一種電阻式觸控螢幕的校準方法及移動終端的製作方法
2023-07-21 08:34:46 2
專利名稱：一種電阻式觸控螢幕的校準方法及移動終端的製作方法
技術領域：
本發明屬於參數校準技術領域，具體地說，是涉及一種針對電阻式觸控螢幕而設計的校準方法以及採用該觸控螢幕校準方法設計的移動終端。
背景技術：
隨著移動終端功能的日益豐富，以iPhone和Android設備為代表的配備有大尺寸顯示屏和觸控螢幕的手機終端漸成主流，並極大豐富和提高了人機互動的效率。對於目前的觸控螢幕產品來說，一般分為電阻式觸控螢幕和電容式觸控螢幕兩種。其中，電阻式觸控螢幕由於其生產工藝相對簡單，成本相對低廉，對觸摸式人機互動界面的普及起到了巨大的推動作用。
但是，由於電阻式觸控螢幕的物理特性，其屏幕精度會隨著時間的推移而產生不可控的微量偏移，使得觸摸效果發生「偏移」現象，進而影響到用戶的正常使用和體驗。因此，對配備有電阻式觸控螢幕的Android終端，都需要配置觸控螢幕校準功能，以起到對觸控螢幕的維護作用。Android是谷歌(Google)公司推出的手機開放平臺，由作業系統、中間件、用戶界面和應用軟體組成，目前廣泛應用於移動網際網路設備中。原始的Android平臺自身並沒有觸控螢幕校準功能，需要引入一種開源的觸控螢幕校準功能庫，即tslib功能庫。受tslib功能庫自身的局限，在校準完成後，由於tslib功能庫中的標校參數已經修改，因而必須重新啟動終端才能使校準生效，這樣一來不僅使得操作過程變得非常繁瑣，而且校準效果缺乏即時性，降低了用戶的體驗度。
發明內容
本發明的目的在於提供一種電阻式觸控螢幕的校準方法，可以實現對觸控螢幕的校準效果即時生效，無需重新啟動終端。為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案予以實現
一種電阻式觸控螢幕的校準方法，在系統的上層應用程式中計算生成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的一組校準參數，將校準參數寫入到底層的內核中，完成校準過程。通過將校準參數直接寫入到系統的底層內核中，由此一來，在校準完成後再次點擊觸控螢幕時，內核中的驅動程序可以直接使用該組校準參數對觸摸點的坐標進行校準，進而生成與所述觸摸點相對應的顯示屏坐標，上傳至上層應用程式，以控制顯示屏正常顯示，由此無需重啟終端即可以及時看到校準效果。優選的,所述校準方法優選應用於Android系統中。對於校準參數的生成，優選採用以下生成方式在所述校準過程開始時，依次點擊觸控螢幕上的3個點，所述3個點與顯示屏上預設的3個參考點的位置相對應，並接收所述3個點的觸控螢幕坐標；所述上層應用程式利用所述3個參考點的實際顯示屏坐標以及所述3個點的觸控螢幕坐標計算生成一組校準參數，並寫入到底層的內核中。為了獲得更加精確的校準結果，所述的3個參考點分別對應顯示屏的左上、正中和右下三個位置，或者分別對應顯示屏的右上、正中和左下三個位置。進一步的，將所述3個參考點所對應的3對顯示屏坐標和觸控螢幕坐標分別代入方程組
Xs = a*Xd + b*Yd + cYs = d*Xd + e*Yd + f，
求解出6個校準參數(a，b，c, d, e, f)的參數值，寫入到底層的內核中；其中，(Xs, Ys)為顯示屏坐標，(Xd, Yd)為觸控螢幕坐標。基於上述電阻式觸控螢幕的校準方法，本發明還提供了一種採用該校準方法設計的移動終端，包括電阻式觸控螢幕、顯示屏和主處理器；所述主處理器運行系統程序，並在系統的上層應用程式中計算生成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的一組校準參數，然後寫入到底層的內核中，完成校準過程；在校準完成後，主處理器接收觸控螢幕輸出的觸摸點坐標，傳輸 至內核中的驅動程序，進而利用內核中保存的該組校準參數對觸摸點坐標進行校準，生成 與該觸摸點相對應的顯示屏坐標後，上傳至上層應用程式，以控制顯示屏的顯示。優選的，所述主處理器優選運行Android系統。進一步的，所述移動終端在進入觸控螢幕校準過程後，通過顯示屏顯示提示信息，提示用戶在觸控螢幕上對應顯示屏的3個參考點位置依次點擊；
主處理器檢測點擊的位置是否正確，若點擊位置落入預設的允許誤差區域內，則將3個參考點的實際顯示屏坐標和採集到的3個觸摸點的觸控螢幕坐標分別代入方程組
Xs = a*Xd + b*Yd + cYs = d*Xd + e*Yd + f，
求解出6個校準參數(&，13，(3，(1，6，^的參數值，寫入到底層的內核中；其中，(XsjYs)為顯示屏坐標，(Xd, Yd)為觸控螢幕坐標；
若點擊位置超出預設的允許誤差區域，則判定參考點輸入錯誤，丟棄採集的觸控螢幕坐標，並控制顯示屏輸出錯誤提示。優選的，所述允許誤差區域是以當前參考點所在顯示屏上的實際像素點為圓心，5個像素點的長度為半徑構成的圓周區域；若觸摸點所對應的顯示屏位置落入該圓周區域內，則認為輸入有效；否則，認為參考點輸入錯誤。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明的電阻式觸控螢幕校準方法通過在上層應用程式中完成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的校準參數生成過程，並將獲得的校準參數直接寫入到底層的內核中，由此一來無需重啟終端，底層驅動即可直接利用生成的校準參數對輸入的觸摸點坐標進行校準，進而生成與該觸摸點相對應的顯示屏坐標，上傳至上層應用程式，以控制顯示屏正常顯示，由此實現了觸控螢幕校準效果的即時生效，大大方便了用戶的使用，提高了用戶的體驗度。結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述後，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。
圖I是觸控螢幕與顯示屏之間的工作邏輯關係示意 圖2是本發明所提出的電阻式觸控螢幕校準方法的一種實施例的校準參數生成過程流程 圖3是基於圖2所示校準參數生成方法所對應的數據流向圖； 圖4是本發明所提出的電阻式觸控螢幕校準方法的一種實施例的觸摸點坐標校準流程
圖5是基於圖4所示觸摸點坐標校準方法的數據流向圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細地描述。觸控螢幕與顯示屏IXD是兩個不同的物理器件。其中，顯示屏IXD處理的數據是像素，通常我們所說的解析度600x800實際就是指顯示屏的每行寬度是600個像素點，高度是800個像素點；而觸控螢幕處理的數據是點的物理坐標，該坐標是通過觸控螢幕控制器採集到的，並通過觸控螢幕控制器輸出至終端內部的主處理器，進而通過主處理器控制顯示屏的輸出。在裝配過程時，觸控螢幕在前，顯示屏在後。觸控螢幕負責輸入(即採集用戶的點擊位置)，顯示屏負責輸出(顯示)，二者之間的關係參見圖I所示。由於觸控螢幕處理的數據是點的物理坐標，而顯示屏IXD顯示的是絕對坐標，因此二者之間需要進行坐標的轉換，即建立起觸摸區域與顯示區域之間的映射關係，使觸控螢幕與顯示屏匹配並正常工作。此外，在安裝觸控螢幕時，不可避免地會存在一定程度的裝配誤差，比如旋轉，平移等，因此需要對觸控螢幕與顯示屏之間的坐標映射關係進行校準。隨著觸控技術的發展，目前市面上的觸控螢幕一般分為電阻式觸控螢幕和電容式觸控螢幕兩種。其中，電阻式觸控螢幕由於其自身材料的差異以及隨著時間的推移，其參數會發生變化的特性，需要經常性的進行校準；而電容式觸控螢幕由於採用透明的導電材料ITO製作成橫向與縱向的電極陣列，一次校準後，參數不會隨時間的推移發生變化，因此，只需在兩屏裝配完成後進行一次坐標校準即可。本實施例所提出的觸控螢幕校準方法就是基於電阻式觸控螢幕而專門設計的，以滿足電阻式觸控螢幕要求經常性校準的實際需求。本實施例針對移動終端所應用的Android等系統程序，提出了一種電阻式觸控螢幕的校準方法，可以使得對觸控螢幕的校準效果即時生效，無需重啟移動終端，由此在增強用戶體驗度的同時，實現校準效率的顯著提升。下面首先對觸控螢幕的校準算法進行分析。假設PT(x,y)表示觸控螢幕上的一個點,PL(x,y)表示顯示屏IXD上的一個點,校準的結果就是得到一個轉換矩陣M，使得PL(x，y)=M PT(x, y)。由於觸控螢幕與顯示屏之間的二維幾何變換僅包含三種平移、旋轉和縮放，因此，可以分別對應平移矩陣MT、旋轉矩陣MR和縮放矩陣MS，由此便有
PL (X，y) =MR MT MS PT (x, y)。經過克萊姆法則變換後，可以得到以下方程組
Xs = a*Xd + b*Yd + c
Ys = d*Xd + e*Yd + f(I)。其中，(Xs, Ys)為顯示屏坐標，(Xd, Yd)為觸控螢幕坐標。也就是說，只要求解出一套參數，即校準參數(a, b, c, d, e, f),就可以將觸控螢幕上的點對應到顯示屏上。求此6個校準參數，需要六個方程，通過點擊觸控螢幕獲得3個點的物理坐標，與顯示屏的絕對坐標形成方程組，求解即可。下面結合圖3所示的數據傳遞流向，以Android系統為例，首先對本實施例的觸控螢幕校準參數的生成過程進行闡述，參見圖2所示的流程，包括以下步驟
S201、進入觸控螢幕校準過程；
在本實施例中，對於觸控螢幕的校準功·能可以通過在移動終端的功能菜單中專門設置「觸控螢幕校準」功能選項，提供給用戶點擊進入。在用戶點擊了「觸控螢幕校準」選項後，系統進入觸控螢幕校準進程。S202、依次點擊觸控螢幕上的3個點,所述3個點與顯示屏上預設的3個參考點的位
置對應；
由於求解方程組(I)中的6個校準參數至少需要6個方程，因此至少需要採樣3個點來生成3個方程組(即6個方程)，進而求解出6個校準參數(a，b，c，d，e, f)的參數值。
為了使得校準結果更加精確，在校準界面上優選在靠近顯示屏的四個邊角位置以及中心點位置進行參考點的選取，並要求3個參考點的位置儘量分散，例如可以選取顯示屏的左上、正中和右下三個位置，或者右上、正中和左下三個位置，作為3個參考點的位置來求解6個校準參數(a, b, c, d, e, f)的參數值。在本實施例中，優選設定顯示屏的左上、正中和右下三個位置作為3個參考點，並要求用戶按照上述順序依次點擊。由於顯示屏的左上、正中和右下三個位置的絕對坐標事先已知，由此一來，只需用戶在觸控螢幕上對應顯示屏的這3個參考點位置進行點擊，通過觸控螢幕控制器將檢測到的3個觸摸點坐標發送至移動終端的主處理器，即可獲得3對顯示屏坐標和觸控螢幕坐標。將所述的3對顯示屏坐標和觸控螢幕坐標代入方程組(1)，即可形成3個方程組，進而求解出所述的6個校準參數(a, b, c, d, e, f)。在本實施例中，為了指導用戶能夠正確的執行校準操作，優選通過顯示屏向用戶顯示3個參考點的位置，以提示用戶在準確的位置進行點擊操作。考慮到某些用戶可能在觸控螢幕上隨意點擊，導致校準效果嚴重偏移的問題，本實施例優選增加步驟S203。S203、判斷輸入的觸摸點是否有效，若全部有效，則執行後續步驟；否則，提示用戶輸入的觸摸點無效，並丟棄當前接收到的各觸摸點坐標，要求用戶重新輸入；
在這裡，對於輸入的觸摸點是否有效的判斷，可以採用當前觸摸點所對應的顯示屏位置是否超出了預設的允許誤差區域的方式進行判斷。舉例說明假設當前需要點擊第i個參考點，若當前觸摸點所對應的顯示屏位置與顯示屏上該參考點的實際位置之間的像素點差值大於5個像素點，則認為輸入的觸摸點無效；若小於等於5個像素點，則認為輸入的觸摸點有效。在這裡，判斷輸入的觸摸點是否有效的允許誤差區域，應該理解為以該參考點所在的實際像素點為圓心，5個像素點的長度為半徑構成的圓周區域。若輸入的觸摸點位置落入此圓周區域內，則認為輸入有效；否則，認為觸摸點點擊錯誤，系統將自動丟棄當前的觸摸點坐標，避免發生觸控螢幕校準異常的問題。當然，對於所述允許誤差區域的圓周半徑也可以設置為其他數目個像素點的長度，本實施例並不僅限於以上舉例。S204、利用Android系統的上層應用程式計算出一組校準參數；
在本實施例中，為了提高運行效率，將大量的運算放在Android系統的上層Java代碼中運行，即利用Android系統的上層應用程式將採集到的3個觸控螢幕坐標與3個參考點的顯示屏坐標代入到方程組(I)中，求解生成所述的6個校準參數(a，b，c，d，e, f)。S205、將生成的該組校準參數寫入到Android系統的底層內核中；
Android系統定義有三層底層、中間層和上層。其中，底層內核運行驅動程序和作業系統；中間層為Framework層；上層運行應用程式。本實施例的校準參數生產過程即由Android系統的上層應用程式來計算生成6個校準參數(a, b, c, d, e, f),經由中間層傳送至底層，並寫入到底層的內核中，以實現校準效果的即時生效，參見圖3所示的數據流向。S206、完成校準過程。在校準過程完成後，無需重啟移動終端，觸控螢幕校準效果即時生效。下面結合圖5所示的數據傳遞流向，對本實施例的觸控螢幕坐標的校準過程進行詳、細闡述，參見圖4所示的流程，包括以下步驟
5401、檢測是否有觸摸點輸入，若有，則進入硬體中斷並執行後續步驟；否則，重複本步驟的觸摸點檢測過程；
5402、主處理器將接收到的觸摸點坐標送入底層內核，由底層內核的驅動程序利用保存的6個校準參數(a,b, c, d, e, f)對當前的觸摸點坐標進行校準,生成與之對應的顯示屏坐標；
5403、底層內核將計算生成的顯示屏坐標經由中間層上傳至上層的應用層；
5404、上層應用程式可以直接根據接收到的顯示屏坐標判斷出用戶所執行的操作，並驅動顯示屏顯示相應的頁面，響應用戶的操作。本實施例的觸控螢幕校準方法通過將校準參數寫入到底層內核中，使得大量的坐標轉換運算可以放在底層的C代碼中執行，上層只需簡單使用即可，不僅運行效率較高，而且校準操作完畢後，屏幕校準效果即時生效，無需重啟終端，大大方便了用戶的操作。此外，由於此校準方法無需改動Android系統的Framework層代碼，因此具有較高的移植性。當然，本發明所提出的觸控螢幕校準方法同樣適用於除手機等移動終端以外的其他基於電阻式觸控螢幕的電子產品中，本實施例對此不進行具體限制。應當指出的是，以上所述僅是本發明的一種優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種電阻式觸控螢幕的校準方法，其特徵在於在系統的上層應用程式中計算生成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的一組校準參數，將校準參數寫入到底層的內核中，完成校準過程。
2.根據權利要求I所述的電阻式觸控螢幕的校準方法，其特徵在於在校準過程完成後再次點擊觸控螢幕時，內核中的驅動程序首先使用該組校準參數對觸摸點的坐標進行校準，生成與所述觸摸點相對應的顯示屏坐標，然後上傳至上層應用程式，以控制顯示屏的顯示。
3.根據權利要求I或2所述的電阻式觸控螢幕的校準方法，其特徵在於所述校準方法應用於Android系統中。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的電阻式觸控螢幕的校準方法，其特徵在於在所述校準過程開始時，依次點擊觸控螢幕上的3個點，所述3個點與顯示屏上預設的3個參考點的位置相對應，並接收所述3個點的觸控螢幕坐標；所述上層應用程式利用所述3個參考點的實際顯示屏坐標以及所述3個點的觸控螢幕坐標計算生成一組校準參數，並寫入到底層的內核中。
5.根據權利要求4所述的電阻式觸控螢幕的校準方法，其特徵在於所述的3個參考點分別對應顯示屏的左上、正中和右下三個位置，或者分別對應顯示屏的右上、正中和左下三個位置。
6.根據權利要求4所述的電阻式觸控螢幕的校準方法，其特徵在於將所述3個參考點所對應的3對顯示屏坐標和觸控螢幕坐標分別代入方程組Xs = a*Xd + b*Yd + cYs = d*Xd + e*Yd + f， 求解出6個校準參數(&，13，(3，(1，6，^的參數值，寫入到底層的內核中；其中，(Xs, Ys)為顯示屏坐標，(Xd, Yd)為觸控螢幕坐標。
7.一種移動終端，包括電阻式觸控螢幕、顯示屏和主處理器；其特徵在於所述主處理器運行系統程序，並在系統的上層應用程式中計算生成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的一組校準參數，然後寫入到底層的內核中，完成校準過程；在校準完成後，主處理器接收觸控螢幕輸出的觸摸點坐標，傳輸至內核中的驅動程序，進而利用內核中保存的該組校準參數對觸摸點坐標進行校準，生成與該觸摸點相對應的顯示屏坐標後，上傳至上層應用程式，以控制顯示屏的顯示。
8.根據權利要求7所述的移動終端，其特徵在於所述主處理器運行Android系統。
9.根據權利要求7或8所述的移動終端，其特徵在於所述移動終端在進入觸控螢幕校準過程後，通過顯示屏顯示提示信息，提示用戶在觸控螢幕上對應顯示屏的3個參考點位置依次點擊； 主處理器檢測點擊的位置是否正確，若點擊位置落入預設的允許誤差區域內，則將3個參考點的實際顯示屏坐標和採集到的3個觸摸點的觸控螢幕坐標分別代入方程組Xs = a*Xd + b*Yd + cYs = d*Xd + e*Yd + f， 求解出6個校準參數(&，13，(3，(1，6，^的參數值，寫入到底層的內核中；其中，(Xs, Ys)為顯示屏坐標，(Xd, Yd)為觸控螢幕坐標； 若點擊位置超出預設的允許誤差區域，則判定參考點輸入錯誤，丟棄採集的觸控螢幕坐標，並控制顯示屏輸出錯誤提示。
10.根據權利要求9所述的移動終端，其特徵在於所述允許誤差區域是以當前參考點所在顯示屏上的實際像素點為圓心，5個像素點的長度為半徑構成的圓周區域；若觸摸點所對應的顯示屏位置落入該圓周區域內，則認為輸入有效；否則，認為參考點輸入錯誤。
全文摘要
本發明公開了一種電阻式觸控螢幕的校準方法及移動終端，利用系統的上層應用程式計算生成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的一組校準參數，然後將校準參數寫入到底層的內核中，完成校準過程。本發明通過在上層應用程式中完成觸控螢幕坐標與顯示屏坐標之間的校準參數生成過程，並將獲得的校準參數直接寫入到底層的內核中，由此一來，無需重啟終端，底層驅動即可直接利用生成的校準參數對輸入的觸摸點坐標進行校準，進而生成與該觸摸點相對應的顯示屏坐標，上傳至上層應用程式，以驅動顯示屏正常顯示，由此實現了觸控螢幕校準效果的即時生效，大大方便了用戶的使用，提高了用戶的體驗度。
文檔編號G06F3/045GK102736816SQ201210232179
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者孫增國, 曹哲, 黃林剛 申請人:青島海信移動通信技術股份有限公司