多點觸控技術(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或簡稱IndustrialHMI)是一種帶微處理器的智能終端，一般用于工業(yè)場合，實現(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)界面一般會配套組態(tài)軟件，以方便客戶的圖形化編程。管理員通過開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，電容屏多點觸控的出現(xiàn)，使得觸控領(lǐng)域出現(xiàn)了一個新的轉(zhuǎn)折

2、點。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)自動化快速發(fā)展的大趨勢和電容屏越來越占據(jù)觸控核心地位的前提下，電容屏多點觸控技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)觸控屏中，必然是未來發(fā)展的方向。
　　本文在PXA168的硬件開發(fā)平臺基礎(chǔ)上，添加了多點觸控子系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于電容屏的多點觸控及手勢識別。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；然后在PXA168開發(fā)平臺上添加了I2C總線的多點觸控硬件接口，完成了多點觸

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

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)合觸控數(shù)據(jù)的特殊性，提出了一種快速簡便的方法：這種算法首先需要通過多組的測試數(shù)據(jù)確定一個判定閾值，確定閾值后，每次檢測只需要對3～5個點之間的距離進(jìn)行計算，即可判別手勢。本課題中用100組數(shù)據(jù)確定了閾值，在之后的數(shù)據(jù)測試中，得到了98％的正確率；類似地，也完成了旋轉(zhuǎn)手勢、進(jìn)入隱藏菜單等多個手勢的識別。測試結(jié)果顯示多種手勢判別的準(zhǔn)確率可達(dá)98.7％。<