专利名称：一种红外定位框的坐标形成方法
一种红外定位框的坐标形成方法
技术领域：
本发明是涉及一种红外定位技术，特别是涉及一种红外定位框的坐标 形成方法。
背景技术：
红外线触摸屏以结构简单、不受电流、电压和静电干扰，并适宜在某 些恶劣的环境条件下工作，以及具有高稳定性、高分辨率、安装方便、可
用在各档次的计算^L，外壳加上一块钢化^:璃就能实现防尘、防暴、防氷 等诸多优点，使得红外线触摸屏异军突起，越来越成为触摸屏市场的主流
产品o
为了满足大尺寸触摸屏要求，现有的红外定位框主要采用模块拼接的 方法，通过多组红外发射模块和红外接收模块拼接的方式，能降低生产难* 度，能实现不同尺寸的拼接要求，应用灵活，适用性强，响应快。但同时， 由于采用模块拼接的方式，特别是在拼接模块的连接处，容易产生误判， 使得红外定位精准度不高，使得一个触摸点可能会产生两个坐标，影响定 位的精确性。
因此，提供一种定位精确度高、应用灵活、能适应不同尺寸拼接要求、 准确识辨触摸点坐标的触摸屏定位方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种提高定位精 确度、响应快、适用性强、可靠性高的红外定位框坐标形成方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现
现有红外定位框包括，在横、纵方向上各排列的一组或多组发射模块 和接收模块，对各个发射模块的红外发射管编号，以坐标原点出发，横轴 方向上，发射模块SX-0的红外管编号为0、 1、 2……a0,发射模块SX-1 的红外管编号为0、 1、 2……al,如此类推。纵轴方向上，发射模块SY-0的红外管编号为0、1、2……b0，发射模块SY-1的红外管编号为0、1、2…… bl,如此类推。对各个接收才莫块的红外接收管编号，以坐标原点出发，横 轴方向上，接收模块RX-0的红外管编号为0、 1、 2……a0，接收模块RX-1 的红外管编号为O、 1、 2……al，如此类推。纵轴方向上，接收4莫块RY-0 的红外管编号为0、1、2……bO，接收模块RY-l的红外管编号为0、1、2…… bl,如此类推。各发射模块之间通过同步信号线相连，各接收模块之间通 过同步信号线和总线相连，所述各接收模块和发射模块均由从微处理器控 制，该红外定位触摸装置还包含一主微处理器，该主孩史处理器可以与其中 一个从^t处理器共用一个樣f处理器。两个或两个以上的发射冲莫块可共用一 个从孩i处理器，两个或两个以上的接收才莫块也可共用一个从微处理器。发 射模块的从微处理器通过同步信号线与主微处理器相连，接收模块的从微 处理器通过总线和同步信号线与主微处理器相连，该主樣t处理器输出一个 基准同步信号给所有发射模块的从微处理器和所有接收模块的从微处理 器，并从总线上获取各个接收才莫块检测到的遮挡信息，进行触摸位置计算， 并把计算结果发送给计算机。
一种红外定位框坐标形成方法包括以下步骤
步骤l:设定坐标系，进行定位校准；
步骤2:启动红外定位框发射模块和接收才莫块扫描；
步骤3:从微处理器记录触摸物的遮挡起始点，并发送给主微处理器；
步骤4:从微处理器记录触摸物的遮挡终止点，并发送给主微处理器；
步骤5:主微处理器判断是否存在接收模块A的末位红外管，以及与
其相邻的接收模块B的首位红外管均检测到被遮挡，若否，进入步骤6;
若是，进入步骤7;
步骤6:代入公式，主微处理器计算坐标，并发送给计算机，返回步
骤2;
步骤7:主微处理器将接收模块A检测到的遮挡起始点作为触摸物遮 挡起始点，接收模块B检测到的遮挡终止点作为触摸物的遮挡终止点； 步骤8:代入公式，主微处理器计算坐标，并发送给计算机，返回步骤2。
所述步骤3和步骤4中触摸物遮挡起始点与遮挡终止点的记录方式如下
将接收模块的各个红外接收管划分成M份，记录触摸物遮挡起始点 的编号表示值L+Xr (m!/M)，其中，X!表示触才莫物遮挡起始点所在的红 外接收管编号，J!表示从步骤l中所设定的坐标系的坐标原点开始到该编 号红外管所在接收模块的首位红外管(包括该首位红外管)的红外管个数，
m!表示该编号红外管被遮挡份数，M表示整个红外管一皮分成的总份数；
记录触摸物遮挡终止点的编号表示值J +X2-1+(m2/M),其中，X2 表示触摸物遮挡终止点所在的红外接收管编号，h表示从步骤l中所设定 的坐标系的坐标原点开始到该编号红外管所在接收模块的首位红外管(包 括该首位红外管)的红外管个数，m2表示该编号红外管被遮挡份数，M表 示整个红外管被分成的总份数。
其中，Ji和J2可以相同。
所述步骤6和步骤8中主微处理器计算坐标的方法为l.确定触摸物 触摸的横轴方向上的编号表示值为横轴方向上，触摸物遮挡起始点的编 号表示值与触摸物的遮挡终止点的编号表示值的平均^f直，即1/J2+X2- 1+ (m2/'M) - A-XrKnu/M)，纵轴方向上的编号表示值也可以同理求得；2 由于每个红外接收管的宽度是可以测量知道的，因此可以通过编号表示值 和红外接收管的宽度求出触:l荚物的物理坐标；3.通过红外框的物理坐标与 逻辑坐标的转换关系，可以求解出触摸物的逻辑坐标。
利用上述方法，可以有效减少相邻接收模块交界处定位的误差，提高 红外定位框的定位精确度，同时，具有响应快、适用性强、可靠性高等特 占
, 、、 o
图l是本发明的连接结构关系示意图2是本发明实施例的红外管编号示意图3是本发明红外定位框坐标形成方法流程示意图4是本发明实施例的红外框坐标系及定位校准示意图5是本发明实施例的红外框坐标形成情况一示意图6是图5实施例对红外管划分示意的局部放大示意图7是本发明实施例的红外框坐标形成情况二示意图；图8是图7实施例对红外管划分示意的局部放大7F虔:曰。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实 施方式不限于此。
参见图i所示，为本发明的连接结构关系示意图。其中，红外定位框
中的从微处理器与触摸屏连接，获取触摸物遮挡定位信息，然后通过I2C 接口或SPI接口与主微处理器相连，把触摸物遮挡定位信息发送到主微处 理器，主微处理器进行计算，得出触摸物的触摸坐标，再通过接口 USB 接口或RS-232串行接口发送给计算机。
参见图2所示，在纵、横方向上排列着多组拼接的红外发射模块和接 收模块，纵方向和横方向上的相对应的发射模块、接收模块严格对齐。其 中相对应的发射模块、接收^莫块采用相同的扫描顺序，而相邻的相对应发 射模块、接收模块采用不同的扫描顺序。对各个发射模块的红外发射管编 号，以坐标原点出发，；陵轴方向上，发射^t块SX-0的红外管编号为0、 1、 2……a0，发射模块SX-1的红外管编号为0、 1、 2……ai，如此类推。*纵 轴方向上，发射模块SY-O的红外管编号为0、 1、 2……b0，发射模块SY-1 的红外管编号为0、 1、 2……M，如此类推。对各个接收模块的红外接收 管编号，以坐标原点出发，横轴方向上，接收模块RX-0的红外管编号为 0、 1、 2……a0,接收才莫块RX-1的红外管编号为0、 1、 2……al,如此类 推。纵轴方向上，接收4莫块RY-0的红外管编号为0、 1、 2……b0，接收模 块RY-1的红外管编号为0、 1、 2……bl，如此类^i,。
各发射模块之间通过同步信号线相连，各接收模块之间通过同步信号 线和总线相连，所述各接收才莫块和发射模块均由从-敞处理器控制，该红外 定位触摸装置还包含一主微处理器，该主微处理器可以与其中一个从微处 理器共用一个孩i处理器。两个或两个以上的发射才莫块可共用一个从微处理 器，两个或两个以上的接收才莫块也可共用一个从舉i处理器。发射模块的从 微处理器通过同步信号线与主微处理器相连，接收才莫块的从微处理器通过 总线和同步信号线与主微处理器相连，该主微处理器输出一个基准同步信 号给所有发射模块的从微处理器和所有接收模块的从纟毁处理器。
本发明红外定位框坐标形成方法流程示意图如图3所示，包括以下步骤
步骤l:设定坐标系，进行定位校准
步骤2:启动红外定位框发射模块和接收模块扫描；
步骤3:从微处理器记录触摸物的遮挡起始点，并发送给主微处理器；
步骤4:从微处理器记录触摸物的遮挡终.,L点，并发送给主微处理器；
步骤5:主微处理器判断是否存在接收模块A的末位红外管，以及与
其相邻的接收模块B的首位红外管均检测到被遮挡，若否，进入步骤6;
若是，进入步骤7;
步骤6:代入公式，主微处理器计算坐标，并发送给计算机，返回步
骤2;
步骤7:主微处理器将接收模块A检测到的遮挡起始点作为触摸物遮 挡起始点，接收模块B检测到的遮挡终止点作为触摸物的遮挡终止点； 步骤8:代入公式，主微处理器计算坐标，并发送给计算机，返回步骤2。
所述步骤1中设定坐标系及定位校准如图4所示，以触摸屏左下角为 原点O，纵向方向为Y轴，横向方向为X轴。通过设定两个横坐标不才EH 同、纵坐标均不相同的才吏准坐标点A和B，建立物理坐标和逻辑坐标的转 换关系，实现坐标的定位校准。
所述步骤3和步骤4中触摸物遮挡起始点与遮挡终止点的记录方式如
下
本实施例中，才艮据红外接收管光通量大小与其输出电压大小的关系， 将接收模块的各个红外接收管的宽度划分成16份，通过对红外接收管输 出电压进行A/D转换，并与其被遮挡的宽度建立对应关系。
参见图5、 6所示，为本发明实施例的红外框坐标形成情况一示意图。 此时触摸物遮挡的红外接收管在同一个红外接收模块上。
X轴上检测到，触摸物的遮挡起始点在红外接收才莫块RX-k的第X！ 个红外接收管的mi/16处，则记录触摸物遮挡起始点X轴方向的编号表示
值为
X起^i +X1-(m1/lG)
其中J!表示从步骤1中所设定的坐标系的坐标原点开始到该编号红外 管所在接收才莫块的首位红外管(包括该首位红外管)的红外管个数。
8同理可以得出遮挡起始点的Y轴方向的编号表示值；
X轴上检测到，触摸物的遮挡终止点在红外接收模块RX-k的第X2
个红外接收管的m2/16处，则记录触摸物的遮挡终止点X轴方向的编号表
示值为
X终力+X2- 1+ (m2/16)
其中Ji表示从步骤l中所设定的坐标系的坐标原点开始到该编号红外 管所在接收模块的首位红外管(包括该首位红外管)的红外管个数。 同理可以得出遮挡终止点的Y轴方向的编号表示值。 从微处理器记录上述触摸物的遮挡起始点坐标和遮挡终止点坐标，并 通过I2C接口或SPI接口与主微处理器相连，把触摸物遮挡定位信息发送 到主微处理器。
所述步骤6和步骤8中主微处理器计算坐标的方法为l.确定触摸物 触摸的X轴方向上编号表示值为乂横=1/X2- 1+ ( m2/16 ) -X^Cmi/Wj, Y轴方向上编号表示值也可以用同样的方法得到；2.由于每个红外接收管 的宽度是可以测量知道的，因此可以通过编号表示值和红外接收管的宽度 求出触4莫物的物理坐标；3.通过红外框的物理坐标与逻辑坐标的转换关系，" 可以求解出触摸物的逻辑坐标。纵坐标与横坐标的计算方法相同。
主微处理器进行计算，得出触摸物的逻辑坐标后，再通过接口 USB 接口或RS-232串行接口发送给计算机。
参见图7、 8所示，为本发明实施例的红外框坐标形成情况二示意图。 此时触摸物遮挡的红外接收管跨越了两个红外接收才莫块。
此时，接收模块RX-k检测到触摸物的遮挡起始点在其第Xi个红外接 收管的mi/16处，因此，此接收模块的遮挡起始点编号表示值为
X起产^+Xr(nV16)
其中，h表示从步骤l中所设定的坐标系的坐标原点开始到该编号红 外管所在接收模块的首位红外管(包括该首位红外管)的红外管个数。 接收模块RX-k检测到的遮挡终止点编号表示值为 X终尸J! +ak-l+16/16= Ji +ak
其中，ak为接收模块R-k的末位红外管编号；J!表示从步骤1中所设 定的坐标系的坐标原点开始到该编号红外管所在接收模块的首位红外管 (包括该首位红外管)的红外管个数。接收模块RX-k+l检测到的遮挡趕始点编号表示值为
X起2=丁2 -l
其中，J2表示从步骤l中所设定的坐标系的坐标原点开始到该编号红 外管所在接收模块的首位红外管(包括该首位红外管)的红外管个数。
接收模块RX-k+l检测到触摸物的遮挡终止点在其第Xt个红外接收管 的nu/16处，因此，此接收模块的遮挡终止点编号表示值为 X终2《2+Xr 1+ (m4/16)
其中，J2表示从步骤l中所设定的坐标系的坐标原点开始到该编号红
外管所在接收^t块的首位红外管(包括该首位红外管)的红外管个数。
通过步骤5，主微处理器判断存在接收模块2的末位红外管，以及与 其相邻的接收模块3的首位红外管均检测到被遮挡，ii7v步骤7。主m 理器将接收模块2检测到的遮挡起始点编号表示值X起「Ji +X「 (m!/16辨 为触摸物遮挡起始点编号表示值，接收模块3检测到的遮挡终止点编号表 示值X《2=J2 +X4- 1+ (mV16 )作为触摸物的遮挡终止点编号表示值，再代 入公式计算，确定触摸物触摸X轴万向上的编号表示值为X橫=1/J2 +X*-、 1+ (m4/16) -J! -XrKrm/16)。同理可以求解出触摸物Y轴方向上的编号 表示值。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任 何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1、一种红外定位框的坐标形成方法，其特征在于，其包括如下步骤(1)启动红外定位框发射模块和接收模块扫描；(2)从微处理器记录触摸物的遮挡起始点和遮挡终止点，并发送给主微处理器；(3)主微处理器判断是否存在接收模块A的末位红外管以及与其相邻的接收模块B的首位红外管均检测到被遮挡，若否，进入步骤(4)；若是，进入步骤(5)；(4)代入公式，主微处理器计算坐标，并发送给计算机，返回步骤(1)；(5)主微处理器将接收模块A检测到的遮挡起始点作为触摸物遮挡起始点，接收模块B检测到的遮挡终止点作为触摸物的遮挡终止点；(6)代入公式，主微处理器计算坐标，并发送给计算机，返回步骤(1)。所述步骤(2)中触摸物遮挡起始点与遮挡终止点的记录方式是将接收模块的各个红外接收管划分成M份，记录触摸物的遮挡起始点和遮挡终止点的编号表示值。所述步骤(4)和步骤(6)中的公式是通过所述编号表示值和红外接收管的宽度求出触摸物的物理坐标，通过红外框的物理坐标与逻辑坐标的转换关系求出触摸物的逻辑坐标。
2、 如权利要求1所述的红外定位框的坐标形成方法，其特征在于， 触摸物遮挡起始点的编号表示值J！屮X广(m!/M)，其中，X!表示触摸物遮挡起始点所在的红外接收管编号，J!表示从步骤l中所设定的坐标系 的坐标原点开始到该编号红外管所在接收模块的首位红外管的红外管个 数，1^表示该编号红外管#:遮挡份数；触摸物遮挡终止点的编号表示值J2+X2-1+(m2/M)，其中，义2表示 触摸物遮挡终止点所在的红外接收管编号，A表示从步骤1中所设定的坐 标系的坐标原点开始到该编号红外管所在接收才莫块的首位红外管的红外 管个数，m2表示该编号红外管被遮挡份数；其中，J!和J2可以相同。
3、 如权利要求2所述的红外定位框的坐标形成方法，其特征在于， 所述步骤(4)和步骤(6)中确定触摸物触摸的横轴和纵轴方向上的编号表示值为<formula>formula see original document page 3</formula>
4、如权利要求1所述的红外定位框的坐标形成方法，其持征在于， 以坐标原点出发，给横轴和纵轴方向上的红外发射管和红外接收管分别编
全文摘要
本发明公开了一种红外定位框坐标形成方法，其包括，通过设定坐标系，进行定位校准，将红外管划分等份，从微处理器记录触摸物的遮挡起始点，终止点，主微处理器判别是否存在两接收模块交界处的触摸，若是，进行合并处理，最后代入公式确定触摸坐标等步骤。与现有技术相比，本发明具有定位精确度高、响应快、适用性强、可靠性高等特点。
文档编号G06F3/041GK101581999SQ20091003849
公开日2009年11月18日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者周春景, 钟杰婷 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司