CN103593104B - 一种五线电阻触摸屏坐标定位方法 - Google Patents

Abstract

一种五线电阻触摸屏坐标定位方法，包括从下导电层的四角施加恒定电流流入，所有电流从上导电层流出以及设置初始预设点，测量触按点的实际对角线电压，采用反向搜索定位法，计算预设点和搜索点的理论对角线电压，取误差最小的理论对角线电压点为新预设点，反复搜索等步骤，最终逼近触按点。所述方法解决了在不加补偿电极的情况下，五线电阻触摸屏的非线性方程求解和失真校正问题，可以使五线电阻触摸屏边框变窄，拓宽了五线电阻触摸屏在小屏幕下的应用范围。

Description

一种五线电阻触摸屏坐标定位方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏触按点定位方法，尤其是一种五线电阻触摸屏坐标定位方法。

背景技术

四线电阻触摸屏定位坐标时，必须保证上、下两层导电层的导电均匀性不被破坏，但上导电层容易发生经常触按区域的断裂，或者是长期暴露在潮湿或者受热的环境下，上导电层的氧化会导致电阻上升，从而破坏导电均匀性，使坐标计算出现误差，即出现“漂移”现象。

五线电阻触摸屏的上导电层只用来作为引出端电极，不必要求均匀导电性，即使因为形变发生破损，也不会使电阻屏产生“漂移”。传统五线电阻触摸屏的电极为电阻网络补偿电极，分布在触摸屏四周，其作用是使触摸屏X、Y方向电压梯度线性，便于坐标的测量。由于补偿电极的设计，传统五线电阻触摸屏的边框不可能做得很窄，影响其应用范围。

发明内容

本发明采取的技术方案是：一种五线电阻触摸屏坐标定位方法，包括：

所述五线电阻触摸屏的下导电层是电压分布层，电阻均匀分布，四个角A、B、C、D各自有连接线引出；上导电层是电压检测层，有一根连接线引出。

所述五线电阻触摸屏有触按点时，从下导电层的A、B、C、D四角分别施加恒定电流流入，所有电流从上导电层流出；所述五线电阻触摸屏没有触按点时，从下导电层的A、B、C、D四角没有电流流入。

所述五线电阻触摸屏坐标定位步骤包括：

步骤一，确定五线电阻触摸屏的中心点为坐标原点，四个角的坐标为A(-m,n)、B(-m,-n)、C(m,-n)、D(m,n)，设置初始预设点Q₀(x,y)。

步骤二，等待触摸屏被触按；测量实际触按点对角线电压U_AC、U_BD。

步骤三，确定搜索步长l；采用变步长搜索方法时，步长l先取大值，后取小值，最后取步长l＝1；采用固定步长搜索方法时，取步长l＝1。

步骤四，假设是在预设点Q₀(x,y)触按，计算将预设点Q₀(x,y)作为触按点的理论对角线电压U_AC0、U_BD0。

步骤五，取预设点Q₀(x,y)上、下、左、右相邻的4个搜索点Q₁(x,y+l)、Q₂(x,y-l)、Q₃(x-l,y)、Q₄(x+l,y)；当y+l>n时，搜索点Q₁(x,y+l)改为Q₁(x,y)；当y-l<-n时，搜索点Q₂(x,y-l)改为Q₂(x,y)；当x-l<-m时，搜索点Q₃(x-l,y)改为Q₃(x,y)；当x+l>m时，搜索点Q₄(x+l,y)改为Q₄(x,y)；分别计算将4个搜索点作为触按点的理论对角线电压U_AC1、U_BD1，U_AC2、U_BD2，U_AC3、U_BD3，U_AC4、U_BD4。

步骤六，按照下面表达式计算分别将预设点Q₀和4个搜索点Q₁、Q₂、Q₃、Q₄作为触按点时，触按点的理论对角线电压与实际触按点对角线电压之间的方差：

δ₀＝(U_AC0-U_AC)²+(U_BD0-U_BD)²

δ₁＝(U_AC1-U_AC)²+(U_BD1-U_BD)²

δ₂＝(U_AC2-U_AC)²+(U_BD2-U_BD)²。

δ₃＝(U_AC3-U_AC)²+(U_BD3-U_BD)²

δ₄＝(U_AC4-U_AC)²+(U_BD4-U_BD)²

步骤七，如果方差δ₀最小，本轮搜索结束，转到步骤八；否则选择方差最小的搜索点为新的预设点Q₀(x,y)，返回步骤四。

步骤八，如果搜索步长l不等于1，返回步骤三；否则，搜索过程结束，新的预设点Q₀(x,y)坐标即为实际触按点坐标。

所述步骤四和步骤五中，触按点的理论对角线电压的计算方法是：

若触按点的坐标为Q(x,y)，首先按照表达式

$u=\frac{x}{n}\sqrt{y^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{n}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{y}^2}$

$v=\frac{y}{m}\sqrt{x^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{m}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{x}^2}$

计算与五线电阻触摸屏坐标对应的失真平面上的点(u,v)，表达式中，λ1是左右失真度系数，λ2是上下失真度系数；

然后按照表达式

$U_{AC}=K_A\sqrt{{(u+m)}^2+{(v-n)}^2}-K_C\sqrt{{(u-m)}^2+{(v+n)}^2}$

$U_{BD}=K_B\sqrt{{(u+m)}^2+{(v+n)}^2}-K_D\sqrt{{(u-m)}^2+{(v-n)}^2}$

计算将点Q(x,y)作为触按点的理论对角线电压，表达式中，系数K_A、K_B、K_C、K_D为常数。

所述左右失真度系数λ₁的确定与校正方法是：

步骤A，提示触按五线电阻触摸屏的右边线中间点，设置初始预设点G₀(x,0)且令x＝m；

步骤B，等待提示的触摸点被触按；测量触按点实际对角线电压U_AC、U_BD；

步骤C，取搜索步长l＝1；

步骤D，按照下面表达式计算预设点G₀(x,0)的理论对角线电压U_ACG0、U_BDG0：

$U_{ACG0}=K_A\sqrt{{(x+m)}^2+{(0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(x-m)}^2+{(0+n)}^2}$

$U_{BDG0}=K_B\sqrt{{(x+m)}^2+{(0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(x-m)}^2+{(0-n)}^2};$

步骤E，取预设点G₀(x,0)左相邻的搜索点G₁(x-1,0)，按照下面表达式计算搜索点Q₁(x-1,0)的理论对角线电压U_ACG1、U_BDG1：

$U_{ACG1}=K_A\sqrt{{(x-1+m)}^2+{(0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(x-1-m)}^2+{(0+n)}^2}$

$U_{BDG1}=K_B\sqrt{{(x-1+m)}^2+{(0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(x-1-m)}^2+{(0-n)}^2};$

步骤F，按照下面表达式分别计算预设点G₀(x,0)和搜索点G₁(x-1,0)的理论对角线电压与触按点实际对角线电压之间的方差；

δ_G0＝(U_ACG0-U_AC)²+(U_BDG0-U_BD)²；

δ_G1＝(U_ACG1-U_AC)²+(U_BDG1-U_BD)²

步骤G，如果方差δ_G0比δ_G1小，搜索结束，转到步骤H；否则选择搜索点G₁(x-1,0)为新的预设点G₀(x,0)，返回步骤D；

步骤H，左右失真度系数λ₁按照式

${\mathrm{\&lambda;}}_1=\frac{x}{m}$

进行确定与校正。

所述上下失真度系数λ₂的确定与校正方法是：

步骤1，提示触按五线电阻触摸屏的上边线中间点，设置初始预设点H₀(0,y)且令y＝n；

步骤2，等待提示的触摸点被触按；测量触按点实际对角线电压U_AC、U_BD；

步骤3，取搜索步长l＝1；

步骤4，按照下面表达式计算预设点H₀(0,y)的理论对角线电压U_ACH0、U_BDH0：

$U_{ACH0}=K_A\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-n)}^2}-K_C\sqrt{{(0-m)}^2+{(y+n)}^2}$

$U_{BDH0}=K_B\sqrt{{(0+m)}^2+{(y+n)}^2}-K_D\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-n)}^2};$

步骤5，取预设点H₀(0,y)下相邻的搜索点H₁(0,y-1)，按照下面表达式计算搜索点H₁(0,y-1)的理论对角线电压U_ACH1、U_BDH1：

$U_{ACH1}=K_A\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-1-n)}^2}-K_C\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-1+n)}^2}$

$U_{BDH1}=K_B\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-1+n)}^2}-K_D\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-1-n)}^2};$

步骤6，按照下面表达式分别计算预设点H₀(0,y)和搜索点H₁(0,y-1)的理论对角线电压与触按点实际对角线电压之间的方差；

δ_H0＝(U_ACH0-U_AC)²+(U_BDH0-U_BD)²；

δ_H1＝(U_ACH1-U_AC)²+(U_BDH1-U_BD)²

步骤7，如果方差δ_H0比δ_H1小，搜索结束，转到步骤8；否则选择搜索点H₁(0,y-1)为新的预设点H₀(0,y)，返回步骤4；

步骤8，上下失真度系数λ₂按照式

${\mathrm{\&lambda;}}_2=\frac{y}{n}$

进行确定与校正。

所述系数K_A、K_B、K_C、K_D值的确定与校正方法是：

触摸C点，测量U_AC电压，按照

$K_A=\frac{U_{AC}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_A；

触摸A点，测量U_AC电压，按照

$K_C=\frac{U_{AC}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_C；

触摸D点，测量U_BD电压，按照

$K_B=\frac{U_{BD}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_B；

触摸B点，测量U_BD电压，按照

$K_D=\frac{U_{BD}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_D。

本发明的有益效果是，采用反向搜索定位法，解决了在不加补偿电极的情况下，五线电阻触摸屏的非线性方程求解和失真校正问题，可以使五线电阻触摸屏边框变窄，拓宽了五线电阻触摸屏在小屏幕下的应用范围。

附图说明

图1为五线电阻触摸屏示意图。

图2为五线电阻触摸屏触按后的电阻分布示意图。

图3为五线电阻触摸屏的等效电路图。

图4为五线电阻触摸屏坐标定位无校正时的枕形失真图。

图5为五线电阻触摸屏触按点与四角之间电阻变化说明图。

图6为五线电阻触摸屏左右边线枕形失真校正二次曲线图。

图7为五线电阻触摸屏上下边线枕形失真校正二次曲线图。

图8为五线电阻触摸屏坐标反向搜索定位法搜索进程示意图。

图9为五线电阻触摸屏坐标反向搜索定位法变步长方法示意图。

图10为五线电阻触摸屏坐标定位方法的步骤流程图。

具体实施方式

图1是本发明所述五线电阻触摸屏的结构示意图，与传统五线电阻触摸屏一样，下导电层是电压分布层，要求电阻均匀分布，四个角A、B、C、D各自有连接线引出；上导电层是电压检测层，对其电阻均匀性没有严格的要求，有一根连接线E引出。

图2是五线电阻触摸屏有触按点后的电阻分布示意图。P点是触按点，当P点在屏幕中的位置发生改变时，P点与四个角A、B、C、D之间的距离发生变化，P点与四个角A、B、C、D之间的等效电阻R_A、R_B、R_C、R_D也发生变化，距离减小，相应的等效电阻减小。

从下导电层的A、B、C、D四点分别施加恒定电流I流入，所有电流从上导电层E点流出，在P点触摸，两个对角线之间的电压差为

U_AC＝I·R_A-I·R_C(1)

U_BD＝I·R_B-I·R_D

图2中的R_E包括触按点接触电阻和上导电层等效电阻，其大小不影响对角线电压U_AC、U_BD。

以图2中的触摸屏中心点O点为五线电阻触摸屏的坐标原点，四个角的坐标依次为A(-m,n)、B(-m,-n)、C(m,-n)、D(m,n)，P点的坐标为(u,v)，则两个对角线之间的电压差为

$\begin{array}{c}{U}_{AC}=K_A\sqrt{{\left(u+m\right)}^2+{\left(v-n\right)}^2}-K_C\sqrt{{\left(u-m\right)}^2+{\left(v+n\right)}^2}\\ U_{BD}=K_B\sqrt{{\left(u+m\right)}^2+{\left(v+n\right)}^2}-K_D\sqrt{{\left(u-m\right)}^2+{\left(v-n\right)}^2}\end{array}---\left(2\right)$

如果坐标系不以图2中的触摸屏中心点O点为五线电阻触摸屏的坐标原点，只需要对坐标进行平移即可。

假设等效电阻R_A、R_B、R_C、R_D的大小与P点和四个角A、B、C、D之间的距离成正比例关系，则式(2)中的系数K_A、K_B、K_C、K_D为常数。当P点坐标待定时，测量U_AC、U_BD电压，代入式(2)的两个表达式中，P点坐标(u,v)可以求出。

系数K_A、K_B、K_C、K_D的测量与确定方法是：触摸C点，测量U_AC电压，可以按照

$K_A=\frac{U_{AC}}{2\sqrt{m^2+n^2}}---\left(3\right)$

确定与校正系数K_A。触摸A点，测量U_AC电压，可以按照

$K_C=\frac{U_{AC}}{2\sqrt{m^2+n^2}}---\left(4\right)$

确定与校正系数K_C。触摸D点，测量U_BD电压，可以按照

$K_B=\frac{U_{BD}}{2\sqrt{m^2+n^2}}---\left(5\right)$

确定与校正系数K_B。触摸B点，测量U_BD电压，可以按照

$K_D=\frac{U_{BD}}{2\sqrt{m^2+n^2}}---\left(6\right)$

确定与校正系数K_D。

五线电阻触摸屏的触按点为中心的原点O时，R_A＝R_B＝R_C＝R_D，U_AC＝U_BD＝0。五线电阻触摸屏没有触按点时，将没有图2中的恒定电流流出回路，从A、B、C、D四角流入的电流等于0，相应的两个对角线之间的电压U_AC、U_BD也为0。图3是解决该问题的等效电路。开关P相当于是触按点，五线电阻触摸屏有触按点时，开关P闭合，有恒定电流4I流过电阻R_F，触摸判断电位U_F>0；五线电阻触摸屏没有触按点时，开关P断开，没有电流流过电阻R_F，触摸判断电位U_F＝0。测量触摸判断电位U_F，可以判别五线电阻触摸屏是否存在触按点。

假设等效电阻R_A、R_B、R_C、R_D的大小与P点和四个角A、B、C、D之间的距离成正比关系时，按照式(2)计算出来的五线电阻触摸屏坐标会产生如图4所示的枕形失真。造成该现象的原因是等效电阻R_A、R_B、R_C、R_D的大小与触按点P和四个角A、B、C、D之间的距离不是正比例关系。以图5所示的触按点P为例，当触按点从中心原点O移到图5所示的触按点P时，电阻R_D除受距离DP减小的影响而减小之外，还会因为从D点到P点的导电通道变窄，即电流只能从D点到P点的边线左边通过，而影响电阻R_D减小的幅度，即电阻R_D的变化与距离变化呈现非线性关系。

只考虑左右枕形失真时，五线电阻触摸屏坐标平面左右边线上的点与假设等效电阻R_A、R_B、R_C、R_D线性变化得到的失真曲线上的点有一一对应关系，例如，图6中的五线电阻触摸屏直线段DC上的点(m,0)与失真曲线DGC上的点G(λ₁m,0)对应。

经测量验证，曲线DGC可以用表达式

$\frac{x^2}{{a_1}^2}-\frac{y^2}{{b_1}^2}=1---\left(7\right)$

表示的二次曲线来拟合，其中

a₁＝λ₁m， $b_1={\mathrm{\&lambda;}}_{1}n\sqrt{\frac{1}{1-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2}}$

λ₁为左右失真度系数，可以通过触按五线电阻触摸屏右边线中间点或左边线中间点来进行确定与校正。

五线电阻触摸屏平面右边线上的点为(m,y)时，与之相对应的失真曲线上的点为(u,y)，其中，

$u=a_1\sqrt{1+\frac{y^2}{{b_1}^2}}.$

左右边线的失真度最大，并且对称。当五线电阻触摸屏上的触按点不在左右边线时，直线(x₁,y)上的点和失真曲线上的点(u,y)对应，其中x₁为小于等于m的常数，有

$u={\mathrm{\&lambda;}}_1{x}_1\sqrt{1+\frac{y^2}{{b_1}^2}}$

或者

$u=\frac{x_1}{n}\sqrt{y^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{n}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{y}^2}$ |x₁|≤m(8)

同样地，只考虑上下失真时，五线电阻触摸屏坐标平面上下边线上的点与假设等效电阻R_A、R_B、R_C、R_D线性变化得到的失真曲线上的点有一一对应关系，例如，图7中的五线电阻触摸屏平面直线段AD上的点(0,n)与失真曲线AHD上的点H(0,λ₂n)对应。

曲线AHD可以用表达式

$\frac{y^2}{{b_2}^2}-\frac{x^2}{{a_2}^2}=1---\left(9\right)$

表示的二次曲线来拟合，其中

b₂＝λ₂n， $a_2={\mathrm{\&lambda;}}_{2}m\sqrt{\frac{1}{1-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2}}$

λ₂为上下失真度系数，可以通过触按五线电阻触摸屏上边线中间点或下边线中间点来进行确定与校正。

五线电阻触摸屏平面的上边线上的点为(x,n)时，与之相对应的失真曲线上的点为(x,v)，其中，

$v=b_2\sqrt{1+\frac{x^2}{{a_2}^2}}$

上下边线上的失真度最大，并且对称。当五线电阻触摸屏平面上的点不在上下边线上时，直线(x,y₁)与之相对应的失真曲线上的点为(x,v)，其中y₁为小于等于n的常数，有

$v={\mathrm{\&lambda;}}_2{y}_1\sqrt{1+\frac{x^2}{{a_2}^2}}$

或者

$v=\frac{y_1}{m}\sqrt{x^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{m}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{x}^2}$ |y₁|≤n(10)

综合考虑上下失真与左右失真，当五线电阻触摸屏平面上的有点(x,y)时，与之相对应的失真平面上的点为(u,v)，则有

$u=\frac{x}{n}\sqrt{y^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{n}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{y}^2}$ |y|≤n，|x|≤m(11)

$v=\frac{y}{m}\sqrt{x^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{m}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{x}^2}$

由于式(2)是非线性方程，当五线电阻触摸屏有触按点，测量出对角线电压U_AC、U_BD后，无法采用解析的方法求出触按点坐标(u,v)；同样地，由于式(11)是非线性方程，当已知失真平面上的点(u,v)时，无法采用解析的方法求出五线电阻触摸屏(为线性平面)上的点(x,y)。

可以采用反向搜索定位法解决非线性方程的求解问题。搜索进程如图8所示，触按点位置为P(4,2)，测量得到的对角线电压实际值为U_AC、U_BD。反向搜索定位前，先在屏幕上初始设置一个预设点，如图8(a)的点Q(0,0)；计算Q点的对角线电压理论值，同时分别计算Q点上、下、左、右相邻4点(0,1)、(0,-1)、(-1,0)、(1,0)的对角线电压理论值；将5个点的对角线电压理论值与触按点P(4,2)测量得到的对角线电压实际值分别进行比较，选择方差最小的一个点为新的预设点，为图8(b)的点Q(1,0)；再分别计算Q(1,0)以及相邻4点(1,1)、(1,-1)、(0,0)、(2,0)的对角线电压理论值；将5个点的对角线电压理论值与触按点P(4,2)测量得到的对角线电压实际值再分别进行比较，选择方差最小的一个点为新的预设点，为图8(c)的点Q(2,0)；照此周而复始进行反向搜索，点Q按照(0,0)、(1,0)、(2,0)、(3,0)、(3,1)、(4,1)、(4,2)的顺序逐次逼近触按点P(4,2)。搜索中，当预设点Q不再向上、下、左、右变化时，则认为此预设点Q已经最为逼近(或处于)触按点P，搜索过程结束。图8所示例子中，搜索步长为1，搜索用6步，确认用1步，整个过程共需7步。

当触按点位置与初始预设点位置较远时，步长为1搜索时间会较长。例如，触按点为P(13,27)时，预设点Q(0,0)共需41步计算才能逼近触按点。采用变步长方法可以减少计算量。变步长搜索方法如图9所示，初始预设点为Q(0,0)，第一轮步长选择为10，点Q按照(0,0)、(0,10)、(0,20)、(10,20)、(10,30)的顺序逐次逼近触按点P(13,27)，搜索用4步，确认用1步；第二轮步长选择为1，从预设点Q(10,30)逼近触按点P(13,27)搜索需要用6步，确认用1步；两轮合计用12步就逼近了触按点。触按点位置与初始预设点位置更远时，变步长方法的优势更加明显。变步长方法的步长变化的轮数以及每一轮的步长值可以合理选择，但必须先取大步长值，后取小步长值，最后一轮的步长选择为1。

一种五线电阻触摸屏坐标定位方法的步骤流程如图10所示，包括：

步骤一，设置初始预设点Q₀(x,y)，一般可以选择x＝0，y＝0。

步骤二，等待触摸屏被触按；测量触按点P的实际对角线电压U_AC、U_BD。

步骤三，确定搜索步长l；采用变步长搜索方法时，步长l先取大值，后取小值，最后取步长l＝1；采用固定步长搜索方法时，取步长l＝1。

步骤四，假设是在预设点Q₀(x,y)触按，计算此时的理论对角线电压U_AC0、U_BD0，具体方法是：

首先按照表达式

$u_0=\frac{x}{n}\sqrt{y^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{n}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{y}^2}$

$v_0=\frac{y}{m}\sqrt{x^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{m}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{x}^2}$

计算与五线电阻触摸屏坐标对应的失真平面上的点(u₁,v₁)，引入的失真平面是一个虚拟的平面，用于解决触按点和四角的距离变化与电阻变化之间的非线性问题；

然后按照表达式

$U_{AC0}=K_A\sqrt{{(u_0+m)}^2+{(v_0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(u_0-m)}^2+{(v_0+n)}^2}$

$U_{BD0}=K_B\sqrt{{(u_0+m)}^2+{(v_0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(u_0-m)}^2+{(v_0-n)}^2}$

计算将坐标点Q₀(x,y)作为触按点的理论对角线电压值，系数K_A、K_B、K_C、K_D仍然是常数。

步骤五，取预设点Q₀(x,y)上、下、左、右相邻的4个搜索点Q₁(x,y+l)、Q₂(x,y-l)、Q₃(x-l,y)、Q₄(x+l,y)；当y+l>n，搜索点Q₁(x,y+l)超出触摸屏的上边线时，搜索点Q₁(x,y+l)改为Q₁(x,y)；当y-l<-n，搜索点Q₂(x,y-l)超出触摸屏的下边线时，搜索点Q₂(x,y-l)改为Q₂(x,y)；当x-l<-m，搜索点Q₃(x-l,y)超出触摸屏的左边线时，搜索点Q₃(x-l,y)改为Q₃(x,y)；当x+l>m，搜索点Q₄(x+l,y)超出触摸屏的右边线时，搜索点Q₄(x+l,y)改为Q₄(x,y)；分别计算4个搜索点触按时相应的理论对角线电压U_AC1、U_BD1，U_AC2、U_BD2，U_AC3、U_BD3，U_AC4、U_BD4；计算方法与步骤四相同，以搜索点Q₁(x,y+l)的计算为例，其触按时的理论对角线电压U_AC1、U_BD1计算方法是：

首先按照表达式

$u_1=\frac{x}{n}\sqrt{{(y+l)}^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{n}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{(y+l)}^2}$

$v_1=\frac{y+l}{m}\sqrt{x^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{m}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{x}^2}$

计算与五线电阻触摸屏坐标对应的失真平面上的点(u₁,v₁)；

然后按照表达式

$U_{AC1}=K_A\sqrt{{(u_1+m)}^2+{(v_1-n)}^2}-K_C\sqrt{{(u_1-m)}^2+{(v_1+n)}^2}$

$U_{BD1}=K_B\sqrt{{(u_1+m)}^2+{(v_1+n)}^2}-K_D\sqrt{{(u_1-m)}^2+{(v_1-n)}^2}$

计算将坐标点Q₁(x,y+l)作为触按点的理论对角线电压值。

步骤六，按照下面表达式计算分别将预设点Q0和4个搜索点Q1、Q2、Q3、Q4作为触按点时，触按点的理论对角线电压与实际触按点对角线电压之间的方差：

δ₀＝(U_AC0-U_AC)²+(U_BD0-U_BD)²

δ₁＝(U_AC1-U_AC)²+(U_BD1-U_BD)²

δ₂＝(U_AC2-U_AC)²+(U_BD2-U_BD)²。

δ₃＝(U_AC3-U_AC)²+(U_BD3-U_BD)²

δ₄＝(U_AC4-U_AC)²+(U_BD4-U_BD)²

步骤七，如果方差δ₀最小，本轮搜索结束，转到步骤八；否则选择方差最小的搜索点为新的预设点Q₀(x,y)，返回步骤四。

步骤八，如果搜索步长l不等于1，返回步骤三；否则，搜索过程结束，预设点Q₀(x,y)坐标即为实际触按点坐标P(x,y)。

左右失真度系数λ₁的确定与校正方法是：

步骤A，提示触按五线电阻触摸屏的右边线中间点，设置初始预设点G₀(x,0)且令x＝m。

步骤B，等待提示的触摸点被触按；测量触按点实际对角线电压U_AC、U_BD。

步骤C，取搜索步长l＝1。

步骤D，按照下面的表达式计算预设点G₀(x,0)的理论对角线电压U_ACG0、U_BDG0：

$U_{ACG0}=K_A\sqrt{{(x+m)}^2+{(0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(x-m)}^2+{(0+n)}^2}$

$U_{BDG0}=K_B\sqrt{{(x+m)}^2+{(0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(x-m)}^2+{(0-n)}^2}.$

步骤E，取预设点G₀(x,0)左相邻的搜索点G₁(x-1,0)，按照下面表达式计算搜索点Q₁(x-1,0)的理论对角线电压U_ACG1、U_BDG1：

$U_{ACG1}=K_A\sqrt{{(x-1+m)}^2+{(0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(x-1-m)}^2+{(0+n)}^2}$

$U_{BDG1}=K_B\sqrt{{(x-1+m)}^2+{(0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(x-1-m)}^2+{(0-n)}^2}.$

步骤F，按照下面表达式分别计算预设点G₀(x,0)和搜索点G₁(x-1,0)的理论对角线电压与触按点实际对角线电压之间的方差；

δ_G0＝(U_ACG0-U_AC)²-(U_BDG0-U_BD)²。

δ_G1＝（U_ACG1-U_AC)²+（U_BDC1-U_BD）²

步骤G，如果方差δ_G0比δ_G1小，搜索结束，转到步骤H；否则选择搜索点G₁(x-1,0)为新的预设点G₀(x,0)，返回步骤D。

预设点G₀(x,0)即为图6所示失真平面二次曲线DGC上的点G(λ₁m,0)；左右失真度系数λ₁按照式

${\mathrm{\&lambda;}}_1=\frac{x}{m}$

进行确定与校正。触按五线电阻触摸屏的左边线中间点也可以对λ₁进行确定与校正。

上下失真度系数λ₂的确定与校正方法是：

步骤1，提示触按五线电阻触摸屏的上边线中间点，设置初始预设点H₀(0,y)且令y＝n。

步骤2，等待提示的触摸点被触按；测量触按点实际对角线电压U_AC、U_BD。

步骤3，取搜索步长l＝1。

步骤4，按照下面的表达式计算预设点H₀(0,y)的理论对角线电压U_ACH0、U_BDH0：

$U_{ACH0}=K_A\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-n)}^2}-K_C\sqrt{{(0-m)}^2+{(y+n)}^2}$

$U_{BDH0}=K_B\sqrt{{(0+m)}^2+{(y+n)}^2}-K_D\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-n)}^2}.$

步骤5，取预设点H₀(0,y)下相邻的搜索点H₁(0,y-1)，按照下面表达式计算搜索点H₁(0,y-1)的理论对角线电压U_ACH1、U_BDH1：

$U_{ACH1}=K_A\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-1-n)}^2}-K_C\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-1+h)}^2}$

$U_{BDH1}=K_B\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-1+n)}^2}-K_D\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-1-n)}^2}.$

步骤6，按照下面表达式分别计算预设点H₀(0,y)和搜索点H₁(0,y-1)的理论对角线电压与触按点实际对角线电压之间的方差；

δ_H0＝(U_ACH0-U_AC)²+(U_BDH0-U_BD)²。

δ_H1＝(U_ACH1-U_AC)²+(I_BDH1-U_BD)²

步骤7，如果方差δ_H0比δ_H1小，搜索结束，转到步骤8；否则选择搜索点H₁(0,y-1)为新的预设点H₀(0,y)，返回步骤4。

预设点H₀(0,y)即为图7所示失真平面二次曲线AHD上的点H(0,λ₂n)；上下失真度系数λ₂按照式

${\mathrm{\&lambda;}}_2=\frac{y}{n}$

进行确定与校正。触按五线电阻触摸屏的下边线中间点也可以对λ₂进行确定与校正。

Claims (6)

1.一种五线电阻触摸屏坐标定位方法，其特征在于：

所述五线电阻触摸屏的下导电层是电压分布层，电阻均匀分布，四个角A、B、C、D各自有连接线引出；上导电层是电压检测层，有一根连接线引出；

所述五线电阻触摸屏有触按点时，从下导电层的A、B、C、D四角分别施加恒定电流流入，所有电流从上导电层流出；所述五线电阻触摸屏没有触按点时，从下导电层的A、B、C、D四角没有电流流入；

所述五线电阻触摸屏坐标定位步骤包括：

步骤一，确定五线电阻触摸屏的中心点为坐标原点，四个角的坐标为A(-m,n)、B(-m,-n)、C(m,-n)、D(m,n)，设置初始预设点为Q₀(x,y)；

步骤二，等待触摸屏被触按；测量实际触按点对角线电压U_AC、U_BD；

步骤三，确定搜索步长l；

步骤四，计算将预设点Q₀(x,y)作为触按点的理论对角线电压U_AC0、U_BD0；

步骤五，取预设点Q₀(x,y)上、下、左、右相邻的4个搜索点Q₁(x,y+l)、Q₂(x,y-l)、Q₃(x-l,y)、Q₄(x+l,y)；当y+l>n时，搜索点Q₁(x,y+l)改为Q₁(x,y)；当y-l<-n时，搜索点Q₂(x,y-l)改为Q₂(x,y)；当x-l<-m时，搜索点Q₃(x-l,y)改为Q₃(x,y)；当x+l>m时，搜索点Q₄(x+l,y)改为Q₄(x,y)；分别计算将4个搜索点作为触按点的理论对角线电压U_AC1、U_BD1，U_AC2、U_BD2，U_AC3、U_BD3，U_AC4、U_BD4；

步骤六，按照下面表达式计算分别将预设点Q₀和4个搜索点Q₁、Q₂、Q₃、Q₄作为触按点时，触按点的理论对角线电压与实际触按点对角线电压之间的方差：

δ₀＝(U_AC0-U_AC)²+(U_BD0+U_BD)²

δ₁＝(U_AC1-U_AC)²+(U_BD1-U_BD)²

δ₂＝(U_AC2-U_AC)²+(U_BD2-U_BD)²

δ₃＝(U_AC3-U_AC)²+(U_BD3-U_BD)²

δ₄＝(U_AC4-U_AC)²+(U_BD4-U_BD)²；

步骤七，如果方差δ₀最小，本轮搜索结束，转到步骤八；否则选择方差最小的搜索点为新的预设点Q₀(x,y)，返回步骤四；

步骤八，如果搜索步长l不等于1，返回步骤三；否则，搜索过程结束，新的预设点Q₀(x,y)坐标即为实际触按点坐标。

2.如权利要求1所述的五线电阻触摸屏坐标定位方法，其特征在于：所述步骤四和步骤五中，触按点的理论对角线电压计算方法是：

若触按点的坐标为Q(x,y)，首先按照表达式

$u=\frac{x}{n}\sqrt{y^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{n}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_1}^2{y}^2}$

$v=\frac{y}{m}\sqrt{x^2+{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{m}^2-{{\mathrm{\&lambda;}}_2}^2{x}^2}$

计算与五线电阻触摸屏坐标对应的失真平面上的点(u,v)；表达式中，λ₁是左右失真度系数，λ₂是上下失真度系数；

然后按照表达式

$U_{AC}=K_A\sqrt{{(u+m)}^2+{(v-n)}^2}-K_C\sqrt{{(u-m)}^2+{(v+n)}^2}$

$U_{BD}=K_B\sqrt{{(u+m)}^2+{(v+n)}^2}-K_D\sqrt{{(u-m)}^2+{(v-n)}^2}$

计算将点Q(x,y)作为触按点的理论对角线电压；表达式中，系数K_A、K_B、K_C、K_D为常数。

3.如权利要求1所述的五线电阻触摸屏坐标定位方法，其特征在于：所述步骤三中，确定搜索步长l的方法是：采用变步长搜索方法时，步长l先取大值，后取小值，最后取步长l＝1；采用固定步长搜索方法时，取步长l＝1。

4.如权利要求2所述的五线电阻触摸屏坐标定位方法，其特征在于：所述左右失真度系数λ₁的确定与校正方法是：

步骤A，提示触按五线电阻触摸屏的右边线中间点，设置初始预设点G₀(x,0)且令x＝m；

步骤B，等待提示的触摸点被触按；测量触按点实际对角线电压U_AC、U_BD；

步骤C，取搜索步长l＝1；

步骤D，按照下面表达式计算预设点G₀(x,0)的理论对角线电压U_ACG0、U_BDG0：

$U_{ACG0}=K_A\sqrt{{(x+m)}^2+{(0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(x-m)}^2+{(0+n)}^2}$

$U_{BDG0}=K_B\sqrt{{(x+m)}^2+{(0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(x-m)}^2+{(0-n)}^2};$

步骤E，取预设点G₀(x,0)左相邻的搜索点G₁(x-1,0)，按照下面表达式计算搜索点Q₁(x-1,0)的理论对角线电压U_ACG1、U_BDG1：

$U_{ACG1}=K_A\sqrt{{(x-1+m)}^2+{(0-n)}^2}-K_C\sqrt{{(x-1-m)}^2+{(0+n)}^2}$

$U_{BDG1}=K_B\sqrt{{(x-1+m)}^2+{(0+n)}^2}-K_D\sqrt{{(x-1-m)}^2+{(0-n)}^2};$

步骤F，按照下面表达式分别计算预设点G₀(x,0)和搜索点G₁(x-1,0)的理论对角线电压与触按点实际对角线电压之间的方差；

δ_G0＝(U_ACG0-U_AC)²+(U_BDC0-U_BD)²

δ_G1＝(U_ACG1-U_AC)²+(U_BDG1-U_BD)²；

步骤G，如果方差δ_G0比δ_G1小，搜索结束，转到步骤H；否则选择搜索点G₁(x-1,0)为新的预设点G₀(x,0)，返回步骤D；

步骤H，左右失真度系数λ₁按照式

${\mathrm{\&lambda;}}_1=\frac{x}{m}$

进行确定与校正。

5.如权利要求2所述的五线电阻触摸屏坐标定位方法，其特征在于：所述上下失真度系数λ₂的确定与校正方法是：

步骤1，提示触按五线电阻触摸屏的上边线中间点，设置初始预设点H₀(0,y)且令y＝n；

步骤2，等待提示的触摸点被触按；测量触按点实际对角线电压U_AC、U_BD；

步骤3，取搜索步长l＝1；

步骤4，按照下面表达式计算预设点H₀(0,y)的理论对角线电压U_ACH0、U_BDH0：

$L_{ACH0}=K_A\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-n)}^2}-K_C\sqrt{{(0-m)}^2+{(y+n)}^2}$

$U_{BDH0}=K_B\sqrt{{(0+m)}^2+{(y+n)}^2}-K_D\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-n)}^2};$

步骤5，取预设点H₀(0,y)下相邻的搜索点H₁(0,y-1)，按照下面表达式计算搜索点H₁(0,y-1)的理论对角线电压U_ACH1、U_BDH1：

$U_{ACH1}=K_A\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-1-n)}^2}-K_C\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-1+n)}^2}$

$U_{BDH1}=K_B\sqrt{{(0+m)}^2+{(y-1+n)}^2}-K_D\sqrt{{(0-m)}^2+{(y-1-n)}^2};$

步骤6，按照下面表达式分别计算预设点H₀(0,y)和搜索点H₁(0,y-1)的理论对角线电压与触按点实际对角线电压之间的方差；

δ_H0＝(U_ACH0-U_AC)²+(U_BDH0-U_BD)²

δ_H1＝(U_ACH1-U_AC)²+(U_BDH1-U_BD)²；

步骤7，如果方差δ_H0比δ_H1小，搜索结束，转到步骤8；否则选择搜索点H₁(0,y-1)为新的预设点H₀(0,y)，返回步骤4；

步骤8，上下失真度系数λ₂按照式

${\mathrm{\&lambda;}}_2=\frac{y}{n}$

进行确定与校正。

6.如权利要求2所述的五线电阻触摸屏坐标定位方法，其特征在于：所述系数K_A、K_B、K_C、K_D的确定与校正方法是：

触摸C点，测量U_AC电压，按照

$K_A=\frac{U_{AC}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_A；

触摸A点，测量U_AC电压，按照

$K_C=\frac{U_{AC}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_C；

触摸D点，测量U_BD电压，按照

$K_B=\frac{U_{BD}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_B；

触摸B点，测量U_BD电压，按照

$K_D=\frac{U_{BD}}{2\sqrt{m^2+n^2}}$

确定与校正系数K_D。