一种可动态调整压感触发阈值的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及点阵数码笔触感控制技术领域，具体公开了一种可动态调整压感触发阈值的系统及方法，包括作为输入电源的参考电压，依次与参考电压电性连接的压感薄膜和定值电阻，在压感薄膜和定值电阻之间的电压节点还依次电性连接有运算放大器、模数转换器和及微控制单元，微控制单元用于与主处理器相互传输信号，还包括搭载在微控制单元内的ADC采样检测电路、ADC采样检测程序和与微控制单元进行信号传输的环形队列存储器，解决了传统的点阵数码笔在长期的使用过程中，内部的压感薄膜会因为材料疲劳而导致灵敏度下降，使压感阈值下降，导致书写时，容易因压力的变化而导致摄像头的工作状态变化，进而导致所记录的文字中存在连笔或丟笔的情况的问题。笔或丟笔的情况的问题。笔或丟笔的情况的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可动态调整压感触发阈值的系统及方法


[0001]本申请涉及点阵数码笔触感控制
，具体公开了一种可动态调整压感触发阈值的系统及方法。

技术介绍

[0002]点阵数码笔是一种新型的书写工具，基本由压力传感器、高速摄像头、用于数据计算的主处理器、电池、数据存储器以及蓝牙或USB通讯模块组成。当书写时，点阵数码笔将纸张上书写的文字或者图片以位图的形式存储在电脑中，形成文档，如需要还可以同步通过投影显示。
[0003]点阵数码笔通常作为教学用具或会议记录笔进行使用，当其作为教学用具时，学生可通过使用其进行书写，可将学生用笔的书写、做作业、答题等传统过程，可将每个使用点阵数码笔的学生的作业、练字、答题等需要在纸张中书写的过程转化为竖直，减少了批改作业、试卷、练字打分等的人工时间，减少老师的阅卷和批改作业的压力。
[0004]但是，现有技术中，点阵数码笔的压感的特性随着使用次数增加会疲劳，导致在同样的压力度下，压感的阻值发生偏移，从而导致预设好的压力阈值也发生变化，导致笔误发生。笔内的摄像头的触发是由于压感受到笔芯压力，而这个压力阈值是个定值。但是压感薄膜本身是一种高分子材料，存在材料疲劳。经验证，在15g压力下受压10万次左右，压感阈值会下降1％—2％左右，而随着使用力度增大，压感阈值下降越快。且在现有技术中，并没有能够随着使用次数而调整压感阈值的点阵数码笔。
[0005]而当压感阈值发生改变后，很容易导致笔误触，例如当在学生合上笔帽，但是手拿着笔在手上转圈，或者用手指玩笔的时候，由于加速度、旋转力，甚至是笔跌落等作用力，都会导致压感误触，从而触发摄像头启动书写轨迹跟踪，从而导致真正书写完成的最后一笔画由于新的书写轨迹跟踪引发的误触笔画连接，形成连笔字或多于偏旁结构，导致字体不清晰或辨识不来。如说明书附图8中所展示的一个由于压感阈值降低后，所导致的连笔触发及由于书写压力不足以达到阈值而发生的丢失笔记的记录。可见，当阈值发生变化后，对用户的体验感会大幅下降。
[0006]因此，专利技术人有鉴于此，提供了一种可动态调整压感触发阈值的系统及方法，以便解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决传统的点阵数码笔在长期的使用过程中，内部的压感薄膜会因为材料疲劳而导致灵敏度下降，使压感阈值下降，导致使用者在进行书写时，容易因压力的变化而导致摄像头的工作状态变化，进而导致所记录的文字中存在连笔或丟笔的情况的问题。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术的基础方案提供一种可动态调整压感触发阈值系统，包括作为输入电源的参考电压，依次与参考电压电性连接的压感薄膜和定值电阻，在压感
薄膜和定值电阻之间的电压节点还依次电性连接有运算放大器、模数转换器和及微控制单元，微控制单元用于与主处理器相互传输信号；
[0009]压感薄膜作为可变电阻使用，当压感薄膜不受压时，可变电阻的阻值无穷大，当压感薄膜受压的压力处于压感阈值以下并逐渐增大时，可变电阻的阻值以逐渐减小的趋势位于一个阻值区间，当压感薄膜受压的压力处于压感阈值以上并逐渐增大时，可变电阻的阻值随着压力的变大而逐渐减小；
[0010]还包括搭载在微控制单元内的ADC采样检测电路、与ADC采样检测电路配套的ADC采样检测程序和与微控制单元进行信号传输的环形队列存储器。
[0011]进一步，所述可变电阻的输出电压的计算公式如下：
[0012][0013]其中，V
out
表示输出电压的电压值，R
s
是压感薄膜受压后的可变电阻的阻值，R
a
是定值电阻的阻值，V
ref
是参考电压的电压值。
[0014]进一步，所述微控制单元为微控制器。
[0015]本专利技术的基础方案还提供一种压力阈值检测方法，包括如下步骤：
[0016]步骤S01：压感薄膜受压，当受压的压力的大小超过压力阈值后，压感薄膜的阻值逐渐减小，并经过运算放大器产生输出电压；
[0017]步骤S02：由微控制器基于ADC采样检测电路和ADC采样检测程序对输出电压进行采样获得采样电压；
[0018]步骤S03：将采样电压的电压值传输至决策算法进行计算，计算出结果后再传输至压力阈值算法进行求解；
[0019]步骤S04：将通过压力阈值算法解出的值传递至环形队列存储中。
[0020]进一步，在步骤S01中，由微控制器基于ADC采样检测电路和ADC采样检测程序接收采样电压的电压值的方法步骤如下：
[0021]由微控制器直接读取ADC采样电路中的寄存器，获得ADC管脚电压后直接通过总线写入至微控制器内的RAM中。
[0022]进一步，在步骤S01中，由微控制器基于ADC采样检测电路和ADC采样检测程序接收采样电压的电压值的方法步骤如下：
[0023]由微控制器中的直接存储器直接把ADC采样集成电路中的寄存器存储至内部RAM中。
[0024]进一步，所述决策算法具体包括如下算式：
[0025][0026]其中，δ代表标准方差，N是所取的ADC采样电压数值的个数，V
i
为ADC采样电压的数值，V
i
等于V
out
，μ是N个样本V
i
的平均值，即：
[0027][0028]其中，N≥1，具体的决策算法实施包括如下步骤：
[0029]步骤X01：设定有与N相同个数的数据缓存区M用来存储和计算δ，设定计算一次μ和δ为一次决策算法匹配操作，其中δ的计算结果为一个常数K；
[0030]步骤X02：进行一次决策算法匹配操作，并将计算所得的δ与K按以下规则进行比较；
[0031]当此次决策匹配算法计算得出的δ大于上一次计算得出的K值时，说明此次计算和δ均无效，则立即丢弃该N个输出的V
i
数据并重置缓存区M，然后算法又开始重新匹配和计算下一组连续ADC采样输入的N个V
i
数据，并再重新进行一次决策算法匹配操作；
[0032]当此次决策匹配算法计算得出的δ小于上一次计算得出的K值时，则说明此次计算和δ均有效，并将K替换为此次计算所得出的δ并存储至缓存区M内；
[0033]步骤X03：通过选取的V
i
定义N个V
i
样本中的电压的最小值V
min
，即：
[0034]V
min
＝Min(V
i
)
[0035]其中Min函数是在V0，V1，V2……
V
i
的N个中样本中取最小的那一个，然后得到了V
min
。
[0036]进一步，所述压力阈值算法具体包括如下算式：
[0037]V
thr
＝V
min
‑
Δv
[0038]其中，V
thr
为压力阈值，Δv为偏移量，是一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可动态调整压感触发阈值的系统，其特征在于：包括作为输入电源的参考电压，依次与参考电压电性连接的压感薄膜和定值电阻，在压感薄膜和定值电阻之间的电压节点还依次电性连接有运算放大器、模数转换器和及微控制单元，微控制单元用于与主处理器相互传输信号；压感薄膜作为可变电阻使用，当压感薄膜不受压时，可变电阻的阻值无穷大，当压感薄膜受压的压力处于压感阈值以下并逐渐增大时，可变电阻的阻值以逐渐减小的趋势位于一个阻值区间，当压感薄膜受压的压力处于压感阈值以上并逐渐增大时，可变电阻的阻值随着压力的变大而逐渐减小；还包括搭载在微控制单元内的ADC采样检测电路、与ADC采样检测电路配套的ADC采样检测程序和与微控制单元进行信号传输的环形队列存储器。2.根据权利要求1所述的一种可动态调整压感触发阈值的系统，其特征在于，所述可变电阻的输出电压的计算公式如下：其中，V
out
表示输出电压的电压值，R
s
是压感薄膜受压后的阻值，R
a
是定值电阻的阻值，V
ref
是参考电压的电压值。3.根据权利要求2所述的一种可动态调整压感触发阈值的系统，其特征在于，所述微控制单元为微控制器。4.一种根据权利要求3所述的压力阈值检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S01：压感薄膜受压，当受压的压力的大小超过压力阈值后，压感薄膜的阻值逐渐减小，并经过运算放大器产生输出电压；步骤S02：由微控制器基于ADC采样检测电路和ADC采样检测程序对输出电压进行采样获得采样电压；步骤S03：将采样电压的电压值传输至决策算法进行计算，计算出结果后再传输至压力阈值算法进行求解；步骤S04：将通过压力阈值算法解出的值传递至环形队列存储中。5.根据权利要求4所述的一种压力阈值检测方法，其特征在于，在步骤S01中，由微控制器基于ADC采样检测电路和ADC采样检测程序接收采样电压的电压值的方法步骤如下：由微控制器直接读取ADC采样电路中的寄存器，获得ADC管脚电压后直接通过总线写入至微控制器内的RAM中。6.根据权利要求4所述的一种压力阈值检测方法，其特征在于，在步骤S01中，由微控制器基于ADC采样检测电路和ADC采样检测程序接收采样电压的电压值的方法步骤如下：由微控制器中的直接存储器直接把ADC采样集成电路中的寄存器存储至内部RAM中。7.根据权利要求5或6任一项所述的一种压力阈值检测方法，其特征在于，所述决策算法具体包括如下算式：其中，δ代表标准方差，N是所取的ADC采样电压数值的个数，V
i
为ADC采样电压的数值，V
i
等于V
out
，μ是N个样本V
i
的平均值，即：其中，N≥1，具体的决策算法实施包括如下步骤：步骤X01：设定有与N相同个数的数据缓存区M用来存储和计算δ，设定计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝志文，
申请(专利权)人：江西联淦电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：