專利名稱：觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法，尤指一種經(jīng)一預(yù)估與估測(cè)濾波器，對(duì)X、Y坐標(biāo)信號(hào)作預(yù)估與估測(cè)濾波處理，使所得到的X、Y坐標(biāo)更精確與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更好的方法。
背景技術(shù)：
觸控面板(Touch Panel)是一種人性化輸入裝置。由于以往的輸入裝置，例如鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球等皆無法滿足使用者輸入便利的需求，因此業(yè)界為求輸入便利而把多種輸入裝置整合在一起，以提高輸入效率及便利性，但隨著電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)皆以輕、薄、短、小、功能強(qiáng)悍為發(fā)展方向，傳統(tǒng)鍵盤等輸入裝置已無法滿足此需求，產(chǎn)品上也無空間容納多種輸入裝置。而，觸控面板除了符合可多層次選項(xiàng)設(shè)計(jì)要求外，還同時(shí)擁有鍵盤、鼠標(biāo)的功能以及手寫輸入等人性化的操作功能，使觸控面板成為人機(jī)接口的最佳選擇。
觸控面板主要由透明導(dǎo)電玻璃及透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的玻璃面板構(gòu)成，它是通過由集成電路控制芯片組成的控制電路板控制，以觸控方式顯示所需圖像于屏幕上。而觸控面板依感應(yīng)方式不同，可分為電阻式、電容式、電感應(yīng)式等，其中又以電阻式最被廣泛運(yùn)用。而該電阻式的觸控面板依配線方式不同又可分為四線式與五線式等，其技術(shù)原理是以透明導(dǎo)電玻璃及透明導(dǎo)電薄膜各依X、Y軸布線，且在上層的導(dǎo)電薄膜與下層的導(dǎo)電玻璃間設(shè)有撐開空間得點(diǎn)隔片。當(dāng)手指、觸控筆或其它介質(zhì)對(duì)上層的導(dǎo)電薄膜施加壓力，使上下層電極相通并產(chǎn)生電位差，即形成一開關(guān)，按壓即產(chǎn)生ON/OFF作用，以提供一信號(hào)，該信號(hào)再經(jīng)排線傳給微處理控制器處理，進(jìn)一步計(jì)算施壓處的坐標(biāo)位置并顯示于屏幕上。
然而，該觸控面板的感應(yīng)方式不論是電阻式或電容式或電感應(yīng)式，其目的皆為偵測(cè)觸控面板上的X、Y坐標(biāo)，其所得的X、Y坐標(biāo)值多少都具有噪聲，而使偵測(cè)的X、Y坐標(biāo)與實(shí)際的X、Y坐標(biāo)產(chǎn)生誤差。
故，如何改善傳統(tǒng)觸控面板因噪聲而產(chǎn)生誤差的缺失，為本發(fā)明的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的是提供一種觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法，它是在一觸控面板中利用一具有預(yù)估與估測(cè)濾波的濾波器，對(duì)X、Y坐標(biāo)信號(hào)作預(yù)估與估測(cè)濾波處理，其中包括下列步驟以該濾波器先對(duì)前一個(gè)X、Y坐標(biāo)作預(yù)估，以預(yù)估技術(shù)計(jì)算一取樣周期最佳預(yù)估值，再由現(xiàn)在所測(cè)量的X、Y坐標(biāo)與前所預(yù)估的X、Y坐標(biāo)以正交原則估測(cè)出最佳的X、Y坐標(biāo)，使得到的估測(cè)X、Y坐標(biāo)更精確且與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更佳。
所述濾波器為一卡爾曼濾波器。


圖1為本發(fā)明的動(dòng)作流程2為本發(fā)明經(jīng)卡爾曼濾波器所得到的X、Y坐標(biāo)更精確且與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更佳的示意圖具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明為一種觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法。在本實(shí)施例中，該觸控面板為一電阻式五線觸控面板1，該觸控面板1更包含有一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2、一微處理器3及一具有預(yù)估與估測(cè)濾波的卡爾曼濾波器4(Kalman Filter)。當(dāng)接觸該觸控面板1時(shí)，該接觸點(diǎn)于該觸控面板1的X、Y坐標(biāo)各傳出一模擬電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字信號(hào)，再傳入微處理器3解釋成觸控面板1上X、Y坐標(biāo)位置，所得的X、Y坐標(biāo)位置，再由卡爾曼濾波器4，先對(duì)前一個(gè)X、Y坐標(biāo)作預(yù)估，以預(yù)估技術(shù)計(jì)算一取樣周期最佳預(yù)估值，再由現(xiàn)在所量測(cè)的X、Y坐標(biāo)與前所預(yù)估的X、Y坐標(biāo)以正交原則(Orthogonal Principle)估測(cè)出最佳的X、Y坐標(biāo)，以供得到的估測(cè)X、Y坐標(biāo)更精確且與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更佳。
其表達(dá)式如下假設(shè)X、Y坐標(biāo)所得的信號(hào)為Xdata、Ydata，其線性方程式為Z(k)＝θm(k)+vm(k)，令θm(k)=Xdata(k)Ydata(k)]]>Z(k)為現(xiàn)階段測(cè)量的Xdata(k)、Ydata(k)，Vm(k)為具平均值εm，與自變異數(shù)δm的白色高斯噪聲。
(1)、預(yù)估計(jì)算式θ^m(k|k-1)=A*θ^m(k-1|k-1)]]>
P(k|k-1)＝ATP(k-1|k-1)A+ωm(k-1)式中A=1001,]]>假設(shè)P(0|0)=1001,]]>ωm(0)=qm00qm,]]>P(k)為預(yù)估因子，wm(k)為預(yù)估噪聲變異數(shù)(2)估測(cè)計(jì)算式K(k)＝P(k|k-1)CT[CP(k|k-1)CT+vm(k)]-1θ^m(k|k)=Aθ^(k|k-1)+K(k)[Z(k)-Cθ^m(k|k-1)]]]>P(k|k)＝[1-K(k)C]P(k|k-1)式中vm(k)=δm00δm,]]>C＝1，I=1001,]]>K(k)為估測(cè)因子以上計(jì)算式完成Z與 的信號(hào)融合，估算出最佳X、Y坐標(biāo)值Z^(k)=θ^m(k|k).]]>本實(shí)施例在實(shí)際實(shí)施時(shí)，如圖2所示，利用了Matlab軟件仿真，設(shè)計(jì)在觸控面板上劃一sin波，設(shè)定sin波的X、Y坐標(biāo)x、y方程式如下X由0到6.28，每次間隔0.1；X，Y坐標(biāo)共62筆x＝0∶0.1∶2*3.14；y＝sin(x)；參數(shù)設(shè)定Pk(1)＝1；wm＝0.1；vm＝0.1；Pk代表預(yù)估因子；wm代表估測(cè)誤差；vm代表噪聲自變異數(shù)假設(shè)觸控面板所偵測(cè)的X、Y坐標(biāo)，經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，再傳入微處理器3解譯成觸控面板1上X、Y坐標(biāo)位置Xdata、Ydata，已經(jīng)具有噪聲，vx為X坐標(biāo)噪聲，vy為Y坐標(biāo)的噪聲，表示是如下因X、Y坐標(biāo)共62筆當(dāng)i＝1∶1∶62假設(shè)X坐標(biāo)的噪聲為±0.2；Y坐標(biāo)的噪聲為±0.2vx(i)＝(-1)^i*rand(1)/5；vy(i)＝(-1)^i*rand(1)/5；
Xdata(i)＝x(i)+vx(i)；Ydata(i)＝y(tǒng)(i)+vy(i)；再利用卡爾曼濾波器4來作Xdata、Ydata預(yù)估，首先進(jìn)行預(yù)估技術(shù)計(jì)算一取樣周期最佳預(yù)估值Xt、Yt，繼而讀入新測(cè)量值以正交原則更新Xdata、Ydata估測(cè)值為Xtt、Ytt，以SNR_m為表示Xdata，Ydata與x、y的誤差量，SNR_p為表示Xtt，Ytt與x、y的誤差量，程序如下(其中Kk為估測(cè)因子)X起始資料等于測(cè)量資料Xtt(1)＝Xdata(1)；Y起始資料等于測(cè)量資料Ytt(1)＝Y(jié)data(1)；設(shè)測(cè)量資料與實(shí)際資料起始誤差值為0SNR_m＝0；設(shè)估測(cè)資料與實(shí)際資料起始誤差值為0SNR_p＝0；由第二筆資料開始預(yù)估當(dāng)i＝2∶1∶62Xt由Xdata預(yù)估Xt(i)＝Xdata(i-1)；Yt由Ydata預(yù)估Yt(i)＝Y(jié)data(i-1)；預(yù)估因子由前一筆預(yù)估因子與wm計(jì)算而得Pk(i)＝Pk(i-1)+wm；估測(cè)因子計(jì)算式Kk(i)＝Pk(i)/(Pk(i)+vm)；X坐標(biāo)估測(cè)因子計(jì)算式Xtt(i)＝Xt(i)+Kk(i)*(Xdata(i)-Xt(i))；Y坐標(biāo)估測(cè)因子計(jì)算式Y(jié)tt(i)＝Y(jié)t(i)+Kk(i)*(Ydata(i)-Yt(i))；更新Pk(i)值
Pk(i)＝(1-Kk(i))*Pk(i)；計(jì)算量測(cè)資料與實(shí)際資料的誤差值SNR1＝(Xdata(i)-x(i))^2+(Ydata(i)-y(i))^2；計(jì)算估測(cè)資料與實(shí)際資料的誤差值SNR2＝(Xtt(i)-x(i))^2+(Ytt(i)-y(i))^2；所有的測(cè)量誤差值SNR_m＝SNR_m+SNR1；所有的估測(cè)誤差值SNR_p＝SNR_p+SNR2；仿真結(jié)果如圖2所示，Xtt、Ytt為經(jīng)卡爾曼濾波器4估測(cè)后的資料較接近sin波，且SNR_p＝0.3645＜SNR_m＝1.5687，表示Xtt、Ytt具有較小的誤差量。
綜上所述，本發(fā)明是以一具有預(yù)估與估測(cè)濾波的卡爾曼濾波器，對(duì)X、Y坐標(biāo)信號(hào)作預(yù)估與估測(cè)濾波處理，使得X、Y坐標(biāo)更精確且與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更佳。
權(quán)利要求
1.一種觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法，它是在一觸控面板中利用一具有預(yù)估與估測(cè)濾波的濾波器，對(duì)X、Y坐標(biāo)信號(hào)作預(yù)估與估測(cè)濾波處理，其中包括下列步驟以該濾波器先對(duì)前一個(gè)X、Y坐標(biāo)作預(yù)估，以預(yù)估技術(shù)計(jì)算一取樣周期最佳預(yù)估值，再由現(xiàn)在所測(cè)量的X、Y坐標(biāo)與前所預(yù)估的X、Y坐標(biāo)以正交原則估測(cè)出最佳的X、Y坐標(biāo)，使得到的估測(cè)X、Y坐標(biāo)更精確且與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更佳。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法，其特征在于所述濾波器為一卡爾曼濾波器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種觸控面板的坐標(biāo)預(yù)估與估測(cè)濾波方法，它是在一觸控面板中利用一具有預(yù)估與估測(cè)濾波的濾波器，對(duì)X、Y坐標(biāo)信號(hào)作預(yù)估與估測(cè)濾波處理，其中包括下列步驟以濾波器先對(duì)前一個(gè)X、Y坐標(biāo)作預(yù)估，以預(yù)估技術(shù)計(jì)算一取樣周期最佳預(yù)估值，再由現(xiàn)在所量測(cè)的X、Y坐標(biāo)與前所預(yù)估的X、Y坐標(biāo)以正交原則估測(cè)出最佳的X、Y坐標(biāo)，使得到的估測(cè)X、Y坐標(biāo)更精確且與前后坐標(biāo)位置相關(guān)性更佳。
文檔編號(hào)G06F3/03GK1567165SQ0314632
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者賴志章 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司