[發明專利]一種基于雙馬達裝置的法向虛擬按鍵渲染方法

有效

• 申請號: 201910966021.1
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110703952B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 孫曉穎;李萌芽;佴威至;劉健余
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種基于雙馬達裝置的法向虛擬按鍵渲染方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取用戶手指與觸摸屏交互時的位置；

(2)分別計算馬達a、b到該位置的距離d_a,d_b和在該位置處產生反饋時的驅動時間差t_m；

(3)獲取用戶手指與觸摸屏交互過程中的接觸面積S，并初始化最大接觸面積為S_max；

(4)根據接觸面積S計算用戶施加的力F；

(5)根據施加的力F計算驅動信號的持續時間t_p和電壓v_an,v_bn以及兩個脈沖之間的時間間隔t_n；具體計算方法如下：

1將所要模擬物理按鍵的力-形變量曲線進行劃分，分別為平滑段，跳躍段，觸底段三部分，

2根據F-F_friction＝K_∞*Z，對應力-形變量曲線圖，確定各部分驅動信號組成，使驅動信號產生的合力F_friction與用戶施加的力F盡可能相等；

F:手指與觸摸屏交互時施加的力；

F_friction:驅動信號產生的合力；

K_∞:虛擬按鍵彈簧的勁度系數；

Z:虛擬按鍵產生的位移；

3根據步驟2，計算不同馬達驅動信號的參數，包括輸入信號持續時間t_p，輸入信號振幅v_an,v_bn,第(n-1)個電壓輸入的下降沿與第n個電壓輸入上升沿之間的時間差t_n，驅動信號由以下公式計算；

u:單位階躍函數；

v_an,v_bn：分別為馬達a和馬達b第n個方波脈沖的幅度；

t_p:一個脈沖輸入的持續時間；

t_n:第(n-1)個電壓輸入的下降沿與第n個電壓輸入上升沿之間的時間差；

(6)根據上述步驟在交互位置處生成虛擬按鍵并產生振動反饋。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙馬達裝置的法向虛擬按鍵渲染方法，其特征在于，所述步驟(2)的計算方法如下：

1根據步驟(1)獲取到的用戶與觸摸屏交互時的位置信息，分別確定馬達到該位置的距離d_a,d_b；

2根據距離信息用下述公式計算馬達的驅動時間差t_m；

d_a,d_b：馬達a和馬達b到手指與觸摸屏交互位置的距離；

v_wave：振動波傳播的速度；

t_m：馬達a和馬達b的驅動時間差。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙馬達裝置的法向虛擬按鍵渲染方法，其特征在于，所述步驟(3)中在用戶初次與觸摸屏交互時，感應觸摸屏上的觸摸動作，獲取用戶常用手指在操作過程中的最大接觸面積，將其初始化為S_max。

4.根據權利要求1所述的一種基于雙馬達裝置的法向虛擬按鍵渲染方法，其特征在于，所述步驟(4)的計算方法如下：

1手指與觸摸屏的接觸面積為0時，對應最小力F_min，手指與觸摸屏的接觸面積為S_max時，對應最大力F_max，按此映射關系，手指與觸摸屏的接觸面積和使物理按鍵彈簧產生形變X所需的力成比例映射，計算不同接觸面積時用戶所施加的力，映射關系為：

S:手指與觸摸屏交互時的接觸面積；

S_max:手指與觸摸屏交互時的最大接觸面積；

F:手指與觸摸屏交互時施加的力；

F_max:當物理按鍵的彈簧產生最大形變量時所需的力；

F_min:當物理按鍵的彈簧即將產生形變量時所需的力。