CN202120246U - 多点旋转运动的识别装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出一种用于触控装置的多点旋转运动的识别装置，包括：检测模块，沿着至少一个方向检测所述触控装置上由物体触碰所引起的感应波形；触碰物体数目确定模块，根据检测的所述感应波形确定触碰所述触控装置的物体数目；物体旋转运动确定模块，在触碰物体数目确定模块识别出所述物体数目为多个时、用于判断所述多个物体是否执行旋转运动；以及信号产生模块，在物体旋转运动确定模块确定多个物体执行旋转运动时生成控制信号，且根据控制信号在所述触控装置上执行控制操作。根据本实用新型实施例的多点旋转运动的识别方法和装置可以准确地识别多个物体以及物体触碰产生的旋转动作。

Description

多点旋转运动的识别装置
技术领域
本实用新型涉及物体识别，尤其涉及一种用于物体数目的多点旋转运动的识别装置，该多点旋转运动的识别装置可分别用于识别多个物体的数目和/或者旋转运动。
背景技术
随着技术的快速发展，电子类产品已发生了天翻地覆的变化，随着近来触控式电子类产品的问世，触控产品已越来越多地受到人们的欢迎。触控产品不但可节省空间、方便携带，而且用户用手指或者触控笔等就可以直接进行操作，使用舒适，非常便捷。例如，目前市场常见的个人数字助理(PDA)、触控类手机、手提式笔记型电脑等等，都已加大对触控技术的投入，所以触控式装置将来必在各个领域有更加广泛的应用。
目前，电容式触控面板由于耐磨损、寿命长、而且在光损失和系统功效上更具优势，所以近来电容式触控面板受到了市场的追捧，各种电容式触控面板产品纷纷面世。通常，电容式触控面板的工作原理是通过触控芯片来感应面板的电容变化而判断手指的位置和动作。
例如，在触碰检测时，电容检测依次分别检测横向与纵向电极阵列，根据触碰前后电容的变化，分别确定横向坐标和纵向坐标，然后组合成平面的触碰坐标。自电容的扫描方式，相当于把触控面板上的触碰点分别投影到X轴和Y轴方向，然后分别在X轴和Y轴方向计算出坐标，最后组合成触碰点的坐标。这种方法只能检测单点，不能实现多点的检测。此外，传统的方法还不能检测出触碰物体在触控面板上的动作内容，例如触碰物体在触控面板上执行旋转动作或者缩放动作等。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本实用新型提供一种用于触控装置的多点旋转运动的识别装置，该装置可以准确地识别触控装置上的触碰物体的数目以及物体的旋转运动。
本实用新型一方面提出一种用于触控装置的多点旋转运动的识别装置，包括：检测模块，所述检测模块沿着至少一个方向检测所述触控装置上由物体触碰所引起的感应波形；触碰物体数目确定模块，所述触碰物体数目确定模块根据检测的所述感应波形确定触碰所述触控装置的物体数目；物体旋转运动确定模块，所述物体旋转运动确定模块在所述触碰物体数目确定模块识别出所述物体数目为多个时、用于判断所述多个物体是否执行旋转运动；以及信号产生模块，所述信号产生模块在所述物体旋转运动确定模块确定所述多个物体执行旋转运动时生成控制信号，且根据所述控制信号在所述触控装置上执行控制操作。
通过本实用新型的识别装置，根据沿着触控装置的触碰面上的至少一个方向获得所产生的感应波形，可以准确地识别物体的数目。并且，当检测有多个物体在触控装置上触碰时，可以进一步准确地识别两组物体的相对旋转运动，并在触控装置上执行与旋转运动对应的控制操作。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型的实施例多点旋转运动的识别方法的流程图；
图2为本实用新型的实施例的触控装置上的感应线的示意图；
图3为本实用新型的实施例的多点旋转运动的识别方法中步骤B的流程图；
图4为本实用新型的一个实施例的感应波形与参考波形的示意图；
图5为本实用新型的另一个实施例的感应波形与参考波形的示意图；
图6为本实用新型的再一个实施例的感应波形与参考波形的示意图；
图7为本实用新型的一个实施例的检测多点旋转手势的流程图；
图8为本实用新型的另一个实施例的检测多点旋转手势的识别旋转手势的流程图；
图9为本实用新型的实施例的启动顺时针旋转命令的示意图；
图10为本实用新型的实施例的启动逆时针旋转命令的示意图；
图11为本实用新型的实施例的竖直方向跨象限启动顺时针旋转命令的一个示意图；
图12为本实用新型的实施例的竖直方向跨象限启动逆时针旋转命令的另一示意图；
图13为本实用新型的实施例的竖直方向跨象限启动顺时针旋转命令的一个示意图；
图14为本实用新型的实施例的竖直方向跨象限启动逆时针旋转命令的另一示意图；
图15为本实用新型的实施例的获取两物体之间相对旋转的角度的示意图；
图16为本实用新型的另一实施例的检测多点旋转手势的流程图；
图17(A)为本实用新型的另一实施例的两物体F1和F2相对旋转移动的示意图；
图17(B)为本实用新型的另一实施例步骤166中的向量坐标平移示图；
图17(C)为本实用新型的另一实施例的等效手势示意图；
图17(D)为本实用新型的再一实施例步骤166中的向量坐标平移示图；
图17(E)为本实用新型的再一实施例的等效手势示意图；
图18为本实用新型的实施例识别装置的结构示意图；
图19为本实用新型实施例的触碰物体数目确定模块的结构示意图；以及
图20为本实用新型实施例的物体旋转运动确定模块的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以下结合附图1-17首先对本实用新型实施例的多点旋转运动的识别方法做详细说明。
如图1所示，本实用新型的一个实施例多点旋转运动的识别方法的流程图，多点旋转运动的识别方法包括以下步骤：
步骤A，沿着至少一个方向检测由物体触碰所引起的感应波形；在本实用新型的一个实施例中，该感应波形可由物体的触碰引起，或者也可由声波引起，再或者也可由图像投影或者光学地获得。
步骤B，根据检测的所述感应波形确定触碰所述触控装置的物体数目；
根据沿着至少一个方向获得产生的感应波形，并根据感应波形中的上升和/或者下降趋势波形的数目识别，从而可以准确地识别物体的数目。
需要说明的是，此处该感应波形可以通过触碰产生，也可以通过其他例如光学传感、电学传感等来获得所述感应波形，这也落入本实用新型的保护范围之内。
步骤C，如果判断检测的所述物体数目为多个，则判断所述多个物体是否执行旋转运动。
判断所述物体数目是否可以划分为两组，如果可以则根据两组物体之间的相对位移确定两组物体之间斜率及各点坐标，最终确定物体是否执行旋转运动，这将在下面进行详细说明。
步骤D，如果所述多个物体执行旋转运动，则所述触控装置生成控制信号，并根据所述控制信号在所述触控装置上执行控制操作。所述控制操作例如为调整音量、影像图像的旋转、调整显示对比度等。
下面将详细说明本实用新型的多点旋转运动的识别方法。其中图2是本实用新型的一个实施例的触控装置上的感应线的示意图，其中触控装置由X方向感应线11和Y方向感应线12组合而成，并利用此X方向感应性线11和Y方向感应线12来获得感应波形，F1和F2为触碰物体。
需要说明的是，感应线只是用来传感触碰波形的一种方法和/或者装置，其他例如利用声波、光波等的传感器也可以被采用，其也落入本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是，X方向感应线11和Y方向感应线12之间可以形成预定的夹角。且优先地，该夹角为直角。
此外，在下述说明中，术语“上升趋势波形”指的是该段的感应波形从感应波形的下方穿越至参考波形的上方的波形；术语“下降趋势波形”指的是该段的感应波形从感应波形的上方穿越至参考波形的下方的波形，此处并未将该波形局限到任何具体的波形形状，其可以是普通技术人员理解的任何波形形状，只要其满足前述的“上升趋势波形”和“下降趋势波形”的定义。此外，术语“参考波形”可以是任何预设的波形，在本实用新型中，该参考波形为直线，但是普通技术人员显然可以根据实际应用的需要选择所需的参考判断基准，这也落入本实用新型的保护范围之内。
在检测物体触碰时，先检测X方向各条感应线得到X方向的感应波形，并将X方向的感应波形与参考波形(图4-6中的虚线)进行比较判断得到X方向上升和/或下降趋势波形的次数，进而得到X方向触碰物体的数目。然后检测Y方向各条感应线得到Y方向的感应波形，并将Y方向的感应波形与参考波形值进行比较判断得到Y方向上升和/或下降趋势波形的次数，进而得到Y方向触碰物体的数目。
可选地，接着将X方向触碰物体的数目与Y方向触碰物体的数目进行比较，得到的大者为实际触控装置上触碰物体的数目。
需要说明的是，为了增强感应波形的检测精度，可以沿着触控装置的触控面的更多的方向(例如3个、4个或者5个等)采集沿着这些方向触碰所产生的感应波形，这也落入本实用新型的保护范围之内。
下面将结合图3-6来详细描述本实用新型的多点旋转运动的识别方法的各步骤。图3是本实用新型的一个实施例的多点旋转运动的识别方法中步骤B的流程图；图4-6是本实用新型的实施例的感应波形与参考波形的示意图。
如上所述，在步骤A中可以检测并获得由物体引起的感应波形。在步骤B中，包括：
步骤300：将感应波形的当前感应值与参考波形值进行比较，判断感应波形的当前感应值是否大于参考波形感应值；若判断为是，执行步骤301，如果判断为否则执行步骤303；
步骤301：进一步判断感应波形的前一感应值是否小于参考波形感应值，判断为是，则执行步骤302且得到该处感应波形是上升趋势波形，并记录该上升趋势波形；如果判断为否，则执行步骤305；
步骤303：进一步判断感应波形的前一感应值是否大于参考波形感应值，如果判断为是，则执行步骤304并得到该处感应波形是下降趋势波形，并记录该下降趋势波形，判断为否执行步骤305；
步骤305为：判断当前感应值是否是最后一个，若判断是最后一个，则执行步骤306：根据上升和/或下降趋势波形的次数来决定该方向的物体触碰数量，若判断为否，重新执行步骤300。其中，该实施例只是给出了两个物体触碰时的波形，显然该方法也可以用于大于两个触碰物体时的情况。
根据本实用新型的一个实施例，在图1中的步骤B之前还可以包括：设置第一初始感应值，其中，第一初始感应值根据所述感应波形的感应方向设置。其中，在本实用新型的实施例中所述感应波形的感应方向为由物体引起的变化量方向。例如图4中感应波形的感应方向为向上，而在图5中感应波形的感应方向为向下。在本实用新型的实施例中，如果感应波形的感应方向向上，则第一初始感应值应小于参考波形值，反之，如果感应波形的感应方向向下，则第一初始感应值应大于参考波形值。以及在将感应波形的初始感应值与参考波形值进行比较之后，根据第一初始感应值与所述参考波形值的比较结果确定感应波形是否包括上升趋势波形或下降趋势波形。
根据本实用新型的一个实施例，在图1中的步骤B之前还可以包括：设置第二初始感应值，其中，第二初始感应值根据所述感应波形的感应方向设置。在本实用新型的实施例中，如果感应波形的感应方向向上，则第二初始感应值应小于参考波形值；反之，如果感应波形的感应方向向下，则第二初始感应值应大于参考波形值。以及在将感应波形的最终感应值与参考波形值进行比较之后，根据第二初始感应值与参考波形值的比较结果确定感应波形是否包括上升趋势波形或下降趋势波形。其中，在本实用新型的实施例中上述的感应峰值是指由物体所引起的最大感应变化量。
通过在感应波形的初始感应值之前和最终感应值之后分别增加第一初始感应值和第二初始感应值，触控装置上第一条感应线感应值将与预设的第一初始感应值进行比较，最后一条感应线感应值将与预设的第二初始感应值进行比较，这样可以防止依次进行相邻两个感应线感应值进行判断时出现第一条或者最后一条感应线感应值没有相应对象进行比较判断的情况，且这样可以得到上升趋势波形的数目和下降趋势波形的数目相等，从而可以将上升趋势波形的数目作为触碰物体的数目，或者将下降趋势波形的数目作为触碰物体的数目。
如果得到上升趋势波形的数目和下降趋势波形的数目不相等，则重新执行步骤A以重新进行数目的识别。
根据本实用新型的一个实施例，可以通过判定感应波形与参考波形的交点之间的距离来进一步判断触碰物体的数目。
当物体触碰的感应波形的局部在参考波形之上时，需判断感应波形与参考波形上升交点和紧跟其后的下降交点之间的距离是否大于一个阈值，这样可以进一步判断该触碰物体的实际存在，若物体触碰的感应波形的局部在参考波形之下，则判断感应波形与参考波形下降交点和紧跟其后的上升交点之间的距离是否大于阈值，若大于则认定触碰物体实际存在。根据本实用新型的一个实施例，该阈值可以为触控装置上受单个手指触碰影响的最小宽度；这样可以减少误触碰的发生。
如前所述，在该方法中还包括检测其他方向感应线的感应值，从而得到其他方向触碰物体的数目，进一步得到物体触碰触控装置的数目是各方向触碰物体的数目中的最大值。
图4为当有物体触碰时X或Y任一方向产生的波形图。400为扫描感应线得出的感应波形图，401为预设的参考波形。A、B、C、D四个点为感应波形400与参考波形401的交点；其中A、C为上升点，B、D为下降点。这四个点的识别可判断触碰物体的数目。判断A、B之间的距离或C、D两点之间的距离是否大于一个阈值，若大于，认定触碰物体实际存在。
其中，参考波形401是由物体触碰触控装置上的X感应线或Y感应线，其所触碰位置的感应量，进行量测、平均并依评估所求得的一种参考设定值或参考范围；上述触控装置可以是电容式触控装置。其中X、Y感应线的方向不一定为垂直，可为任意角度，需要根据实际装置中感应线形状来决定。
图5是本实用新型的第二实施例的感应波形与参考波形的示意图。如图5中所示，当触控装置上有物体触碰时，由于检测方法以及检测值的处理方法不同而得到如图5所示波形；其中501为预设的参考波形，500为扫描感应线得出的感应波形图。A’、B’、C’、D’四个点为参考线501与感应波形500的交点；其中A’、C’为下降点，B’、D’为上升点；这四个点的识别可判断触碰物体的数目；其具体的运算方法与上述相似，此处不再赘述。其中，该实施例只是给出了两个物体触碰时的波形，该方法也可以用于大于两触碰物体时的情况。
图6本实用新型第三实施例的感应波形与参考波形的示意图，其中感应波形为表面声波触控装置的接收器所接收到的波形。该装置配有发射声波的发射换能器和接收声波的接收换能器。工作时发射换能器将触控面板控制器送来的电信号转换成声波能，通过触控面板四边刻的反射表面超声波的反射条纹反射后，由接收换能器接收后转换成电信号。当有物体触碰屏幕时，部分声波能量被吸收，于是改变了接收信号，经过该触控装置中的控制器进一步处理，从而得到所需的触碰感应波形。
在图6中，61为某一时间段接收换能器接收到的声波能量叠加成的波形信号，该波形是在有物体触碰时的波形，波形中存在两个衰减缺口62和63；该衰减缺口62是由于物体靠近或触碰时，被触碰位置的部分声波能量被吸收，声波出现衰减造成的；60为预设参考波形；由上述方法可以判断出M、E为下降趋势中感应波形61与参考波形的交点，N、F为上升趋势中感应波形61与参考波形的交点，可以得到上升趋势波形的数目和下降趋势波形的数目均为两次；并得到有两个物体触碰该表面声波触控装置。本实施例只是给出了两个物体触碰时的情况，但是不局限于两个物体。
在判断多个物体是否发生旋转之前，应判断所述多个物体是否可划分成第一组物体和第二组物体，其中所述第一组物体中彼此之间的相对位置变化量以及所述第二组物体中彼此之间的相对位置变化量小于第一预定值，以及如果所述多个物体可划分成所述第一组物体和所述第二组物体，则判断所述第一组物体和所述第二组物体是否相对于彼此执行旋转操作。在下述说明中，将以每一组物体仅包括一个物体的情形来描述本实用新型的上述方法，但是此处的两个物体是否相对于彼此执行旋转操作只是出于示例的目的，而不是为了限制本实用新型的保护范围。例如，可以通过将多个物体分成两组来实现，其中每一组中的多个物体之间的相对位置变化量小于第一预定值，这样可以认为该组中物体之间没有发生相对移动或者转动，由此可以将第一组和第二组物体视为两个等效的物体，由此下述的方法和装置同样适用于多个物体构成的组的情形。
如图7所示，为本实用新型实施例的检测多点旋转手势的流程图。在本实用新型的一个实施例中，判断两个物体是否执行相对旋转运动的方法如下：
步骤701：判断所检测到的物体数目是否为两个物体，若判断为是，则执行步骤702，但若判断为否，则执行步骤701进行重新判断；
步骤702：记录两个物体的运动状态；
步骤703：如果判断所述两个物体其一个物体静止，位置基本不变，且另一个物体进行移动。如果判断为否，则执行步骤163并检测两个物体是否同时发生位移变化进行相对运动，并顺序执行步骤E(这种情况将在下面进行详细说明)，如果仍然为否，则返回步骤702继续执行检测物体的移动状态；如果在步骤703判断条件为是，则执行步骤704；
步骤704：将静止物体设为第一物体，并将静止物体的位置坐标信息设为第一等效坐标信息(X1，Y1)，同时将移动物体设为第二物体，并将移动物体的位置坐标信息设为第二等效坐标信息(X2，Y2)。同时，第二物体移动会产生位置坐标信息的变化，进入步骤705；
步骤705：跟踪第二物体的移动状态，将第二物体移动后的位置坐标信息记录为第三等效坐标信息(X3，Y3)；
步骤706：进一步根据第二物体的移动状态，将第一、第二和第三等效坐标信息进行比较计算出相应的位置比较信息，判断是否发生旋转运动，如果是则发送控制信号至步骤707，否则返回步骤702；
步骤707：根据控制信号执行与该控制信号相关联的操作。
需理解，在步骤703中所述的第一物体处于静止状态，是指处于相对静止的状态。在第二物体进行移动时，第一物体可能会发生微小的位移，如果第一物体位移改变小于第二预定值时，则认为第一物体位置基本不变，处于相对静止的状态。同理，同样的方法确定第二物体是否发生位移。
在本实用新型的一个实施例中，如图8所示，根据本实施例的识别旋转手势上述流程步骤706中判断旋转的方法包括如下方式：
1)步骤7060：根据第一与第二等效坐标信息的比较和第一与第三等效坐标信息的比较，分别产生第一斜率值K1和第二斜率值K2，且K1≠K2，
其中，K1＝(Y2-Y1)/(X2-X1)，K2＝(Y3-Y1)/(X3-X1)，且其斜率差为ΔK＝K1-K2；
2)步骤7061：当(X2-X1)*(X3-X1)＞0时，
如果斜率差值ΔK＞0，则产生并输出顺时针旋转动作的控制信号，如图9所示，发送控制信号以启动事件M11或者M12，
相应地，如果斜率差值ΔK＜0，则产生并输出逆时针旋转动作的控制信号，如图10所示，发送控制信号以启动事件M21或者M22；
3)步骤7062：当X2-X1＜0且X3-X1≥0，或者X2-X1＞0且X3-X1≤0时，
如果K1＜0，则产生并输出顺时针旋转动作的控制信号，如图11所示，发送控制信号以启动事件M31或者M32，
如果K1＞0，则产生并输出逆时针旋转动作的控制信号，如图12所示，发送控制信号以启动事件M41或者M42执行；
4)步骤7063：当X2-X1＝0且X3-X1≠0时，
如果K2＞0，则产生并输出顺时针旋转动作的控制信号，如图13所示，发送控制信号以启动事件M51或者M52，
如果K2＜0，则产生并输出逆时针旋转动作的控制信号，如图14所示，发送控制信号以启动事件M61或者M62执行。
接着，在控制信号中还可以包括旋转所需要的角度。以该实施例中所述物体为例，第二物体旋转的角度可以用反正切函数、矢量、余弦定理等方法进行获取，在本实用新型的一个实施例中，例如使用余弦定理进行说明。
如图15所示， a = ( x 2 - x 1 ) 2 + ( y 2 - y 1 ) 2 , b = ( x 3 - x 1 ) 2 + ( y 3 - y 1 ) 2 , c = ( x 3 - x 2 ) 2 + ( y 3 - y 2 ) 2 , 根据余弦定理获取相对旋转的角度 θ = arccos a 2 + b 2 - c 2 2 ab , 从而得到该旋转角度θ。
需要说明的是，只有当旋转角度θ超过预定角度，才发送与旋转运动相对应的控制信号以启动相应的控制操作。所述控制操作可以为例如响应音量调节、图片旋转、翻页等的操作。
下面将描述上述图7中步骤E处所提及的两个物体相对于彼此均发生移动时的情况。即检测第一物体和第二物体是否同时存在大于第二预定值的位置变化量，并在所述两组物体同时存在大于第二预定值的位置变化量时，进而判断并得到控制信号。
具体地，如图16所示，在第一物体和第二物体均发生移动的情况下，可以包括如下步骤来判断该第一物体和第二物体是否发生旋转运动：
步骤164：识别第一物体和第二物体的位置坐标信息。
在识别第一物体和第二物体的位置坐标之前，首先应定义第一和第二物体，例如，在本实用新型的一个实施例中，两个物体在移动之前的位置坐标分别为(Xa，Ya)、(Xb，Yb)，例如，如果Xa≠Xb，比较横坐标Xa和Xb，根据本实用新型的一个实施例，较小横坐标的物体可以设为第一物体，较大横坐标的物体可以设为第二物体；如果Xa＝Xb时，则比较纵坐标Ya和Yb，将较大纵坐标所在的物体设为第一物体，较小纵坐标的物体设为第二物体。将第一物体移动前的坐标设为第四等效坐标信息(X4，Y4)，第二组物体移动前的坐标设置为第五等效坐标信息(X5，Y5)。第一组物体和第二组物体同时移动会产生位置坐标信息的变化，
然后追踪第一物体和第二物体的移动状态，将第一物体和第二物体下一位置坐标信息分别记录为第六等效坐标信息(X6，Y6)和第七等效坐标信息(X7，Y7)；
步骤165：获取第一物体移动前后的第一向量或者第二物体移动前后的第二向量，并根据第一向量以及第四、第五和第七等效坐标计算得到第二物体的第八等效坐标或者根据第二向量以及第五、第六和第七等效坐标计算得到第一物体的第九等效坐标；
步骤166：根据第一物体和第二物体的移动状态，将第四、第五、以及第八或者第九等效坐标进行比较以得到相应的位置比较信息，根据所述位置比较信息判断是否为旋转运动，如果是，则发送控制信号，否则返回步骤F，其中步骤F为图7中的步骤702；
步骤167：根据控制信号执行控制操作，以执行与旋转动作相关联的控制操作。
在本实用新型的一些实施例中，步骤165的具体实现为可以通过向量坐标转换成一个物体动一个物体不动的情况进行实施，即两个物体位移变化的过程可以看做一个物体动一个物体不动的情况。具体如下：
图17(A)显示了实际的第一物体F1和第二物体F2相对移动的示意图。而图17(B)显示了第二物体F2相对于第一物体F1进行向量坐标转换的示意图。
具体而言，第一物体F1和第二物体F2发生位移的过程可以看做为F2相对于F1发生位移，其中F1′和F2′分别是F1和F2移动的下一个位置。
其中，在本实用新型的一个实施例中，向量坐标转换方法为：
1)根据第一物体的第四等效坐标和第六等效坐标计算第一向量F1′F1，然后将F2′按向量F1′F1移动到F2″；
2)设F2″的位置坐标信息为第八等效坐标(X8，Y8)，显而易见地，向量F1′F1＝(X4-X6，Y4-Y6)，F1′F1＝F2′F2″，即(X4-X6，Y4-Y6)＝(X8-X7，Y8-Y7)，由此可知X8＝X7-X6+X4，Y8＝Y7-Y6+Y4，即F2″的第八等效坐标为(X7-X6+X4，Y7-Y6+Y4)。
在步骤166中，具体为在向量坐标转换后，可认为F1相对静止，F2相对F1发生移动。如图17(C)所示，可认为F1和F2的移动情况与上述实施例的情况相同，故可认为F2″为相当于F2的下一位置。明显地，对第一组物体和第二组物体进行向量坐标转换后的识别旋转手势的方法与上文步骤706所示的方法相同，为减少重复说明，此处省略对其进行描述。
需理解，上述实施例为第二物体相对于第一物体的坐标变化，本领域的普通技术人员指导，采用第一物体相对于第二物体的坐标变换亦能采用本实用新型实施例的方法实现。而图17(D)则显示了第一物体F1相对于第二物体F2进行向量坐标转换的示意图。具体而言，此时第一物体F1和第二物体F2发生位移的过程可以看作为F1相对于F2发生位移，其中F1′和F2′分别是F1和F2移动的下一个位置。具体的向量坐标转换方法与以上所述的向量坐标转换方法相同，此处不再做重复叙述。在向量坐标转换后，可认为F2相对静止，F1相对F2发生移动，如图17(E)所示，F1″为相当于F1的下一位置，F1”的等效坐标为第九等效坐标(X9，Y9)。
需要说明的是，根据本实施例的识别旋转动作的流程步骤167，执行与该旋转运动相对应的旋转操作还包括利用第一组物体和第二组物体相对旋转的角度信息对例如触控装置上的图像对象等进行控制操作。第一组物体和第二组物体相对旋转的角度可以用反正切函数、矢量、余弦定理等方法进行获取，本实用新型的一个实施例中，使用余弦定理得到，而本实用新型实际的实现方法并不限定于此种方法。具体方法如上述实施例中求解旋转角度方法来进行，此处不再做重复叙述。
需要说明的是，在上述说明中所提及的等效坐标或者等效坐标信息可以由第一组物体和第二组物体的质心坐标、重心坐标或者第一组物体以及第二组物体中的任何一个点的物理坐标来表示，以方便上述运算。显然，普通技术人员也可以用其他等同的手段来代替上述的坐标，只要能满足判断第一组和第二组物体之间的相对旋转运动的判断即可。上述坐标的示例只是出于示例的目的，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
以下结合附图18-20描述根据本实用新型实施例的用于触控装置的多点旋转运动的识别装置180。
如图18所示，用于触控装置的多点旋转运动的识别装置180可以包括检测模块181、触碰物体数目确定模块182、物体旋转运动确定模块183和信号产生模块184。
其中，所述检测模块181沿着至少一个方向检测所述触控装置上由物体触碰所引起的感应波形，例如：所述检测模块181能够通过光学地、声学地或者电学地获得所述感应波形，并且所述检测模块181沿着第一方向检测物体触碰所引起的第一感应波形以及沿着第二方向检测物体触碰所引起的第二感应波形。所述触碰物体数目确定模块182根据检测的所述感应波形、确定触碰所述触控装置的物体数目。所述物体旋转运动确定模块183在所述触碰物体数目确定模块识别出所述物体数目为多个时、用于判断所述多个物体是否执行旋转运动。所述信号产生模块184在所述物体旋转运动确定模块确定所述多个物体执行旋转运动时生成控制信号，且根据所述控制信号在所述触控装置上执行控制操作。
如图19所示，触碰物体数目确定模块182包括运算模块1821和输出模块1822。
其中，运算模块1821用于将所述感应波形中的每个感应值与参考波形值进行比较，以判断感应波形是否包括上升趋势波形和/或下降趋势波形，并根据包括上升趋势波形和/或下降趋势波形的所述感应波形的数目确定触碰所述触控装置的物体的数目，输出模块1822输出触碰所述触控装置的物体的数目。
在本实用新型的一个实施例中，运算模块1821还用于判断所述包括上升趋势波形和/或下降趋势波形的感应波形与所述参考波形的两个交点之间距离是否大于阈值，且在判断所述两个交点之间的距离大于阈值时，将所述包括上升趋势波形和/或下降趋势波形的感应波形作为有效感应波形，以根据有效感应波形的数目确定触碰所述触控装置的物体的数目。
在本实用新型的一个实施例中，检测模块181例如包括发射换能器，所述发射换能器用于发射声波。接收换能器，所述接收换能器用于接收所述发射换能器发射的声波，所述触控装置在被触碰后吸收部分的所述声波，所述接收换能器根据吸收的声波产生所述感应波形。
如图20，所述物体旋转运动确定模块183可以包括：
判断模块1831，所述判断模块1831用于在所述物体数目为多个时，判断所述多个物体是否可划分成第一组物体和第二组物体，其中所述第一组物体中彼此之间的相对位置变化量以及所述第二组物体中彼此之间的相对位置变化量小于第一预定值，在所述多个物体可划分成所述第一组物体和所述第二组物体时，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否相对于彼此执行旋转操作；
相对位置变化量确定模块1832，所述相对位置变化量确定模块1832用于获得所述第一组物体的第一位置变化量和所述第二组物体的第二位置变化量；以及
旋转运动判断模块1833，所述旋转运动判断模块1833用于在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均小于第二预定值时，判断未执行旋转运动；在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个小于所述第二预定值时，根据小于所述第二预定值的所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个相对应的一组物体的第一等效坐标以及另一组物体的移动前后的第二、第三等效坐标来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否执行相对旋转运动；在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，分别利用所述第一组物体的移动前后的第四、第六等效坐标以及所述第二组物体的移动前后的第五、第七等效坐标来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否执行相对旋转运动。
如上所述，在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个小于所述第二预定值时，根据小于所述第二预定值的所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个相对应的一组物体的第一等效坐标以及另一组物体的移动前后的第二、第三等效坐标来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否执行相对旋转运动，此时，所述旋转运动判断模块1833可以根据如下条件判断第一组物体和第二组物体是否发生相对旋转运动：
1)获得所述第一等效坐标和所述第二等效坐标之间连线的斜率，并获得所述第一等效坐标和所述第三等效坐标之间连线的斜率，然后根据所述第一等效坐标和所述第二等效坐标之间连线的斜率以及所述第一等效坐标和所述第三等效坐标之间连线的斜率的差值来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
2)所述旋转运动判断模块1833用于根据所述第一等效坐标和第二等效坐标的连线与所述第一等效坐标和第三等效坐标之间的连线的角度，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
3)所述旋转运动判断模块1833用于根据所述第一等效坐标、所述第二等效坐标和所述第三等效坐标的物理坐标关系，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
如上所述，在本实用新型的一些实施例中，在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，分别利用所述第一组物体的移动前后的第四、第六等效坐标以及所述第二组物体的移动前后的第五、第七等效坐标来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否执行相对旋转运动。此时，旋转运动判断模块1833可以下述方式来判断第一组物体和第二组物体之间是否发生旋转运动：
在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，获取所述第六至第四等效坐标之间的第一向量；
或者获取所述第七至第五等效坐标之间的第二向量；以及
根据所述第一向量以及第四、第六和第七等效坐标确定所述第二组物体相对第一组物体相对位置变化后的第八等效坐标或者根据所述第二向量以及第五、第六和第七等效坐标确定所述第一组物体相对第二组物体相对位置变化后的第九等效坐标。
此时，所述旋转运动判断模块1833可以按照如前所述的方法中那样来执行向量坐标转换，即相当于第一组物体或者第二组物体未发生运动，而剩余的一组相对于该组发生旋转运动。此处可以采用如前所述的旋转判断方式。具体而言，在本实用新型的一个实施例中，所述旋转运动判断模块1833用于在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，获得所述第四等效坐标和所述第五等效坐标之间连线的斜率或者所述第五等效坐标和所述第四等效坐标之间连线的斜率；或者获得所述第四等效坐标和所述第八等效坐标之间连线的斜率或者所述第五等效坐标和所述第九等效坐标之间连线的斜率；以及根据所述第四等效坐标和所述第五等效坐标之间连线的斜率以及所述第四等效坐标和所述第八等效坐标之间连线的斜率的差值或者所述第五等效坐标和所述第四等效坐标之间连线的斜率以及所述第五等效坐标和所述第九等效坐标之间连线的斜率的差值来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
在本实施例中，在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，旋转运动判断模块1833进一步根据所述第四等效坐标和第五等效坐标的连线与所述第四等效坐标和第八等效坐标之间的连线的角度或所述第五等效坐标和第四等效坐标的连线与所述第五等效坐标和第九等效坐标之间的连线的角度，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。可选地，在本实用新型的一个实施例中，在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，旋转运动判断模块1833可以进一步根据所述第四等效坐标、所述第五等效坐标和所述第八等效坐标的物理坐标关系或所述第四等效坐标、所述第五等效坐标和所述第九等效坐标的物理坐标关系来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
需要说明的是，在上述说明中所提及的等效坐标或者等效坐标信息可以由第一组物体和第二组物体的质心坐标、重心坐标或者第一组物体以及第二组物体中的任何一个点的物理坐标来表示，以方便上述运算。显然，普通技术人员也可以用其他等同的手段来代替上述的坐标，只要能满足判断第一组物体和第二组物体之间的相对旋转运动的判断即可。上述坐标的示例只是出于示例的目的，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
根据本实用新型实施例的用于触控装置的多点旋转运动的识别装置，检测模块根据沿着所述触控装置的触碰面上的至少一个方向获得由物体触碰所引起的感应波形，触碰物体数目确定模块根据参考波形来判断感应波形的上升趋势波形和/或下降趋势波形的数目，准确地识别出多点触碰物体数目。然后根据两个物体的位置坐标信息进行比较分析，能够准确地识别旋转操作并启动与该旋转运动相对应的操作，以实现触控装置上对应的控制对象的操作(例如顺时针或者逆时针操作)。另外，在该识别装置的设计中，大部分计算是在加减法下进行，程序指令少。因此，对处理器等硬件性能要求低，便于降低成本，并提高产品性价比。
需要指出的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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、单元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。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种用于触控装置的多点旋转运动的识别装置，其特征在于，包括：
检测模块，所述检测模块沿着至少一个方向检测所述触控装置上由物体触碰所引起的感应波形；
触碰物体数目确定模块，所述触碰物体数目确定模块根据检测的所述感应波形确定触碰所述触控装置的物体数目；
物体旋转运动确定模块，所述物体旋转运动确定模块在所述触碰物体数目确定模块识别出所述物体数目为多个时、用于判断所述多个物体是否执行旋转运动；以及
信号产生模块，所述信号产生模块在所述物体旋转运动确定模块确定所述多个物体执行旋转运动时生成控制信号，且根据所述控制信号在所述触控装置上执行控制操作。
2.根据权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述触碰物体数目确定模块进一步包括：
运算模块，所述运算模块将所述感应波形中的每个感应值与参考波形值进行比较，以判断感应波形是否包括上升趋势波形和/或下降趋势波形，并根据包括上升趋势波形和/或下降趋势波形的所述感应波形的数目确定触碰所述触控装置的物体的数目；和
输出模块，所述输出模块输出触碰所述触控装置的物体的数目。
3.根据权利要求2所述的识别装置，其特征在于，所述运算模块还用于判断所述包括上升趋势波形和/或下降趋势波形的感应波形与所述参考波形的两个交点之间距离是否大于阈值，且在判断所述两个交点之间的距离大于阈值时，将所述包括上升趋势波形和/或下降趋势波形的感应波形作为有效感应波形，以根据有效感应波形的数目确定触碰所述触控装置的物体的数目。
4.根据权利要求3所述的识别装置，其特征在于，所述检测模块包括通过光学地、声学地或者电学地获得所述感应波形。
5.根据权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述检测模块包括：
发射换能器，所述发射换能器用于发射声波；
接收换能器，所述接收换能器用于接收所述发射换能器发射的声波，所述触控装置在被触碰后吸收部分的所述声波，所述接收换能器根据吸收的声波产生所述感应波形。
6.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述检测模块沿着第一方向检测物体触碰所引起的第一感应波形；以及
沿着第二方向检测物体触碰所引起的第二感应波形。
7.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述运算模块根据所述第一和第二感应波形中最大数目的上升趋势波形和/或下降趋势波形来确定触碰物体的数目。
8.如权利要求2所述的识别装置，其特征在于，所述运算模块进一步包括：
比较单元，所述比较单元将感应波形的当前感应值与参考波形值进行比较；如果所述感应波形的当前感应值大于所述参考波形值，且所述感应波形的前一个感应值小于所述参考波形值，则判断所述感应波形包括上升趋势波形；如果所述感应波形的当前感应值小于所述参考波形值，且所述感应波形的前一个感应值大于所述参考波形值，则判断所述感应波形包括下降趋势波形。
9.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述物体旋转运动确定模块包括：
判断模块，所述判断模块用于在所述物体数目为多个时，判断所述多个物体是否可划分成第一组物体和第二组物体，其中所述第一组物体中彼此之间的相对位置变化量以及所述第二组物体中彼此之间的相对位置变化量小于第一预定值，在所述多个物体可划分成所述第一组物体和所述第二组物体时，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否相对于彼此执行旋转操作；
相对位置变化量确定模块，所述相对位置变化量确定模块用于获得所述第一组物体的第一位置变化量和所述第二组物体的第二位置变化量；以及
旋转运动判断模块，所述旋转运动判断模块用于：
在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均小于第二预定值时，判断未执行旋转运动；
在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个小于所述第二预定值时，根据小于所述第二预定值的所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个相对应的一组物体的第一等效坐标以及另一组物体的移动前后的第二、第三等效坐标来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否执行相对旋转运动；以及
在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，分别利用所述第一组物体的移动前后的第四、第六等效坐标以及所述第二组物体的移动前后的第五、第七等效坐标来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否执行相对旋转运动。
10.如权利要求9所述的识别装置，其特征在于，在仅所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个小于所述第二预定值时，所述旋转运动判断模块获得所述第一等效坐标和所述第二等效坐标之间连线的斜率，并获得所述第一等效坐标和所述第三等效坐标之间连线的斜率，然后根据所述第一等效坐标和所述第二等效坐标之间连线的斜率以及所述第一等效坐标和所述第三等效坐标之间连线的斜率的差值来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
11.如权利要求9所述的识别装置，其特征在于，在仅所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个小于所述第二预定值时，所述旋转运动判断模块用于根据所述第一等效坐标和第二等效坐标的连线与所述第一等效坐标和第三等效坐标之间的连线的角度，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
12.如权利要求9所述的识别装置，其特征在于，在仅所述第一位置变化量和所述第二位置变化量中的一个小于所述第二预定值时，所述旋转运动判断模块用于根据所述第一等效坐标、所述第二等效坐标和所述第三等效坐标的物理坐标关系，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
13.如权利要求9所述的识别装置，其特征在于，所述旋转运动判断模块用于在所述第一位置变化量和所述第二位置变化量均大于所述第二预定值时，
获取所述第六至第四等效坐标之间的第一向量；
或者获取所述第七至第五等效坐标之间的第二向量；以及
根据所述第一向量以及第四、第六和第七等效坐标确定所述第二组物体相对第一组物体相对位置变化后的第八等效坐标或根据所述第二向量以及第五、第六和第七等效坐标确定所述第一组物体相对第二组物体相对位置变化后的第九等效坐标。
14.如权利要求13所述的识别装置，其特征在于，所述旋转运动判断模块在确定所述第八等效坐标或所述第九等效坐标之后：
获得所述第四等效坐标和所述第五等效坐标之间连线的斜率或所述第五等效坐标和所述第四等效坐标之间连线的斜率；
获得所述第四等效坐标和所述第八等效坐标之间连线的斜率或所述第五等效坐标和第九等效坐标之间连线的斜率；以及
根据所述第四等效坐标和所述第五等效坐标之间连线的斜率以及所述第四等效坐标和所述第八等效坐标之间连线的斜率的差值或所述第五等效坐标和所述第四等效坐标之间连线的斜率以及所述第五等效坐标和所述第九等效坐标之间连线的斜率的差值来判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
15.如权利要求13所述的识别装置，其特征在于，在确定所述第八等效坐标或所述第九等效坐标之后，所述旋转运动判断模块根据所述第四等效坐标和第五等效坐标之间的连线与所述第四等效坐标和第八等效坐标之间的连线的角度或所述第五等效坐标和第四等效坐标之间的连线与所述第五等效坐标和第九等效坐标之间的连线的角度，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
16.根据权利要求13所述的识别装置，其特征在于，在确定所述第八等效坐标或所述第九等效坐标之后，所述旋转运动判断模块根据所述第四等效坐标、所述第五等效坐标和所述第八等效坐标的物理坐标关系或所述第四等效坐标、所述第五等效坐标和所述第九等效坐标的物理坐标关系，判断所述第一组物体和所述第二组物体是否发生旋转运动。
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