一种操控笔尖三维运动的手写字迹模仿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于XTP2046电阻屏的操控笔尖三维运动的手写字迹模仿方法。
【背景技术】
[0002] 字迹模仿是一个比较新颖的领域，我们每个人都有自己的笔迹，生活中我们的字 迹不可复制。而在一些独特的场合，例如证书的批量签名，项目的整体规划文件，本人亲自 写字具有不同意义。对此，本发明设计制作了一个手写字迹模仿方法，主要针对市面上已经 拥有的一些机器进行改进与功能的加深。例如雕刻机，自动写字机，在实现它们各自功能的 基础上增加了字迹模仿的功能。本系统亦可以用在新型商品的logo设计，批量制作出作者 的手绘图样。
[0003] 本发明制作应用XTP2064电阻屏以及汉字联机识别系统来识别操作者所写出的 汉字，并对系统汉字库中的汉字代码进行编辑。由于不同人的字迹有抑扬顿挫的笔锋，因此 在结构上采用与3D打印机相仿的三维六轴结构，在纸面上建立三维的空间坐标系。当在触 摸屏上书写字迹时，系统进行文字的识别及编码，之后把相关指令输送给步进电机驱动电 路，通过控制步进电机的运动来实现自动写字并高度模仿操作者的笔迹。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种能够识别操作者所写汉字并能够在纸面上书写出来的 操控笔尖三维运动的手写字迹模仿方法.
[0005] 本发明的目的是这样实现的：
[0006] -种操控笔尖三维运动的手写字迹模仿方法，包括如下步骤：
[0007] (1)当触摸屏上有压力挤压时变为低电平，根据引脚的电平状况分辨出电阻屏上 是否正在写字：
[0008] (2)如果有触摸事件发生，则cpu通过SPI 口，发送读取X坐标的命令0X90,然后 读出两个字节的数据；
[0009] (3)发送读取Y坐标的命令OXDO之后再读取两个字节的数据；
[0010] ⑷点击触摸屏的四个角，得到四组数据，分别是X，Y坐标的最大值和最小值：
[0011] X = 3. 75/(U-UO)+Xl
[0012] y = 3. 75/(U' -UO' )+yl ；
[0013] (5)测量X面的面电阻Rx，Y面的面电阻Ry，触摸屏两附加板之间的测量值zl，由 上一步得出的X轴的坐标值xl，yl，代入公式
[0014] R触摸=Rx · xl/4096(4096/Zl-l)_Ry (l-yl/4096)
[0015] 计算出R触摸，设定标准压力FO
[0016] F = F0*R触摸/R标准；
[0017] (6)通过F的大小相对控制写字机写字时的z轴，设定字迹
[0018] High = F-F0/F
[0019] High作为z轴标志位，供给以后的z轴向电机算法代码使用；
[0020] (7)判断汉字的像素长度xl，yl，设定speedx，speedy，令
[0021] xl/yl = speedx/speedy
[0022] 得出平面两个电机的运行速度比，令zl = High，当书写力度均匀时，zl = 0,表明 其在水平面上机械运动，当zl>0时，其运动方式为重笔，zl〈0为轻笔或笔画的末端笔尖离 开直面；
[0023] (8)系统在识别完字体之后，会将相应电阻屏上显示的笔画转化成步进电机的控 制代码，此部分为cpu代码控制部分。
[0024] 本发明的有益效果在于：
[0025] 手写字迹模仿方法可以手写出字迹相仿的字体，日本的写字机能够写出优美方正 的字迹，但是不能够模仿操作者的字迹，在一些情况下与打印机无异。但是如果具备仿字迹 系统，就能够识别出操作者的字迹，在结构上应用三维六轴机械结构来控制三个轴向的运 动，在对于笔尖精度的控制上进行了提升。
【附图说明】
[0026] 图1为系统整体结构图；
[0027] 图2为三维六轴模型图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图对本发明做进一步描述：
[0029] 本发明为制作一套手写字迹模仿方法，该系统。在一些独特的场合，写出与操作者 本人相同的字迹具有相当不同的意义。
[0030] 本发明专利属于：本发明涉及基于XTP2046电阻屏的数据采集与处理方法以及独 特的六轴机械结构。对在屏上手写汉字的坐标进行分析计算与电机运动指令的编写。结构 上采用3D打印机特有的3维六轴结构，用三个步进电机实现三个轴向运动，带动中心笔尖 的运动，实现不同人字迹的高度模仿。
[0031] 本发明的目的是制作一套手写字迹模仿方法，该系统能够识别操作者所写汉字并 能够在纸面上书写出来。在一些独特的场合，写出与操作者本人相同的字迹具有相当不同 的意义。
[0032] 1.本发明所要解决的技术问题是，对手写电阻屏上数据进行采集处理。并进行步 进电机指令编码。
[0033] 2.设计三维立体空间机械结构，增加抑扬顿挫的笔锋，使写字机书写字体更加具 有真实感。手写字迹模仿方法可以手写出字迹相仿的字体，日本的写字机能够写出优美方 正的字迹，但是不能够模仿操作者的字迹，在一些情况下与打印机无异。但是如果具备仿字 迹系统，就能够识别出操作者的字迹，在结构上应用三维六轴机械结构来控制三个轴向的 运动，在对于笔尖精度的控制上进行了提升。
[0034] 本系统工作过程为：操作者在手写屏上写出自己的字迹，系统通过采集笔尖的落 点坐标及对应压力参数对字迹进行分析与识别，在识别出字迹后，通过程序中预先写好的 指令对电阻屏数据参数进行计算，转换成步进电机运动代码。对硬件结构中的步进电机进 行程序控制，在纸面上写出与电阻屏字迹相仿字迹。
[0035] 1.系统工作详细叙述
[0036] 首先在电阻屏上写出字体，其中，手写屏的作用是提供写字空间，由于笔锋的不尽 相同，所以我们重在采集笔尖落点的微小变化，所以选用电阻屏而不选用电容屏；XPT2046 是一款四线制触摸屏控制器，内含12位分辨率125khz转换速率逐步逼近型A/D转换器，支 持从I. 5v到5. 25v的低电压I/O接口。XTP2046能通过执行两次A/D转换查出被按压的屏 幕位置，除此之外还可以测量屏幕上的压力；CPU采用飞思卡尔半导体公司KlO芯片，其中 P0RTB20-23为芯片SPI接口。则与XPT20462, 3, 4, 5引脚相连。PORTBO设置为I/O 口数据 采集端，用于中断设置。把XPT2046的第11个引脚接到cpu的引脚设置为中断引脚，当没 有压力按压在触摸屏上时，引脚显示为高电平，当触摸屏上有压力挤压时变为低电平，根据 引脚的电平状况可以分辨出电阻屏上是否正在写字。如果有触摸事件发生，则此时cpu通 过SPI 口，首先发送读取X坐标的命令0X90,然后读出两个字节的数据。之后发送读取Y坐 标的命令OXDO之后再读取两个字节的数据，此种方法用于读取触摸坐标值。由于XPT2046 是12位精度ADC，即在读取的字节中只有高12位为有效数据位。点击触摸屏的四个角，得 到四组数据，分别是X，Y坐标的最大值和最小值。用上述方法能够计算出书写位置的坐标：
[0037] X = 3. 75/(U-UO)+xl
[0038] y = 3. 75/(U' -UO' )+yl
[0039] XPT2046也能对压力进行处理与计算，由于不同人写字风格不同，所以对于同一个 字，不同人在笔画上下笔的力度不同。此时应用XPT2046进行触摸屏的压力计算既能够分 析出操作者下笔的力度。首先测量X面的面电阻Rx，Y面的面电阻Ry，触摸屏两附加板之 间的测量值zl，由上一步得出的X轴的坐标值xl，yl，代入公式
[0040] R触摸=Rx · xl/4096 (4096/Z1-1) -Ry (l-yl/4096)
[0041] 即可计算出R触摸，此时设定标准压力FO
[0042]