[发明专利]校准具有工业机器人的触摸屏面板的方法及其系统、工业机器人和触摸屏

说明书

本发明提供一种用于校准触摸屏面板(11)的方法以及使用该方法的系统(1)、工业机器人(10)和触摸屏面板(11)。所述方法包括以下步骤：(a)限定对于位置测量具有预定准确度的触摸屏(112)的至少一个区域(20)；(b)记录工业机器人在触摸屏(112)的至少一个区域(20)上的多个第一触摸点上的多个运动学参数；(c)记录触摸屏(112)的至少一个区域(20)上的多个第一触摸点上的多个第一位置值；(d)使用运动学参数并且使用第一位置值确定工业机器人(10)的运动学模型的第一校准数据；(e)使用第一校准数据计算地修正工业机器人(10)的运动学模型的误差；(f)记录其边界的至少一部分向外延伸的至少一个区域(20)上的多个第二触摸点上的多个第二位置值；(g)使用运动学参数并且使用第二位置值确定触摸屏(112)的第二校准数据；(h)使用第二校准数据计算地修正触摸屏(112)的位置测量的误差；以及针对工业机器人(10)的不同姿势迭代地重复步骤(b)至(h)，直到迭代步骤不再产生工业机器人(10)的运动学模型的误差修正的显著改进为止。

技术领域

本发明涉及触摸屏的校准，更具体地涉及触摸屏的位置测量的校准。

背景技术

触摸屏面板是通常被层叠在信息处理系统的电子视觉显示器的顶部上的输入设备，其常见于诸如游戏机、个人计算机、平板计算机、电子投票机以及智能手机的设备中。它们也可以被附接到计算机或者作为终端被附接到网络。用户可以通过利用特殊触控笔/钢笔和/或一个或多个手指触摸屏幕的简单或多点触摸手势而给出输入或控制信息处理系统。

存在通过不同方法感测触摸的各种触摸屏技术，诸如电阻触摸屏、表面声波触摸屏、电容触摸屏等。使用电容触摸屏作为示例，对触摸屏面板的屏幕进行触摸导致屏幕的静电场的畸变，该畸变可被测量为电容的变化。不同的已知技术可以被用于确定触摸的位置，并且该位置随后被发送到触摸屏面板控制器以便处理。专利US 4 853 498 A公开了一种位置确定方法，其中电容触摸屏面板的位置测量具有导电面板、和用于生成指示触控笔触摸位置的地址信号的装置。根据专利US 4 863 498 A的触摸屏面板提供了这样一种面板，其恒定电阻率的导电层采用位置测量装置来生成地址信号，该地址信号指示面板上与触控笔接触的位置。位置测量信号被施加于沿着面板的相应侧边缘定位的第一对对置电极和第二对对置电极。导电层的电阻率在相应的第一对电极与第二对电极之间建立有效的电阻Rx和Ry。位置测量子电路测量在任何触控笔触摸导电层时的、通过电极汲取的电流，从而形成指示触控笔接触面板的位置的地址信号。本领域技术人员应该理解的是，屏幕上两个触摸点之间的距离可以使用指示这两个触摸点的位置的地址信号而进行计算。

趋向于更敏感、更高分辨率、更多维度(即具有方位的3D位置测量)的触摸技术使得其适用于工业机器人调试系统中的位置测量。与基于激光器或基于编码器的工业3D测量设备相比，触摸屏面板触手可及并且价格低廉。

通过使用触摸屏面板的位置测量取决于在触摸屏上的触摸点处建立的有效电阻，并且如上计算的两个触摸点之间的距离由于被放置在触摸点之间的感测元件的错位的影响而具有误差。因此，在触摸点被限定在触摸屏的相对较小的区域中的地方、例如诸如为在一个方向上包含小于10个感测元素的相对较小的区域，针对触摸点位置测量的距离误差较小，因此对于相对较高准确度的位置测量来说可以被忽略。然而，当应用于触摸屏的相对较大区域时、例如在一个方向上包含多于10个感测元件时，位置测量的准确度变得不令人满意。

坐标测量机(CMM)可以被用于校准触摸屏坐标系统以减小位置测量误差。然而，由于引入额外的类似CMM的设备，这使得工业机器人调试系统更昂贵。

发明内容