TWI492168B - 移動位置座標產生方法 - Google Patents
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Description
本案為一種移動位置座標產生方法與裝置，尤指應用於人機介面輸入控制裝置之移動位置座標產生方法與裝置。
觸控板與觸控顯示面板已是現今電子產品廣泛應用的人機介面輸入裝置，使用者可藉由觸控筆或手指在觸控板或觸控顯示面板表面上的滑動與觸點，達到將控制指令輸入電子產品的目的。透過控制電路來對觸控板與觸控顯示面板進行按壓位置之定時取樣，便可偵測到使用者的觸控筆或手指的移動軌跡。而為能把實際抖動不平滑的移動軌跡修整成接近平滑的曲線，習知的控制電路通常都利用可存放固定數量的平滑緩衝器(smooth buffer)來儲存依序取樣得到的按壓位置座標，並當平滑緩衝器(smooth buffer)被填滿後，便對平滑緩衝器中存放之所有位置座標進行平均，進而得到該等位置座標之一移動位置座標，進而達到移動軌跡線性度的改善。但是，使用者的觸控筆或手指的移動速度有快有慢，造成移動軌跡線性度改善的效果不一致。
本案為移動位置座標產生方法，應用於人機介面輸入控制裝置上，該人機介面輸入控制裝置因應物體的移動而連續產生複數個位置座標，該裝置包含儲存單元以及運算單元。該方法包含下列步驟：讀取並儲存該等位置座標；當儲存之該等位置座標的數量到達預設值時，將該等位置座標進行運算而得出移
動位置座標；因應該物體移動速率的變化而改變該預設值之大小。
請參見圖1，其係本案所發展出關於移動位置座標產生方法之流程示意圖，首先，人機介面輸入控制裝置因應一物體的觸碰與移動而連續產生複數個觸碰點的位置座標(步驟11)，以觸控板控制器為例，便可因應使用者手指或觸控筆於觸控板上的移動而連續產生複數個觸碰點的位置座標，由於取樣速度通常是維持一致的，所以在相同時間長度中所產生的位置座標數量是相同的。接著如步驟12所示，讀取並儲存該等觸碰點之位置座標，例如可用儲存單元來儲存該等位置座標。然後再利用步驟13來進行判斷儲存單元中儲存之該等觸碰點之位置座標的數量是否到達預設值，當數量到達預設值時，便進行步驟14來將該等觸碰點之位置座標進行運算而得出代表該等位置座標之移動位置座標。
至於上述要得出代表該等觸碰點位置座標之移動位置座標的運算則可將該等位置座標進行加權均值運算而得出該移動位置座標，也就是可以是較新產生的觸碰點位置座標的權值較高，當然也可是較新產生的觸碰點位置座標的權值較低。或是採用該等觸碰點位置座標之權值皆相同的平均值運算也可得出該移動位置座標，甚至可用該等位置座標中之中間值來完成運算。
另外，為能改善觸控裝置因使用者的觸控筆或手指移動的速度變化所造成軌跡線性度效果不一致的問題，步驟15中便是因應該物體移動速率的變化而改變該預設值之大小。預設值
越大將可使偵測到的移動軌跡線性度更佳，但是會離實際觸碰路徑越遠，而預設值越小將使偵測到的移動軌跡線性度較差，但是會比較接近實際觸碰路徑。所以當在同一預設值的條件下，又因取樣速度一致，所以在相同時間長度中所產生的觸碰點位置座標數量是相同的，因此當觸控筆或手指移動劃線的速度較慢時，相同時間內僅移動較短距離即可使所儲存之觸碰點位置座標數量達到預設值而運算出一個移動位置座標，反之，當觸控筆或手指移動劃線的速度較快時，相同時間內需要移動較長距離才能使所儲存之觸碰點位置座標數量達到預設值而運算出一個移動位置座標。而過長或過短的移動距離都可能會帶來不良影響。因此，步驟15便可因應該物體移動速率的變化而改變該預設值之大小，然後再將儲存單元中儲存之該等觸碰點位置座標中最舊的觸碰點位置座標予以清除(步驟16)後再回到步驟12來儲存新讀取的觸碰點位置座標。
對於該物體移動速率之推估則係利用下列方法計算：首先，根據儲存單元中儲存之預設值數量的該等觸碰點位置座標中兩兩相鄰觸碰點位置座標而分別計算出複數個座標差值以得到兩兩相鄰觸碰點間之距離；以及將該等距離總和以得到物體之移動距離。而當控制器取樣速度維持一致時，在相同時間長度中的移動距離將可被視為移動速率，當移動距離越長代表移動速率越快，反之，當移動距離越短代表移動速率越慢。
而上述步驟15可由下列方式完成，例如，可以因應該物體移動速率之增加而將該預設值減少，或是因應該物體移動速率之降低而將該預設值增加，當然也可以兩個判斷都進行。目的皆在於將達到預設值所需之距離控制在一個適當的範圍，用以避免過長或過短的移動距離所可能會帶來的不良影響。舉例
來說，如圖3A所示之物體移動速率由慢變快的取樣座標狀態變化圖，該預設值可於系統初始化時設為6並設有複數個屬於不同預設值的速率範圍與最大距離門檻值，所述的預設值大小可以依據不同的速率範圍與期望的靈敏度人為設定或者自動設定，如圖所示，進行6次取樣後所得到的6個觸碰點位置座標(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)、(X5，Y5)、(X6，Y6)被記錄於儲存單元中來進行代表該等觸碰點位置座標之移動位置座標的運算，而當進一步運算6個觸碰點之距離總和大於預設的最大距離門檻值，表示物體移動速率太快了，則可將下次偵測的預設值調降為5，以避免移動距離過長造成座標運算的誤差。下一次偵測時系統會如圖所示，在進行5次取樣而得到5個觸碰點位置座標(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)、(X5，Y5)後便進行運算。依此類推，若是該物體移動距離總和再增加到大於屬於預設值5的最大距離門檻值，表示物體移動速率又太快了，便將該預設值再減少為4，而再下一次偵測時只進行4次取樣得到的4個觸碰點位置座標(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)4後便進行運算。
反之，如圖3B所示之物體移動速率由快變慢的取樣座標狀態變化圖，該預設值可於系統初始化時設為6並設有最小距離門檻值，進行6次取樣後所得到的6個觸碰點位置座標(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)、(X5，Y5)、(X6，Y6)被記錄於儲存單元中來進行代表該等觸碰點位置座標之移動位置座標的運算。而當進一步運算6個觸碰點之距離總和小於預設的最小距離門檻值，表示物體移動太慢，在單位時間內儲存單元的預設值數量不足以紀錄座標，便將預設值調升為7。下一次偵測時系統會如圖所示，在進行7次取樣而得到7
個觸碰點位置座標(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)、(X5，Y5)、(X6，Y6)、(X7，Y7)後才進行運算。依此類推，若是該物體移動距離總和小於預設值7的最小距離門檻值時，便將該預設值再增加為8，而在下一次偵測時進行8次取樣得到的8個觸碰點位置座標(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)、(X5，Y5)、(X6，Y6)、(X7，Y7)、(X8，Y8)後才進行運算。
再請參見圖2，其係本案所發展出具有移動位置座標產生裝置之觸控裝置的功能方塊示意圖，本案揭露之觸控裝置包含移動位置座標產生裝置20、人機介面輸入控制裝置21以及外部裝置22。移動位置座標產生裝置20可應用於人機介面輸入控制裝置21上，其中人機介面輸入控制裝置21因應物體(圖未示出)的移動而連續產生複數個觸碰點位置座標，而移動位置座標產生裝置20則包含有儲存單元201與運算單元202，其中儲存單元201用以儲存移動位置座標產生裝置20所產生的該等觸碰點位置座標，而信號連結至該儲存單元201之運算單元202，則因應該儲存單元201中儲存之該等觸碰點位置座標的數量到達一預設值時，將該等觸碰點位置座標進行運算而得出一移動位置座標，並可根據該等觸碰點位置座標之變化而推估出該物體之移動速率，進而因應該物體之移動速率的變化而改變該預設值之大小。而該移動位置座標可輸出至外部裝置22或是類似的資訊系統裝置，用以控制外部裝置22的游標、畫筆等指標物件，所述之外部裝置可例如是觸碰面板，觸碰式顯示裝置，行動顯示裝置，互動式顯示裝置等。
以觸控板控制器完成之人機介面輸入控制裝置21為例，便可因應使用者手指或觸控筆於觸控板上的移動而連續產生
複數個觸碰點位置座標，由於取樣速率通常是維持一致的，所以在相同時間長度中所產生的位置座標數量是相同的。故運算單元202會對儲存單元201中儲存之該等觸碰點位置座標的數量是否到達預設值來進行判斷，當數量到達預設值時，便將該等觸碰點位置座標進行運算而得出代表該等觸碰點位置座標之一移動位置座標。
至於運算單元202所執行之各個動作，如數量是否到達預設值之判斷、運算以及因應該物體之移動速率的變化而改變該預設值大小之細節，係分別與上述步驟13、步驟14以及步驟15之相關內容相同，故不再贅述。而根據位置座標之變化而推估出該物體之移動速率也可直接延用上述方法，根據該等位置座標中兩兩相鄰觸碰點位置座標而分別計算出複數個座標差值以得到兩兩相鄰觸碰點間之距離，然後將該等距離總和以得到該物體之移動距離。而當控制器取樣速度維持一致時，在相同時間長度中的移動距離將可被視為移動速率。
另外，上述軟體方法與硬體裝置也可改透過韌體方式來完成，例如利用可調整長度的佇列式緩衝器來完成上述儲存單元201，如此一來，改變預設值便可透過改變佇列式緩衝器之長度來完成，而只要佇列一滿便進行運算。
綜上所述，本案技術手段可廣泛應用於各式人機介面輸入裝置上，例如常見的觸控板、觸控顯示器、軌跡球或滑鼠等用以追蹤或是紀錄物體移動軌跡之工具，可有效改善習用手段之缺失。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
21‧‧‧人機介面輸入控制裝置
20‧‧‧移動位置座標產生裝置
201‧‧‧儲存單元
202‧‧‧運算單元
22‧‧‧外部裝置
圖1，其係本案所提出具有移動位置座標產生方法之流程示意圖。
圖2，其係本案所提出具有移動位置座標產生裝置之觸碰裝置之功能方塊示意圖。
圖3A~3B，其係本案所述之觸碰點位置座標數量狀態變化圖。
Claims (4)
- 一種移動位置座標產生方法，應用於一人機介面輸入控制裝置上，該方法包含下列步驟：偵測一物體的移動而連續產生複數個位置座標；讀取並儲存該等位置座標；當儲存之該等位置座標的數量到達一預設值時，將該等位置座標進行一運算而得出一移動位置座標；根據該等位置座標中兩兩相鄰位置座標而分別計算出複數個座標差值；將該等座標差值之總和代表該物體移動距離；當該物體移動距離大於該預設值之一最大距離門檻值，降低該預設值；以及當該物體移動距離小於該預設值之一最小距離門檻值，增加該預設值。
- 如申請專利範圍第1項所述之移動位置座標產生方法，其中該運算係為將該等位置座標進行一平均值運算而得出該移動位置座標。
- 如申請專利範圍第1項所述之移動位置座標產生方法，其中該運算係為將該等位置座標進行一加權均值運算而得出該移動位置座標。
- 如申請專利範圍第1項所述之移動位置座標產生方法，其中該運算係為將該等位置座標進行一中間值運算而得出該移動 位置座標。
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