CN104182092A - 红外触摸屏定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外触摸屏定位方法及系统，所述方法包括以下步骤：提供一红外触摸屏、多个红外发射管及多个红外接收管，所述多个红外发射管与对应的红外接收管之间形成有多个左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；判断出所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置，记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点，检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点，计算得到该真实触摸点的坐标值。本发明缩短了红外发射管与红外接收管的扫描时间，提高了红外触摸屏的扫描频率、响应速度及定位精度，从而提高了红外触摸屏定位触摸的稳定流畅性。

Description

红外触摸屏定位方法及系统

技术领域

本发明涉及红外触摸屏技术领域，特别涉及一种红外触摸屏定位方法及系统。

背景技术

触摸屏作为一种新型的计算机输入设备，使得人机交互更加直观，大大方便了用户的工作及生活，因此，触摸屏已经广泛应用于公共信息、办公自动化设备、通讯设备等多个领域。

目前，现有的红外触摸屏装置通常是具有横向及纵向两个直方向上的红外发射管及红外接收管，双向的红外发射管及红外接收管共同组成一定位平面，通过依次扫描横向及纵向上所有相应的红外发射管及红外接收管之间是否有红外信号被遮挡而产生变化，并根据遮挡位置来计算确定触摸点的位置坐标。该红外触摸屏装置通常省去了摄像头检测定位系统，因此，该红外触摸屏装置结构简单，抗干扰性好。

然而，上述红外触摸屏装置的定位方法一般依赖于几何图形构造的识别算法，其过程复杂，数据冗余，这也使得红外触摸屏的硬件结构相对复杂，控制方相对复杂、计算费时、数据冗余、响应速度慢，并且影响到红外触摸定位的精度。

发明内容

本发明提出一种红外触摸屏定位装置及其定位方法，其结构简单、性能可靠、响应速度快及定位精度高，提高了红外触摸屏定位装置触摸的稳定流畅性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

提供一红外触摸屏、沿所述红外触摸屏的横向上边框设置的多个红外发射管及沿所述红外触摸屏的横向下边框上设置的多个红外接收管，每一个红外发射管对应三个非对称分布的所述多个红外接收管，每一个红外接收管对应三个非对称分布的所述多个红外发射管，所述多个红外发射管与对应的红外接收管之间形成有多个竖直线、左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；

启动所述多个红外发射管及多个红外接收管，通过检测所述多个红外接收管接收信号判断出所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置，记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点，检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点；若否，则判定该交点为伪点；计算得到该真实触摸点的坐标值。

进一步地，在上述的红外触摸屏定位方法中，每一所述的多个红外发射管对应的三个红外接收管包括第一红外接收管、第二红外接收管及第三红外接收管，所述第一红外接收管设于所述红外发射管的正下方，所述第二红外接收管位于所述第一红外接收管的左边，所述第三红外接收管位于所述第一红外接收管的右边；

所述第二红外接收管与第一红外接收管之间间隔N₁个红外接收管，所述第三红外接收管与第一红外接收管之间间隔N₂个红外接收管；

其中，N₁= N_h/4，N₂= N_h/3，N_h为红外触摸屏的理论纵向灯管数，且N₁及N₂均是整数。

进一步地，在上述的红外触摸屏定位方法中，所述通过检测所述多个红外接收管接收信号判断出所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置，记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线的步骤具体包括：

根据所述被遮挡的红外信号得到触摸缺口的位置，判断所述触摸缺口是否为单个，若是，则判定该触摸缺口为真实触摸点，计算得到该真实触摸点的坐标值；若否，则记录通过至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线。

进一步地，在上述的红外触摸屏定位方法中，所述计算得到该真实触摸点的坐标值的步骤之后还包括：对该真实触摸点的坐标值进行修正。

进一步地，在上述的红外触摸屏定位方法中，所述对该真实触摸点的坐标值进行修正的步骤具体包括：

当所述真实触摸点的扫描帧数连续达到10帧以上，分别计算得到每一帧下该真实触摸点的坐标值，对每隔10帧的坐标值进行平均，得到坐标平均值V₀；

根据公式V=V₀+|V₁-V₀|/ΔV对当前帧的真实触摸点的坐标值进行修正；

其中，V为当前帧真实触摸点修正后的坐标值，V₁为当前帧真实触摸点计算出的坐标值，ΔV表示当前帧真实触摸点与上帧真实触摸点之间坐标的距离差值。

另，本发明还提供一种的红外触摸屏定位系统，包括：红外触摸屏、多

个红外发射管及多个红外接收管、设于所述红外触摸屏内的主控模块及连接于所述主控模块的数据处理中心，所述多个红外发射管设于所述红外触摸屏的横向上边框，所述多个红外接收管设于所述红外触摸屏的横向下边框；每一个红外发射管对应三个非对称分布的所述多个红外接收管，每一个红外接收管对应三个非对称分布的所述多个红外发射管；所述多个红外发射管与对应的红外接收管之间形成有多个竖直线、左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；

所述主控模块用于启动所述多个红外发射管及多个红外接收管；

所述数据处理中心进一步包括：

触摸缺口判断子单元，用于通过检测所述多个红外接收管的接收信号判断所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置；

交点计算子单元，用于记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点；

真实触摸点判定子单元，用于根据检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点；若否，则判定该交点为伪点；以及

坐标值计算子单元，用于计算得到该真实触摸点的坐标值。

进一步地，在上述的红外触摸屏定位系统中，所述数据处理中心还包括坐标修正子单元，用于对该真实触摸点的坐标值进行修正。 

本发明红外触摸屏定位方法及系统通过采用单边不对称的斜线扫描，缩短了红外发射管与红外接收管的扫描时间，提高了红外触摸屏的扫描频率、响应速度及定位精度，从而提高了红外触摸屏定位触摸的稳定流畅性。

附图说明

图1为本发明红外触摸屏定位方法的具体流程示意图；

图2为图1中红外触摸屏的结构示意图；

图3为图1中红外触摸屏的多点触摸下的结构示意图；

图4为图1中红外触摸屏的真实触摸点坐标修正的示意图；

图5为本发明红外触摸屏定位系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种红外触摸屏定位方法，包括以下步骤：提供一红外触摸屏、沿所述红外触摸屏的横向上边框设置的多个红外发射管及沿所述红外触摸屏的横向下边框上设置的多个红外接收管，每一个红外发射管对应三个非对称分布的所述多个红外接收管，每一个红外接收管对应三个非对称分布的所述多个红外发射管，所述多个红外发射管与对应的红外接收管之间形成有多个竖直线、左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；启动所述多个红外发射管及多个红外接收管，通过检测所述多个红外接收管接收信号判断出所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置，记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点，检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点；若否，则判定该交点为伪点；计算得到该真实触摸点的坐标值。这样，通过采用单边不对称的斜线扫描，缩短了红外发射管与红外接收管的扫描时间，提高了红外触摸屏的扫描频率、响应速度及定位精度，从而提高了红外触摸屏定位触摸的稳定流畅性。

请参阅图1，图1为本发明红外触摸屏定位方法的具体流程示意图；所述方法包括以下步骤：

步骤S11：提供一红外触摸屏100、多个红外发射管10及多个红外接收管20，所述多个红外发射管10设于所述红外触摸屏100的横向上边框102，所述多个红外接收管20设于所述红外触摸屏100的横向下边框104；每一个红外发射管10对应三个非对称分布的所述多个红外接收管20，每一个红外接收管20对应三个非对称分布的所述多个红外发射管10；

在具体实现时，所述红外触摸屏100为矩形触摸屏，其包括两沿横向（X轴）相对设置的横向上边框102及横向下边框104，所述多个红外发射管10设于横向上边框102，所述多个红外接收管20设于横向下边框104，即本发明中红外发射管及红外接收管采用单边（横向）扫描。

所述多个红外发射管10及红外接收管20均是互相一对多的对应，即每一个红外接收管20可以接收多个红外发射管发出的红外信号，每一个红外发射管10可以发送多路红外信号至不同的红外接收管20。本发明中，所述每一个红外发射管10对应三个非对称分布的所述多个红外接收管20，每一个红外接收管20对应三个非对称分布的所述多个红外发射管10。

请一并参阅图1及图2，以红外发射管与对应的三个红外接收管为例来说明其位置分布关系。所述横向上边框102上设有某一红外发射管10，所述横向下边框104上设有与该红外发射管10对应的第一红外接收管202、第二红外接收管204及第三红外接收管206，所述第一红外接收管202设于所述红外发射管10的正下方，所述第二红外接收管204位于所述第一红外接收管202的左边，所述第三红外接收管206位于所述第一红外接收管202的右边，所述第二红外接收管204与第一红外接收管202之间间隔N₁个红外接收管，所述第三红外接收管206与第一红外接收管202之间间隔N₂个红外接收管，其中，N₁= N_h/4，N₂= N_h/3，N_h为红外触摸屏的理论纵向灯管数，该值由红外触摸屏尺寸计算而得。需要注意的是，N₁及N₂均是整数，即N₁及N₂都取距离等号右边表达式的值最近的整数。这样，所述第二红外接收管204及第三红外接收管206关于第一红外接收管202呈非对称分布。

其中，所述红外发射管10与第一红外接收管202之间形成有竖直线I，所述红外发射管10与第二红外接收管204之间形成有左倾的第一斜线II，所述红外发射管10与第三红外接收管206之间形成有右倾的第二斜线III；类似的，每一个红外发射管与其对应的三个红外接收管之间均形成有多个竖直线、第一斜线及第二斜线。

同理，每一个红外接收管20对应的三个红外发射管10也是呈非对称分布，并且，每一个红外接收管20对应的三个红外发射管10之间也形成有多个竖直线、第一斜线及第二斜线。

步骤S12：启动所述多个红外发射管10发射红外信号，检测所述多个红外接收管20接收到的红外信号是否被遮挡，若是，则进行步骤S13；若否，则重新检测所述多个红外接收管20接收到的红外信号；

在具体实现时，所述步骤S12之前还包括：在所述红外触摸屏100未有触摸信号输入时，启动所述多个红外发射管10发射红外信号，检测并记录所述多个红外接收管20接收到的红外信号。这样，当有所述红外触摸屏100被触摸，即有触摸信号输入时，通过比较所述多个红外接收管20接收到的红外信号强度的变化，可判断红外触摸屏100是否有触摸信号输入。

步骤S13：根据所述被遮挡的红外信号得到触摸缺口的位置，判断所述触摸缺口是否为单个，若是，则判定该触摸缺口为真实触摸点，计算得到该真实触摸点的坐标值；若否，则进行步骤S14；

在具体实现时，当红外触摸屏100某一点被触摸时，所述多个红外接收管20接收到的红外信号强度发生变化，即所述红外触摸屏100因触摸而阻断形成的触摸缺口，由于所述多个红外发射管10与红外接收管20的信号发射与接收是对应关系，可根据所述被遮挡的红外信号得到触摸缺口的位置；接着，需要判断是单点还是多点触摸，即判断所述触摸缺口是否为单个，若是，即为单点触摸，此时无需进行后面筛选伪点的步骤，即可判定该单个触摸缺口为真实触摸点，并计算得到该真实触摸点的坐标值；若否，即为多点触摸，需要进一步判断真实触摸点的位置。

步骤S14：记录经过至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点；

请参阅图3，在具体实现时，本实施例中以两个触摸缺口为例来说明，记录分别通过该两个触摸缺口的竖直线为X₁、X₂，并记录分别通过该两个触摸缺口的两第一斜线为m₁、m₂；计算所述竖直线X₁、X₂与第一斜线m₁、m₂之间的交点，该交点共有3个（超出触摸屏尺寸范围的交点可排除掉），即为P₁、P₂及P₃，所述三个交点P₁、P₂及P₃不完全是真实触摸点，其可能包括了非真实的伪点，因此需要进一步筛除掉伪点，才可以找到真实触摸点。

步骤S15：检测每一个交点是否遮挡第二斜线，若是，则进行步骤S16；若否，则判定该交点为伪点；

步骤S16：判定该交点为真实触摸点；

请参阅图3，在具体实现时，逐一检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，即真实触摸点一定会阻挡各个方向的红外信号。本实施例中，有两第第二斜线L₁、L₂分别被交点P₁及P₃阻挡，在红外信号接收屏幕上形成了信号缺口，而交点P₂并未阻挡第二斜线，因此，可判定交点P₁及P₃为真实触摸点，交点P₂为伪点，即可排除交点P₂。

步骤S17：计算得到该真实触摸点的坐标值，并对该真实触摸点的坐标值进行修正。

请参阅图4，在具体实现时，随着红外触摸屏扫描帧数的增加，计算出该真实触摸点的坐标值呈现波动状态，尤其是纵坐标，其波动范围较大，因此需做对该坐标值进行修正。

所述对该真实触摸点的坐标值进行修正的步骤具体包括：

当所述真实触摸点的扫描帧数连续达到10帧以上，分别计算得到每一帧下该真实触摸点的坐标值，对每隔10帧的坐标值进行平均，得到坐标平均值V₀；

根据以下公式对当前帧的真实触摸点的坐标值进行修正：

V=V₀+|V₁-V₀|/ΔV，其中，V为当前帧真实触摸点修正后的坐标值，V₁为当前帧真实触摸点计算出的坐标值，ΔV表示当前帧真实触摸点与上帧真实触摸点之间坐标的距离差值。

需要说明的是，当首次出现前10帧暂时不对触摸点坐标值进行修正，后面其余每帧均按照上述公式对触摸点坐标值进行修正，这样通过上述公式的修正，使得当前帧真实触摸点坐标值V的波动值趋于平缓，得到比较稳定的真实触摸点坐标，提高了红外触摸屏的定位精度。

另，请参阅图5，本发明提供了一种红外触摸屏定位系统，包括一红外触摸屏100、多个红外发射管10及多个红外接收管20、设于所述红外触摸屏100内的主控模块300及连接于所述主控模块300的数据处理中心400，所述多个红外发射管10设于所述红外触摸屏100的横向上边框102，所述多个红外接收管20设于所述红外触摸屏100的横向下边框104；每一个红外发射管10对应三个非对称分布的所述多个红外接收管20，每一个红外接收管20对应三个非对称分布的所述多个红外发射管10；所述多个红外发射管10与对应的红外接收管20之间形成有多个竖直线、左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；

所述主控模块300用于启动所述多个红外发射管10及多个红外接收管20；

所述数据处理中心400进一步包括：

触摸缺口判断子单元402，用于通过检测所述多个红外接收管20的接收信号判断所述红外触摸屏100上至少两触摸缺口的位置；

交点计算子单元404，用于记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点；

真实触摸点判定子单元406，用于根据检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点；若否，则判定该交点为伪点；以及

坐标值计算子单元408，用于计算得到该真实触摸点的坐标值。

其中，所述数据处理中心400还包括坐标修正子单元401，用于对该真实触摸点的坐标值进行修正。

相比于现有技术，本发明红外触摸屏定位方法及系统通过采用单边不对称的斜线扫描，缩短了红外发射管与红外接收管的扫描时间，提高了红外触摸屏的扫描频率、响应速度及定位精度，从而提高了红外触摸屏定位触摸的稳定流畅性。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。 

Claims (7)

1.一种红外触摸屏定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供一红外触摸屏、沿所述红外触摸屏的横向上边框设置的多个红外发射管及沿所述红外触摸屏的横向下边框上设置的多个红外接收管，每一个红外发射管对应三个非对称分布的所述多个红外接收管，每一个红外接收管对应三个非对称分布的所述多个红外发射管，所述多个红外发射管与对应的红外接收管之间形成有多个竖直线、左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；

启动所述多个红外发射管及多个红外接收管，通过检测所述多个红外接收管接收信号判断出所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置，记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点，检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点；若否，则判定该交点为伪点；计算得到该真实触摸点的坐标值。

2.根据权利要求1所述的红外触摸屏定位方法，其特征在于，每一所述的多个红外发射管对应的三个红外接收管包括第一红外接收管、第二红外接收管及第三红外接收管，所述第一红外接收管设于所述红外发射管的正下方，所述第二红外接收管位于所述第一红外接收管的左边，所述第三红外接收管位于所述第一红外接收管的右边；

所述第二红外接收管与第一红外接收管之间间隔N₁个红外接收管，所述第三红外接收管与第一红外接收管之间间隔N₂个红外接收管；

其中，N₁= N_h/4，N₂= N_h/3，N_h为红外触摸屏的理论纵向灯管数，且N₁及N₂均是整数。

3.根据权利要求2所述的红外触摸屏定位方法，其特征在于，所述通过检测所述多个红外接收管接收信号判断出所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置，记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线的步骤具体包括：

根据所述被遮挡的红外信号得到触摸缺口的位置，判断所述触摸缺口是否为单个，若是，则判定该触摸缺口为真实触摸点，计算得到该真实触摸点的坐标值；若否，则记录通过至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线。

4.根据权利要求1-3任一项所述的红外触摸屏定位方法，其特征在于，所述计算得到该真实触摸点的坐标值的步骤之后还包括：对该真实触摸点的坐标值进行修正。

5.根据权利要求4所述的红外触摸屏定位方法，其特征在于，所述对该真实触摸点的坐标值进行修正的步骤具体包括：

当所述真实触摸点的扫描帧数连续达到10帧以上，分别计算得到每一帧下该真实触摸点的坐标值，对每隔10帧的坐标值进行平均，得到坐标平均值V₀；

根据公式V=V₀+|V₁-V₀|/ΔV对当前帧的真实触摸点的坐标值进行修正；

其中，V为当前帧真实触摸点修正后的坐标值，V₁为当前帧真实触摸点计算出的坐标值，ΔV表示当前帧真实触摸点与上帧真实触摸点之间坐标的距离差值。

6.一种的红外触摸屏定位系统，其特征在于，包括：红外触摸屏、多个红外发射管及多个红外接收管、设于所述红外触摸屏内的主控模块及连接于所述主控模块的数据处理中心，所述多个红外发射管设于所述红外触摸屏的横向上边框，所述多个红外接收管设于所述红外触摸屏的横向下边框；每一个红外发射管对应三个非对称分布的所述多个红外接收管，每一个红外接收管对应三个非对称分布的所述多个红外发射管；所述多个红外发射管与对应的红外接收管之间形成有多个竖直线、左倾的第一斜线及右倾的第二斜线；

所述主控模块用于启动所述多个红外发射管及多个红外接收管；

所述数据处理中心进一步包括：

触摸缺口判断子单元，用于通过检测所述多个红外接收管的接收信号判断所述红外触摸屏上至少两触摸缺口的位置；

交点计算子单元，用于记录经过该至少两触摸缺口的多个竖直线及第一斜线，计算得到所述多个竖直线与第一斜线的多个交点；

真实触摸点判定子单元，用于根据检测每一个交点是否遮挡所述第二斜线，若是，则判定该交点为真实触摸点；若否，则判定该交点为伪点；以及坐标值计算子单元，用于计算得到该真实触摸点的坐标值。

7.根据权利要求6所述的红外触摸屏定位系统，其特征在于，所述数据处理中心还包括坐标修正子单元，用于对该真实触摸点的坐标值进行修正。