CN102736816A - 一种电阻式触摸屏的校准方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电阻式触摸屏的校准方法及移动终端，利用系统的上层应用程序计算生成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的一组校准参数，然后将校准参数写入到底层的内核中，完成校准过程。本发明通过在上层应用程序中完成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的校准参数生成过程，并将获得的校准参数直接写入到底层的内核中，由此一来，无需重启终端，底层驱动即可直接利用生成的校准参数对输入的触摸点坐标进行校准，进而生成与该触摸点相对应的显示屏坐标，上传至上层应用程序，以驱动显示屏正常显示，由此实现了触摸屏校准效果的即时生效，大大方便了用户的使用，提高了用户的体验度。

Description

一种电阻式触摸屏的校准方法及移动终端

技术领域

本发明属于参数校准技术领域，具体地说，是涉及一种针对电阻式触摸屏而设计的校准方法以及采用该触摸屏校准方法设计的移动终端。

背景技术

随着移动终端功能的日益丰富，以iPhone和Android设备为代表的配备有大尺寸显示屏和触摸屏的手机终端渐成主流，并极大丰富和提高了人机交互的效率。对于目前的触摸屏产品来说，一般分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏两种。其中，电阻式触摸屏由于其生产工艺相对简单，成本相对低廉，对触摸式人机交互界面的普及起到了巨大的推动作用。

但是，由于电阻式触摸屏的物理特性，其屏幕精度会随着时间的推移而产生不可控的微量偏移，使得触摸效果发生“偏移”现象，进而影响到用户的正常使用和体验。因此，对配备有电阻式触摸屏的Android终端，都需要配置触摸屏校准功能，以起到对触摸屏的维护作用。

Android是谷歌(Google)公司推出的手机开放平台，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，目前广泛应用于移动互联网设备中。原始的Android平台自身并没有触摸屏校准功能，需要引入一种开源的触摸屏校准功能库，即tslib功能库。受tslib功能库自身的局限，在校准完成后，由于tslib功能库中的标校参数已经修改，因而必须重新启动终端才能使校准生效，这样一来不仅使得操作过程变得非常繁琐，而且校准效果缺乏即时性，降低了用户的体验度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻式触摸屏的校准方法，可以实现对触摸屏的校准效果即时生效，无需重新启动终端。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电阻式触摸屏的校准方法，在系统的上层应用程序中计算生成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的一组校准参数，将校准参数写入到底层的内核中，完成校准过程。

通过将校准参数直接写入到系统的底层内核中，由此一来，在校准完成后再次点击触摸屏时，内核中的驱动程序可以直接使用该组校准参数对触摸点的坐标进行校准，进而生成与所述触摸点相对应的显示屏坐标，上传至上层应用程序，以控制显示屏正常显示，由此无需重启终端即可以及时看到校准效果。

优选的，所述校准方法优选应用于Android系统中。

对于校准参数的生成，优选采用以下生成方式：在所述校准过程开始时，依次点击触摸屏上的3个点，所述3个点与显示屏上预设的3个参考点的位置相对应，并接收所述3个点的触摸屏坐标；所述上层应用程序利用所述3个参考点的实际显示屏坐标以及所述3个点的触摸屏坐标计算生成一组校准参数，并写入到底层的内核中。

为了获得更加精确的校准结果，所述的3个参考点分别对应显示屏的左上、正中和右下三个位置，或者分别对应显示屏的右上、正中和左下三个位置。

进一步的，将所述3个参考点所对应的3对显示屏坐标和触摸屏坐标分别代入方程组：

Xs = a*Xd + b*Yd + c

Ys = d*Xd + e*Yd + f，

求解出6个校准参数（a，b，c，d，e，f）的参数值，写入到底层的内核中；其中，（Xs，Ys）为显示屏坐标，（Xd，Yd）为触摸屏坐标。 

基于上述电阻式触摸屏的校准方法，本发明还提供了一种采用该校准方法设计的移动终端，包括电阻式触摸屏、显示屏和主处理器；所述主处理器运行系统程序，并在系统的上层应用程序中计算生成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的一组校准参数，然后写入到底层的内核中，完成校准过程；在校准完成后，主处理器接收触摸屏输出的触摸点坐标，传输至内核中的驱动程序，进而利用内核中保存的该组校准参数对触摸点坐标进行校准，生成与该触摸点相对应的显示屏坐标后，上传至上层应用程序，以控制显示屏的显示。

优选的，所述主处理器优选运行Android系统。

进一步的，所述移动终端在进入触摸屏校准过程后，通过显示屏显示提示信息，提示用户在触摸屏上对应显示屏的3个参考点位置依次点击；

主处理器检测点击的位置是否正确，若点击位置落入预设的允许误差区域内，则将3个参考点的实际显示屏坐标和采集到的3个触摸点的触摸屏坐标分别代入方程组：

Xs = a*Xd + b*Yd + c

Ys = d*Xd + e*Yd + f，

求解出6个校准参数（a，b，c，d，e，f）的参数值，写入到底层的内核中；其中，（Xs，Ys）为显示屏坐标，（Xd，Yd）为触摸屏坐标；

若点击位置超出预设的允许误差区域，则判定参考点输入错误，丢弃采集的触摸屏坐标，并控制显示屏输出错误提示。

优选的，所述允许误差区域是以当前参考点所在显示屏上的实际像素点为圆心，5个像素点的长度为半径构成的圆周区域；若触摸点所对应的显示屏位置落入该圆周区域内，则认为输入有效；否则，认为参考点输入错误。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电阻式触摸屏校准方法通过在上层应用程序中完成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的校准参数生成过程，并将获得的校准参数直接写入到底层的内核中，由此一来无需重启终端，底层驱动即可直接利用生成的校准参数对输入的触摸点坐标进行校准，进而生成与该触摸点相对应的显示屏坐标，上传至上层应用程序，以控制显示屏正常显示，由此实现了触摸屏校准效果的即时生效，大大方便了用户的使用，提高了用户的体验度。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。 

附图说明

图1是触摸屏与显示屏之间的工作逻辑关系示意图；

图2是本发明所提出的电阻式触摸屏校准方法的一种实施例的校准参数生成过程流程图；

图3是基于图2所示校准参数生成方法所对应的数据流向图；

图4是本发明所提出的电阻式触摸屏校准方法的一种实施例的触摸点坐标校准流程图；

图5是基于图4所示触摸点坐标校准方法的数据流向图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

触摸屏与显示屏LCD是两个不同的物理器件。其中，显示屏LCD处理的数据是像素，通常我们所说的分辨率600x800实际就是指显示屏的每行宽度是600个像素点，高度是800个像素点；而触摸屏处理的数据是点的物理坐标，该坐标是通过触摸屏控制器采集到的，并通过触摸屏控制器输出至终端内部的主处理器，进而通过主处理器控制显示屏的输出。在装配过程时，触摸屏在前，显示屏在后。触摸屏负责输入（即采集用户的点击位置），显示屏负责输出（显示），二者之间的关系参见图1所示。

由于触摸屏处理的数据是点的物理坐标，而显示屏LCD显示的是绝对坐标，因此二者之间需要进行坐标的转换，即建立起触摸区域与显示区域之间的映射关系，使触摸屏与显示屏匹配并正常工作。此外，在安装触摸屏时，不可避免地会存在一定程度的装配误差，比如旋转，平移等，因此需要对触摸屏与显示屏之间的坐标映射关系进行校准。

随着触控技术的发展，目前市面上的触摸屏一般分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏两种。其中，电阻式触摸屏由于其自身材料的差异以及随着时间的推移，其参数会发生变化的特性，需要经常性的进行校准；而电容式触摸屏由于采用透明的导电材料ITO制作成横向与纵向的电极阵列，一次校准后，参数不会随时间的推移发生变化，因此，只需在两屏装配完成后进行一次坐标校准即可。

本实施例所提出的触摸屏校准方法就是基于电阻式触摸屏而专门设计的，以满足电阻式触摸屏要求经常性校准的实际需求。

本实施例针对移动终端所应用的Android等系统程序，提出了一种电阻式触摸屏的校准方法，可以使得对触摸屏的校准效果即时生效，无需重启移动终端，由此在增强用户体验度的同时，实现校准效率的显著提升。

下面首先对触摸屏的校准算法进行分析。

假设PT(x，y)表示触摸屏上的一个点，PL(x，y)表示显示屏LCD上的一个点，校准的结果就是得到一个转换矩阵M，使得PL(x，y)=M·PT(x，y)。由于触摸屏与显示屏之间的二维几何变换仅包含三种：平移、旋转和缩放，因此，可以分别对应平移矩阵MT、旋转矩阵MR和缩放矩阵MS，由此便有：

PL(x,y)=MR·MT·MS·PT(x,y)。

经过克莱姆法则变换后，可以得到以下方程组：

Xs = a*Xd + b*Yd + c

Ys = d*Xd + e*Yd + f                                    （1）。

其中，（Xs，Ys）为显示屏坐标，（Xd，Yd）为触摸屏坐标。也就是说，只要求解出一套参数，即校准参数(a，b，c，d，e，f)，就可以将触摸屏上的点对应到显示屏上。求此6个校准参数，需要六个方程，通过点击触摸屏获得3个点的物理坐标，与显示屏的绝对坐标形成方程组，求解即可。

下面结合图3所示的数据传递流向，以Android系统为例，首先对本实施例的触摸屏校准参数的生成过程进行阐述，参见图2所示的流程，包括以下步骤：

S201、进入触摸屏校准过程；

在本实施例中，对于触摸屏的校准功能可以通过在移动终端的功能菜单中专门设置“触摸屏校准”功能选项，提供给用户点击进入。在用户点击了“触摸屏校准”选项后，系统进入触摸屏校准进程。

S202、依次点击触摸屏上的3个点，所述3个点与显示屏上预设的3个参考点的位置对应；

由于求解方程组（1）中的6个校准参数至少需要6个方程，因此至少需要采样3个点来生成3个方程组（即6个方程），进而求解出6个校准参数(a，b，c，d，e，f)的参数值。

为了使得校准结果更加精确，在校准界面上优选在靠近显示屏的四个边角位置以及中心点位置进行参考点的选取，并要求3个参考点的位置尽量分散，例如可以选取显示屏的左上、正中和右下三个位置，或者右上、正中和左下三个位置，作为3个参考点的位置来求解6个校准参数(a，b，c，d，e，f)的参数值。

在本实施例中，优选设定显示屏的左上、正中和右下三个位置作为3个参考点，并要求用户按照上述顺序依次点击。由于显示屏的左上、正中和右下三个位置的绝对坐标事先已知，由此一来，只需用户在触摸屏上对应显示屏的这3个参考点位置进行点击，通过触摸屏控制器将检测到的3个触摸点坐标发送至移动终端的主处理器，即可获得3对显示屏坐标和触摸屏坐标。将所述的3对显示屏坐标和触摸屏坐标代入方程组（1），即可形成3个方程组，进而求解出所述的6个校准参数(a，b，c，d，e，f)。

在本实施例中，为了指导用户能够正确的执行校准操作，优选通过显示屏向用户显示3个参考点的位置，以提示用户在准确的位置进行点击操作。考虑到某些用户可能在触摸屏上随意点击，导致校准效果严重偏移的问题，本实施例优选增加步骤S203。

S203、判断输入的触摸点是否有效，若全部有效，则执行后续步骤；否则，提示用户输入的触摸点无效，并丢弃当前接收到的各触摸点坐标，要求用户重新输入；

在这里，对于输入的触摸点是否有效的判断，可以采用当前触摸点所对应的显示屏位置是否超出了预设的允许误差区域的方式进行判断。举例说明：假设当前需要点击第i个参考点，若当前触摸点所对应的显示屏位置与显示屏上该参考点的实际位置之间的像素点差值大于5个像素点，则认为输入的触摸点无效；若小于等于5个像素点，则认为输入的触摸点有效。在这里，判断输入的触摸点是否有效的允许误差区域，应该理解为以该参考点所在的实际像素点为圆心，5个像素点的长度为半径构成的圆周区域。若输入的触摸点位置落入此圆周区域内，则认为输入有效；否则，认为触摸点点击错误，系统将自动丢弃当前的触摸点坐标，避免发生触摸屏校准异常的问题。

当然，对于所述允许误差区域的圆周半径也可以设置为其他数目个像素点的长度，本实施例并不仅限于以上举例。

S204、利用Android系统的上层应用程序计算出一组校准参数；

在本实施例中，为了提高运行效率，将大量的运算放在Android系统的上层Java代码中运行，即利用Android系统的上层应用程序将采集到的3个触摸屏坐标与3个参考点的显示屏坐标代入到方程组（1）中，求解生成所述的6个校准参数(a，b，c，d，e，f)。

S205、将生成的该组校准参数写入到Android系统的底层内核中；

Android系统定义有三层：底层、中间层和上层。其中，底层内核运行驱动程序和操作系统；中间层为Framework层；上层运行应用程序。本实施例的校准参数生产过程即由Android系统的上层应用程序来计算生成6个校准参数(a，b，c，d，e，f)，经由中间层传送至底层，并写入到底层的内核中，以实现校准效果的即时生效，参见图3所示的数据流向。

S206、完成校准过程。

在校准过程完成后，无需重启移动终端，触摸屏校准效果即时生效。

下面结合图5所示的数据传递流向，对本实施例的触摸屏坐标的校准过程进行详细阐述，参见图4所示的流程，包括以下步骤：

S401、检测是否有触摸点输入，若有，则进入硬件中断并执行后续步骤；否则，重复本步骤的触摸点检测过程；

S402、主处理器将接收到的触摸点坐标送入底层内核，由底层内核的驱动程序利用保存的6个校准参数(a，b，c，d，e，f)对当前的触摸点坐标进行校准，生成与之对应的显示屏坐标；

S403、底层内核将计算生成的显示屏坐标经由中间层上传至上层的应用层；

S404、上层应用程序可以直接根据接收到的显示屏坐标判断出用户所执行的操作，并驱动显示屏显示相应的页面，响应用户的操作。

本实施例的触摸屏校准方法通过将校准参数写入到底层内核中，使得大量的坐标转换运算可以放在底层的C代码中执行，上层只需简单使用即可，不仅运行效率较高，而且校准操作完毕后，屏幕校准效果即时生效，无需重启终端，大大方便了用户的操作。此外，由于此校准方法无需改动Android系统的Framework层代码，因此具有较高的移植性。

当然，本发明所提出的触摸屏校准方法同样适用于除手机等移动终端以外的其他基于电阻式触摸屏的电子产品中，本实施例对此不进行具体限制。

应当指出的是，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电阻式触摸屏的校准方法，其特征在于：在系统的上层应用程序中计算生成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的一组校准参数，将校准参数写入到底层的内核中，完成校准过程。

2.根据权利要求1所述的电阻式触摸屏的校准方法，其特征在于：在校准过程完成后再次点击触摸屏时，内核中的驱动程序首先使用该组校准参数对触摸点的坐标进行校准，生成与所述触摸点相对应的显示屏坐标，然后上传至上层应用程序，以控制显示屏的显示。

3.根据权利要求1或2所述的电阻式触摸屏的校准方法，其特征在于：所述校准方法应用于Android系统中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电阻式触摸屏的校准方法，其特征在于：在所述校准过程开始时，依次点击触摸屏上的3个点，所述3个点与显示屏上预设的3个参考点的位置相对应，并接收所述3个点的触摸屏坐标；所述上层应用程序利用所述3个参考点的实际显示屏坐标以及所述3个点的触摸屏坐标计算生成一组校准参数，并写入到底层的内核中。

5.根据权利要求4所述的电阻式触摸屏的校准方法，其特征在于：所述的3个参考点分别对应显示屏的左上、正中和右下三个位置，或者分别对应显示屏的右上、正中和左下三个位置。

6.根据权利要求4所述的电阻式触摸屏的校准方法，其特征在于：将所述3个参考点所对应的3对显示屏坐标和触摸屏坐标分别代入方程组：

Xs = a*Xd + b*Yd + c

Ys = d*Xd + e*Yd + f，

求解出6个校准参数（a，b，c，d，e，f）的参数值，写入到底层的内核中；其中，（Xs，Ys）为显示屏坐标，（Xd，Yd）为触摸屏坐标。

7. 一种移动终端，包括电阻式触摸屏、显示屏和主处理器；其特征在于：所述主处理器运行系统程序，并在系统的上层应用程序中计算生成触摸屏坐标与显示屏坐标之间的一组校准参数，然后写入到底层的内核中，完成校准过程；在校准完成后，主处理器接收触摸屏输出的触摸点坐标，传输至内核中的驱动程序，进而利用内核中保存的该组校准参数对触摸点坐标进行校准，生成与该触摸点相对应的显示屏坐标后，上传至上层应用程序，以控制显示屏的显示。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于：所述主处理器运行Android系统。

9.根据权利要求7或8所述的移动终端，其特征在于：所述移动终端在进入触摸屏校准过程后，通过显示屏显示提示信息，提示用户在触摸屏上对应显示屏的3个参考点位置依次点击；

主处理器检测点击的位置是否正确，若点击位置落入预设的允许误差区域内，则将3个参考点的实际显示屏坐标和采集到的3个触摸点的触摸屏坐标分别代入方程组：

Xs = a*Xd + b*Yd + c

Ys = d*Xd + e*Yd + f，

求解出6个校准参数（a，b，c，d，e，f）的参数值，写入到底层的内核中；其中，（Xs，Ys）为显示屏坐标，（Xd，Yd）为触摸屏坐标；

若点击位置超出预设的允许误差区域，则判定参考点输入错误，丢弃采集的触摸屏坐标，并控制显示屏输出错误提示。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于：所述允许误差区域是以当前参考点所在显示屏上的实际像素点为圆心，5个像素点的长度为半径构成的圆周区域；若触摸点所对应的显示屏位置落入该圆周区域内，则认为输入有效；否则，认为参考点输入错误。

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