两路同频率信号相位差的计算方法及采用该方法的可触摸输入的电子白板技术

本发明专利技术提供一种两路同频率信号相位差的计算方法和采用该方法的电子白板，两路同频率信号记为A信号和B信号，周期均为T，该方法包括以下步骤：用相同的采样频率fs对A信号和B信号进行采样，当采集样本数达到n+T-1时，开始进行内积运算，其中n和T为整数；在A信号中取最新的长度为n+T-1的序列，在B信号中取最新的长度为n的序列，对两路同频率信号作内积运算，得到【S1?ST】并将S1至ST的T个值进行储存；重复采样和运算，每采集到一个新的样本，就产生一组【S1?ST】；在每一组【S1?ST】中，找到最大值St，则t/T即为A信号和B信号的相位差。本发明专利技术提供的采用该计算方法的电子白板，性能稳定、成本较低，且提高触摸输入的体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息输入领域，具体而言涉及一种两路同频率信号相位差的计算方法及采用该方法的可触摸输入的电子白板。
技术介绍
电脑已经成为人们日常生活中必不可缺的一部分，由于科技的进步，现在电脑系统的操作系统(OS)已经运行操作使用手指的触控动作来的代替传统的鼠标，进行对电脑的控制。现有技术中已有采用红外对管技术，通过在电子白板左右两边、上下两边分别安装红外光发射管和接收管，当手指触摸在白板上时，将挡住发射管射出的光，根据接收管的亮度变化，处理器可算出手指所触摸的左右、上下位置，并据此形成手指输入的鼠标事件达到对电脑控制的目的。然而红外对管技术需要使用很多的红外发射管和接收管分布于白板两侦牝安装繁琐，设备成本较高，而且激光反射技术，还存在安全性问题。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术目的在于提供一种两路同频率信号相位差的计算方法及采用该方法的可触摸输入的电子白板，采用相位差检测法得到手指在电子白板上的触摸位置的变化量，并基于该变化量达到触摸手势控制电脑的目的。为达成上述目的，本专利技术提出一种两路同频率信号相位差的计算方法，该两路同频率信号记为A信号和B信号，其周期均为T，该方法包括以下步骤:I)采用相同的采样频率fs对A信号和B信号进行采样，当采集样本数达到n+T-1时，开始进行内积运算，其中η和T均为整数；2)在A信号中取最新的长度为n+T-1的序列，在B信号中取最新的长度为η的序列，按以下方式对两路同频率信号作内积运算:取A信号的从第I个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算Sl=A[l，n]*B取A信号的从第2个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算S2=A[2, η+1]*Β以此类推，直到取A信号的从第T个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算ST=A [T, n+T-1] *Β将SI至ST的T个值进行储存；3):重复步骤I)和2)，进行下一个样本的采集，并进行内积运算，这样，每采集到一个新的样本，就产生一组SI ST]；4)在每一组SI ST中，找到最大值St，则t/T即为A信号和B信号的相位差。本专利技术的另一方面，还提出一种可触摸输入的电子白板，电子白板的水平角和竖直角位置成对地安装有用于感应手指的触摸输入以输出两路触摸信号的振动传感器，每对振动传感器输出的两路触摸信号经过放大和滤波后，传输至微处理器采用上述对两路同频率信号计算相位差的方法来获取手指触摸电子白板所产生两路触摸信号之间的相位差，微处理器基于该相位差计算手指触摸位置的变化量并判断出手指触摸位置变化的实际方向。进一步，前述的处理器包括用于对两路同频率信号进行采样的内部ADC模块、用于运算与控制的ARM处理器、用于通讯传输的USB接口、以及存储器。由以上本专利技术的技术方案可知，本专利技术的可触摸手势输入的电子白板和电子白板中实现触摸手势输入的方法，其振动传感器安装在白板主体内部，而无需使用外部可见的结构，安装简单方便，而且由于目前的微处理器价格较低，可省去很多外部结构件，使得设备成本大幅度降低，而且基于相位差实现手指触摸手势的输入，性能稳定，提升了手势操作体验。附图说明图1为本专利技术较优实施例的可触摸手势输入的电子白板的结构示意图。图2为本专利技术图1实施例的模块连接示意图。图3为本专利技术电子白板中实现触摸手势输入的方法的流程示意图。具体实施例方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。如图1和图2所示，根据本专利技术的较优实施例，可触摸手势输入的电子白板包括白板主体I和安装在白板主体I内的振动传感器2、放大电路3、滤波电路4和微处理器5。其中，振动传感器2成对地安装在白板主体I内并用以感应手指的触摸输入所产生的振动以输出振动信号(即触摸信号)；每对振动传感器2的输出连接至放大电路3以对振动信号进行信号放大处理；滤波电路4连接至放大电路3用以对振动信号进行滤波处理；微处理器5适于对每对振动传感器2输出的两路振动信号进行采样和运算，并基于两路振动信号之间的相位差计算手指触摸位置的变化量以实现手指触摸手势输入。图1示范性地绘示了可触摸手势输入的电子白板的结构，白板主体I为长方形，振动传感器2分别成对地安装在白板主体I的水平角位置(la、lb)和竖直角位置(la、lc)，每一对振动传感器2可检测手指在白板主体I上触摸输入所产生的振动并输出振动信号。手指触摸白板主体I所产生的振动，到达不同振动传感器2的时间取决于触摸位置与振动传感器2之间的距离，因此不同位置的手指触摸所产生的振动到达一对振动传感器2时，其所产生的振动信号的相位亦不同。手指触摸在白板主体I上所产生的振动，经振动传感器2感应而输出振动信号，其幅度一般较小，本实施例中设置了放大电路3用以对振动信号进行放大处理，其增益为40dB。手指触摸在白板主体I上产生的振动信号，其能量一般集中在音频低频段，一般为ΙΟΗζ-ΙΟΟΟΗζ。本实施例中设置了滤波电路4对振动信号进行滤波处理，滤波电路的性能参数如下:带宽为ΙΟΗζ-ΙΟΟΟΗζ，带内平坦度为< ldB，带外衰减为20dB/倍频程左右或更闻。水平方向和竖直方向的振动传感器2所输出的每两路振动信号，经过放大和滤波处理后，微处理器5对两路振动信号进行采样和运算，并基于两路振动信号的相位差计算手指触摸位置的变化量以实现手指触摸手势输入。微处理器5优选核心速度达到IOOMHz以上的微处理器。本实施例中，微处理器5包括用于对每对振动传感器2输出的两路振动信号进行采样的内部ADC模块，用于运算与控制的ARM处理器，用于通讯传输的USB接口，以及存储器。内部ADC模块对每对振动传感器2输出的两路振动信号同时进行采样，其采样率均为fs，该两路振动信号记录为A信号和B信号，周期均为T。参考图3所示，下面将详细说明本实施例中微处理器5基于振动信号相位差判断手指触摸位置的变化以实现手指触摸手势输入。当手指在电子白板的白板主体I上触摸输入时，每对振动传感器2感应触摸产生的振动并输出两路振动信号，两路振动信号经过放大处理和滤波处理后，传输至微处理器5，微处理器5对每对振动传感器2输出的两路振动信号进行采样和运算，获取两路振动信号的相位差。微处理器的采样和运算处理过程如下:步骤1:采用相同的采样频率fs同时对两路振动信号进行采样，该两路振动信号记为A信号和B信号，其频率相同，周期均为T，当采集样本数达到n+T-1时，微处理器5开始进行内积运算，其中η和T均为整数；步骤2:在A信号中取最新的长度为n+T-1的序列，在B信号中取最新的长度为η的序列，微处理器以以下方式对两路振动信号进行内积运算:取A信号的从第I个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算Sl=A[l，n]*B取A信号的从第2个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算S2=A[2, η+1]*Β以此类推，直到取A信号的从第T个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算ST=A [T, n+T-1] *Β将SI至ST的T个值储存在微处理器5的存储器内；3):重复步骤I)和2)，进行下一个样本的采集，并进行内积运算，这样，每采集到一个新的样本，就产生一组SI ST]；4)在每一组SI ST中，找到最大值St，则t/T即为A信号和B信号的相位差。微处理器5根据一组SI ST]中某个峰值Si在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两路同频率信号相位差的计算方法，该两路同频率信号记为A信号和B信号，其周期均为T，其特征在于，包括以下步骤：1）采用相同的采样频率fs对A信号和B信号进行采样，当采集样本数达到n+T?1时，开始进行内积运算，其中n和T均为整数；2）在A信号中取最新的长度为n+T?1的序列，在B信号中取最新的长度为n的序列，按以下方式对两路同频率信号作内积运算：取A信号的从第1个元素开始的n个元素，与B信号做内积运算S1=A[1,n]*B取A信号的从第2个元素开始的n个元素，与B信号做内积运算S2=A[2,n+1]*B以此类推，直到取A信号的从第T个元素开始的n个元素，与B信号做内积运算ST=A[T,n+T?1]*B将S1至ST的T个值进行储存；3）重复步骤1）和2），进行下一个样本的采集，并进行内积运算，这样，每采集到一个新的样本，就产生一组【S1ST】；4）在每一组【S1ST】中，找到最大值St，则t/T即为A信号和B信号的相位差。

【技术特征摘要】
1.一种两路同频率信号相位差的计算方法，该两路同频率信号记为A信号和B信号，其周期均为T，其特征在于，包括以下步骤: 1)采用相同的采样频率fs对A信号和B信号进行采样，当采集样本数达到n+T-1时，开始进行内积运算，其中η和T均为整数； 2)在A信号中取最新的长度为n+T-1的序列，在B信号中取最新的长度为η的序列，按以下方式对两路同频率信号作内积运算: 取A信号的从第I个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算S1=A[1, n]*B 取A信号的从第2个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算S2=A[2，n+l]*B 以此类推，直到取A信 号的从第T个元素开始的η个元素，与B信号做内积运算ST=A[T, n+T-1]*Β 将SI至ST的T个值进行储存； 3)重复步骤I)和2)，进行下一个样本的采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚海峰，庄建军，高健，张丽敏，张志俭，葛中芹，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：