[发明专利]基于迭代算法处理电容信号并应用于触摸屏定位的方法

权利要求书

1.一种基于迭代算法处理电容信号并应用于触摸屏定位的方法，其特征在于，采用八个圆弧形电极的电容式传感器，八个圆弧形电极呈环形间隔排列地印刷于触摸屏表面边缘，触摸屏外侧设置有屏蔽层，电极通过电极引线与外部数据采集系统连接；基于迭代算法处理电容信号并应用于触摸屏定位的方法按照以下步骤顺序进行：

(一)对电容式传感器的电容信号进行检测；

(二)通过数据采集系统采集步骤(一)中测得的电容信号，并将其发送至上位机；其中，所述电容信号为位于触摸屏不同位置的电容信号；所述触摸屏不同位置的电容信号包括触摸屏中间的电容信号、触摸屏上方的电容信号、触摸屏下方的电容信号、触摸屏左方的电容信号、触摸屏右方的电容信号中的至少一种；

(三)上位机分析接收到的电容信号，采用迭代算法进行图像重建；

图像重建算法具体为：建立ECT线性模型为C＝SG，式中，C为电容向量，S为灵敏度矩阵，G为介电常数向量；

根据最优化理论，由C＝SG得到ECT图像重建的极小化目标为式中，g为归一化后的介电常数向量，λ为归一化后的电容向量；

求解即找到g使函数可以取到最小值，f(g)的梯度函数可以表示为选择负梯度方向作为优化搜索方向，使梯度下降速度最快，得到图像重建迭代关系式式中，k表示迭代次数，为第k+1次迭代后的介电常数法向量，为第k次迭代后的介电常数法向量，α_k为第k次迭代的最优步长，通过修正α_k得到一个合适的α值，使迭代算法可以表示为

2.根据权利要求1所述的基于迭代算法处理电容信号并应用于触摸屏定位的方法，其特征在于，所述电容式传感器电极和电极引线的材质均采用ITO材料。

3.根据权利要求1或2所述的基于迭代算法处理电容信号并应用于触摸屏定位的方法，其特征在于，步骤(一)中对电容式传感器的电容信号检测过程为：

①对电容式传感器的电极进行数字编号；

②选取电容式传感器的一个电极作为激励电极，对其施加激励电压后依次检测其余电极，获得电容信号；

③依次更换激励电极，重复步骤②的操作，完成对所有电极的检测。

4.根据权利要求1所述的基于迭代算法处理电容信号并应用于触摸屏定位的方法，其特征在于，所述灵敏度矩阵的计算公式为：

式中，ε₂为高介电常数，ε₁为低介电常数，为场域内全部填充低介电常数物质时求出的电容矩阵，为场域内全部填充高介电常数物质时求出的电容矩阵，为第n个像素充满高介电常数物质而其他区域内填充低介电常数物质时的电容矩阵，A为场域区域面积，A(n)为第n个像素的面积，a和b为对应的激励-检测电极对的编号。