一种电磁式数位板的坐标定位方法及系统与流程

本发明涉及数位板领域，尤其涉及一种电磁式数位板的坐标定位方法及系统。

背景技术：

电磁式数位板的坐标定位实现原理和以下因素有关：硬件线圈布线方式，线圈驱动软件，以及数位板物理坐标系到屏幕实际分辨率坐标系的映射关系表。现有技术中普遍存在坐标定位算法和硬件线圈布线方式呈现高耦合特性，一套坐标定位算法无法兼容多种硬件线圈布线方式，制约了前期产品在结构和硬件规划上的部分可能性；线圈的驱动软件在现有技术中通常采用x/y轴全线圈扫描方式，这样产生一次xy坐标的处理周期过长，会影响数位板的报点率，在视觉上产生卡顿等性能问题；坐标系得映射关系表通常是针对某种特定分辨率而言，当用户变更当前分辨率时会导致数位板物理坐标系和实际分辨率坐标系的不匹配问题，产生视觉上的功能性问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术中的技术问题，提供一种能防止卡顿且能降低线圈驱动软件开发难度的电磁式数位板的坐标定位方法及系统。

本发明实施例中，提供了一种电磁式数位板的坐标定位方法，所述电磁式数位板的感应区域分别在x轴方向和y轴方向上设置有多个并排的线圈，x轴方向的线圈和y轴方向上的线圈的交错区域形成多个单元格，所述方法包括：

遍历电磁笔上一时刻所在单元格的四周设定范围内的所有线圈，找出电磁笔当前所在单元格对应的线圈索引。

本发明实施例中，所述的电磁式数位板的坐标定位方法，还包括：

当数位板刚开始感应到电磁笔时，遍历数位板在x轴方向和y轴方向上的所有线圈，找到电磁笔在数位板上的起始单元格对应的线圈索引。

本发明实施例中，数位板上在x轴方向反馈量最大的线圈和y轴方向上反馈量最大的线圈交错的区域，即为电磁笔当前所在的单元格。

本发明实施例中，所述的电磁式数位板的坐标定位方法，其特征在于，还包括：

对当前线圈集合的反馈量进行差分降噪及归一化处理，得出其在x轴和y轴方向上带有权重属性的线性位置坐标；

根据电磁笔在当前单元格中的线性位置坐标和预设的坐标映射表得到电磁笔在数位板上的坐标。

与现有技术相比较，在本发明的电磁式数位板的坐标定位方法及系统中,对电磁笔进行定位时，遍历电磁笔上一时刻所在单元格的四周设定范围内的所有线圈，找出电磁笔当前所在单元格对应的线圈，无需每次定位时都要遍历整个数位板上的所有线圈，提高了定位的速度；另外，对当前线圈集合的反馈量进行差分降噪及归一化处理，得出其在x轴和y轴方向上带有权重属性的线性位置坐标，然后根据电磁笔在当前单元格中的线性位置坐标和预设的坐标映射表得到电磁笔在数位板上的坐标，最后根据显示屏的实际分辨率参数将数位板上的坐标转换为显示屏上的坐标，可以有效降低电磁笔坐标与硬件线圈布线方式的耦合性，灵活的适配不同分辨率下的坐标系缩放问题。

附图说明

图1是本发明电磁式数位板系统的示意图。

图2是图1中的电磁式数位板的示意图。

图3是本发明电磁式数位板的坐标定位方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所描述的电磁式数位板系统包括以下子部件：电磁式数位板101、电磁笔102、usb传输线缆103和用户电脑104。所述电磁式数位板101的感应区域分别在x轴方向和y轴方向上设置有多个并排的线圈，x轴方向的线圈和y轴方向上的线圈的交错区域形成多个单元格。用户将所述电磁笔102在所述电磁式数位板101上移动时，所述电磁式数位板101根据每个单元格对应的线圈感应到的电磁量计算出电磁笔在电磁式数位板101上的坐标，并通过所述usb传输线缆103将坐标信息上报到用户电脑104，最终经由用户电脑104处理后呈现鼠标移动，画线轨迹等视觉效果。

如图2所示，所述电磁式数位板还包括线圈扫描驱动模块201、线圈切换管理模块202和坐标计算模块203。

所述线圈扫描驱动模块201，用于产生线圈电生磁所需的周期性波形。由于数位板在xy轴方向上同时存在有多组线圈，且线圈之间的软件控制流程是同步串行的，因此该模块需要做到xy轴方向可配置，以及具体线圈索引可配置等功能特性。

所述线圈切换管理模块202，用于对线圈进行扫描时对扫描的线圈进行切换。需要说明的是，由于电磁笔102在电磁式数位板101中移动时，电磁笔102临近线圈集合的电磁感应强度是不同的，若不及时针对线圈集合的电磁感应变化做线圈切换处理，则只有当前被所述线圈扫描驱动模块201所驱动的线圈集合才会和电磁笔102产生电磁转换效应，当电磁笔102移动离开当前线圈集合区域时将无法继续获取用于做坐标计算的线圈反馈量，从而无法进一步计算坐标信息。

所述坐标计算模块203，通过将产生的细定位线圈集合反馈量信息，结合归一化的差分计算公式，换算得到电磁笔所在位置最终的xy坐标信息。

如图3所示，本发明实施例提供的电磁式数位板的坐标定位方法，包括步骤s301-步骤s305。下面分别进行说明。

步骤s301：电磁笔开始接触电磁式数位板时，通过所述线圈扫描驱动模块201遍历电磁式数位板101上（x轴方向以及y轴方向）的所有线圈，分别找到x轴方向以及y轴方向上线圈反馈量最大的线圈，即可定位到电磁笔所在的单元格。需要说明的是，由于电磁笔与线圈之间的电磁效应，当电磁笔接近线圈时，在线圈上会产生一个电磁反馈量，电磁笔离线圈越近，反馈量越大。因此，当数位板刚开始感应到电磁笔时，遍历数位板上的所有线圈，即可找到电磁笔在数位板上的起始单元格对应的线圈索引。数位板上在x轴方向反馈量最大的线圈与在y轴方向的反馈量最大的线圈的交错区域，即为电磁笔所在的当前单元格对应的线圈索引（xmax,ymax）。

步骤s302：获取了电磁笔的初始单元格位置（xmax,ymax）后，对电磁笔的下一个位置进行定位时，遍历电磁笔上一时刻所在单元格的四周设定范围内的所有线圈，找出电磁笔当前所在单元格对应的线圈。比如，在单元格（xmax,ymax）的为中心，以n为距离的周围的单元格进行扫描，其扫描范围为在x轴上是[xmax-n,xmax+n]，y轴范围为[ymax-n,ymax+n]的区域。采用这种方式进行定位，无需每次定位时都要遍历整个数位板上的所有线圈，提高了定位的速度。

步骤s303：对当前线圈集合反馈量进行差分降噪及归一化处理，从而得出电磁笔在当前单元格中x轴向以及y轴向上带有权重属性的线性位置坐标。

需要说明的是，步骤s302获取到的线圈集合反馈量本身变化是非线性的，在每个x轴向线圈和y轴向线圈垂直分割而成的单元格中，电磁笔所在的位置不同也会导致反馈量的不同。经过实际测算可以得知，经过差分降噪及归一化处理后，这个反馈量处理结果在x轴和y轴方向都呈现出线性关系。比如，在某个单元格中，将其在x轴方向和y轴方向上分别等分为100个点，电磁笔在x轴向上移动时，线圈集合反馈量经过差分降噪及归一化处理后的处理结果在等分的100个点量程内呈现出线性关系。y轴向同理。因此，可以通过实际测量的方法测出线圈集合反馈量，然后进行差分降噪及归一化处理，得出其在x轴和y轴方向上带有权重属性的线性位置坐标。

步骤s304：根据电磁笔在当前单元格中的线性位置坐标和预设的坐标映射表得到电磁笔在数位板上的坐标。

需要说明的是，在预设的坐标映射表中，包含了单元格坐标和该单元格中每一点在该单元格中的位置坐标对应于数位板上的坐标。通过查表的方式，即可获得单元格中每一个点在数位板上的坐标。

步骤s305：根据显示屏的实际分辨率参数将数位板上的坐标转换为显示屏上的坐标。

需要说明的是，此处引入用来表示坐标映射表，则将数位板上的坐标映射到显示屏上的映射表转换公式可抽象为：

，【公式1】

其中，表示显示屏上的坐标，表示位置坐标到显示坐标映射表，表示显示屏的分辨率参数，比如1920p分辨率所需的，480p分辨率所需的。在公式1中不同分辨率对应不同的，本身只和硬件线圈数量关联，因此是作为代码常量不能被更改的，则分辨率的切换无需变更所述线圈扫描驱动模块201、所述线圈切换管理模块202和所述坐标计算模块203，只需要将由预设的处理为，（为切换后的分辨率与k1对应的分辨率的比值），即可方便快捷的实现分辨率坐标系切换。

综上所述，在本发明的电磁式数位板的坐标定位方法及系统中,对电磁笔进行定位时，遍历电磁笔上一时刻所在单元格的四周设定范围内的所有线圈，找出电磁笔当前所在单元格对应的线圈，无需每次定位时都要遍历整个数位板上的所有线圈，提高了定位的速度；另外，对当前线圈集合反馈量进行差分降噪及归一化处理，得出其在x轴和y轴方向上带有权重属性的线性位置坐标，然后根据电磁笔在当前单元格中的线性位置坐标和预设的坐标映射表得到电磁笔在数位板上的坐标，最后根据显示屏的实际分辨率参数将数位板上的坐标转换为显示屏上的坐标，此方法可以有效降低电磁笔坐标与硬件线圈布线方式的耦合性，灵活的适配不同分辨率下的坐标系缩放问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。