CN113566852B - 基线更新、相对状态检测方法和系统、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种基线更新、相对状态检测方法和系统、电子设备，其中基线更新方法包括：获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值；根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值。其使各个基线值与相应电容传感器所处状态和/或环境相匹配，可以提高依据相应基线进行电容传感器与参照物之间相对状态检测的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及感应检测技术领域，具体涉及一种基线更新、相对状态检测方法和系统、电子设备。
背景技术
目前，越来越多的电子设备需要遵循SAR(电磁波吸收比值)标准，市面上使用的SAR传感器多为电容传感器，电子设备往往是基于电容式传感器极板间不同的距离有不同的电容值这一特性，检测其相对于人体或者其他物体这些参照物之间为接近或者远离的参考相对状态。具体地，电子设备需要检测电容传感器的电容变化量，设置电容传感器的基线，获取电容变化量与基线之间的第一检测差值，依据该第一检测差值判定电子设备与参照物之间属于接近或者远离的参考相对状态；其中基线往往是采用跟踪电容变化量的方式确定。
上述检测方案在一定程度上可以确定电子设备与参照物的参考相对状态，然而在电子设备缓慢靠近参照物，和/或电子设备处于抖动环境等特定场景，传统方案确定的基线难以准确反映环境变化，失去参考价值，这样在上述特定场景中据此检测的参考相对状态容易出现准确性低的问题。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种基线更新、相对状态检测方法和系统、电子设备，使用于电子设备和参照物间相对状态检测的基线能够随环境变化调整。
本申请第一方面提供一种基线更新方法，包括：
获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值；
根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；其中，所述检测阈值用于识别所述第一检测差值表征的电容传感器与参照物之间的相对状态；
根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值。
可选地，所述参考相对状态包括第一相对状态和第二相对状态；所述第一相对状态和所述第二相对状态对应不同的基线更新规则；所述根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值包括：在所述第一相对状态下，采用电容变化量跟踪式确定各个采样时刻的基线值；其中，所述电容变化量跟踪式用于跟踪所述电容变化量；在所述第二相对状态下，获取所述电容变化量的变化参数；根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则；其中，所述变化参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化特征。
可选地，所述检测阈值包括所述正噪声阈值；所述根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态包括：在所述第一检测差值小于所述正噪声阈值时，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第一相对状态；在所述第一检测差值大于或者等于所述正噪声阈值时，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第二相对状态。
可选地，在判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第一相对状态之后，所述基线更新方法还包括：若所述第一检测差值连续m1次均小于温度升高阈值，将所述基线值冻结m2次；所述温度升高阈值用于识别所述电容传感器所处的温度升高环境。
可选地，在将所述基线值冻结m2次之后，所述基线更新方法还包括：将当前采样时刻的基线值确定为当前采样时刻的电容变化量。
可选地，所述变化参数包括第一级描述参数和第二级描述参数；所述第一级描述参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化趋势；所述第二级描述参数用于表征所述电容变化量在设定时段对应的曲线的弯曲特征；所述根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则包括：根据所述第一级描述参数和第二级描述参数判断所述电容传感器处于抖动环境或者非抖动环境；若所述电容传感器处于抖动环境，将所述基线值冻结m3次；若所述电容传感器处于非抖动环境，根据所述第一级描述参数更新所述基线值。
可选地，所述根据所述第一级描述参数和第二级描述参数判断所述电容传感器处于抖动环境或者非抖动环境包括：若所述第一级描述参数和第二级描述参数符合环境识别式，则判定所述电容传感器处于非抖动环境；若所述第一级描述参数和第二级描述参数不符合所述环境识别式，则判定所述电容传感器处于抖动环境；其中，所述环境识别式包括：w_th1<w<w_th2，w_r_th1<w_r<w_r_th2，w表示第一级描述参数，w_th1表示第一级最小阈值，w_th2表示第一级最大阈值，w_r表示第二级描述参数，w_r_th1表示第二级最小阈值，w_r_th2表示第二级最大阈值。
可选地，所述设定时段包括时序上连续的多个采样时刻，最后一个采样时刻为当前采样时刻；
所述第一级描述参数的确定过程包括：获取当前采样时刻的电容变化量分别与所述设定时段中其他各个采样时刻的电容变化量之间的变化量差值，对各个变化量差值进行加权求和，得到所述当前采样时刻的第一级描述参数；
和/或，
所述采用所述第一级描述参数更新所述基线值包括：对所述设定时段各个采样时刻的第一级描述参数进行低通滤波，将滤波后的各个第一级描述参数分别叠加至相应采样时刻的基线值。
可选地，所述电容变化量跟踪式包括：
b(k)＝b0*v(k)+(1-b0)*b(k)，其中，b(k)表示当前采样时刻的基线值，b0表示跟踪权重，v(k)表示当前采样时刻的电容变化量。
本申请第二方面提供一种相对状态检测方法，包括：
采用上述任一种基线更新方法更新基线值；
获取电容变化量与更新后对应的基线值之间的差值，得到第二检测差值；
将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到电容传感器与参照物之间的实测相对状态。
可选地，所述实测相对状态包括实测接近状态和实测非接近状态；所述将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到所述检测差值对应的实测相对状态包括：若所述第二检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测接近状态，若所述第二检测差值小于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测非接近状态。
可选地，所述实测接近状态包括接近程度不同的多级接近状态，各级接近状态分别对应一个距离判定阈值；所述距离判定阈值大于或者等于所述接近阈值；所述若所述第二检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测接近状态包括：将所述第二检测差值与各个距离判定阈值进行比较，识别所述电容传感器与所述参照物所处的一级接近状态。
可选地，所述接近状态包括第一距离接近状态和第二距离接近状态；所述第一距离接近状态中所述电容传感器与所述参照物之间的第一距离小于所述第二距离接近状态中所述电容传感器与所述参照物之间的第二距离；距离判定阈值包括递增的第一距离阈值和第二距离阈值；所述第一距离阈值等于所述接近阈值；所述将所述第二检测差值与各个距离判定阈值进行比较，识别所述电容传感器与所述参照物所处的一级接近状态包括：若所述第二检测差值大于或者等于所述第一距离阈值且小于第二距离阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于第一距离接近状态；若所述第二检测差值大于或者等于所述第二距离阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于第二距离接近状态。
本申请第三方面提供一种基线更新系统，包括：
第一获取模块，用于获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值；
识别模块，用于根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；其中，所述检测阈值用于识别所述第一检测差值表征的电容传感器与参照物之间的相对状态；
第一更新模块，用于根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值。
本申请第四方面提供一种参考相对状态检测系统，包括：
第二更新模块，用于采用上述任一种基线更新系统更新基线值；
第二获取模块，用于获取电容变化量与更新后对应的基线值之间的差值，得到第二检测差值；
比较模块，用于将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到电容传感器与参照物之间的实测相对状态。
本申请第五方面提供一种电子设备，包括电容传感器、处理器和存储介质；所述存储介质上存储有程序代码；所述处理器用于调用所述存储介质存储的程序代码，以执行上述任一种基线更新方法或者上述任一种相对状态检测方法。
本申请提供的基线更新、相对状态检测方法和系统、电子设备，通过获取电子设备中电容传感器的电容变化量与对应的基线值之间的第一检测差值，根据第一检测差值与检测阈值之间的关系识别电容传感器与参照物在各个采样时刻的参考相对状态，依据各个参考相对状态下的电容变化量特征获取相匹配的基线更新规则，进而采用对应的基线更新规则更新各个采样时刻的基线值，使各个基线值与相应电容传感器所处状态和/或环境相匹配，可以提高依据该基线进行电容传感器与参照物之间相对状态检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例中基线更新方法流程示意图；
图2是本申请一实施例中正负噪声阈值仿真效果示意图；
图3至图8是本申请一实施例中基线更新过程的参数和结果仿真示意图；
图9是本申请一实施例中相对状态检测方法流程示意图；
图10是本申请一实施例中基线更新系统结构示意图；
图11是本申请一实施例中相对状态检测系统结构示意图；
图12是本申请一实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，电子设备设置电容传感器，通过采集电容传感器的电容变化量检测其相对于人体或者其他物体这些参照物之间为参考相对状态时，所采用的基线难以准确反映环境变化，在电子设备缓慢靠近参照物，和/或电子设备处于抖动环境等特定场景中失去参考价值，容易使在上述特定场景中依据基线检测的参考相对状态准确性低。
针对这一问题，本申请提供的基线更新、相对状态检测方法和系统、电子设备，通过获取电子设备中电容传感器的电容变化量与对应的基线值之间的第一检测差值，根据第一检测差值与检测阈值之间的关系识别电容传感器与参照物在各个采样时刻的参考相对状态，依据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，进而采用各个采样时刻的基线更新规则更新对应的基线值，使基线中各个采样时刻的基线值与相应电容传感器所处状态和/或环境相匹配，以提高依据相应基线进行电容传感器与参照物之间相对状态检测的准确性。
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
本申请第一方面提供一种基线更新方法，参考图1所示，上述基线更新方法包括：
S100，获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值。
上述步骤可以以设定频率对电容传感器的电容变化量进行采样，得到各个采样时刻的电容变化量，并采用跟踪各个采样时刻的电容变化量的方式确定各个采样时刻的基线值，使各个采样时刻电容变化量与相应采样时刻的基线值相对应。上述跟踪各个采样时刻的电容变化量的方式可以依据相对状态的检测精度等检测目标设置；比如可以将前一个采样时刻的电容变化量设为当前采样时刻的基线值，以实现基线值对电容变化量的跟踪。
S200，根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；其中，所述检测阈值用于识别所述第一检测差值表征的电容传感器与参照物之间的相对状态。
上述检测阈值可以依据具体检测需要设置。若上述步骤需要对电容传感器与参照物之间接近和非接近这两个状态进行检测，则该检测阈值可以设置为接近阈值；此时若第一检测差值大于或者等于接近阈值，表征电容传感器与参照物之间处于接近状态；若第一检测差值小于接近阈值，表征电容传感器与参照物之间处于非接近状态。若上述步骤需要按照接近距离对电容传感器与参照物之间的相对状态进行分类，则该检测阈值包括至少一个能够表征两者之间接近速度的距离判定阈值，此时若第一检测差值大于或者等于某距离判定阈值，表征两者之间的距离小；若第一检测差值小于该速度判定阈值，表征两者之间的距离大。
需要说明的是，电容传感器往往是固定设置在相应电子设备中，本申请中，电容传感器与参照物之间的相对状态即为相应电子设备与参照物之间的相对状态。
S300，根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值。
在电容传感器与参照物相对状态检测过程中，各个相对状态中的电容传感器与参照物之间的电容变化量特征(如电容变化量的变化特征)不同，且在某些相对状态电容传感器受环境影响的所引起的电容变化量变化特征也不同，因此进行相对状态检测所需要的基线更新规则也不相同。具体地，上述步骤可以依据电容传感器在与参照物之间处于各个相对状态的电容变化量特征，和/或，各个相对状态下电容传感器受各个环境影响所引起的电容变化量特征设置相应的基线更新规则。比如在受各个环境影响不明显的相对远离状态和相对静止状态等一些相对状态中，电容传感器的电容变化量受环境影响相对较小，可以依据这一特征针对这些相对状态设置相同或者相似的基线更新规则，以提高依据该基线更新规则更新相应基线值的效率；在受各个环境影响较为明显的高速接近状态等一些相对状态中，可以针对各个环境中电容传感器的电容变化量特征设置相应的基线更新规则，以保证所采用的基线更新规则的准确性。上述步骤针对参考电容传感器与参照物之间的参考相对状态获取相匹配的基线更新规则，据此更新相应基线值，使所更新的基线值与两者之间的相对状态相匹配，保证所更新的基线值的准确性，从而保证后续检测的相对状态的准确性。
在一个实施例中，所述参考相对状态包括第一相对状态和第二相对状态；所述第一相对状态和所述第二相对状态对应不同的基线更新规则；
所述根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值包括：
S310，在所述第一相对状态下，采用电容变化量跟踪式确定各个采样时刻的基线值；其中，所述电容变化量跟踪式用于跟踪所述电容变化量；
S320，在所述第二相对状态下，获取所述电容变化量的变化参数；根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则；其中，所述变化参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化特征，通常可以依据电容变化量对应的曲线特征确定，也可以对电容变化量对应的函数求导等方式确定。
上述第一相对状态可以包括相对远离状态、相对静止状态和/或从相对静止至相对接近之间的缓冲状态等一类相对状态，在这些相对状态对应的过程中，相应基线更新规则所需达到的效果是：相对远离状态和相对静止状态对应的过程中，基线值跟踪电容变化量，使得两者之差在0附近波动；缓冲状态对应的过程中，基线基本保持不变，电容的变化量直接体现物体的接近程度。此时采用用于跟踪电容变化量的电容变化量跟踪式确定相应基线值，在兼顾上述效果的同时，可以简化更新方式，提高第一相对状态下的基线值更新效率。具体地，上述电容变化量跟踪式包括：b(k)＝b0*v(k)+(1-b0)*b(k)，其中，b(k)表示当前采样时刻的基线值，v(k)表示当前采样时刻的电容变化量，b0表示跟踪权重，可以设为大于0.5且小于1的值，以使b(k)能够准确跟踪相应的v(k)。该电容变化量跟踪式具有一阶低通滤波的功能，能够满足电容传感器在第一相对状态下各个环境或场景中的基线更新需求，对于电容传感器与参照物之间的非接近状态，基线值会逐渐靠近电容变化量，两者之差逐渐向0逼近；对于电容传感器与参照物之间的缓冲状态，基线值更新速度会小于电容变化量的更新速度，使得两者间的差值逐渐增大，能够弱化这一场景中的干扰因素。
上述第二相对状态可以包括接近状态，在这类相对状态下，电容变化量受各个环境影响较为明显，此时可以针对各个环境中电容变化量的具体变化特征设置基线更新规则；比如可以获取表征对应环境特征的参数，针对这些参数设置对应的基线更新规则，基线更新规则与电容传感器所处的环境相匹配。
第二相对状态还包括从缓冲状态至接近状态之间的过渡状态，该过渡状态下，电容传感器与参照物之间相对接近，然而接近速度比较慢，在基线值跟踪电容变化量时，两者间差值的变化量比电容变化量小，实际的电容变化量达到接近阈值时，第一检测差值依然是比较小，相关传统方案难以准确表征这一过渡状态。针对这个问题，本实施例设置大于0的正噪声阈值作为一个检测阈值，以依据该正噪声阈值检测上述过渡状态(缓慢接近的状态)和接近状态，实现对第二相对状态的准确检测。
相应地，所述根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态包括：在所述第一检测差值小于所述正噪声阈值时，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第一相对状态；在所述第一检测差值大于或者等于所述正噪声阈值时，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第二相对状态。
可选地，上述检测阈值还可以包括大于正噪声阈值的接近阈值，以用于对接近状态进行检测。此时，第二相对状态包括过渡状态和接近状态；第二相对状态的检测过程包括：若第一检测差值大于或者等于所述正噪声阈值，且小于所述接近阈值，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于过渡状态；若第一检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于接近状态。
在一个示例中，在判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第一相对状态之后，所述基线更新方法还包括：若所述第一检测差值连续m1次均小于温度升高阈值，将所述基线值冻结m2次；所述温度升高阈值用于识别所述电容传感器所处的温度升高环境。
进一步地，在将所述基线值冻结m2次之后，所述基线更新方法还包括：将当前采样时刻(即将基线值冻结m2次之后的第一个采样时刻)的基线值确定为当前采样时刻的电容变化量，以实现基线值复位，保证后续各个采样时刻基线更新过程的准确性。
上述温度升高阈值通常为负值，也可以称为负噪声阈值。上述m1和m2可以依据上述环境的升温特征设置，比如m1为可以设为3或者4等大于1的正整数，m2可以设为4或者5等大于1的正整数。基线值冻结m2次指在接下来的m2个采样时刻不更新基线值，比如若k表示当前采样时刻，在第k个采样时刻至第k+m2个采样时刻，基线值均等于b(k)，到第k+m2+1个采样时刻，再将基线值确定为第k+m2+1个采样时刻的电容变化量。
本示例中，环境温度升高容易导致基线值过高，此时电容变化量与原始基线值之间的第一检测差值便难以准确表征两者之间的相对状态，需要针对这一特征将基线值冻结m2次，再进行基线值复位，以使复位后的基线值能够高温环境相匹配，并能够用于后续基线值更新。
在一个示例中，针对上述正噪声阈值和负噪声阈值(温度升高阈值)进行仿真分析，仿真结果可以参考图2所示，图2中，prox＿th表示接近阈值，value表示电容变化量，对应的场景为：参照物缓慢接近传感器，之后迅速离开，prox＿diff为不使用噪声阈值时diff(第一检测差值)的更新曲线，noise_th_diff为使用噪声阈值后，diff的更新曲线。从图2可以看出：1)参照物从接近状态过渡到远离状态之后，使用负噪声阈值可以使得diff迅速过渡到0附近左右。2)不使用正噪声阈值，diff向上更新的速度小于value向上更新的速度，diff一直无法达到接近阈值；使用正噪声阈值后，diff向上更新的速度与value向上更新的速度相近，diff可以达到接近阈值。因而本示例可以保证电容传感器与参照物之间从接近状态过渡到远离状态，接近度迅速归零，据此更新相应基线值，以提高对应相对状态检测方案的准确性。
在一个实施例中，所述变化参数包括第一级描述参数和第二级描述参数；所述第一级描述参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化趋势，可以通过对电容变化量对应的函数求导等方式确定；所述第二级描述参数用于表征所述电容变化量在设定时段对应的曲线的弯曲特征，可以通过对第二级描述参数对应的函数求导等方式确定。相应地，根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则包括：根据所述第一级描述参数和第二级描述参数判断所述电容传感器处于抖动环境或者非抖动环境；若所述电容传感器处于非抖动环境，根据所述第一级描述参数更新所述基线值；若所述电容传感器处于抖动环境，将所述基线值冻结m3次。
在抖动环境中，考虑到电容传感器在从抖动逐渐稳定过程中，抖动的幅度由大到小，也就是说，在大幅度抖动之后，会出现小幅度抖动。针对这一场景，本示例提出了将基线值冻结m3次的基线更新规则，可以滤除大幅度抖动后，小幅度抖动对基线的影响。上述m3可以设为4或者5等大于1的正整数。其中基线值冻结m3次指在接下来的m3个采样时刻不更新基线值，即在第k个采样时刻至第k+m3个采样时刻，基线值均等于b(k)，到第k+m3+1个采样时刻，再获取相应的基线更新规则更新基线值。
在非抖动环境中，需要按照环境变化特征对基线进行更新，此时对第一级描述参数进行分析，获取第一级描述参数表征的有效环境特征，滤除其携带的干扰特征，依据上述有效环境特征更新对应的基线值，以保证所得基线值的准确性。若第一级描述参数中，干扰特征主要集中在其较大取值处，此时采用所述第一级描述参数更新所述基线值可以包括：对设定时段各个采样时刻的第一级描述参数进行低通滤波，以提取有效环境特征，去除干扰特征，将滤波后的各个第一级描述参数分别叠加至相应采样时刻的基线值，实现基线值的更新，使得更新后的基线变化比较平滑，减小基线的抖动程度。上述设定时段包括时序上连续的多个采样时刻，其最后一个采样时刻为当前采样时刻。
进一步地，在判断第二相对状态下电容传感器处于抖动环境还是非抖动环境的过程中，考虑到电容传感器的电容变化量的总体成线性趋势，第一级描述参数变化幅度较小，而小幅度抖动具有随机性，在这一抖动环境，第一级描述参数变化幅度较大，因而结合电容变化量对应的二阶导数，即第二级描述参数，识别第二相对状态下的抖动环境和非抖动环境，以保证识别结果的准确性。具体在该状态下，对于非抖动环境而言，第二级描述参数在0附近，对于抖动环境而言，第二级描述参数偏离0，以此可以设置用于对上述两个环境进行识别的环境识别式，采样该环境识别式针对第一级描述参数和第二级描述参数识别抖动环境或者非抖动环境，以简化这两个环境的识别过程。
相应地，根据所述第一级描述参数和第二级描述参数判断所述电容传感器处于抖动环境或者非抖动环境包括：若所述第一级描述参数和第二级描述参数符合环境识别式，则判定所述电容传感器处于非抖动环境；若所述第一级描述参数和第二级描述参数不符合所述环境识别式，则判定所述电容传感器处于抖动环境；其中，所述环境识别式包括：w_th1<w<w_th2，w_r_th1<w_r<w_r_th2，w表示第一级描述参数，w_th1表示第一级最小阈值，w_th2表示第一级最大阈值，w_r表示第二级描述参数，w_r_th1表示第二级最小阈值，w_r_th2表示第二级最大阈值；其中第一级最小阈值、第一级最大阈值、第二级最小阈值和第二级最大阈值分别可以依据环境识别的灵敏度和/或后续进行相对状态检测的精度设置。
在一些电容传感器的基线更新过程中，上述第一级描述参数的确定过程可以包括：获取当前采样时刻的电容变化量分别与所述设定时段中其他各个采样时刻的电容变化量之间的变化量差值，对各个变化量差值进行加权求和，得到所述当前采样时刻的第一级描述参数；设定时段包括时序上连续的多个采样时刻，最后一个采样时刻为当前采样时刻。和/或，第二级描述参数的确定过程可以包括：将当前采样时刻的第一级描述参数与上一个采样时刻的第一级描述参数之差确定为当前采样时刻的第二级描述参数。其中，该第一级描述参数的对应的确定公式包括：
w(k)＝a1(v(k)-v(k-1))+a2(v(k)-v(k-2))/2+…+an-1(v(k)-v(k-n+1))/(n-1)，
其中，a1+a2+…+an-1＝1，w(k)表示当前采样时刻的第一级描述参数，v(i)表示第i个采样时刻的电容变化量，i的取值依次为k-(n-1)，k-(n-2)，…，k-1，k，k表示当前采样时刻，n表示设定时段中采样时刻的个数。这一该确定公式可以对设定时段中电容变化量的突变点的斜率进行加权平均，使得第一级描述参数的变化量相对于电容变化量的变化量更加平滑，从而实现对突变点造成的噪声的滤除。
在一个示例中，取n＝4，a1＝a2＝a3＝1/3，分别对第一级描述参数、第二级描述参数、相关参数及相对状态检测方案进行仿真分析，对应的仿真图参考图3至图8所示，其中value表示电容变化量，wslope表示第一级描述参数，wslope＿rate表示第一级描述参数，delta表示value的变化量。从图3中可以看出，wslope可以表征电容传感器和参照物在接近、远离过程中的不同速率，以及在接近状态下的大幅度抖动。图4为value数据变化量delta与wslope的对比图，从图4中可以看出，与delta相比，当value受环境影响时，wslope抖动幅度更小，此时结合表征第一级描述参数变化量的第二级描述参数，可以对电容传感器所处的抖动环境和非抖动环境进行识别。
图5和图6体现了本示例对物体小幅度抖动处理的优点，图5为不使用第二级描述参数的基线更新方案(delta方案)，其中bl1为基线值，diff＿delta表示value与基线的差值，从图5可以看出，传统的delta方案，在value小幅度抖动时，会将这个小幅度抖动当做环境变化叠加到基线上，在抖动前后，diff值(电容变化量与对应基线值之间的差值)有明显的跳变。而本示例提出的wslope＿rate方案(采用第二级描述参数的方案)，如图6所示，则会在value小幅度抖动时冻结基线，物体的小幅度抖动不会叠加到基线上，在抖动前后，diff值基本保持不变。所以wslope＿rate方案有效减小了小幅度抖动对基线的影响。
有些相对状态检测方案对大幅度抖动，将基线冻结1次，而本示例会对大幅度抖动后，对基线冻结m3次，相应的技术效果可以对比图7和图8所得。图7为传统技术的仿真图，图8为本示例提供的基线冻结m3次的仿真图，在这两个图中，都在365点处发生大幅抖动，其后发生小幅抖动后，物体趋于平稳。在图7中，在抖动之后，diff值跳变过大；而图8中，抖动之后，diff值基本保持不变。所以本本示例提供的基线冻结m3次的方案能够有效减小大幅度抖动对基线的影响。
以上基线更新方法，通过获取电子设备中电容传感器的电容变化量与对应的基线值之间的第一检测差值，根据第一检测差值与检测阈值之间的关系识别电容传感器与参照物在各个采样时刻的参考相对状态，依据各个参考相对状态下的电容变化量特征获取相匹配的基线更新规则，进而采用对应的基线更新规则更新各个采样时刻的基线值，使各个基线值与相应电容传感器所处状态和/或环境相匹配，可以提高依据该基线进行电容传感器与参照物之间相对状态检测的准确性。
本申请第二方面提供一种相对状态检测方法，参考图9所示，该相对状态检测方法包括：
S500，采用上述任一实施例所述的基线更新方法更新基线值；
S600，获取电容变化量与更新后对应的基线值之间的差值，得到第二检测差值；
S700，将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到电容传感器与参照物之间的实测相对状态。
电容变化量与基线值之间具有对应关系，比如某时间点的电容变化量与该时间点的基线值相对应，某采样时刻的电容变化量与该采样时刻的基线值相对应。上述第二检测差值为某时间点的电容变化量与更新后该时间点的基线值之差，可以对电容传感器与参照物在该时间点的相对状态进行准确表征。
在一个实施例中，所述实测相对状态包括实测接近状态和实测非接近状态；所述将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到所述检测差值对应的实测相对状态包括：若所述第二检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测接近状态，若所述第二检测差值小于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测非接近状态，如相对远离状态。
具体地，所述实测接近状态包括接近程度不同的多级接近状态，各级接近状态分别对应一个距离判定阈值；所述距离判定阈值大于或者等于所述接近阈值；所述若所述第二检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测接近状态包括：将所述第二检测差值与各个距离判定阈值进行比较，识别所述电容传感器与所述参照物所处的一级接近状态。
在电容传感器与参照物相互接近的状态下，第二检测差值取值越大，表征两者接近程度越高，即两者离得越近，可以依据这一特征设置各个距离判定阈值，比如距离判定阈值越大表征所限定的接近程度越高，以此实现对两者在接近状态下各个接近程度的准确检测。
进一步地，所述接近状态包括第一距离接近状态和第二距离接近状态；所述第一距离接近状态中所述电容传感器与所述参照物之间的第一距离小于所述第二距离接近状态中所述电容传感器与所述参照物之间的第二距离；距离判定阈值包括递增的第一距离阈值和第二距离阈值；所述第一距离阈值等于所述接近阈值；
所述将所述第二检测差值与各个距离判定阈值进行比较，识别所述电容传感器与所述参照物所处的一级接近状态包括：若所述第二检测差值大于或者等于所述第一距离阈值且小于第二距离阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于第一距离接近状态；若所述第二检测差值大于或者等于所述第二距离阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于第二距离接近状态。
以上相对状态检测方法，采用与电容传感器所处状态和/或环境相匹配的基线更新规则更新基线值，依据更新后的基线值确定实时相对状态，所确定的相对状态具有更高的准确性和稳定性。
本申请在第三方面提供一种基线更新系统，如图10所示，该基线更新系统包括：
第一获取模块100，用于获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值；
识别模块200，用于根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；其中，所述检测阈值用于识别所述第一检测差值表征的电容传感器与参照物之间的相对状态；
第一更新模块300，用于根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值。
关于基线更新系统的具体限定可以参见上文中对于基线更新方法的限定，在此不再赘述。上述基线更新系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本申请在第四方面提供一种相对状态检测系统，如图11所示，该相对状态检测系统包括：
第二更新模块500，用于采用上述任一实施例所述的基线更新系统更新基线值；
第二获取模块600，用于获取电容变化量与更新后对应的基线值之间的差值，得到第二检测差值；
比较模块700，用于将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到电容传感器与参照物之间的实测相对状态。
关于相对状态检测系统的具体限定可以参见上文中对于相对状态检测方法的限定，在此不再赘述。上述相对状态检测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本申请在第五方面提供一种电子设备，参考图12所示，该电子设备包括电容传感器、处理器和存储介质；所述存储介质上存储有程序代码；所述处理器用于调用所述存储介质存储的程序代码，以执行上述任一实施例所述的基线更新方法或者上述任一实施例所述的相对状态检测方法。
上述电子设备可以包括智能手机、智能手表、运动手环等各类需要检测与相应参照物之间相对状态的设备，其采用与电容传感器所处状态和/或环境相匹配的基线更新规则更新基线值，依据更新后的基线值确定与参照物之间的相对状态，可以提高所检测的相对状态的准确性。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
Claims (15)
1.一种基线更新方法，其特征在于，包括：
获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值；
根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；其中，所述检测阈值用于识别所述第一检测差值表征的电容传感器与参照物之间的相对状态；
根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值；
所述参考相对状态包括第一相对状态和第二相对状态；所述第一相对状态和所述第二相对状态对应不同的基线更新规则；所述根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值包括：在所述第一相对状态下，采用电容变化量跟踪式确定各个采样时刻的基线值；其中，所述电容变化量跟踪式用于跟踪所述电容变化量；在所述第二相对状态下，获取所述电容变化量的变化参数；根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则；其中，所述变化参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化特征。
2.根据权利要求1所述的基线更新方法，其特征在于，所述检测阈值包括正噪声阈值；
所述根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态包括：
在所述第一检测差值小于所述正噪声阈值时，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第一相对状态；在所述第一检测差值大于或者等于所述正噪声阈值时，判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第二相对状态。
3.根据权利要求2所述的基线更新方法，其特征在于，在判定所述电容传感器与参照物在对应的采样时刻处于所述第一相对状态之后，所述基线更新方法还包括：
若所述第一检测差值连续m1次均小于温度升高阈值，将所述基线值冻结m2次；所述温度升高阈值用于识别所述电容传感器所处的温度升高环境。
4.根据权利要求3所述的基线更新方法，其特征在于，在将所述基线值冻结m2次之后，所述基线更新方法还包括：
将当前采样时刻的基线值确定为当前采样时刻的电容变化量。
5.根据权利要求1所述的基线更新方法，其特征在于，所述变化参数包括第一级描述参数和第二级描述参数；所述第一级描述参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化趋势；所述第二级描述参数用于表征所述电容变化量在设定时段对应的曲线的弯曲特征；
所述根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则包括：
根据所述第一级描述参数和第二级描述参数判断所述电容传感器处于抖动环境或者非抖动环境；
若所述电容传感器处于抖动环境，将所述基线值冻结m3次；若所述电容传感器处于非抖动环境，根据所述第一级描述参数更新所述基线值。
6.根据权利要求5所述的基线更新方法，其特征在于，所述根据所述第一级描述参数和第二级描述参数判断所述电容传感器处于抖动环境或者非抖动环境包括：
若所述第一级描述参数和第二级描述参数符合环境识别式，则判定所述电容传感器处于非抖动环境；若所述第一级描述参数和第二级描述参数不符合所述环境识别式，则判定所述电容传感器处于抖动环境；其中，所述环境识别式包括：w_th1<w<w_th2，w_r_th1<w_r<w_r_th2，w表示第一级描述参数，w_th1表示第一级最小阈值，w_th2表示第一级最大阈值，w_r表示第二级描述参数，w_r_th1表示第二级最小阈值，w_r_th2表示第二级最大阈值。
7.根据权利要求5所述的基线更新方法，其特征在于，所述设定时段包括时序上连续的多个采样时刻，最后一个采样时刻为当前采样时刻；
所述第一级描述参数的确定过程包括：获取当前采样时刻的电容变化量分别与所述设定时段中其他各个采样时刻的电容变化量之间的变化量差值，对各个变化量差值进行加权求和，得到所述当前采样时刻的第一级描述参数；
和/或，
所述采用所述第一级描述参数更新所述基线值包括：对所述设定时段各个采样时刻的第一级描述参数进行低通滤波，将滤波后的各个第一级描述参数分别叠加至相应采样时刻的基线值。
8.根据权利要求1所述的基线更新方法，其特征在于，所述电容变化量跟踪式包括：
b(k)＝b0*v(k)+(1-b0)*b(k)，
其中，b(k)表示当前采样时刻的基线值，bO表示跟踪权重，v(k)表示当前采样时刻的电容变化量。
9.一种相对状态检测方法，其特征在于，包括：
采用权利要求1至8任一项所述的基线更新方法更新基线值；
获取电容变化量与更新后对应的基线值之间的差值，得到第二检测差值；
将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到电容传感器与参照物之间的实测相对状态。
10.根据权利要求9所述的相对状态检测方法，其特征在于，所述实测相对状态包括实测接近状态和实测非接近状态；
所述将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到所述检测差值对应的实测相对状态包括：
若所述第二检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测接近状态，若所述第二检测差值小于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测非接近状态。
11.根据权利要求10所述的相对状态检测方法，其特征在于，所述实测接近状态包括接近程度不同的多级接近状态，各级接近状态分别对应一个距离判定阈值；所述距离判定阈值大于或者等于所述接近阈值；
所述若所述第二检测差值大于或者等于所述接近阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于实测接近状态包括：
将所述第二检测差值与各个距离判定阈值进行比较，识别所述电容传感器与所述参照物所处的一级接近状态。
12.根据权利要求11所述的相对状态检测方法，其特征在于，所述接近状态包括第一距离接近状态和第二距离接近状态；所述第一距离接近状态中所述电容传感器与所述参照物之间的第一距离小于所述第二距离接近状态中所述电容传感器与所述参照物之间的第二距离；距离判定阈值包括递增的第一距离阈值和第二距离阈值；所述第一距离阈值等于所述接近阈值；
所述将所述第二检测差值与各个距离判定阈值进行比较，识别所述电容传感器与所述参照物所处的一级接近状态包括：
若所述第二检测差值大于或者等于所述第一距离阈值且小于第二距离阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于第一距离接近状态；若所述第二检测差值大于或者等于所述第二距离阈值，判定所述电容传感器与所述参照物处于第二距离接近状态。
13.一种基线更新系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电容传感器在各个采样时刻的电容变化量与对应的基线值之间的差值，得到第一检测差值；
识别模块，用于根据所述第一检测差值与检测阈值之间的关系识别所述电容传感器与参照物在所述各个采样时刻的参考相对状态；其中，所述检测阈值用于识别所述第一检测差值表征的电容传感器与参照物之间的相对状态；
第一更新模块，用于根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值；
所述参考相对状态包括第一相对状态和第二相对状态；所述第一相对状态和所述第二相对状态对应不同的基线更新规则；所述根据各个采样时刻的参考相对状态获取各个采样时刻的基线更新规则，以更新各个采样时刻的基线值包括：在所述第一相对状态下，采用电容变化量跟踪式确定各个采样时刻的基线值；其中，所述电容变化量跟踪式用于跟踪所述电容变化量；在所述第二相对状态下，获取所述电容变化量的变化参数；根据所述变化参数获取当前环境对应的基线更新规则；其中，所述变化参数用于表征所述电容变化量在设定时段的变化特征。
14.一种相对状态检测系统，其特征在于，包括：
第二更新模块，用于采用权利要求13所述的基线更新系统更新基线值；
第二获取模块，用于获取电容变化量与更新后对应的基线值之间的差值，得到第二检测差值；
比较模块，用于将所述第二检测差值与接近阈值进行比较，得到电容传感器与参照物之间的实测相对状态。
15.一种电子设备，其特征在于，包括电容传感器、处理器和存储介质；所述存储介质上存储有程序代码；所述处理器用于调用所述存储介质存储的程序代码，以执行如权利要求1至8任一项所述的基线更新方法或者权利要求9至12任一项所述的相对状态检测方法。
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