专利名称：触控面板的坐标预估与估测滤波方法
技术领域：
本发明涉及一种触控面板的坐标预估与估测滤波方法，尤指一种经一预估与估测滤波器，对X、Y坐标信号作预估与估测滤波处理，使所得到的X、Y坐标更精确与前后坐标位置相关性更好的方法。
背景技术：
触控面板(Touch Panel)是一种人性化输入装置。由于以往的输入装置，例如键盘、鼠标、轨迹球等皆无法满足使用者输入便利的需求，因此业界为求输入便利而把多种输入装置整合在一起，以提高输入效率及便利性，但随着电子产品设计皆以轻、薄、短、小、功能强悍为发展方向，传统键盘等输入装置已无法满足此需求，产品上也无空间容纳多种输入装置。而，触控面板除了符合可多层次选项设计要求外，还同时拥有键盘、鼠标的功能以及手写输入等人性化的操作功能，使触控面板成为人机接口的最佳选择。
触控面板主要由透明导电玻璃及透明导电薄膜构成的玻璃面板构成，它是通过由集成电路控制芯片组成的控制电路板控制，以触控方式显示所需图像于屏幕上。而触控面板依感应方式不同，可分为电阻式、电容式、电感应式等，其中又以电阻式最被广泛运用。而该电阻式的触控面板依配线方式不同又可分为四线式与五线式等，其技术原理是以透明导电玻璃及透明导电薄膜各依X、Y轴布线，且在上层的导电薄膜与下层的导电玻璃间设有撑开空间得点隔片。当手指、触控笔或其它介质对上层的导电薄膜施加压力，使上下层电极相通并产生电位差，即形成一开关，按压即产生ON/OFF作用，以提供一信号，该信号再经排线传给微处理控制器处理，进一步计算施压处的坐标位置并显示于屏幕上。
然而，该触控面板的感应方式不论是电阻式或电容式或电感应式，其目的皆为侦测触控面板上的X、Y坐标，其所得的X、Y坐标值多少都具有噪声，而使侦测的X、Y坐标与实际的X、Y坐标产生误差。
故，如何改善传统触控面板因噪声而产生误差的缺失，为本发明的重点。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种触控面板的坐标预估与估测滤波方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种触控面板的坐标预估与估测滤波方法，它是在一触控面板中利用一具有预估与估测滤波的滤波器，对X、Y坐标信号作预估与估测滤波处理，其中包括下列步骤以该滤波器先对前一个X、Y坐标作预估，以预估技术计算一取样周期最佳预估值，再由现在所测量的X、Y坐标与前所预估的X、Y坐标以正交原则估测出最佳的X、Y坐标，使得到的估测X、Y坐标更精确且与前后坐标位置相关性更佳。
所述滤波器为一卡尔曼滤波器。
图1为本发明的动作流程2为本发明经卡尔曼滤波器所得到的X、Y坐标更精确且与前后坐标位置相关性更佳的示意图具体实施方式
请参阅图1及图2所示，本发明为一种触控面板的坐标预估与估测滤波方法。在本实施例中，该触控面板为一电阻式五线触控面板1，该触控面板1更包含有一模拟数字转换器2、一微处理器3及一具有预估与估测滤波的卡尔曼滤波器4(Kalman Filter)。当接触该触控面板1时，该接触点于该触控面板1的X、Y坐标各传出一模拟电压信号，此信号经模拟数字转换器2转换成12位的数字信号，再传入微处理器3解释成触控面板1上X、Y坐标位置，所得的X、Y坐标位置，再由卡尔曼滤波器4，先对前一个X、Y坐标作预估，以预估技术计算一取样周期最佳预估值，再由现在所量测的X、Y坐标与前所预估的X、Y坐标以正交原则(Orthogonal Principle)估测出最佳的X、Y坐标，以供得到的估测X、Y坐标更精确且与前后坐标位置相关性更佳。
其表达式如下假设X、Y坐标所得的信号为Xdata、Ydata，其线性方程式为Z(k)＝θm(k)+vm(k)，令θm(k)=Xdata(k)Ydata(k)]]>Z(k)为现阶段测量的Xdata(k)、Ydata(k)，Vm(k)为具平均值εm，与自变异数δm的白色高斯噪声。
(1)、预估计算式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,]]>假设P(0|0)=1001,]]>ωm(0)=qm00qm,]]>P(k)为预估因子，wm(k)为预估噪声变异数(2)估测计算式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)为估测因子以上计算式完成Z与 的信号融合，估算出最佳X、Y坐标值Z^(k)=θ^m(k|k).]]>本实施例在实际实施时，如图2所示，利用了Matlab软件仿真，设计在触控面板上划一sin波，设定sin波的X、Y坐标x、y方程式如下X由0到6.28，每次间隔0.1；X，Y坐标共62笔x＝0∶0.1∶2*3.14；y＝sin(x)；参数设定Pk(1)＝1；wm＝0.1；vm＝0.1；Pk代表预估因子；wm代表估测误差；vm代表噪声自变异数假设触控面板所侦测的X、Y坐标，经模拟数字转换器2转成数字信号，再传入微处理器3解译成触控面板1上X、Y坐标位置Xdata、Ydata，已经具有噪声，vx为X坐标噪声，vy为Y坐标的噪声，表示是如下因X、Y坐标共62笔当i＝1∶1∶62假设X坐标的噪声为±0.2；Y坐标的噪声为±0.2vx(i)＝(-1)^i*rand(1)/5；vy(i)＝(-1)^i*rand(1)/5；
Xdata(i)＝x(i)+vx(i)；Ydata(i)＝y(i)+vy(i)；再利用卡尔曼滤波器4来作Xdata、Ydata预估，首先进行预估技术计算一取样周期最佳预估值Xt、Yt，继而读入新测量值以正交原则更新Xdata、Ydata估测值为Xtt、Ytt，以SNR_m为表示Xdata，Ydata与x、y的误差量，SNR_p为表示Xtt，Ytt与x、y的误差量，程序如下(其中Kk为估测因子)X起始资料等于测量资料Xtt(1)＝Xdata(1)；Y起始资料等于测量资料Ytt(1)＝Ydata(1)；设测量资料与实际资料起始误差值为0SNR_m＝0；设估测资料与实际资料起始误差值为0SNR_p＝0；由第二笔资料开始预估当i＝2∶1∶62Xt由Xdata预估Xt(i)＝Xdata(i-1)；Yt由Ydata预估Yt(i)＝Ydata(i-1)；预估因子由前一笔预估因子与wm计算而得Pk(i)＝Pk(i-1)+wm；估测因子计算式Kk(i)＝Pk(i)/(Pk(i)+vm)；X坐标估测因子计算式Xtt(i)＝Xt(i)+Kk(i)*(Xdata(i)-Xt(i))；Y坐标估测因子计算式Ytt(i)＝Yt(i)+Kk(i)*(Ydata(i)-Yt(i))；更新Pk(i)值
Pk(i)＝(1-Kk(i))*Pk(i)；计算量测资料与实际资料的误差值SNR1＝(Xdata(i)-x(i))^2+(Ydata(i)-y(i))^2；计算估测资料与实际资料的误差值SNR2＝(Xtt(i)-x(i))^2+(Ytt(i)-y(i))^2；所有的测量误差值SNR_m＝SNR_m+SNR1；所有的估测误差值SNR_p＝SNR_p+SNR2；仿真结果如图2所示，Xtt、Ytt为经卡尔曼滤波器4估测后的资料较接近sin波，且SNR_p＝0.3645＜SNR_m＝1.5687，表示Xtt、Ytt具有较小的误差量。
综上所述，本发明是以一具有预估与估测滤波的卡尔曼滤波器，对X、Y坐标信号作预估与估测滤波处理，使得X、Y坐标更精确且与前后坐标位置相关性更佳。
权利要求
1.一种触控面板的坐标预估与估测滤波方法，它是在一触控面板中利用一具有预估与估测滤波的滤波器，对X、Y坐标信号作预估与估测滤波处理，其中包括下列步骤以该滤波器先对前一个X、Y坐标作预估，以预估技术计算一取样周期最佳预估值，再由现在所测量的X、Y坐标与前所预估的X、Y坐标以正交原则估测出最佳的X、Y坐标，使得到的估测X、Y坐标更精确且与前后坐标位置相关性更佳。
2.根据权利要求书1所述的触控面板的坐标预估与估测滤波方法，其特征在于所述滤波器为一卡尔曼滤波器。
全文摘要
本发明公开了一种触控面板的坐标预估与估测滤波方法，它是在一触控面板中利用一具有预估与估测滤波的滤波器，对X、Y坐标信号作预估与估测滤波处理，其中包括下列步骤以滤波器先对前一个X、Y坐标作预估，以预估技术计算一取样周期最佳预估值，再由现在所量测的X、Y坐标与前所预估的X、Y坐标以正交原则估测出最佳的X、Y坐标，使得到的估测X、Y坐标更精确且与前后坐标位置相关性更佳。
文档编号G06F3/03GK1567165SQ0314632
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月8日 优先权日2003年7月8日
发明者赖志章 申请人:胜华科技股份有限公司