一种手机触屏延时测量装置及测量方法与流程

本发明涉及一种延时测量装置和方法，特别涉及一种手机触屏延时测量装置及测量方法。

背景技术：

目前，手机是消费电子市场使用率最高的产品。基于触摸屏手机的影音、游戏等应用程序在日常生活中得到大量的应用。然而，触摸屏的延时问题，严重影响使用手机的体验，尤其对很多触屏响应时间敏感的手机游戏应用。

通常不使用外设的情况下，倘若想要测量手机触摸屏的延时，需要利用高清摄像机拍摄触摸手机LCD显示屏幕的动作，通过识别并数出触摸动作发生到屏幕反应之间的帧数来推算触摸屏反应时间。然而，这种测量方法受制于拍摄设备的速度，通常精度都在毫秒量级。以1000帧/秒的高速摄像机为例，其测量精度为1毫秒。这对于测量精度需要在微秒量级的触屏延时而言，显然是不够的。

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明要解决的技术问题在于，如何通过外置的延时测量装置提高手机触屏延时的测量精度。

用于解决问题的方案

有鉴于此，本发明提出了一种手机触屏延时测量装置及测量方法，针对上述问题提出解决方案。

一方面，提出了一种测量装置，包括：手机、下位机、电容笔和加速度计。其中，所述手机和所述下位机采用有线连接器连接，所述加速度计固定在所述电容笔上。所述手机用于提供上位机程序和显示的延时测量信息。所述电容笔用于触碰手机的屏幕。所述加速度计用于检测所述电容笔发生触碰动作时的加速度并产生相应输出。所述下位机用于采集所述加速度计的输出数据，并根据数据的大小向所述手机发送信息。

所述下位机，包括：微控制器、AD转换模块、USB转串口模块、电源模块以及其他外设模块。其中，所述AD转换模块、所述USB转串口模块、所述电源模块以及所述其他外设模块都与所述微控制器对应管脚直接相连。

另一方面，提出了一种测量方法，按先后顺序分成三步执行，具体实现步骤如下：

步骤1：粗略同步，指的是让上下位机从某一时刻同时开始计时，该时刻定义为基准时刻T₀，此时上下位机之间的延时定义为初始延时误差E，该初始延时误差为毫秒量级。

步骤2：精细同步，通过多次迭代逼近的方式寻找最优的延时误差下线值-minE和上线值-maxE，使同步延时误差的范围缩小，系统的基准时间将更准确，令此时的T₀为系统的基准时间，精细同步完成，此时延时误差将减为微秒量级。

步骤3：延时测量，指的是计算触屏延时的测量并通过上位机显示最终测量结果。当所述手机检测到有触屏操作时，立刻获取当前时间t₁(i)并向所述下位机发送命令。所述下位机接收到命令并且认为触屏有效时把当前时间t₂(i)发送给所述手机。所述触屏延时D_t＝t₁(i)-t₁(0)-t₂(i)，其中，D_t：某次触屏的延时时间；i：第几次触屏操作。

附图说明

图1：是本发明的测量装置的示意性结构图；

图2：是本发明的测量装置中控制机构的示意图；

图3：是本发明的测量装置的测量步骤；

图4：是本发明的测量步骤中触屏事件发生后的流程图；

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

由于安卓系统对于自定义外设的开放性，本发明以安卓手机为具体实施对象，但该套测量设备及测量方法不仅限于安卓手机，可适用于任何类型的触屏手机。

图1示出本发明一实施例的测量装置100的示意性结构图。该测量装置100包括手机101、下位机102、电容笔104和加速度计103。其中，手机101和下位机102采用USB(OTG)连接，加速度计103固定在电容笔104上。所述手机101用于提供上位机程序并显示操控与测量信息。所述电容笔104用于触碰所述手机101的屏幕。所述加速度计103用于检测所述电容笔104触碰动作时的加速度并产生相应输出。所述下位机102用于采集所述加速度计103的输出数据，并根据数据的大小向所述手机101发送信息。

图2示出本发明一实施例的测量装置中控制机构的示意图，如图2所示，该控制机构包括微控制器201、AD转换模块202、USB转串口模块203、电源模块204以及其他外设模块205。其中，所述AD转换模块202、所述USB转串口模块203、所述电源模块204以及所述其他外设模块205都与所述微控制器201对应管脚直接相连。

图3示出本发明提供一种手机触屏延时测量方法。具体实现步骤如下：

步骤1：粗略同步301

在一种可能的实现方式中，所述手机发起同步命令并获取当前时间t₁(0)，所述下位机接收到命令开始从0计时，并向所述手机返回应答信号，在一具体实施例中：

(1)在上位机中获取当前时间T₀＝current_time()；

(2)向下位机发送命令：将下位机的时间置零，并等待下位机返回确认信号；

(3)再次获取当前时间T₁＝current_time()；则同步时的最大延时误差为：

maxE＝T₁-T₀ (1)

上位机此后所有获取的当前时间都以T₀为基准。因为下位机的时间置零是在T₀以后，所以下位机的时间滞后于上位机E时刻，即，0≤minE＜E＜maxE。

步骤2：精细同步302

在一种可能的实现方式中，此步骤又可分为，多次迭代逼近的方式寻找最优的延时误差下线-minE和上线-maxE。上位机发送一些信息给下位机，并在发送前记录当前时间t_app。下位机依据自己的时钟，收到信息后立即返回所述下位机的当前时间t_tee：

t_tee＝t_app-E+t_delay (2)

由公式(2)得，延时误差E：

E＝t_app-t_tee+t_delay (3)

因为t_delay＞0恒成立，所以

E＞t_app-t_tee (4)

令：

T₀＝max(T₀,t_app-t_tee) (5)

在一种可能的实现方式中，下位机发送一些信息并把自己的当前时间t_tee 发上去，上位机收到信息时记录当前时间t_app。

t_app＝t_tee+E+t_delay (6)

由上式可得：

E＝t_app-t_tee-t_delay (7)

因为t_delay＞0恒成立，所以：

E＜t_app-t_tee (8)

令：

T₁＝min(T₁,t_app-t_tee) (9)

从而0＜T₀＜E＜T₁＜maxE，使同步延时误差的范围缩小，T₀和T₁更接近，系统的基准时间将更准确，令此时的T₀为系统的基准时间，同步完成。

步骤3：延时测量303

在一种可能的实现方式中，当所述手机检测到有触屏操作时，立刻获取当前时间t₁(i)并向所述下位机发送命令。所述下位机接收到命令并且认为触屏有效时把当前时间t₂(i)发送给所述手机。所述手机检测t₂(i)的正确性，并计算延时。触屏延时D_t＝t₁(i)-t₁(0)-t₂(i)，其中，D_t：某次触屏的延时时间；i：第几次触屏操作；

图4示出针对步骤3延时测量的流程图

在一种可能的实现方式中，当触屏动作发生后，所述电容笔的加速度值通过所述加速度计传到所述下位机，同时使所述手机产生触屏事件，所述手机端上位机先获取当前时间t₁(i)，紧接着判断触屏事件是否为move类型。若是，则退出延时测量，若否，则向所述下位机发送命令。所述下位机接收到命令后获取加速度值V，并判断V是否超过阈值，若未超过，则认为触屏无效，若超过，则认为触屏有效，将当前时间t赋给t₂(i)并将t₂(i)清零，之后向所述手机发送t₂(i)。所述手机接收到t₂(i)后，先计算D_t＝t₁(i)-t₁(0)-t₂(i)，判断t₂(i)是否为零。若是，则触屏无效，测量结束，若不是，继续判断D_t是否大于2000。若是，则传输错误，结束测量，如果不是，D_t就是触屏延时的时间。