探测电容式触摸传感器上的对象的方法、对象和探测系统与流程

1.本发明涉及一种用于探测操作终端的电容式触摸传感器上的对象的方法，其中，该对象具有识别装置，由此提供能探测的信息，其中，借助触摸传感器将识别装置作为触摸传感器数据进行探测，并且将触摸传感器数据转发至评估单元，其中，在评估单元中根据触摸传感器数据确定识别装置的信息。
2.本发明还涉及一种对象，该对象配置用于放置在操作终端的电容式触摸传感器上，其包括识别装置，该识别装置配置用于提供可被触摸传感器探测的信息。
3.此外，本发明涉及一种具有带有电容式触摸传感器的操作终端的探测系统和对象。


背景技术：

4.根据通常的专业知识，reid、qr码和条形码在用于对象探测的现有技术中是已知的。例如，在扫描仪结账时绘制二维码和条形码，例如在超市购买杂货时，购买对象会通过其id进行探测，并可在结账时自动预订。rfid技术，尤其是nfc(近场通信)技术已经成为一种流行的支付方式。
5.ep 2 722 789 a2公开了一种用于检测触摸屏上的数据载体的传感器装置。
6.ep 2 635 996 b1示出了一种电容式区域传感器，它能够检测对象的“触摸结构”。


技术实现要素：

7.本发明的目的是基于对象改进已知的对象探测方法和装置。
8.开头提到的方法的目的是这样实现的，即识别装置包括由导电材料制成的标记，并且标记具有通过连接线连接的形状，其中，对象放置在触摸传感器上，使得标记平放在触摸传感器上，使得触摸传感器将形状探测为触摸点，其中，形状的布置以及因此探测到的触摸点再现该信息。
9.在该方法中提出，在评估单元中运行算法，该算法使用触摸传感器数据来学习对象探测并存储探测到的对象，其中，算法被运行，使得确定触摸点相对于彼此的特征关系，由此能够根据在触摸传感器上的任意一点处的特征关系探测识别装置或其能探测的信息。
10.引入的人工智能或在评估单元中运行的算法能够得到学习模型的和在地图中存储的神经网络或自组织地图的支持。自组织地图是一种能够使用监督学习过程的人工神经网络。
11.通常通过用手指触摸在触摸屏上出现的触摸点现在优选地用包含在标记中的形状来模拟。由于标记中包含的模拟触摸点的形状彼此之间存在一定的比例/关系，因此能够从这种典型的、明确的模式中得出信息。
12.此外，有利的是，对象分别都具有接触点，并且当对象平放在触摸传感器上时，该接触点由操作者的人手的一部分触摸。特别是对于多点触摸检测的灵敏度不是很明显的触摸传感器，如果通过接触点用人手同时触摸标记以及连接线连接的形状(最好由导电油墨
组成)，这可能会很有帮助。人体的电容足以探测标记的图案，即使触摸屏不那么灵敏。
13.该方法能够有利地用在管理用户探测的操作终端中并且对象的探测被评估为用户的认证。
14.还能够想到使用用于产品探测的方法，操作终端被设置为管理产品探测和用于探测产品的对象的探测，探测的信息被评估为产品代码。
15.与已知的qr码相比，如果将导电油墨用于标记的导电材料，优选地使用不可见的导电油墨，则在本发明的方法中特别有利。再也不能像以前那样简单地拍下qr码了。
16.对象配置用于放置在操作终端的电容式触摸传感器上，包括一个识别装置，该识别装置被设计成提供触摸传感器能探测的信息，该识别装置具有具有导电材料的标记，该标记具有通过连接线连接的形状，该对象具有至少一个表面，在表面中布置有标记。
17.例如，对象的一侧设计成平面的，这样就能够把这个表面放在触摸传感器上，然后标记平放在触摸传感器上，这样形状就能够被触摸传感器探测了。在第一变体方案中，对象能够设计为id卡、支票卡或服务卡，用户能够利用它们登录到操作终端或探测他自己。
18.在第二个设计方案中，对象能够被设计成传单，然后具有导电油墨的标记将被不可见地集成在传单上或传单中，并且传单能够被放置在触摸屏上并且通过传单给出关于操作终端的更多信息。
19.在第三变体方案中，对象能够集成到产品的外包装中并且因此能够通过具有触摸传感器的收银机系统进行登记。
20.为了增加对象在触摸传感器上注册的灵敏度，对象被设计有接触点，并且该接触点被设计为由操作者的人手触摸。这提供了能够利用人体的电容的优点，该电容例如在从100pf到300pf的范围内。
21.本发明还涉及一种探测系统，其具有带有电容式触摸传感器的操作终端，其中，对象被用于将其放置在触摸传感器上以进行探测。该对象被设计成放置在触摸传感器上并具有附加的识别装置，该识别装置又被设计成提供对于触摸传感器能探测的信息，在此，识别装置具有具有导电材料的标记，标记具有通过连接线连接的形状，其中，该对象具有至少一个表面，在表面上布置有标记。在此，触摸传感器还被设计成，当对象放置在触摸传感器上并且标记平放在触摸传感器上时将确定识别装置作为触摸传感器数据，并且触摸传感器将形状探测为触摸点，此外，还存在评估单元，其使用触摸传感器数据来确定信息，其中，评估单元根据探测到的触摸点来确定信息。
22.探测系统在此具有算法，其在评估单元中运行，该算法根据触摸传感器数据来学习对象探测并存储探测到的对象，其中，算法被运行，以确定触摸点彼此之间的特征关系，由此能够根据触摸传感器上的任意一点处的特征关系来探测识别装置或其能探测的信息。
23.在进一步的设计方案中，探测系统被扩展，使得对象分别具有一个接触点，当对象平放在触摸传感器上时，该接触点被操作者的人手的一部分触摸。
24.在工业设施的用户探测方面，探测系统有利地设计成使得操作终端具有用户探测装置，以便管理用户探测并且将对象的探测评估为用户的认证。
25.在生产中的未来的结账系统或产品标记方面，探测系统有利地设计成使得操作终端具有产品确定装置，以管理产品标记并且使用对象的探测以确定产品，其中，将探测到的信息评估为产品代码。
附图说明
26.附图示出了本发明的一个实施例，图中示出
27.图1示出了具有由导电油墨制成的对象的实施原理，
28.图2示出了具有导电油墨的另一个对象的变体方案，
29.图3示出了对象的另一个设计方案，
30.图4示出了具有操作终端的探测系统，以及
31.图5示出了嵌入在传输路径中的触摸屏。
具体实施方式
32.根据图1，显示器di、触摸传感器ts和第一对象o1以立体分解图示出。例如，显示器di配置为液晶显示器，并且触摸传感器ts配置为电容式多点触摸传感器。对象o1被示意性地示出并且具有由导电材料制成的第一标记pi。标记pi具有形状k，q，d，它们由连接线vl相连。标记pi由其连接线vl连接到接触点kp。当第一对象o1平放在触摸传感器ts上时，接触点kp用于由用户的人手1接触。
33.触摸传感器ts以第一触摸坐标x1，y1记录第一触摸点tp1的放置。第一触摸点tp1是由第一形状d生成。此外，触摸传感器ts以触摸坐标x2，y2记录第二触摸点tp2。第二触摸点tp2是由形状q生成。形状k在触摸传感器ts上生成具有触摸坐标x3，y3的第三触摸点tp3。
34.人手1对接触点kp的触摸用于增强电容信号，因为利用了人体的自然电容。
35.根据本发明，利用了由导电材料制成的识别装置布置在对象o1中的原理。在这种情况下，已经由导电油墨表示了第一标记p1。导电油墨描绘了多个由连接线相连的形状k，q，d。如果第一对象o1平放在触摸传感器ts上，因而能够由触摸传感器ts检测接触点tp1，tp2，tp3，其中，接触点tp1，tp2，tp3的坐标x1，y1；x2，y2；x3，y3再现了对象o1的信息id。
36.由于触摸点tp1，tp2，tp3彼此之间具有确定的比例/关系或关联，因此能够利用这种清楚的关系来再次探测触摸屏ts上任意位置处的信息。
37.图2以示意性三维视图示出了对象的一个可行设计方案。第二对象o2例如配置为长方体，并且在底部面积g上绘有由导电油墨制成的第二标记p2。第二标记p2基本上具有三个圆圈，它们由连接线vl和接触点kp相连在一起。
38.根据图3，示出了第三对象o3，其中，第三对象o3也配置为具有底部面积g的长方体对象。由导电油墨制成的经涂敷的第三标记p3与图2所示的第二标记p2具有不同的信息结构，并且因此能够用于不同的信息或身份。
39.根据图4，示出了探测系统100。探测系统100具有带有电容式触摸传感器ts的操作终端hmi。为了用触摸传感器ts探测对象o1，o2，o3，第一对象o1、第二对象o2和第三对象o3可供用户使用。例如，用户能够用他的人手1抓住第一对象o1并将第一对象o1的底部面积g压在触摸传感器ts上。触摸传感器ts配置有触摸控制器tc以探测第一标记p1或包含在其中的识别装置。第一标记p1是由导电油墨绘制的结构，具有特别独特的形状k，q，d(参见图1)，其在触摸传感器ts上作为触摸点进行探测。当第一对象o1被放置在触摸传感器ts上并且第一标记p1平放在触摸传感器ps上时，则触摸传感器ts因此能够将形状k，q，d探测为触摸坐标x1，y1，x2，y2，x3，y3。触摸传感器ts现在经由触摸控制器tc向评估单元ki发送包含信息id的触摸传感器数据tsd。评估单元ki能够根据探测到的触摸点tp1，tp2，tp3或其触摸坐标
x1，y1，x2，y2，x3，y3探测包含在第一对象o1中的信息id。
40.特别地用神经网络进一步开发评估单元ki以运行算法ag，这使得能够从探测到的对象o1，o2，o3确定探测到的触摸点tp1，tp2，tp3相对彼此的特征关系r1，r2，r3，由此能够根据特征关系r1，r2，r3在触摸传感器ts上的任意位置处探测识别装置或其可探测的信息id。
41.因此，第一对象o1以第一标记p1再现特征关系r1，第二对象o2以第二标记p2再现第二特征关系r2，并且第三对象o3以第三标记p3再现第三特征关系r3。自定向的神经地图som也能够连接到评估单元ki，以支持探测和学习方法。
42.当探测系统100用于用户探测时，为了管理用户探测并将对象o1，o2，o3的探测评估为用户的认证，操作终端hmi还具有用户探测装置be。
43.当探测系统100用于产品确定时，为了管理产品确定并且使用对象o1，o2，o3的探测来确定产品p，操作终端hmi因此具有产品确定装置pe，其中，探测到的信息id被评估为产品代码pid。
44.根据图5，作为实例示出了输送系统f，在该输送系统上沿箭头方向输送呈第一对象o1、第二对象o2和第三对象o3形式的多个产品p。产品p然后一个接一个地在触摸传感器ts上被引导，借助于图4所示的探测系统100在产品确定模式中能够分别探测单个产品p或对象o1，o2，o3的产品id pid。
45.与本发明相关的其他想法如下：利用具有透明导电油墨的图案，能够通过同时用手按压多点触摸屏来探测具有人工神经网络的独特图案。能够附加地使用人体的电容。通过探测独特的图案的可行性，本发明为新的可行性打开了大门，比传统系统(如reid、qr码和条形码)更可靠、更有效和更便宜地识别对象。
46.为了实现可靠的图案探测，需要允许用户自由扫描导电图案，而不必将色环导电图案定位在多点触摸屏的特定x和y坐标中。这能够使用人工神经网络来完成，以实现在每个x和y坐标中探测多个图案。
47.本发明能够实现多个应用情况。在这些应用情况中应注意，导电油墨例如粘附或印刷在盒子、身份证、产品手册等上。
48.a)生产物品跟踪。用户扫描物品(例如工厂物品、亚马逊快递箱、药箱、书籍等)，并且系统能够找到特定物品的描述，例如制作地点和时间。此应用对于物品记录和数据完善也很实用。例如，当扫描设备的送货箱时，系统会显示其序列号、硬件规范和固件版本以及操作手册。
49.b)认证。通过扫描id卡，用户能够访问他们的数据并接收他们的相关信息，如下一个对象、生产线结果等。
50.c)数字访问。系统能够通过扫描物品，例如产品手册、传单或名片打开特定网站，如用户手册pdf、联系信息页面、反馈表、地图位置等。如果设备具有gps或其他传感器，这些能够用于改进用户体验，例如，移动设备能够打开具有到想去的地点的路径的地图应用程序。
51.d)个性化卡片请求。能够使用具有特定目标的带有编程动作的特定卡片，例如，通过扫描支持卡，系统能够知道哪位用户在哪儿扫描了卡片，并能够通知负责该特定操作线的个体。
52.优点：
[0053]-通常工厂具有显示器，但没有键盘或鼠标装置。本发明不需要它们中的任何一个，并且这使得与系统的交互更快。
[0054]-通过使用移动设备中包含的其他传感器(例如gps)，用户能够通过查找到特定目的地的路线来节省时间。
[0055]-减少手动将信息输入系统所需的时间。本发明能够同时触发被分配给单个图案的动作和查询数据。
[0056]-减少手动搜索系统数据所需的时间，例如，打开应用程序、登录/注销、启动/停止运行时间。
[0057]-数据立即显示在进行扫描过程的同一屏幕上，由此减少了正常操作时间，并且改进了根据wysiwyg(所见即所得)原理的用户体验。
[0058]-不需要附加的硬件，因为能够使用任何多点触摸显示器，包括传统工业显示器、移动设备或平板电脑。
[0059]-该系统的成本低于rfid传感器和标签，因为不需要附加的传感器和标签。
[0060]-这里介绍的导电油墨系统的成本也低于qr码，因为不需要摄像头。
[0061]-该系统能够使用在任何网络浏览器中执行的网络技术(javascript)来实现。这使得实施跨平台。
[0062]-导电图案能够用常规打印机打印，让每一个愿望都能够直观、快速地集成。
[0063]-本发明能够触发动作，例如通知其他系统、启动/停止机器、启动/停止运行时间、增加/减少传感器的标签值、调用等。
[0064]-通过使用透明导电油墨，能够在不影响其他显示的情况下将设置图案放置在表面上。
[0065]
安全性：
[0066]-本发明需要人员互动才能发挥作用。
[0067]-为了使每个人都可访问，能够很容易地拍摄qr码系统并通过互联网分享。对于本发明，没有办法做到这一点。
[0068]-无需个人同意即能够触发rfid系统。这对于本发明是不可行的。
[0069]-为了避免图案的复制，提供了透明导电油墨。

技术特征：
1.一种用于探测操作终端(hmi)的电容式触摸传感器(ts)上的对象(o1，o2，o3)的方法，其中，所述对象(o1，o2，o3)具有识别装置，由所述识别装置提供能探测的信息(id)，其中，借助于所述触摸传感器(ts)将所述识别装置作为触摸传感器数据(tsd)进行探测并且将所述触摸传感器数据(tsd)转发至评估单元(ki)，其中，在所述评估单元(ki)中根据所述触摸传感器数据(tsd)确定所述识别装置的所述信息(id)，其中，所述识别装置包括由导电材料生成的标记(p1，p2，p3)，并且所述标记(p1，p2，p3)具有多个由连接线(vl)相连的形状(k，q，d)，其中，所述对象(o1，o2，o3)放置在所述触摸传感器(ts)上，使得所述标记(p1，p2，p3)平放在所述触摸传感器(ts)上，并且使得所述触摸传感器(ts)因此将所述形状(k，q，d)作为触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)进行探测，其中，所述形状(k，q，d)的布置和进而探测到的所述触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)再现所述信息(id)，其特征在于，在所述评估单元(ki)中运行算法(ag)，所述算法根据所述触摸传感器数据(tsd)学习对象探测并存储探测到的所述对象(o1，o2，o3)，其中，运行所述算法(ag)以确定所述触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)相对彼此的特征关系(r)，由此能够根据所述特征关系(r1，r2，r3)在所述触摸传感器(ts)上的任意位置处探测所述识别装置或所述识别装置的能探测的所述信息(id)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象(o1，o2，o3)各自具有一个接触点(kp)，并且当所述对象平放在所述触摸传感器(ts)上时，所述接触点(kp)被操作员的人手(1)的一部分接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述操作终端(hmi)设置用于管理用户探测并且将对象(o1，o2，o3)的探测作为用户的认证(b1，b2)进行评估。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述操作终端(hmi)设置用于管理产品确定，并且所述对象(o1，o2，o3)的探测用于确定产品(p)，其中，探测到的所述信息(id)被评估为产品代码(pid)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，将导电油墨(t)用于所述标记(p1，p2，p3)的导电材料。6.一种探测系统(100)，具有：-带有电容式触摸传感器(ts)的操作终端(hmi)，-对象(o1，o2，o3)，-其中，所述对象(o1，o2，o3)设计用于放置在所述触摸传感器(ts)上并具有识别装置，所述识别装置设置用于提供对于所述触摸传感器(ts)能探测的信息(id)，其中，所述识别装置具有带导电材料的标记(p1，p2，p3)，所述标记具有多个由连接线(vl)相连的形状(k，q，d)，其中，所述对象(o1，o2，o3)具有至少一个表面(g)，在所述表面中布置有所述标记(p1，p2，p3)，其中，所述触摸传感器(ts)还设置用于，当所述对象放置在所述触摸传感器(ts)上并且所述标记(p1，p2，p3)平放在所述触摸传感器(ts)上时，将所述识别装置作为所述触摸传感器数据(tsd)进行确定，并且所述触摸传感器(ts)因此将所述形状(k，q，d)作为触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)进行探测，还设有评估单元(ki)，所述评估单元根据所述触摸传感器数据(tsd)确定所述信息
(id)，其中，所述评估单元(ki)根据探测到的所述触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)确定所述信息(id)，其特征在于，在所述评估单元(ki)中运行算法(ag)，所述算法根据所述触摸传感器数据(tsd)学习对象探测并存储探测到的对象(o1，o2，o3)，其中，运行所述算法(ag)以确定所述触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)相对彼此的特征关系(r)，由此能够根据所述特征关系(r1，r2，r3)在所述触摸传感器(ts)上的任意位置处探测所述识别装置或所述识别装置的能探测的所述信息(id)。7.根据权利要求6所述的探测系统(100)，其中，所述对象(o1，o2，o3)各自具有一个接触点(kp)，并且当所述对象平放在所述触摸传感器(ts)上时，所述接触点(kp)被操作员的人手(1)的一部分接触。8.根据权利要求6或7所述的探测系统(100)，其中，操作终端(hmi)具有用户探测装置(be)，以便管理用户探测并且将对象(o1，o2，o3)的探测作为用户的认证(b1，b2，b3)进行评估，。9.根据权利要求6至8中任一项所述的探测系统(100)，其中，所述操作终端(hmi)具有产品确定装置(pe)以便管理产品确定，并且所述对象(o1，o2，o3)的探测用于确定产品(p)，其中，探测到的所述信息(id)被评估为产品代码(pid)。

技术总结
本申请涉及一种用于探测操作终端(HMI)的电容式触摸传感器(TS)上的对象(O1，O2，O3)的方法，其中，对象(O1，O2，O3)具有识别装置，由此提供可探测信息(ID)，其中，借助触摸传感器(TS)将识别装置探测为触摸传感器数据(TSD)，并且将触摸传感器数据(TSD)转发至评估单元(KI)，其中，在评估单元(KI)中根据触摸传感器数据(TSD)确定识别装置的信息(ID)，其中，识别装置包括由导电材料生成的标记(P1，P2，P3)，并且标记(P1，P2，P3)具有多个由连接线(VL)相连的形状(K，Q，D)，其中，对象(O1，O2，O3)放置在触摸传感器(TS)上，其使标记(P1，P2，P3)平放在触摸传感器(TS)上，并且触摸传感器(TS)由此将形状(K，Q，D)探测为触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)其中，形状(K，Q，D)的布置进而探测到的触摸点(x1，y1，x2，y2，x3，y3)再现了信息(ID)。)再现了信息(ID)。)再现了信息(ID)。


技术研发人员：迭戈
受保护的技术使用者：西门子股份公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/9/22