CN103941899B - 位置追踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种位置追踪方法，是依据从触摸屏的信号侦测到的外部物件的数量来调整系数，并且侦测相应于每一个外部物件的侦测位置。此外，依据系数来产生相应于每个外部物件的回报位置，使得侦测到的外部物件的数量越多，回报位置就越接近侦测位置。本发明有效解决了抖动的问题，并且依侦测到的外部物件的数量来调整过滤的程度，可以在抖动严重时降低抖动，在抖动不严重时，减低回报位置与侦测位置间的差距。

Description

位置追踪方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏的位置追踪方法，特别是涉及一种基于预测的触摸屏的位置追踪方法。

背景技术

当外部导电物件接近或触碰触摸屏时，触摸屏可侦测到外部导电物件位置。由于触摸屏可能受到许多噪声的干扰，因此侦测到的外部导电物件的位置会产生偏移。请参照图1所示，输入轨迹Itrack是外部导电物件在触摸屏上移动的轨迹，而输出轨迹Otrack是触摸屏侦测到的轨迹，输出轨迹Otrack受到噪声干扰而产生抖动的现象，尤其是在外部导电物件静止时，侦测到的位置可能在外部导电物件周围跳动，跳动的程度随着噪声增大而增大。

由此可见，上述现有技术显然存在有不便与缺陷，而极待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的技术，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

因为噪声的干扰，依据触摸屏的信号产生的位置可能会抖动。因此本发明的目的在于克服现有技术的问题，而提供位置追踪方法，所要解决的技术问题包括，采用系数进行过滤程序，依据侦测到的侦测位置与朝最新的回报位置退缩，以降低或滤除因触摸屏噪声干扰所造成的回报位置的抖动。当外部数量变多使得相应于侦测每一个外部物件的侦测位置的时间变长时，调整系数，使得侦测到的外部物件的数量越多，回报位置就越接近侦测位置。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种位置追踪方法，包括：连续地侦测触摸屏上接近或触碰触摸屏的外部物件的数量与相应于每一个外部物件的侦测位置；连续地依据该数量决定小于1的系数，其中外部物件的数量越多则系数越小；以及连续地依据系数与每一个外部物件的侦测位置分别产生回报位置，其中系数越小则回报位置离侦测位置越近。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中每一个外部物件的回报位置是依据最新产生的回报位置与侦测位置产生。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中回报位置=(最新产生的回报位置×(1-系数)+侦测位置×系数)。

本发明的目的及解决其技术问题还可以是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种位置追踪方法，包括：连续地侦测触摸屏上接近或触碰触摸屏的外部物件的数量与相应于每一个外部物件的侦测位置；连续地依据该数量决定小于1的系数，其中外部物件的数量越多则系数越小；连续地在相应于相同外部物件的最新侦测到的侦测位置与相应于相同外部物件的在前一个侦测到的侦测位置间产生相应于相同外部物件的虚拟侦测位置；连续地依据系数与每一个外部物件的侦测位置分别产生回报位置，其中系数越小则回报位置离侦测位置越近；以及连续地依据系数与每一个外部物件的虚拟侦测位置分别产生虚拟回报位置，其中系数越小则虚拟回报位置离虚拟侦测位置越近。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中每一个外部物件的回报位置是依据最新产生的回报位置与最新侦测到的侦测位置产生。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中回报位置=(最新产生的回报位置×(1-系数)+最新侦测到的侦测位置×系数)。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中每一个外部物件的虚拟回报位置是依据最新产生的虚拟回报位置与最新侦测到的虚拟侦测位置产生。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中虚拟回报位置=(最新产生的虚拟回报位置×(1-系数)+最新侦测到的虚拟侦测位置×系数)。

较佳的，前述的位置追踪方法，其中更包括：连续地提供相应于每一个外部物件的新产生的虚拟回报位置；以及连续地提供相应于每一个外部物件的新产生的回报位置，其中相应于每一个外部物件的新产生的虚拟回报位置的提供先于相应于每一个外部物件的新产生的回报位置的提供。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：以过滤程序来解决抖动的问题，并且依侦测到的外部物件的数量来调整过滤的程度，可以在抖动严重时降低抖动，在抖动不严重时，减低回报位置与侦测位置间的差距。

附图说明

图1为现有技术的追踪报点的示意图；

图2与图9为采用过滤程序的追踪报点的示意图；

图3为依据本发明的基于预测的位置追踪报点的示意图；

图4为依据本发明加入虚拟回报位置的基于预测的位置追踪报点的示意图；

图5与图6为依据本发明的第一实施例的基于预测的位置追踪方法的流程示意图；

图7与图8为依据本发明的第二实施例的基于预测的位置追踪方法的流程示意图；以及

图10与11为依据本发明提出的位置追踪方法的流程示意图。

【主要元件符号说明】

Itrack输入轨迹 Otrack输出轨迹

I1,I2,…,I5侦测位置 I1-1,I2-1,…I4-1虚拟侦测位置

P3,P3-1,P4,P4-1与P5预测位置

O2,O2-1O3,O3-1,O4,O4-1与O5回报位置

具体实施方式

本发明将详细描述一些实施例如下。然而，除了所揭示的实施例外，本发明亦可以广泛地运用在其他的实施例施行。本发明的范围并不受该些实施例的限定，乃以权利要求的范围为准。而为提供更清楚的描述及使本领域技术人员能理解本发明的发明内容，图示内各部分并没有依照其相对的尺寸而绘图，某些尺寸与其他相关尺度的比例会被突显而显得夸张，且不相关的细节部分亦未完全绘出，以求图示的简洁。

为了解决现有技术的问题，一般会采取一种过滤(filter)程序，来滤除或减低前述抖动的问题。请参照图2所示，可以是依据最新回报位置(前一个回报位置)与最新侦测位置(目前侦测位置)间以比例进行内差运算决定新的回报位置。例如，触摸屏依据输入轨迹Itrack依序侦测到回报位置I1,I2,…,I5，当I2被侦测到时，依据最新回报位置(假设最新回报位置位于I1)与最新侦测位置I2间以比例(例如40%)进行过滤程序，产生新的回报位置O2。同理，当最新侦测位置I3被侦测出来时，是以最新回报位置I2与最新侦测位置I3进行过滤程序以产生新的回报位置O3。依此类推，可由连续产生的回报位置产生前述的输出轨迹Otrack。由图2可以看出，输出轨迹Otrack落后于输入轨迹Itrack一段相当大的距离。

因此，在本发明一实施例中，是采用一种基于预测的位置追踪方法，来解决线性抖动的问题，并同时拉近输出轨迹与输入轨迹间的距离。

请参照图3所示，为依据本发明的第一实施例的示意图，触摸屏是依序侦测出连续的侦测位置(如侦测位置I1,I2,…,I5)，并且依据所述的侦测位置预测出连续的预测位置(如预测位置P3,P4与P5)，基于所述的预测位置，依据最新回报位置(前一个回报位置)与最新预测位置(目前预测位置)进行过滤程序以产生新的回报位置。例如，预测位置可以是依据至少两个回报位置预测出来，如依据回报位置I1与I3预测出预测位置P3，依据回报位置I2与I4预测出预测位置P4与依据回报位置I3与I5预测出预测位置P5。在本范例中可是以等速度的方式预测出预测位置，例如以相差一个、两个或多个时间单位的在前回报位置与在后回报位置来计算出移动速度或向量，依据移动速度或向量基于在后回报位置预测出k个时间单位后的位置，其中k可以是自然数或实数，例如k可以是1或1.5。之后，再以过滤程序进行线性内插产生新的回报位置。

换言之，前述的预测与过滤程序可以是采用线性贝兹曲线。给定点L0、L1，线性贝兹曲线只是一条两点之间的直线。这条线由下式给出：B(t)=(1-t)L0+tL1。当进行预测时，L0与L1为回报位置(如前述的回报位置I1与I3)，其中t>1(如1.5)，并且产生的B(t)为新的预测位置。当进行过滤程序时，L0与L1分别为最新回报位置与最新预测位置(如回报位置O2与预测位置P3)，其中系数t∈[0,1]，并且产生的B(t)为新的回报位置。

本技术领域具有公知知识的技术人员可以得知其他依据至少两个回报位置预测出预测位置及过滤程序的方式。例如采用二次方贝兹曲线(Bézier Curve)，例如二次方贝兹曲线的路径由给定点L0、L1、L2的函数B（t）追踪：B(t)=(1-t)²L0+2t(1-t)L1+t²L2。当进行预测时，L0、L1与L2为回报位置，其中t>1，并且产生的B(t)为新的预测位置。当进行过滤程序时，L0与L1为最新两个回报位置并且L2为最新预测位置，其中系数t∈[0,1]，并且产生的B(t)为新的回报位置。

对照图2与图3，由于图3采用预测位置，图3的输出轨迹Otrack与输入轨迹Itrack较为接近。例如图3的回报位置O5较接近侦测位置I5。

相对于第一实施例，在本发明的第二实施例中，更包括分别在所述的侦测位置的每一对相邻的两侦测位置间加入至少一虚拟侦测位置，所述的侦测位置与虚拟侦测位置构成连续的输入位置。虚拟侦测位置可以是每一对相邻的两侦测位置间的中央位置，或是依据前述贝兹曲线产生。据此，可以将所述的侦测位置加倍，成为所述的输入位置。本技术领域具有公知知识的技术人员可以得知每一对相邻的两侦测位置间加入的虚拟侦测位置可以是一个、两个或更多个。

请参照图4所示，触摸屏是依序侦测出连续的侦测位置(如侦测位置I1,I2,…,I5)来产生连续的虚拟侦测位置(I1-1,I2-1,…I4-1)，以组成连续的输入位置(I1,I1-1,I2,I2-1,…,I4,I4-1,I5)，并且依据所述的输入位置预测出连续的预测位置(如预测位置P3,P3-1,P4,P4-1与P5)，基于所述的预测位置，依据最新回报位置(前一个回报位置)与最新预测位置(目前预测位置)进行过滤程序以产生新的回报位置(如回报位置O3,O3-1,O4,O4-1与O5)。在本范例中回报位置O2-1为回报位置O3在前的一个回报位置。

前述的预测位置的预测及产生回报位置的过滤程序以于第一实施例中说明，在此不再赘述。由图4可以看出，相对于图1,2与3，由于图4的回报位置的数目增加，输出轨迹Otrack显得更平滑，可更加改善前述轨迹抖动的问题。

本发明的技术手段可应用于大多数的触摸屏，如电阻式、表面声波式、红外线式、光学式、表面电容式、投射电容式或其他可回报位置以显示输出轨迹的触摸屏。此外，本发明可用来回报一个或多个外部导电物件移动的输出轨迹。

请参照图5，为依据本发明第一实施例提出的一种基于预测的位置追踪方法的流程示意图。首先，如步骤510所示，在外部物件接近或触碰触摸屏时，连续地由触摸屏接收的信号产生相应于外部物件的一个侦测位置。接下来，如步骤530所示，连续地依据最新产生的侦测位置与至少一个在前产生的侦测位置产生预测位置。再接下来，如步骤550所示，连续地依据包括最新产生的预测位置在内的至少一预测位置与包括最新产生的回报位置在内的至少一回报位置产生新的回报位置。

请参照图6，为依据本发明第一实施例提出的另一种基于预测的位置追踪方法的流程示意图。如步骤610所示，在外部物件接近或触碰触摸屏时，由触摸屏接收的信号产生相应于外部物件的连续多个侦测位置。接下来，如步骤630所示，依据所述的侦测位置产生连续多个预测位置，其中每一个预测位置分别依据至少两个预测位置产生。再接下来，如步骤650所示，依据所述的预测位置产生连续多个回报位置，其中每一个回报位置分别依据至少一预测位置与至少一回报位置产生。

在本发明的一范例中，预测位置是依据最新产生的两个侦测位置的向量乘上大于1的预定倍数产生。换言之，在两个侦测位置中，是由较旧的侦测位置为起点并且以较新的侦测位置为终点产生的向量乘上大于1的预定倍数，来产生新的向量，预测位置基于较旧的侦测位置位于新的向量的终点。在本发明中，以两个位置产生另一个位置的方式可以是以上述例子的方式，也可以是以其他方式进行，本发明并不加以限制。

在本发明的另一范例中，预测位置是依据两个侦测位置的向量乘上大于1的预定倍数产生，其中所述的两个侦测位置间存在至少一个侦测位置。综合上述，产生预测位置所依据的两个侦测位置可以是相邻的，也可以是不相邻的，本发明并不加以限制。

相对于预测位置是乘上大于1的预定倍数产生，回报位置是乘上小于1的预定倍数产生。例如，回报位置是依据最新产生的回报位置与最新产生的预测位置的向量乘上小于1的预定倍数产生。

在图4的例子中，所述的输入位置中，输入位置I1-1,I2-1,…,I4-1可视为虚拟输入位置，并且在所述的预测位置中，预测位置P3-1,P4-1可视为虚拟预测位置。同样地，在所述的回报位置中，回报位置O3-1,O4-1可视为虚拟回报位置。所述的虚拟回报位置增加了报点率，也使得线性更为平滑。

请参照图7，更包括在图5的过程中如步骤520所示，连续地依据最新产生的侦测位置与相邻的侦测位置间产生虚拟侦测位置。接下来，如步骤540所示，连续地依据最新产生的虚拟侦测位置与至少一个在前产生的虚拟侦测位置产生虚拟预测位置。再接下来，如步骤560所示，连续地依据包括最新产生的虚拟预测位置在内的至少一虚拟预测位置与包括最新产生的虚拟回报位置在内的至少一虚拟回报位置产生新的虚拟回报位置。

请再参照图8，更包括在图6的过程中如步骤620所示，依据所述的侦测位置产生连续多个虚拟预测位置，其中每一个虚拟预测位置位于两个相邻的侦测位置之间。接下来，如步骤640所示，依据所述的虚拟侦测位置产生连续多个虚拟预测位置，其中每一个虚拟预测位置分别依据至少两个虚拟预测位置产生。再接下来，如步骤660所示，依据所述的虚拟预测位置产生连续多个虚拟回报位置，其中每一个虚拟回报位置分别依据至少一虚拟预测位置与至少一虚拟回报位置产生。

在本发明的一范例中，虚拟预测位置是依据最新产生的两个虚拟侦测位置的向量乘上大于1的预定倍数产生。并且在本发明的另一范例中，虚拟回报位置是依据最新产生的虚拟回报位置与最新产生的虚拟预测位置的向量乘上小于1的预定倍数产生。综合上述，产生虚拟预测位置所依据的两个虚拟侦测位置可以是相邻的，也可以是不相邻的，本发明并不加以限制。

此外，相对于虚拟预测位置是乘上大于1的预定倍数产生，虚拟回报位置是乘上小于1的预定倍数产生。例如，虚拟预测位置是依据两个虚拟侦测位置的向量乘上大于1的预定倍数产生，其中所述的两个虚拟侦测位置间存在至少一个虚拟侦测位置。

由于虚拟回报位置是介于回报位置间，因此最新(产生)的虚拟回报位置可视为先于最新(产生)的回报位置。据此，本发明更包括连续地提供最新的虚拟回报位置与最新的回报位置，其中最新的虚拟回报位置先于最新的回报位置被提供。

此外，前述的预测位置、回报位置、虚拟预测位置与虚拟回报位置是以二次方贝兹曲线产生。

在电容式触摸屏的侦测时，在单位时间中提供的回报位置的数量称为报点率。报点率可以是固定地，也可以是变动地。例如美国专利申请案12/499,981所揭示的侦测方式，每次侦测的时间随着接近或触碰触摸屏的外部物件的数量改变，外部物件的数量越多，花在侦测的时间越长。虽然侦测的时间变长，但是相对侦测到的位置也变多，整体的报点率不见得会变少，但是并不固定。

但是相对每一个外部物件来说，侦测到新的侦测位置的时间变长，假设以同样速度移动的条件下，侦测到新的侦测位置与在前一次侦测到的侦测位置会变长。如果前述的系数t∈[0,1]不变，会报位置会相对地落后侦测位置很多。

因此，本发明提出一种位置追踪方法，是依据从触摸屏的信号侦测到的外部物件的数量来调整前述的系数t，使得侦测到的外部物件的数量越多，回报位置就越接近侦测位置。例如，当外部物件的数量较少时，如1个，采用较小的系数，如图2所示。又例如，当外部物件的数量较多时，如5个，采用较大的系数，如图9所示。

请参照图10，为依据本发明提出的一种位置追踪方法。如步骤1010所示，连续地侦测触摸屏上接近或触碰触摸屏的外部物件的数量与相应于每一个外部物件的侦测位置。由于可能在触摸屏上侦测到多个外部物件(接近或触碰)的侦测位置，依据先前侦测到的各外部物件的侦测位置的历史，可以判断出每一个侦测到的新的侦测位置分别相应的外部物件。相对于侦测到的新的侦测位置，相应于相同外部物件的在前的侦测位置，都属于相应于相同外部物件的侦测位置的历史。接下来，如步骤1020所示，连续地依据该数量决定小于1的系数，其中外部物件的数量越多则系数越小。再接下来，如步骤1040所示，连续地依据系数与每一个外部物件的侦测位置分别产生回报位置，其中系数越小则回报位置离侦测位置越近。换言之，外部物件的数量越多，则回报位置离侦测位置越近。相反地，外部物件的数量越少，则系数越大，并且回报位置离侦测位置也越远。

在本发明的一范例中，每一个外部物件的回报位置是依据最新产生的回报位置与侦测位置产生。例如，回报位置=(最新产生的回报位置×(1-系数)+侦测位置×系数)。回报位置也可以是如前述说明，以二次方贝兹曲线来产生，本发明并不加以限制。另外，回报位置也可是如前述图5与图7的说明所述，采用预测的方式来产生，在此不再赘述。

请参照图11，为依据本发明的最佳模式提出的另一种位置追踪方法，相对于图10，更包括步骤1030与1050。如步骤1030所示，连续地在相应于相同外部物件的最新侦测到的侦测位置与相应于相同外部物件的在前一个侦测到的侦测位置间产生相应于相同外部物件的虚拟侦测位置。如前述说明所示，虚拟侦测位置可以是位于相应于相同外部物件的相邻(前后)的两侦测位置间。之后，如步骤1050所示，连续地依据系数与每一个外部物件的虚拟侦测位置分别产生虚拟回报位置，其中系数越小则虚拟回报位置离虚拟侦测位置越近。换言之，外部物件的数量越多，则虚拟回报位置离虚拟侦测位置越近。相反地，外部物件的数量越少，则系数越大，并且虚拟回报位置离虚拟侦测位置也越远。

在本发明的一范例中，每一个外部物件的虚拟回报位置是依据最新产生的虚拟回报位置与虚拟侦测位置产生。例如，虚拟回报位置=(最新产生的虚拟回报位置×(1-系数)+虚拟侦测位置×系数)。虚拟回报位置也可以是如前述说明，以二次方贝兹曲线来产生，本发明并不加以限制。另外，虚拟回报位置也可是如前述图6与图8的说明所述，采用预测的方式来产生，在此不再赘述。

此外，本发明更包括连续地提供相应于每一个外部物件的新产生的虚拟回报位置，以及连续地提供相应于每一个外部物件的新产生的回报位置，其中相应于每一个外部物件的新产生的虚拟回报位置的提供先于相应于每一个外部物件的新产生的回报位置的提供。

以上述的法来解决抖动的问题，并且依侦测到的外部物件的数量来调整系数，可以在抖动严重时降低抖动，在抖动不严重时，减低回报位置与侦测位置间的差距。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种位置追踪方法，其特征在于包括：

连续地侦测触摸屏上接近或触碰触摸屏的外部物件的数量与相应于每一个外部物件的侦测位置；

连续地依据该数量决定小于1的系数，其中外部物件的数量越多则系数越小；以及

连续地依据系数与每一个外部物件的侦测位置分别产生回报位置，其中系数越小则回报位置离侦测位置越近。

2.根据权利要求1所述的位置追踪方法，其特征在于其中每一个外部物件的回报位置是依据最新产生的回报位置与侦测位置产生。

3.根据权利要求2所述的位置追踪方法，其特征在于其中回报位置=(最新产生的回报位置×(1-系数)+侦测位置×系数)。

4.一种位置追踪方法，其特征在于包括：

连续地侦测触摸屏上接近或触碰触摸屏的外部物件的数量与相应于每一个外部物件的侦测位置；

连续地依据该数量决定小于1的系数，其中外部物件的数量越多则系数越小；

连续地在相应于相同外部物件的最新侦测到的侦测位置与相应于相同外部物件的在前一个侦测到的侦测位置间产生相应于相同外部物件的虚拟侦测位置；

连续地依据系数与每一个外部物件的侦测位置分别产生回报位置，其中系数越小则回报位置离侦测位置越近；以及

连续地依据系数与每一个外部物件的虚拟侦测位置分别产生虚拟回报位置，其中系数越小则虚拟回报位置离虚拟侦测位置越近。

5.根据权利要求4所述的位置追踪方法，其特征在于其中每一个外部物件的回报位置是依据最新产生的回报位置与最新侦测到的侦测位置产生。

6.根据权利要求5所述的位置追踪方法，其特征在于其中回报位置=(最新产生的回报位置×(1-系数)+最新侦测到的侦测位置×系数)。

7.根据权利要求4所述的位置追踪方法，其特征在于其中每一个外部物件的虚拟回报位置是依据最新产生的虚拟回报位置与最新侦测到的虚拟侦测位置产生。

8.根据权利要求7所述的位置追踪方法，其特征在于其中虚拟回报位置=(最新产生的虚拟回报位置×(1-系数)+最新侦测到的虚拟侦测位置×系数)。

9.根据权利要求4所述的位置追踪方法，其特征在于更包括：

连续地提供相应于每一个外部物件的新产生的虚拟回报位置；以及

连续地提供相应于每一个外部物件的新产生的回报位置，其中相应于每一个外部物件的新产生的虚拟回报位置的提供先于相应于每一个外部物件的新产生的回报位置的提供。