卡尔曼滤波在电容触10UF 25V摸屏坐标定位中的应用

摘要：电容触摸屏在数据收罗进程中不行制止地会发生系统噪声，为了提高触摸屏坐标定位的准确度，在对原始数据举办定位阐明前，首先回收卡尔曼滤波要领对数据举办处理惩罚，再将数据在MATLAB顶用定位算法计较出触摸屏的坐标值，并绘制坐标点图。功效表白，卡尔曼滤波确实可以或许有效去除噪声，从而提高触摸屏坐标定位的精确性，具有很高的实用性。

引言

　　跟着信息时代的到来，人们对信息的检索、查询需求逐渐增多，因此，利便快捷的人机交互界面不行或缺，而个中首当其冲的应用技能即是触摸屏。触摸屏作为一种新的智能设备输入装置，其技能已经较量成熟，常见的范例可分为红外线、外貌声波、电阻式和电容式等[1-2]。个中电容触摸屏中利用较遍及的是投射电容式触摸屏，其按照建造、布线工艺和扫描方法差异又分为互电容和自电容。本文描写的是自电容，即别离由X、Y扫描电极与地某人组成自电容，扫描时，一端接地，另一端接鼓励或采样电路，别离对M+N个电极举办扫描，检测自电容[3-4]。在自电容的检测中，系统噪声会滋扰到电容的检测，因而直接影响到后续触摸点坐标简直定。为此，针对主要影响因素——系统噪声举办滤波，还原初始数据的有效信号有利于提高触摸屏的坐标定位精确度。在浩瀚的滤波要领中，颠末尝试阐明和比拟，最终证实，卡尔曼滤波在还原原始数据和算法实现方面都有较好的优势。

1 电容触摸屏坐标定位道理和卡尔曼滤波道理

1.1 电容触摸屏坐标定位道理

　　对付投射式电容触摸屏的定位来说，自电容是触摸屏感到块相对地之间的电容，当人体在触摸屏上施加鼓励信号时，就相当于一个接地的导体与感到块之间形成一个耦合电容[5-7]。自电容Cs与人体耦合电容Cp成并联干系，因此，总的电容值C=Cs+Cp，详细模子如图1所示。在触摸检测时，依次别离检测27个X轴和18个Y轴电极数组，按照触摸前后所有自电容量的变革值确定手指地址的X坐标和Y坐标，最后组合成平面的触摸坐标[8]。总共需扫描X+Y次，电容变革的差值在触摸中心点最大，跟着触摸区域的扩散电容变革差值逐渐减小，整个区域电容值的变革整体上雷同正态漫衍。

1.2 卡尔曼滤波道理

　　卡尔曼滤波是一种操作线性系统状态方程，通过系统输入输出视察数据，对系统状态举办最优预计的算法。能有效地从一组有限的包括噪声的数据中预测出物体的坐标位置。

　　卡尔曼滤波主要是通过如下五个焦点公式迭代得出某一时刻最优预计[9]：

　　上述方程组中，X(k+1|K)是上一状态的预测功效， X(k)是上一状态的最优功效，P(k+1|K)是X(k+1|K)对应的协方差，P(k)是X(k)对应的协方差。W(k)和V(k)别离是进程噪声和视察噪声，两者一般均视为高斯白噪声。Q、R为W(k)、V(k)相应的协方差，Kg为卡尔曼增益。状态预计是卡尔曼滤波的重要部门，一般环境下，受噪声滋扰的随机状态量很难准确测得，但可举办一系列视察，并依据一组视察值按某种统计概念举办预计，以尽大概靠近真实值。

2 电容参数值的丈量和触摸区域简直定

2.1 电容参数值的丈量

　　在触碰未产生前，触摸屏每个通道都有一个可直接测得的基准电容Crefi，该值在必然范畴内颠簸，且每个通道的值不尽沟通，如图2所示，每个条形代表一个通道。同时，需要为未触碰前的每个通道的电容值配置一个阈值，暗示基准电容值的最高颠簸范畴。每个通道阈值因基准值差异而差异，与基准电容值的干系界说如下：

(6)

T_Valuei暗示第i个通道的电容阈值。