多點(diǎn)觸控技術(shù)在工業(yè)人機(jī)界面中的研究與應(yīng)用.pdf

1、工業(yè)人機(jī)界面(Industrial Human-machine Interface或簡(jiǎn)稱(chēng)IndustrialHMI)是一種帶微處理器的智能終端，一般用于工業(yè)場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的文字或圖形顯示，以及輸入等信息交互功能。工業(yè)人機(jī)界面一般會(huì)配套組態(tài)軟件，以方便客戶(hù)的圖形化編程。管理員通過(guò)開(kāi)放式軟件編輯適合自己的組態(tài)，下載到觸摸屏人機(jī)界面中；操作員通過(guò)觸摸屏進(jìn)行控制。在技術(shù)不斷發(fā)展的今天，電容屏多點(diǎn)觸控的出現(xiàn)，使得觸控領(lǐng)域出現(xiàn)了一個(gè)新的轉(zhuǎn)折

2、點(diǎn)。雖然目前工業(yè)人機(jī)界面中，基本上都還采用著傳統(tǒng)的電阻屏，但是在工業(yè)自動(dòng)化快速發(fā)展的大趨勢(shì)和電容屏越來(lái)越占據(jù)觸控核心地位的前提下，電容屏多點(diǎn)觸控技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)觸控屏中，必然是未來(lái)發(fā)展的方向。
　　本文在PXA168的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，添加了多點(diǎn)觸控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于電容屏的多點(diǎn)觸控及手勢(shì)識(shí)別。硬件部分首先選擇了電容屏和相關(guān)觸控芯片，完成了觸控模組的設(shè)計(jì)；然后在PXA168開(kāi)發(fā)平臺(tái)上添加了I2C總線(xiàn)的多點(diǎn)觸控硬件接口，完成了多點(diǎn)觸

3、控子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。
　　軟件部分分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件部分完成了多點(diǎn)觸控的驅(qū)動(dòng)和內(nèi)核移植。首先修改并移植了適合Android系統(tǒng)運(yùn)行的啟動(dòng)代碼以及內(nèi)核，在Android系統(tǒng)中測(cè)試了多點(diǎn)觸控芯片的功能。然后設(shè)計(jì)了Linux下多點(diǎn)觸控的驅(qū)動(dòng)程序，并融入內(nèi)核，在Linux的文件系統(tǒng)中，采集到觸控?cái)?shù)據(jù)。
　　應(yīng)用軟件部分完成了各種手勢(shì)的識(shí)別算法。圓手勢(shì)的識(shí)別中，首先嘗試了霍夫變換，雖然識(shí)別的準(zhǔn)確率很高，但由于其計(jì)算量太大

4、，并不適合用于嵌入式系統(tǒng)；然后使用了最小二乘法進(jìn)行圓擬合，也可以得到較好的結(jié)果；最后，結(jié)合觸控?cái)?shù)據(jù)的特殊性，提出了一種快速簡(jiǎn)便的方法：這種算法首先需要通過(guò)多組的測(cè)試數(shù)據(jù)確定一個(gè)判定閾值，確定閾值后，每次檢測(cè)只需要對(duì)3～5個(gè)點(diǎn)之間的距離進(jìn)行計(jì)算，即可判別手勢(shì)。本課題中用100組數(shù)據(jù)確定了閾值，在之后的數(shù)據(jù)測(cè)試中，得到了98％的正確率；類(lèi)似地，也完成了旋轉(zhuǎn)手勢(shì)、進(jìn)入隱藏菜單等多個(gè)手勢(shì)的識(shí)別。測(cè)試結(jié)果顯示多種手勢(shì)判別的準(zhǔn)確率可達(dá)98.7％。<