CN111625147A - 一种基于耦合电容的手势识别方法、装置及系统 - Google Patents

一种基于耦合电容的手势识别方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于耦合电容的手势识别方法、装置及系统，用于解决现有技术中存在的无法确定操控体在三维平面上的坐标，从而无法识别复杂手势的技术问题，所述方法包括：以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系；获取第一传感器对应的电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定输出引脚序号为至少一个操控体在空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标；获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据差值，确定至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标；根据至少一个操控体在空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成至少一个操控体的运动轨迹，对运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。

Description

一种基于耦合电容的手势识别方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及手势识别技术，尤其涉及一种基于耦合电容的手势识别方法、装置及系统。
背景技术
触摸屏包括电阻触摸屏和电容触摸屏，电容触摸屏包括自电容触摸屏和互电容触摸屏，随着科技的进步，电容触摸屏越来越广泛的应用于各种设备。电容触摸屏在玻璃表面用氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)制作横向电极与纵向电极，自电容触摸屏中的横向电极与纵向电极分别与地构成了电容的两极，当操控体(例如手指或者其他的导电体)接近或触摸自电容触摸屏时，操控体的电容将会叠加到屏体电容上，使屏体电容量增加，互电容触摸屏中的横向电极与纵向电极构成了电容的两极，当操控体接近或触摸互电容触摸屏时，操控体将影响到附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量。
目前，当操控体接近或触摸电容触摸屏时，常通过电容触摸屏的电容变化来确定操控体在电容触摸屏上对应点的坐标，从而根据多个对应点的坐标识别手势，例如，当操控体接近或触摸电容触摸屏时，自电容触摸屏将分别检测横向与纵向电极，根据接近或触摸前后电容的变化，分别确定操控体在自电容触摸屏上对应点的X轴坐标和Y轴坐标，互电容触摸屏将根据发出激励信号的横向电极和接收激励信号的纵向电极，确定所有横向和纵向电极交汇点的电容量，即整个触摸屏的二维平面的电容大小，再根据触摸屏二维电容变化量数据，确定操控体在自电容触摸屏上对应点的X轴坐标和Y轴坐标。即通过电容触摸屏的电容变化来识别手势时，仅能确定操控体在二维平面上的坐标，即操控体的X轴坐标和Y轴坐标，而无法确定操控体在三维平面上的坐标，即操控体的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。
可见，现有技术中存在当通过电容触摸屏的电容变化来识别手势时，无法确定操控体在三维平面上的坐标，从而无法识别复杂手势的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种基于耦合电容的手势识别方法、装置及系统，用于解决现有技术中存在的当通过电容触摸屏的电容变化来识别手势时，无法确定操控体在三维平面上的坐标，从而无法识别复杂手势的技术问题。
第一方面，为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于耦合电容的手势识别方法，该方法的技术方案如下：
以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，所述空间直角坐标系的Z轴与所述接触面垂直；
获取第一传感器对应的所述电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定所述输出引脚序号为至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，所述第一传感器为所述电容触摸屏中与所述至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器；
获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，所述第一耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之外时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，所述第二耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之内时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值；
根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
在本申请实施例中，可以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，空间直角坐标系的Z轴与接触面垂直，然后获取第一传感器对应的电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定输出引脚序号为至少一个操控体在空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，第一传感器为电容触摸屏中与至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器，再获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据差值，确定至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，第一耦合电容值为Z轴坐标在预设区间之外时第一传感器与电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，第二耦合电容值为Z轴坐标在预设区间之内时第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，最后根据至少一个操控体在空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成至少一个操控体的运动轨迹，对所运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。通过至少一个操控体在接近或触摸电容触摸屏时传感器与TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值与未接近电容触摸屏时传感器与薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值的差值以及传感器对应的电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定至少一个操控体在三维平面上的坐标，从而识别复杂手势。
一种可选实施方式中，获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，包括：
获取所述电容触摸屏中的集成电路的充电模块向所述第一传感器输入的电容值，其中，所述充电模块用于向所述电容触摸屏中信号量增加的传感器输入电容值以降低所述传感器的信号量；
确定所述电容值为所述第一耦合电容值与所述第二耦合电容值之间的差值。
一种可选实施方式中，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，包括：
采用第一公式对所述差值进行相关运算，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标；
所述第一公式，具体为：
Figure BDA0002513224930000041
其中，d为所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，Cf为所述差值，ε为相对介电常数，S为所述至少一个操控体与所述第一传感器之间的正对面积，k为静电力常量。
一种可选实施方式中，根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，包括：
判断所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的任一空间坐标中的Z轴坐标是否在预设区间之内；
若在，则确定所述任一空间坐标为有效空间坐标；
根据所述有效空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹。
第二方面，提供一种基于耦合电容的手势识别装置，包括：
第一处理模块，用于以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，所述空间直角坐标系的Z轴与所述接触面垂直；
第一确定模块，用于获取第一传感器对应的所述电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定所述输出引脚序号为至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，所述第一传感器为所述电容触摸屏中与所述至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器；
第二确定模块，用于获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，所述第一耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之外时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，所述第二耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之内时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值；
第二处理模块，用于根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
一种可选实施方式中，所述第一确定模块具体用于：
获取所述电容触摸屏中的集成电路的充电模块向所述第一传感器输入的电容值，其中，所述充电模块用于向所述电容触摸屏中信号量增加的传感器输入电容值以降低所述传感器的信号量；
确定所述电容值为所述第一耦合电容值与所述第二耦合电容值之间的差值。
一种可选实施方式中，所述第一确定模块具体用于：
采用第一公式对所述差值进行相关运算，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标；
所述第一公式，具体为：
Figure BDA0002513224930000051
其中，d为所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，Cf为所述差值，ε为相对介电常数，S为所述至少一个操控体与所述第一传感器之间的正对面积，k为静电力常量。
一种可选实施方式中，所述第二处理模块具体用于：
判断所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的任一空间坐标中的Z轴坐标是否在预设区间之内；
若在，则确定所述任一空间坐标为有效空间坐标；
根据所述有效空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹。
第三方面，本申请实施例提供一种基于耦合电容的手势识别系统，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行第一方面中的任一种实施方式包括的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行第一方面中的任一种实施方式包括的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请实施例中的一种设置有电容触摸屏的电子设备的结构示意图；
图2-1为本申请实施例中的一种基于耦合电容的手势识别方法的流程示意图；
图2-2为本申请实施例中的一种设置有电容触摸屏的电子设备的结构示意图；
图3为本申请实施例中的一种基于耦合电容的手势识别装置的结构示意图；
图4为本申请实施例中的一种基于耦合电容的手势识别系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，能够以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的保护。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例中，“至少一个”可以表示至少两个，例如可以是两个、三个或者更多个，本申请实施例不做限制。
另外，本文中术语“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“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
目前，当操控体接近或触摸电容触摸屏时，常通过电容触摸屏的电容变化来确定操控体在电容触摸屏上对应点的坐标，从而根据多个对应点的坐标识别手势，例如，当操控体接近或触摸电容触摸屏时，自电容触摸屏将分别检测横向与纵向电极，根据接近或触摸前后电容的变化，分别确定操控体在自电容触摸屏上对应点的X轴坐标和Y轴坐标，互电容触摸屏将根据发出激励信号的横向电极和接收激励信号的纵向电极，确定所有横向和纵向电极交汇点的电容量，即整个触摸屏的二维平面的电容大小，再根据触摸屏二维电容变化量数据，确定操控体在自电容触摸屏上对应点的X轴坐标和Y轴坐标。即通过电容触摸屏的电容变化来识别手势时，仅能确定操控体在二维平面上的坐标，即操控体的X轴坐标和Y轴坐标，而无法确定操控体在三维平面上的坐标，即操控体的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。可见，现有技术中存在当通过电容触摸屏的电容变化来识别手势时，无法确定操控体在三维平面上的坐标，从而无法识别复杂手势的问题。
鉴于此，本申请实施例提供一种基于耦合电容的手势识别方法，该方法可以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，空间直角坐标系的Z轴与接触面垂直，然后获取第一传感器对应的电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定输出引脚序号为至少一个操控体在空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，第一传感器为电容触摸屏中与至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器，再获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据差值，确定至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，第一耦合电容值为Z轴坐标在预设区间之外时第一传感器与电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，第二耦合电容值为Z轴坐标在预设区间之内时第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，最后根据至少一个操控体在空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成至少一个操控体的运动轨迹，对所运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。通过至少一个操控体在接近或触摸电容触摸屏时传感器与TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值与未接近电容触摸屏时传感器与薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值的差值以及传感器对应的电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定至少一个操控体在三维平面上的坐标，从而识别复杂手势。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过说明书附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
图1为本申请实施例所提供方法可适用的一种设置有电容触摸屏的电子设备的结构，因为可适用本申请实施例所提供方法的设置有电容触摸屏的电子设备包括设置有电容触摸屏的平板电脑、智能手表、智能手机等，为了方便说明，本申请实施例提供一种设置有电
容触摸屏的手机作为可适用本申请实施例所提供方法的设置有电容触摸屏的电子设备，当然本申请实施例所提供的方法可以适用到多种设置有电容触摸屏的电子设备上，应当理解图1所示的设置有电容触摸屏的电子设备是对可适用本申请实施例所提供方法的基于耦合电容的手势识别系统的详细的说明，而不是对可适用本申请实施例所提供方法的设置有电容触摸屏的电子设备的限定。
图1所示的手机的电容触摸屏在接触面的玻璃表面用氧化铟锡(Indium tinoxide，ITO)制作横向电极与纵向电极，O(0,0,0)为电容触摸屏的接触面的中心点，以O(0,0,0)为原点建立空间直角坐标系，其中，空间直角坐标系的Z轴与电容触摸屏的接触面垂直，O1(X,Y,Z)为某一时刻操作体(例如手指或者其他的导电体)与电容触摸屏的相对位置。该电容触摸屏可为自电容触摸屏，也可以为互电容触摸屏，若电容触摸屏为自电容触摸屏，则电容触摸屏中的横向电极与纵向电极分别与地构成了电容的两极，当操控体接近或触摸电容触摸屏时，操控体的电容将会叠加到屏体电容上，使屏体电容量增加；若电容触摸屏为互电容触摸屏，则电容触摸屏中的横向电极与纵向电极构成了电容的两极，当操控体接近或触摸电容触摸屏时，操控体将影响到附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量。请参见图2-1，为本申请实施例提供的一种基于耦合电容的手势识别方法，该方法可以由前述图1所示的设置有电容触摸屏的电子设备执行。该方法的具体流程描述如下。
步骤201：以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，所述空间直角坐标系的Z轴与所述接触面垂直。
在本申请实施例中，电容触摸屏中的多个传感器可将电容触摸屏的接触面划分成多个大小相等的传感器块，以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，空间直角坐标系的Z轴与电容触摸屏的接触面垂直，即以电容触摸屏中设定传感器块为原点建立空间直角坐标系，该传感器可以位于电容触摸屏的中心点，例如，参见图2-2，电容触摸屏中的多个传感器将电容触摸屏的接触面划分成7x3个大小相等的传感器块，其中，7为横排，3为竖列，则以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，即以位于横4竖2的传感器块为原点建立空间直角坐标系。
步骤202：获取第一传感器对应的所述电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定所述输出引脚序号为至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，所述第一传感器为所述电容触摸屏中与所述至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器。
在本申请实施例中，当至少一个操控体接近或触摸电容触摸屏时，会与附近的多个传感器形成耦合电容，增大附近的多个传感器的信号量，确定与至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器为第一传感器，其中，至少一个操控体可以为手指，也可以为其他的导电体。
电容触摸屏中的多个传感器与电容触摸屏中的集成电路(Integrated circuit，IC)通过金属走线相连接，每根金属走线的序号与IC的输入/输出引脚(input/output)序号一一对应，即每个传感器与IC的输入/输出引脚(input/output)序号一一对应。当至少一个操控体与第一传感器形成耦合电容时，第一传感器与电容触摸屏中的薄膜晶体管(TFT)电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，跟第一传感器附件的其他传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值相比较将出现差异，其中，TFT电源信号控制走线位于各个传感器之间。根据反馈的差异信号，获取与第一传感器对应的IC的输出引脚序号，确定该输出引脚序号为至少一个操控体在空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，为了便于理解，下面以举例的形式进行说明：
例如，当至少一个操控体与第一传感器形成耦合电容时，第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，跟第一传感器附件的其他传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值相比较出现差异，第一传感器通过与IC相连接的金属走线5将该差异反馈给IC，因为每根金属走线的序号与IC的输出引脚序号一一对应，则可确定与第一传感器对应的IC的输出引脚序号为5，进而确定至少一个操控体在空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标为5。
步骤203：获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，所述第一耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之外时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，所述第二耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之内时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值。
在本申请实施例中，电容触摸屏中的IC包括充电模块，该充电模块由不同容值的充值电容组成，用于在电容触摸屏显示不同的色彩时，通过充放电使得电容触摸屏的每个传感器的信号量相同，当至少一个操控体接近或触摸第一传感器时，将与第一传感器形成耦合电容，增大第一传感器的信号量，此时IC的充电模块将向第一传感器输入电容，以降低第一传感器的信号量，避免第一传感器附近的其他传感器受到影响，所以IC的充电模块向第一传感器输入的电容值为第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，其中，第一耦合电容值为至少一个操控体未接近或触摸第一传感器时第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，即至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标在预设区间之外时第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，第二耦合电容值为至少一个操控体接近或触摸第一传感器时第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，即至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标在预设区间之外时第一传感器与电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值。为了便于理解，下面以举例的形式进行说明：
例如，IC由不同容值的充值电容组成的充电模块先向第一传感器输入10个100pF的充值电容，发现第一传感器的信号量仍然偏高，再向第一传感器输入5个10pF的充值电容，发现第一传感器的信号量正常，则确定IC的充电模块向第一传感器输入的电容值为Cf＝100pF*10+10pF*5＝1050pF，即第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值为1050pF。
在获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值之后，因为第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值就是至少一个操控体与第一传感器之间形成的耦合电容值，所以可采用第一公式对第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值进行相关运算，确定至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标，具体的，第一公式为：
Figure BDA0002513224930000111
其中，d为至少一个操控体在空间直角坐标系下的Z轴坐标，Cf为第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，ε为相对介电常数，S为至少一个操控体与第一传感器之间的正对面积，k为静电力常量。
步骤203：根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
在本申请实施例中，判断至少一个操控体在空间直角坐标系下的任一空间坐标中的Z轴坐标是否在预设区间之内，若在，则确定任一空间坐标为有效空间坐标，根据有效空间坐标的变化，生成至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
基于同一发明构思，本申请实施例提供一种基于耦合电容的手势识别装置，该基于耦合电容的手势识别装置能够实现前述的基于耦合电容的手势识别方法对应的功能。该基于耦合电容的手势识别装置可以是硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块。该基于耦合电容的手势识别装置可以由芯片系统实现，芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。请参见图3所示，该基于耦合电容的手势识别装置包括第一处理模块301、第一确定模块302、第二确定模块303、第二处理模块304，其中：
第一处理模块301，用于以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，所述空间直角坐标系的Z轴与所述接触面垂直；
第一确定模块302，用于获取第一传感器对应的所述电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定所述输出引脚序号为至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，所述第一传感器为所述电容触摸屏中与所述至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器；
第二确定模块303，用于获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，所述第一耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之外时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，所述第二耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之内时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值；
第二处理模块304，用于根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
一种可选实施方式中，所述第一确定模块302具体用于：
获取所述电容触摸屏中的集成电路的充电模块向所述第一传感器输入的电容值，其中，所述充电模块用于向所述电容触摸屏中信号量增加的传感器输入电容值以降低所述传感器的信号量；
确定所述电容值为所述第一耦合电容值与所述第二耦合电容值之间的差值。
一种可选实施方式中，所述第一确定模块302具体用于：
采用第一公式对所述差值进行相关运算，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标；
所述第一公式，具体为：
Figure BDA0002513224930000131
其中，d为所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，Cf为所述差值，ε为相对介电常数，S为所述至少一个操控体与所述第一传感器之间的正对面积，k为静电力常量。
一种可选实施方式中，所述第二处理模块304具体用于：
判断所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的任一空间坐标中的Z轴坐标是否在预设区间之内；
若在，则确定所述任一空间坐标为有效空间坐标；
根据所述有效空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹。
基于同一发明构思，本申请实施例提供一种基于耦合电容的手势识别系统，请参见图4所述，该基于耦合电容的手势识别系统包括至少一个处理器402，以及与至少一个处理器连接的存储器401，本申请实施例中不限定处理器402与存储器401之间的具体连接介质，图4是以处理器402和存储器401之间通过总线400连接为例，总线400在图4中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不以此为限。总线400可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
在本申请实施例中，存储器401存储有可被至少一个处理器402执行的指令，至少一个处理器402通过调用存储器401存储的指令，可以执行前述的基于耦合电容的手势识别方法中所包括的步骤。其中，处理器402是基于耦合电容的手势识别系统的控制中心，可以利用各种接口和线路连接整个基于耦合电容的手势识别系统的各个部分，通过执行存储在存储器401内的指令，从而实现基于耦合电容的手势识别系统的各种功能。可选的，处理器402可包括一个或多个处理单元，处理器402可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器402中。在一些实施例中，处理器402和存储器401可以在同一芯片上实现，在一些实施例中，它们也可以在独立的芯片上分别实现。
存储器401作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器401可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random AccessMemory，RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器401是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器401还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
处理器402可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的基于耦合电容的手势识别方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
通过对处理器402进行设计编程，可以将前述实施例中介绍的基于耦合电容的手势识别方法所对应的代码固化到芯片内，从而使芯片在运行时能够执行前述的基于耦合电容的手势识别方法的步骤，如何对处理器402进行设计编程为本领域技术人员所公知的技术，这里不再赘述。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如前述的基于耦合电容的手势识别方法的步骤。
在一些可能的实施方式中，本申请提供的基于耦合电容的手势识别方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在基于耦合电容的手势识别系统上运行时，程序代码用于使该基于耦合电容的手势识别系统执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的基于耦合电容的手势识别方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请的方法、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。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于耦合电容的手势识别方法，其特征在于，包括：
以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，所述空间直角坐标系的Z轴与所述接触面垂直；
获取第一传感器对应的所述电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定所述输出引脚序号为至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，所述第一传感器为所述电容触摸屏中与所述至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器；
获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，所述第一耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之外时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，所述第二耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之内时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值；
根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，包括：
获取所述电容触摸屏中的集成电路的充电模块向所述第一传感器输入的电容值，其中，所述充电模块用于向所述电容触摸屏中信号量增加的传感器输入电容值以降低所述传感器的信号量；
确定所述电容值为所述第一耦合电容值与所述第二耦合电容值之间的差值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，包括：
采用第一公式对所述差值进行相关运算，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标；
所述第一公式，具体为：
Figure FDA0002513224920000021
其中，d为所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，Cf为所述差值，ε为相对介电常数，S为所述至少一个操控体与所述第一传感器之间的正对面积，k为静电力常量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，包括：
判断所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的任一空间坐标中的Z轴坐标是否在预设区间之内；
若在，则确定所述任一空间坐标为有效空间坐标；
根据所述有效空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹。
5.一种基于耦合电容的手势识别装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于以电容触摸屏的接触面的中心点为原点建立空间直角坐标系，其中，所述空间直角坐标系的Z轴与所述接触面垂直；
第一确定模块，用于获取第一传感器对应的所述电容触摸屏中的集成电路的输出引脚序号，确定所述输出引脚序号为至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的X轴坐标和Y轴坐标，其中，所述第一传感器为所述电容触摸屏中与所述至少一个操控体形成耦合电容且信号量的增值最大的传感器；
第二确定模块，用于获取第一耦合电容值与第二耦合电容值之间的差值，根据所述差值，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，其中，所述第一耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之外时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的薄膜晶体管TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值，所述第二耦合电容值为所述Z轴坐标在预设区间之内时所述第一传感器与所述电容触摸屏中的TFT电源信号控制走线之间形成的耦合电容值；
第二处理模块，用于根据所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹，对所述运动轨迹进行识别，得到手势识别结果。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：
获取所述电容触摸屏中的集成电路的充电模块向所述第一传感器输入的电容值，其中，所述充电模块用于向所述电容触摸屏中信号量增加的传感器输入电容值以降低所述传感器的信号量；
确定所述电容值为所述第一耦合电容值与所述第二耦合电容值之间的差值。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：
采用第一公式对所述差值进行相关运算，确定所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标；
所述第一公式，具体为：
Figure FDA0002513224920000031
其中，d为所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的Z轴坐标，Cf为所述差值，ε为相对介电常数，S为所述至少一个操控体与所述第一传感器之间的正对面积，k为静电力常量。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块具体用于：
判断所述至少一个操控体在所述空间直角坐标系下的任一空间坐标中的Z轴坐标是否在预设区间之内；
若在，则确定所述任一空间坐标为有效空间坐标；
根据所述有效空间坐标的变化，生成所述至少一个操控体的运动轨迹。
9.一种基于耦合电容的手势识别系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行权利要求1-4任一项所述的方法包括的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1-4任一项所述的方法包括的步骤。
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