CN108089776B - 一种基于电容触摸点的精确定位方法 - Google Patents

一种基于电容触摸点的精确定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电容触摸点的精确定位方法，包括实时监测电容式触摸屏的传感器信号值SignData[i]；判断手指是否按下触摸屏，并轮询第1个至第N*M个传感器，以每个传感器为起点，获取相邻4个传感器信号值总和最大的一组4个传感器，步骤S2，将电容式触摸屏的信号值SignData[i]与噪声值ThredData[i]进行比较，并计算信号值总和SumSignData，再分别计算X位置所占用的触摸面积比例xSignData和Y位置所占用的触摸面积比例ySignData，采用本发明基于电容触摸点的精确定位方法，可以大大提高触摸屏的精度。

Description

一种基于电容触摸点的精确定位方法
技术领域
本发明涉及触摸技术领域，具体涉及一种基于电容触摸点的精确定位方法。
背景技术
由于触摸技术在生活中的应用，特别是针对智能家居控制系统，在内存以及IO口有限的情况下如何实现触摸精度的提升变的更加重要。传统的嵌入式触摸技术采用的是触摸精度和触摸传感器对应的方式实现的，这种情况下触摸的精度受触摸传感器数量影响过大。
随着触摸技术的日益普及，在生活中现在似乎随处可见有关触摸功能的设备，特别是在智能家居控制系统中，由于各种智能家居设备都有可能搭载一个触摸屏，用于人机交互，但是通常的智能家居设备采用的是单片机控制方案，由于资源有限，如何在有限的触摸传感器基础上提升触摸精度变的更加重要，本发明就是基于此进行设计开发的一种基于电容触摸点的精确定位方法，以有效提升触摸精度的算法。
发明内容
本发明的目的在于为了提升触摸精度，提出一种基于电容触摸点的精确定位方法，本发明采用如下技术方案：
一种基于电容触摸点的精确定位方法，包括如下步骤：
步骤S1，实时监测电容式触摸屏的传感器信号值SignData[i]，其中i为正整数，i≤N*M；其中i为自然数，且1≤i≤N*M，N、M均为正整数，电容式触摸屏的传感器个数为N*M个；
步骤S2，轮询第1个至第N*M个传感器，以每个传感器为起点，获取相邻4个传感器信号值总和最大的一组4个传感器，将找到最大的一组的起点传感器为第i个传感器的信号值记为SignData[n,m],获取到相邻4个传感器的信号值分别记为SignData[n,m],SignData[n+1,m],SignData[n+1,m+1]，SignData[n,m+1]；
步骤S3，计算4个传感器的信号值总和SumSignData；SumSignData＝SignData[n，m]+SignData[n+1,m]+SignData[n+1,m+1]+SignData[n,m+1]；
步骤S4，分别计算X位置所占用的触摸面积比例xSignData和Y位置所占用的触摸面积比例ySignData，
xSignData＝(normalization[n,m]+normalization[n,m+1])/(normalization[n+1,m]+normalization[n+1,m+1])；
ySignData＝(normalization[n,m]+normalization[n+1,m])/(normalization[n,m+1]+normalization[n+1,m+1])；
normalizationSign[i,j]＝SignData[i,j]/SumSignData；{{i|i∈n,n+1},{j|j∈m,m+1}}；
即为，
normalizationSign[n,m]＝SignData[n,m]/SumSignData；
normalizationSign[n,m+1]＝SignData[n,m+1]/SumSignData；
normalizationSign[n+1,m]＝SignData[n+1,m]/SumSignData；
normalizationSign[n+1,m+1]＝SignData[n+1,m+1]/SumSignData；
步骤S5，根据X位置所占用的触摸面积比例和Y位置所占用的触摸面积比例确定触摸位置[XPOS,YPOS]：
XPOS＝n*S+S*xSignData；
YPOS＝m*S+S*ySignData；
其中，S为预提升触摸精度；n＝1+(i-1)/M；m＝1+(i-1)％M，其中i为第i个传感器。
在本发明中，为了防止环境噪声的影响，本发明方法还包括如下步骤，即在步骤S12在步骤S1之后，
步骤S12，将电容式触摸屏的信号值SignData[i]与噪声值ThredData[i]进行比较，若SignData[i]≥ThredData[i]，则手指按下电容式触摸屏，进入步骤S2，否则返回步骤S1；SignData[i]为第i个电容传感器的信号值；ThredData[i]为第i个电容传感器的噪声值，表示环境噪声，直接设定。
进一步的，步骤S1，实时监测电容式触摸屏的传感器信号值SignData[i]的获取方式为如下，
SignData[i]＝RawData[i]-FilterData[i]；
其中，FilterData[i]为第i个电容传感器经IIR滤波后的电容值；RawData[i]为第i个电容传感器的电容原始值：
FilterData[i]＝FilterData[i]-FilterData[i]/8+RawData[i]/8；
ThredData[i]为第i个电容传感器的噪声值，表示环境噪声，直接设定。
在本发明实施例中，提升S倍的电容式触摸屏的精度，S＝10，当然不能作为本发明的限定，可以根据实际需要进行任意调整。
在本发明实施例中，优选地，所述电容式触摸屏的传感器为N*M个，采用N排、M列均匀对称排布方式。
通过本发明的基于电容触摸点的精确定位方法，主要应用在但不限于在智能家居控制系统中，本发明方法采用电容式触摸获取到每个触摸传感器的初始电容值，采用面积匹配的方式计算触摸点的实际位置；采用IIR对初始电容进行滤波，计算环境电容，在有限的触摸传感器基础上通过本发明方法可以有效提升触摸精度。
另本发明方法通过判读每个传感器电容值和环境电容的差值是否大于噪声值，如果小于，表示是噪声，用于防止误触发，提高系统的可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的基于电容触摸点的精确定位方法的流程图；
图2为本发明的电容式触摸屏的传感器为N*M的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
通过获取到每个触摸通道(每个通道对应一个电容传感器)的原始电容值，并对原始电容值数据进行滤波处理，例如对于N*M(N＝3,M＝3)个通道，相应有9个传感器：
其中，RawData[i]表示第i个电容传感器的电容原始值，该值是经过芯片量化后的电容值，无单位，表征电容值大小，与ADC精度有关；
FilterData[i]为第i个电容传感器经IIR滤波后的电容值；
SignData[i]为第i个电容传感器的信号值；
ThredData[i]为第i个电容传感器的噪声值，表示环境噪声，直接设定。
FilterData[i]＝FilterData[i]-FilterData[i]/8+RawData[i]/8；
SignData[i]＝RawData[i]-FilterData[i]；
基于电容触摸点的精确定位方法，包括如下步骤，如图1所示：
步骤S1，实时监测电容式触摸屏的传感器信号值SignData[i]，其中i为正整数，i≤N*M；其中i为自然数，且1≤i≤N*M，N、M均为正整数，电容式触摸屏的传感器个数为N*M个；
步骤S2，轮询第1个至第N*M个传感器，以每个传感器为起点，获取相邻4个传感器信号值总和最大的一组4个传感器，将找到最大的一组的起点传感器为第i个传感器的信号值记为SignData[n,m],获取到相邻4个传感器的信号值分别记为SignData[n,m],SignData[n+1,m],SignData[n+1,m+1]，SignData[n,m+1]；
步骤S3，计算4个传感器的信号值总和SumSignData；SumSignData＝SignData[n，m]+SignData[n+1,m]+SignData[n+1,m+1]+SignData[n,m+1]；
步骤S4，分别计算X位置所占用的触摸面积比例xSignData和Y位置所占用的触摸面积比例ySignData，
xSignData＝(normalization[n,m]+normalization[n,m+1])/(normalization[n+1,m]+normalization[n+1,m+1])；
ySignData＝(normalization[n,m]+normalization[n+1,m])/(normalization[n,m+1]+normalization[n+1,m+1])；
normalizationSign[i,j]＝SignData[i,j]/SumSignData；{{i|i∈n,n+1},{j|j∈m,m+1}}；
即为，
normalizationSign[n,m]＝SignData[n,m]/SumSignData；
normalizationSign[n,m+1]＝SignData[n,m+1]/SumSignData；
normalizationSign[n+1,m]＝SignData[n+1,m]/SumSignData；
normalizationSign[n+1,m+1]＝SignData[n+1,m+1]/SumSignData；
步骤S5，根据X位置所占用的触摸面积比例和Y位置所占用的触摸面积比例确定触摸位置[XPOS,YPOS]：
XPOS＝n*S+S*xSignData；
YPOS＝m*S+S*ySignData；
其中，S为预提升触摸精度；n＝1+(i-1)/M；m＝1+(i-1)％M，其中i为第i个传感器。
进一步的，还包括如下步骤，步骤S12在步骤S1之后，
步骤S12，将电容式触摸屏的信号值SignData[i]与噪声值ThredData[i]进行比较，若SignData[i]≥ThredData[i]，则手指按下电容式触摸屏，进入步骤S2，否则返回步骤S1；SignData[i]为第i个电容传感器的信号值；ThredData[i]为第i个电容传感器的噪声值，表示环境噪声，直接设定。
其中，SignData[i]＝RawData[i]-FilterData[i]；
FilterData[i]为第i个电容传感器经IIR滤波后的电容值；RawData[i]为第i个电容传感器的电容原始值：
FilterData[i]＝FilterData[i]-FilterData[i]/8+RawData[i]/8；
ThredData[i]为第i个电容传感器的噪声值，表示环境噪声，直接设定。
在本发明实施例中，S＝10，需要说明的是，S为设定倍数，也可以根据实际应用进行调整。
其中本发明的所述电容式触摸屏的传感器为N*M个，采用N排、M列均匀对称排布方式。在本发明实施例中，以N＝5，M＝7为实施例进行说明，如附图2所示，液晶屏总共传感器为35个。
对于i＝6号传感器，SignData[n,m]，由公式可知，n＝1+(i-1)/M；m＝1+(i-1)％M，n＝1，m＝6，即SignData[1,6]。
上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于电容触摸点的精确定位方法，其特征在于，
包括如下步骤：
步骤S1，实时监测电容式触摸屏的传感器信号值SignData[i]，其中i为正整数，i≤N*M；其中i为自然数，且1≤i≤N*M，N、M均为正整数，电容式触摸屏的传感器个数为N*M个；
步骤S2，轮询第1个至第N*M个传感器，以每个传感器为起点，获取相邻4个传感器信号值总和最大的一组4个传感器，将找到最大的一组的起点传感器为第i个传感器的信号值记为SignData[n,m],获取到相邻4个传感器的信号值分别记为SignData[n,m],SignData[n+1,m],SignData[n+1,m+1]，SignData[n,m+1]；
步骤S3，计算4个传感器的信号值总和SumSignData；SumSignData＝SignData[n，m]+SignData[n+1,m]+SignData[n+1,m+1]+SignData[n,m+1]；
步骤S4，分别计算X位置所占用的触摸面积比例xSignData和Y位置所占用的触摸面积比例ySignData，
xSignData＝(normalization[n,m]+normalization[n,m+1])/(normalization[n+1,m]+normalization[n+1,m+1])；
ySignData＝(normalization[n,m]+normalization[n+1,m])/(normalization[n,m+1]+normalization[n+1,m+1])；
normalizationSign[i,j]＝SignData[i,j]/SumSignData；{{i|i∈n,n+1},{j|j∈m,m+1}}；
即为，
normalizationSign[n,m]＝SignData[n,m]/SumSignData；
normalizationSign[n,m+1]＝SignData[n,m+1]/SumSignData；
normalizationSign[n+1,m]＝SignData[n+1,m]/SumSignData；
normalizationSign[n+1,m+1]＝SignData[n+1,m+1]/SumSignData；
步骤S5，根据X位置所占用的触摸面积比例和Y位置所占用的触摸面积比例确定触摸位置[XPOS,YPOS]：
XPOS＝n*S+S*xSignData；
YPOS＝m*S+S*ySignData；
其中，S为预提升触摸精度；n＝1+(i-1)/M；m＝1+(i-1)％M，其中i为第i个传感器。
2.根据权利要求1所述的基于电容触摸点的精确定位方法，其特征在于，
还包括如下步骤，步骤S12在步骤S1之后，
步骤S12，将电容式触摸屏的信号值SignData[i]与噪声值ThredData[i]进行比较，若SignData[i]≥ThredData[i]，则手指按下电容式触摸屏，进入步骤S2，否则返回步骤S1；SignData[i]为第i个电容传感器的信号值；ThredData[i]为第i个电容传感器的噪声值，表示环境噪声，直接设定。
3.根据权利要求2所述的基于电容触摸点的精确定位方法，其特征在于，
SignData[i]＝RawData[i]-FilterData[i]；
其中，FilterData[i]为第i个电容传感器经IIR滤波后的电容值；RawData[i]为第i个电容传感器的电容原始值：
FilterData[i]＝FilterData[i]-FilterData[i]/8+RawData[i]/8。
4.根据权利要求1所述的基于电容触摸点的精确定位方法，其特征在于，
S＝10。
5.根据权利要求1所述的基于电容触摸点的精确定位方法，其特征在于，
所述电容式触摸屏的传感器为N*M个，采用N排、M列均匀对称排布方式。
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