專利名稱：觸控面板的坐標預估與估測濾波方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種觸控面板的坐標預估與估測濾波方法，尤指一種經一預估與估測濾波器，對X、Y坐標信號作預估與估測濾波處理，使所得到的X、Y坐標更精確與前后坐標位置相關性更好的方法。
背景技術：
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、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，但隨著電子產品設計皆以輕、薄、短、小、功能強悍為發(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設計要求外，還同時擁有鍵盤、鼠標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接口的最佳選擇。
觸控面板主要由透明導電玻璃及透明導電薄膜構成的玻璃面板構成，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。而觸控面板依感應方式不同，可分為電阻式、電容式、電感應式等，其中又以電阻式最被廣泛運用。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，其技術原理是以透明導電玻璃及透明導電薄膜各依X、Y軸布線，且在上層的導電薄膜與下層的導電玻璃間設有撐開空間得點隔片。當手指、觸控筆或其它介質對上層的導電薄膜施加壓力，使上下層電極相通并產生電位差，即形成一開關，按壓即產生ON/OFF作用，以提供一信號，該信號再經排線傳給微處理控制器處理，進一步計算施壓處的坐標位置并顯示于屏幕上。
然而，該觸控面板的感應方式不論是電阻式或電容式或電感應式，其目的皆為偵測觸控面板上的X、Y坐標，其所得的X、Y坐標值多少都具有噪聲，而使偵測的X、Y坐標與實際的X、Y坐標產生誤差。
故，如何改善傳統(tǒng)觸控面板因噪聲而產生誤差的缺失，為本發(fā)明的重點。

發(fā)明內容
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預估與估測濾波方法。
為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種觸控面板的坐標預估與估測濾波方法，它是在一觸控面板中利用一具有預估與估測濾波的濾波器，對X、Y坐標信號作預估與估測濾波處理，其中包括下列步驟以該濾波器先對前一個X、Y坐標作預估，以預估技術計算一取樣周期最佳預估值，再由現在所測量的X、Y坐標與前所預估的X、Y坐標以正交原則估測出最佳的X、Y坐標，使得到的估測X、Y坐標更精確且與前后坐標位置相關性更佳。
所述濾波器為一卡爾曼濾波器。


圖1為本發(fā)明的動作流程2為本發(fā)明經卡爾曼濾波器所得到的X、Y坐標更精確且與前后坐標位置相關性更佳的示意圖具體實施方式
請參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明為一種觸控面板的坐標預估與估測濾波方法。在本實施例中，該觸控面板為一電阻式五線觸控面板1，該觸控面板1更包含有一模擬數字轉換器2、一微處理器3及一具有預估與估測濾波的卡爾曼濾波器4(Kalman Filter)。當接觸該觸控面板1時，該接觸點于該觸控面板1的X、Y坐標各傳出一模擬電壓信號，此信號經模擬數字轉換器2轉換成12位的數字信號，再傳入微處理器3解釋成觸控面板1上X、Y坐標位置，所得的X、Y坐標位置，再由卡爾曼濾波器4，先對前一個X、Y坐標作預估，以預估技術計算一取樣周期最佳預估值，再由現在所量測的X、Y坐標與前所預估的X、Y坐標以正交原則(Orthogonal Principle)估測出最佳的X、Y坐標，以供得到的估測X、Y坐標更精確且與前后坐標位置相關性更佳。
其表達式如下假設X、Y坐標所得的信號為Xdata、Ydata，其線性方程式為Z(k)＝θm(k)+vm(k)，令θm(k)=Xdata(k)Ydata(k)]]>Z(k)為現階段測量的Xdata(k)、Ydata(k)，Vm(k)為具平均值εm，與自變異數δm的白色高斯噪聲。
(1)、預估計算式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P(0|0)=1001,]]>ωm(0)=qm00qm,]]>P(k)為預估因子，wm(k)為預估噪聲變異數(2)估測計算式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)為估測因子以上計算式完成Z與 的信號融合，估算出最佳X、Y坐標值Z^(k)=θ^m(k|k).]]>本實施例在實際實施時，如圖2所示，利用了Matlab軟件仿真，設計在觸控面板上劃一sin波，設定sin波的X、Y坐標x、y方程式如下X由0到6.28，每次間隔0.1；X，Y坐標共62筆x＝0∶0.1∶2*3.14；y＝sin(x)；參數設定Pk(1)＝1；wm＝0.1；vm＝0.1；Pk代表預估因子；wm代表估測誤差；vm代表噪聲自變異數假設觸控面板所偵測的X、Y坐標，經模擬數字轉換器2轉成數字信號，再傳入微處理器3解譯成觸控面板1上X、Y坐標位置Xdata、Ydata，已經具有噪聲，vx為X坐標噪聲，vy為Y坐標的噪聲，表示是如下因X、Y坐標共62筆當i＝1∶1∶62假設X坐標的噪聲為±0.2；Y坐標的噪聲為±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預估，首先進行預估技術計算一取樣周期最佳預估值Xt、Yt，繼而讀入新測量值以正交原則更新Xdata、Ydata估測值為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為估測因子)X起始資料等于測量資料Xtt(1)＝Xdata(1)；Y起始資料等于測量資料Ytt(1)＝Ydata(1)；設測量資料與實際資料起始誤差值為0SNR_m＝0；設估測資料與實際資料起始誤差值為0SNR_p＝0；由第二筆資料開始預估當i＝2∶1∶62Xt由Xdata預估Xt(i)＝Xdata(i-1)；Yt由Ydata預估Yt(i)＝Ydata(i-1)；預估因子由前一筆預估因子與wm計算而得Pk(i)＝Pk(i-1)+wm；估測因子計算式Kk(i)＝Pk(i)/(Pk(i)+vm)；X坐標估測因子計算式Xtt(i)＝Xt(i)+Kk(i)*(Xdata(i)-Xt(i))；Y坐標估測因子計算式Ytt(i)＝Yt(i)+Kk(i)*(Ydata(i)-Yt(i))；更新Pk(i)值
Pk(i)＝(1-Kk(i))*Pk(i)；計算量測資料與實際資料的誤差值SNR1＝(Xdata(i)-x(i))^2+(Ydata(i)-y(i))^2；計算估測資料與實際資料的誤差值SNR2＝(Xtt(i)-x(i))^2+(Ytt(i)-y(i))^2；所有的測量誤差值SNR_m＝SNR_m+SNR1；所有的估測誤差值SNR_p＝SNR_p+SNR2；仿真結果如圖2所示，Xtt、Ytt為經卡爾曼濾波器4估測后的資料較接近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)明是以一具有預估與估測濾波的卡爾曼濾波器，對X、Y坐標信號作預估與估測濾波處理，使得X、Y坐標更精確且與前后坐標位置相關性更佳。
權利要求
1.一種觸控面板的坐標預估與估測濾波方法，它是在一觸控面板中利用一具有預估與估測濾波的濾波器，對X、Y坐標信號作預估與估測濾波處理，其中包括下列步驟以該濾波器先對前一個X、Y坐標作預估，以預估技術計算一取樣周期最佳預估值，再由現在所測量的X、Y坐標與前所預估的X、Y坐標以正交原則估測出最佳的X、Y坐標，使得到的估測X、Y坐標更精確且與前后坐標位置相關性更佳。
2.根據權利要求書1所述的觸控面板的坐標預估與估測濾波方法，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預估與估測濾波方法，它是在一觸控面板中利用一具有預估與估測濾波的濾波器，對X、Y坐標信號作預估與估測濾波處理，其中包括下列步驟以濾波器先對前一個X、Y坐標作預估，以預估技術計算一取樣周期最佳預估值，再由現在所量測的X、Y坐標與前所預估的X、Y坐標以正交原則估測出最佳的X、Y坐標，使得到的估測X、Y坐標更精確且與前后坐標位置相關性更佳。
文檔編號G06F3/03GK1567165SQ0314632
公開日2005年1月19日 申請日期2003年7月8日 優(yōu)先權日2003年7月8日
發(fā)明者賴志章 申請人:勝華科技股份有限公司