大尺寸红外触控多点识别技术研究与设计实现

发布时间：2017-05-15 18:16

  本文关键词：大尺寸红外触控多点识别技术研究与设计实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：触控技术是一项近几十年来新兴的人机交互方式,以其直观高效、自然流畅的特性,逐渐赢得人们的青睐。随着触控技术的不断发展,触摸屏也朝着从小尺寸向大尺寸、从传统的只能支持单点触控向支持多点触控的方向发展。在当前众多触控技术中,适合大尺寸液晶显示的是红外触控技术和光学影像感测技术。红外与光学相比,红外触摸屏以其低成本、环境适应性强、易于安装和维护、寿命更长、可识别触摸点数更多等诸多优点,成为设计制作大尺寸触摸屏的首选。当前红外触控技术的硬件技术已经相当成熟,制约红外触控技术发展的主要因素是算法和软件。本论文针对大尺寸红外触控多点识别技术进行了研究与设计实现,特别是在对算法的研究过程中发现,传统红外多点定位技术只用到了一部分光路数据进行点定位,如只用到了被遮挡光路数据进行多点定位,并未考虑未被遮挡光路对点识别造成的影响；红外触摸屏光路数据处于离散状态(红外二极管间存在间距),因此多点轨迹上输出的点位置处于跳跃状态,如何进行多点轨迹平滑,直接关系到触摸屏的触摸感受；红外触摸屏是一种非接触式的触摸装置,因此容易受到昆虫等误触摸干扰,另外如果有少数几个红外二极管损坏,也会造成触摸屏无法正常响应。为了解决这些关键技术难点,本论文采取了以下创新：(1)设计和实现了一种基于全局光路信息的多点定位技术,提高了红外触摸屏的点定位精度、多点识别正确率,降低了鬼点率。(2)设计和实现了一种基于卡尔曼滤波的多点轨迹平滑技术,减少了红外触摸屏手写轨迹抖动和锯齿,提升了用户的触摸感受。(3)设计和实现了一种基于全局光路信息动态反馈与监测机制的触摸屏死点抑制技术,提高了触摸屏防误识别和防误触摸等抗干扰能力。
【关键词】：触控技术 多点定位 轨迹平滑 死点抑制
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN219
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 课题研究背景与意义10-11
• 1.3 红外触控多点识别技术的研究现状11-14
• 1.3.1 直接线段相交多点识别技术11-12
• 1.3.2 逻辑多屏点识别技术12-13
• 1.3.3 自适应多点识别技术13-14
• 1.4 本论文研究内容与组织结构14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 2 系统方案设计16-27
• 2.1 红外触摸屏的工作原理16
• 2.2 系统整体框架方案设计16-19
• 2.3 硬件电路设计19-21
• 2.3.1 硬件电路总体设计19
• 2.3.2 发射电路设计19-20
• 2.3.3 接收电路设计20-21
• 2.4 固件扫描方案设计21-24
• 2.5 USB/HID通讯方案设计24-26
• 2.5.1 触摸屏与上位机通信25
• 2.5.2 触摸屏USB/HID配置25
• 2.5.3 传输方式的规定25-26
• 2.6 算法方案设计26
• 2.7 本章小结26-27
• 3 红外触控多点识别技术研究与设计27-49
• 3.1 图像法多点定位技术27-39
• 3.1.1 图像生成29-30
• 3.1.2 平滑去噪30-35
• 3.1.3 图像分割35-36
• 3.1.4 去除鬼点36-38
• 3.1.5 触摸点定位38-39
• 3.2 轨迹跟踪技术39-42
• 3.2.1 最小距离匹配法的原理39-40
• 3.2.2 最小距离匹配法的应用40-42
• 3.3 轨迹平滑技术42-45
• 3.3.1 卡尔曼滤波平滑43
• 3.3.2 改进的卡尔曼滤波平滑43-45
• 3.4 死点抑制技术45-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 实验平台的搭建与实验49-59
• 4.1 系统的搭建与调试49-53
• 4.2 实验与结果分析53-58
• 4.3 本章小结58-59
• 5 总结与展望59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 个人简历64

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本文编号：368509