判断，将属于不同层的触摸信号检测装置检测出的触摸点数据进行关联性计算，如果与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点A（也可以叫准触摸点）在其它每层触摸信号检测装置检测的触摸点中都有一个与之相关联的触摸点，则认为该触摸点A是真实触摸点。所述关联性根据距离进行判断方法如下：可以是两个触摸点中心点的距离，也可以是分别经过两触摸点的中心点的垂直于显示平面的平行线的距离。还可以根据在垂直于显示平面的方向比较相邻触摸信号检测装置检测出的触摸点区域是否有重叠（垂直于显示平面的方向上是否有重叠）以及重叠的程度作为是否有关联性的评判依据，例如重叠程度大于四分之一，即认为有关联性，否则认为没有关联性。

为了提高防止误触摸识别的准确度，还可以利用关联性持续时间作为一个判断条件，例如在满足上面判断关联性的条件后，再在连续的几帧中判断触摸点A是否与其它几层识别出的触摸点还具有关联性，如果具有，则说明是真实触摸，否则是误触摸。这种情况可以防止蚊虫穿过上面的几层触摸信号检测装置检测的区域，停靠在显示屏上。

所述信号处理单元可以采用多I/O接口的单片机实现，也可以采用单I/O接口的单片机，与所述多个信号检测装置通过总线传输数据，这种实现方式均为本领域公知技术，将各层触摸信号检测装置检测的数据进行触摸点识别及真实触摸点识别集成在一起，这里就不再详细叙述。

作为一种优选实施方式，所述信号处理单元20包括触摸判断单元5及与所述触摸信号检测装置对应连接的触摸识别单元A、B、…、N，所述触摸识别单元A、B、…、N均连接到所述触摸判断单元5并将识别的触摸点数据发送到所述触摸判断单元，所述触摸判断单元5根据各触摸识别单元发送的触摸点进行上述关联性判断，还可以做关联性持续时间的计算。

所述触摸识别单元A、B、…、N用于接收与其连接的触摸信号检测装置的检测数据，并识别触摸点坐标，每层的触摸点坐标都有一个Z轴值，坐标点例如：（X、Y、Z）；参数Z也可以是代表各层的触摸信号检测装置的标识，我们可以将最靠近显示平面的触摸信号检测装置（也是第一层触摸信号检测装置）检测到的触摸点坐标标记为（X、Y、1）；各个触摸识别单元将触摸点坐标发送到所述触摸判断单元5，触摸判断单元5接收到各个触摸识别单元发送的触摸点坐标后，进行关联性判断，做如下处理：

将各触摸识别单元识别的触摸点进行关联性计算。所述关联性计算以第一层触摸信号检测装置检测的触摸点为源点，将其与其它各层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，为了提高运算效率，可以先将第一层触摸信号检测装置和第二层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，再将第二层触摸信号检测装置检测的触摸点中与第一层触摸信号检测装置检测到的触摸点有关联的触摸点与第三层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，以此类推。与第二层的触摸点具有关联性的第一层触摸点和第三层触摸点同样具有关联性，这种关联性可以看做是属于同一个触摸物体。以此类推，一个真实的触摸物在显示平面上有触摸时，则在第一层触摸信号检测装置检测到的对应的触摸点在其它各层都有一个触摸点与其具有关联性。也就是说，如果第一层中的某个触摸点与其它每层识别的触摸点中的一个触摸点具有关联性，我们就可以认为，该触摸点是真实的触摸物（例如手指）进行的触摸，排除蚊虫干扰。

下面结合附图对关联性原理进行详细的说明。

如图2所示，当触摸物体进入由多层触摸信号检测装置（TP1、TP2，…，TPn）构成的扫描空间后，TP1为距离显示面板最近的第一层触摸信号检测装置，在每层触摸信号检测装置中进行检测可获得触摸物体在每一层形成的二维截面S1、S2、…、Sn，计算各个截面S1、S2、…、Sn的中心，并以三维坐标表示为：P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)，…,Pn(xn,yn,zn)。将由P1到Pn组成的点集在进行关联性计算后，将具有关联性的中心点进行空间曲线拟合（常见的拟合方法包括B样条曲线拟合法或者投影法等），从而得到一条根据触摸物所形成的基于三维空间的骨线（如图3所示），图3中中心点的距离d小于预设的阈值，就可以认为两点是相关联的，具有关联性。同时可以预见，在等高的条件下，触摸信号检测装置的层数越多，得到的点集越密集，拟合的曲线与实际触摸物的骨线越接近，识别出的真实触摸物也就越准确。图4为相邻层触摸信号检测装置根据重叠程度判断相关性的示意图。根据在显示面板平面的投影计算重叠程度，作为优选方式，重叠程度大于四分之一，认为两个触摸点是具有关联性的。

在丰富触摸动作的应用中，例如单指滑动，多指相对运动等，为了确定是真实的触摸动作，可以对手指的骨线进行跟踪，如果在跟踪过程中，发现骨线存在不完整，例如某一层触摸信号检测装置没有检测到，形成骨线中断或缩短，这样的操作当做是非正常触摸动作。骨线是一种表达方式，也可以采用数据的关联性进行跟踪，如果第一层识别出的触摸点在运动中不能保证与每层中的一个触摸点具有关联性，则这种运动可以看做是前一跟踪时刻终止。

如果有多个触摸物（多个手指），则经过关联性计算后，可以得到多条基于三维空间的骨线，通过判断多条骨线之间的相对运动关系就可以定义各种相对运动的触摸动作，丰富人机交互的应用。由于相对运动跟踪的是最靠近触摸面板的第一层触摸信号检测装置所检测到的触摸点的相对运动，计算各层触摸信号检测装置检测到的触摸点的关联性只是为了验证第一层检测到的触摸点是否真实，因此很容易实施。

本发明的上述实施方案，由于采用多层触摸检测层作为验证触摸物的真实性，能够有效防止蚊虫产生的误触摸操作，比较适用于一些特殊的环境，例如山区、沼泽等蚊虫较多的地方。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种防止误触摸的触摸识别装置，包括至少两层层叠设置的触摸信号检测装置及与所述触摸信号检测装置连接的信号处理单元，其中，所述触摸信号检测装置用于获取对应检测区域的检测数据并发送至所述信号处理单元，

所述信号处理单元对接收到的检测数据进行处理，获得每个触摸信号检测装置检测到的触摸点数据，并将距离显示平面最近的触摸信号检测装置检测到的触摸点与其它触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性判断，根据所述关联性确定真实的触摸点。

2.根据权利要求1所述的一种防止误触摸的触摸识别装置，其特征在于，根据所述关联性确定真实的触摸点具体为：如果与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点在其它每层触摸信号检测装置检测的触摸点中都有一个与之有关联性的触摸点，则，所述与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点为真实的触摸点。

3.根据权利要求1所述的一种防止误触摸的触摸识别装置，其特征在于，所述关联性判断包括比较两个触摸点中心的距离。

4.根据权利要求1所述的一种防止误触摸的触摸识别装置，其特征在于，所述关联性判断包括比较两个触摸点在垂直于显示平面的方向的重叠程度。

5.根据权利要求1所述的一种防止误触摸的触摸识别装置，其特征在于，所述信号处理单元包括触摸判断单元及与每个触摸信号检测装置对应连接的触摸识别单元，所述触摸识别单元均连接到所述触摸判断单元并将识别的触摸点数据发送到所述触摸判断单元，所述触摸判断单元根据所述各触摸识别单元发送的触摸点数据进行关联性判断，以确定真实触摸点。

6.根据权利要求5所述的一种防止误触摸的触摸识别装置，其特征在于，所述触摸判断单元还将关联性持续时间作为判断是否是真实触摸点的依据之一。

7.根据权利要求1所述的一种防止误触摸的触摸识别装置，其特征在于，所述关联性判断具体为：

以最接近显示面板的第一层触摸信号检测装置检测的触摸点为源点，将其和第二层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，再将第二层触摸信号检测装置检测的触摸点中与第一层触摸信号检测装置检测到的触摸点有关联性的触摸点与第三层触摸信号检测装置检测到的触摸点进行关联性计算，逐级进行关联性计算，将在每层触摸信号检测装置检测的触摸点中均具有关联触摸点的源点确定为真实触摸点。

8.一种防止误触摸的触摸识别方法，包括：

1）利用多层重叠设置的触摸信号检测装置检测每一层的触摸点；

2）将每层检测到的触摸点进行关联性判断；

3）根据所述关联性确定真实的触摸点。

9.根据权利要求8所述的一种防止误触摸的触摸识别方法，其特征在于，根据所述关联性确定真实的触摸点具体为：如果与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点在其它每层触摸信号检测装置检测的触摸点中都有一个与之有关联性的触摸点，则，所述与显示平面最近的触摸信号检测装置检测的一个触摸点为真实的触摸点。

10.根据权利要求8所述的一种防止误触摸的触摸识别方法，其特征在于，所述关联性判断包括比较两个触摸点中心的距离和/或比较两个触摸点在垂直于显示平面的方向的重叠程度。