CN110501115B - 一种手写笔压力曲线标定的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种手写笔压力曲线标定的方法及装置，该方法包括：步骤1：进入标定；步骤2：放置砝码向手写笔施加力；步骤3：等待手写笔的压力传感器输出的稳定信号；步骤4：当砝码向手写笔施加力时，收集压力传感器所产生的数据；步骤5：判断收集压力传感器所产生的数据的过程是否完成，若是，执行步骤6，否则更换砝码重量，执行步骤2；步骤6：处理器将收集到的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定。本发明的有益效果是:本发明通过手写笔内部的校正模块对手写笔压力曲线进行标定，省去了与外部设备通讯的过程，数据获取的速率的大大提高，同样的置信区间内所需的数据的获取时间大大缩短，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及手写笔技术领域，尤其涉及一种手写笔压力曲线标定的方法及装置。
背景技术
为了达到更加真实的书写效果，市面上大多数手写笔内会搭载一个压力传感器并根据用户所施加的压力的大小在屏幕上显示不同粗细的笔划。压力传感器通常会根据外界的刺激生成一个电子信号。但是由于各传感器之间，物理性质的或其他差异的存在，往往会对同一条件产生不同反应。通常手写笔在出厂时都会对压力传感器进行统一校正以符合其工作的实际情况。在现有技术中，由于传统压力传感器需要大量的数据进行标定，如温度，压力值，校准系数等，仅靠内部芯片无法处理如此庞大的运算。因此，通常标定过程通过一个通讯模块与外部通讯，依靠外部拥有强大的计算能力的装置对信号进行处理，或人为对信号给予判断。然而此过程不但需要繁琐的与外部建立和断开链接，还需要耗费大量人力进行判断，造成整个过程持续时间长，效率低，成本高。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种手写笔压力曲线标定的方法及装置。
本发明提供了一种手写笔压力曲线标定的方法，通过手写笔内部的校正模块对手写笔压力曲线进行标定，校正模块包括处理器和储存单元，包括如下步骤：
步骤1：建立出水基准，进入标定；
步骤2：放置砝码向手写笔施加已知的力；
步骤3：等待手写笔的压力传感器输出的稳定信号；
步骤4：当砝码向手写笔施加力时，收集压力传感器所产生的数据；
步骤5：判断收集压力传感器所产生的数据的过程是否完成，若是，那么执行步骤6，否则更换砝码重量，然后执行步骤2；
步骤6：处理器将收集到的压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤3中，手写笔的压力传感器输出的稳定信号是指单位时间内压力传感器的信号的平均值的方差小于阈值。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤6中，处理器先将收集到的压力传感器所产生的数据进行滤波处理，然后处理器将经过滤波处理的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤6中，处理器收集到的压力传感器所产生的数据包括30g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、50g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、300g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、以及未对压力传感器施加力所产生的数据。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤6中，包括如下两个步骤：
步骤一：处理器将收集到的压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，并判断拟合的精度是否达到要求，若是那么执行步骤二，否则执行步骤1；
步骤二：对手写笔的压力曲线进行标定。
作为本发明的进一步改进，通过开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制机械手臂完成对砝码的更换。
作为本发明的进一步改进，通过开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制发光器件。
本发明还提供了一种手写笔压力曲线标定的装置，包括校正模块，所述校正模块包括手写笔内部的处理器、储存单元，当砝码向手写笔施加力时，处理器收集压力传感器所产生的数据，处理器将收集到的全部压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定。
作为本发明的进一步改进，所述处理器包括低频滤波器，所述低频滤波器对收集到的压力传感器所产生的数据进行滤波处理。
作为本发明的进一步改进，该装置还包括开闭合电路、机械和/或发光器件，开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制机械手臂完成对砝码的更换；开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制发光器件。
本发明的有益效果是：本发明通过手写笔内部的校正模块对手写笔压力曲线进行标定，省去了与外部设备通讯的过程，由于取消了通讯的过程，数据获取的速率的大大提高，同样的置信区间内所需的数据的获取时间大大缩短，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明一实施例的方法流程图。
具体实施方式
由于手写笔需要搭配触控板或手写板使用，其工作条件受限于触控板或手写板的工作范围，因此使用环境不会出现极端情况，如极度高温，或极度低气压等。同时，由于手写笔不需要对压力的精确数值进行输出，仅需对被施加的压力做出反应即可，因此，计算量进一步减小。由于手写笔所需的精度相对不高，范围较小，以及使用环境相对稳定，计算量的要求可以通过手写笔内部的处理器、压力传感器及储存单元满足。
本发明公开了一种手写笔压力曲线标定的方法及装置，该装置包括校正模块，所述校正模块包括手写笔内部的处理器及储存单元，通过校正模块对压力传感器的输出信号直接进行直接判断，省去了通讯的过程。同时，实现自动化/半自动化为一次校正多个手写笔内的压力传感器提供了可能。多个设备同时校正可以保证商品批次的统一，方便日后进行更新或管理的同时，也大大降低了人力成本。传统方法中，由于受限于通讯的速率，尤其是无线传输的速率，获取所需数据的时间过长，因此校正过程也被大大延长。由于取消了通讯的过程，数据获取的速率的大大提高，同样的置信区间内所需的数据的获取时间大大缩短。
通过校正模块完成自主标定。储存单元用来储存已获得关于压力输出数据以及算法。
所述处理器包括低频滤波器，所述低频滤波器对所得信号进行滤波处理。
处理器用于对信号进行计算，主要计算信号的平均值方差等。
本发明通过现有技术，将长时间的零压信号，即无任何外力施加的信号作为出水基准，亦即常规标定过程中的零界值。这个信号亦可作为零点补偿的信号，在标定完成后根据工作环境的改变，根据温度变化通过自适应基准更新算法对信号进行补偿,因此标定值只是个相对值，压力曲线会跟随出水基准而变化。当出水基准发生变化时，说明外界环境已对压力传感器的工作产生了影响，而此变化对压力曲线的改变大致为平移关系。此过程将替代传统压力传感器的温度标定，减小处理器对数据处理的要求。通常这个零界值会因压力感应器的元件的物理性质的差异，或元件中的空隙有所偏差，略高于零压信号。由于手写笔不需要精确给出读数，只需对书写中会出现的压力给出反应，因此传统标定中绝对零值以及精确读数在此并非必要。
如图1所示，本发明公开了一种手写笔压力曲线标定的方法，通过手写笔内部的校正模块对手写笔压力曲线进行标定，校正模块包括处理器和储存单元，包括如下步骤：
步骤S1：建立出水基准，进入标定；
步骤S2：放置砝码向手写笔施加已知的力；
步骤S3：等待手写笔的压力传感器输出的稳定信号；
步骤S4：当砝码向手写笔施加力时，收集压力传感器所产生的数据；
步骤S5：判断收集压力传感器所产生的数据的过程是否完成，若是，那么执行步骤S6，否则更换砝码重量，然后执行步骤S2；
步骤S6：处理器将收集到的压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定。
通常压力传感器的弹性元件的结构会导致在力施加的初期会出现信号的波动,为了解决这一问题，本发明采用步骤S3,在所述步骤S3中，手写笔的压力传感器输出的稳定信号是指单位时间内压力传感器的信号的平均值的方差小于阈值。
在所述步骤S6中，处理器先将收集到的压力传感器所产生的数据进行滤波处理，然后处理器将经过滤波处理的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合。
在所述步骤S6中，处理器收集到的压力传感器所产生的数据包括30g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、50g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、300g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、以及未对压力传感器施加力所产生的数据。
如图2所示，在所述步骤S6中，包括如下两个步骤：
步骤S61：处理器将收集到的压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，并判断拟合的精度是否达到要求，若是那么执行步骤S62，否则执行步骤S1；
步骤S62：对手写笔的压力曲线进行标定。
综上，在出水基准建立之后，在一个已知温度，湿度等指标的情况下，通过放置砝码向手写笔施加一组已知的力进行标定，如30g，50g，300g。在笔端输出的信号稳定后，处理器进行滤波处理后，计算所需数据。在标定完成后，处理器将自主根据所得数据，与储存单元内已储存的压力曲线拟合，并判断是否满足精度要求。若不满足，将重复多次此过程，直到相关精度得以满足或者归为不良品。
不同于人工标定的过程，在本发明中，系统需要自主判断信号的来源。在现有技术中，标定过程中系统对信号发生的来源通过与外部判断，如操作人员在已知砝码重量的情况下对信号进行标定。在本发明中，由于取消了通讯的过程，系统无从知晓所施加砝码的压力的大小。因此系统将自主寻找标定信号并进行判断。当手写笔被放入标定装置时，系统进入标定程序。系统将对所有发生的稳定信号进行分析，并根据信号的大小，根据已知的力在曲线上进行拟合。当砝码被加到传感器进行标定时，在一段波动之后，信号会趋近平稳。系统会对平稳信号的平均值计算并储存，并进行判断。当系统检测到所有四个力，一个零力及另外三个来自砝码的力。同时，三个砝码重量会被提前输入到系统内，然后这四个力的输出信号系统将根据信号的大小，在储存器内的曲线进行拟合。如最大的稳定信号来源是300g砝码，最低来源自零压力状态。
本发明还公开了一种手写笔压力曲线标定的装置，包括校正模块，所述校正模块包括手写笔内部的处理器、储存单元，当砝码向手写笔施加力时，处理器收集压力传感器所产生的数据，处理器将收集到的全部压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定。
所述处理器包括低频滤波器，所述低频滤波器对收集到的压力传感器所产生的数据进行滤波处理。
该装置还包括开闭合电路、机械和/或发光器件，开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制机械手臂完成对砝码的更换；开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制发光器件。
在标定过程完成后，系统将打开一个开关，用来提示检测者该点标定已完成可以进行下个点标定。此过程通过一个开关信号，即开闭合电路完成。所述开关可以与充电口连接，在标定时，与外部进行连接。这个开关信号可以控制一个机械手臂，对砝码进行更换，以达到自动化标定的目的。另一种实施方案是，若在后期用户因元件老化或种种情况，希望对手写笔再次进行校正时，此开关可以控制一个发光器件，用来提示用户该标定阶段已完成，可以进入下一阶段。此举可将标定成本大大降低，提高用户体验。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种手写笔压力曲线标定的方法，其特征在于，通过手写笔内部的校正模块对手写笔压力曲线进行标定，校正模块包括处理器和储存单元，包括如下步骤：
步骤1：建立出水基准，进入标定；
步骤2：放置砝码向手写笔施加已知的力；
步骤3：等待手写笔的压力传感器输出的稳定信号；
步骤4：当砝码向手写笔施加力时，收集压力传感器所产生的数据；
步骤5：判断收集压力传感器所产生的数据的过程是否完成，若是，那么执行步骤6，否则更换砝码重量，然后执行步骤2；
步骤6：处理器将收集到的压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定；
在所述步骤6中，包括如下两个步骤：
步骤一：处理器将收集到的压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，并判断拟合的偏差是否达到精度要求，若是那么执行步骤二，否则执行步骤1；
步骤二：对手写笔的压力曲线进行标定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤3中，手写笔的压力传感器输出的稳定信号是指单位时间内压力传感器的信号的平均值的方差小于阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤6中，处理器先将收集到的压力传感器所产生的数据进行滤波处理，然后处理器将经过滤波处理的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤6中，处理器收集到的压力传感器所产生的数据包括30g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、50g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、300 g砝码对压力传感器施加力所产生的数据、以及未对压力传感器施加力所产生的数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制机械手臂完成对砝码的更换。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制发光器件。
7.一种手写笔压力曲线标定的装置，其特征在于：包括校正模块，所述校正模块包括手写笔内部的处理器、储存单元，首先，建立出水基准的范围，对基准范围内的产品进入标定；当砝码向手写笔施加力时，等待手写笔的压力传感器输出的稳定信号，处理器收集压力传感器所产生的数据，处理器将收集到的全部压力传感器所产生的数据与储存单元内储存的压力曲线进行拟合，从而完成手写笔压力曲线标定。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述处理器包括低频滤波器，所述低频滤波器对收集到的压力传感器所产生的数据进行滤波处理。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：该装置还包括开闭合电路、机械和/或发光器件，开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制机械手臂完成对砝码的更换；开闭合电路产生开关信号，通过开关信号控制发光器件。
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