CN105373253A - 一种触摸式按键的温度补偿方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸式按键的温度补偿方法及装置，所述方法包括：S1.获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；S2.将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；S3.当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2...SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R，并返回步骤S1。根据本发明的方法及装置，引入了基准值的更新过程，即基准值随温度引起的漂移。由于基准值在考虑温度引起的漂移后会重新被初始化或更新，因此最大限度地确保了是当前真正的基准值。从而检测值消除了温度带来的影响。

Description

一种触摸式按键的温度补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及智能控制领域，更具体地，涉及一种触摸式按键的温度补偿方法及装置。
背景技术
随着智能设备的不断发展，触摸式按键在智能设备中得到广泛应用，诸如手机的返回、主页键，笔记本的触摸板、音箱的上一首/下一首/播放/暂停按键都经常以触摸式按键的形式实现。图1示出了一个触摸式按键的示例。因此，对于触摸式按键触发与释放状态的检测，提出了很高的要求。
在现有技术中，通常对于触摸式按键的触发和释放的检测原理是检测值D＝信号值S-基准值R。当检测值D大于按键检测阈值SH，判断为按键触发；当检测值D小于按键检测阈值SH，判断为按键释放。
而在使用过程中，本专利的发明人发现，由于手指的接触，按键的温度会慢慢升高，随着按键温度的升高，按键的信号值S也会随温度升高而慢慢升高，当基准值R基本恒定的情况下，当手指离开触摸式按键后，按键检测值D，即信号值S-基准值R相对于手指接触之前明显增大，有时甚至大于按键检测阈值，造成按键检测误判。
通常而言，基准值R是触摸式按键芯片上电后初始化得到的，之后根据不同芯片厂家的应用，基准值R可能会根据信号值S小范围波动。但这种方式仅仅能消除一些低噪对检测值D的影响，对于手指接触引起温度及检测值变化的影响却无能为力。
举例来说，如图2所示，图中线型1是触摸式按键的信号值，线型2是基准值，线型3是检测阈值，线型4是时间轴。图中触摸式按键的信号值是电容单位时间内的充放电次数，基准值是根据信号值得到的，根据厂家的不同，该基准值也可能不同。基准值在没有按键动作的时候基本等于信号值的平均值。
触摸式按键检测的原理是检测值D＝信号值S-基准值R。当检测值D大于按键检测阈值SH，判断为按键触发，图2中线型1高出线型3的部分就是触摸式按键按下的部分。当检测值D小于按键检测阈值SH，判断为按键释放。如果手指没有接触按键，信号值S＝基准值R，检测值为0。因为手指没有接触按键时，按键的噪声波动较小，例如信号值S(即电容单位时间内的充放电次数)为5600，一般来说信号值S有一个变化范围，例如为5580-5620，基准值R这时能够跟随信号值S变化。阈值SH一般是噪声的5倍，比如无按键动作，信号值S为5600，波动范围为5580-5620，噪声为20，阈值SH可以设为100。
当手指接触按键时，信号值S瞬间增加120以上，这时如果基准值R基本恒定不随信号值变化，检测值D＝信号值S-基准值R＝5720-5600＝120，此时检测到按键触发。如果手指长时间接触按键，信号值S会随温度增加而一直增加。如果手指一直接触按键到信号值为5840，手指释放后，检测值D＝信号值S-基准值R＝5840-120(手指按下引起按键的变化值)-5600(基准值)＝120，虽然手指离开，但按键仍然检测到120的值，该值大于按键检测阈值，判断此时手指仍然在按键上，造成误判。
因此，需要提供一种对触摸式按键对按键温度变化导致的触摸状态误判进行纠正和补偿的技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种对触摸式按键进行温度补偿的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种触摸式按键的温度补偿方法，包括如下步骤：S1.获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；S2.将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；S3.当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2.。。。SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R，并返回步骤S1。
优选地，其中所述步骤S3包括：当所获取的最近的N个当前信号值中至少SN-3-SN-1以及SN-4-SN-2均大于最近一次的检测值DN-1的M倍(M<1)时，更新预置的基准值R。其中，所述N＝4；所述M＝0.25。
特别地，所述方法还包括如下步骤：S4.判断所述检测值Di是否大于第一阈值SH1，如果大于第一阈值SH1则判断按键触摸状态发生变化，如果小于第一阈值SH1则判断维持原按键触摸状态。
其中所述触摸式按键为电容式触摸式按键，所述当前信号值Si为电容单位时间内的充放电次数。
根据本发明的第二方面，提供一种触摸式按键的温度补偿装置，包括：信号值采样模块，用于获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；检测值计算模块，用于将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；温度补偿判断模块，用于当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2.。。。SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R。
特别地，其中所述温度补偿判断模块还用于当所获取的最近的N个当前信号值中至少SN-3-SN-1以及SN-4-SN-2均大于最近一次的检测值DN-1的M倍(M<1)时，更新预置的基准值R。其中，所述N＝4；所述M＝0.25。
此外，所述装置还包括：按键状态检测模块，用于判断所述检测值Di是否大于第一阈值SH1，如果大于第一阈值SH1则判断按键触摸状态发生变化，如果小于第一阈值SH1则判断维持原按键触摸状态。
其中所述触摸式按键为电容式触摸式按键，所述当前信号值Si为电容单位时间内的充放电次数。
本发明的发明人发现，在现有技术中，没有人提出针对触摸式按键由按键温度变化导致的触摸状态误判进行纠正和补偿的技术。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或权利要求的技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是现有触摸式按键的示意图。
图2是现有技术中按键状态信号变化的示意图。
图3是根据本发明的实施例的带有温度补偿的按键状态检测流程图。
图4是根据本发明的实施例的温度补偿装置的框图。
图5是根据本发明的实施例的带有温度补偿的按键信号变化的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本发明的温度补偿方法及装置，引入了基准值的更新过程，即基准值随温度引起的漂移。在本发明的方法和装置中，根据公式：检测值D＝信号值S-基准值R，由于基准值R在考虑温度引起的漂移后会重新被初始化或更新，因此基准值R最大限度地确保了是当前真正的基准值。从而检测值D消除了温度带来的影响。
根据本发明第一实施例，如图3所示，提供一种触摸式按键的温度补偿方法，包括S1.获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；S2.将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；S3.当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2.。。。SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R，并返回步骤S1。此外所述方法还包括：S4.判断所述检测值Di是否大于第一阈值SH1，如果大于第一阈值SH1则判断按键触摸状态发生变化，如果小于第一阈值SH1则判断维持原按键触摸状态。
优选地，其中所述步骤S3包括：当所获取的最近的N个当前信号值中至少SN-3-SN-1以及SN-4-SN-2均大于最近一次的检测值DN-1的M倍(M<1)时，更新预置的基准值R。
在一个实施例中，所述N＝4；所述M＝0.25，即优选地，保留最近4个信号值的滑动窗口，即保留信号值S0S1S2S3，S3为最近获取的数据。计算S0-S2以及S1-S3，当S0-S2以及S1-S3均大于最近一次的检测值D3的1/4时，判断为更新基准值R的触发信号。此时，重新设置基准值为包含温度漂移的基准值。所述包含温度漂移的基准值，利用该基准值就能够得到正确的按键检测值D，并最终正确判断按键状态是否发生了变化。
举例来说，若检测值D＝120，1/4*D＝30；最近4个信号值的滑动窗口：S0＝5840；S1＝5830；S2＝5790；S3＝5750。则S0-S2＝50>30以及S1-S3＝80>30。此时触发更新基准值R，重新设置基准值R为包含温度漂移的基准值。随后根据公式检测值D＝信号值S-基准值R计算正确的检测值D。当检测值D大于按键检测阈值SH，判断为按键触发；当检测值D小于按键检测阈值SH，判断为按键释放。
所述触摸式按键为电容式触摸式按键，以及所述当前信号值Si为电容单位时间内的充放电次数。
其中所述预置的基准值R、包含温度漂移的基准值、以及第一阈值SH1可以根据按键具体设计和实际应用场景进行调整和设置，这些均属于本领域技术人员应当知道的。
此外根据本发明的另一个实施例还提供一种触摸式按键的温度补偿装置100，如图4所示，包括：信号值采样模块101，用于获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；检测值计算模块102，用于将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；温度补偿判断模块103，用于当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2.。。。SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R；以及按键状态检测模块104，用于判断所述检测值Di是否大于第一阈值SH1，如果大于第一阈值SH1则判断按键触摸状态发生变化，如果小于第一阈值SH1则判断维持原按键触摸状态。
其中所述温度补偿判断模块103还用于当所获取的最近的N个当前信号值中至少SN-3-SN-1以及SN-4-SN-2均大于最近一次的检测值DN-1的M倍(M<1)时，更新预置的基准值R。
在一个实施例中，所述N＝4；所述M＝0.25，即优选地，保留最近4个信号值的滑动窗口，即保留信号值S0S1S2S3，S3为最近获取的数据。计算S0-S2以及S1-S3，当S0-S2以及S1-S3均大于最近一次的检测值D3的1/4时，判断为更新基准值R的触发信号。此时，重新设置基准值为包含温度漂移的基准值。所述包含温度漂移的基准值，利用该基准值就能够得到正确的按键检测值D，并最终正确判断按键状态是否发生了变化。
举例来说，若检测值D＝120，1/4*D＝30；最近4个信号值的滑动窗口：S0＝5840；S1＝5830；S2＝5790；S3＝5750。则S0-S2＝50>30以及S1-S3＝80>30。此时触发更新基准值R，重新设置基准值R为包含温度漂移的基准值。随后根据公式检测值D＝信号值S-基准值R计算正确的检测值D。当检测值D大于按键检测阈值SH，判断为按键触发；当检测值D小于按键检测阈值SH，判断为按键释放。
其中所述触摸式按键为电容式触摸式按键，以及所述当前信号值Si为电容单位时间内的充放电次数。
根据本发明的温度补偿方法及装置，引入了基准值的更新过程，即基准值随温度引起的漂移。如图5所示，图中线型1是触摸式按键的信号值，线型2是基准值，线型3是检测阈值，线型4是时间轴，线型5是有温度累加效应的更新后的基准值。在本发明的方法和装置中，根据公式：检测值D＝信号值S-基准值R，由于基准值R在考虑温度引起的漂移后会重新被初始化或更新，因此基准值R最大限度地确保了是当前真正的基准值。从而检测值D消除了温度带来的影响。
本发明的装置和方法可以通过程序产品体现。程序产品可以包括可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的可读程序指令。
可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的可读程序指令可以从可读存储介质下载到各个电子设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部电子设备或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个电子设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收可读程序指令，并转发该可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的可读存储介质中。
用于执行本发明操作的程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。可读程序指令可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户电子设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由可读程序指令实现。
这些可读程序指令可以提供给电子设备的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过电子设备的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些可读程序指令存储在可读存储介质中，这些指令使得电子设备以特定方式工作，从而，存储有指令的可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把可读程序指令加载到电子设备上，使得在电子设备上执行一系列操作步骤，以产生指令实现的过程，从而使得在电子设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种触摸式按键的温度补偿方法，包括如下步骤：
S1.获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；
S2.将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；
S3.当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2.。。。SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R，并返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤S3包括：
当所获取的最近的N个当前信号值中至少SN-3-SN-1以及SN-4-SN-2均大于最近一次的检测值DN-1的M倍(M<1)时，更新预置的基准值R。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述N＝4；所述M＝0.25。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
S4.判断所述检测值Di是否大于第一阈值SH1，如果大于第一阈值SH1则判断按键触摸状态发生变化，如果小于第一阈值SH1则判断维持原按键触摸状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述触摸式按键为电容式触摸式按键，以及所述当前信号值Si为电容单位时间内的充放电次数。
6.一种触摸式按键的温度补偿装置(100)，包括：
信号值采样模块(101)，用于获取并记录触摸式按键的当前信号值Si；
检测值计算模块(102)，用于将所获取的当前信号值Si和预置的基准值R相比较，计算触摸式按键的检测值Di；
温度补偿判断模块(103)，用于当所获取的最近的N个当前信号值S0S1S2.。。。SN-1与所计算的最近一次的检测值DN-1之间满足预定条件时，更新预置的基准值R。
7.根据权利要求6所述的温度补偿装置，其中所述温度补偿判断模块还用于当所获取的最近的N个当前信号值中至少SN-3-SN-1以及SN-4-SN-2均大于最近一次的检测值DN-1的M倍(M<1)时，更新预置的基准值R。
8.根据权利要求7所述的温度补偿装置，其中，所述N＝4；所述M＝0.25。
9.根据权利要求6所述的温度补偿装置，还包括：
按键状态检测模块(104)，用于判断所述检测值Di是否大于第一阈值SH1，如果大于第一阈值SH1则判断按键触摸状态发生变化，如果小于第一阈值SH1则判断维持原按键触摸状态。
10.根据权利要求6所述的温度补偿装置，其中所述触摸式按键为电容式触摸式按键，以及所述当前信号值Si为电容单位时间内的充放电次数。
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