摘要：電容觸摸屏在數(shù)據(jù)收羅進程中不行制止地會發(fā)生系統(tǒng)噪聲，為了提高觸摸屏坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確度，在對原始數(shù)據(jù)舉辦定位闡明前，首先回收卡爾曼濾波要領(lǐng)對數(shù)據(jù)舉辦處理懲罰，再將數(shù)據(jù)在MATLAB頂用定位算法計較出觸摸屏的坐標(biāo)值，并繪制坐標(biāo)點圖。功效表白，卡爾曼濾波確實可以或許有效去除噪聲，從而提高觸摸屏坐標(biāo)定位的精確性，具有很高的實用性。

引言

　　跟著信息時代的到來，人們對信息的檢索、查詢需求逐漸增多，因此，利便快捷的人機交互界面不行或缺，而個中首當(dāng)其沖的應(yīng)用技能即是觸摸屏。觸摸屏作為一種新的智能設(shè)備輸入裝置，其技能已經(jīng)較量成熟，常見的范例可分為紅外線、外貌聲波、電阻式和電容式等[1-2]。個中電容觸摸屏中利用較遍及的是投射電容式觸摸屏，其按照建造、布線工藝和掃描方法差異又分為互電容和自電容。本文描寫的是自電容，即別離由X、Y掃描電極與地某人組成自電容，掃描時，一端接地，另一端接鼓勵或采樣電路，別離對M+N個電極舉辦掃描，檢測自電容[3-4]。在自電容的檢測中，系統(tǒng)噪聲會滋擾到電容的檢測，因而直接影響到后續(xù)觸摸點坐標(biāo)簡直定。為此，針對主要影響因素——系統(tǒng)噪聲舉辦濾波，還原初始數(shù)據(jù)的有效信號有利于提高觸摸屏的坐標(biāo)定位精確度。在浩瀚的濾波要領(lǐng)中，顛末嘗試闡明和比擬，最終證實，卡爾曼濾波在還原原始數(shù)據(jù)和算法實現(xiàn)方面都有較好的優(yōu)勢。

1 電容觸摸屏坐標(biāo)定位道理和卡爾曼濾波道理

1.1 電容觸摸屏坐標(biāo)定位道理

　　對付投射式電容觸摸屏的定位來說，自電容是觸摸屏感到塊相對地之間的電容，當(dāng)人體在觸摸屏上施加鼓勵信號時，就相當(dāng)于一個接地的導(dǎo)體與感到塊之間形成一個耦合電容[5-7]。自電容Cs與人體耦合電容Cp成并聯(lián)干系，因此，總的電容值C=Cs+Cp，詳細(xì)模子如圖1所示。在觸摸檢測時，依次別離檢測27個X軸和18個Y軸電極數(shù)組，按照觸摸前后所有自電容量的變革值確定手指地址的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，最后組合成平面的觸摸坐標(biāo)[8]。總共需掃描X+Y次，電容變革的差值在觸摸中心點最大，跟著觸摸區(qū)域的擴散電容變革差值逐漸減小，整個區(qū)域電容值的變革整體上雷同正態(tài)漫衍。

1.2 卡爾曼濾波道理

　　卡爾曼濾波是一種操作線性系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過系統(tǒng)輸入輸出視察數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)狀態(tài)舉辦最優(yōu)預(yù)計的算法。能有效地從一組有限的包括噪聲的數(shù)據(jù)中預(yù)測出物體的坐標(biāo)位置。

　　卡爾曼濾波主要是通過如下五個焦點公式迭代得出某一時刻最優(yōu)預(yù)計[9]：

　　上述方程組中，X(k+1|K)是上一狀態(tài)的預(yù)測功效， X(k)是上一狀態(tài)的最優(yōu)功效，P(k+1|K)是X(k+1|K)對應(yīng)的協(xié)方差，P(k)是X(k)對應(yīng)的協(xié)方差。W(k)和V(k)別離是進程噪聲和視察噪聲，兩者一般均視為高斯白噪聲。Q、R為W(k)、V(k)相應(yīng)的協(xié)方差，Kg為卡爾曼增益。狀態(tài)預(yù)計是卡爾曼濾波的重要部門，一般環(huán)境下，受噪聲滋擾的隨機狀態(tài)量很難準(zhǔn)確測得，但可舉辦一系列視察，并依據(jù)一組視察值按某種統(tǒng)計概念舉辦預(yù)計，以盡大概靠近真實值。

2 電容參數(shù)值的丈量和觸摸區(qū)域簡直定

2.1 電容參數(shù)值的丈量

　　在觸碰未產(chǎn)生前，觸摸屏每個通道都有一個可直接測得的基準(zhǔn)電容Crefi，該值在必然范疇內(nèi)顛簸，且每個通道的值不盡溝通，如圖2所示，每個條形代表一個通道。同時，需要為未觸碰前的每個通道的電容值配置一個閾值，暗示基準(zhǔn)電容值的最高顛簸范疇。每個通道閾值因基準(zhǔn)值差異而差異，與基準(zhǔn)電容值的干系界說如下：

(6)

T_Valuei暗示第i個通道的電容閾值。