CN113791700A - 基于弹性波的交互方法、装置、交互平板和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了基于弹性波的交互方法、装置、交互平板和存储介质，该交互方法用于交互平板，交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，交互平板配置有书写笔，交互平板的边框设置用于放置书写笔的笔槽，该方法包括：接收触控模组生成的触控传感数据和弹性波传感器生成的弹性波数据；触控传感数据在书写笔与显示屏接触时产生，弹性波数据在书写笔与显示屏或边框发生接触状态变化产生；根据弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与交互平板的接触状态的变化类型；确认变化类型为书写笔从笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。本方案实现了对不同书写笔与交互平板的接触状态的精准检测和响应。

Description

基于弹性波的交互方法、装置、交互平板和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及交互技术领域，尤其涉及基于弹性波的交互方法、装置、交互平板和存储介质。
背景技术
随着智能化技术的发展，日常生活中人们接触的电子产品种类日益丰富，其中基于触控技术实现的交互类电子产品，因为良好的人机交互体验呈现越来全面的功能集成趋势。交互平板是其中一种具有代表性的一体化设备，适应于会议、教学、商业展示等群体交互场合，这种设备集成了投影机、视频会议等多种功能。
为优化交互平板的使用体验，交互平板配置的书写笔会采用吸附的方式，实现在交互平板上的快捷取用和放置，并且为了在书写笔取用时快速进入使用状态，通常会在吸附书写笔的位置设置基于光学的传感器，以检测书写笔的吸附状态，发明人在使用这种检测和交互方式时发现，基于光学的传感器容易因为其它物体遮挡、静电干扰等导致误触发，并且只能获得有笔和无笔两种状态，检测到的信息单一。
发明内容
本发明提供了一种基于弹性波的交互方法、装置、交互平板和存储介质，以解决现有技术中弹性波数据和触控传感数据不能同步融合，导致对同一触控操作的交互响应不能保持前后准确一致的显示效果的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于弹性波的交互方法，用于交互平板，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽，所述方法包括：
接收所述触控模组生成的触控传感数据和所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；
根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；
确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于弹性波的交互装置，用于交互平板，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽，所述装置包括：
数据接收单元，用于接收所述触控模组生成的触控传感数据和由所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；
类型确认单元，用于根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；
应用启动单元，用于确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。
第三方面，本发明实施例还提供了一种交互平板，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述交互平板实现如第一方面所述的基于弹性波的交互方法。
第四方面，本发明实施例还提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于弹性波的交互方法。
上述基于弹性波的交互方法、装置、交互平板和存储介质，该方法用于交互平板，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽，所述方法包括：接收所述触控模组生成的触控传感数据和由所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。通过书写笔与交互平板的接触状态发生变化时产生的数据，判断接触状态的变化类型，确认书写笔从笔槽离开时，获取并启动书写笔对应的应用软件，实现了对不同书写笔与交互平板的接触状态的精准检测和响应。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于弹性波的交互方法的方法流程图；
图2为两支书写笔在交互平板进行触控操作的示意图；
图3为本申请实施例提供的弹性波检测的示意图；
图4为笔槽的吸附结构示意图；
图5为交互平板的笔槽和弹性波传感器的布局示意图；
图6为书写笔离开笔槽过程中产生的弹性波的时域波形；
图7为书写笔离开笔槽过程中产生的弹性波的频域波形；
图8为书写笔放入笔槽过程中产生的弹性波的时域波形；
图9为书写笔放入笔槽过程中产生的弹性波的频域波形；
图10和图11为两种不同材料的书写笔产生的弹性波的频谱示意图；
图12为本发明实施例提供的一种基于弹性波的交互装置的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种交互平板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
需要注意的是，由于篇幅所限，本申请说明书没有穷举所有可选的实施方式，本领域技术人员在阅读本申请说明书后，应该能够想到，只要技术特征不互相矛盾，那么技术特征的任意组合均可以构成可选的实施方式。
下面对各实施例进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种基于弹性波的交互方法的方法流程图，该基于弹性波的交互方法，用于交互平板，该交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽。如图所示，该基于弹性波的交互方法，包括：
步骤S110：接收所述触控模组生成的触控传感数据和所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生。
为了便于理解，实施例中示例性描述交互平板中进行触控响应的详细过程。交互平板可以是通过触控技术对显示在显示屏上的内容进行操控和实现人机交互操作的一体化设备，其集成了投影机、电子白板、幕布、音响、电视机以及视频会议终端等一种或多种功能。当然，交互平板并不包括对显示面的表面特征的限定，例如交互平板的表面特征可以是平面、曲面或多个平面的拼接等。
交互平板的显示屏中显示的图形界面所覆盖的范围，可以是检测用户操作的触控检测区域，即图形界面和触控检测区域的范围基本重合，也可以不重合。在该触控检测区域进行触控操作时，如通过书写笔或手指接触具有触摸功能的显示屏进行书写时，显示屏的触控模组可以感应到红外光的变化、电流的变化、电压的变化、磁通量的变化或压力的变化(对应于红外显示屏、电容显示屏、电阻显示屏、电磁显示屏或压感显示屏的具体设置类型)，从而进行转换后得到含有触摸位置的坐标的触摸信号以及该触摸信号的触发时间，根据触摸位置的坐标以及触摸信号的触发时间，可以得到书写笔或用户手指每次按下书写至抬起停止书写过程中输入的书写轨迹的轨迹数据，根据轨迹数据在显示屏的图形界面实时显示用户输入的书写轨迹。当然，书写过程不限于写字，在交互平板的显示屏实现的任何用于显示操作轨迹的录入过程均可视为书写过程。此外根据触控操作的发生位置的显示元素的不同，触控操作可以响应为用户的点击、拖拽等操作。这些不同的响应方式在底层的坐标处理方式是相同的。基于触摸和显示等基本功能的硬件实现，可以实现交互平板的各种交互显示设计。需要说明的是，从用户交互的体验而言，交互平板的显示界面与触控检测区域一般为同一界面，而对于笔记本电脑，显示界面与触控检测区域可能完全相互独立，也可能部分独立部分重合。
如图2所示，交互平板1包括至少一块显示屏。例如，交互平板1配置有一块具有触摸功能的显示屏，该具有触摸功能的显示屏可以是红外显示屏、电容显示屏、电阻显示屏、电磁显示屏或压感显示屏等。在具有触摸功能的显示屏上，用户可以通过手指或书写笔触控显示屏的方式实现触控操作，图2中示出了两支不同的书写笔(即第一书写笔21和第二书写笔22)同时进行书写操作，相应的，交互平板检测触控位置，并根据触控位置进行响应，以实现触控功能。具有触摸功能的显示屏上所采用的触摸传感模组不同时，触摸传感模组采集的原始的触感信号不同，转换所得的触摸信号也不完全相同。
对于红外显示屏，触控模组为红外触摸框，其采集的触感信号可以包括表示红外线受阻的信号，转换所得的触摸信号可以包括位置触摸信号，该位置触摸信号可以包括触摸位置的X坐标和Y坐标。对于电容显示屏，触控模组为电容式触摸板，其采集的触感信号可以包括流经触摸屏的各电极的电流，转换所得的触摸信号可以包括位置触摸信号，该位置触摸信号可以包括触摸位置的X坐标和Y坐标。对于电阻显示屏，触控模组为电阻式触摸板，其采集的触感信号可以包括触摸位置的电压，转换所得的触摸信号可以包括位置触摸信号，该位置触摸信号可以包括触摸位置的X坐标和Y坐标。对于电磁显示屏，触控模组为电磁板，其采集的触感信号可以包括磁通量的变化量和接收的电磁信号的频率，转换所得的触摸信号可以包括与所述磁通变化量对应的位置触摸信号、与所述频率对应的压感信号，该位置触摸信号可以包括触摸位置的X坐标和Y坐标；压感信号可以包括压力值。对于压感显示屏，触控模组为压力传感器，其采集的触感信号可以包括压力信号，转换所得的触摸信号可以包括位置触摸信号，该位置触摸信号可以包括触摸位置的X坐标和Y坐标。
本申请实施例提供的交互方法所适用的交互平板，除了包括前文所述的显示屏和设置于显示屏的触控模组，还包括弹性波检测装置。
在本方案中，交互平板对触控操作的检测不止有触控位置信息的检测，同时还有触控操作时触摸物与交互平板的显示界面接触时发生振动的信号的检测，即弹性波信号的获取。其中，音频以下的机械振动，音频范围的声音，超过音频的超声波，这些都是气体、液体、固体等介质的波动现象，相对于光和电磁波来说，这种波动现象叫做弹性波。
在本方案的实施过程中，如图3所示，对于弹性波信号的检测，通过弹性波检测装置中的弹性波传感器11完成，弹性波传感器11具体安装在可以传递显示屏发生的振动的位置，从而实现对显示屏上触摸物触碰到显示屏的事件的检测，而不一定安装在发生振动的位置。如图3所示可以在显示屏的4个角布置弹性波传感器11，当然也可以有其它的布置方式，例如在矩形边框每条边的中点处设置，数量也可以是其它数量，例如2个、5个，只要弹性波传感器11能够检测到触控操作过程中触摸物与显示屏接触时的振动，具体布置的数量可以根据显示屏的尺寸和检测精度进行针对性设置，一般来说，显示屏的尺寸越大，检测精度要求越高，弹性波传感器11设置的数量越多。弹性波传感器11可以直接安装在显示屏的表面，例如直接安装在显示屏的上表面或者显示屏的下表面，从而接收由显示屏传递的振动，提高触碰检测的精确度。弹性波传感器11还可以安装在显示屏的边框内，减少对内部结构的影响，同时减少来自显示屏的共模噪声干扰。当然，弹性波传感器11也可以安装在与显示屏相接触的其他部件上，通过其他部件的传递接收发生在显示屏的振动。
弹性波传感器可以是全部被动检测弹性波，也可以是其中的一个或多个可以主动向外激发弹性波，激发的弹性波能被所有的弹性波传感器检测到，当显示屏的盖板上有外部触碰发生时，会另外产生弹性波被所有弹性波传感器检测到，系统可以根据多个弹性波的综合作用产生的信号判断外部触碰对应的介质类型。
当物体在显示屏的盖板上触碰(包括点触、滑动)时，会产生具有特征的弹性波，该弹性波从接触点开始，沿着盖板向四周传播，或者向盖板内部传播。位于屏幕边框处或盖板内部的弹性波传感器根据检测方式的不同可以将振动信号转化为传感信号，传感信号传输到含有温度补偿的处理器中，进行放大处理，并转为数字的弹性波信号。这里，传感信号包括电压信号、电流信号或磁通量信号。弹性波传感器在检测到传感信号的过程中，根据传感信号的强度，判断是否有效触碰信号，并过滤噪声信号。
以电压信号为例，物体与显示屏的盖板接触过程中弹性波传感器得到的电压信号会以一定频率f被扫描，当电压值大于第一电压阈值V1时，该电压值会被记录为一个高于噪声的有效的压电值，反之则记录为零电压。在具体的判断过程中，第一电压阈值V1可以随着温度有相应的变化，原因是电路噪声会随着温度有变化，且压电材料的耦合系数亦会随着温度发生相应的改变。连续记录的K个电压信号，即为一个弹性波信号片段，该片段的时长为T0＝K/f。在该片段中，如果在该片段的K个信号均没有大于第一电压阈值V2，则表示信号的强度没有达到有效的触碰强度，判断为噪声信号，将其舍弃；反之，如果K个电压信号中，有一个信号大于第一电压阈值V2，则表示信号的强度达到有效的触碰强度，记录为一个有效的触碰信号。
当然，根据弹性波传感器检测方式的不同，弹性波转化的信号类型不同，例如还可以是磁通量的变化，然后根据磁通量的变化转变生成对应的数字信息，实现对弹性波的检测。
根据弹性波传感器检测到的传感信号，可以知道在时间为ti的时刻，触摸物的中心位置及接触形状。结合温度信息，可以得出不同弹性波在盖板中传播的速度，如表面波的波速为va(T)，这是一个关于温度T的函数，该波速可能是各向异性的(例如盖板材料的各向异性，或者内应力的不同导致的各向异性)。根据位置信息，可以得出该触摸物离一个弹性波传感器的距离为Sk，则触摸物的弹性波信号，于(ti+Sk/va)时刻到达该弹性波传感器；并且该弹性波的强度会随着距离衰减，到达该弹性波传感器的信号强度与原信号强度的比值为～1/(Sk^2)。具体衰减速率与显示屏的盖板温度以及弹性波本身的频率也有关系，整体而言，盖板温度越高，衰减速率越快；频率越高，衰减速度越快。同理可以得出，其他弹性波传感器的信号接收时间与信号强度关系。
弹性波传感器得到的所有弹性波信号，可以根据信号的时间、频率等特征量的不同，可以去除一些噪声信号。首先是来自于触碰行为之外的振动信号，如外部的振动、内部的扬声器或框架均会产生一些振动，而在弹性波传感器检测到的信号的帮助下，可以判断出有效信号出现的时间段，在其他时间段的弹性波信号均为非触碰导致的信号。将不同时间段的压电传感器中的非有效触碰信号去除，有利于后续步骤对于物体的识别和判断。其次是来自于触碰行为但是触摸物的特征在先没有记录的。对于用于交互的触摸手势或者其他物体触碰，均有已知的特征频率分布，如系统支持的手指与手写笔、橡皮擦点触或滑动时，特征频率在1kHz到20kHz之间，而其他频率的信号均为噪声或者不支持的信号；故对于电压信号可以做快速傅里叶变化，将不支持的频率区间过滤出信号区间。
需要说明的是，在同一个位置的弹性波传感器可以有一个或多个极化方向的传感器组合而成。例如两个为+/-Z方向的极化方向，可以用差分电路求两个压电信号的差值，可以放大信号并且减少因为温度等原因引起的压电系数变化。又例如一个或多个XY平面内极化方向的压电传感器，可以感应到多一个维度的弹性波信号，可以检测不同的弹性波的传播，可以增加信息量(便于多点的识别与判断)，且可以增加防水(利用水的切变模量较低，检测切向波的特征信号)或者其他污渍的功能。
至此，弹性波传感器可以输出一段有效的弹性波信号，弹性波信号以对应的电压信号的方式记录，其中可以确认振幅、频率和相位等信息。
从弹性波产生的源头而言，包括交互平板内各种产生噪声的元件(如马达、喇叭、风扇等)和交互平板外部产生噪声的设备(如室内空调、电视等)，这些元件在使用的过程中，会导致交互平板产生非用户控制本意的弹性波。通过元件的类别，可以确认该元件产生噪声的方式，例如，喇叭所产生的噪声主要来自于其发出声音时所导致的交互平板整体介质中产生弹性波，对于弹性波传感器而言，可以随时检测到各种弹性波信号，但是其中有很多并不是来自于触控操作本身。
针对这些元件或设备，可以预先采集不同驱动电压下在预设的时间周期内、该元件或设备产生的弹性波信号，并将该弹性波信号对应转换得到的电信号作为噪声信号。在将弹性波传感器检测到的所有信号进行噪声滤除，排除噪声干扰之后，即可得到有效的弹性波信号。在滤除噪声的过程中，考虑到噪声信号产生的干扰并不相同，可以参照噪声信号自适应地对触控操作本身产生的信号进行放大或缩小，以凸显噪声信号与触碰操作本身产生的信号的差别。
考虑到喇叭等噪源产生噪声较为轻微时，触摸物触碰时产生的弹性波信号明显会高于喇叭等噪源产生的弹性波信号(即噪声信号)，此时，两者之间区别并不明显，通过设定电压范围限定电压的阈值，可更为容易确认噪声所产生的弹性波波段并予以去除，以此降低计算量的情况，有效提高滤除噪声的效率，快速得到触控操作本身对应的信号，即弹性波信号。具体来说，在电压的阈值组成的范围内，将所有检测到的弹性波信号和噪声信号进行相位比对，去除其中与噪声信号相位一致的信号数据，降低实际计算时不必要的计算量，例如，当喇叭等噪源产生的噪声较为轻微时，用户操作触碰时产生的触碰信号明显会高于喇叭等噪源产生的噪声信号，此时，将两者相对比，其区别并不明显，而通过限定电压的阈值的方式，则可更为容易确认噪声所产生的波段并予以去除，以此有效提高噪声去除的效率。在滤除过程中，可将所有的弹性波信号和噪声信号进行相位比对，如果弹性波信号中与噪声信号相位一致，将弹性波信号中与噪声信号相位一致的信号数据予以删除，如果弹性波信号中与噪声信号相位相反，将弹性波信号中与噪声信号相位相反的信号数据予以保留，以此避免在噪声信号的波段与弹性波信号的波段相反的情况下直接相减带来的误差，保留弹性波信号中真实源自触控操作的信号。根据真实源自触控操作的信号生成数字信号，即得到触控操作对应的弹性波数据。
在本方案中，交互平板配置有书写笔，交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽。具体来说，书写笔设置有磁性金属块(一般是铁块)，笔槽中设置有磁铁，当书写笔放置到笔槽时，书写笔会因为磁性金属块和磁铁之间的磁力而吸附到交互平板上。当然，在具体实现时，也可以是书写笔中设置磁铁，笔槽中设置磁性金属块。而且对于笔槽，可以是边框向内凹陷形成的实体槽，也可以是仅通过标记进行吸附位置指示的象征性槽。
请参考图4，在交互平板的边框13和后壳14之间，设置有磁铁151，磁铁151进一步通过固定架152固定；在具体实现中，磁铁151也可以是通过胶或者与开孔的过盈配合实现固定。边框13的表面对应于磁铁151的位置，向内凹陷形成有实体的笔槽；也可以在边框13的表面对应于磁铁151的位置，设置标记指示吸附位置。在实际设置时，笔槽可以是单个，也可以是多个，对应的，交互平板配置单支或多支书写笔。
最终在交互平板上，可以形成如图5所示的笔槽12和弹性波传感器11的布局，需要说明的是，图5中仅是一种示例性的布局，笔槽12和弹性波传感器11的数量和布局均可以根据实际设计需要进行变化。例如与图3中设置4个弹性波传感器11不同，图5中设置有6个弹性波触感器11。
书写笔在交互平板上，可能存在不同的接触状态，有些接触状态是静态接触，有些接触状态是动态接触，接触的位置可能在显示屏，也可能在交互平板的边框，具体到边框上，可能在笔槽，也可能在笔槽之外的位置。这些接触状态和接触位置的不同，都可能会对应产生不同的弹性波信号，并被弹性波传感器检测到生成弹性波数据。而书写笔与显示屏的接触，触控模组还会对应生成有实际内容的触控传感数据，书写笔与交互平板的边框的基础，触控模组检测到的触控传感数据为空。基于弹性波数据和触控传感数据，对应进行数据处理，即确认接触状态，进行对应响应。
步骤S120：根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型。
基于弹性波数据和触控传感数据，可以判断出书写笔和交互平板的接触位置、接触状态的变化趋势和接触位置的材质类型，基于这些精确识别的参数类型的组合，可以进一步判断用户使用书写笔进行操作的目的，并对应进行响应。
对于两个物体的接触状态，只有发生接触且相对位置关系发生变化时，能产生弹性波并对应生成弹性波数据，例如书写笔的任意位置与交互平板的表面接触且发生移动、书写笔从离开到接触的瞬间、书写笔从接触到离开的瞬间等。如果书写笔在交互平板之外发生移动，虽然有相对位置关系的变化，但是因为没有接触，不会产生弹性波，对应也就没有弹性波数据的生成；又例如书写笔吸附在交互平板，虽然有接触，但是没有相对位置关系的变化，也不会产生弹性波，对应也没有弹性波数据的生成。
发明人在具体实现本方案时发现，相同物体不同接触状态变化时的弹性波数据不同，不同物体的同一接触状态的变化也不同。请参考图6-图9，其分别为某一书写笔离开笔槽过程中产生的弹性波的时域波形、离开笔槽过程中产生的弹性波的频域波形、放入笔槽过程中产生的弹性波的时域波形和放入笔槽过程中产生的弹性波的频域波形，明显可以看到同一书写笔离开笔槽过程中和放入笔槽过程中，弹性波有明显的区别，这种区别对应也会在弹性波数据中体现。进一步参考图10和图11，不同材质的书写笔产生的弹性波的频谱也有不同。除此之外，书写笔与交互平板发生接触状态变化时的位置不同，到各个弹性波传感器的距离不同，对应检测到弹性波时的能量也不同。以上种种不同，通过与预先存储的数据样本的匹配，即可确认每次接触状态的变化类型，进而完成对应的交互响应。
步骤S130：确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。
在交互平板的相关应用场景中，用户拿起书写笔必然是有对交互平板的具体需求，对应可以根据书写笔的类型对应关联应用软件，例如某支书写笔关联网页浏览器，拿起该书写笔即对应启动网页浏览器，准备浏览网页资讯；又例如某支书写笔关联点读软件，拿起该书写笔即对应启动点读软件，准备打开文档进行点读。在大部分情况下，用户拿起书写笔是有书写要求，对应的，当根据弹性波数据与预存的数据样本的匹配，确认任意一支书写笔和交互平板的接触状态的变化类型是书写笔从笔槽离开，且触控传感数据为空时，可以确认书写笔从笔槽离开，对应可以直接启动书写应用。在交互平板中，较为常用的书写应用例如电子白板，其用于进行会议或教学板书，呈现实时输入的书写内容。
此外，书写应用还可以是批注应用，其主要用于在不改变已有显示界面中的内容的情况下，对已有显示界面中的内容进行补充说明，由此，本方案中的批注应用启动时，在显示屏中并不需要视觉上的显示效果的变化，针对这种应用需求，本方案中批注应用的交互界面为一置顶的透明批注层，根据在显示屏检测到的触控传感数据，在透明批注层对应绘制书写笔迹，完成对应于底层当前显示界面的批注书写。通过透明分层显示的设计，本方案能够在保证当前显示界面正常可见的同时，对其进行便捷清晰的批注说明，提高了内容展示过程中的沟通效果。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
步骤S140：根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔尖在所述显示屏的移动，在所述书写应用显示对应于移动轨迹的书写笔迹，所述书写笔迹具有所述书写笔的标识关联的笔迹显示属性。
如果根据弹性波数据和触控传感数据，确认书写笔与交互平板的接触状态为书写笔的笔尖在显示屏的移动，则可以确认用户通过书写笔在已经启用的书写应用中进行书写操作，响应于书写操作，在书写应用显示对应于移动轨迹的书写笔迹。在变化类型的确认中，需要基于弹性波数据和触控传感数据两类数据进行判断。具体判断时，可以先根据弹性波数据确认接触的笔尖，然后根据触控传感数据确认该变化类型是书写笔的笔尖在显示屏的移动，那么该操作为书写操作；也可以根据弹性波数据和触控传感数据，与预先记录的变化类型的数据模板进行比对，确认该操作的类型。
在显示书写笔迹时，书写笔迹具有对应的书写笔关联的笔迹显示属性。例如图2中的第一书写笔21和第二书写笔22的笔尖有不同的介质类型，对应会产生不同的弹性波，基于弹性波对书写笔的识别，由此可以将第一书写笔21对应书写笔迹固定为一种颜色(例如红色)，将第二书写笔22对应的书写笔迹固定为另一种颜色(例如黄色)。在本方案中，书写笔的标识可以通过对书写笔离开笔槽时生成的弹性波数据进行识别得到，当然这种识别方式只能精准识别出拿起一支书写笔进行书写时的标识；如果有多支书写笔同时进行书写操作，则进一步识别书写过程中生成的弹性波数据，从而可以识别出两支不同的书写笔的标识，进而将对应的书写笔迹显示为不同的笔迹显示属性。
为保证笔迹显示属性的准确性，书写笔迹的显示可以滞后于触控传感数据的生成。因为这种数据的匹配过程简单，数据处理量小，触控传感数据生成之后很快就可以完成变化类型的确认，书写笔迹的显示之后与触控传感数据的生成对用户而言，不没有视觉效果上的滞后存在。对于其它的变化类型的响应，也可以采用相同的处理方式。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
步骤S150：根据所述弹性波数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔身与所述边框的表面接触，在所述书写应用新建空白的书写页面。
在书写应用中，用于接收书写笔迹的区域以及显示书写笔迹的区域为书写页面，对于书写页面而言，其页面大小可以根据用户对已显示书写笔迹的显示位置的调整对应进行调整，但是在实际使用过程中，为保证已有书写笔迹的良好布局和后续的阅读体验，通常会在一个显示屏大小范围内写满，或者一个话题相关的输入结束后，新建书写页面，现有的书写页面新建通常通过在工具栏触发对应的操作控件实现，在本方案中，在书写应用处于启动状态时，如果检测到书写笔的笔身与边框的表面接触，则确认为新建空白页面操作，在书写应用新建空白的书写页面。相较于现有的从多个操作控件选择一个显示目标较小的操作控件进行操作，将书写笔的笔身与边框的表面接触完成空白页面的新建，能够更加迅速准确地完成空白页面的新建操作。这里所说的边框的表面，是指交互平板的边框上笔槽之外的区域。对于接收到的弹性波数据和触控传感数据，如果弹性波数据判断为书写笔的笔身与边框的表面发生接触，且根据信号强度判断接触位置不在笔槽，同时也没有触控传感数据的生成，则确认书写笔在交互平板的边框上笔槽之外的区域发生接触，确认接收到新建空白页面操作，在书写应用新建空白的书写页面。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
步骤S160：根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔身或笔头在所述显示屏的移动，清除所述笔身或笔头的移动覆盖范围内的书写笔迹。
与前文所述的弹性波数据和触控传感数据识别方式相同，如果基于弹性波数据和触控传感数据进一步确认书写笔的笔身或笔头(即与笔尖相对的一端)与显示屏移动接触，则确认当前操作为擦除操作，对应清除笔身或笔头的移动覆盖范围内的书写笔迹具体操作类型的不同例如前文所述用于输入笔迹的输入操作和用于擦除笔迹的擦除操作。笔身或笔头在显示屏的移动接触均为擦除操作，不同之处在于笔身可以实现大面积的快速擦除，笔头可以实现小范围的精确擦除。笔身或笔头的移动覆盖范围可以是实际的移动覆盖范围，也可以是定义的移动覆盖范围。实际的覆盖范围是指笔身或笔头在显示屏上移动时，检测到的实际接触范围，例如笔头在显示屏上移动过程中，因为遮挡红外光被检测到的实际接触范围；定义的移动覆盖范围是指笔身或笔头在显示屏上移动时，根据其对应的擦除操作，给定一个固定的擦除操作标识，擦除操作标识跟随笔头或笔身的移动覆盖的区域为移动覆盖范围。
上述方法用于交互平板，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽，所述方法包括：接收所述触控模组生成的触控传感数据和由所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。通过书写笔与交互平板的接触状态发生变化时产生的数据，判断接触状态的变化类型，确认书写笔从笔槽离开时，获取并启动书写笔对应的应用软件，实现了对不同书写笔与交互平板的接触状态的精准检测和响应。
图12为本发明实施例提供的一种基于弹性波的交互装置的结构示意图。该基于弹性波的交互装置，用于交互平板，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽。参考图12，该基于弹性波的交互装置包括：数据接收单元210、类型确认单元220和应用启动单元230。
其中，数据接收单元210，用于接收所述触控模组生成的触控传感数据和由所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；类型确认单元220，用于根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；应用启动单元230，用于确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。
在上述实施例的基础上，所述书写笔的标识关联的应用软件为书写应用。
在上述实施例的基础上，所述书写应用为批注应用；
所述应用启动单元230，具体用于：确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，在所述显示屏中当前显示界面上覆盖透明批注层，所述透明批注层用于进行批注书写。
在上述实施例的基础上，所述装置，还包括：
笔迹绘制单元，用于根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔尖在所述显示屏的移动，在所述书写应用显示对应于移动轨迹的书写笔迹，所述书写笔迹具有所述书写笔的标识关联的笔迹显示属性。
在上述实施例的基础上，所述装置，还包括：
页面新建单元，用于根据所述弹性波数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔身与所述边框的表面接触，在所述书写应用新建空白的书写页面。
在上述实施例的基础上，所述装置，还包括：
笔迹清除单元，用于根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔身或笔头在所述显示屏的移动，清除所述笔身或笔头的移动覆盖范围内的书写笔迹。
本发明实施例提供的基于弹性波的交互装置包含在设备的电子设备中，且可用于执行上述实施例中提供的任一基于弹性波的交互方法，具备相应的功能和有益效果。
值得注意的是，上述基于弹性波的交互装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
图13为本发明实施例提供的一种交互平板的结构示意图。如图13所示，该交互平板包括处理器310、存储器320、输入装置330、输出装置340以及通信装置350；交互平板中处理器310的数量可以是一个或多个，图13中以一个处理器310为例；交互平板中的处理器310、存储器320、输入装置330、输出装置340以及通信装置350可以通过总线或其他方式连接，图13中以通过总线连接为例。
存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于弹性波的交互方法对应的程序指令/模块(例如，基于弹性波的交互装置中的数据接收单元210、类型确认单元220和应用启动单元230)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行交互平板的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的基于弹性波的交互方法。
存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据交互平板的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至交互平板。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置330可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与交互平板的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述交互平板包含基于弹性波的交互装置，可以用于执行任意基于弹性波的交互方法，具备相应的功能和有益效果。
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本申请任意实施例中提供的基于弹性波的交互方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。
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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
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过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种基于弹性波的交互方法，用于交互平板，其特征在于，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽，所述方法包括：
接收所述触控模组生成的触控传感数据和所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；
根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；
确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述书写笔的标识关联的应用软件为书写应用。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述书写应用为批注应用；
所述确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件，具体为：
确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，在所述显示屏中当前显示界面上覆盖透明批注层，所述透明批注层用于进行批注书写。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件之后，还包括：
根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔尖在所述显示屏的移动，在所述书写应用显示对应于移动轨迹的书写笔迹，所述书写笔迹具有所述书写笔的标识关联的笔迹显示属性。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件之后，还包括：
根据所述弹性波数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔身与所述边框的表面接触，在所述书写应用新建空白的书写页面。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件之后，还包括：
根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔身或笔头在所述显示屏的移动，清除所述笔身或笔头的移动覆盖范围内的书写笔迹。
7.一种基于弹性波的交互装置，用于交互平板，其特征在于，所述交互平板包括显示屏、触控模组和弹性波传感器，所述交互平板配置有书写笔，所述交互平板的边框设置有用于放置书写笔的笔槽，所述装置包括：
数据接收单元，用于接收所述触控模组生成的触控传感数据和所述弹性波传感器生成的弹性波数据；所述触控传感数据在所述书写笔与所述显示屏接触时产生，所述弹性波数据在所述书写笔与所述显示屏或边框发生接触状态变化时产生；
类型确认单元，用于根据所述弹性波数据和/或触控传感数据，确认对应的书写笔的标识，以及该书写笔与所述交互平板的接触状态的变化类型；
应用启动单元，用于确认所述变化类型为所述书写笔从所述笔槽离开，获取并启动该书写笔的标识关联的应用软件。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述书写笔的标识关联的应用软件为书写应用。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：
笔迹绘制单元，用于根据所述弹性波数据和触控传感数据，确认所述变化类型为所述书写笔的笔尖在所述显示屏的移动，在所述书写应用显示对应于移动轨迹的书写笔迹，所述书写笔迹具有所述书写笔的标识关联的笔迹显示属性。
10.一种交互平板，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述交互平板实现如权利要求1-6任一所述的基于弹性波的交互方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的基于弹性波的交互方法。
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