CN110673461A - 一种手表指针位置识别和手表对时的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手表指针位置识别的方法，根据穿孔屏幕本身的特性、以及指针金属的特性、以及金属指针扫过穿孔屏幕的时候，电容发生变化的原理，在不改变手表的结构、也不利用外界的辅助设备的情况下，较为精确地确定指针的物理位置，为后续的自动对时做好准备。

Description

一种手表指针位置识别和手表对时的方法

技术领域

本发明涉及一种手表的控制方法，具体涉及一种手表指针位置识别和手表对时的方法。

背景技术

手表由于长时间走时，实体指针由于多种原因，可能会导致指时误差。但是由于指针和表面是两套无法相互反馈的系统，因此，手表的控制单元是不知晓目前的实体的金属指针与表面之间的相对位置关系的。申请人在解决问题的过程中，提出了很多的解决方案，如“CN2017103521748”通过图像识别的方式、“CN2017111370487”和“CN2017111377202”借助加装一些传感器或者设置电路来确定等等方式。但是，上述的方式都需要借助外界设备或者需要在手表上再加装一些设备来进行判断。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提供一种手表指针位置识别的方法，通过该方法，不需要外部设备，也不需要在手表内部增加传感器单元，通过指针和屏幕本身的特性，即可判断指针所在的位置。

本发明具体的技术方案如下：

一种手表指针位置识别的方法，所述方法包括：

匹配手表的穿孔电容触摸屏幕的每个扇区的中线位置与手表表面刻度位置，形成每个扇区的关于中线位置的基准位置B_SN，其中，SN表示第N扇区；所述每个扇区的基准位置B_SN和手表表面刻度上的一个刻度相互唯一对应；

停止所有指针的转动后，驱动待识别位置的指针转动，若第p扇区的检测电容量从0变成非0，则记录所述待识别位置的指针的转动角度B1；

记录所述的第p扇区的检测电容量从非0变成0时所述待识别位置的指针的转动角度B2；

确定所述待识别位置的指针的位置为与手表表面0点位置偏离（B_SN-（B1+（B2-B1）/2））度 。

进一步地，停止所有指针的转动后，并检测每个扇区的电容量，记录电容量为0的扇区记为有效扇区，记录电容量不为0的扇区为无效扇区；

驱动待识别位置的指针，并保持其余指针保持与手表表面相对静止；

在一个识别周期内，当第p扇区为有效扇区时，记录第p扇区的电容量从0变成非0时，所述待识别位置的指针的转动角度B1；或者，在一个识别周期内，当所述待识别位置的指针转动过程中，第i扇区的检测电容量从0变成非0，则判断该第i扇区是否为无效扇区，若为无效扇区，则继续转动所述待识别位置的指针，直至检测到电容量从0变成非0的第p扇区为有效扇区，记录所述待识别位置的指针的转动角度B1。当第i扇区为电容量不为0的扇区的时候，事实上其检测电容是从已进入到该扇区就发生电容突变，由0变成非零。而当第p扇区为有效扇区时，其检测电容量是连续渐变的。当第i扇区为无效扇区时，必然是已经存在某根指针使得该第i扇区存在电容，该指针可能在第i扇区的正上方，也有可能不处于第i扇区的正上方，可能对相邻的扇区的电容值也产生影响，因此，我们在计算的时候舍弃这些扇区，以使得位置识别相对准确。其中i和p为1到最大数量扇区之间的一个数值。

记录所述的第p扇区的检测电容量从非0变成0时所述待识别位置的指针的转动角度B2；

确定所述待识别位置的指针的位置为与手表表面0点位置偏离（B_SN-（B1+（B2-B1）/2））度 。

进一步地，所有扇区构成一个完整的圆环。

进一步地，所述穿孔电容触摸屏幕的扇区数量大于等于8个。

进一步地，按照预定的顺序进行其余指针的位置识别。

进一步地，在识别某一根指针的位置时，驱动该指针转动的角度为360度，使得该指针在识别完成之后回到原来的位置。

进一步地，驱动任意指针转动时，旋转的精度为1步为1度。

进一步地，将上述的转动角度B1和转动角度B2替换为步数B1和步数B2。

进一步地，所述方法包括指针识别程序，当启动所述指针识别程序时，停止所有指针的转动，且暂停其他程序驱动任意指针和穿孔电容触摸屏幕的使用权，直至所有指针位置确认完毕。

采用上述手表指针位置识别的方法后，将手表的指针调整至预设位置。

通过上述的技术方案，根据穿孔屏幕本身的特性、以及指针金属的特性、以及金属指针扫过穿孔屏幕的时候，电容发生变化的原理，在不改变手表的结构、也不利用外界的辅助设备（如摄像头）的情况下，较为精确地确定指针的物理位置，为后续的自动对时做好准备。

附图说明

图1为本发明的机芯示意图。

图2为本发明的电容触摸屏幕分区域图。

图3为机芯、屏幕和字面装配示意图。

图4为四个扇区电容量波形图。

图5为四个扇区的电容量波形数据分析图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

第一实施例

如附图1所示，手表的机芯包括指针。

如附图2所示，手表的屏幕为电容触摸屏幕，手表的指针处于所述屏幕的中心，触摸区域的外围以手表的中心成扇形分布。附图2为一种手表驱动设置的优选模式，申请人使用的手表的屏幕在指针中心位置设置有两个环形的的电容触摸区域，在该两个环形的电容触摸区域之外，设置有多个扇形分布的区域，两个环形的电容触摸区域和多个扇形分布的电容触摸区域共同形成整块圆形的圆形电容触摸屏幕。优选地，申请人要求设置的扇形具有8块。

在此特别说明，本申请所有的名词“扇形”为如附图2中的标识1-8的形状，为几何形状命名的扇形减去以指针为中心、两个圆环形的最大半径为半径的扇形后剩下的部分，该剩下的部分为本申请的扇形。

同时，申请人需要支持，穿孔的手表的圆形穿孔屏幕在广东乐源数字技术有限公司的专利“CN2017202376808”和“CN201720237687X”中均有描述，在屏幕的制作过程中，就已经确定了上述的环形电容触摸区域和扇形的电容触摸区域，这是屏幕制作完成后的固有属性，当然，对于触摸区域的分区，可以在制作的时候根据需要去确定，比如，设置一个或者0个环形触摸区域和10块扇形触摸区域等，都是可以在屏幕生产的时候确定的，该数量的确定不在本申请的保护范围之内。

如附图3所示，包括指针的机芯、电容触摸屏幕安装到手表上之后，呈现出如附图3的图样。每根指针均能够扫过上述的8块电容触摸区域。

由此可见，作为本申请确定表面指针的方法的硬件载体，包括：

控制单元，可以控制指针的转动，且可以检测每块扇形触摸区域的实时电容；

机芯，所述机芯连接到齿轮箱，所述机芯受控于所述控制单元，可以根据控制单元的控制旋转预定数量的步数；

电容触摸屏幕，所述电容触摸屏幕具有所述机芯的指针可扫过的多个扇形区域，每块扇形区域可被所述控制单元检测实时电容；

所述电容触摸屏幕与具有手表刻度的字面固定连接。

第二实施例

在实施例一的基础上，在手表的指针需要调整到预设刻度位置时，首先需要知道指针目前所处的刻度位置，但是由于指针和表面是两套无法相互反馈的系统，因此，手表的控制单元是不知晓目前的实体的金属指针与表面之间的相对位置关系的。

申请人在解决问题的过程中，提出了很多的解决方案，如“CN2017103521748”通过图像识别的方式、“CN2017111370487”和“CN2017111377202”借助加装一些传感器或者设置电路来确定等等方式。但是，上述的方式都需要借助外界设备或者需要在手表上再加装一些设备来进行判断。

对电容触摸屏幕和手表的金属指针进行深度研究之后，如附图4所示，控制单元检测到编号为2、4、6、8的四个扇区在一根指针扫过360°时的电容量。具体的数值没有研究的意义，主要关注电容从无到有或者从有到无的区间。

如附图4中的第一行曲线数据，该行数据表示编号为2的电容触摸区域的电容量，结合附图2和附图3可以知道，仅仅当指针即将扫过、正在扫过、扫过后的一段时间的时候，编号为2的电容触摸区域才有数值，在其余的时间段内，编号为2的电容触摸区域内的电容量为0。

同样，针对附图4第二、三、四行表示编号为4、6、8的电容触摸区域，也仅仅当指针即将扫过、正在扫过、扫过后的一段时间的时候，编号为4、6、8的电容触摸区域才有数值，在其余的时间段内，编号为2的电容触摸区域内的电容量为0。

进一步地，初始位置设置在0点（或12点）位置，顺时针旋转时针360°，得到S2、S4、S6、S8扇区的电容量变化数据，并且，对数据进行分析，分析的图如附图5所示：

第一行为原始数据的波形显示，取电容值从0到有或者从有到0的起始点和终点，得到第二行和第三行的图形，具体可以知晓（控制单元控制指针每步的长度为1°）：

时针第14步开始进入电容感应区S2，第76步开始离开电容感应区S2；

时针第104步开始进入电容感应区S4，第166步开始离开电容感应区S4；

时针第194步开始进入电容感应区S6，第256步开始离开电容感应区S6；

时针第284步开始进入电容感应区S8，第346步开始离开电容感应区S8。

在S2区域感应到的电容量，从14步一直到76步都是存在的，（14+76）/2=45，即第45步或者第45°的位置为S2区域的中点位置；

与此类推，时针第135步到达S4中线区域，即135°位置；

时针第225步到达S6中线区域，即225°位置；

时针第315步到达S8中线区域，即315°位置。

取每个区间的中点位置，得到第四行的图形。

虽然上面的图形显示为省略S1、S3、S5和S7的波形，但是，经过试验检测，S1、S3、S5和S7的从有电容值到无电容值的中线区域也如同S2、S4、S6、S8扇区一样，均是他们的物理中点位置。

下面，提取特征，利用上述的特性来分析指针在扫过360°时指针的位置，从而利用上述数据来分析指针所处的实际位置。

在判断指针的位置的时候，我们利用上述检测到的中点去判断，虽然手表具有8个电容触摸区域，但是，理论上，只需要其中的任一一块电容触摸区域就能够检测出指针扫过的中点。

如在某一指针扫过360°的过程中，控制单元计算从该指针转动到任一区域的电容触摸块检测到电容值从0到有数值时的步数B1（B1为从该指针在停所有指针停止转动后，该指针开始转动一直到任一区域的电容触摸块检测到电容值从0到有数值时的步数），并且计算该区域的电容触摸块检测到电容值从有数值变到0时的步数B2（B2为从该指针在停所有指针停止转动后，该指针开始转动一直到该区域的电容触摸块检测到电容值从有数值变到0时的步数），B2-B1的区间为该电容触摸区域可以检测到电容值的区域，根据上述的特性，（B2-B1）/2即为该区域的中点位置，由于每块电容触摸区域与手表的字面都是固定的，因此，（B2-B1）/2对应的必然是手表的0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°中的一个，记为B_SN中，其中N表示区域的编号，如编号1的中点位置为0°，则B_S1=0，如编号2的中点位置为45°，则B_S2=45。因此， 此时可以确定在控制单元驱动指针转动的时候的物理位置距离B_SN的步长或者度数为B1+（B2-B1）/2，那么其指针转动之初的物理位置即为 B_SN-（B1+（B2-B1）/2）。

例如：

指针在旋转的步数B1为10步时，在编号为1的电容触摸区域内检测到有电容值；

在步数B2为72步检测到电容值变为0，此时，确定该指针必然经过B_S1即0点位置，且是在检测到有点电容值之后的（B2-B1）/2的步长时经过B_S1即0点位置的；

计算B1+（B2-B1）/2=41，即指针距离B_S1的步长或者度数为41。

由此，确定指针所在的位置为B_S1-（B1+（B2-B1）/2）=-41°，即此时指针在0点逆时针旋转41°的位置。

再例如：

指针在旋转的步数B1为100步时，在编号为6的电容触摸区域内检测到有电容值；

在步数B2为162步检测到电容值变为0，此时，确定该指针必然经过B_S6即表面225°的位置，且是在检测到有点电容值之后的（B2-B1）/2的步长时经过B_S6即表面225°的位置的；

计算B1+（B2-B1）/2=131，即指针距离B_S6的步长或者度数为131。

由此，确定指针所在的位置为B_S6-（B1+（B2-B1）/2）=94，即此时指针在0点顺时针旋转94的位置。

第三实施例

在实际的操作中，由于指针始终是需要存在在一个位置的，且指针可以达到3跟之多，因此，在进行电容检测的时候，先停止所有指针的转动，当需要确定一根指针的位置的时候，保持另外所有的指针处于静止状态。

此时，由于另外的指针处于静止状态，且必然处于某个电容触摸区域的可检测范围，甚至可能处于两个电容触摸区域均可以检测的范围，这样，就导致某个或者某些电容触摸区域是一直有电容值的状态，即使检测指针走过了该区域，该区域由于有其他指针的存在，一直具有电容值，因此，需要排除这些指针的影响。

在停止所有指针转动的时候，控制单元对所有的电容触摸区域的电容量进行检测，一旦某个或者某些区域检测到电容量，那么在后续的计算基准中，我们便舍弃这些最开始能够检测到电容量的区域。

例如，在停止所有指针转动的时候，控制单元检测到S1、S2、S4、S6的区域存在电容值，那么表示一根指针处于S1和S2之间的某个位置，另一根指针处于S4区域正上方、第三根指针处于S6区域最上方。那么在后续的计算中，上述4个区域的基准B_S1、B_S2、B_S4和B_S6我们不予计算，只考虑在S3、S5、S7和S8区域的基准。

通过上述的技术方案，根据穿孔屏幕本身的特性、以及指针金属的特性、以及金属指针扫过穿孔屏幕的时候，电容发生变化的原理，在不改变手表的结构、也不利用外界的辅助设备（如摄像头）的情况下，较为精确地确定指针的物理位置，为后续的自动对时做好准备。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种手表指针位置识别的方法，其特征在于，所述方法包括：

匹配手表的穿孔电容触摸屏幕的每个扇区的中线位置与手表表面刻度位置，形成每个扇区的关于中线位置的基准位置B_SN，其中，SN表示第N扇区；所述每个扇区的基准位置B_SN和手表表面刻度上的一个刻度相互唯一对应；

停止所有指针的转动后，驱动待识别位置的指针转动，若第p扇区的检测电容量从0变成非0，则记录所述待识别位置的指针的转动角度B1；

记录所述的第p扇区的检测电容量从非0变成0时所述待识别位置的指针的转动角度B2；

确定所述待识别位置的指针的位置为与手表表面0点位置偏离（B_SN-（B1+（B2-B1）/2））度 。

2.根据权利要求1所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于， 停止所有指针的转动后，检测每个扇区的电容量，记录电容量为0的扇区记为有效扇区，记录电容量不为0的扇区为无效扇区；

驱动待识别位置的指针，并保持其余指针保持与手表表面相对静止；

在一个识别周期内，当第p扇区为有效扇区时，记录第p扇区的电容量从0变成非0时，所述待识别位置的指针的转动角度B1；或者，在一个识别周期内，当所述待识别位置的指针转动过程中，第i扇区的检测电容量从0变成非0，则判断该第i扇区是否为无效扇区，若为无效扇区，则继续转动所述待识别位置的指针，直至检测到电容量从0变成非0的第p扇区为有效扇区，记录所述待识别位置的指针的转动角度B1；

记录所述的第p扇区的检测电容量从非0变成0时所述待识别位置的指针的转动角度B2；

确定所述待识别位置的指针的位置为与手表表面0点位置偏离（B_SN-（B1+（B2-B1）/2））度 。

3.根据权利要求1或2所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，所有扇区构成一个完整的圆环。

4.根据权利要求3所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，所述穿孔电容触摸屏幕的扇区数量大于等于8个。

5.根据权利要求1或2所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，按照预定的顺序进行其余指针的位置识别。

6.根据权利要求4所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，在识别某一根指针的位置时，驱动该指针转动的360度为一个所述的识别周期，使得该指针在识别完成之后回到原来的位置。

7.根据权利要求1或2所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，驱动任意指针转动时，旋转的精度为1步为1度。

8.根据权利要求7所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，将上述的转动角度B1和转动角度B2替换为步数B1和步数B2。

9.根据权利要求1或2所述的手表指针位置识别的方法，其特征在于，所述方法包括指针识别程序，当启动所述指针识别程序时，停止所有指针的转动，且暂停其他程序驱动任意指针和穿孔电容触摸屏幕的使用权，直至所有指针位置确认完毕。

10.一种手表对时的方法，其特征在于，首先根据如权利要求1-9中任一项所述的方法进行所有指针的位置确认，然后将手表的指针调整至预设的时刻。

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