多触摸追踪制造技术

本发明专利技术揭示一种在触摸传感器（例如，电容性触摸屏）上随着时间追踪多个触摸的方法。所述方法分析来自邻近的第一及第二时间帧的第一及第二触摸数据集合。首先，分析所述触摸数据集合以确定所述第二时间帧中的最靠近所述第一时间帧中的触摸中的每一者的触摸，且计算每一此触摸对之间的间隔。接着，以具有最小间隔的所述触摸对开始，证实每一对直到在所述第二时间帧中的所述触摸已经针对其配对的触摸之间尝试配对。此时，通过重新应用所述计算来重新处理来自所述第一及第二触摸数据集合的至今尚未配对的触摸，但仅包含所述至今尚未配对的触摸。重复此重新处理直到无需进行进一步配对。所述方法避免了复杂的代数及浮点运算，且具有极小存储器要求。因此，其理想地适于在微控制器上实施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及追踪邻近二维(2D)触摸面 板的多个同时触摸。
技术介绍
基于电容性感测的2D触摸面板广泛地用于各种应用中。通常，2D触摸面板由手指直接接触或通过接近(即，不接触)而致动。有时使用手写笔来替代。举例来说，2D触摸面板用作膝上型计算机的触摸垫，用于家庭器具(例如微波炉及炉灶面)的控制面板，及用作手持式装置(例如移动电话)上的显示器的覆盖层。此项技术中已知许多其它应用。对于一些应用，2D触摸面板经设计以能够同时检测两个或两个以上触摸，此能力在此项技术中通常称为“多触摸”。举例来说，如众所周知，传统上计算机由鼠标控制，所述鼠标组合两个或三个传感器，即，用于光标运动的追踪球及用于选择光标位置处的图标的两个按钮。因此，鼠标组合通过鼠标装置的移动的光标运动及用于致动左鼠标按钮及右鼠标按钮的两个手指动作。在膝上型计算机中，鼠标功能由具有邻近按钮的触摸垫提供。用户通过在触摸垫区域上滑动一个手指来移动光标，且通过用他或她的拇指或一个或两个其它手指致动两个“鼠标”按钮来选择图标等等。需要多个同时手指输入的装置的另一实例是手持式游戏控制台，其中左手拇指及右手拇指通常用于控制装置的不同功能，或共同地控制相同功能。用于飞行中娱乐系统的控制器通常具有类似操作模式。最近，2D触摸面板已经编程以辨识多触摸笔势，例如拇指及食指的挤捏。更经典的实例将是音乐键盘，其中弹奏弦使用现代行业说法可称为多触摸笔势。通常，邻近触摸面板的触摸是在由可为固定或可变的时间间隔分离的一系列时间帧上获得，即轮询或取样。在对触摸面板进行取样的每一时间间隔处，获得每一所检测触摸的坐标集合。用于同时检测多个触摸的现有技术方法论述于(例如)US 5，825，352、US 6，888，536 或US 2006/0097991 中。这些技术用于检测及处理传感器阵列上的多个同时触摸，以使得(例如)第一手指可用于控制光标(类似于膝上型计算机上的常规触摸垫)且第二手指可用于提供致动(类似于邻近于触摸垫所提供的常规机械按钮)。除了能够在单个帧中同时检测两个或两个以上触摸以外，还必需将在触摸面板的一个样本时间帧中所检测的触摸追踪到下一样本时间帧。此可用于使用独立触摸面板或并入到显示器中的触摸面板在轨迹垫上提供笔势或跨越所述显示器移动光标。一种用于追踪多个触摸的方法先前已在我们的未公开的美国专利申请案 60/949, 376中提出。下文描述用于追踪邻近触摸面板的两个触摸的实例性方法。举例来说，在触摸面板上的第一时间帧(tl)中的两个位置处感测两个触摸且在给定时间间隔之后，在第二时间帧(t2)中的两个位置处感测两个触摸。为确定在时间tl处的哪一触摸追踪到在时间t2处的哪一触摸，计算出在触摸位置之间的所有可能路径的路径长度。组合中的每一者的总距离通过使用四个触摸位置的χ及y坐标来找出。具有最低距离值的组合表示两个物件的最小追踪距离，其被视为追踪所述两个物件的最可能组合。然而，当追踪邻近触摸面板的物件时，可应用一个物件可从一个位置追踪到另一位置所越 过的最大容许追踪距离。举例来说，如果在一个时间间隔处在位置传感器上检测到第一触摸且接着在下一时间间隔处检测到第二触摸，但在所述两个触摸之间的距离高于预定最大距离，那么将所述第二触摸视为新物件而非从第一触摸位置移动的同一物件。上文所述的追踪算法可扩展到较高数目个触摸，但'η'个触摸所需的计算数目为η ！因此，随着触摸数目的增加尤其是在将使用微控制器的情况下追踪触摸在计算上变得困难。当多个触摸比其从帧到帧的移动距离更靠近在一起时，追踪算法也将失灵，因为结果将取决于处理触摸坐标的次序。用于追踪邻近触摸2D接近传感器阵列的多个物件的现有技术方法论述于US 6，888，536中。使用从先前图像测量的路径位置及速度沿现有轨线预测表面触点的当前位置。找到每一触点群组的最靠近活动路径且记录沿所述活动路径的距离。将每一触点群组与其最靠近路径配对，只要其之间的距离小于追踪半径。将未与活动或最近经去启动路径配对的任一群组分配为新路径，从而表示表面上的新手指的触摸。将无法与群组配对的任一活动路径去启动，从而表示从表面的举离。此方法使用需要数字信号处理器或微处理器的全标量数值处理，且超出微控制器的能力。因此需要一种可在具有有限处理能力及存储器容量的微控制器或其它集成电路装置上实施的可靠多触摸追踪算法。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种随着时间追踪多个触摸的方法，其中针对每一时间帧提供触摸数据集合，每一触摸数据集合一般来说包括多个触摸坐标，且每一触摸坐标界定触摸， 所述方法包括a)针对第一及第二时间帧提供第一及第二触摸数据集合；b)确定第二时间帧中的最靠近第一时间帧中的触摸中的每一者的触摸，且计算在每一此触摸对之间的间隔；c)以具有最小间隔的触摸对开始，证实每一对直到在所述第二时间帧中的所述触摸已经针对其配对的触摸之间尝试配对；d)因此，通过在必需的情况下重新应用步骤b)及C)多次来重新处理来自所述第一及第二触摸数据集合的至今尚未配对的触摸。因此，将来自所述第一及第二时间帧的触摸根据其相互接近度在步骤b)中临时地配对，且接着在步骤C)中确认或证实此配对，除非其将导致涉及在所述第二时间帧中的已经配对的触摸的重复或退化配对。描述此途径的另一方式是观察所述第二时间帧中的触摸是否最靠近所述第一时间帧中的两个或两个以上触摸，所选择的配对是否是具有最小间隔的一个配对。时间次序是任意的，此意指所述两个时间帧中的较早者或所述两个时间帧中的较晚者的坐标可用作距离计算的基础。在此点上，应注意，在本专利技术的以上定义中对第一及第二时间帧的提及并不暗示第一时间帧为比第二时间帧早的时间帧(或晚的时间帧)。两种可能性均归属于本专利技术的范围内。明显地，所述方法避免了计算在多个触摸位置之间的所有可能路径的间隔距离的需要，且替代地仅当需要防止一个时间帧中的单个触摸与另一时间帧中的多个触摸配对时使用选择性重新计算。所述方法还避免了复杂的代数及浮点运算，且具有极小存储器要求， 因为所有处理基于仅比较两个触摸数据集合且不涉及依据多个在前时间帧而进行的任何路径预测或历史速度考虑。 所述方法优选经实施以使得在临时配对的触摸之间的距离超过阈值距离的情况下不进行配对。在此些情况下，所述触摸被视为单独致动而非单个移动致动。举例来说，在步骤C)中，如果临时配对的触摸之间的距离超过阈值距离，那么配对未通过证实。更优选地，如果具有最小间隔的触摸对(即，最靠近对)分离大于所述阈值距离，那么在第一与第二触摸数据集合中的触摸之间不会再寻求到配对。本专利技术还涉及一种用于处理触摸数据以随着时间在连续时间帧之间追踪多个触摸的装置，其中所述装置经配置以执行根据本专利技术的以上所定义的方法及在实施方式中描述的进一步定义的方面中的任一者。所述装置优选为微控制器，或至少包括微控制器。所请求的专利技术的优势是可使用几个简单计算及较少计算时间在轮询循环或时间帧之间追踪邻近触摸面板的物件。因此，本专利技术提供可靠多触摸追踪算法，其充分简单以在具有有限处理能力及存储器容量的微控制器或其它集成电路装置上实时运行。所述多触摸追踪算法优选托管于微控制器上的非易失性存储器中。在操作期间，所述微控制器会将数据以触摸坐标形式将输出到输出端口，所述触摸坐标按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种随着时间追踪多个触摸的方法，其中针对每一时间帧提供触摸数据集合，每一触摸数据集合一般来说包括多个触摸坐标，且每一触摸坐标界定触摸，所述方法包括：ａ）针对第一及第二时间帧提供第一及第二触摸数据集合；ｂ）确定所述第二时间帧中的最靠近所述第一时间帧中的所述触摸中的每一者的触摸，且计算每一此触摸对之间的间隔；ｃ）以具有最小间隔的所述触摸对开始，证实每一对直到在所述第二时间帧中的所述触摸已经针对其配对的触摸之间尝试配对；ｄ）因此，通过在必需的情况下重新应用步骤ｂ）及ｃ）多次来重新处理来自所述第一及第二触摸数据集合的至今尚未配对的触摸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·西蒙斯，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：发明
国别省市：US