CN114600060A - 具有输入表面区分的用于交互式对象的触摸传感器 - Google Patents
具有输入表面区分的用于交互式对象的触摸传感器 Download PDFInfo
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Abstract
一种传感器系统包括触摸传感器,该触摸传感器具有与柔性基板集成的多个导电感测元件。感测元件的第一子集耦接到柔性基板的第一侧,并且感测元件的第二子集耦接到柔性基板的第二侧。所述传感器系统被配置为获得与对所述触摸传感器的触摸输入相关联的触摸数据。所述触摸数据是至少部分地基于多个导电感测元件对触摸输入的相应响应。传感器系统被配置为至少部分地基于所述感测元件对触摸输入的相应响应来确定所述触摸输入是与导电感测元件的第一子集还是导电感测元件的第二子集相关联。
Description
技术领域
本公开总体上涉及用于交互式对象的触摸传感器。
背景技术
交互式对象可以包括诸如被并入到交互式对象中的导线纺织线的导电感测元件以形成诸如被配置为检测触摸输入的电容式触摸传感器的传感器。交互式对象可以处理触摸输入以生成触摸数据,该触摸数据可用于在交互式对象处或在无线耦接到交互式对象的各种远程设备处本地地发起功能。交互式对象可以包括用于其它目的的导电感测元件,诸如用于使用导电纺织线的应变传感器以及用于使用线光学器件的可视界面。
例如,可以通过形成编织到交互式纺织品中的导电纺织线的网格或阵列来形成交互式对象。每个导电纺织线可以包括利用一个或多个柔性纺织线(例如,聚酯或棉纺织线)绞合、织造或缠绕的导电电线(例如,铜电线)。然而,具有这样的导线的传统传感器设计可能难以在对象内实现。
发明内容
本公开的实施例的方面和优点将在以下描述中部分地阐述,或者可以从描述中获知,或者可以通过实施例的实施而获知。
本公开的一个示例性方面涉及一种传感器系统,包括触摸传感器,所述触摸传感器包括与柔性基板集成的多个导电感测元件。所述多个导电感测元件包括耦接到所述柔性基板的第一侧的导电感测元件的第一子集和耦接到所述柔性基板的第二侧的导电感测元件的第二子集。所述第一侧在与所述第一侧和所述第二侧正交的方向上与所述第二侧相对。所述传感器系统包括一个或多个控制电路,所述一个或多个控制电路被配置为获得与对所述触摸传感器的触摸输入相关联的触摸数据。所述触摸数据至少部分地基于所述多个导电感测元件对所述触摸输入的相应响应。所述一个或多个控制电路被配置为至少部分地基于所述多个导电感测元件对所述触摸输入的所述相应响应来确定所述触摸输入是与所述导电感测元件的第一子集相关联还是与所述导电感测元件的第二子集相关联。
本公开的另一示例性方面涉及一种可由用户穿戴的并且包括触摸传感器的交互式对象,所述触摸传感器包括多个平行感测线,多个平行感测线在第一方向上伸长,在与所述第一方向正交的第二方向上在所述多个平行感测线之间具有间隔。所述多个平行感测线包括在与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向上分离的平行感测线的第一子集和平行感测线的第二子集。所述触摸传感器包括输入表面和第二表面,所述输入表面被配置为从所述用户接收输入,所述第二表面当所述交互式对象由所述用户穿戴时与所述用户的至少一部分相邻。所述交互式对象包括与所述触摸传感器通信的一个或多个控制电路。所述一个或多个控制电路被配置为响应于对所述触摸传感器的触摸输入,检测与所述多个平行感测线中的每一个平行感测线相关联的相应响应;以及至少部分地基于与所述多个平行感测线中的每一个平行感测线相关联的相应响应来确定所述触摸输入是与所述输入表面相关联还是与所述第二表面相关联。
本公开的又一示例性方面涉及一种管理交互式对象处的输入的计算机实现的方法。所述方法包括通过一个或多个处理器获得与触摸传感器相关联的触摸数据,所述触摸传感器包括多个平行感测线,所述多个平行感测线在第一方向上伸长的,在与所述第一方向正交的第二方向上在所述多个平行感测线之间具有间隔。所述多个平行感测线包括在与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向上分离的平行感测线的第一子集和平行感测线的第二子集。所述触摸传感器包括输入表面和第二表面,所述输入表面被配置为从所述用户接收输入,所述第二表面当所述交互式对象由所述用户穿戴时与所述用户的至少一部分相邻。所述方法包括响应于对所述触摸传感器的触摸输入,由所述一个或多个处理器检测与所述多个感测线中的每一个感测线相关联的相应响应;以及至少部分地基于与所述多个感测线中的每一个感测线相关联的相应响应,由所述一个或多个处理器确定所述触摸输入是与所述输入表面相关联还是与所述第二表面相关联。
本公开的其它示例性方面涉及系统、装置、计算机程序产品(诸如有形的、非暂时性的计算机可读介质,但也可以是诸如可通过通信网络下载而不必以非暂时形式存储的软件)、用户界面、存储器设备以及用于实现和利用诸如电容式触摸传感器的触摸传感器的电子设备。
参考以下描述和所附权利要求,将变得更好地理解各种实施例的这些和其它特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了本公开的实施例,并且与说明书一起用于解释相关原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的实施例的详细讨论,参考附图,其中:
图1图示了根据本公开的示例性实施例的包括具有触摸传感器的交互式对象的示例性计算环境;
图2是根据本公开的示例性实施例的包括具有触摸传感器的交互式对象的示例性计算环境的框图;
图3描绘了根据本公开的示例性实施例的触摸传感器的示例;
图4描绘了根据本公开的示例性实施例的与交互式对象集成的触摸传感器的示例;
图5是描绘根据本公开的示例性实施例的包括形成在基板的相对侧上的感测线的单独子集的触摸传感器的示例的透视图;
图6是描绘图5中的感测线的图形图,根据本公开的示例性实施例图示了感测线的单独子集之间的垂直间距;
图7是描绘根据本公开的示例性实施例的对触摸传感器的第一表面处的触摸输入的示例性传感器响应的图形图;
图8是描绘根据本公开的示例性实施例的对触摸传感器的第二表面处的触摸输入的示例性传感器响应的图形图;
图9和图10分别是描绘根据本公开的示例性实施例的包括耦接到柔性基板的相对侧的感测线的单独子集的触摸传感器的示例的俯视图和仰视图;
图11和图12分别是描绘根据本公开的示例性实施例的触摸传感器的示例的俯视图和仰视图,该触摸传感器包括以垂直间隔耦接到柔性基板的相对侧的感测元件的单独子集;
图13是描绘根据本公开的示例性实施例的具有在感测线的单独子集之间形成中间层的在单个平面中形成的感测元件的示例性集合的横截面图;
图14是图示根据本公开的示例性实施例的具有在每个平面中不相等数量的感测线的在多个平面中形成的感测元件集合的图形图;
图15是描绘根据本公开的示例性实施例的示例性计算环境的框图,图示了基于所识别的触摸传感器的输入表面来检测手势;
图16是描绘根据本公开的示例性实施例的响应于触摸传感器检测到触摸输入而生成触摸数据的示例性过程的流程图;
图17是描绘根据本公开的示例性实施例的基于所识别的触摸传感器的输入表面来选择性地识别手势并发起功能的示例性过程的流程图;
图18是描绘根据本公开的示例性实施例的至少部分地基于感测元件集合的响应来确定接收到触摸输入的表面的示例性过程的流程图;以及
图19描绘了根据本公开的可以用于实现示例性实施例的示例性计算系统的框图。
具体实施方式
现在将详细参考实施例,在附图中图示了实施例的一个或多个示例。通过对实施例的解释而不是对本公开的限制来提供每个示例。实际上,对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本公开的范围或精神的情况下,可以对实施例进行各种修改和变型。例如,作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此,本公开的各方面旨在覆盖这样的修改和变型。
一般而言,本公开涉及一种传感器系统,该传感器系统包括触摸传感器,该触摸传感器具有导电感测元件的集合,该导电感测元件的集合可以与至少一个基板集成以形成交互式对象,该交互式对象能够将在触摸传感器的第一表面处接收的触摸输入与在触摸传感器的第二表面处接收的触摸输入区分开。作为示例,触摸传感器可以与交互式对象集成,使得当用户穿戴或以其他方式携带交互式对象时,可以将在预期输入表面处提供的有意触摸输入与在与用户身体相邻的相对表面处检测到的非有意的或无意输入区分开。可以使用导电感测元件的单个集合来区分不同表面处的触摸输入,每个导电感测元件可以响应于两个表面处的输入而生成可检测的响应(例如,电容或电阻)。以这种方式,所公开的技术的示例性实施例可以提供区分在触摸传感器的不同表面处检测到的触摸输入的改进的能力。此外,在一些示例中,可以避免通常可能在用户身体和触摸传感器之间提供的附加屏蔽层,从而实现触摸传感器与诸如可穿戴设备的交互式对象的更紧密集成。
示例性实施例中的触摸传感器可以包括在与触摸传感器的第一表面和第二表面正交的方向上分离的导电感测元件的第一子集和导电感测元件的第二子集。传感器系统可以检测该集合中的每个感测元件响应于触摸输入的响应(例如,电阻或电容)。基于每个感测元件的相应响应,传感器系统可以确定在第一表面还是第二表面处接收到触摸输入。例如,如果感测元件的第一子集的至少一个响应(例如,电容或电阻)大于感测元件的第二子集的至少一个相应响应,则传感器系统可以将触摸输入分类为已经在触摸传感器的第一表面处接收到。然而,如果感测元件的第二子集的至少一个相应响应大于感测元件的第一子集的至少一个相应响应,则传感器系统可以将触摸输入分类为已经在触摸传感器的第二表面处接收到。
在一些示例中,导电感测元件的集合可以耦接到柔性基板的相对侧,在导电感测元件的子集之间具有或不具有垂直间隔。例如,导电感测元件的第一子集可以耦接到柔性基板的第一侧,而柔性感测元件的第二子集可以耦接到柔性基板的第二侧。第一侧和第二侧可以是在与触摸传感器的第一表面和第二表面正交的方向上的相对侧。在一些示例中,导电感测元件的第一子集和导电感测元件的第二子集可以在与触摸传感器的第一表面和第二表面正交的方向上分离一距离。然而,在其他示例中,导电感测元件的第一子集和感测元件的第二子集可以形成在同一平面中,而其间没有垂直间距。例如,柔性基板可以形成S形图案,由此基板将导电纺织线的子集分离,而不在垂直方向上在导电纺织线之间产生距离。然而,在此类实施例中,柔性基板可在导电纺织线的第一子集和导电纺织线的第二子集之间提供屏蔽。第一表面和第二表面处的触摸输入可以在导电纺织线子集之间具有或不具有垂直间隔的情况下进行区分。例如,可以在柔性基板中形成一个或多个屏蔽层。在一些示例中,一种或多种绝缘材料可以被形成为柔性基板的一部分,以提供屏蔽层,该屏蔽层包括导电纺织线的第一子集和导电纺织线的第二子集之间的绝缘。例如,可以使用具有低介电常数的一个或多个绝缘层。可以使用部分地但不完全地衰减由与触摸输入相对的线生成的信号的材料。
根据一些实施方式,导电感测元件的集合可以包括在第一方向上伸长的平行感测线的集合,其中在与第一方向正交的第二方向上相邻的感测线之间具有间距。平行感测线的集合可以是在所述第一方向上伸长而不重叠的非交叉线。例如,非交叉线可以形成导电纺织线图案,而不在触摸传感器的预期触摸输入区域处在彼此下方或上方相交、接触或交叉。该平行感测线的集合可以包括感测线的第一子集,所述感测线的第一子集在与第一方向和第二方向正交的第三方向上与感测线的第二子集分离。例如,该平行感测线的集合可以在纵向方向上伸长,在横向方向上相邻的导电感测线之间具有间距。
感测线的第一子集可以与感测线的第二子集在与横向和纵向方向正交的垂直方向上分离一距离。例如,感测线的第一子集可以形成为更靠近触摸传感器的预期输入表面,而感测线的第二子集可以形成为更远离预期输入表面。例如,当用户穿戴包括触摸传感器的可穿戴服装或其他交互式对象时,感测线的第二子集可以形成为更靠近与用户身体相邻的触摸传感器的第二表面。感测线的第一子集和感测线的第二子集之间的距离可以响应于分别在预期输入表面和第二表面处接收的触摸输入而提供触摸传感器的可区分电容输出。以这种方式,触摸传感器可以区分用户在预期输入表面处提供的有意输入和当用户穿戴可穿戴服装时由触摸传感器相对于用户身体的移动而引起的无意输入。
在示例性实施例中,可以通过使导电感测线的第一子集与导电感测线的第二子集交错来形成触摸传感器的导电感测线的集合。例如,该导电感测线的集合中的交替导电感测线可以形成在柔性基板的第一侧和柔性基板的第二侧上,使得导电感测线的第一子集形成在第一侧上,而导电感测线的第二子集形成在第二侧上。在一些示例中,可以在第一侧和第二侧上形成导电感测线的集合中的交替的导电感测线,使得在每个表面上形成相等数量的感测线。在其他示例中,可以在每一侧上形成不相等数量的感测线。柔性导电感测线的集合可以形成序列,其中在与第一方向正交的第二方向上相邻的顺序感测线之间提供间距。第二方向上的柔性导电感测线的序列可以形成偶数感测线(例如,线0、2、4、6等)的子集和奇数感测线(例如,线1、3、5、7等)的子集。
根据本公开的示例性实施例,可以使用任何类型的导电线。作为示例,导电线可以包括导电纺织线、导电纤维、光纤丝、柔性金属线等。交互式织物的导电纺织线可以包括导电芯,该导电芯包括至少一个导电电线和由覆盖导电芯的柔性纺织线构成的覆盖层。导电芯可以通过将一个或多个柔性纺织线(例如,丝纺织线、聚酯纺织线或棉纺织线)与导电电线绞合或者通过将柔性纺织线缠绕在导电电线周围来形成。在一些实施方式中,导电芯可以通过用柔性纺织线(例如,丝)织造导电电线来形成。覆盖层可以通过围绕导电芯缠绕或织造柔性纺织线来形成。在一些实施方式中,导电纺织线用“双织造”结构实现,其中,导电芯通过用导电电线编织柔性纺织线,并且然后围绕织造的导电芯织造柔性纺织线来形成。每个导电纺织线的至少一部分可以连接到柔性基板,诸如通过编织、刺绣、胶合或以其他方式将导电纺织线附接到柔性基板上。在一些示例中,导电纺织线可以与多个非导电纺织线编织以形成柔性基板。根据所公开的技术的实施例,可以使用其他类型的导电线。尽管关于导电纺织线提供了许多示例,但是应当意识到,根据示例性实施例,任何类型的导电线可以与触摸传感器一起使用。
作为示例,导电感测元件的集合可以包括与多个非导电纺织线编织或以其他方式集成以形成交互式织物的导电纺织线的集合。更具体地讲,导电纺织线可以形成在柔性织物基板的相对侧上。导电纺织线的第一子集可以与交互式织物的第一侧编织或以其他方式耦接到交互式织物的第一侧,而导电纺织线的第二子集可以与交互式织物的第二侧编织或以其他方式耦接到交互式织物的第二侧。导电纺织线的第一子集可以形成在与触摸传感器的第一表面相邻的第一侧上,而导电纺织线的第二子集可以形成在与触摸传感器的第二表面相邻的相对侧上。可以通过多个感测线使用连接到一个或多个感测线的感测电路来检测对触摸传感器的触摸输入。感测电路可以基于触摸输入来生成触摸数据(例如,原始传感器数据或从原始传感器数据得出的数据)。感测电路和/或诸如本地或远程处理器的其他控制电路可以分析触摸数据以确定与触摸输入相关联的触摸传感器的表面。在一些示例中,控制电路可以忽略与第二表面相关联的触摸输入,同时分析与第一表面相关联的触摸输入以检测一个或多个预定手势。作为另一示例,控制电路可以针对预定手势的第一集合分析与第一表面相关联的触摸输入,并且可以针对预定手势的第二集合分析与第二表面相关联的触摸输入。
根据示例性实施例的传感器系统可以包括触摸传感器和一个或多个控制电路,该一个或多个控制电路被配置为基于接收触摸输入的表面来选择性地检测触摸传感器处的输入手势。一个或多个控制电路可以包括感测电路,该感测电路被配置为使用一个或多个感测元件来检测对触摸传感器的触摸输入。感测电路可以基于触摸输入生成传感器数据。一个或多个控制电路可以附加地或替代地包括交互式对象本地的一个或多个处理器和/或远离交互式对象的一个或多个处理器,诸如在一个或多个远程计算设备处。
作为示例,一个或多个控制电路可以获得响应于对触摸传感器的触摸输入而生成的触摸数据。触摸数据可以至少部分地基于与导电感测元件的第一子集中的第一感测元件相关联的响应(例如,电阻或电容)以及与感测元件的第二子集中的第二导电感测元件相关联的响应。控制电路可以至少部分地基于与第一感测元件相关联的响应和与第二感测元件相关联的响应来确定触摸输入是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。
根据一些实施方式,一个或多个控制电路可以分析相应的响应,诸如触摸传感器的每个感测元件的电阻或电容,以确定触摸输入是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。例如,控制电路可以确定感测元件的第一子集的至少一个电容是否大于感测元件的第二子集的至少一个电容。在各种实施方式中,每个子集的至少一个电容可以包括与每个子集的单独感测元件相关联的电容、与每个子集相关联的平均电容和/或与每个子集相关联的累积电容。
在一些示例中,一个或多个控制电路可以确定与感测元件的第一子集相关联的至少一个信号差是否大于与感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差。例如,控制电路可以为阵列中的每个传感器线确定这样的传感器线的电容与其相邻的传感器线的电容之间的信号差。可以通过组合(例如,相加)第一子集中的每个感测线的信号差值来确定第一子集中的每个传感器线的累积信号差值。可以通过组合第二子集中的每个感测线的信号差值来确定第二子集中的每个传感器线的累积信号差值。可以比较两个累加信号差值。如果第一子集的累积信号差值大于第二子集的累积信号差值,则控制电路可以确定在触摸传感器的第一表面处接收到触摸输入。如果第二子集的累积信号差值大于第一子集的累积信号差值,则控制电路可以确定在触摸传感器的第二表面处接收到触摸输入。
根据示例性实施例,传感器系统可以至少部分地基于确定触摸输入是在触摸传感器的第一表面处还是在触摸传感器的第二表面处接收到,选择性地确定该触摸输入是否对应于特定输入手势。例如,传感器系统的一个或多个控制电路可以确定触摸输入是与第一表面还是第二表面相关联。响应于确定触摸输入与第一表面相关联,传感器系统可以确定触摸数据是否对应于一个或多个手势或其它预定移动。举例来说,传感器系统可以将触摸数据与表示一个或多个预定义参数的参考数据进行比较以确定触摸数据是否对应于一个或多个手势。响应于检测到第一输入手势,传感器系统可以在计算设备处发起功能。然而,响应于确定触摸输入与第二表面相关联,传感器系统可以自动确定触摸输入不指示特定输入手势,使得不发起功能。
在一些实施方式中,触摸传感器的第一表面处的触摸输入可以与第一输入手势相关联,而触摸传感器的第二表面处的相同或相似的触摸输入可以与第二输入手势相关联。例如,传感器系统可以确定响应于触摸输入而生成的触摸数据是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。另外,传感器系统可以确定触摸数据是否对应于一个或多个预定义参数。如果触摸数据对应于一个或多个预定义参数且与第一表面相关联,那么传感器系统可以确定已执行第一输入手势。然而,如果触摸数据对应于一个或多个预定义参数且与第二表面相关联,那么传感器系统可以确定已执行第二输入手势。在示例性实施例中,通过区分接收输入的表面,传感器系统可以检测更大数量的输入手势。
在一些示例中,手势管理器可以在包括交互式对象的计算环境中的一个或多个计算设备处实现。手势管理器可以被配置为检测触摸传感器的接收到触摸输入的表面,响应于与触摸输入相关联的触摸数据而检测一个或多个手势或其他用户移动,和/或响应于检测到手势或其他用户移动而发起一个或多个动作。例如,手势管理器可以被配置为在计算设备处发起功能和/或向计算设备处的应用提供指示检测到的手势或用户移动的数据。手势管理器可以在交互式对象的一个或多个计算设备处和/或在一个或多个远程计算设备处实现。可以基于由触摸传感器检测到的触摸数据来确定手势或其他预定运动。
可以响应于检测到手势而在本地和/或远程计算设备处发起功能。例如,手势管理器可以在计算设备处实现,并且可以访问包括手势与计算设备的功能之间的映射的数据存储。可以响应于在触摸传感器处检测到手势而发起映射到手势的功能。交互式对象可以响应于由内部电子模块、可移除电子模块、远程计算设备或上述的任何组合检测到的手势。
经由如所描述的电阻式或电容式触摸传感器提供的触摸输入可以包括各种应用和能力。通过示例,触摸传感器可以被用作按钮以检测在触摸传感器的位置处的简单触摸输入。在一些示例中,感测线的一维阵列可以用于实现可以检测按钮型输入的触摸传感器。感测线的一维阵列还可以被用来检测一维滑动输入(例如,在对应于织线之间的间距的单个方向上的移动)。在一些示例中,感测线的二维阵列可以被用来实现可以检测轨迹板输入的触摸传感器,包括在导电纺织线的网格内的触摸的具体位置。另外,感测线的二维阵列可以被用来检测各种手势输入、认证输入、预定义的击键、移动、用户特定自然行为等。基于使用训练数据训练机器学习模型,可以使用一个或多个机器学习模型来检测用户输入。另外,触摸传感器可以被配置为从由手指距离引起的电容变化中检测模拟和伪力输入。
交互式对象和/或与交互式对象通信的计算设备可以基于检测到的手势发起一个或多个动作。例如,检测到的手势可以与(例如,经由电容式触摸传感器、控制器或两者)耦接到交互式对象和/或一个或多个远程计算设备中的任何一个的一个或多个用户接口中的导航命令(例如,向上/向下/侧向滚动、翻转页面等)相关联。另外或可替代地,相应手势可以利用一个或多个计算设备发起一个或多个预定义动作,诸如例如拨打号码、发送文本消息、播放录音等。
根据本公开的示例性实施例,可以使用各种技术来检测手势。在一些示例中,传感器系统可以确定触摸数据是否对应于与特定输入手势相关联的一个或多个预定义参数。交互式对象和/或与交互式对象通信的计算设备可以检测触摸输入和至少一个手势之间的对应关系。例如,可以识别与用于至少一个手势的预定义参数中的一个或多个相对应的触摸数据的一个或多个特征。作为示例,可以使用匹配标准来识别特征和参数之间的对应关系。可以确定触摸数据和相应手势之间的相似性。例如,可以基于多个对应的特征和参数来确定触摸输入和相应手势之间的相似性。在一些示例中,可以基于与最大数量的对应特征和参数相关联的相应手势来检测触摸数据和相应手势之间的对应关系。
在示例性实施例中,一个或多个预定义参数可以与相应手势的识别一起存储在参考数据库中。传感器系统可以将触摸数据与一个或多个预定义参数进行比较以确定是否已经执行特定输入手势。预定义参数的示例可以包括感测、运动或其他检测参数。在一些示例中,可以将触摸数据的特征(诸如电容水平、电阻水平、线激活顺序、具有电容变化的元件的数量等)与预定义参数进行比较。传感器系统可以响应于触摸数据对应于预定义参数和触摸输入与第一表面相关联来检测第一输入手势。
附加地或可替代地,由交互式对象生成的触摸数据可以被输入到一个或多个机器学习模型(例如,机器学习分类模型)中,以检测接收到对应触摸输入的表面,和/或检测一个或多个预定义手势。可以生成指示触摸传感器的特定表面的数据和/或指示预定手势的检测的数据,作为一个或多个机器学习模型的输出。
作为示例,机器学习分类模型可以包括一个或多个神经网络(例如,深度神经网络、卷积神经网络)或其他多层非线性模型。可以使用训练数据,经由一种或多种机器学习技术来训练模型。训练数据可以包括先前由一个或多个交互式对象在触摸传感器的第一表面和触摸传感器的第二表面处收集的触摸数据。作为示例,一个或多个交互式对象可以基于与一个或多个交互式对象的用户相关联的一个或多个触摸输入来生成触摸数据。可以标记训练数据以识别与移动数据相对应的特定表面和/或手势。可以使用诸如例如基于标记的训练数据的误差的后向传播的各种训练或学习技术来训练机器学习分类模型。
以这种方式,可以训练机器学习分类模型以基于触摸数据来检测与触摸传感器的特定表面相关联的特定手势。在一些实施方式中,触摸数据可以被输入到机器学习分类模型中。在一些示例中,机器学习分类模型可以忽略与触摸传感器的非预期表面相关联的触摸输入。如果在预期输入表面处接收到触摸输入,并且如果触摸数据与特定手势匹配或以其他方式指示与特定手势的对应关系,则机器学习分类模型可以生成指示特定手势的数据。在其他示例中,机器学习分类模型可以响应于与触摸传感器的第一表面相关联并且与第一手势匹配或以其他方式指示与第一手势的对应关系的触摸数据来生成指示第一手势的数据。机器学习分类模型可以响应于与触摸传感器的第二表面相关联并且与第二手势匹配或以其他方式指示与第二手势的对应关系的触摸数据来生成指示第二手势的数据。在一些示例中,在不同表面处接收的相同或相似的触摸数据可以对应于不同的手势。
作为示例,机器学习分类模型可以包括机器学习的二元分类器模型。该模型可以以二进制方式对触摸数据进行分类,诸如指示触摸数据是否与触摸传感器的第一表面相关联(例如,“1”)或者触摸数据是否与触摸传感器的第二表面相关联(例如,“0”)。类似地,机器学习分类模型可以包括机器学习的二元分类器模型,其可以将触摸数据分类为指示特定手势(例如,“1”)或不指示特定手势(例如,“0”)。
尽管参考电容式触摸传感器描述了本公开的大部分,但是应当意识到,任何类型的传感器可以被包括在所描述的预制传感器组件中。例如,电阻式触摸传感器可以以与所描述的电容式触摸传感器类似的方式形成。
所公开的技术的实施例提供了许多技术效果和益处,特别是在计算技术、交互式对象和两者的集成的领域中。具体地,所公开的技术的实施例提供了用于使用与诸如可穿戴服装、服装配饰和服装容器之类的交互式对象集成的触摸传感器来检测输入的改进技术。例如,利用所公开的技术的实施例,可以将触摸传感器的预期输入表面处的触摸输入与在触摸传感器的第二表面处接收的无意输入区分开,诸如可以与穿戴有可穿戴设备的用户的身体相邻。以这种方式,可以将在日常使用期间可能发生的触摸传感器和用户身体之间的移动与在触摸传感器的预期输入表面处提供的有意输入区分开。
根据一些示例,柔性感测元件的集合可以被划分为柔性感测元件的第一子集和柔性感测元件的第二子集。可以在柔性感测元件的子集之间提供垂直间隔,使得触摸传感器的第一表面处的触摸输入生成与触摸传感器的第二表面处的触摸输入不同的电容输出。在一些示例中,柔性感测元件的第一子集可以形成在柔性基板的第一侧上,并且柔性感测元件的第二子集可以形成在柔性基板的与第一侧相对的第二侧上。子集之间的垂直间隔和/或柔性基板的使用可以响应于分别在第一表面和第二表面处接收的触摸输入而实现可区分的电容输出。通过利用柔性感测元件的子集之间的垂直间隔和/或柔性基板,可以区分对第一表面和第二表面的触摸输入,而无需在用户的身体和触摸传感器之间利用单独的绝缘或屏蔽层。以这种方式,根据示例性实施例的触摸传感器可以在不包括额外且通常庞大的材料的情况下形成。这样的示例可以促进触摸传感器与诸如织物等的各种基板的更流线型集成。
在一些示例中,柔性感测元件的不同子集的利用可以提供触摸传感器的更大数量的可检测手势。例如,指示第一表面处的第一输入的触摸数据可以与第一输入手势相关联。指示第二表面处的输入的相同或相似触摸数据可以与第二输入手势相关联。以这种方式,触摸传感器可以响应于相同的输入来检测多个手势,这取决于输入是在触摸传感器的第一表面还是第二表面处提供。
现在参考附图,将更详细地讨论本公开的示例性方面。
图1是可以实现包括触摸传感器的交互式对象的示例性环境100的图示。环境100包括触摸传感器102(例如,电容式或电阻式触摸传感器)或其他传感器。触摸传感器102被示为集成在各种交互式对象104内。触摸传感器102可以包括被配置成检测触摸输入的一个或多个感测元件,诸如导电纺织线或其他感测线。在一些示例中,电容式触摸传感器可以由交互式织物形成,该交互式织物是被配置为感测多点触摸输入的织物。如本文所述,织物对应于由天然或人造纤维(通常被称为纺织线或纱线)的网络组成的任何类型的柔性编织材料。织物可以通过编织、针织、钩编、打结、将纺织线压在一起或以非编织方式将纤维或长丝固结在一起而形成。电容式触摸传感器可以由任何合适的导电材料并且以其他方式形成,诸如通过使用附接到非编织基板的包括金属线、细丝等的柔性导电线。
在环境100中,交互式对象104包括“柔性”对象,诸如衬衫104-1、帽子104-2、手提包104-3和鞋104-6。然而,应当注意到,触摸传感器102可以被集成在由纺织品或类似柔性材料制成的任何类型的柔性对象内,诸如服装或衣物制品、服装配饰、服装容器、毯子、浴帘、毛巾、床单、床罩、或家具的纺织品套,仅举几例。服装配饰的示例可以包括围绕头部、手腕或二头肌穿戴的吸汗弹性带。服装附件的其他示例可以在各种腕部、臂部、肩部、膝盖、腿部和臀部支架或压缩袖子中找到。头戴物是服装配饰的另一示例,例如遮阳板、帽子和热背心。服装容器的示例可以包括腰包或臀包、背包、手提包、挎包、挂衣袋和手提袋。服装容器可以由用户穿戴或携带,如在背包的情况下,或者可以保持其自身重量,如在滑轮旅行箱中。触摸传感器102可以以各种不同的方式集成在柔性对象104内,包括编织、缝合、胶合等。柔性对象也可以被称为“软”对象。
在该示例中,对象104进一步包括“硬”对象,诸如塑料杯104-4和硬智能电话外壳104-5。然而,应当注意到,硬对象104可以包括由非柔性或半柔性材料(诸如塑料、金属、铝等)制成的任何类型的“硬”或“刚性”对象。例如,硬对象104还可以包括塑料椅子、水瓶、塑料球或汽车部件,仅举几例。在另一示例中,硬对象104还可以包括服装配饰,诸如胸板、头盔、护目镜、护胫和护肘。可替代地,硬或半柔性服装配饰可以由鞋、防滑鞋、靴子或凉鞋来体现。触摸传感器102可以使用各种不同的制造工艺被集成在硬对象104内。在一个或多个实施方式中,注射成型用于将触摸传感器集成到硬对象104中。
触摸传感器102使得用户能够控制与触摸传感器102集成的对象104,或者经由网络108控制各种其他计算设备106。计算设备106用各种非限制性示例设备示出:服务器106-1、智能电话106-2、膝上型计算机106-3、计算眼镜106-4、电视106-5、相机106-6、平板计算机106-7、台式计算机106-8和智能手表106-9,但是也可以使用其他设备,诸如家庭自动化和控制系统、声音或娱乐系统、家用电器、安全系统、上网本和电子阅读器。注意,计算设备106可以是可穿戴的(例如,计算眼镜和智能手表)、不可穿戴但移动的(例如,膝上型计算机和平板计算机)或相对不移动的(例如,台式机和服务器)。计算设备106可以是本地计算设备,诸如可以通过蓝牙连接、近场通信连接或其他局部网络连接来访问的计算设备。计算设备106可以是远程计算设备,诸如云计算系统的计算设备。
网络108包括许多类型的无线或部分无线通信网络中的一种或多种,诸如局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)、广域网(WAN)、内联网、互联网、对等网络、点对点网络、网状网络等。
触摸传感器102可以通过经由网络108传送触摸数据或其他传感器数据来与计算设备106交互。附加地或可替代地,触摸传感器102可以传送手势数据、移动数据、或从由触摸传感器102生成的传感器数据得出的其他数据。计算设备106可以使用触摸数据来控制计算设备106或计算设备106处的应用。作为示例,考虑集成在衬衫104-1处的触摸传感器102可以被配置为控制用户口袋中的用户的智能电话106-2、用户家中的电视106-5、用户手腕上的智能手表106-9、或用户房屋中的各种其他电器,诸如恒温器、灯、音乐等。例如,用户可能能够在集成在用户的衬衫104-1内的触摸传感器102上向上或向下滑动,以使电视106-5上的音量上升或下降,使由用户房屋中的恒温器控制的温度增加或减小,或者打开和关闭用户房屋中的灯。注意,触摸传感器102可以识别任何类型的触摸、轻击、轻扫、保持或敲击手势。
更详细地,考虑图2,其图示了包括交互式对象104、可移除电子模块150和计算设备106的示例性系统190。在系统190中,触摸传感器102被集成在对象104中,对象104可以被实现为柔性对象(例如,衬衫104-1、帽子104-2、或手提包104-3)或硬对象(例如,塑料杯104-4或智能电话外壳104-5)。
触摸传感器102被配置为当用户的手的一个或多个手指触摸或接近触摸传感器102时感测来自用户的触摸输入。触摸传感器102可以被配置为电容式触摸传感器或电阻式触摸传感器,以感测来自用户的单触摸输入、多触摸输入和/或全手触摸输入。为了实现触摸输入的检测,触摸传感器102包括感测元件110。感测元件可以包括各种形状和几何形状。在一些示例中,感测元件110可以被形成为感测线的网格、阵列或平行图案,以便检测触摸输入。在一些实施方式中,感测元件110不改变触摸传感器102的柔性,这使得触摸传感器102能够容易地集成在交互式对象104内。
交互式对象104包括嵌入交互式对象104内并直接耦接到感测元件110的内部电子模块124(也被称为内部电子设备)。内部电子模块124可以经由通信接口162通信地耦接到可移除电子模块150(也被称为可移除电子设备)。内部电子模块124包含用于交互式对象104的电子电路或组件的第一子集,以及可移除电子模块150包含用于交互式对象104的电子电路或组件的不同的第二子集。如本文所述,内部电子模块124可以物理地和永久地嵌入交互式对象104内,而可移除电子模块150可以可移除地耦接到交互式对象104。
在系统190中,包含在内部电子模块124内的电子组件包括耦接到形成触摸传感器102的感测元件110的感测电路126。在一些示例中,内部电子模块包括柔性印刷电路板(PCB)。印刷电路板可以包括用于附接到导电线的接触垫的集合。在一些示例中,印刷电路板包括微处理器。例如,来自导电纺织线的电线可以使用柔性PCB、起皱、用导电胶胶合、焊接等连接到感测电路126。在一个实施例中,感测电路126可以被配置为检测导电纺织线上的用户输入的触摸输入,该触摸输入被预编程为指示某个请求。在一个实施例中,当导电纺织线形成网格或其他图案时,感测电路126可以被配置为还检测触摸输入在感测元件110上的位置以及触摸输入的运动。例如,当诸如用户的手指的对象触摸感测元件110时,可以由感测电路126通过检测感测元件110的网格或阵列上的电容的变化来确定触摸的位置。然后,触摸输入可以被用来生成可用于控制计算设备106的触摸数据。例如,触摸输入可以被用来确定各种手势,诸如单指触摸(例如,触摸、轻击和保持)、多指触摸(例如,双指触摸、双指轻击、双指保持和捏合)、单指和多指轻扫(例如,向上轻扫、向下轻扫、向左轻扫、向右轻扫)以及全手交互(例如,利用用户的整个手触摸织物、利用用户的整个手覆盖织物、利用用户的整个手按压织物、手掌触摸,以及在触摸织物时滚动、扭转或旋转用户的手)。
内部电子模块124可以包括各种类型的电子器件,诸如感测电路126、传感器(例如,编织到服装中的电容式触摸传感器、麦克风或加速度计)、输出设备(例如,LED、扬声器或微显示器)、电路等。可移除电子模块150可以包括被配置为与内部电子模块124的电子器件连接和/或接合的各种电子器件。通常,包含在可移除电子模块150内的电子器件与包含在内部电子模块124内的电子器件不同,并且可以包括电子器件,诸如微处理器152、电源154(例如,电池)、存储器155、网络接口156(例如,蓝牙、WiFi、USB)、传感器(例如,加速度计、心率监测器、计步器、IMU)、输出设备(例如,扬声器、LED)等。
在一些示例中,可移除电子模块150被实现为包含各种电子器件的条带或标签。例如,条带或标签可以由诸如橡胶、尼龙、塑料、金属或任何其他类型的纺织品的材料形成。然而,值得注意的是,可移除电子模块150可以采用任何类型的形式。例如,可移除电子模块150可以类似于圆形或正方形材料块(例如,橡胶或尼龙),而不是条带。
惯性测量单元(IMU)158可以生成指示交互式对象的位置、速度和/或加速度的传感器数据。IMU 158可以生成描述交互式对象104的一个或多个三维运动的一个或多个输出。IMU可以例如以零自由度可移除地或不可移除地固定到内部电子模块124,使得惯性测量单元在交互式对象104平移并重新定向时平移并重新定向。在一些实施例中,惯性测量单元158可以包括陀螺仪或加速度计(例如,陀螺仪和加速度计的组合),诸如三轴陀螺仪或加速度计,其被配置为感测沿着和围绕三个大致正交的轴的旋转和加速度。在一些实施例中,惯性测量单元可以包括被配置为检测交互式对象的速度变化或旋转速度变化的传感器,以及被配置为对来自传感器的信号进行积分的积分器,使得可以例如由惯性测量单元的处理器基于围绕或沿着多个轴中的每一个的积分移动来计算净移动。
通信接口162使得能够在内部电子模块124和可移除电子模块260之间传输电力和数据(例如,由感测电路126检测到的触摸输入)。在一些实施方式中,通信接口162可以被实现为包括连接器插头和连接器插座的连接器。连接器插头可以在可移除电子模块150处实现,并且被配置为连接到连接器插座,该连接器插座可以在交互式对象104处实现。在一些示例中,可以包括一个或多个通信接口。例如,第一通信接口可以将可移除电子模块150物理地耦接到一个或多个计算设备106,而第二通信接口可以将可移除电子模块150物理地耦接到交互式对象104。
在系统190中,可移除电子模块150包括微处理器152、电源154和网络接口156。电源154可以经由通信接口162耦接到感测电路126以向感测电路126提供电力以使得能够检测触摸输入,并且可以被实现为小电池。当内部电子模块124的感测电路126检测到触摸输入时,表示触摸输入的数据可以经由通信接口162通信到可移除电子模块150的微处理器152。然后,微处理器152可以分析触摸输入数据以生成一个或多个控制信号,该一个或多个控制信号然后可以经由网络接口156被通信到计算设备106(例如,智能电话、服务器、云计算基础设施等)以使计算设备发起特定功能。通常,网络接口156被配置为通过有线、无线或光学网络将诸如触摸数据的数据通信到计算设备。作为示例而非限制,网络接口156可以通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)(例如,蓝牙TM)、广域网(WAN)、内联网、互联网、对等网络、点对点网络、网状网络等(例如,通过图1和图2的网络108)通信数据。
对象104还可以包括被配置为提供触觉响应、触感响应、音频响应、视觉响应或其某种组合的一个或多个输出设备127。类似地,可移除电子模块150可以包括一个或多个输出设备159,其被配置为提供触觉响应、触感响应和音频响应、视觉响应或其某种组合。输出设备可以包括视觉输出设备(诸如一个或多个发光二极管(LED))、音频输出设备(诸如一个或多个扬声器)、一个或多个触感输出设备和/或一个或多个触觉输出设备。在一些示例中,一个或多个输出设备被形成为可移除电子模块的一部分,但这不是必需的。在一个示例中,输出设备可以包括被配置为提供不同类型的输出信号的一个或多个LED。例如,一个或多个LED可以被配置为诸如通过控制单独LED激活的顺序和/或定时来生成圆形光图案。可以使用其他灯和技术来生成包括圆形图案的视觉图案。在一些示例中,一个或多个LED可以产生不同颜色的光以提供不同类型的视觉指示。输出设备可以包括以不同振动和/或振动模式的形式提供不同类型的输出信号的触觉或触感输出设备。在又一示例中,输出设备可以包括触觉输出设备,诸如可以相对于用户收紧或松开交互式服装。例如,夹具、扣环、袖口、褶裥、褶裥致动器、带(例如,收缩带)或其他设备可以被用来调节服装在用户身上的贴合性(例如,收紧和/或松开)。在一些示例中,交互式织物可以被配置为诸如通过致动触摸传感器102内的导电纺织线来收紧服装。
手势管理器161能够与计算设备106和触摸传感器102处的应用交互,在一些情况下,有效地帮助通过由触摸传感器102接收的触摸输入来控制应用。例如,手势管理器161可以与应用交互。在图2中,手势管理器161被示为在可移除电子模块150处实现。然而,将意识到,手势管理器161可以在内部电子模块124、远离交互式对象的计算设备106或其某种组合处实现。在一些实施例中,手势管理器可以被实现为独立应用。在其他实施例中,手势管理器可以与计算设备处的一个或多个应用合并。
可以基于由触摸传感器102和/或惯性测量单元158或其他传感器检测到的触摸数据来确定手势或其他预定运动。例如,手势管理器161可以基于触摸数据来确定手势,诸如单指触摸手势、双击手势、双指触摸手势、轻扫手势等。作为另一示例,手势管理器161可以基于如可以由惯性测量单元158确定的诸如速度、加速度等的移动数据来确定手势。
与手势相关联的功能可以由手势管理器161和/或计算设备处的应用确定。在一些示例中,确定触摸数据是否对应于执行特定功能的请求。例如,运动管理器确定触摸数据是否对应于映射到特定功能(诸如发起车辆服务、触发文本消息或其他通知、应答电话呼叫、创建日志条目等)的用户输入或手势。如通篇所述,可以使用任何类型的用户输入或手势来触发功能,诸如轻扫、轻敲或保持触摸传感器102。在一个或多个实施方式中,运动管理器使得应用开发者或用户能够配置可以用于触发各种不同类型的功能的用户输入或手势的类型。例如,运动管理器可以使得特定功能被执行,诸如通过发送文本消息或其他通信、应答电话呼叫、创建日志条目、增加电视的音量、打开用户房屋中的灯、打开用户房屋的自动车库门等。
虽然内部电子模块124和可移除电子模块150被示出和描述为包括特定电子组件,但是应当意识到,这些模块可以以各种不同的方式配置。例如,在一些情况下,被描述为包含在内部电子模块124内的电子组件可以至少部分地在可移除电子模块150处实现,反之亦然。此外,内部电子模块124和可移除电子模块150可以包括除了图2中所示的那些之外的电子组件,诸如传感器、光源(例如,LED)、显示器、扬声器等。
图3图示根据一个或多个实施方式的诸如可以与交互式对象204集成的传感器系统200的示例。在该示例中,将感测线110实现为基板215上或基板215内的导电纺织线。触摸传感器202包括与导电纺织线210编织以形成电容式触摸传感器202(例如,交互式织物)的非导电纺织线212。注意,类似的布置可以被用来形成电阻式触摸传感器。非导电纺织线212可以对应于任何类型的非导电纺织线、纤维或纺织品,诸如棉、羊毛、丝绸、尼龙、聚酯等。
在220处,示出了导电纺织线210的放大视图。导电纺织线210包括导电电线230或与柔性线232绞合、编织或缠绕的多个导电丝。如所示,导电纺织线210可以与非导电纺织线212编织在一起或以其它方式集成以形成纺织品或织物。尽管示出了导电纺织线和织物,但是将意识到,可以使用其它感测元件和基板,诸如在塑料基板上形成的柔性金属线。
在一个或多个实施方式中,导电电线230是细铜电线。然而,应当注意到,也可以使用其它材料(诸如银、金或涂有导电聚合物的其它材料)来实现导电电线230。导电电线230可以包括通过将非导电纺织线织造在一起而形成的外覆盖层。可以将柔性线232实现为任何类型的柔性线或纤维,诸如棉、羊毛、丝绸、尼龙、聚酯等。
可以使用任何常规的编织工艺(例如,提花编织或3D编织)成本高效地且有效地形成电容式触摸传感器202,该编织工艺涉及较长的纺织线的集合(称作经线)与交叉的纺织线的集合(称作纬线)交织。可以在框架或机器上实现编织,该框架或机器已知为存在许多类型的织机。因此,织机可以将非导电编织线212与导电编织线210编织在一起以产生电容式触摸传感器202。在另一示例中,可以使用由诸如包括一个或多个金属层的电磁纺织品的导电纺织品形成的感测线的预定义布置来形成电容式触摸传感器202。
可以将导电纺织线210以任何合适的图案或阵列形成为触摸传感器202。在一个实施例中,例如,导电纺织线210可以形成单一系列的平行纺织线。例如,在一个实施例中,电容式触摸传感器可以包括方便地位于诸如夹克的袖子上的交互式对象上的多个单个平行导电纺织线。
在替代实施例中,导电纺织线210可以形成包括基本上平行的导电纺织线的第一集合和基本上平行的导电纺织线的第二集合的网格,该基本上平行的导电纺织线的第二集合与该导电纺织线的第一集合交叉以形成网格。例如,导电纺织线的第一集合可以水平地定向而导电纺织线的第二集合可以垂直地定向,使得导电纺织线的第一集合定位为与导电纺织线的第二集合基本上正交。然而,应当意识到,可以将导电纺织线定向为使得交叉的导电纺织线彼此不正交。例如,在一些情况下,交叉的导电纺织线可以形成菱形网格。虽然在图3中将导电纺织线210示出为彼此间隔开,但是应当注意到,导电纺织线210可以非常紧密地形成在一起。例如,在一些情况下,可以在每个方向上将两个或三个导电纺织线紧密地编织在一起。另外,在一些情况下,可以将导电纺织线定向为彼此不交叉或不相交的平行感测线。
在示例性系统200中,感测电路126被示出为被集成在对象104内,并且直接连接到导电纺织线210。在操作期间,感测电路126可以使用自电容感测或投射电容感测来确定触摸输入在导电纺织线210上的位置。
例如,当被配置为自电容传感器时,感测电路126通过向每个导电纺织线210施加控制信号(例如,正弦信号)来对交叉的导电纺织线210(例如,水平导电纺织线和垂直导电纺织线)充电。当诸如用户的手指的对象触摸导电纺织线210的网格时,被触摸的导电纺织线210接地,这使被触摸导电纺织线210上的电容改变(例如,增加或减小电容)。
感测电路126使用电容的变化来识别对象(例如用户的手指、触笔等)的存在。当使用网格时,感测电路126通过检测每个相应的导电纺织线210的电容的变化来检测哪一个水平导电纺织线被触摸以及哪一个垂直导电纺织线被触摸以检测触摸输入的位置。感测电路126使用被触摸的交叉导电纺织线210的交叉点来确定触摸输入在导电纺织线210的网格上的位置。例如,感测电路126可以通过将每个触摸的位置确定为导电纺织线210的网格上的X、Y坐标来确定触摸数据。
可替代地,当被实现为投射式电容传感器时,感测电路126通过向导电纺织线210的单个集合施加控制信号(例如,正弦信号)来对导电纺织线210的单个集合(例如,垂直导电纺织线210)充电。然后,感测电路126感测导电纺织线210的另一集合(例如,垂直导电纺织线)的电容变化。
在投射式电容实施方式中,垂直导电纺织线未被充电并因此充当虚地。然而,当水平导电纺织线被充电时,水平导电纺织线电容性地耦接到垂直导电纺织线。因此,当诸如用户的手指的对象触摸导电纺织线的网格时,电容在垂直导电纺织线上变化(例如,增加或减小)。感测电路126使用垂直导电纺织线上的电容变化来识别对象的存在。为了这样做,感测电路126通过扫描垂直导电纺织线以检测电容变化来检测触摸输入的位置。感测电路126将触摸输入的位置确定为电容变化的垂直导电纺织线与传送控制信号的水平导电纺织线之间的交叉点。例如,感测电路126可以通过将每个触摸的位置确定为导电纺织线的网格上的X、Y坐标来确定触摸数据。
无论被实现为自电容传感器还是投射式电容传感器,导电纺织线210和感测电路126都被配置成将表示检测到的触摸输入的触摸数据通信到(例如,在可移除电子模块150处的)手势管理器161。然后,微处理器152可以使经由网络接口156将触摸数据通信到计算设备106以使得该设备能够基于触摸数据确定手势,该手势可以被用来控制对象104、计算设备106或在计算设备106处实现的应用。在一些实施方式中,预定义运动可以由内部电子模块和/或可移除电子模块确定,并且可以将指示预定义运动的数据通信到计算设备106以控制对象104、计算设备106或在计算设备106处实现的应用。
根据一些实施例,多个感测线可以由多层柔性膜形成以促进柔性感测线。例如,多层膜可以包括一个或多个柔性基础层,诸如柔性织物、塑料或其它柔性材料。一个或多个金属层可以在柔性基础层上方延伸。可选地,一个或多个钝化层可以在一个或多个柔性基础层和一个或多个金属层上方延伸以促进金属层与基础层之间的粘合。根据一些示例,可以形成包括一个或多个柔性基础层、一个或多个金属层和可选地一个或多个钝化层的多层片,然后将该多层片切割、蚀刻或以其它方式划分成单个的感测线。每个感测线可以包括在一个或多个柔性基础层的线上方形成的一个或多个金属层的线。可选地,感测线可以包括覆盖一个或多个柔性基础层的一个或多个钝化层的线。一些示例中,电磁场屏蔽纺织品可以被用来形成感测线。
形成触摸传感器202的多个导电纺织线210与非导电纺织线212集成以形成柔性基板215。导电纺织线210-1和210-3的第一子集耦接到柔性基板的第一侧217,并且210-4中的导电纺织线210-2的第二子集耦接到柔性基板的第二侧(未示出)。第一侧在与第一侧和第二侧正交的方向上与第二侧相对。可以使用任何数量的导电纺织线来形成触摸传感器。此外,可以使用任何数量的导电纺织线来为单独子集示例性实施例提供基础。
传感器系统200的一个或多个控制电路可以获得与对触摸传感器202的触摸输入相关联的触摸数据。一个或多个控制电路可以包括感测电路126和/或计算设备,诸如内部电子模块处的微处理器128、可移除电子模块150处的微处理器152和/或远程计算设备106。在示例性实施例中,一个或多个控制电路可以实现手势管理器161。触摸数据可以包括与多个导电纺织线210中的每个导电纺织线的相应响应相关联的数据。触摸数据可以包括例如与基板顶侧处的导电纺织线210-1和210-3以及基板底侧处的导电纺织线210-2和210-4相关联的电容。控制电路可以确定触摸输入是与导电纺织线210-1、201-3的第一子集相关联还是与纺织线210-2、210-4的第二子集相关联。控制电路可以至少部分地基于多个导电感测元件对触摸输入的相应响应来将触摸输入分类为与特定子集相关联。
控制电路可以被配置为检测触摸传感器的接收到触摸输入的表面,响应于与触摸输入相关联的触摸数据而检测一个或多个手势或其他用户移动,和/或响应于检测到手势或其他用户移动而发起一个或多个动作。作为示例,控制电路可以获得响应于对触摸传感器202的触摸输入而生成的触摸数据。触摸数据可以至少部分地基于与来自感测元件的每个子集的感测元件相关联的响应(例如,电阻或电容)。控制电路可以至少部分地基于与第一感测元件相关联的响应和与第二感测元件相关联的响应来确定触摸输入是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。控制电路可以至少部分地基于确定触摸输入是在触摸传感器的第一表面处还是在触摸传感器的第二表面处被接收到来选择性地确定触摸输入是否对应于特定输入手势。值得注意的是,控制电路可以分析来自感测元件的每个子集的触摸数据,以确定是否已经执行了特定手势。在这方面,控制电路可以利用元件的单独子集来识别触摸传感器的特定表面。然而,控制电路可以利用感测元件的完整集合来识别是否已经执行了手势。
图4是根据本公开的示例性实施例的包括电容式触摸传感器302的交互式对象的示例的透视图。在该示例中,交互式对象是具有集成在袖口中的电容式触摸传感器302的交互式服装304。作为示例,用户可以通过在放置有电容式触摸传感器302的交互式对象104的袖口上刷入来执行手势。手势管理器161可以被配置成响应于刷入手势而发起和/或实现一个或多个功能。例如,用户可以执行刷入手势以便接收与远程计算设备处的应用有关的通知(例如,在远程计算设备处使文本消息被转换成可听输出)。注意,任何类型的触摸、轻击、轻扫、保持或敲击手势可以由电容式触摸传感器302识别。在替代示例中,可以使用电阻式触摸传感器而不是电容式触摸传感器。
图4中的导电感测元件310位于触摸传感器区域305处。感测元件310可以被划分为感测元件的子集,以使得传感器系统能够区分预期触摸输入表面320处的触摸输入和非预期第二表面322处的触摸输入。当交互式服装被穿戴时,第二表面可以朝向用户的身体定位。在传统设计中,可能难以在预期触摸输入表面320和非预期第二表面322之间区分触摸。通常,在用户的身体和触摸传感器之间提供厚衬垫,以衰减响应于用户的身体在非预期的第二表面322处生成的电容信号。
根据示例性实施例,导电感测元件的第一子集可以耦接到柔性基板的第一侧,而导电感测元件的第二子集可以耦接到柔性基板的第二侧。第一侧可以被定位成更靠近预期触摸输入表面320,而第二侧可以被定位成更远离预期触摸输入表面320并且更靠近第二表面322,第二表面322在被穿戴时将与用户相邻。例如,当用户穿戴交互式服装时,第一侧可以与预期触摸输入表面相邻,而第二侧可以与用户身体的一个或多个部位相邻。在一些实施例中,柔性基板的第一侧和柔性基板的第二侧可以在与柔性基板的第一侧和第二侧正交的方向上分离。通过将感测元件的子集定位在基板的相对侧上,可以将由用户的身体在第二表面处生成的电容信号与由触摸输入在预期触摸输入表面处生成的电容信号区分开。
根据示例性实施例,感测元件的第一子集和第二子集可以在垂直方向上分离以提供信号区分,从而将在预期输入表面处提供的输入与在非预期第二表面处提供的输入区分开。例如,感测元件可以被布置为如图4所示的平行感测线。感测线可以在第一方向上伸长,其间在与第一方向正交的第二方向上具有间隔。平行感测线的第一子集和平行感测线的第二子集可以在与第一方向和第二方向正交的方向上分离。值得注意的是,可以在使用或不使用线所耦接到的柔性基板的情况下提供该间隔。在预期触摸输入表面(例如,+垂直轴205)处提供的触摸输入可以在线的第一子集上生成比线的第二子集更强的信号(例如,电容)。在非预期第二表面(例如,-垂直轴)处提供的触摸输入可以在线的第二子集上生成比线的第一子集更强的信号(例如,电容)。
图5是描绘根据本公开的示例性实施例的包括触摸传感器402的传感器系统400的示例的透视图,该触摸传感器402包括形成在基板的相对侧上的感测元件的单独子集。多个导电感测元件中的每个导电感测元件410耦接到基板415并且在对应于纵轴201的纵向方向上伸长,其中,在对应于横向轴203的横向方向上相邻的导电感测元件之间具有间距。在该示例中,导电感测元件410的集合是平行于纵轴201伸长的平行感测线的集合,其中,在与纵向方向正交的横向方向上相邻的感测线之间具有间距。平行感测线的集合可以是在第一方向上伸长而不重叠的非交叉线。例如,非交叉线可以形成导电线图案,而不在触摸传感器的预期触摸输入区域处在彼此下方或上方相交、接触或交叉。平行感测线的集合可以包括感测线的第一子集,该感测线的第一子集在垂直方向上与感测线的第二子集分离,该垂直方向与纵向方向和横向方向都正交。例如,平行感测线的集合可以在纵向方向上伸长,在横向方向上相邻的导电感测线之间具有间距。
导电感测元件的第一子集中的每个导电感测元件在横向方向上与导电感测元件的第二子集中的至少一个导电感测元件相邻。传感器系统可以与诸如可穿戴设备的各种交互式对象集成。当用户穿戴可穿戴设备时,柔性基板的第一侧417可以与触摸传感器的预期输入表面相邻,而第二侧419可以与用户身体的一个或多个部位相邻。
导电感测元件410的集合可以耦接到柔性基板415的相对侧。例如,导电感测元件410-0、410-2、410-4、410-6和410-8的第一子集可以耦接到柔性基板415的第一侧417,而柔性感测元件410-1、410-3、410-5、410-7和410-9的第二子集可以耦接到柔性基板415的第二侧419。第一侧和第二侧可以是在沿着垂直轴205的方向上的相对侧,正交于触摸传感器的第一表面和第二表面。在一些示例中,导电感测元件的第一子集和导电感测元件的第二子集可以在与触摸传感器的第一表面和第二表面正交的垂直方向上分离一距离,如图5所示。然而,在其他示例中,导电感测元件的第一子集和感测元件的第二子集可以形成在相同的垂直平面中,而其间没有垂直间距。
可以通过使感测元件410-0、410-2、410-4、410-6和410-8的第一子集与感测元件410-1、410-3、410-5、410-7和410-9的第二子集交错来形成感测元件410的集合。例如,可以在第一侧417和第二侧419上形成导电感测元件的集合中的交替导电感测元件,使得在第一侧上形成导电感测线的第一子集,并且在第二侧上形成感测元件的第二子集。在图5中,感测元件的集合中的交替的感测元件在第一侧和第二侧上,使得在每一侧上形成相等数量的感测元件。在其他示例中,可以在每一侧上形成不相等数量的感测元件。柔性导电感测元件的集合可以形成序列,其中在横轴203的方向上相邻的顺序感测线之间提供间距。第二方向上的柔性导电感测线的序列可以形成偶数感测元件410-0、410-2、410-4、410-6和410-8的子集以及奇数感测元件410-1、410-3、410-5、410-7和410-9的子集。
图6是图示根据本公开的示例性实施例的在感测线的单独子集之间具有垂直间距的图5的感测线的图形图。图6描绘了导电感测元件的横截面视图,图示了感测元件410-0、410-2、410-4、410-6和410-8的第一子集440与感测元件410-1、410-3、410-5、410-7和410-9的第二子集442之间沿着垂直轴205的垂直间隔dz。第一子集的每个感测元件的中心限定沿着纵轴201和横轴203延伸的第一平面。感测元件的第一子集440可以被称为感测元件的偶数层。第二子集的每个感测元件的中心限定沿着横轴203和纵轴201延伸的第二平面。感测元件的第二子集442可以被称为感测元件的奇数层。第一平面和第二平面在沿着垂直轴205的垂直方向上分离。感测元件的子集之间的垂直间隔或距离dz使得能够将触摸传感器的第一表面处的输入与触摸传感器的第二表面处的输入区分开。第一子集的每个感测元件在横向方向上与第二子集的至少一个感测元件分离。相邻感测元件之间在横向方向上的距离可以被称为节距。
间隔距离dz在垂直方向上,该垂直方向与横向方向和纵向方向正交。例如,感测线的第一子集可以形成为更靠近触摸传感器的预期输入表面,而感测线的第二子集可以形成为更远离预期输入表面。例如,当用户穿戴包括触摸传感器的可穿戴服装或其他交互式对象时,感测线的第二子集可以形成为更靠近与用户身体相邻的触摸传感器的第二表面。感测线的第一子集和感测线的第二子集之间的距离可以响应于分别在预期输入表面和第二表面处接收的触摸输入而提供触摸传感器的可区分电容输出。以这种方式,触摸传感器可以区分用户在预期输入表面处提供的有意输入和当用户穿戴可穿戴服装时由触摸传感器相对于用户身体的移动而引起的无意输入。
图7是描绘根据本公开的示例性实施例的对触摸传感器的第一表面处的触摸输入的传感器响应的示例的图形图412。图7描绘了当在触摸传感器的第一表面处提供触摸输入时与每个感测元件410相关联的相应输出信号。在示例性实施例中,与每个感测元件相关联的信号可以指示感测元件的电容或电阻。偶数感测元件以比奇数感测元件更高的幅度响应。每个偶数感测元件的信号幅度高于每个奇数感测元件的信号幅度。在示例性实施例中,信号幅度可以指示电容值或电阻值。值得注意的是,每个偶数感测元件的电容值大于与偶数感测元件相邻的每个奇数感测元件的电容值。图7描绘了每个偶数感测元件与相邻奇数感测元件之间的信号差420(例如,电容)。第一子集的特定感测元件相对于第二子集的至少一个相邻感测元件之间的信号差可以指示接收到触摸输入的表面。作为示例,信号差420-2表示偶数感测元件410-2与奇数感测元件410-1之间的信号差。信号差值可能是值得注意的,因为在一些情况下,可以在少于所有的感测元件处接收触摸输入。因此,当区分触摸输入时,相对于另一子集的最接近的相邻感测线来检查子集的特定感测线可能是有用的。
图8是描绘根据本公开的示例性实施例的对触摸传感器的第二表面处的触摸输入的示例性传感器响应的图形图414。图8描绘了当在触摸传感器的第二表面处提供触摸输入时与每个感测元件410相关联的输出信号。奇数感测元件以更高的幅度响应触摸输入。在图8中,每个奇数感测元件的信号幅度高于每个偶数感测元件的信号幅度。值得注意的是,每个奇数感测元件的电容值大于每个相邻偶数感测元件的电容值。图8描绘了每个奇数感测元件与相邻的偶数感测元件之间的信号差430。作为示例,信号差430-2表示偶数感测元件410-2与奇数感测元件410-1之间的信号差。
手势管理器可以检查与感测元件相关联的信号输出,以将触摸输入确定或分类为与触摸传感器的特定表面相关联。例如,传感器系统可以确定与感测元件的第一子集相关联的一个或多个响应是否高于与感测元件的第二子集相关联的一个或多个响应。如果第一子集的一个或多个响应较高,则传感器系统可以将触摸输入与触摸传感器的第一表面相关联。然而,如果第二子集的一个或多个响应较高,则传感器系统可以将触摸输入与触摸传感器的第二表面相关联。
作为示例,传感器系统可以确定与导电感测元件的第一子集相关联的至少一个信号差,并且确定与导电感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差。如果与导电感测元件的第一子集相关联的至少一个信号差大于与导电感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差,则传感器系统可以确定触摸输入与导电感测元件的第一子集相关联。如果与导电感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差大于与导电感测元件的第一子集相关联的至少一个信号差,则传感器系统可以确定触摸输入与导电感测元件的第二子集相关联。
图9和图10分别是根据本公开的示例性实施例描绘触摸传感器的示例的俯视图和仰视图,该触摸传感器包括耦接到柔性基板的相对侧的感测线的单独子集。传感器组件500包括触摸传感器502和内部电子模块524。内部电子模块524是如图2所示的内部电子模块124的一个示例。触摸传感器502是如图1和图2所示的触摸传感器102的一个示例,并且在示例性实施例中可以被配置为电容式触摸传感器或电阻式触摸传感器。
触摸传感器502由多个导电纺织线510-0至510-9形成。导电纺织线510-0至510-9是感测元件110的一个示例。导电纺织线510-0至510-9是耦接到基板并在纵向方向上延伸以接收触摸输入的平行感测线的示例。内部电子模块524可以包括与多个导电纺织线510-0至510-9电通信的感测电路(未示出)。内部电子模块524可以包括一个或多个通信端口,其可以耦接到通信电缆以提供与可移除电子模块的通信。通信端口可以附加地或可替代地耦接到通信电缆以提供与各种输入和/或输出设备的通信。输出设备可以包括诸如扬声器的听觉输出设备、诸如灯(例如,LED)的视觉输出设备或诸如触觉马达的触觉输出设备。可以将任何合适类型的输出设备提供为输出设备。
导电纺织线510的集合可以与多个非导电纺织线编织或以其他方式集成,以形成交互式织物基板515。更具体地讲,导电纺织线510可以形成在基板515的相对侧上。导电纺织线510-0、510-2、510-4、510-6和510-8的第一子集可以与交互式织物的第一侧517编织或以其他方式耦接到交互式织物的第一侧517,并且导电纺织线510-1、510-3、510-5、510-7和510-9的第二子集可以与交互式织物的第二侧519编织或以其他方式耦接到交互式织物的第二侧519。导电纺织线的第一子集可以形成在与触摸传感器的第一表面相邻的第一侧517上,并且导电纺织线的第二子集可以形成在与触摸传感器的第二表面相邻的相对侧519上。对触摸传感器的触摸输入可以由多个导电纺织线使用连接到一个或多个导电纺织线的内部电子模块524的感测电路来检测。感测电路可以基于触摸输入来生成触摸数据(例如,原始传感器数据或从原始传感器数据得出的数据)。感测电路和/或其他控制电路(例如,本地或远程处理器)可以分析触摸数据以确定与触摸输入相关联的触摸传感器的表面。在一些示例中,控制电路可以忽略与第二表面相关联的触摸输入,同时分析与第一表面相关联的触摸输入以检测一个或多个预定手势。作为另一示例,控制电路可以针对预定手势的第一集合分析与第一表面相关联的触摸输入,并且可以针对预定手势的第二集合分析与第二表面相关联的触摸输入。
参考图9,柔性基板515的第一侧517可以对应于触摸传感器在与交互式对象集成时的预期触摸输入表面。例如,传感器组件500可以与对象集成以形成具有与基板515的第一侧517相邻的触摸输入表面的交互式对象。当用户穿戴并入传感器组件的交互式服装时,图10中描绘的第二侧519可以与用户的身体相邻。
导电纺织线510-0至510-9可以形成在基于织物的基板515上或其内。举例来说,基于织物的基板515可以通过编织、刺绣、缝合或以其他方式将导电纺织线510-0至510-9与非导电纺织线的集合集成来形成。
在一些示例中,导电纺织线耦接到连接带514,连接带514可用于定位导电线以连接到内部电子模块524的多个电接触垫(未示出)。可以使用具有与电子组件(诸如内部电子模块524的组件)的连接点的对应节距匹配的节距的带来收集和组织多个导电纺织线510-0至510-9。然而,应注意到,不需要连接带。
导电纺织线510-0、510-2、510-4、510-6和510-8的第一子集在纵轴201的方向上从连接带514延伸,其间在横向方向上具有间距。更具体地说,导电纺织线的第一子集耦接到柔性基板515的第一侧517。导电纺织线的第一子集可以使用任何合适的技术耦接到柔性基板的第一侧。例如,柔性基板515可以通过将非导电纺织线与导电纺织线510编织而形成。在另一示例中,导电纺织线510的第一子集可以被刺绣到柔性基板515的第一侧。可以使用其他技术,例如胶合、热压或其他紧固技术。
导电纺织线510-1、510-3、510-5、510-7和510-9的第二子集从柔性基板的第一侧517上的连接带514延伸有限的距离。导电纺织线的第二子集贯穿柔性基板,使得它们至少部分地暴露在柔性基板的第二侧519上。在一些示例中,导电纺织线的第二子集在第一侧处的部分可以是松散的或以其他方式不耦接到柔性基板515。在其他示例中,导电纺织线的第二子集可以在穿过柔性基板到达第二侧519之前附接到柔性基板515的第一侧。在第二侧519处,导电纺织线510-1、510-3、510-5、510-7和510-9在纵向方向上延伸。导电纺织线的第二子集可以使用任何合适的技术耦接到柔性基板的第二侧,诸如先前关于导电纺织线的第一步骤描述的那些技术。
类似的预制传感器组件可以附加地或可替代地包括其他类型的传感器。例如,可以使用利用薄膜导电材料的电容式触摸传感器来代替导电纺织线。在一些示例中,电阻式触摸传感器可以以与所描述的电容式触摸传感器类似的方式形成。
图11和图12分别是描绘包括触摸传感器552的传感器组件550的另一示例的俯视图和仰视图。触摸传感器552包括根据本公开的示例性实施例的耦接到柔性基板565的相对侧的感测线的单独子集。传感器组件550包括触摸传感器552和内部电子模块524。触摸传感器552是如图1和图2所示的触摸传感器102的一个示例,并且在示例性实施例中可以被配置为电容式触摸传感器或电阻式触摸传感器。
图11是描绘柔性基板565的第一侧567的顶部透视图,在触摸传感器与交互式对象集成时,该柔性基板565的第一侧567可以对应于触摸传感器的预期触摸输入表面。图12描绘了柔性基板的第二侧569,当用户穿戴包含传感器组件的交互式服装时,第二侧569可以与用户的身体相邻。在该示例中,柔性基板的第一侧567包括第一基板层,而柔性基板的第二侧包括第二基板层。在基板层之间形成开口。导电纺织线560-0、560-2、560-4、560-6和560-8的第一子集在纵向方向上从连接带564延伸并且耦接到柔性基板565的第一侧567。导电纺织线的第一子集可以使用任何合适的技术耦接到第一基板层。
导电纺织线560-1、560-3、560-5、560-7和560-9的第二子集贯穿柔性基板以至少部分地暴露在柔性基板的第二侧569上。导电纺织线560-1、560-3、560-5、560-7和560-9在纵向方向上延伸并且在第二侧519处耦接到第二基板层。导电纺织线的第二子集可以使用任何合适的技术耦接到柔性基板的第二侧。
如图11和图12所示,第一基板层和第二基板层可以在垂直方向上(例如,沿着垂直轴205)分离,该垂直方向与柔性基板的第一侧和第二侧正交。在一些示例中,一个或多个附加层可以位于柔性基板的第一侧和第二侧之间。例如,一种或多种绝缘材料可以被形成为柔性基板的一部分,以在导电纺织线的第一子集和导电纺织线的第二子集之间提供绝缘。绝缘材料可以响应于触摸传感器的相应表面处的触摸输入而增加感测元件的第一子集和感测元件的第二子集之间的信号区分。
如前所述,可以在感测元件的子集之间具有或不具有垂直间隔的情况下区分触摸传感器的第一表面和第二表面处的触摸输入。例如,可以使用一个或多个屏蔽层,其中,不一定在感测元件的子集之间提供垂直间隔。在一些示例中,一种或多种绝缘材料可以被形成为柔性基板的一部分,以提供屏蔽层,该屏蔽层包括导电纺织线的第一子集和导电纺织线的第二子集之间的绝缘。例如,可以使用具有低介电常数的一个或多个绝缘层。在一些情况下,可以使用提供信号的部分衰减的材料。材料可以提供与触摸输入相对的线的子集相关联的信号的一些信号衰减。然而,仍然可以检测相对侧上的线的电容的变化,以便检测移动和手势。
图13是描绘根据本公开的示例性实施例的具有触摸传感器582的传感器系统的横截面视图,该触摸传感器582包括形成在单个平面中的感测元件580的示例性集合,其中,中间层形成在感测元件的单独子集之间。柔性基板584形成S形图案,由此基板将导电纺织线的子集分离,而不在垂直方向上在导电纺织线之间创建距离。然而,柔性基板可以在导电纺织线的第一子集和导电纺织线的第二子集之间提供屏蔽,使得触摸传感器的第一表面处的触摸输入可以与触摸传感器的第二表面处的触摸输入区分开。导电感测元件580-0、580-2、580-4、580-6、580-8和580-10的第一子集以及感测元件580-1、580-3、580-5、580-7和580-9的第二子集可以形成在同一平面中,其间没有垂直间距。导电感测元件的第一子集可以耦接到柔性基板584的第一侧588,而导电感测元件的第二子集可以耦接到柔性基板584的第二侧586。触摸传感器582的第一表面590和第二表面592处的触摸输入可以在导电纺织线的子集之间具有或不具有垂直间隔的情况下进行区分。在一些示例中,一种或多种绝缘材料可以被形成为柔性基板584的一部分,以在导电纺织线的第一子集和导电纺织线的第二子集之间提供绝缘。
与第一表面590相邻提供的触摸输入可以导致奇数感测元件相对于偶数感测元件输出更高的信号。奇数感测元件在第一表面590处暴露(例如,未被覆盖)。相比之下,偶数感测元件在第一表面590处被柔性基板584覆盖。与第二表面592相邻提供的触摸输入可能导致偶数感测元件相对于奇数感测元件输出更高的信号。在第二表面592处暴露(或未覆盖)偶数感测元件。相反,奇数感测元件在第二表面592处被柔性基板584覆盖。因此,与偶数感测线相关联的较高信号输出可以指示第二表面592处的触摸输入。与奇数感测线相关联的较高信号输出可以指示第一表面590处的触摸输入。
在一些示例中,可以在柔性基板的每一侧上形成不相等数量的感测线。图14是描绘根据本公开的示例性实施例的感测元件610的集合的图形图,感测元件610的集合包括用于感测元件的单独子集的不相等数量的感测元件。图14描绘了导电感测元件610的横截面视图,示出了感测元件610-0、610-2、610-4、610-6和610-8的第一子集640与感测元件610-1、610-3、610-5、610-7和610-9的第二子集642之间沿着垂直轴205的垂直间隔dz。第一平面和第二平面在沿着垂直轴的垂直方向上分离。感测元件的子集之间的垂直间隔或距离dz使得能够将触摸传感器的第一表面处的输入与触摸传感器的第二表面处的输入区分开。第一子集中的每个感测元件在横向方向上与第二子集中的至少一个感测元件分离。
在该示例中,感测元件的偶数子集包括比感测元件的奇数子集更少的感测元件。具体地,感测元件的偶数子集包括三个感测元件610-0、610-4和610-8,而感测元件的奇数子集包括九个感测元件610-1、610-2、610-3、610-5、610-6、610-7、610-9、610-10和610-11。注意,在各种实施方式中,可以将不同数量的感测元件用于子集。传感器触摸响应在608处示出。具体地,示出了感测元件610-5、610-6、610-7、610-8、610-9和610-10的传感器响应。示出了对触摸传感器的更靠近奇数感测元件的表面的触摸输入。偶数感测元件610-8以比奇数层的感测元件更小的信号输出进行响应。如所示,在这种示例中,偶数感测元件与其相邻的奇数感测元件之间的信号差可以改变。感测元件610-8与相邻感测元件610-7之间的第一信号差被描绘为Detla7,8。感测元件610-8与相邻感测元件610-9之间的第二信号差被描绘为Detla 8,9。可以检测信号差,并且触摸输入被适当地分类为与对应的触摸输入表面相关联。
根据示例性实施例的传感器系统可以包括触摸传感器和一个或多个控制电路,该一个或多个控制电路被配置为基于接收到触摸输入的表面来选择性地检测触摸传感器处的输入手势。一个或多个控制电路可以包括感测电路,该感测电路被配置为使用一个或多个感测元件来检测对触摸传感器的触摸输入。感测电路可以基于触摸输入生成传感器数据。一个或多个控制电路可以附加地或替代地包括交互式对象本地的一个或多个处理器和/或远离交互式对象的一个或多个处理器,诸如在一个或多个远程计算设备处。在示例性实施例中,一个或多个控制电路可以实现手势管理器的全部或一部分。
图15是描绘示例性计算环境700的框图,图示了根据本公开的示例性实施例的基于触摸传感器的所识别的输入表面的手势的检测。
交互式对象104和/或与交互式对象104通信的一个或多个计算设备可以至少部分地基于电容式触摸传感器102来检测用户手势。例如,交互式对象104和/或一个或多个计算设备可以实现手势管理器161,手势管理器161可以响应于对电容式触摸传感器102的触摸输入702而识别一个或多个手势。
交互式对象104可以基于与导电纺织线210的集合相关联的电容变化来检测对电容式触摸传感器102的触摸输入702。例如,用户可以将对象(例如,手指、导电触笔等)移动到电容式触摸传感器102附近或移动到触摸电容式触摸传感器102,从而引起单独感测元件的响应。作为示例,当对象触摸或接近感测元件时,与每个感测元件相关联的电容可以改变。如(704)处所示,感测电路126可以检测与一个或多个感测元件相关联的电容的变化。感测电路126可以在(706)处生成指示感测元件对触摸输入的响应(例如,电容的变化)的触摸数据。触摸数据可以包括与触摸输入702相关联的一个或多个触摸输入特征。在一些示例中,触摸数据可以识别特定元件以及相关联的响应,诸如电容的变化。在一些示例中,触摸数据可以指示与元件响应相关联的时间。
手势管理器161可以分析触摸数据以识别与触摸输入702相关联的一个或多个触摸输入特征。手势管理器161可以在交互式对象104(例如,通过内部电子模块124和/或可移除电子模块206的一个或多个处理器)和/或远离交互式对象104的一个或多个计算设备处实现。
手势管理器161可以在(708)处分析触摸数据以识别与触摸输入相关联的表面。作为示例,手势管理器161可以确定与邻近预期触摸输入表面的导电感测元件的第一子集和邻近至少一个第二表面的导电感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差。如果信号差指示感测元件的第一子集的较大响应,则手势管理器161可以将触摸输入分类为与预期触摸输入表面相关联。然而,如果信号差指示感测元件的第二子集的较大响应,则手势管理器161可以将触摸输入分类为与至少一个第二表面相关联。
根据一些实施方式,一个或多个控制电路可以分析相应的响应,诸如触摸传感器的每个感测元件的电阻或电容,以确定触摸输入是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。例如,控制电路可以确定感测元件的第一子集的至少一个电容是否大于感测元件的第二子集的至少一个电容。在各种实施方式中,每个子集的至少一个电容可以包括与每个子集的单独感测元件相关联的电容、与每个子集相关联的平均电容和/或与每个子集相关联的累积电容。
在一些示例中,一个或多个控制电路可以确定与感测元件的第一子集相关联的至少一个信号差是否大于与感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差。例如,控制电路可以为阵列中的每个传感器线确定这样的传感器线的电容与其相邻的传感器线的电容之间的信号差。可以通过组合(例如,相加)第一子集中的每个感测线的信号差值来确定第一子集中的每个传感器线的累积信号差值。可以通过组合第二子集中的每个感测线的信号差值来确定第二子集中的每个传感器线的累积信号差值。可以比较两个累加信号差值。如果第一子集的累积信号差值大于第二子集的累积信号差值,则控制电路可以确定在触摸传感器的第一表面处接收到触摸输入。如果第二子集的累积信号差值大于第一子集的累积信号差值,则控制电路可以确定在触摸传感器的第二表面处接收到触摸输入。
在(710)处,手势管理器161可以至少部分地基于触摸数据来确定手势。在一些示例中,手势管理器161仅在触摸输入与预期触摸输入表面相关联时确定触摸数据是否对应于特定手势。例如,手势管理器161可以忽视或以其他方式忽略与非预期输入表面相关联的触摸数据。如本文所述,在其他示例中,手势管理器161可以基于接收到触摸输入的表面来识别特定手势。例如,可以响应于第一表面处的触摸输入来识别第一手势,而可以响应于第二表面处的触摸输入来识别第二手势。
在一些示例中,手势管理器161可以基于参考数据720来识别至少一个手势。参考数据720可以包括指示与特定输入手势相关联的一个或多个预定义参数的数据。参考数据720可以与指示一个或多个手势的数据相关联地存储在参考数据库715 715中。参考数据库915可以被存储在交互式对象104(例如,内部电子模块124和/或可移除电子模块206)处和/或与交互式对象104通信的一个或多个远程计算设备处。在这种情况下,交互式对象104可以经由一个或多个通信接口(例如,网络接口216)访问参考数据库715。
手势管理器161可以将指示触摸输入702的触摸数据与对应于至少一个手势的参考数据720进行比较。例如,手势管理器161可以将与触摸输入702相关联的触摸输入特征与指示与手势相关联的一个或多个预定义参数的参考数据720进行比较。手势管理器161可以确定至少一个触摸输入特征和至少一个参数之间的对应关系。手势管理器可以基于所确定的至少一个触摸输入特征与至少一个参数之间的对应关系来检测触摸输入702与参考数据库715中识别的至少一个线手势之间的对应关系。例如,可以基于触摸输入特征和手势参数的对应关系来确定触摸输入702和相应手势之间的相似性。
在一些示例中,手势管理器161可以将触摸数据输入到一个或多个机器学习手势模型725中。机器学习手势模型25可以被配置为基于触摸数据和/或与触摸输入相关联的感测元件的表面或子集的识别来输出至少一个手势的检测。机器学习手势模型725可以生成包括指示手势检测的数据的输出。例如,可以经由一种或多种机器学习技术,使用训练数据来训练机器学习手势模型725,以基于触摸数据检测特定手势。类似地,可以经由一种或多种机器学习技术使用训练数据来训练机器学习手势模型725以检测与触摸输入相关联的表面。
手势管理器161可以输入指示触摸输入702的触摸数据和/或到机器学习手势模型725中。一个或多个手势模型725可以被配置为确定触摸输入是与感测元件的第一子集相关联还是与感测元件的第二子集相关联。附加地或可替代地,一个或多个手势模型725可以被配置为生成指示触摸数据是否对应于一个或多个输入手势的一个或多个输出。手势模型725可以输出指示与触摸数据相关联的特定手势的数据。附加地或可替代地,手势模型可以输出指示与触摸数据相关联的表面的数据。手势模型725可以被配置为基于指示触摸输入702的触摸数据和与手势相关联的一个或多个参数之间的相似性来输出指示对相应手势的推断或检测的数据。
根据示例性实施例,传感器系统可以至少部分地基于确定触摸输入是在触摸传感器的第一表面处还是在触摸传感器的第二表面处接收到,选择性地确定该触摸输入是否对应于特定输入手势。响应于确定触摸输入与第一表面相关联,传感器系统可以确定触摸数据是否对应于一个或多个手势或其它预定移动。举例来说,传感器系统可以将触摸数据与表示一个或多个预定义参数的参考数据进行比较以确定触摸数据是否对应于一个或多个手势。响应于检测到第一输入手势,传感器系统可以在计算设备处发起功能。然而,响应于确定触摸输入与第二表面相关联,传感器系统可以自动确定触摸输入不指示特定输入手势,使得不发起功能。
在一些实施方式中,触摸传感器的第一表面处的触摸输入可以与第一输入手势相关联,而触摸传感器的第二表面处的相同或相似的触摸输入可以与第二输入手势相关联。例如,传感器系统可以确定响应于触摸输入而生成的触摸数据是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。另外,传感器系统可以确定触摸数据是否对应于一个或多个预定义参数。如果触摸数据对应于一个或多个预定义参数且与第一表面相关联,那么传感器系统可以确定已执行第一输入手势。然而,如果触摸数据对应于一个或多个预定义参数且与第二表面相关联,那么传感器系统可以确定已执行第二输入手势。在示例性实施例中,通过区分接收输入的表面,传感器系统可以检测更大数量的输入手势。
交互式对象104和/或与交互式对象104通信的远程计算设备可以基于检测到的手势发起一个或多个动作。例如,检测到的手势可以与(例如,经由电容式触摸传感器102、控制器或两者)耦接到交互式对象104和/或一个或多个远程计算设备中的任何一个的一个或多个用户接口中的导航命令(例如,向上/向下/侧向滚动、翻转页面等)相关联。另外或可替代地,相应手势可以利用一个或多个计算设备发起一个或多个预定义动作,诸如例如拨打号码、发送文本消息、播放录音等。
图16和图17图示使用交互式对象来生成触摸数据的示例性过程800(图16)以及确定可用于基于从交互式对象接收到的触摸数据来控制计算设备或该计算设备处的应用的手势或其它运动的示例性过程820(图17)。本文的这些方法和其它方法被示为指定被执行的操作的框的集合,但是不必限于所示的用于由各个框执行操作的顺序或组合。过程800的一个或多个部分和本文所述的其他过程(方法820和/或方法850)可以由一个或多个计算设备(诸如,例如,图1中所图示的计算环境100的一个或多个计算设备、图2中所示的计算系统190、图3所示的计算系统200或图19中所示的计算环境900的一个或多个计算设备)来实现。虽然在以下讨论的各部分中可以参考特定计算环境,但是仅作为示例进行参考。这些技术不限于由在一个设备上操作的一个实体或多个实体执行。可以将这些过程的一个或多个部分实现为本文所述的设备的硬件组件上的算法。
在(802),方法800可以包括检测对交互式对象的触摸输入。框802可以包括检测对感测元件的集合(诸如编织到交互式织物中或以其他方式附接到柔性基板的导电纺织线)的触摸输入。感测元件的集合可以包括与感测元件的第二子集垂直分离的感测元件的第一子集。附加地或可替代地,感测元件的第一子集可以耦接到柔性基板的第一侧,而感测元件的第二子集可以耦接到柔性基板的第二侧。作为示例,当对象(诸如用户的手指)触摸或接近触摸传感器102时,感测电路126(图2)可以检测对形成触摸传感器102(图1)的感测元件110的集合的触摸输入。
在(804),基于触摸输入生成触摸数据。例如,感测电路126可以基于触摸输入生成传感器数据(诸如触摸数据)。触摸数据可以包括与感测元件110的集合相关联的相应信号值(例如,电容或电阻)。为了检测触摸输入和/或触摸输入的位置,感测电路126可以使用自电容感测、投射式电容感测或其他技术。
在(806)处,将触摸数据通信到计算设备以控制该计算设备或该计算设备处的一个或多个应用。例如,对象104处的通信接口162可以将由感测电路126生成的触摸数据通信到在可移除电子模块150处实现的手势管理器161。手势管理器161可以在对象104处实现,在这种情况下,通信接口162可以经由有线连接将触摸数据通信到手势管理器161。附加地或可替代地,手势管理器161可以被实现为远离对象104,在这种情况下,网络接口156可以经由网络108将触摸数据通信到手势管理器161。注意,诸如触摸数据的移动数据可以包括各种类型的数据。例如,在一些示例中,移动数据可以包括原始传感器数据。在其它示例中,触摸数据可以包括指示如已经由对象(例如,由微处理器128和/或微处理器152)确定的传感器数据的运动、手势或中间表示的数据。
可选地,可以控制交互式服装以提供指示对触摸输入的检测或对功能的触发的反馈。例如,感测电路126可以控制交互式对象处的一个或多个输出设备以提供指示检测到触摸输入的反馈,诸如通过控制光源闪烁或控制振动组件振动。作为另一示例,感测电路126可以控制一个或多个输出设备以提供指示已经触发了特定功能的反馈。例如,LED可以被集成到交互式服装的袖子中,并且响应于检测到触摸输入或响应于确认触摸输入使特定功能被触发而被控制以输出光(例如,通过闪烁)。在一些情况下,可以将LED集成到外部模块中。可以将包括视觉、听觉和触觉输出设备的其它输出设备集成到交互式对象或外部模块中。
图17图示基于从交互式对象接收到的触摸数据来确定诸如可用于控制计算设备或该计算设备处的应用的手势的预定义运动的示例性方法820。方法820包括发起通过用户与交互式对象的交互而触发的功能。计算设备可以是交互式对象本地的(诸如结合在服装或对象内),或者可以是交互式对象远程的(诸如智能手机或诸如服务器的远程计算设备)。
在(822)处,获得指示感测元件的第一子集和第二子集的每个感测元件的相应响应的触摸数据。例如,在一个示例中,计算设备106处的网络接口可以从交互式对象104处的网络接口216接收被通信到手势管理器161的触摸数据。如果手势管理器161在交互式对象处实现,则移动数据可以由交互式对象的内部电子模块或可移除电子模块接收。
在(824),方法820可以包括在触摸数据上识别触摸传感器的表面。作为示例,手势管理器161可以至少确定第一子集的第一导电感测元件的第一相应响应和第二子集的第二导电感测元件的第二相应响应。手势管理器可以至少部分地基于第一相应响应和第二相应响应来确定触摸输入是与触摸传感器的第一表面相关联还是与触摸传感器的第二表面相关联。在一些示例中,与感测元件的第一子集相关联的累积信号差和与感测元件的第二子集相关联的累积信号差可用于确定与触摸输入相关联的触摸传感器的表面。在一些示例中,一个或多个机器学习模型可以被配置为确定触摸输入是与触摸传感器的预期输入表面还是第二表面相关联。触摸数据可以作为一个或多个输入提供给机器学习模型,该机器学习模型可以基于触摸数据提供特定输入表面和/或感测元件子集的指示作为一个或多个输出。
在826处,方法820可以包括确定与触摸输入相关联的表面是否是触摸传感器的预期输入表面。例如,手势管理器161可以确定触摸输入是与导电感测元件的第一子集相关联还是与导电感测元件的第二子集相关联。导电感测元件的第一子集可以与预期输入表面相邻,并且导电感测元件的第二子集可以与触摸传感器的一个或多个第二表面相邻。如果触摸输入与触摸传感器的预期输入表面相关联,则方法820在828处进行。
在828处,方法820可以包括确定触摸数据是否指示诸如手势的预定运动。例如,手势管理器161可以基于触摸数据识别预定义运动,诸如手势,诸如单指触摸手势、双击手势、双指触摸手势、轻扫手势等。在一些实施例中,手势管理器161可以确定触摸数据是否对应于与第一输入手势相关联的一个或多个预定义参数。注意,在825处,来自与预期输入表面相邻的感测元件的第一子集的感测元件的响应以及与用户的身体相邻的感测元件的响应可以用在确定手势中。也就是说,虽然感测元件的特定子集可以与触摸输入相关联以便识别触摸传感器的特定表面,但是感测元件的整个集合可以用于检测手势。
根据本公开的示例性实施例,可以使用各种技术来检测手势。在一些示例中,传感器系统可以确定触摸数据是否对应于与特定输入手势相关联的一个或多个预定义参数。交互式对象和/或与交互式对象通信的计算设备可以检测触摸输入和至少一个手势之间的对应关系。例如,可以识别与用于至少一个手势的预定义参数中的一个或多个相对应的触摸数据的一个或多个特征。作为示例,可以使用匹配标准来识别特征和参数之间的对应关系。可以确定触摸数据和相应手势之间的相似性。例如,可以基于对应的特征和参数的数量来确定触摸输入和相应手势之间的相似性。在一些示例中,可以基于与最大数量的对应特征和参数相关联的相应手势来检测触摸数据和相应手势之间的对应关系。
在示例性实施例中,一个或多个预定义参数可以与相应姿势的识别一起存储在参考数据库中。传感器系统可以将触摸数据与一个或多个预定义参数进行比较以确定是否已经执行特定输入手势。预定义参数的示例可以包括感测、运动或其他检测参数。在一些示例中,可以将触摸数据的特征(诸如电容水平、电阻水平、线激活顺序、具有电容变化的元件的数量等)与预定义参数进行比较。传感器系统可以响应于触摸数据对应于预定义参数和触摸输入与第一表面相关联来检测第一输入手势。
附加地或可替代地,由交互式对象生成的触摸数据可以被输入到一个或多个机器学习模型(例如,机器学习分类模型)中,以检测接收到对应触摸输入的表面,和/或检测一个或多个预定义手势。可以生成指示触摸传感器的特定表面的数据和/或指示预定手势的检测的数据,作为一个或多个机器学习模型的输出。
作为示例,机器学习分类模型可以包括一个或多个神经网络(例如,深度神经网络、卷积神经网络)或其他多层非线性模型。可以使用训练数据,经由一种或多种机器学习技术来训练模型。训练数据可以包括先前由一个或多个交互式对象在触摸传感器的第一表面和触摸传感器的第二表面处收集的触摸数据。作为示例,一个或多个交互式对象可以基于与一个或多个交互式对象的用户相关联的一个或多个触摸输入来生成触摸数据。可以标记训练数据以识别与移动数据相对应的特定表面和/或手势。可以使用各种训练或学习技术来训练机器学习分类模型,诸如,例如,基于标记的训练数据的误差的后向传播。
以这种方式,可以训练机器学习分类模型以基于触摸数据来检测与触摸传感器的特定表面相关联的特定手势。在一些实施方式中,触摸数据可以被输入到机器学习分类模型中。在一些示例中,机器学习分类模型可以忽略与触摸传感器的非预期表面相关联的触摸输入。如果在预期输入表面处接收到触摸输入,并且如果触摸数据触摸数据与特定手势匹配或以其他方式指示与特定手势的对应关系,则机器学习分类模型可以生成指示特定手势的数据。在其他示例中,机器学习分类模型可以响应于与触摸传感器的第一表面相关联并且与第一手势匹配或以其他方式指示与第一手势的对应关系的触摸数据来生成指示第一手势的数据。机器学习分类模型可以响应于与触摸传感器的第二表面相关联并且与第二手势匹配或以其他方式指示与第二手势的对应关系的触摸数据来生成指示第二手势的数据。在一些示例中,在不同表面处接收的相同或相似的触摸数据可以对应于不同的手势。
作为示例,机器学习分类模型可以包括机器学习的二元分类器模型。该模型可以以二进制方式对触摸数据进行分类,诸如以指示触摸数据是否与触摸传感器的第一表面相关联(例如,“1”)或者触摸数据是否与触摸传感器的第二表面相关联(例如,“0”)。类似地,机器学习分类模型可以包括机器学习的二元分类器模型,其可以将触摸数据分类为指示特定手势(例如,“1”)或不指示特定手势(例如,“0”)。
在一些实施方式中,手势管理器161可以通过将触摸数据作为一个或多个输入提供给一个或多个机器学习模型来确定触摸数据是否对应于与输入手势相关联的一个或多个预定义参数。机器学习模型可以生成指示一个或多个输入是否对应于第一输入手势的一个或多个输出。在一些示例中,一个或多个机器学习模型被配置为至少部分地基于触摸输入是与导电感测元件的第一子集还是导电感测元件的第二子集相关联来生成指示一个或多个输出是否对应于第一输入手势的一个或多个输出。
在(830),方法820可以包括确定与预定义运动相关联的功能。在一些示例中,手势管理器161确定触摸数据是否对应于执行特定功能的请求。例如,手势管理器161可以确定触摸数据是否对应于映射到特定功能的用户输入或手势,诸如触发输出响应(诸如与文本或其他消息相关联的可听输出)、触发文本消息、应答电话呼叫、创建日志条目等。如通篇所述,可以使用任何类型的用户输入或手势来触发功能,诸如轻扫、轻敲或保持触摸传感器102。在一个或多个实施方式中,手势管理器161使得应用开发者或用户能够配置可以用于触发各种不同类型的功能的用户输入或手势的类型。
在(832),方法820可以包括发起与输入手势相关联的功能。例如,手势管理器161可以使得特定功能被执行,诸如通过获得与应用相关联的数据并发起提供数据的指示的输出响应、接听电话呼叫、创建日志条目、增加电视的音量、打开用户房屋中的灯、打开用户房屋的自动车库门等。在这方面,该功能可以由计算设备发起,该计算设备对于交互式对象是本地的或者远离交互式对象。例如,交互式对象可以向远程计算设备传送指示所确定的输入手势的数据。在另一示例中,交互式对象可以例如通过本地计算设备在本地发起功能。
返回到826,如果触摸输入不与触摸传感器的预期输入表面相关联,则方法820在834处进行。在834处,方法820可以包括确定对触摸传感器的触摸输入是无意的或者应当以其他方式被忽略。例如,在一些示例中,手势管理器161可以在834处不采取动作。以这种方式,手势管理器161可以响应于确定触摸输入与触摸传感器的第二表面相关联而自动地确定触摸输入不指示输入手势。
尽管未示出,但是方法820可以包括确定与触摸传感器的第二表面相关联的手势以及一些示例。例如,在确定触摸传感器的第二表面是接收触摸输入的地方之后,手势管理器可以基于触摸数据和触摸数据与触摸传感器的第二表面相关联的确定来确定手势。手势管理器可以基于在预期输入表面处未接收到触摸输入的识别以及一些示例来确定特定手势。可以在如前所述发起的功能中确定与手势相关联的功能。
图18描绘了描述根据本公开的示例性实施例的基于触摸传感器的单独子集的感测元件的相应响应来识别触摸传感器的接收到触摸输入的表面的示例性方法的流程图。
在852处,方法850可以包括获得触摸数据。触摸数据可以指示每个感测元件对触摸输入的相应响应。触摸数据可以指示每个感测元件响应于触摸输入的电容或电阻。
在854处,方法850可以包括针对每一传感器元件确定传感器元件与一个或多个相邻传感器元件之间的信号差。手势管理器161可以确定感测元件与其相邻感测元件之间在横向方向上的电容或电阻的差。作为示例,对于触摸传感器的每个偶数感测元件,可以确定偶数感测元件与在横向方向上与偶数感测元件相邻的一个或多个奇数感测元件之间的信号差。类似地,对于触摸传感器的每个奇数检测元件,可以确定奇数检测元件与在横向上相邻的一个或多个偶数检测元件之间的信号差。
在856处,方法850可以包括累积每个偶数感测元件的信号差。例如,可以将每个偶数感测元件的信号差加在一起以生成用于偶数感测元件的子集的累积信号差。在这方面,用于偶数感测元件的累积信号差可以至少部分地基于与偶数子集的至少两个导电感测元件相关联的两个信号差。
在858处,方法850可以包括累积每个奇数感测元件的信号差。例如,可以将每个奇数感测元件的信号差加在一起以生成奇数感测元件的子集的累积信号差。在这方面,奇数感测元件的累积信号差可以至少部分地基于与偶数子集的至少两个导电感测元件相关联的两个信号差。
在860处,方法850可以包括将感测元件的偶数子集的累积信号差与感测元件的奇数子集的累积信号差进行比较。在862处,方法850可以包括确定偶数感测元件的累积信号差是否大于奇数感测元件的累积信号差。在一些示例中,手势管理器161可以确定偶数信号差和奇数信号差之间的差是否满足或超过阈值。例如,手势管理器161可以确定偶数信号差是否超过奇数信号差达阈值。如果偶数信号差大于奇数信号差,则方法850进行到864。如果偶数信号差不大于奇数信号差,则方法850进行到866。
在864处,方法850可以包括确定在预期输入表面处接收到触摸输入。在866处,方法850可以包括确定在触摸传感器的第二表面处接收到触摸输入。
图19描绘可以用于实现如本文所述的任何类型的计算设备的示例性计算环境900的框图。系统环境包括通过网络960通信地耦接的远程计算系统902、交互式计算系统920和训练计算系统940。在一些示例中,交互式计算系统920可以被用来实现交互式对象。
远程计算系统902可以包括任何类型的计算设备,诸如例如个人计算设备(例如,膝上型电脑或台式机)、移动计算设备(例如,智能手机或平板电脑)、游戏控制台或控制器、嵌入式计算设备、服务器计算设备或任何其它类型的计算设备。
远程计算系统902包括一个或多个处理器904和存储器906。一个或多个处理器904可以是任何适当的处理设备(例如,处理器核、微处理器、ASIC、FPGA、控制器、微控制器等)并且可以是一个处理器或可操作地连接的多个处理器。存储器906可以包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,诸如RAM、ROM、EEPROM、EPROM、闪存设备、磁盘等以及它们的组合。存储器906可以存储由处理器904执行以使远程计算系统902执行操作的数据908和指令910。
远程计算系统902还可以包括可以被配置成接收用户输入的一个或多个输入设备912。作为示例,一个或多个输入设备912可以包括被配置成从远程计算系统902的用户接收数据的一个或多个软按钮、硬按钮、麦克风、扫描器、相机等。例如,一个或多个输入设备912可以用来实现虚拟键盘和/或虚拟数字键盘。其它示例性用户输入设备912包括麦克风、传统键盘或用户可以通过其来提供用户输入的其它装置。
远程计算系统902还可以包括可以被配置成向一个或多个用户提供数据的一个或多个输出设备914。作为示例,一个或多个输出设备914可以包括被配置成向远程计算系统902的用户显示数据的用户界面。其它示例性输出设备914包括被配置成向远程计算系统902的用户提供信息的一个或多个视觉、触感和/或音频设备。
交互式计算系统920可以被用来实现任何类型的交互式对象,诸如可穿戴计算设备。交互式计算系统920包括一个或多个处理器922和存储器924。一个或多个处理器922可以是任何适当的处理设备(例如,处理器核、微处理器、ASIC、FPGA、控制器、微控制器等)并且可以是一个处理器或可操作地连接的多个处理器。存储器924可以包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,诸如RAM、ROM、EEPROM、EPROM、闪存设备、磁盘等以及它们的组合。存储器924可以存储由处理器922执行以使交互式计算系统920执行操作的数据926和指令928。
交互式计算系统920还可以包括可以被配置成接收用户输入的一个或多个输入设备930。例如,用户输入设备930可以是对用户输入对象(例如,手指或触笔)的触摸敏感的触敏组件(例如,触摸传感器102)。作为另一示例,用户输入设备930可以是对用户的移动敏感的惯性组件(例如,惯性测量单元158)。其它示例性用户输入组件包括麦克风、传统键盘或用户可以通过其来提供用户输入的其它装置。交互式计算系统920还可以包括被配置成向用户提供数据的一个或多个输出设备932。例如,一个或多个输出设备932可以包括被配置成向交互式计算系统920的用户提供信息的一个或多个视觉、触感和/或音频设备。
训练计算系统940包括一个或多个处理器942和存储器944。一个或多个处理器942可以是任何适当的处理设备(例如,处理器核、微处理器、ASIC、FPGA、控制器、微控制器等)并且可以是一个处理器或可操作地连接的多个处理器。存储器944可以包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,诸如RAM、ROM、EEPROM、EPROM、闪存设备、磁盘等以及它们的组合。存储器944可以存储由处理器942执行以使训练计算系统940执行操作的数据946和指令948。在一些实施方式中,训练计算系统940包括一个或多个服务器计算设备或者由一个或多个服务器计算设备实现。
训练计算系统940可以包括模型训练器952,该模型训练器952使用诸如例如误差的向后传播的各种训练或学习技术来训练机器学习分类模型950。在如本文所述的其它示例中,训练计算系统940可以使用训练数据954来训练机器学习分类模型950。例如,训练数据954可以包括由交互式计算系统920生成的所标记的传感器数据。训练计算系统940可以经由网络960从交互式计算系统920接收训练数据954,并且将训练数据954存储在训练计算系统940处。机器学习分类模型950可以被存储在训练计算系统940处以供训练,然后被部署到远程计算系统902和/或交互式计算系统920。在一些实施方式中,执行误差的向后传播可以包括随着时间执行截断的反向传播。模型训练器952可以执行许多泛化技术(例如权重衰减、丢弃等)以提高分类模型950的泛化能力。
特别地,训练数据954可以包括传感器数据的多个实例,其中,传感器数据的每个实例已经用诸如一个或多个预定义移动识别的真实值推断标记。例如,传感器数据的每个实例的标记可以描述对象移动的位置和/或移动(例如,速度或加速度)。在一些实施方式中,标记可以由人手动地施加到训练数据。在一些实施方式中,可以使用损失函数来训练机器学习分类模型950,该损失函数测量预测推断与真实值推断之间的差。
模型训练器952包括被用来提供期望功能的计算机逻辑。可以以控制通用处理器的硬件、固件和/或软件来实现模型训练器952。例如,在一些实施方式中,模型训练器952包括存储在存储设备上、加载到存储器中并且由一个或多个处理器执行的程序文件。在其它实施方式中,模型训练器952包括一个或多个计算机可执行指令集合,这些计算机可执行指令被存储在诸如RAM硬盘或光学或磁性介质的有形计算机可读存储介质中。
在一些示例中,可以将训练数据库956存储在交互式对象、可移除电子模块、用户设备和/或远程计算设备上的存储器中。例如,在一些实施例中,可以将训练数据库956存储在诸如一个或多个远程服务器的一个或多个远程计算设备上。可以基于训练数据库956中的训练数据来训练机器学习分类模型950。例如,可以基于来自训练数据库956的训练数据,使用诸如例如误差的后向传播的各种训练或学习技术来训练机器学习分类模型950。
以这种方式,可以将机器学习分类模型950训练成基于移动数据确定与交互式对象相关联的多个预定义移动中的至少一个预定义移动。
可以使用训练数据来经由一种或多种机器学习技术训练机器学习分类模型950。例如,训练数据可以包括先前由一个或多个交互式对象收集的移动数据。作为示例,一个或多个交互式对象可以基于与一个或多个交互式对象相关联的一个或多个移动来生成传感器数据。可以标记先前生成的传感器数据以识别与传感器数据相对应的触摸和/或惯性输入相关联的至少一个预定义移动。可以收集所得的训练数据并且将其存储在训练数据库956中。
网络960可以是任何类型的通信网络,诸如局域网(例如,内联网)、广域网(例如,因特网)或它们的某种组合,并且可以包括任何数量的有线或无线链路。通常,可以使用各式各样的通信协议(例如,TCP/IP、HTTP、SMTP、FTP)、编码或格式(例如,HTML/XML)和/或保护方案(例如,VPN、安全HTTP、SSL)来经由任何类型的有线和/或无线连接承载通过网络960的通信。
图16图示可以被用来实现本公开的一个示例性计算系统。也可以使用其它计算系统。例如,在一些实施方式中,远程计算系统902可以包括模型训练器952和训练数据954。在这类实施方式中,可以训练并在远程计算系统902处在本地使用分类模型950。在这类实施方式中的一些实施方式中,远程计算系统902可以实现模型训练器952以基于用户特定移动使分类模型950个性化。
本文讨论的技术参考服务器、数据库、软件应用和其它基于计算机的系统以及所采取的动作和向这类系统发送且从这类系统发送的信息。本领域的普通技术人员将认识到,基于计算机的系统的固有灵活性允许实现任务和功能在组件之间和组件之中的各种各样的可能配置、组合和划分。例如,可以使用单个服务器或以组合方式工作的多个服务器来实现本文讨论的服务器进程。数据库和应用可以在单个系统上实现或者分布在多个系统上。分布式组件可以顺序地或并行地操作。
虽然已经相对于本主题的具体示例性实施例详细地描述了本主题,但是将意识到,本领域的技术人员在实现对前文的理解后,可以容易地产生这类实施例的变更、变化和等同物。因此,本公开的范围作为示例而不是作为限制,并且本公开不排除包括如对于本领域的普通技术人员而言将是容易显而易见的对本主题的这类修改、变化和/或添加。
Claims (25)
1.一种传感器系统,包括:
触摸传感器,所述触摸传感器包括与柔性基板集成的多个导电感测元件,所述多个导电感测元件包括耦接到所述柔性基板的第一侧的导电感测元件的第一子集和耦接到所述柔性基板的第二侧的导电感测元件的第二子集,其中,所述第一侧在与所述第一侧和所述第二侧正交的方向上与所述第二侧相对;以及
一个或多个控制电路,所述一个或多个控制电路被配置为获得与对所述触摸传感器的触摸输入相关联的触摸数据,所述触摸数据是至少部分地基于所述多个导电感测元件对所述触摸输入的相应响应,所述一个或多个控制电路被配置为至少部分地基于所述多个导电感测元件对所述触摸输入的所述相应响应来确定所述触摸输入是与所述导电感测元件的第一子集相关联还是与所述导电感测元件的第二子集相关联。
2.如权利要求1所述的传感器系统,其中,所述一个或多个控制电路被配置为:
响应于所述触摸输入,确定所述第一子集中的第一导电感测元件的第一相应响应和所述第二子集中的第二导电感测元件的第二相应响应;以及
至少部分地基于所述第一相应响应和所述第二相应响应来确定所述触摸数据是否指示第一输入手势。
3.如权利要求2所述的传感器系统,其中,所述一个或多个控制电路被配置为响应于确定所述触摸输入与所述导电感测元件的第一子集相关联,确定所述触摸数据是否对应于与所述第一输入手势相关联的一个或多个预定义参数。
4.如权利要求3所述的传感器系统,其中,所述一个或多个控制电路被配置为响应于确定所述触摸输入与所述导电感测元件的第二子集相关联,确定所述触摸输入不指示所述第一输入手势。
5.如权利要求4所述的传感器系统,其中,所述一个或多个控制电路被配置为响应于确定所述触摸输入与所述导电感测元件的第一子集相关联并且所述触摸数据指示所述第一输入手势,在计算设备处发起与所述第一输入手势相关联的功能。
6.如权利要求5所述的传感器系统,其中,所述计算设备在所述传感器系统本地。
7.如权利要求5所述的传感器系统,其中,所述计算设备远离所述传感器系统,并且发起所述功能包括向所述计算设备传送指示所述第一输入手势的数据。
8.如权利要求3所述的传感器系统,其中,确定所述触摸数据是否对应于与所述第一输入手势相关联的一个或多个预定义参数包括将所述触摸数据作为一个或多个输入提供给一个或多个机器学习模型,所述一个或多个机器学习模型被配置为生成指示所述一个或多个输入是否对应于所述第一输入手势的一个或多个输出。
9.如权利要求8所述的传感器系统,其中:
所述一个或多个机器学习模型被配置为确定所述触摸输入是与所述导电感测元件的第一子集还是所述导电感测元件的第二子集相关联。
10.如权利要求9所述的传感器系统,其中:
所述一个或多个机器学习模型被配置为至少部分地基于所述触摸输入是与所述导电感测元件的第一子集相关联还是与所述导电感测元件的第二子集相关联来生成指示所述一个或多个输出是否对应于所述第一输入手势的所述一个或多个输出。
11.如权利要求1所述的传感器系统,其中,所述一个或多个控制电路被配置为通过以下来确定所述触摸输入是与所述导电感测元件的第一子集相关联还是与所述导电感测元件的第二子集相关联:
确定与所述导电感测元件的第一子集相关联的至少一个信号差;
确定与所述导电感测元件的第二子集相关联的至少一个信号差;
如果与所述导电感测元件的第一子集相关联的所述至少一个信号差大于与所述导电感测元件的第二子集相关联的所述至少一个信号差,则确定所述触摸输入与所述导电感测元件的第一子集相关联;以及
如果与所述导电感测元件的第二子集相关联的所述至少一个信号差大于与所述导电感测元件的第一子集相关联的所述至少一个信号差,则确定所述触摸输入与所述导电感测元件的第二子集相关联。
12.如权利要求11所述的传感器系统,其中:
与所述导电感测元件的第一子集相关联的所述至少一个信号差是至少部分地基于与所述第一子集中的至少两个导电感测元件相关联的两个信号差的累积信号差;以及
与所述导电感测元件的第二子集相关联的所述至少一个信号差是至少部分地基于与所述第二子集中的至少两个导电感测元件相关联的两个信号差的累积信号差。
13.如权利要求12所述的传感器系统,其中:
所述第一子集中的第一导电感测元件的信号差是至少部分地基于所述第一导电感测元件与所述第二子集中的至少两个相邻导电感测元件之间的信号差;以及
所述第二子集中的第二导电感测元件的信号差是至少部分地基于所述第二导电感测元件与所述第一子集中的至少两个相邻导电感测元件之间的信号差。
14.如权利要求1所述的传感器系统,其中:
所述第一侧在与所述第一侧和所述第二侧正交的方向上与所述第二侧相对;以及
所述导电感测元件的第一子集在与所述第一侧和所述第二侧正交的方向上与所述导电感测元件的第二子集分离。
15.如权利要求14所述的传感器系统,其中:
所述多个导电感测元件中的每个导电感测元件是在第一方向上伸长的,在与所述第一方向正交的第二方向上在相邻导电感测元件之间具有间距;以及
所述导电感测元件的第一子集中的每个导电感测元件在所述第二方向上与所述导电感测元件的第二子集中的至少一个导电感测元件相邻。
16.如权利要求14所述的传感器系统,其中:
所述传感器系统与可穿戴设备集成;
所述柔性基板的所述第一侧与所述触摸传感器的预期输入表面相邻;以及
当用户穿戴所述可穿戴设备时,所述柔性基板的所述第二侧与用户身体的一个或多个部分相邻。
17.如权利要求1所述的传感器系统,其中:
所述触摸传感器是电容式触摸传感器。
18.如权利要求1所述的传感器系统,其中:
所述柔性基板的所述第一侧和所述第二侧在与所述第一侧和所述第二侧正交的方向上分离;以及
所述传感器系统进一步包括定位于所述第一侧和所述第二侧之间的至少一个附加层。
19.一种能够由用户穿戴的交互式对象,包括:
触摸传感器,所述触摸传感器包括多个平行感测线,所述多个平行感测线在第一方向上伸长,在与所述第一方向正交的第二方向上所述多个平行感测线之间具有间隔,所述多个平行感测线包括在与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向上分离的平行感测线的第一子集和平行感测线的第二子集,其中,所述触摸传感器包括输入表面和第二表面,所述输入表面被配置为从所述用户接收输入,所述第二表面在所述交互式对象由所述用户穿戴时与所述用户的至少一部分相邻;
一个或多个控制电路,所述一个或多个控制电路与所述触摸传感器通信,所述一个或多个控制电路被配置为:
响应于对所述触摸传感器的触摸输入,检测与所述多个平行感测线中的每一个平行感测线相关联的相应响应;以及
至少部分地基于与所述多个平行感测线中的每一个平行感测线相关联的相应响应来确定所述触摸输入是与所述输入表面相关联还是与所述第二表面相关联。
20.如权利要求19所述的交互式对象,其中,所述一个或多个控制电路被配置为:
响应于所述触摸输入,确定所述第一子集中的第一导电感测元件的第一相应响应和所述第二子集中的第二导电感测元件的第二相应响应;以及
至少部分地基于所述第一相应响应和所述第二相应响应来确定所述触摸输入是否指示第一输入手势。
21.如权利要求19所述的交互式对象,其中,所述一个或多个控制电路被配置为:
响应于确定所述触摸输入与所述平行感测线的第一子集相关联,确定所述触摸输入是否对应于与第一输入手势相关联的一个或多个预定义参数;
响应于确定所述触摸输入与所述平行感测线的第二子集相关联,确定所述触摸输入不指示所述第一输入手势。
22.如权利要求19所述的交互式对象,其中:
所述平行感测线的第一子集被定位成比所述感测线的第二子集更靠近所述触摸传感器的所述输入表面;以及
所述平行感测线的第二子集被定位成比所述平行感测线的第一子集更靠近所述触摸传感器的所述第二表面。
23.如权利要求19所述的交互式对象,其中:
所述平行感测线的第一子集耦接到柔性基板的第一侧;以及
所述平行感测线的第二子集耦接到所述柔性基板的第二侧。
24.一种管理交互式对象处的输入的计算机实现的方法,所述方法包括:
由一个或多个处理器获得与触摸传感器相关联的触摸数据,所述触摸传感器包括多个平行感测线,所述多个平行感测线在第一方向上伸长,在与所述第一方向正交的第二方向上在所述多个平行感测线之间具有间隔,所述多个平行感测线包括在与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向上分离的平行感测线的第一子集和平行感测线的第二子集,其中,所述触摸传感器包括输入表面和第二表面,所述输入表面被配置为从用户接收输入,所述第二表面在所述交互式对象由所述用户穿戴时与所述用户的至少一部分相邻;
响应于对所述触摸传感器的触摸输入,由所述一个或多个处理器检测与所述多个感测线中的每一个感测线相关联的相应响应;以及
至少部分地基于与所述多个感测线中的每一个感测线相关联的相应响应,由所述一个或多个处理器确定所述触摸输入是与所述输入表面相关联还是与所述第二表面相关联。
25.如权利要求24所述的计算机实现的方法,进一步包括:
至少部分地基于所述触摸输入是与所述输入表面相关联还是与所述第二表面相关联,选择性地识别是否响应于所述触摸输入而执行至少一个手势。
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