CN113437960A - 一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法，包括：分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，若任意一个键值变化量满足预设要求则认为存在触摸；将任意两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量；根据第一目标键值变化量和第二目标键值变化量的大小关系，确定第一距离和第二距离的比例，得到键值比例；第一距离和第二距离分别为触摸点分别到第一目标键值变化量对应的触摸按键和第二目标键值变化量对应的触摸按键的距离；根据键值比例得到触摸点的位置信息。根据键值变化量大小从而判断触摸点到触摸按键的距离关系，再确定位置信息；处理过程简单可靠，灵活性高，降低了综合成本。
Description
技术领域
本发明涉及电容式触摸技术领域，尤其涉及一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法。
背景技术
随着电容触摸按键在家用电器等电子产品上的日益普及，越来越多的用户通过电容触摸按键对电子产品进行操作，以享受电容触摸按键为生活带来的便利，电容触摸按键主要利用人体自带电容会改变按键上的电容量，通过检测电容的电荷量改变或者电容改变引发的电压电流改变来确定触摸是否触发。随着应用的深入，为了替代机械旋钮，环形触摸按键出现。
但是现有技术中，环形触摸的实现依托于高匹配性要求的硬件设计，并还会存在位置分布不均的问题，这使得开发过程缺乏灵活性且增加了开发维护成本。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法。
在一个实施例中，本发明提供一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法，包括：
分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，若任意一个键值变化量满足预设要求则认为存在触摸；
将任意两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量；根据第一目标键值变化量和第二目标键值变化量的大小关系，确定第一距离和第二距离的比例，得到键值比例；第一距离和第二距离分别为触摸点分别到第一目标键值变化量对应的触摸按键和第二目标键值变化量对应的触摸按键的距离；
根据键值比例得到触摸点的位置信息。
在一个实施例中，将任意两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量，包括：
将其中最大的两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量。
在一个实施例中，将其中最大的两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量，包括：
确定最大的一个键值变化量为第一目标键值变化量；
判断与第一目标键值变化量对应的触摸按键相邻的两个触摸按键的键值变化量的大小关系，将较大的一个键值变化量确定为第二目标键值变化量。
在一个实施例中，根据键值比例得到触摸点的位置信息，包括：
根据键值比例得到触摸点所在位置的角度信息；
根据角度信息得到位置信息。
在一个实施例中，分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，包括：
分别获取多个触摸按键的当前键值；
分别将多个触摸按键的当前键值减去自身的基准值，得到多个键值变化量。
在一个实施例中，若任意一个键值变化量满足预设要求则认为存在触摸，包括：
分别将多个键值变化量与第一阈值进行比对，若存在一个键值变化量大于第一阈值则认为存在触摸。
在一个实施例中，上述电容式触摸按键实现环形触摸的方法还包括：
分别将多个键值变化量与第一阈值、第二阈值和第三阈值进行比对，第一阈值大于第二阈值，第二阈值大于第三阈值，第二阈值和第三阈值互为相反数；
若不存在一个键值变化量大于第一阈值，以及存在一个键值变化量小于第一阈值且大于第二阈值；则认为不存在触摸且对应的触摸按键出现异常；
若不存在一个键值变化量大于第一阈值，以及存在一个键值变化量小于第三阈值；则认为不存在触摸且对应的触摸按键出现异常；
对出现异常的触摸按键的基准值进行更新。
在一个实施例中，对出现异常的触摸按键的基准值进行更新，包括：
更新后的基准值＝更新前的基准值+出现异常的触摸按键对应的键值变化量*k；
其中，k为预设常数且为正。
在一个实施例中，在分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量的步骤之前，还包括：
针对所有触摸按键进行自适应处理，将每个触摸按键在不存在触摸时的键值作为自身的基准值。
在一个实施例中，在分别将多个触摸按键的当前键值减去自身的基准值的步骤之前，上述电容式触摸按键实现环形触摸的方法还包括：
分别对多个当前键值进行滑动均值滤波处理。
通过上述电容式触摸按键实现环形触摸的方法，根据两个触摸按键的键值变化量大小从而判断出触摸点分别到两个触摸按键的距离关系，从而可以确定触摸点在两个触摸按键之间的某个位置上。处理过程简单可靠，灵活性高；并且只需要三个以上呈环形阵列分别的触摸按键即可，降低了综合成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本发明一个实施例中电容式触摸按键实现环形触摸的方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例中多个触摸按键分布的结构示意图；
图3为本发明一个实施例中多个触摸按键对应的键值变化量的曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，在一个实施例中，本发明提供一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法，包括：
步骤102，分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，若任意一个键值变化量满足预设要求则认为存在触摸。
其中，键值变化量可以直接就等于对应的电容变化量、电流变化量或电压变化量，也可以是基于映射关系根据电容变化量、电流变化量或电压变化量简化得到的另一个数据量，具体键值变化量表达的含义在此不作限定。
其中，由于自身硬件或环境的影响，会存在一定的噪声，因此当不存在触摸时也会有一定的键值变化量，因此需要进一步判断键值变化量是否满足预设要求，若满足才认为存在触摸。
其中，如图2所示，当存在触摸时，多个触摸按键都会存在一定的键值变化量；若触摸点在触摸按键A上时，触摸按键A的键值变化量必然是最大且满足预设要求的，而触摸按键B和触摸按键C虽然也存在键值变化量但不满足预设要求；因此只需要判断存在一个触摸按键的键值变化量满足预设要求即认为存在触摸。
步骤104，将任意两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量；根据第一目标键值变化量和第二目标键值变化量的大小关系，确定第一距离和第二距离的比例，得到键值比例。
其中，第一距离和第二距离分别为触摸点分别到第一目标键值变化量对应的触摸按键和第二目标键值变化量对应的触摸按键的距离。
其中，本实施例通过不同键值变化量的大小关系来确定触摸点分别到不同触摸键值的距离关系，因此需要先确定两个触摸键值为参考点。
其中，如图2所示，若触摸点在触摸按键A和触摸按键B之间的中部时，此时触摸按键A和触摸按键B的键值变化量相等且大于触摸按键C的键值变化量。此外，由于默认触摸点在三个触摸按键所形成的环上，因此可以通过任意两个键值变化量来得到键值比例。
步骤106，根据键值比例得到触摸点的位置信息。
其中，由于触摸按键的坐标是确定的，因此可以进一步通过键值比例得到触摸点的位置信息。
通过上述电容式触摸按键实现环形触摸的方法，根据两个触摸按键的键值变化量大小从而判断出触摸点分别到两个触摸按键的距离关系，从而可以确定触摸点在两个触摸按键之间的某个位置上。处理过程简单可靠，灵活性高；并且只需要三个以上呈环形阵列分别的触摸按键即可，降低了综合成本。
在一个实施例中，将任意两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量，包括：
将其中最大的两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量。
其中，最大的两个键值变化量对应的两个触摸按键必然离触摸点最近，且触摸点在这两个触摸按键之间或者在其中一个触摸按键上，如此使得第一距离和第二距离的比例计算过程更加简化，从而提高效率和可靠性。
在一个实施例中，将其中最大的两个键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量，包括：
确定最大的一个键值变化量为第一目标键值变化量；
判断与第一目标键值变化量对应的触摸按键相邻的两个触摸按键的键值变化量的大小关系，将较大的一个键值变化量确定为第二目标键值变化量。
通过先确定最大的一个键值变化量，则与之相邻的两个键值变化量中必有一个为第二大，因此能够稳定可靠的确定最大的两个键值变化量。
在一个实施例中，根据键值比例得到触摸点的位置信息，包括：
根据键值比例得到触摸点所在位置的角度信息；
根据角度信息得到位置信息。
其中，根据键值比例可以确定依次经过环的圆心和触摸点的射线，进而计算该射线与基准线之间的角度，即为触摸点所在位置的角度信息。然后根据角度信息和环的半径即可计算触摸点所在的位置信息。
在一个实施例中，当changedata[dec_num]>changedata[inc_num]时；
键值比例D1为：
D1＝100*(changedata[max_sum]-changedata[dec_num])/changedata[max_num])；
角度信息A1为：
A1＝(angel_const/2)*(100+D1)/100+(angel_const*dec_num)；
当changedata[dec_num]<＝changedata[inc_num]时；
键值比例D2为：
D2＝100*(changedata[max_sum]-changedata[inc_num])/changedata[max_num])；
角度信息A2为：
A2＝(angel_const/2)*(100-D1)/100+(angel_const*max_num)；
其中，changedata[max_sum]表示最大的一个键值变化量；
changedata[dec_num]表示最大的一个键值变化量对应的触摸按键的前一个触摸按键的键值变化量；
changedata[inc_num]表示最大的一个键值变化量对应的触摸按键的后一个触摸按键的键值变化量；触摸按键的前后顺序按照逆时针顺序；
angel_const表示角度常数，angel_const＝360/触摸按键的个数；
angel_const*dec_num表示最大的一个键值变化量对应的触摸按键的前一个触摸按键的角度信息；
angel_const*max_num表示最大的一个键值变化量对应的触摸按键的角度信息。
在一个实施例中，分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，包括：
分别获取多个触摸按键的当前键值；
分别将多个触摸按键的当前键值减去自身的基准值，得到多个键值变化量。
在一个实施例中，若任意一个键值变化量满足预设要求则认为存在触摸，包括：
分别将多个键值变化量与第一阈值进行比对，若存在一个键值变化量大于第一阈值则认为存在触摸。
其中，大于第一阈值的键值变化量为有效触摸变化量。
其中，如图2所示，若手指从触摸按键A开始触摸依次经过触摸按键B和触摸按键C后回到触摸按键A，则三个触摸按键对应的键值变化量如图3所示，横坐标可以为角度或时间，曲线a、曲线b和曲线c分别为触摸按键A、触摸按键B和触摸按键C对应的键值变化量。图3中，曲线a和曲线b分别有两个交点，上方交点表示触摸点位于触摸按键A和触摸按键B之间的中部，下方交点表示触摸点位于触摸按键C上；同理的，触摸按键B和触摸按键C也存在上方交点和下方交点，触摸按键A和触摸按键C也存在上方交点和下方交点；从图3可以看出，最大的按键变化量不会低于上方交点对应的幅值，因此可以将第一阈值设置为小于上方交点对应的幅值。
在一个实施例中，上述电容式触摸按键实现环形触摸的方法还包括：
分别将多个键值变化量与第一阈值、第二阈值和第三阈值进行比对，第一阈值大于第二阈值，第二阈值大于第三阈值，第二阈值和第三阈值互为相反数；
若不存在一个键值变化量大于第一阈值，以及存在一个键值变化量小于第一阈值且大于第二阈值；则认为不存在触摸且对应的触摸按键出现异常；
若不存在一个键值变化量大于第一阈值，以及存在一个键值变化量小于第三阈值；则认为不存在触摸且对应的触摸按键出现异常；
对出现异常的触摸按键的基准值进行更新。
其中，第二阈值和第三阈值之间的键值变化量是指常规噪声变化量，而第一阈值和第二阈值之间的键值变化量以及小于第三阈值的键值变化量是指异常变化量。
其中，如图3所示，当触摸点在其中一个触摸按键上时，该触摸按键的键值变化量最大，而其他两个触摸按键的键值变化量可能落入第二阈值和第三阈值之间，然而这是正常触摸而非出现异常，因此判断触摸按键是否出现异常前需要先排除存在触摸的情况。
在一个实施例中，对出现异常的触摸按键的基准值进行更新，包括：
更新后的基准值＝更新前的基准值+出现异常的触摸按键对应的键值变化量*k；
其中，k为预设常数且为正。
其中，由于键值变化量为矢量，因此当当前键值小于基准值时键值变化量为负，加上键值变化量*k相当于基准值变小；也就是说出现异常使触摸按键的键值变小，为了不影响后续计算键值变化量的准确性，需要将基准值同样的变小。同理的，当当前键值大于基准值时键值变化量为正，加上键值变化量*k相当于基准值变大；也就是说出现异常使触摸按键的键值变大，为了不影响后续计算键值变化量的准确性，需要将基准值同样的变大。
其中，k可以设为1/3、1/2或2/3等。
在一个实施例中，在分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量的步骤之前，还包括：
针对所有触摸按键进行自适应处理，将每个触摸按键在不存在触摸时的键值作为自身的基准值。
其中，自适应处理是为了防止因走线方式与触摸按键形状等差异产生的寄生电容影响键值变化量的计算。若单纯的对所有触摸按键根据本身的电容量设置对应的基准值，而寄生电容会导致未触摸时出现较大的键值变化量，如此会使后续的键值变化量计算不准确，最终导致计算的位置信息出错。
在一个实施例中，在分别将多个触摸按键的当前键值减去自身的基准值的步骤之前，上述电容式触摸按键实现环形触摸的方法还包括：
分别对多个当前键值进行滑动均值滤波处理。
其中，对于每个触摸按键的键值采集，都是按照系统设定的频率进行的，在该过程中可能由于系统或环境的噪声导致连续采集的键值出现波动，而滑动均值滤波则能够根据键值的连续性将突变的键值进行修正，从而避免了噪声带来的影响。
在一个实施例中，对所有触摸按键进行自适应处理，当手指触摸后，获取多个触摸按键的当前键值，对每个当前键值进行滑动均值滤波处理，根据每个触摸按键的基准值计算对应的键值变化量，判断是否存在触摸，若存在则根据键值变化量计算键值比例，根据键值比例计算角度信息，根据角度信息和半径得到触摸点所在的位置信息。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，包括：
分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，若任意一个所述键值变化量满足预设要求则认为存在触摸；
将任意两个所述键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量；根据所述第一目标键值变化量和所述第二目标键值变化量的大小关系，确定第一距离和第二距离的比例，得到键值比例；所述第一距离和所述第二距离分别为触摸点分别到所述第一目标键值变化量对应的触摸按键和所述第二目标键值变化量对应的触摸按键的距离；
根据所述键值比例得到所述触摸点的位置信息。
2.根据权利要求1所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，所述将任意两个所述键值变化量分别确定为第一目标键值变化量和第二目标键值变化量，包括：
将其中最大的两个所述键值变化量分别确定为所述第一目标键值变化量和所述第二目标键值变化量。
3.根据权利要求2所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，所述将其中最大的两个所述键值变化量分别确定为所述第一目标键值变化量和所述第二目标键值变化量，包括：
确定最大的一个所述键值变化量为所述第一目标键值变化量；
判断与所述第一目标键值变化量对应的所述触摸按键相邻的两个所述触摸按键的所述键值变化量的大小关系，将较大的一个所述键值变化量确定为所述第二目标键值变化量。
4.根据权利要求1所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，所述根据所述键值比例得到所述触摸点的位置信息，包括：
根据所述键值比例得到所述触摸点所在位置的角度信息；
根据所述角度信息得到所述位置信息。
5.根据权利要求1所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，所述分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量，包括：
分别获取多个所述触摸按键的当前键值；
分别将多个所述触摸按键的所述当前键值减去自身的基准值，得到多个所述键值变化量。
6.根据权利要求5所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，所述若任意一个所述键值变化量满足预设要求则认为存在触摸，包括：
分别将多个所述键值变化量与第一阈值进行比对，若存在一个所述键值变化量大于所述第一阈值则认为存在触摸。
7.根据权利要求6所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，还包括：
分别将多个所述键值变化量与所述第一阈值、第二阈值和第三阈值进行比对，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第三阈值，所述第二阈值和所述第三阈值互为相反数；
若不存在一个所述键值变化量大于所述第一阈值，以及存在一个所述键值变化量小于所述第一阈值且大于所述第二阈值；则认为不存在触摸且对应的所述触摸按键出现异常；
若不存在一个所述键值变化量大于所述第一阈值，以及存在一个所述键值变化量小于第三阈值；则认为不存在触摸且对应的所述触摸按键出现异常；
对出现异常的所述触摸按键的所述基准值进行更新。
8.根据权利要求7所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，所述对出现异常的所述触摸按键的所述基准值进行更新，包括：
更新后的所述基准值＝更新前的所述基准值+出现异常的所述触摸按键对应的所述键值变化量*k；
其中，k为预设常数且为正。
9.根据权利要求5所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，在所述分别获取至少三个呈环形阵列分布的触摸按键对应的键值变化量的步骤之前，还包括：
针对所有所述触摸按键进行自适应处理，将每个所述触摸按键在不存在触摸时的键值作为自身的所述基准值。
10.根据权利要求5所述的电容式触摸按键实现环形触摸的方法，其特征在于，在所述分别将多个所述触摸按键的所述当前键值减去自身的基准值的步骤之前，还包括：
分别对多个所述当前键值进行滑动均值滤波处理。
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