本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)檢測(cè)工具的尖端與可變厚度的書寫介質(zhì)之間的接觸或非接觸狀態(tài)的方法、及相關(guān)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

用于連續(xù)檢測(cè)工具的尖端與可變厚度的書寫介質(zhì)之間的接觸和非接觸狀態(tài)的方法和系統(tǒng)是已知的。

使用承載接觸檢測(cè)設(shè)備(例如壓力傳感器)的書寫工具是眾所周知的，但是這種書寫工具需要被提供采用電力供應(yīng)源的電子設(shè)備。

使用觸敏書寫表面(例如觸摸界面)也是眾所周知的，但是這種方法不允許使用具有可變厚度的無(wú)源介質(zhì)，例如筆記本。

使用固定接觸閾值也是眾所周知的，例如在文檔fr2988874中所描述的，其不允許克服在估計(jì)書寫工具的尖端的位置時(shí)的錯(cuò)誤，需要亞毫米度量的估計(jì)誤差，并且如果書寫介質(zhì)在與工具接觸時(shí)變形，其是無(wú)效的。

本發(fā)明的目標(biāo)是減輕這些問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種用于連續(xù)檢測(cè)工具的尖端與位于追蹤設(shè)備的承載表面上的可變厚度的書寫介質(zhì)的書寫表面之間的接觸或非接觸狀態(tài)的方法；所述方法包括以下步驟：

-在當(dāng)前時(shí)刻確定工具的尖端相對(duì)于承載表面的位置；

-在當(dāng)前時(shí)刻基于所述尖端的位置確定承載表面與尖端之間的距離；

-當(dāng)所述距離短于承載表面與書寫表面之間的最小距離的當(dāng)前值時(shí)，利用當(dāng)前時(shí)刻承載表面與尖端之間的距離更新最小距離的當(dāng)前值；

-在當(dāng)前時(shí)刻確定尖端的移動(dòng)參數(shù)，該移動(dòng)參數(shù)代表在當(dāng)前時(shí)刻與先前時(shí)刻之間的與書寫表面相切的移動(dòng)和正交于書寫表面的移動(dòng)的比率；

-在當(dāng)前時(shí)刻確定幅度參數(shù)，該幅度參數(shù)代表當(dāng)前時(shí)刻與先前時(shí)刻之間的尖端的移動(dòng)的幅度；

-當(dāng)滿足以下條件時(shí)，確定在當(dāng)前時(shí)刻尖端與書寫表面之間為接觸狀態(tài)：

-距離小于或等于最小當(dāng)前距離和容差的和，所述容差代表關(guān)于書寫表面與承載表面之間的距離的不確定性；

-移動(dòng)參數(shù)代表實(shí)質(zhì)上與書寫表面相切的移動(dòng)，即，其值小于或等于切向移動(dòng)閾值；以及

-幅度參數(shù)的范數(shù)大于或等于最小幅度閾值；

-否則，確定在當(dāng)前時(shí)刻尖端與書寫表面之間為非接觸狀態(tài)。

因此，即使書寫介質(zhì)在與工具接觸時(shí)變形，對(duì)書寫工具的尖端的位置進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)也是可能的。因此，本發(fā)明在單張紙的情況下與在筆記本的情況下工作得一樣好。

在實(shí)施方式的一個(gè)模式中，使用移動(dòng)時(shí)間窗口，其中，相應(yīng)的加權(quán)平均用于所述位置、和/或所述距離、和/或所述移動(dòng)參數(shù)、和/或所述幅度參數(shù)；移動(dòng)窗口包括與其中考慮當(dāng)前時(shí)刻的一組連續(xù)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù)樣本，所述組中的在當(dāng)前時(shí)刻之前的其它時(shí)刻被考慮為相對(duì)于移動(dòng)窗口的過(guò)去的時(shí)刻，并且在當(dāng)前時(shí)刻之后的其它時(shí)刻被考慮為相對(duì)于當(dāng)前移動(dòng)窗口的將來(lái)的時(shí)刻。

換句話說(shuō)，在包括多個(gè)連續(xù)的時(shí)刻的當(dāng)前移動(dòng)窗口中，正在考慮的當(dāng)前時(shí)刻并不是最后的。

因此，提高了方法的準(zhǔn)確性，由此使得提供關(guān)于移動(dòng)的性質(zhì)的較大可見性并且因此降低誤報(bào)的發(fā)生率成為可能。

根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)模式，方法另外包括如下步驟：當(dāng)確定接觸或非接觸狀態(tài)的兩個(gè)連續(xù)操作確定為一個(gè)相同的狀態(tài)時(shí)更新所述容差。

因此，方法更好地適應(yīng)于書寫表面的狀態(tài)，而不會(huì)在短的失去接觸期間失去反應(yīng)。

在實(shí)施方式的一個(gè)模式下，當(dāng)確定狀態(tài)的兩個(gè)連續(xù)操作確定為接觸狀態(tài)時(shí)，所述容差減小，并且不能夠在最小容差閾值以下。

因此，減小容差允許方法對(duì)較短的失去接觸做出反應(yīng)。

根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)模式，當(dāng)移動(dòng)參數(shù)代表實(shí)質(zhì)上與書寫表面相切的移動(dòng)時(shí)，即，其值小于或等于切向移動(dòng)閾值(期望的是使其保持相同，這是因?yàn)槎x了相同的條件)，并且當(dāng)距離大于當(dāng)前最小距離和容差的和時(shí)，當(dāng)前最小距離增加。

因此，增大最小距離允許方法根據(jù)接觸的位置來(lái)追蹤介質(zhì)厚度的潛在變化，這在具有不規(guī)則高度的接觸表面的介質(zhì)的情形下具有實(shí)際用途。

在實(shí)施方式的一個(gè)模式中，當(dāng)確定狀態(tài)的兩個(gè)連續(xù)操作確定為非接觸狀態(tài)并且移動(dòng)參數(shù)的值小于最大移動(dòng)閾值時(shí)，所述容差增加，并且不能夠在最大容差閾值以上。

根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)模式，工具被提供有固定磁性元件，并且所使用的追蹤設(shè)備被提供有至少n個(gè)三軸磁力計(jì)的陣列，該至少n個(gè)三軸磁力計(jì)機(jī)械地連接到彼此而不具有自由度，以便保持這些磁力計(jì)的已知相對(duì)位置，n為至少等于2的整數(shù)。

因此，利用與磁體連接的無(wú)源工具(簡(jiǎn)單的觸控筆、等等)使用無(wú)源書寫介質(zhì)(紙、筆記本、等等)是可能的。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了用于連續(xù)檢測(cè)工具的尖端與位于追蹤設(shè)備的承載表面上的可變厚度的書寫介質(zhì)的書寫表面之間的接觸或非接觸狀態(tài)的系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)能夠：

-在當(dāng)前時(shí)刻確定工具的尖端相對(duì)于承載表面的位置；

-在當(dāng)前時(shí)刻基于所述尖端的位置確定承載表面與尖端之間的距離；

-當(dāng)所述距離短于承載表面與書寫表面之間的最小距離的當(dāng)前值時(shí)，利用當(dāng)前時(shí)刻承載表面與尖端之間的距離更新最小距離的當(dāng)前值；

-在當(dāng)前時(shí)刻確定尖端的移動(dòng)參數(shù)，該移動(dòng)參數(shù)代表在當(dāng)前時(shí)刻與先前時(shí)刻之間的與書寫表面相切的移動(dòng)和正交于書寫表面的移動(dòng)的比率；

-在當(dāng)前時(shí)刻確定幅度參數(shù)，該幅度參數(shù)代表當(dāng)前時(shí)刻與先前時(shí)刻之間的尖端的移動(dòng)的幅度；

-當(dāng)滿足以下條件時(shí)，確定在當(dāng)前時(shí)刻尖端與書寫表面之間為接觸狀態(tài)：

-距離小于或等于最小當(dāng)前距離和容差的和，所述容差代表關(guān)于書寫表面與承載表面之間的距離的不確定性；

-移動(dòng)參數(shù)代表實(shí)質(zhì)上與書寫表面相切的移動(dòng)，即，其值小于或等于切向移動(dòng)閾值；以及

-幅度參數(shù)的范數(shù)大于或等于最小幅度閾值；

-否則，確定在當(dāng)前時(shí)刻尖端與書寫表面之間為非接觸狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

在研究通過(guò)完全非限制性示例的方式描述并通過(guò)附圖例示的若干實(shí)施例后，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1-圖10示意性地例示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的方法。

在所有附圖中，具有相同標(biāo)記的元件是類似的。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的方法和系統(tǒng)假設(shè)工具u(例如觸控筆或筆)的尖端p相對(duì)于平面參考或承載表面sa的位置的估計(jì)值在每個(gè)時(shí)刻ti是可用的，其中在所述平面參考或承載表面sa上放置包括書寫表面se的書寫介質(zhì)sue。書寫介質(zhì)sue(例如記事本或筆記本)可以變形較大或較少程度。本發(fā)明的目的在于使得可以決定在時(shí)刻ti工具的尖端是否與書寫介質(zhì)接觸。

關(guān)聯(lián)到參考表面的坐標(biāo)系(o，x，y，z)被定義為使得x和y軸平行于書寫表面se并且z軸垂直于該表面se。在時(shí)刻ti工具u的尖端p的位置pos在該坐標(biāo)系中被描述為：

沿x軸和y軸的分量x和y被稱為切向分量，并且用矢量t(ti)表示。沿z軸的分量z被稱為法向分量。尖端p與承載表面sa之間的距離用h(h＝||z||)表示。

例如，工具u可以被提供有固定磁性元件em并且所使用的追蹤設(shè)備dl可以被提供有至少n個(gè)三軸磁力計(jì)mi的陣列r，該至少n個(gè)三軸磁力計(jì)機(jī)械地關(guān)聯(lián)到彼此而不具有自由度，以便保持這些磁力計(jì)mi的已知相對(duì)位置，n為至少等于2的整數(shù)。類似的工具u和追蹤設(shè)備dl例如在文檔fr2988862和fr2988874中描述。

然而，本發(fā)明還應(yīng)用于基于超聲追蹤的數(shù)字化系統(tǒng)，其中，超聲發(fā)射器關(guān)聯(lián)到工具，并且超聲接收器系統(tǒng)關(guān)聯(lián)到書寫表面。本發(fā)明還應(yīng)用于使用攝像頭的光學(xué)追蹤系統(tǒng)，其能夠在三維中確定工具的點(diǎn)的位置。

貫穿說(shuō)明書的剩余部分，使用利用n個(gè)連續(xù)值的移動(dòng)窗口描述了方法，但是該方法也可以應(yīng)用于不具有移動(dòng)窗口的情況，即，應(yīng)用于一次單個(gè)數(shù)據(jù)(n＝1)的情況，這等同于考慮包括一次單個(gè)數(shù)據(jù)樣本的移動(dòng)窗口。

工具u的尖端p的位置的n個(gè)最后的估計(jì)值置于移動(dòng)窗口中：

pos(ti-n+1)…pos(ti-1)pos(ti)(2)

決策時(shí)間tj∈ti-n+1…ti被定義為做出決策(接觸或非接觸)的時(shí)刻。相對(duì)于時(shí)刻tj的過(guò)去的時(shí)刻用時(shí)刻tk表示，以使得ti-n+1≤tk<tj。將來(lái)的時(shí)刻用時(shí)刻tk表示，以使得tj<tk≤ti。

在時(shí)刻ti的移動(dòng)矢量被定義為：

dpos(ti)＝pos(ti)-pos(ti-1)(3)

類似于位置，針對(duì)在連續(xù)時(shí)刻的移動(dòng)形成移動(dòng)窗口：

dpos(ti-n+2))…dpos(ti)

移動(dòng)可以由與兩個(gè)x和y軸相對(duì)應(yīng)的切向移動(dòng)dt(ti)、以及法向移動(dòng)dz(ti)組成：

在時(shí)刻ti的移動(dòng)幅度用如下標(biāo)量值表示：

||dpos(ti)||(5)

在時(shí)刻ti的移動(dòng)參數(shù)(用pm(ti)表示)使得可以確定移動(dòng)相對(duì)于書寫表面更相切還是更正交于書寫表面。

如果移動(dòng)的幅度低，則移動(dòng)參數(shù)并不提供有用的信息。這是由于尖端p的位置pos的估計(jì)值(以及因此移動(dòng))的噪聲。因此必需的是將對(duì)移動(dòng)參數(shù)的測(cè)試關(guān)聯(lián)到對(duì)移動(dòng)幅度的測(cè)試以便具有關(guān)于這些測(cè)試的確定性。

例如使用法向移動(dòng)與移動(dòng)的范數(shù)的比率作為指示符是可能的：

該參數(shù)的值在-1與1之間。值1對(duì)應(yīng)于完全正交于書寫表面se的移動(dòng)(即，當(dāng)尖端p從書寫表面se移動(dòng)開)。值0對(duì)應(yīng)于完全平行于書寫表面se的移動(dòng)。值-1對(duì)應(yīng)于當(dāng)尖端p朝書寫表面se移動(dòng)時(shí)的完全正交于書寫表面se的移動(dòng)。

使用法向移動(dòng)(或距離h)的絕對(duì)值與移動(dòng)的范數(shù)的絕對(duì)值的比率作為移動(dòng)參數(shù)是可能的：

該形式與閾值相比是簡(jiǎn)單的，因?yàn)榻Y(jié)果包括在0與1之間。值1對(duì)應(yīng)于完全正交于表面的移動(dòng)。值0對(duì)應(yīng)于完全平行于書寫表面se(或者更精確地承載表面sa)的移動(dòng)。

可能的是使用移動(dòng)的法向分量dz(ti)的值或者距離的變化dh(ti)，這給出法向方向的移動(dòng)的幅度。通常，當(dāng)工具u的尖端p與書寫表面se接觸時(shí)，該分量隨著時(shí)間變化很小。然而，當(dāng)工具u不與書寫表面se接觸時(shí)，難以使其保持在低值。對(duì)于較大程度的確定性，更佳的是還需要移動(dòng)的幅度dpos(ti)超過(guò)閾值dposmin，以便確定移動(dòng)的實(shí)質(zhì)。

包含在各個(gè)連續(xù)時(shí)刻的移動(dòng)參數(shù)pm(ti)的值的移動(dòng)窗口被形成為：

[pm(ti-(n-1))…pm(tj)](7)

每次接收到工具u的尖端p的位置pos(ti)的新的估計(jì)值時(shí)，估計(jì)兩個(gè)其它參數(shù)：

在決策時(shí)間的接觸表面的最小高度hmin(tj)；

關(guān)于在決策時(shí)間的接觸表面或書寫表面se的高度的容差tolh(tj)(關(guān)于接觸表面的高度的不確定性)。

圖1示出了描述書寫表面se的各個(gè)參數(shù)。

最后，可能的是定義描述工具u的尖端p與書寫表面se之間的接觸狀態(tài)的布爾變量contact。

說(shuō)明書的剩余部分詳細(xì)描述了本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施例。

最初，接觸表面的最小高度，或者換句話說(shuō)，承載表面sa與書寫介質(zhì)sue的書寫表面se之間的最小距離hmin(ti)的當(dāng)前值是未知的。其被初始化為書寫介質(zhì)的厚度的最大可容忍值，例如3cm(在這是筆記本的最大厚度的假設(shè)下)。

容差被設(shè)置為初始值，例如1mm，并且工具u的尖端p被認(rèn)為處于非接觸狀態(tài)。方法接下來(lái)等待，直到已經(jīng)接收到工具u的尖端p的位置的n個(gè)估計(jì)值。

如圖3中所例示的方法的迭代處理操作包括以下步驟：

-每次再次估計(jì)工具u的尖端p的位置時(shí)，更新在移動(dòng)窗口中被考慮的參數(shù)的值(pos、h、pm、dpos、tol)；

-進(jìn)行承載表面sa與尖端p之間的最小距離hmin(tj)的初始估計(jì)值；以及

-確定工具u的尖端p之間的接觸或非接觸狀態(tài)，以及潛在地，改善承載表面sa與尖端p之間的最小距離hmin(tj)的估計(jì)值和/或容差tol(tj)的估計(jì)值。

關(guān)于在估計(jì)時(shí)間ti更新移動(dòng)窗口，以下值是可用的：

pos(ti-n+1)；…pos(ti-1)；pos(ti)(8)

[dpos(ti-n+2))；…dpos(ti-1)；dpos(ti)](9)

[pm(ti-n+2))…pm(ti)](10)

hmin(tj-1)(11)

tolh(tj-1)(12)

contact(tj-1)(真或假)(13)

本發(fā)明的方法目標(biāo)在于估計(jì)值hmin(tj)、tol(tj)和contact(tj)，其中，這些參數(shù)取決于在先前的時(shí)刻(tj-1)的接觸狀態(tài)(布爾運(yùn)算分別對(duì)于接觸狀態(tài)具有1的值，對(duì)于非接觸狀態(tài)具有0的值)以及各個(gè)經(jīng)計(jì)算的參數(shù)的值。

最初，做出在時(shí)刻j接觸表面的最小高度、或者承載表面sa與尖端p之間的最小距離hmin(tj)的初始估計(jì)值。可以根據(jù)所記錄的點(diǎn)的數(shù)量以及窗口中決策時(shí)間的位置來(lái)以幾種方式計(jì)算該估計(jì)值。

例如，hmin(tj)可以與在一個(gè)相同的時(shí)刻的工具u的尖端p的垂直距離(h(tj))進(jìn)行比較。如果h(tj)<hmin(tj)，則hmin(tj)＝h(tj)。

該比較也可以關(guān)于移動(dòng)窗口的所有點(diǎn)、關(guān)于平均值、或者關(guān)于窗口的中值做出。它還可以關(guān)于將來(lái)的時(shí)刻或者關(guān)于過(guò)去的時(shí)刻、或者關(guān)于移動(dòng)窗口中的被認(rèn)為是當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)刻做出。

使用跨移動(dòng)窗口的點(diǎn)中的所有點(diǎn)或者一部分的平均值hmean(tj)允許噪聲的影響被減?。?/p>

其中，

i-n+1<l<m<i

n表示移動(dòng)窗口的點(diǎn)的數(shù)量；

i：用于計(jì)算移動(dòng)窗口的點(diǎn)的平均值(中值或最小值)的部分的第一點(diǎn)的腳標(biāo)；

m：移動(dòng)窗口的點(diǎn)的部分中的最后點(diǎn)的腳標(biāo)；

m-l+1：該部分中的點(diǎn)的數(shù)量。

尖端p的位置pos的估計(jì)值中的噪聲水平越高，限制其影響所需要的點(diǎn)的數(shù)量越大。

為了不具有許多延遲(在檢測(cè)接觸或非接觸狀態(tài)時(shí))，更佳的是減小在決策時(shí)間tj之后的移動(dòng)窗口中的點(diǎn)的數(shù)量。

確定在時(shí)刻tj的接觸或非接觸狀態(tài)以先前狀態(tài)tj-1以及在移動(dòng)窗口中保存的參數(shù)中的所有參數(shù)或一些參數(shù)為條件。

因此，定義具有兩個(gè)狀態(tài)(接觸/非接觸)的機(jī)器。從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)使用適于允許估計(jì)工具u的尖端p的位置的追蹤設(shè)備dl的測(cè)試和閾值來(lái)執(zhí)行。這些閾值也可以根據(jù)書寫或畫圖式樣來(lái)優(yōu)化。

這些測(cè)試被劃分成兩個(gè)種類：能夠利用相當(dāng)高精度的系統(tǒng)操作的強(qiáng)制性測(cè)試，以及使得可以補(bǔ)償對(duì)尖端p的位置pos的估計(jì)值中的某些瑕疵以及書寫支撐物sue(即，書寫表面se)的變形的可選測(cè)試。

關(guān)于書寫表面se的高度的容差tolh(tj)可以是固定的(適于其中用于估計(jì)工具的尖端的位置的追蹤設(shè)備相當(dāng)準(zhǔn)確并且介質(zhì)并不變形許多的情形)或可變的，在可變的情形中，其估計(jì)值將根據(jù)測(cè)試的結(jié)果而被改善。

用于從非接觸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻佑|狀態(tài)的條件包括以下強(qiáng)制性條件：

-在時(shí)刻tj的尖端p的垂直位置，或者換句話說(shuō)承載表面sa與尖端p之間的距離h(tj)位于關(guān)于接觸表面se的高度的容差tol被增加到的接觸表面或書寫表面se的最小高度hmin(tj)下方。

-尖端p的移動(dòng)參數(shù)pm(tj)指示平行于書寫表面se的移動(dòng)。此外，必需的是將該情形與移動(dòng)幅度參數(shù)的最小條件(閾值)||dpos(tj)||≥dposmin耦合。

必須滿足這兩個(gè)條件以從非接觸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻佑|狀態(tài)。

移動(dòng)幅度dpos(tj)和移動(dòng)參數(shù)pm(tj)可以在決策時(shí)間(tj)被單獨(dú)計(jì)算或者在移動(dòng)窗口的多個(gè)時(shí)刻被計(jì)算，即通過(guò)組合移動(dòng)窗口中的將來(lái)的時(shí)刻和過(guò)去的時(shí)刻(例如，最大值、最小值、平均值或中值)來(lái)計(jì)算。例如，這使得可以檢測(cè)垂直移動(dòng)與水平移動(dòng)之間的轉(zhuǎn)變瞬間，如圖4中示出的，其總體上對(duì)應(yīng)于尖端p與書寫表面se之間的接觸瞬間。

在書寫開始之前，移動(dòng)實(shí)質(zhì)上正交于書寫表面se，在此之后在書寫期間移動(dòng)與表面相切。例如可以在將來(lái)的時(shí)刻計(jì)算該參數(shù)pm的加權(quán)平均值以及判斷其是否對(duì)應(yīng)于與表面相切的移動(dòng)。

一個(gè)另外的可選條件可以是執(zhí)行對(duì)尖端p的位置的低通濾波或者單獨(dú)對(duì)位置的法向分量z的低通濾波；快速移動(dòng)(例如一段時(shí)間的書寫)不滿足強(qiáng)制性條件是可能的。在這種情形下，增加可選條件，其允許該問(wèn)題被管理。圖5示出了這種情形。

如果工具u的尖端p執(zhí)行向下移動(dòng)，之后是向上移動(dòng)，并且在決策時(shí)間尖端p的位置pos位于到針對(duì)該選擇提供的承載表面sa的距離的最大閾值下方，則對(duì)于單次迭代進(jìn)行到接觸狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。

為了其被檢測(cè)到，可能的是使用先前的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻的移動(dòng)參數(shù)以及隨后的一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻的移動(dòng)參數(shù)，并且檢測(cè)有快速的向下移動(dòng)之后是快速的向上移動(dòng)的時(shí)刻。

還可能的是求助于過(guò)去的時(shí)刻的組合(例如線性組合)以及將來(lái)的時(shí)刻的組合(例如線性組合)以便檢測(cè)工具u的尖端p與書寫表面之間的接觸瞬間，例如以計(jì)算平均值、中值、等等。

至于改善關(guān)于非接觸狀態(tài)下接觸表面se的高度的容差tol，如果不滿足這些條件，則保持非接觸狀態(tài)。此外，可能的是改善容差以便補(bǔ)償某些問(wèn)題，例如尖端p的追蹤設(shè)備dl的不準(zhǔn)確性，當(dāng)在進(jìn)行書寫時(shí)紙的彎曲以及書寫支撐物sue的厚度的增加(通過(guò)書寫表面se的高度的初始估計(jì)值來(lái)管理減小)。

如果移動(dòng)參數(shù)pm允許檢測(cè)到切向移動(dòng)，以使得尖端p位于最大閾值下方，則容差遞增。該技術(shù)使得可以快速到達(dá)書寫支撐物sue的新厚度，并且不會(huì)由于這種改變而失去許多點(diǎn)。因此，結(jié)果可能是高度滿意的，但是取決于追蹤設(shè)備的獲取頻率。這在圖6中例示。

還可以在移動(dòng)是大體上切向時(shí)并且在容差到達(dá)新的厚度時(shí)保存過(guò)去的時(shí)刻；可以通過(guò)假設(shè)存在接觸來(lái)校正這些過(guò)去的時(shí)刻的決策。這使得可以跟上支撐物的厚度的大量改變的事件，并且當(dāng)支撐物的變形非常大或者當(dāng)系統(tǒng)不足夠準(zhǔn)確時(shí)是有用的。

用于從接觸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙佑|狀態(tài)的條件包括以下強(qiáng)制性條件：

-在時(shí)刻tj的尖端p的垂直位置，或者換句話說(shuō)承載表面sa與尖端p之間的距離h(tj)位于關(guān)于接觸表面se的高度的容差tol被增加到的書寫表面se的最小高度hmin(tj)上方。

-尖端p的移動(dòng)參數(shù)pm(tj)指示具有大于閾值的相對(duì)于書寫表面se的斜率的移動(dòng)。取決于所使用的移動(dòng)參數(shù)，必需的是將該條件與移動(dòng)幅度參數(shù)的最小條件(閾值)||dpos(tj)||≥dposmin耦合。

圖7示出了工具u的尖端p與書寫表面se之間的接觸結(jié)束的簡(jiǎn)單情形。

這些強(qiáng)制性條件不允許關(guān)聯(lián)到書寫支撐物sue的彎曲的問(wèn)題或者對(duì)尖端p的位置進(jìn)行估計(jì)時(shí)的錯(cuò)誤被克服。因此，可能的是組合可選的附加條件，其使得可以判斷尖端p是真正從書寫表面se脫離還是其實(shí)際上僅僅是書寫表面se的彎曲、由于書寫表面sa不完全平行于承載表面sa的平面xy而導(dǎo)致的厚度變化、還是關(guān)聯(lián)到獲取設(shè)備dl的準(zhǔn)確性的問(wèn)題。

圖8中例示了這種情形。

這些可選條件基于移動(dòng)參數(shù)pm(或者在過(guò)去的和/或?qū)?lái)的時(shí)刻的移動(dòng)參數(shù)的值的組合)。具體來(lái)說(shuō)，尖端p在書寫或繪畫期間的形貌特征以及厚度的改變的形貌特征并不相異，并且其足以應(yīng)用雙閾值處理：

-使用移動(dòng)參數(shù)pm的對(duì)于強(qiáng)制性條件的更寬容的閾值處理；以及

-對(duì)于可選條件的較嚴(yán)格的閾值處理，其使得可以只有當(dāng)已經(jīng)檢測(cè)到具有較大斜率的移動(dòng)時(shí)，才轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙佑|狀態(tài)。否則，改善以下兩個(gè)參數(shù)的估計(jì)值：

-在決策時(shí)間的接觸表面的最小高度hmin(tj)；

-關(guān)于在決策時(shí)間的書寫表面的高度的容差tolh(tj)(關(guān)于書寫表面的高度的不確定性)。

術(shù)語(yǔ)“閾值處理”被理解為表示將移動(dòng)參數(shù)pm與閾值相比較。如果其不超過(guò)閾值，則改善參數(shù)的估計(jì)值。該閾值使得可以表明支撐物的厚度可能已經(jīng)改變，并且仍存在接觸。

就像對(duì)于關(guān)聯(lián)到移動(dòng)指示符pm的其它條件那樣，優(yōu)選的是將其與移動(dòng)的幅度的測(cè)試耦合以便獲得較佳的結(jié)果。

至于改善在接觸狀態(tài)下承載表面sa與書寫表面se之間的最小距離hmin(tj)的估計(jì)值。

如果不滿足任何可選條件，則保持接觸狀態(tài)。此外，改善書寫表面se的最小高度hmin(tj)的估計(jì)值是可能的。這使得可以在書寫時(shí)適應(yīng)厚度的改變，例如如果在介質(zhì)sue的書寫表面se上存在小隆起物或者如果介質(zhì)sue并不完全平行于平面xy。

如果工具u的尖端p的位置pos(即，距離h(tj))落在關(guān)于書寫表面se的高度的容差tol(tj)被增加到的書寫表面的最小高度hmin(tj)下方，則增加書寫表面se的最小高度hmin(tj)的值。這是有效的直到某個(gè)閾值，以便不會(huì)支持接觸的誤報(bào)或錯(cuò)誤檢測(cè)。因此，根據(jù)閾值處理參數(shù)和增量的值，解決方案針對(duì)書寫表面se的高度中的缺陷的較大或較小的容忍程度。

圖9例示了改善關(guān)于接觸狀態(tài)下的書寫表面的高度的容差的操作。

當(dāng)不滿足強(qiáng)制性條件時(shí)，顯然，尖端p事實(shí)上與書寫表面se接觸。在這種情形下，可選地可能的是利用它以便減小關(guān)于書寫表面se的高度的容差tol(tj)。容差tol(tj)可能未落在最小閾值以下，以便避免與由于瑕疵而導(dǎo)致的所繪制的線中的間隔相關(guān)的問(wèn)題。

該操作使得可以迅速檢測(cè)到失去接觸，因?yàn)楫?dāng)該范圍到達(dá)其最小值時(shí)，抬升尖端p導(dǎo)致其迅速離開容差區(qū)，并允許滿足以上提出的強(qiáng)制性條件。

圖10例示了利用容差tol(tj)的可選的更新的示例性狀態(tài)機(jī)(接觸或非接觸)。

以上所描述的方法的步驟可以通過(guò)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)可編程處理器來(lái)執(zhí)行，以便通過(guò)處理輸入數(shù)據(jù)并生成輸出數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的功能。

可以用任何形式的編程語(yǔ)言來(lái)編寫計(jì)算機(jī)程序，包括編譯語(yǔ)言或解釋語(yǔ)言，并且計(jì)算機(jī)程序可以以任何形式被部署，包括作為獨(dú)立的程序或作為子程序、元素、或適于在計(jì)算機(jī)環(huán)境中使用的其它單元。計(jì)算機(jī)程序可以被部署以便在一個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行或者在一個(gè)站點(diǎn)上的或跨多個(gè)站點(diǎn)分布并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)彼此連接的多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。