CN111443820A - 触控板的按压冲量识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触控板的按压冲量识别方法及系统，所述方法包含：通过安设于触控板上的至少两个压电传感器，获取触控板上手指按压产生的按压信号，并将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；根据各所述压电传感器的安设位置，获得各所述压电传感器输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器的特征信号所对应的第二权重系数；根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值；根据所述按压信号冲量值和所述按压特征信号冲量值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。

Description

触控板的按压冲量识别方法及系统

技术领域

本发明涉及机电交互领域，尤指一种适用于触摸面板的触控板的按压冲量识别方法及系统。

背景技术

目前市场上存在的便携手机、平板电脑等电子设备，主要的操作是通过触摸屏完成的。触摸屏因为其易于操作和越来越低廉的价格越来越普及，触摸屏独特的优势在于可以帮助用户不用再频繁的移动鼠标和敲击键盘就可以达到相同的操作目的。触摸屏的组成一般包含触摸面板、触摸响应组件、触摸控制系统和驱动等。触摸响应组件主要采用的技术方案包含电阻型、电容型、红外型、表面声波型等等，这些技术方案除了自生技术的局限性外，都有一个共同的缺点，就是它们通常只提供位置信息，不能提供压力或力度信息。

随着技术的发展和进步，已经出现了可以提供静态压力的触摸设备和触摸屏，但使用者较少；例如，笔记本厂商中仅有苹果公司的MacBook Pro笔记本产品支持按压力度感应和识别的功能，其采用了Force Touch TrackPad方案。该方案中采用了四个压力传感器以及一个Taptic Engine触觉反馈振动器。MacBook Pro的压力感应触控板在触控板的四个角上都安装了一个压力传感器，使得整块触控板都能够下沉一定的距离，同时在触控板各个区域的操作感受也都是一样的；在压力传感器上分布着十分密集的线路，当手指上的压力增大使得上方电容触控板与压力传感器之间的距离逐渐变小，接触面积变大使得传感器内的回路电阻变小，便可感知手指施加在触控板上压力的大小；该MacBook Pro上这套压力传感装置存在机构复杂、占用笔记本装配空间大、功耗高且成本较高的显著缺点。

发明内容

本发明目的在于通过较少的压电传感器即可实现触控板上手指按压的冲量信息检测，以在成本较低的基础上，使结构更简单、重量更轻，更省电。

为达上述目的，本发明所提供触控板的按压冲量识别方法，具体包含：通过安设于触控板上的至少两个压电传感器，获取触控板上手指按压产生的按压信号，并将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；根据各所述压电传感器的安设位置，获得各所述压电传感器输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器的特征信号所对应的第二权重系数；根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值；根据所述按压信号冲量值和所述按压特征信号冲量值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，将所述按压信号分别转化为对应的电压信号包含：所述按压信号为弹性波信号；将所述弹性波信号分别转化为预定频率比例的电压信号。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，将所述按压信号分别转化为预定频率比例的电压信号还包含：对所述电压信号进行滤波处理、放大处理、整流处理、开关处理、傅立叶变换处理、小波变换处理中一项或多项处理，获得预处理后的电压信号。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值包含：根据各所述压电传感器输出的电压信号计算各所述压电传感器输出波形的均方根值；根据各所述压电传感器输出波形的均方根值与所述第一权重系数获得各压电传感器输出的信号冲量值；根据所述各压电传感器输出的信号冲量值计算获得按压产生的按压信号冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值包含：根据各所述压电传感器的特征信号幅值与所述第二权重系数获得各压电传感器的特征信号冲量值；根据所述各压电传感器的特征信号冲量值计算获得按压特征信号冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，所述方法还包含：获取所述触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；根据所述按压位置获得对应的修正系数；根据所述修正系数修正所述按压冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，根据所述按压位置获得对应的修正系数包含：通过棋盘标定法于所述触控板上标定复数个标定点；在相同按压压力条件下分别获取所述标定点的按压冲量值；将各所述标定点的按压冲量值与标准按压冲量值比较，获得各所述标定点的修正系数；根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数。

在上述触控板的按压冲量识别方法中，优选的，根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数包含：根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，通过双线性插值法获得所述按压位置所对应的修正系数。

本发明还提供一种触控板的按压冲量识别系统，所述系统包含处理模块、触控板、权重模块、计算模块和至少两个压电传感器；所述触控板用于根据按压动作产生按压信号；所述压电传感器安设于所述触控板上，用于将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；所述权重模块用于根据各所述压电传感器的安设位置，获得各所述压电传感器输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器的特征信号所对应的第二权重系数；所述计算模块分别与所述压电传感器和所述权重模块相连，用于根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；以及根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值；所述处理模块与所述计算模块相连，用于根据所述按压信号冲量值和所述按压特征信号冲量值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述压电传感器包含压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体传感器或者其它具有压电效应的传感器。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述系统还包含预处理电路，所述预处理电路设置于所述压电传感器与所述计算模块之间，用于对所述电压信号进行滤波处理、放大处理、整流处理、开关处理、傅立叶变换处理、小波变换处理中一项或多项处理，获得预处理后的电压信号。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述计算模块包含差值计算单元，所述差值计算单元用于根据各所述压电传感器输出的电压信号计算各所述压电传感器输出波形的均方根值；根据各所述压电传感器输出波形的均方根值与所述第一权重系数获得各压电传感器输出的信号冲量值；根据所述各压电传感器输出的信号冲量值计算获得按压产生的按压信号冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述计算模块包含特征值计算单元，所述特征值计算单元用于根据各所述压电传感器的特征信号幅值与所述第二权重系数获得各压电传感器的特征信号冲量值；根据所述各压电传感器的特征信号冲量值计算获得按压特征信号冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述系统还包含位置获取模块和校准模块；所述位置获取模块用于获取所述触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；所述校准模块用于根据所述按压位置获得对应的修正系数；以及根据所述修正系数修正所述按压冲量值。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述校准模块还包含标定单元，所述标定单元用于通过棋盘标定法于所述触控板上标定复数个标定点；在相同按压压力条件下分别获取所述标定点的按压冲量值；将各所述标定点的按压冲量值与标准按压冲量值比较，获得各所述标定点的修正系数；所述校准模块根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数。

在上述触控板的按压冲量识别系统中，优选的，所述标定单元还包含：根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，通过双线性插值法获得所述按压位置所对应的修正系数。

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

通过本发明所提供的触控板的按压冲量识别方法及系统可在降低硬件成本的基础上实现触控板上手指按压的力度信息检测，其不仅让结构更简单、重量更轻，而且更省电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例所提供的触控板的按压冲量识别方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例所提供的触控板的按压冲量识别方法的分块标定示意图；

图3为本发明一实施例所提供的触控板的按压冲量识别方法的使用步骤示意图；

图4为本发明一实施例所提供的触控板的按压冲量识别方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例所提供的触控板的按压冲量识别系统的流程示意图。

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明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

请参考图1所示，本发明所提供触控板的按压冲量识别方法，具体包含：S101通过安设于触控板上的至少两个压电传感器，获取触控板上手指按压产生的按压信号，并将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；S102根据各所述压电传感器的安设位置，获得各所述压电传感器输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器的特征信号所对应的第二权重系数；S103根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；S104根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得电压特征信号幅值；S105根据所述按压信号冲量值和所述电压特征信号幅值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。该实施例中，所述按压信号可为弹性波信号；所述压电传感器数量为可两个也可为四个，其具体数量可根据实际需要选择使用，本发明在此并不做任何限制。

在上述实施例中，所述第一权重系数可由工作人员前期分别测试获得各压电传感器与基准数据的差异来确定，例如同样按压压力条件下各压电传感器输出至与基准数据的比值，根据该比值确定第一权重系数，后续再以该第一权重系数校准各压电传感器的输出值；所述第二权重系数则可通过前期多次试验确定各传感器输出指数与实际压力之间的差值来获得；当然，本领域相关技术人员当可知，除上述方法之外所述第一权重系数和所述第二权重系数也可通过其他方式获得，如深度学习算法等，本发明在此并不做限制。

在上述实施例中，所述触控板可为一硬性介质或其结合体的弹性波传播介质，作用在于当外部物体(如手指、触控笔等)按压触控板时，产生一弹性波信号，该弹性波信号经由压电传感模块等传感器捕获后，转换为与该弹性波信号频率相同的电压信号，以此保留所述弹性波信号的冲量特征；其后再根据各压电传感器的安装位置分别对其设定权重值，利用权重值与压电传感器所输出的电压信号的乘积获得按压信号冲量值，以该按压信号冲量值代表触控板上滤除噪声的按压特征；其后在分别获取各压电传感器的特征信号与其各自的权重值，将所述按压特征信号冲量值与所述按压信号冲量值相加即可获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。其中，所述触控板也可为现有的电容屏、电阻屏等触控面板，本发明在此并不做任何限定。

为提高后期力度数据的精确性，在上述步骤S101中，将所述按压信号分别转化为对应的电压信号还包含：将所述弹性波信号分别转化为预定频率比例的电压信号；例如根据所述弹性波信号的频率，将所述压电传感器采集到的所述弹性波信号转化为频率相同的电压信号或预定比例的电压信号；后续根据该电压信号放大或缩小对应比例倍数即可获知所述弹性波信号所代表的按压冲量。在实际工作中，为提高上述触控板的按压冲量识别方法的计算效率，当发生弹性波信号后，上述步骤S101中还包含根据当前检测环境截取所述弹性波信号中预定长度信号片段进行后续转换处理，具体的可根据当前检测环境中弹性波的衰减程度，传播介质的传播情况，可能发生按压的按压形式等条件截取弹性波信号不同长度的波形数据，再将该波形数据转化为对应频率的电压信号，其后利用该电压信号计算获得按压动作时的按压冲量信息；当然在上述波形数据转化为对应频率的电压信号步骤中，也可转化为其他频率的电压信号，后期再根据该电压信号计算按压冲量信息后，将该按压冲量信息与实际力度情况相匹配，以该按压冲量信息代表实际力度情况，在此本发明并不对弹性波信号转换为电压信号时，转化频率做进一步限定，本领域相关技术人员可根据实际需要选择使用。

在上述步骤S102中还包含：将所述按压信号分别转化为预定频率比例的电压信号后，进一步对所述电压信号进行滤波处理、放大处理、整流处理、开关处理、傅立叶变换处理、小波变换处理中一项或多项处理，获得预处理后的电压信号。以此进一步消除无关信号数据对后期计算结果所带来的不必要的误差，当在上述信号处理流程均可通过现有技术完成，在此就不再一一介绍。其后，再以该预处理后的电压信号的基础上，计算触控板上滤除噪声的按压特征即按压信号冲量值。

在本发明一实施例中，上述步骤S103中根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值还包含：根据各所述压电传感器输出的电压信号计算各所述压电传感器输出波形的均方根值(RMS)；根据各所述压电传感器输出波形的均方根值(RMS)与所述第一权重系数获得各压电传感器输出的信号冲量值；根据所述各压电传感器输出的信号冲量值计算获得按压产生的按压信号冲量值。在该实施例中，主要通过计算各压电传感器输出波形的RMS值来去除触控板上发生按压时的干扰噪声；该RMS值计算方式将在随后详细说明，在此就不再详述；当然，实际工作中本领域相关技术人员也可通过其他方式滤除噪声，本发明在此并不做任何限定。

在本发明一实施例中，上述步骤S104中根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得电压特征信号幅值还包含：根据各所述压电传感器的特征信号幅值与所述第二权重系数获得各压电传感器的特征信号冲量值；根据所述各压电传感器的特征信号冲量值计算获得按压特征信号冲量值。在该实施例中，主要是计算各所述压电传感器的主频信号的幅值，但因为各压电传感器安装位置的不同及采用所述触控板的按压冲量识别方法的电子设备结构差异所导致的识别误差，在该实施例中进一步采用第二权重系数对各压电传感器所输出的特征信号的幅值进行再次约束；随后再将约束后的各特征信号幅值求和获得电压特征信号幅值以此获得压电传感器输出信号的特征冲量值；此时即可将上述按压信号冲量值与按压特征信号冲量值加权求和获得实际触控板上按压产生的按压冲量值。

以此，综上所述，本发明通过的步骤S103及步骤104中所提供的RMS与FFT计算相结合的方式以消除无效干扰噪声的同时准确获知按压冲量值，在较为简单的结构的基础上实现触控板上手指按压的力度信息检测。

鉴于触控板的结构不同及在不同电子设备上的安装方式也存在差异，为此于所述触控板上不同按压位置上相同按压力度下，通过上述触控板的按压冲量识别方法也可能存在一定误差，为降低该误差；请参考图2所示，在本发明一实施例中，所述方法还包含：获取所述触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；根据所述按压位置获得对应的修正系数；根据所述修正系数修正所述按压冲量值。具体的，根据所述按压位置获得对应的修正系数包含：通过棋盘标定法于所述触控板上标定复数个标定点；在相同按压压力条件下分别获取所述标定点的按压冲量值；将各所述标定点的按压冲量值与标准按压冲量值比较，获得各所述标定点的修正系数；根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数。其中，上述根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系，获得所述按压位置所对应的修正系数包含：根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，通过双线性插值法获得所述按压位置所对应的修正系数。在该实施例中，主要通过检测按压发生时的按压位置来进一步缩减误差，该按压位置可通过现有的触摸屏检测获得，也可利用所述压电传感器所检测到的弹性波信号获得，本发明在此就不再一一详述。

为更清楚的说明本发明所提供的触控板的按压冲量识别方法，以下将以实际电子设备使用该方法为例，对上述触控板的按压冲量识别方法做进一步说明，本领域相关技术人员当可知，该说明仅为帮助理解本发明所提供的触控板的按压冲量识别方法，并不对其做任何限定。

请参考图3所示，将本发明所提供的触控板的按压冲量识别方法应用在现有电子设备上时，主要通过压电传感器采集手指按压信号，然后通过信号处理电路进行滤波、放大等处理，送给处理器MCU；处理器MCU经过专用的按压冲量识别算法进行运算处理，将运算结果打包成HID帧，通过I2C或者USB或者BTH通信接口上传给笔记本电脑主板或者CPU；最后，通过笔记本电脑上位驱动软件将触控板按压力度信息以及触控板已有的位置信息进行融合，打包成同时包含位置信息和力度信息的HID帧，再传给操作系统。其中，所述专用的按压力度识别算法即为上述RMS结合FFT的力度识别方法。

上述RMS结合FFT的力度识别方法主要通过统计传感器信号的RMS值和输出波形幅值信息来进行按压冲量等级识别；具体的，假设按压位置坐标点为loc0,以下以两颗或四颗压电传感器为例，首先，通过计算每颗压电传感器输出波形的RMS值：

式中，N为一次采样中所有采样点的个数；s为采样序列；i＝1，…，N，为采样点的序列号；j＝1，…，K(K＝2或者4)为传感器通道号。

然后，根据每个传感器在触控板上安装的位置，给每一路传感器输出信号赋予一个权重，然后所有通道传感器的信号RMS求和:

式中，K＝2或4；α_i为第i通道传感器的权重系数。

同时，计算各通道传感器输出信号的主频信号的幅值：

A_i＝f_FFT(s) (4)

式中，s为采样序列，i＝1,…，K(K＝2或4)。

根据传感器所处安装位置，给每路传感器输出主频信号的幅值赋予一个权重β，然后将各路传感器输出主频信号幅值加权求和：

式中，K＝2或4；β_i为第i通道传感器输出主频信号幅值的加权系数；A_i为第i通道传感器输出主频信号的幅值。

综上，可以得到按压点位置坐标为loc0处，按压冲量值计算函数为：

Q＝γ₀f_rms+λ₀f_A (7)

式中，γ₀为所有传感器通道信号RMS和值的权重系数；λ₀为所有传感器通道信号主频信号幅值加权和值的权重系数。

以此，根据该Q即可获知实际触控板上按压产生的按压冲量值。由于触控板安装结构形式的影响，不同按压位置上相同按压力度下，按照以上方法所得的按压冲量计算函数的参数可能存在一定差异；为了准确得到任意一个按压位置上力度计算函数的参数，本发明进一步对触控板进行分块，如图2所示；对图2中每一个标定点(图中实心圆点所示位置)，通过标定实验，都可以获得一组其力度计算函数的参数；对于其他任意按压位置点，其力度计算函数的参数可通过双线性插值法得到。

整体上，所述触控板的按压冲量识别方法应用原理如图4所示，首先，手指按压触控板时，触控板上的压电传感器会感应到按压信号A1，该按压感应信号A1经过信号处理电路预处理，包括滤波、放大等过程后会获取到按压有效信号A2，A2经过模数转换后转换为数字信号D1；数字信号D1再次经过数字滤波，滤波掉设备特有噪声，从而获得较为纯粹的采样信号D2；数字信号D2经过专用的按压冲量识别算法，计算出按压冲量值。该按压冲量值进一步经过位置信息校核，从而输出最终的按压冲量值。

请参考图5所示，本发明还提供一种触控板的压力识别系统，所述系统包含处理模块103、触控板101、权重模块105、计算模块104和至少两个压电传感器102；所述触控板101用于根据按压动作产生的按压信号；所述压电传感器102安设于所述触控板101上，用于将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；所述权重模块105用于根据各所述压电传感器102的安设位置，获得各所述压电传感器102输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器102的特征信号所对应的第二权重系数；所述计算模块104分别与所述压电传感器102和所述权重模块105相连，用于根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；以及根据所述第二权重系数与所述压电传感器102的特征信号计算获得按压特征信号冲量值；所述处理模块103与所述计算模块104相连，用于根据所述按压信号冲量值和所述按压特征信号冲量值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。其中，所述压电传感器102包含压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体传感器或者其它具有压电效应的传感器。

在上述实施例中，所述权重模块105、计算模块104以及处理模块103可集成于一处理芯片MCU中，也可分别设置，本发明对其具体安装排布形式并不做具体限制；同时，为提高后续按压冲量检测的准确性，所述系统还包含预处理电路，所述预处理电路设置于所述压电传感器与所述计算模块之间，用于对所述电压信号进行滤波处理、放大处理、整流处理、开关处理、傅立叶变换处理、小波变换处理中一项或多项处理，获得预处理后的电压信号。因该些预处理电路为常见电路，为此本发明在此就不再一一说明，实际工作中为节约成本，该触控板的压力识别系统可直接采用现有电子设备的预处理电路执行上述电压信号预处理，也可单独采用相应功能的电路执行上述电压信号预处理。

综上所述，本发明所提供的触控板的按压冲量识别系统在实际使用过程中大体上可由三部分组成：处理器MCU、信号处理电路以及压电传感器，如图5所示，该图中以两颗压电传感器举例，压电传感器直接焊接在触控板前面板背面贴装的PCB印刷板上。处理器MCU和信号处理电路均焊接集成在该PCB上。该方案不改变原有触控板安装结构，只需在原有PCB上贴装压电传感器及增加相应的处理电路，即可实现触控板的按压冲量识别。

在本发明一优选实施例中，所述计算模块可包含差值计算单元和特征值计算单元；所述差值计算单元用于根据各所述压电传感器输出的电压信号计算各所述压电传感器输出波形的均方根值；根据各所述压电传感器输出波形的均方根值与所述第一权重系数获得各压电传感器输出的信号幅值；根据所述各压电传感器输出的信号幅值计算获得按压产生的按压信号冲量值；所述特征值计算单元用于根据各所述压电传感器的特征信号幅值与所述第二权重系数获得各压电传感器的特征信号冲量值；根据所述各压电传感器的特征信号冲量值计算获得按压特征信号冲量值。该差值计算单元和特征值计算单元的具体实现方法已在上述详细说明，在此就不再一一详述。

在本发明一实施例中，上述系统还可包含位置获取模块和校准模块；所述位置获取模块用于获取所述触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；所述校准模块用于根据所述按压位置获得对应的修正系数；以及根据所述修正系数修正所述按压冲量值。其中，所述位置获取模块可为现有电子设备的触摸屏，例如电容屏、电阻屏等识别设备；也可集成于所述计算模块中，利用各压电传感器的位置及接收到弹性波信号时间等条件来计算获得触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；具体结构及使用方式可根据实际情况选择设置，本发明在此并不做限制。

在本发明一实施例中，所述校准模块还可包含标定单元，所述标定单元用于通过棋盘标定法于所述触控板上标定复数个标定点；在相同按压压力条件下分别获取所述标定点的按压冲量值；将各所述标定点的按压冲量值与标准按压冲量值比较，获得各所述标定点的修正系数；所述校准模块根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数。其中，所述标定单元还包含：根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，通过双线性插值法获得所述按压位置所对应的修正系数。

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

通过本发明所提供的触控板的按压冲量识别方法及系统可在降低硬件成本的基础上实现触控板上手指按压的力度信息检测，其不仅让结构更简单、重量更轻，而且更省电。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，所述方法包含：

通过安设于触控板上的至少两个压电传感器，获取触控板上手指按压产生的按压信号，并将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；

根据各所述压电传感器的安设位置，获得各所述压电传感器输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器的特征信号所对应的第二权重系数；

根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；

根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值；

根据所述按压信号冲量值和所述按压特征信号冲量值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。

2.根据权利要求1所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，将所述按压信号分别转化为对应的电压信号包含：所述按压信号为弹性波信号；将所述弹性波信号分别转化为预定频率比例的电压信号。

3.根据权利要求2所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，将所述按压信号分别转化为预定频率比例的电压信号还包含：对所述电压信号进行滤波处理、放大处理、整流处理、开关处理、傅立叶变换处理、小波变换处理中一项或多项处理，获得预处理后的电压信号。

4.根据权利要求1所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值包含：根据各所述压电传感器输出的电压信号计算各所述压电传感器输出波形的均方根值；根据各所述压电传感器输出波形的均方根值与所述第一权重系数获得各压电传感器输出的信号冲量值；根据所述各压电传感器输出的信号冲量值计算获得按压产生的按压信号冲量值。

5.根据权利要求1所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值包含：根据各所述压电传感器的特征信号幅值与所述第二权重系数获得各压电传感器的特征信号冲量值；根据所述各压电传感器的特征信号冲量值计算获得按压特征信号冲量值。

6.根据权利要求1所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，所述方法还包含：

获取所述触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；

根据所述按压位置获得对应的修正系数；

根据所述修正系数修正所述按压冲量值。

7.根据权利要求6所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，根据所述按压位置获得对应的修正系数包含：

通过棋盘标定法于所述触控板上标定复数个标定点；在相同按压压力条件下分别获取所述标定点的按压冲量值；将各所述标定点的按压冲量值与标准按压冲量值比较，获得各所述标定点的修正系数；

根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数。

8.根据权利要求7所述的触控板的按压冲量识别方法，其特征在于，根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数包含：根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，通过双线性插值法获得所述按压位置所对应的修正系数。

9.一种触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述系统包含处理模块、触控板、权重模块、计算模块和至少两个压电传感器；

所述触控板用于根据按压动作产生按压信号；

所述压电传感器安设于所述触控板上，用于将所述按压信号分别转化为对应的电压信号；

所述权重模块用于根据各所述压电传感器的安设位置，获得各所述压电传感器输出信号所对应的第一权重系数和所述压电传感器的特征信号特征所对应的第二权重系数；

所述计算模块分别与所述压电传感器和所述权重模块相连，用于根据所述第一权重系数与所述电压信号计算获得按压产生的按压信号冲量值；以及根据所述第二权重系数与所述压电传感器的特征信号计算获得按压特征信号冲量值；

所述处理模块与所述计算模块相连，用于根据所述按压信号冲量值和所述按压特征信号冲量值获得所述触控板上按压产生的按压冲量值。

10.根据权利要求9所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述压电传感器包含压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体传感器或者其它具有压电效应的传感器。

11.根据权利要求9所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述系统还包含预处理电路，所述预处理电路设置于所述压电传感器与所述计算模块之间，用于对所述电压信号进行滤波处理、放大处理、整流处理、开关处理、傅立叶变换处理、小波变换处理中一项或多项处理，获得预处理后的电压信号。

12.根据权利要求9所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述计算模块包含差值计算单元，所述差值计算单元用于根据各所述压电传感器输出的电压信号计算各所述压电传感器输出波形的均方根值；根据各所述压电传感器输出波形的均方根值与所述第一权重系数获得各压电传感器输出的信号冲量值；根据所述各压电传感器输出的信号冲量值计算获得按压产生的按压信号冲量值。

13.根据权利要求9所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述计算模块包含特征值计算单元，所述特征值计算单元用于根据各所述压电传感器的特征信号幅值与所述第二权重系数获得各压电传感器的特征信号冲量值；根据所述各压电传感器的特征信号冲量值计算获得按压特征信号冲量值。

14.根据权利要求9所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述系统还包含位置获取模块和校准模块；

所述位置获取模块用于获取所述触控板上手指按压产生的按压信号的按压位置；

所述校准模块用于根据所述按压位置获得对应的修正系数；以及根据所述修正系数修正所述按压冲量值。

15.根据权利要求14所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述校准模块还包含标定单元，所述标定单元用于通过棋盘标定法于所述触控板上标定复数个标定点；在相同按压压力条件下分别获取所述标定点的按压冲量值；将各所述标定点的按压冲量值与标准冲量值比较，获得各所述标定点的修正系数；所述校准模块根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，获得所述按压位置所对应的修正系数。

16.根据权利要求15所述的触控板的按压冲量识别系统，其特征在于，所述标定单元还包含：根据所述按压位置与各所述标定点之间的位置关系以及各所述标定点的修正系数，通过双线性插值法获得所述按压位置所对应的修正系数。

17.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一所述方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至8任一所述方法的计算机程序。

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