一种触摸屏的红外对管布局优化方法、系统和存储介质

本申请属于触控，具体的涉及一种触摸屏的红外对管布局优化方法、系统和存储介质。

背景技术：

1、红外触摸屏是利用密布的红外线矩阵来检测并定位人的触摸手势的电子设备。其包括安装在屏幕前的电路板外框，外框上排布有红外线发射管与接收管，红外线发射管与接收管相互连接，形成一张复杂的红外线探测网。传统红外线触摸屏使用正交式布局，受限于红外线发射管与接收管的体积，因此无法生成高密度的红外线探测网，导致触摸屏分辨率不高，触摸点定位精度较低。如今红外触摸屏广泛使用大角度红外对管，红外发射管发射呈扇形的红外光束，通过在该扇形区域内安装多个红外接收管，红外接收管内的感光元件可以将红外信号转换为电信号，这样红外发射管和红外接收管之间就形成一条笔直的红外光路，当有物体挡住这条光路，红外接收管便无法收到信号，这种特性是红外触摸屏实现触摸点定位的基础。主控单元通过分析被遮挡的红外线信息并转换为触摸点坐标，从而实现触摸屏的功能。红外触摸屏边缘红外对管的布局，直接决定了红外线探测网的形态，因而对触摸屏的性能有着直接的影响。

2、可用于评估红外线探测网形态的几项指标包括：红外线数目，红外线交叉生成的交点数目，交点分布均匀程度等。需要合理布局红外对管，以综合优化红外线探测网形态。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请第一方面提出一种红外触摸屏的红外对管布局优化方法，包括：

2、获取红外触摸屏的边缘光线信号分布曲线并确定需要优化边缘光线信号分布的待优化边缘；

3、设计第一优化模型用于优化的待优化边缘的红外对管坐标，引入遗传算法对第一优化模型求解，获得待优化边缘的优化坐标；

4、以及，

5、设计第二优化模型用于优化红外触摸屏的红外线间距，引入遗传算法对第二优化模型求解，从第二优化模型的pareto最优解中获得红外对管的优化坐标布局。

6、进一步地，边缘光线信号分布曲线为红外线信号值在红外触摸屏的边缘上的分布曲线，红外线信号值为在每个单位距离的触摸屏边缘上有一个红外线发射管和一个红外接收管的条件下该单位距离的触摸屏边缘接收到的红外线信号值。

7、进一步地，第一优化模型的优化目标为待优化边缘的红外对管所对应的红外线信号值之差值集合的方差。

8、进一步地，第二优化模型的优化目标包括红外触摸屏的对角线区域中的红外线间距。

9、进一步地，第二优化模型的优化目标还包括边缘上相邻红外对管之间的距离分布。

10、进一步地，遗传算法采用浮点数编码方法，引入比例选择算子进行群体选择、算数交叉算子进行染色体交叉和非均匀变异算子进行基因值扰动。

11、进一步地，对第一优化模型求解的遗传算法中，根据所述待优化边缘的光线信号分布曲线生成初始坐标布局，所述初始坐标布局满足光线信号分布较稀疏的区域对应的红外对管较密集，并在所述初始坐标布局的基础上生成部分初始种群。

12、进一步地，按比例调整第一模型和/或第二模型优化后的边缘的相邻红外对管间距以分离重复的红外线交点，调整后的相邻红外对管间距满足d1/d2＞1.2，其中d1为发射管-接收管间距离，d2为接收管-发射管间距离。

13、本申请第二方面提出一种红外触摸屏的红外对管布局优化系统，包括：

14、边缘光线信号分布曲线生成模块，配置用于获取红外触摸屏的边缘光线信号分布曲线并确定需要优化边缘光线信号分布的待优化边缘；

15、边缘布局优化模块，配置用于设计第一优化模型用于优化的待优化边缘的红外对管坐标，引入遗传算法对第一优化模型求解，获得待优化边缘的优化坐标；

16、以及，

17、红外对管布局优化模块，配置用于设计第二优化模型用于优化红外触摸屏的红外线间距，引入遗传算法对第二优化模型求解，从第二优化模型的pareto最优解中获得红外对管的优化坐标布局。

18、本申请第三方面提出一种用于红外触摸屏的红外对管布局优化的计算机可读存储介质，其上存储有一或多个计算机程序，该一或多个计算机程序被计算机处理器执行时实施第一方面所述的任一项的方法。

19、本申请设计了红外触摸屏的红外对管布局优化模型，引入遗传算法求解优化模型，对红外触摸屏边缘的红外对管坐标进行优化，给出一种或多种合理的红外对管布局，着重解决了触摸屏中心区域红外线集中、边缘区域红外线相对稀疏而造成的触摸屏性能损失问题，提高触摸屏内部红外线分布的均匀性，提升触摸屏的工作性能。

技术特征：

1.一种红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，所述边缘光线信号分布曲线为红外线信号值在所述红外触摸屏的边缘上的分布曲线，所述红外线信号值为在每个单位距离的触摸屏边缘上有一个红外线发射管和一个红外接收管的条件下该单位距离的触摸屏边缘接收到的红外线信号值。

3.根据权利要求2所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，所述第一优化模型的优化目标为待优化边缘的红外对管所对应的红外线信号值之差值集合的方差。

4.根据权利要求1所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，所述第二优化模型的优化目标包括所述红外触摸屏的对角线区域中的红外线间距。

5.根据权利要求4所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，所述第二优化模型的优化目标还包括边缘上相邻红外对管之间的距离分布。

6.根据权利要求1所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，所述遗传算法采用浮点数编码方法，引入比例选择算子进行群体选择、算数交叉算子进行染色体交叉和非均匀变异算子进行基因值扰动。

7.根据权利要求6所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，对所述第一优化模型求解的遗传算法中，根据所述待优化边缘的光线信号分布曲线生成初始坐标布局，所述初始坐标布局满足光线信号分布较稀疏的区域对应的红外对管较密集，并在所述初始坐标布局的基础上生成部分初始种群。

8.根据权利要求1所述的红外触摸屏的红外对管布局优化方法，其特征在于，按比例调整第一模型和/或第二模型优化后的边缘的相邻红外对管间距以分离重复的红外线交点，调整后的相邻红外对管间距满足d1/d2＞1.2，其中d1为发射管-接收管间距离，d2为接收管-发射管间距离。

9.一种红外触摸屏的红外对管布局优化系统，其特征在于，包括：

10.一种用于红外触摸屏的红外对管布局优化的计算机可读存储介质，其上存储有一或多个计算机程序，其特征在于，该一或多个计算机程序被计算机处理器执行时实施权利要求1-8中任一项所述的方法。

技术总结
本申请提出一种红外触摸屏的红外对管布局优化方法，包括：获取红外触摸屏的边缘光线信号分布曲线并确定需要优化边缘光线信号分布的待优化边缘；设计第一优化模型用于优化的待优化边缘的红外对管坐标，引入遗传算法对第一优化模型求解，获得待优化边缘的优化坐标；以及，设计第二优化模型用于优化红外触摸屏的红外线间距，引入遗传算法对第二优化模型求解，从第二优化模型的Pareto最优解中获得红外对管的优化坐标布局。本申请设计了红外触摸屏的红外对管布局优化模型并引入遗传算法求解优化模型，给出一种或多种合理的红外对管布局，提高触摸屏内部红外线分布的均匀性，提升触摸屏的工作性能。

技术研发人员：曾建平,单卫杰,刘聪颖
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11