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专利号: 2019105799600
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有触摸定位功能的二维触点驱动方法,其特征在于:所述二维触点包括以A行B列排列的N个触点模组,N个触点模组外设有边界;

所述方法包括以下步骤:

步骤1:对应N个触点模组在边界上设置距离传感器;任一触点模组包括m行n列排列的m*n个触点,相邻2个触点的中心对应的边界上设有距离传感器;

步骤2:主控制模块控制触点升降,预设待触摸阅读内容区域;

步骤3:初始化距离传感器,获得初始值M0,设定距离传感器读数触发范围为(M0‑C,M0‑D),C>D>0;

步骤4:包括以下步骤:

步骤4.1:单片机设定一用于通知主控制模块做好数据接收准备的读数触发I/O口,设定n个用于确定数据发生变化的距离传感器位置的片选I/O口;

c

步骤4.2:单片机根据触点模组排列方式确定c个位置信息输出I/O口,用以输出2 个位置信息;

步骤4.3:将二维触点显示区域分割成(m*A*n*B)个区域;

步骤4.4:设定任一距离传感器的读数与步骤4.3中任一分割区域的对应关系;

步骤4.5:任一距离传感器的输出端发送数据,记录时间戳Ta1;当前距离传感器的输入端接收数据,记录时间戳Tb1;

步骤4.6:计时间延迟Td,当前距离传感器的输出端发送数据,记录时间戳Ta2;当前距离传感器的输入端接收数据,记录时间戳Tb2;

步骤4.7:基于时间戳Ta1、Tb1、Ta2、Tb2计算得到距离传感器实际读数;

步骤4.8:单片机获取距离传感器读数,当读数处于(M0‑C,M0‑D)内时,通过步骤4.4设定的对应关系确定用户手指所在区域;

步骤4.9:单片机将用户手指所在区域的位置信息转为I/O口高低电平信息、输入I/O扩展芯片,进行下一步,否则,重复步骤4.5;

步骤5:I/O扩展芯片将I/O口高低电平信息传输至主控制模块,判断用户触摸位置,将触摸位置标记为L;

步骤6:启动摄像头,采集二维触点显示区域的用户的双手图像;

步骤7:主控制模块对双手图像进行处理,识别用户的指尖位置,对步骤5得到的触摸位置L进行修正,得出用户当前双手阅读区域范围;

步骤8:主控制模块将步骤7得到的用户当前双手阅读区域范围和步骤2的待触摸阅读内容区域进行比对,若匹配程度大于X%,则调取语音提示信息并播放,否则,返回步骤4;

步骤9:判断主控制模块是否接收到结束信号,若是,进行下一步;否则返回步骤4;

步骤10:显示结束。

2.根据权利要求1所述的一种具有触摸定位功能的二维触点驱动方法,其特征在于:所述步骤2包括以下步骤:步骤2.1:基于待触摸阅读内容,主控制模块获取已存储的触点升降信息;

步骤2.2:主控制模块通过I/O口控制译码器的输入端,译码器根据输入的信息改变任一输出引脚电平,使能待触摸阅读内容区域的触点模组的电源芯片;

步骤2.3:主控制模块通过I/O口控制电机驱动芯片,驱动触点模组的触点进行升降;

步骤2.4:主控制模块通过I/O口控制译码器关闭当前区域的触点电源,控制锁存器固定当前区域的I/O口电平信息;

步骤2.5:主控制模块通过I/O口控制译码器的输入端,译码器根据输入的信息输出停止使能当前区域的触点模组;

步骤2.6:完成待触摸阅读内容区域的预设。

3.根据权利要求1所述的一种具有触摸定位功能的二维触点驱动方法,其特征在于:所述步骤3中,获得初始值M0包括以下步骤:步骤3.1:主控制模块通过I/O口使能单片机供电芯片使能脚,单片机上电;

步骤3.2:单片机初始化,配置距离传感器;

步骤3.3:获得距离传感器初始值M0。

4.根据权利要求1所述的一种具有触摸定位功能的二维触点驱动方法,其特征在于:所述步骤7包括以下步骤:步骤7.1:主控制模块对摄像头采集的双手图像进行预处理;

步骤7.2:基于预处理后的图像获取用户的双手指尖位置信息;

步骤7.3:根据所述用户的双手轮廓信息对距离传感器所得到的位置L进行修正,得出用户当前双手阅读区域范围。

5.根据权利要求4所述的一种具有触摸定位功能的二维触点驱动方法,其特征在于:所述步骤7.1中,预处理包括几何矫正、降噪、对比度增强、滤波。

6.根据权利要求1所述的一种具有触摸定位功能的二维触点驱动方法,其特征在于:所述步骤8包括以下步骤:步骤8.1:主控制模块对待触摸阅读内容区域和用户当前双手阅读区域范围进行比对;

步骤8.2:若重叠百分比大于X%,则判断匹配成功,进行下一步;反之判断匹配失败,跳转至步骤4;

步骤8.3:主控制模块使能功放芯片,播放已存储的语音提示信息。

7.一种采用权利要求1 6之一的二维触点驱动方法的具有触摸定位功能的智能二维点~显器,其特征在于:所述二维点显器包括连接至主控制模块的二维触点显示区域、声音和震动提示模块;

所述二维触点显示区域的四周分布设有距离传感器,所述距离传感器通过单片机连接至主控制模块,所述二维触点显示区域中心上部设有连接至主控制模块的采集模块;

所述主控制模块包括:

一存储单元,用于存储距离传感器获得的每一处阅读位置的坐标;以及每一触点显示区域对应的声音提示信息;

一I/O扩展单元,用于通过I2C总线扩展I/O口,扩展主控制器I/O资源,方便更多距离传感器的扩展;

一通信单元,用于和触点显示模块、采集模块、提示模块进行通信,从存储单元中提取正确的提示信息,发送给提示模块进行播放;

一中央处理器,用于处理摄像头采集图像并将需要显示的触点信息通过算法转化为I/O口高低电平信息驱动触点升降;

一机器学习单元,用于综合计算分析距离传感器获取数据和摄像头采集图像、训练模型、计算出一套用户个体定制化的触点刷新策略。

8.根据权利要求7所述的一种采用二维触点驱动方法的具有触摸定位功能的智能二维点显器,其特征在于:所述采集模块配合连接有环境光检测补偿模块。