CN103995637A - 基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏，其中，触控识别装置包括第一收发模块、第二收发模块和计算模块，第一收发模块用于沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块用于沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波；计算模块用于根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向，本发明的技术方案通过设置一组(两个)收发装置，并基于多普勒效应的公式求解出触控点的触控体的移动速度和移动方向，从而实现了对触控体的触控动作的精确判断。

Description

基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别涉及基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏。

背景技术

人机交互技术成为当前最热门的研究课题之一，并且人机交互技术正在从以系统为中心逐步转移到以用户为中心，而人体手指动作的识别已经日渐成为人机交互的重要手段。

目前，市面上还没有出现相关的对人体手指的触控动作进行识别的产品。

发明内容

本发明提供一种基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏，可以对触控体在触控点的触控动作进行精准的判断。

为实现上述目的，本发明还提供一种基于多普勒效应的触控识别装置，包括：

第一收发模块，用于沿第一方向发射第一检测波，并接收所述第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；

第二收发模块，用于沿第二方向发射第二检测波，并接收所述第二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波；

计算模块，用于根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在触控点的移动速度和移动方向；

其中，所述计算模块与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接，所述第一方向到所述第二方向的到角为预定角度，所述第一方向与所述第二方向相交于所述触控体的所述触控点。

可选地，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块具体用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

若计算模块判断出计算出θ₁或θ₂为负值，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为所述电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

可选地，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块具体用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ_v+360°；

计算出移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

若计算模块判断出θ₁或θ₂大于360度，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式：

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为所述电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

可选地，所述电磁波为微波或光波。

可选地，所述预定角度等于90度。

为实现上述目的，本发明还提供一种触摸屏，包括：触控识别装置，所述触控识别装置采用上述的触控识别装置。

可选地，所述触控识别装置的数量为多个，每个所述触控识别装置对应一个触控点，全部所述触控点均匀分布在所述触摸屏上。

为实现上述目的，本发明还提供一种基于多普勒效应的触控识别方法，包括：

第一收发模块沿第一方向发射第一检测波，并接收所述第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；

第二收发模块沿第二方向发射第二检测波，并接收所述第二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波，所述第一方向到所述第二方向的到角为预定角度，所述第一方向与所述第二方向相交于所述触控体的触控点；

计算模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向。

可选地，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的步骤包括：

所述计算模块根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

所述计算模块判断θ₁和θ₂是否为负值，若计算模块判断出θ₁或θ₂为负值，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

可选地，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的步骤包括：

所述计算模块根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

所述计算模块判断θ₁和θ₂是否大于360度，若计算模块判断出θ₁或θ₂大于360度，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

可选地，所述电磁波为微波或光波。

可选地，所述预定角度等于90度。

本发明具有以下有益效果：

本发明实提供了一种基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏，其中，触控识别装置包括第一收发模块、第二收发模块和计算模块，第一收发模块用于沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块用于沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波；计算模块用于根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向，本发明的技术方案通过设置一组(两个)收发装置，并基于多普勒效应的公式求解出触控点的触控体的移动速度和移动方向，从而实现了对触控体的触控动作的精确判断。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的触控识别装置的结构示意图；

图2为触控体的移动方向在第一方向和第二方向之间的示意图；

图3为触控体的移动方向不在第一方向和第二方向之间的示意图；

图4为本发明实施例三提供的基于多普勒效应的触控识别方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏进行详细描述。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的触控识别装置的结构示意图，如图1所示，该触控识别装置的识别过程基于多普勒效应，该触控识别装置包括：第一收发模块1、第二收发模块2和计算模块3，第一收发模块1用于沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块2用于沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波；计算模块3用于根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向；计算模块3与第一收发模块1和第二收发模块2连接，第一方向到第二方向的到角为预定角度，第一方向与第二方向相交于触控体的触控点。该触控识别装置可以对对应的触控点位置的触控体的触控动作进行识别。

需要说明的是，本发明中触控体可以为人体手指或如触控笔一类的具备触控功能的装置。

在本实施例中，第一检测波和第二检测波为电磁波，优选地，该电磁波为微波或光波，下面结合附图以第一检测波和第二检测波为微波的情况进行详细说明。需要说明的是，计算模块3计算出的移动速度为v，计算模块3计算出的移动方向是通过第一方向和第二方向来体现的，具体地，计算出第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂即可得出移动方向的指向。

下面结合附图对本发明提供的触控识别装置的识别过程进行详细的描述，其过程大致如下：

第一收发模块1沿第一方向发射频率为f₁的第一检测波，该第一检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为f₃的第一反馈波，第一反馈波沿与第一方向相反的方向运动，第一反馈波被第一收发模块1接收。

第一反馈波的频率f₃满足：

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}}\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

同时，第二收发模块2沿第二方向发射频率为f₂的第二检测波，该第二检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为f₄的第一反馈波，第一反馈波沿与第二方向相反的方向运动，第一反馈波被第二收发模块2接收。

第二反馈波的频率f₄满足：

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}}\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

此外，第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁和移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂与预定角度θ₀的关系满足：

θ₁+θ₂＝θ₀……(3)

或者，

θ₁+θ₂＝θ₀+360°……(4)

下面结合附图对θ₁、θ₂和θ₀的关系进行详细的描述。图2为触控体的移动方向在第一方向和第二方向之间的示意图，图3为触控体的移动方向不在第一方向和第二方向之间的示意图，如图2和图3所示，参考图2和图3可知，第一方向即为由第一收发模块指向触控点的方向，第二方向即为由第二收发模块指向触控点的方向。

当移动方向在第一方向和第二方向之间，参考图2，可以看出θ₁、θ₂和θ₀满足：θ₁+θ₂＝θ₀；当移动方向不在第一方向和第二方向之间，参考图3，可以看出θ₁、θ₂和θ₀满足：θ₁+θ₂＝θ₀+360°。

计算模块3在计算时，其原理如下：计算模块3在计算过程中，计算模块默认的采用联立上式(1)(2)(3)来进行计算，然后再对计算出的θ₁和θ₂的值的正负性进行判断。具体如下，若此时触控体的真实的移动方向在第一方向和第二方向之间(图2所示情况)，则计算模块3联立上式(1)(2)(3)计算出的θ₁和θ₂必然均为正值，则计算模块判断计算出的θ₁和θ₂均为正值，此时计算模块3将为正值的θ₁和θ₂直接输出，且不再利用联立上式(1)(2)(4)进行计算；若此时触控体的真实的移动方向不在第一方向和第二方向之间(图3所示情况)，则计算模块在联立上式(1)(2)(3)计算出的θ₁和θ₂中，必然一个为正值，一个为负值，计算模块判断出θ₁或θ₂为负值，计算模块3认定联立上式(1)(2)(3)计算出的θ₁和θ₂为无效结果，此时计算模块3联立上式(1)(2)(4)重新对θ₁和θ₂以及移动速度v进行计算，并将联立上式(1)(2)(4)的计算结果进行输出。

当然，本实施例中也可以计算模块默认的采用联立上式(1)(2)(4)来进行计算，然后再对计算出的θ₁和θ₂的值是否大于360度进行判断。具体过程如下：若此时触控体的真实的移动方向在第一方向和第二方向之间(图2所示情况)，则计算模块3联立上式(1)(2)(4)计算出的θ₁和θ₂中，必然存在一个值是大于360度，另一个值小于θ₀，则计算模块判断出θ₁或θ₂大于360度，计算模块3认定联立上式(1)(2)(4)的计算结果无效，此时计算模块3联立上式(1)(2)(3)重新对θ₁和θ₂以及移动速度v进行计算，并将联立上式(1)(2)(3)的计算结果进行输出。若此时触控体的真实的移动方向不在第一方向和第二方向之间(图3所示情况)，则计算模块3联立上式(1)(2)(4)计算出的θ₁和θ₂均小于360度，此时计算模块3将值小于360度的θ₁和θ₂直接输出，且不再利用联立上式(1)(2)(3)进行计算。

需要说明的是，在图2和图3中，优选地，预定角度θ₀的取值为90度，可便于计算模块3的计算过程。

若求解出的移动速度v的值等于0，则说明触控体在触控点没有移动速度，即触控体的触控动作为点触；若求解出的移动速度v的值不等于0，则说明触控体在触控点存在移动速度，则说明触控体的触控动作为滑动触，且滑动触的移动方向可以通过θ₁与第一方向或者θ₂与第二方向来确定。

在本实施例中，第一检测波和第二检测波还可以都为光波，其触控识别过程如下：

当第一收发模块1接收到第一反馈波时，第一反馈波的频率f₃满足：

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{{c_0}^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c_0}}\·\·\·\·\·\·\left(5\right)$

当第二收发模块2接收到第二反馈波时，第二反馈波的频率f₄满足：

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{{c_0}^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c_0}}\·\·\·\·\·\·\left(6\right)$

同时，第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁和移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂与预定角度θ₀的关系满足：

θ₁+θ₂＝θ₀……(7)

或者，

θ₁+θ₂＝θ₀+360°……(8)

其中在联立计算过程中，可默认选取上式(5)(6)(7)进行计算，或者默认选取上式(5)(6)(8)进行计算。具体的方式可参见上述对电磁波为微波的情况的描述，此处不再赘述。

其中，在式(5)和式(6)中，第一反馈波的频率f₃可以通过第一收发模块1检测得到，第二反馈波的频率f₄可以通过第二收发模块2检测得到。c₀为光波的传输速度，f₁为第一检测波的频率，f₂为第二检测波的频率，且f₁不等于f₂。

需要说明的是，在本实施例中，当第一检测波为微波，第二检测波为光波时，可以通过联合上式(1)(6)(7)或者上式(1)(6)(8)求解出移动速度v、第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂；当第一检测波为光波，第二检测波为微波时，可以通过联合上式(2)(5)(7)或者上式(2)(5)(8)求解出移动速度v、第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂。

本发明实施例一提供了一种基于多普勒效应的触控识别装置，其中，触控识别装置包括第一收发模块、第二收发模块和计算模块，第一收发模块用于沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块用于沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波；计算模块用于根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向，本发明的技术方案通过设置一组(两个)收发装置，并基于多普勒效应的公式求解出触控点处触控体的移动速度和移动方向，从而实现了对触控体的触控动作的精确判断。

实施例二

本发明实施例二提供了一种触摸屏，该触摸屏包括：触控识别装置，触控识别装置采用上述实施例一提供的触控识别装置，具体可参见上述实施例一中的描述，此处不再赘述。

由于触摸屏上设置了上述实施例一中提供的触控识别装置，因此该触摸屏可以对触控体的触控动作进行精准的判断，增强了该触摸屏的人机交互的能力，使得该触摸屏更加的智能化。

通过实施例一可知，每个识别装置均对应一个触控点，因此在实际的生产中，可在触摸屏上设置多个触控识别装置，从而可实现对触摸屏上多个位置的触控体的触控动作的判断。作为一种优选方案，当触控识别装置的数量为多个时，全部触控点均匀分布在触摸屏上。

本发明实施例二提供了一种触摸屏，该触摸屏包括上述实施例一中提供的触控识别装置，从而使得该触摸屏可以对触控体的触控动作进行精准的判断，增强了该触摸屏的人机交互的能力，使得该触摸屏更加的智能化。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的基于多普勒效应的触控识别方法的流程图，如图4所示，该触控识别方法基于上述实施例一中的触控识别装置，该方法包括：

步骤101：第一收发模块沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波。

在步骤101中，第一收发模块沿第一方向发射频率为f₁的第一检测波，该第一检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为f₃的第一反馈波，第一反馈波沿与第一方向相反的方向运动，第一反馈波被第一收发模块接收。

步骤102：第二收发模块沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波。

在步骤101和步骤102中，第一方向到第二方向的到角为预定角度，第一方向与第二方向相交于触控体的触控点。

第二收发模块沿第二方向发射频率为f₂的第二检测波，该第二检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为f₄的第二反馈波，第二反馈波沿与第二方向相反的方向运动，第二反馈波被第二收发模块接收。

需要说明的是，本实施例中，步骤101和步骤102可以同时进行。同时，步骤101中的第一检测波和步骤102中的第二检测波均为电磁波，优选地，该电磁波为微波或光波。

步骤103：计算模块根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向。

下面结合步骤101和步骤102来对步骤103的具体计算方法进行详细的描述。

当第一检测波和第二检测波都为微波时，通过步骤101可以得出：

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}}\·\·\·\·\·\·\left(11\right)$

通过步骤102可以得出：

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}}\·\·\·\·\·\·\left(12\right)$

同时，第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁和移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂与预定角度θ₀的关系满足：

θ₁+θ₂＝θ₀……(13)

或者，

θ₁+θ₂＝θ₀+360°……(14)

计算模块3在计算时，其原理如下：计算模块3在计算过程中，计算模块默认的采用联立上式(11)(12)(13)来进行计算，然后再对计算出的θ₁和θ₂的值的正负性进行判断。具体如下，若此时触控体的真实的移动方向在第一方向和第二方向之间(图2所示情况)，则计算模块3联立上式(11)(12)(13)计算出的θ₁和θ₂必然均为正值，则计算模块判断计算出的θ₁和θ₂均为正值，此时计算模块3将为正值的θ₁和θ₂直接输出，且不再利用联立上式(11)(12)(14)进行计算；若此时触控体的真实的移动方向不在第一方向和第二方向之间(图3所示情况)，则计算模块在联立上式(11)(12)(13)计算出的θ₁和θ₂中，必然一个为正值，一个为负值，计算模块判断出θ₁或θ₂为负值，计算模块3认定联立上式(11)(12)(13)计算出的θ₁和θ₂为无效结果，此时计算模块3联立上式(11)(12)(14)重新对θ₁和θ₂以及移动速度v进行计算，并将联立上式(11)(12)(14)的计算结果进行输出。

当然，本实施例中也可以计算模块默认的采用联立上式(11)(12)(14)来进行计算，然后再对计算出的θ₁和θ₂的值是否大于360度进行判断。具体过程如下：若此时触控体的真实的移动方向在第一方向和第二方向之间(图2所示情况)，则计算模块3联立上式(11)(12)(14)计算出的θ₁和θ₂中，必然存在一个值是大于360度，另一个值小于θ₀，则计算模块判断出θ₁或θ₂大于360度，计算模块3认定联立上式(11)(12)(14)的计算结果无效，此时计算模块3联立上式(11)(12)(13)重新对θ₁和θ₂以及移动速度v进行计算，并将联立上式(11)(12)(13)的计算结果进行输出。若此时触控体的真实的移动方向不在第一方向和第二方向之间(图3所示情况)，则计算模块3联立上式(11)(12)(14)计算出的θ₁和θ₂均小于360度，此时计算模块3将值小于360度的θ₁和θ₂直接输出，且不再利用联立上式(11)(12)(13)进行计算。

需要说明的是，在图2和图3中，优选地，预定角度θ₀的取值为90度，可便于计算模块3的计算过程。

在式(1)和式(2)中，第一反馈波的频率f₃可以通过第一收发模块1检测得到，第二反馈波的频率f₄可以通过第二收发模块2检测得到。c为微波的传输速度，f₁为第一检测波的频率，f₂为第二检测波的频率，且f₁不等于f₂。

需要说明的是，作为一种可选地方案，优选地，预定角度θ₀的取值为90度，可便于计算模块3的计算过程。

其中，在式(11)和式(12)中，第一反馈波的频率f₃可以通过第一收发模块检测得到，第二反馈波的频率f₄可以通过第二收发模块检测得到。c为微波的传输速度，f₁为第一检测波的频率，f₂为第二检测波的频率，且f₁不等于f₂。

在步骤103中，通过上式(11)(12)(13)或上式(11)(12)(14)可以计算出移动速度v、移动方向与第一方向的夹角θ₁以及移动方向与第二方向的夹角θ₂。

而当第一检测波和第二检测波都为光波时，通过步骤101可以得出：

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{{c_0}^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c_0}}\·\·\·\·\·\·\left(15\right)$

通过步骤102可以得出：

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{{c_0}^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c_0}}\·\·\·\·\·\·\left(16\right)$

同时，第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁和移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂与预定角度θ₀的关系满足：

θ₁+θ₂＝θ₀……(17)

或者，

θ₁+θ₂＝θ₀+360°……(18)

其中，在联立计算过程中，可默认选取上式(15)(16)(17)进行计算，或者默认选取上式(15)(16)(18)进行计算。具体的方式可参见上述对电磁波为微波的情况的描述，此处不再赘述。

其中，在式(15)和式(16)中，第一反馈波的频率f₃可以通过第一收发模块1检测得到，第二反馈波的频率f₄可以通过第二收发模块2检测得到。c₀为光波的传输速度，f₁为第一检测波的频率，f₂为第二检测波的频率，且f₁不等于f₂。

在步骤103中，通过上式(15)(16)(17)或上式(15)(16)(18)可以计算出移动速度v、移动方向与第一方向的夹角θ₁以及移动方向与第二方向的夹角θ₂。

需要说明的是，在本实施例中，当第一检测波为微波，第二检测波为光波时，可以通过联合上式(11)(16)(17)或者上式(11)(16)(18)求解出移动速度v、第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂；当第一检测波为光波，第二检测波为微波时，可以通过联合上式(12)(15)(17)或者上式(12)(15)(18)求解出移动速度v、第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角θ₁或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角θ₂。

需要说明的是，在计算出θ₁和θ₂后，本领域的技术人员可以根据第一方向与θ₁或者第二方向与θ₂来确定触控体的移动方向的具体指向。

本发明实施例三提供了一种基于多普勒效应的触控识别方法，该方法包括：第一收发模块沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波；计算模块根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向，本发明的技术方案通过设置一组(两个)收发装置，并根据多普勒效应的公式求解出触控点的触控体的移动速度和移动方向，从而实现了对触控体的触控动作的精确判断。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种基于多普勒效应的触控识别装置，其特征在于，包括：

第一收发模块，用于沿第一方向发射第一检测波，并接收所述第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；

第二收发模块，用于沿第二方向发射第二检测波，并接收所述第二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波；

计算模块，用于根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在触控点的移动速度和移动方向；

其中，所述计算模块与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接，所述第一方向到所述第二方向的到角为预定角度，所述第一方向与所述第二方向相交于所述触控体的所述触控点。

2.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的触控识别装置，其特征在于,所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块具体用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

所述计算模块判断θ₁和θ₂是否为负值，若计算模块判断出θ₁或θ₂为负值，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为所述电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

3.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的触控识别装置，其特征在于,所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块具体用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

所述计算模块判断θ₁和θ₂是否大于360度，若计算模块判断出θ₁或θ₂大于360度，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为所述电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

4.根据权利要求2或3所述的基于多普勒效应的触控识别装置，其特征在于，所述电磁波为微波或光波。

5.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的触控识别装置，其特征在于，所述预定角度等于90度。

6.一种触摸屏，其特征在于，包括：触控识别装置，所述触控识别装置采用上述权利要求1至5中提供的任一所述的触控识别装置。

7.根据权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述触控识别装置的数量为多个，每个所述触控识别装置对应一个触控点，全部所述触控点均匀分布在所述触摸屏上。

8.一种基于多普勒效应的触控识别方法，其特征在于，包括：

第一收发模块沿第一方向发射第一检测波，并接收所述第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；

第二收发模块沿第二方向发射第二检测波，并接收所述第二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波，所述第一方向到所述第二方向的到角为预定角度，所述第一方向与所述第二方向相交于所述触控体的触控点；

计算模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向。

9.根据权利要求8所述的基于多普勒效应的触控识别方法，其特征在于，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的步骤包括：

所述计算模块根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

所述计算模块判断θ₁和θ₂是否为负值，若计算模块判断出θ₁或θ₂为负值，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

10.根据权利要求8所述的基于多普勒效应的触控识别方法，其特征在于，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；

所述计算模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的步骤包括：

所述计算模块根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀+360°；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

所述计算模块判断θ₁和θ₂是否大于360度，若计算模块判断出θ₁或θ₂大于360度，则计算模块认定计算出的θ₁和θ₂为无效计算结果，计算模块还用于根据公式

$f_3=f_1*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_1}{c}};$

$f_4=f_2*\frac{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}{1+\frac{v*\cos {\mathrm{\θ}}_2}{c}};$

θ₁+θ₂＝θ₀；

计算出所述移动速度v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向时所转过的夹角θ₁和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时所转过的夹角θ₂；

其中，f₁为所述第一检测波的频率，f₂为所述第二检测波的频率，f₃为所述第一反馈波的频率，f₄为所述第二反馈波的频率，θ₀为所述预定角度，c为电磁波的传输速度，f₁不等于f₂。

11.根据权利要求9或10所述的基于多普勒效应的触控识别方法，其特征在于，所述电磁波为微波或光波。

12.根据权利要求8所述的基于多普勒效应的触控识别方法，其特征在于，所述预定角度等于90度。