压力检测方法、电子设备及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及压力检测方法、电子设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.随着经济技术的发展，电子设备在人们日常生活中得以广泛应用。其中，电子设备在使用过程中大多需要压力检测，例如工业上压力检测、产品性能检测、人机交互等。
3.目前，电子设备的压力检测一般通过压阻式检测，压阻器件一般设置在电子设备壳体内部，通过壳体被接触位置的形变量传递到压阻器件上，器件的阻值发生变化会使加载到器件上的电压随之变化，通过对电压的检测可得到电子设备的壳体所受到的压力值。然而，这需要壳体产生足够大的形变量才可使压阻器件的电压发生变化，这容易导致壳体使用形变量较小的材质(例如金属材质)时，无法准确测量壳体被施加的压力值。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种压力检测方法、电子设备以及计算机可读存储介质，旨在避免电子设备的压力检测受到壳体材质的形变性能的影响，提高电子设备压力检测的准确性。
5.为实现上述目的，本发明提供一种压力检测方法，所述压力检测方法包括以下步骤：
6.朝向目标区域发射超声波信号，并接收所述超声波信号对应的反射信号；所述反射信号为所述目标区域上的接触动作对所述超声波信号反射形成的信号；
7.确定所述反射信号的信号特征值；
8.根据所述信号特征值确定所述接触动作对所述目标区域施加的目标压力值。
9.可选地，所述信号特征值包括所述反射信号的幅值变化参数，所述幅值变化参数表征所述反射信号的信号幅值随时间变化的特征参数，所述根据所述信号特征值确定所述接触动作对所述目标区域施加的目标压力值的步骤包括：
10.根据所述幅值变化参数确定所述反射信号的信号幅值大于预设阈值的持续时长；
11.根据所述持续时长确定所述目标压力值。
12.可选地，所述根据所述持续时长确定所述目标压力值的步骤包括：
13.确定预设时长与持续时长之间的时间差值；
14.根据所述时间差值确定所述目标压力值。
15.可选地，所述根据所述时间差值确定所述目标压力值的步骤包括：
16.根据所述时间差值查询所述预设映射表，将所述预设映射表中与所述时间差值具有映射关系的压力值作为所述目标压力值；
17.且/或，所述目标压力值与所述时间差值呈正相关。
18.可选地，所述接触动作在所述目标区域的接触面积不同，则对应的所述信号特征
值不同。
19.可选地，所述目标区域为壳体外表面上的区域，所述壳体内设有超声波检测模块，所述朝向目标区域发射超声波信号的步骤包括：
20.获取所述壳体的第一特征参数，且/或，获取所述超声波检测模块的第二特征参数；
21.根据所述壳体的第一特征参数和/或所述第二特征参数确定所述超声波检测模块的脉冲特征值；
22.根据所述脉冲特征值对应的脉冲信号驱动所述超声波检测模块朝向所述目标区域发送超声波信号。
23.可选地，所述获取所述壳体的第一特征参数的步骤包括：
24.获取所述壳体的厚度和/或材质，所述第一特征参数包括所述厚度和/或材质；
25.且/或，所述获取所述超声波检测模块的第二特征参数的步骤包括：
26.获取所述超声波检测模块的发射器与接收器之间的距离和/或所述超声波检测模块的谐振频率，所述第二特征参数包括所述距离和/或所述谐振频率，所述发射器用于发射所述超声波信号，所述接收器用于接收所述反射信号。
27.此外，为了实现上述目的，本技术还提出一种所述电子设备包括压力检测装置，所述压力检测装置包括：
28.超声波检测模块，所述超声波检测模块用于发射超声波信号以及接收所述超声波信号的反射信号；
29.控制器，所述超声波检测模块与所述控制器连接，所述控制器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的压力检测程序，所述压力检测程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的压力检测方法的步骤。
30.可选地，所述超声波检测模块为压电式超声波换能器；
31.且/或，所述超声波检测模块的数量有多个，多个超声波检测模块均与控制器连接。
32.可选地，所述电子设备还包括柔性电路板，当所述超声波检测模块的数量有多个时，多个所述超声波检测模块设于所述柔性电路板，所述柔性电路板与所述控制器连接。
33.此外，为了实现上述目的，本技术还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有压力检测程序，所述压力检测程序被处理器执行时实现如上任一项所述的压力检测方法的步骤。
34.本发明提出的一种压力检测方法，该方法朝向目标区域发射超声波信号，并接收目标区域上接触动作对超声波信号反射回来的反射信号，通过反射信号的信号特征值确定接触动作对目标区域所施加的目标压力值，此过程中，目标区域被施加的目标压力值的检测通过接触动作对超声波信号反射形成的反射信号进行表征，超声波信号具有较好的穿透力以穿过电子设备的壳体，压力检测过程不会受到壳体形变量的影响，基于此即使壳体形变性能不佳也可实现目标区域压力的准确测量，从而避免电子设备的压力检测受到壳体材质的形变性能的影响，提高电子设备压力检测的准确性。
附图说明
35.图1为本发明电子设备一实施例运行涉及的硬件结构示意图；
36.图2为本发明电子设备一实施例中超声波检测模块的安装位置示意图；
37.图3为本发明压力检测方法一实施例的流程示意图；
38.图4为本发明压力检测方法另一实施例的流程示意图；
39.图5为本发明压力检测方法实施例中涉及的幅值变化曲线的示意图；
40.图6为本发明压力检测方法实施例中涉及的目标压力值与时间差值的关系示意图；
41.图7为本发明压力检测方法又一实施例的流程示意图。
42.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.本发明实施例的主要解决方案是：朝向目标区域发射超声波信号，并接收所述超声波信号对应的反射信号；所述反射信号为所述目标区域上的接触动作对所述超声波信号反射形成的信号；确定所述反射信号的信号特征值；根据所述信号特征值确定所述接触动作对所述目标区域施加的目标压力值。
45.由于现有技术中，电子设备的压力检测一般通过压阻式检测，压阻器件一般设置在电子设备壳体内部，通过壳体被接触位置的形变量传递到压阻器件上，器件的阻值发生变化会使加载到器件上的电压随之变化，通过对电压的检测可得到电子设备的壳体所受到的压力值。然而，这需要壳体产生足够大的形变量才可使压阻器件的电压发生变化，这容易导致壳体使用形变量较小的材质(例如金属材质)时，无法准确测量壳体被施加的压力值。
46.本发明提供上述的解决方案，旨在避免电子设备的压力检测受到壳体材质的形变性能的影响，提高电子设备压力检测的准确性。
47.本发明实施例提出一种电子设备。电子设备可以是工业设备(如产品测试设备)、智能终端设备(如手机、智能手环、平板电脑、头戴显示设备、)等任意需要压力检测的设备。
48.在本发明实施例中，参照图1和图2，电子设备包括压力检测装置，所述压力检测装置包括超声波检测模块1和与超声波检测模块1连接的控制器2。
49.超声波检测模块1具体为利用超声波信号进行压力检测的模块，超声波检测模块1用于朝向目标区域发生超声波信号并接收目标区域反射回来的反射信号。
50.在本实施例中，超声波检测模块1为压电式超声波换能器。参照图2，超声波检测模块1具体包括发射器11和接收器12，发射器11可用于发射超声波信号，具体的发射器11可将高频电能转化为机械能，通过材料的压电效应将电信号转换为机械振动。接收器12可用于接收发射器11发射的超声波信号对应的反射信号，接收器12可将机械能转化为电能，通过材料的压电效应将机械振动转换为电信号。
51.具体的，在本实施例中，为了提高压力检测的准确性，参照图2，接收器12环绕发射器设置。
52.进一步的，超声波检测模块1的数量为一个或多个。其中，超声波检测模块1的数量有多个时，多个超声波检测模块1均与控制器2连接。
53.进一步的，在本实施例中，参照图2，所述电子设备还包括柔性电路板3，当所述超声波检测模块1的数量有多个时，多个所述超声波检测模块1设于所述柔性电路板3，所述柔性电路板3与所述控制器2连接。
54.进一步的，在本实施例中，参照图1，控制器2包括：处理器1001(例如cpu)，存储器1002等。存储器1002可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1002可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
55.本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
56.如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1002中可以包括压力检测程序。在图1所示的装置中，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的压力检测程序，并执行以下实施例中压力检测方法的相关步骤操作。
57.本发明实施例还提供一种压力检测方法，应用于上述电子设备。
58.参照图3，提出本技术压力检测方法一实施例。在本实施例中，所述压力检测方法包括：
59.步骤s10，朝向目标区域发射超声波信号，并接收所述超声波信号对应的反射信号；所述反射信号为所述目标区域上的接触动作对所述超声波信号反射形成的信号；
60.目标区域为预先设置的电子设备上需要检测压力值的区域。具体的，目标区域为电子设备上设有超声波检测模块的区域。具体的，电子设备可包括壳体，壳体的内部可安装有超声波检测模块，壳体的外表面上与超声波检测模块对位的区域可作为这里的目标区域。
61.控制超声波检测模块的发射器朝向目标区域发射超声波信号，控制超声波检测模块的接收器接收超声波信号对应的反射信号。
62.接触动作具体为人体或预设物体与目标区域接触时的动作，这里的预设物体具体为可对超声波信号进行反射的物体。例如，电子设备为头戴显示设备时，目标区域可为头戴显示设备上用于与人体头部适配的内侧表面，则用户佩戴头戴显示设备时人体头部对内侧表面的挤压动作可认为是这里的接触动作。又如，在电子设备为手机时，目标区域可为手机外壳的侧面和/或背面，则用户手持手机时其手部对外壳的背面和/或背面的挤压动作可认为是这里的接触动作。
63.接触目标区域的人体或预设物体可对朝向目标区域发射的超声波信号进行反射形成反射信号，接收器将接收到的反射信号转换为电信号进行表征。具体的，在本实施例中，采用输出电压对反射信号进行表征。接触动作对目标区域施加的压力值不同，则产生的反射信号不同，反射信号不同则输出电压不同。在其他实施例中，也可采用其他电信号对反射信号进行表征，例如输出电流等。
64.步骤s20，确定所述反射信号的信号特征值；
65.信号特征值具体为表征反射信号的特点的特征参数。在本实施例中，信号特征值具体为表征反射信号的信号强度的特征值。例如，信号幅值、信号频率和/或信号波长等。
66.具体的，可对表征反射信号的电信号的特征进行分析得到这里的信号特征值。
67.步骤s30，根据所述信号特征值确定所述接触动作对所述目标区域施加的目标压
力值。
68.不同的信号特征值对应不同的目标压力值。具体的，可预先建立信号特征值与目标压力值之间的对应关系，对应关系可以数量关系、映射表格等形式。基于预先设置的对应关系，可确定当前信号特征值所对应的目标压力值。例如，可通过将信号特征值代入预设公式中计算得到的压力值作为这里的目标压力值；也可通过信号特征值查询预先设置的映射表，将映射表中匹配得到的压力值作为这里的目标压力值。
69.在获得目标压力值后，可对目标压力值进行保存，也可确定目标压力值对应的控制指令控制电子设备运行，还可对目标压力值按照预设的算法进行处理获得检测结果，等等，可根据电子设备的实际需求进行设置。
70.本发明实施例提出的一种压力检测方法，该方法朝向目标区域发射超声波信号，并接收目标区域上接触动作对超声波信号反射回来的反射信号，通过反射信号的信号特征值确定接触动作对目标区域所施加的目标压力值，此过程中，目标区域被施加的目标压力值的检测通过接触动作对超声波信号反射形成的反射信号进行表征，超声波信号具有较好的穿透力以穿过电子设备的壳体，压力检测过程不会受到壳体形变量的影响，基于此即使壳体形变性能不佳也可实现目标区域压力的准确测量，从而避免电子设备的压力检测受到壳体材质的形变性能的影响，提高电子设备压力检测的准确性。
71.进一步的，基于上述实施例，提出本技术压力检测方法另一实施例。在本实施例中，所述信号特征值包括所述反射信号的幅值变化参数，所述幅值变化参数表征所述反射信号的信号幅值随时间变化的特征参数，参照图4，所述步骤s30包括：
72.步骤s31，根据所述幅值变化参数确定所述反射信号的信号幅值大于预设阈值的持续时长；
73.在本实施例中，幅值变化参数可以是幅值变化曲线。具体的，反射信号的信号幅值具体可通过电压值进行表征，电压值越大则信号幅值越大。如图5所示，横坐标为时间，纵坐标为表征信号幅值的电压值，则该曲线表征信号幅值随时间变化的曲线，根据预设阈值对应的预设电压值确定对应的基准线(如图5中l线)，确定幅值变化曲线与基准线相交的两点对应的时刻分别为t1、t2，则持续时长t
δx
＝t2-t1。在其他实施例中，幅值变化参数也可包括多个不同时刻及其对应的信号幅值，将每个信号幅值分别与预设阈值进行比较，确定所有大于预设阈值的信号幅值对应的时刻集合中的最大时刻t3和最小时刻t4，则持续时长t
δx
＝t3-t4。
74.步骤s32，根据所述持续时长确定所述目标压力值。
75.不同持续时长对应不同的目标压力值。
76.具体的，可预先建立持续时长与目标压力值之间的对应关系，可以是计算公式，映射表格等。基于该对应关系确定当前持续时长所对应的目标压力值。具体的，可将持续时长代入预设公式中计算得到的结果作为目标压力值；也可通过持续时长查询预先设置的时长与压力值的映射表格，将映射表格中与持续时长匹配的压力值作为目标压力值。
77.具体的，在本实施例中，确定预设时长与持续时长之间的时间差值；根据所述时间差值确定所述目标压力值。预设时长具体为预先设置的反射信号的采样时长，其具体数值可根据超声波检测模块相对于目标区域的位置进行确定，相对位置不同则设置不同的预设时长。定义预设时长为k，定义持续时长为t
δx
，则时间差值＝k-t
δx
。具体的，时间差值与目标
压力值之间的关系如图6所示。
78.在本实施例中，目标压力值与时间差值呈正相关，也就是目标压力值随时间差值的增大呈增大趋势，目标压力值随时间差值的减小呈减小趋势。
‘
79.在本实施例中，由于产生接触动作的人体或预设物体对目标区域施加的压力值不同，则对超声波信号反射的过程中产生幅值较大的反射信号的持续情况不同，因此基于反射信号的信号幅值的变化特征分析信号幅值大于预设阈值的持续时长来确定目标压力值，有利于进一步提高电子设备压力检测的准确性。
80.进一步的，在本实施例中，根据所述时间差值查询所述预设映射表，将所述预设映射表中与所述时间差值具有映射关系的压力值作为所述目标压力值。预设映射表可具体包括多个预设时间差及其每个时间差所表征的预设压力值。基于此，将与时间差值匹配的预设时间差所对应的预设压力值可作为目标压力值。例如，将与时间差值的差值最小的预设时间差所对应的预设压力值作为目标压力值。
81.例如，预设映射表如下表所示：
82.时间差值(us)目标压力值(n)800012500.51500117502
83.基于此，当时间差值为1500us时，可确定目标压力值为1n；当时间差值为1200us时，可确定目标压力值为0.5n。
84.基于此，通过时间差值查表便可准确地得到电子设备目标区域所受到的目标压力值。
85.在其他实施例中，为了进一步提高电子设备压力检测的准确性，也可预先建立时间差值与目标压力值之间的计算公式，将时间差值代入计算公式中计算得到的压力值作为目标压力值。例如，在时间差值小于设定差值时，根据第一公式计算时间差值对应的目标压力值；在时间差值大于或等于设定差值时，根据第二公式计算时间差值对应的目标压力值。第一公式对应的目标压力值随时间差值变化的变化幅度大于第二公式对应的目标压力值随时间差值变化的变化幅度。例如，定义目标压力值为f，时间差值为t，则第一公式为f＝a*t，第二公式为f＝b*t，a》b。
86.进一步的，在其他实施例中，除了根据时间差值确定目标压力值以外，也可确定预设时长与持续时长的比值，根据比值确定目标压力值，目标压力值与比值呈正相关。
87.进一步的，在其他实施例中，也可直接通过持续时长查表或计算得到目标压力值，目标压力值与持续时长呈负相关，也就是说，目标压力值随持续时长的增大呈减小趋势，目标压力值随持续时长的减小呈增大趋势。
88.进一步的，在基于上述任一实施例，所述接触动作在所述目标区域的接触面积不同，则对应的所述信号特征值不同。具体的，接触面积越大则信号特征值对应的目标压力值越大。在本实施例中，随接触面积的不同，信号特征值对应的目标压力值呈非线性变化。在其他实施例中，随接触面积的不同，信号特征值对应的目标压力值也可呈线性变化。
89.具体的，信号特征值为上述实施例中的持续时长时，持续时长与目标压力值呈负
相关，则目标压力值随持续时长的增大呈减小趋势，目标压力值随持续时长的减小呈增大趋势。又或者，信号特征值为上述实施例中的时间差值时，时间差值与目标压力值呈正相关，则目标压力值随时间差值的增大呈增大趋势，目标压力值随时间差值的减小呈减小趋势。
90.例如，手指在轻触目标区域时，力度在0.5n左右，通常与目标区域的接触面积在φ8mm以内；而当手指按压目标区域时，力度在0.5n～2n区间，通常与目标区域的接触面积在φ10mm～φ12mm区间。此时，即使设有目标区域的壳体没有发生形变，壳体内超声波检测模块也可以分辨出按压力度所造成的超声信号的变化，从而实现对目标区域被施加压力值的准确检测。
91.在本实施例中，适应于压力值不同的接触动作在目标区域的接触面积促使超声波反射信号具有不同的信号特征值，从而实现基于信号特征值对目标压力值的准确表征，从而确保不依赖于壳体的形变，也可实现对压力值准确测量。
92.进一步的，基于上述任一实施例，提出本技术压力检测方法又一实施例。在本实施例中，所述目标区域为壳体外表面上的区域，所述壳体内设有超声波检测模块，参照图7，所述朝向目标区域发射超声波信号的步骤包括：
93.步骤s11，获取所述壳体的第一特征参数，且/或，获取所述超声波检测模块的第二特征参数；
94.第一特征参数具体为表征壳体的结构、性能等特征的参数值。
95.第二特征参数具体为表征超声波检测模块的结构、性能等特征的参数值。
96.在本实施例中，获取所述壳体的厚度和/或材质，所述第一特征参数包括所述厚度和/或材质。在其他实施例中，第一特征参数还可包括其他任意类型的表征壳体特征的参数值，例如，当目标区域为曲面时也可获取壳体的表面弧度，第一特征参数还可包括表面弧度。
97.在本实施例中，获取所述超声波检测模块的发射器与接收器之间的距离和/或所述超声波检测模块的谐振频率，所述第二特征参数包括所述距离和/或所述谐振频率，所述发射器用于发射所述超声波信号，所述接收器用于接收所述反射信号。在其他实施例中，第二特征参数还可包括其他任意类型的表征超声波检测模块特征的参数值，例如，超声波检测模块中压电材料的类型等，第二特征参数还可包括压电材料的类型。
98.步骤s12，根据所述壳体的第一特征参数和/或所述第二特征参数确定所述超声波检测模块的脉冲特征值；
99.脉冲特征值具体为用于驱动超声波检测模块发出超声波的脉冲信号的信号特征参数。脉冲特征值具体包括脉冲数量、脉冲频率和/或脉冲峰值等。
100.不同的第一特征参数和/或第二特征参数对应不同的脉冲特征值。例如，在第一特征参数包括壳体厚度且脉冲特征值包括脉冲数量时，壳体厚度与脉冲数量呈正相关，也就是说，脉冲数量随壳体厚度的增大呈增大趋势，脉冲数量随壳体厚度的减小呈减小趋势。又如，在第二特征参数包括发射器与接收器之间的距离且脉冲特征值包括脉冲数量时，脉冲数量与距离呈正相关，也就是说，脉冲数量随发射器与接收器之间的距离的增大呈增大趋势，脉冲数量随发射器与接收器之间的距离的减小呈减小趋势。
101.步骤s13，根据所述脉冲特征值对应的脉冲信号驱动所述超声波检测模块朝向所
述目标区域发送超声波信号。
102.具体的，将脉冲特征值对应的脉冲信号输入到超声波检测模块的发射器，以使发射器发出相应的超声波信号。
103.在本实施例中，适应于壳体的特征和/或超声波检测模块的特征确定相应的脉冲信号驱动超声波检测模块发生超声波信号的脉冲信号，从而保证即使目标区域受到的压力值较小时，接收器接收的反射信号也可具有足够大的幅值，从而进一步提高电子设备压力检测的准确性。
104.此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有压力检测程序，所述压力检测程序被处理器执行时实现如上压力检测方法任一实施例的相关步骤。
105.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
106.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
107.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
108.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。