本发明涉及电子触控，尤其涉及基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法。
背景技术：
1、基于电容感应的触摸屏已广泛应用于各种电器设备，为操作者提供了灵活和直观的操作体验，其基本原理是利用电容的变化来检测和识别触摸输入，当用户触摸屏幕时，人体的电荷会影响感应层上的电场分布，从而改变电容值，通过检测这种变化，系统可以确定触摸的位置和手指的动作。随着终端用户和应用场景的多样化，可弯曲的柔性屏需求逐渐增加，然而在柔性触摸屏的应用场景中，触摸屏的弯曲度会对电容传感器的电容值产生影响，屏幕的弯曲使得不同区域的电容值变化不同，进而影响到触摸点的识别准确性，同时由于屏幕的弯曲使得触摸点的位置从二维空间增加至三维空间，会进一步增加触摸点识别的复杂度和时间，从而降低多点触控的响应速度。鉴于此，需要一种新的方法，以克服柔性触摸屏对多点触控带来的不利影响，提升柔性触摸屏中多点触控识别的准确性和响应速度。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本发明的目的在于提供基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，解决柔性屏使触控点识别准确度和响应速度下降的问题，提升柔性触摸屏中多点触控识别的准确性和响应速度。
3、(2)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供了基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，所述方法包括：
5、逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据，根据初始全局电容变化数据通过弯曲度预估模型得到触控屏弯曲度预估值；
6、将触控屏弯曲度预估值通过预设的扫描分区策略进行匹配得到网格点扫描分区，获取网格点扫描分区扫描起始列，从扫描起始列开始逐列扫描网格点扫描分区中的各列电容传感器网格点电容变化值直到扫描分区终止列得到第一变化电容；
7、获取第一变化电容在网格点扫描分区中的扫描分区位置，根据触控屏弯曲度预估值和扫描分区位置通过与预设修正列表进行比对得到电容修正系数，根据电容修正系数对第一变化电容进行修正得到第二变化电容；
8、根据第二变化电容通过触摸点识别模型得到触摸点曲面位置信息，根据触摸点曲面位置信息对多个触摸点进行跟踪得到触摸点轨迹特征，根据触摸点轨迹特征按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为。
9、进一步地，所述将触控屏弯曲度预估值通过预设的扫描分区策略进行匹配得到网格点扫描分区，获取网格点扫描分区扫描起始列，从扫描起始列开始逐列扫描网格点扫描分区中的各列电容传感器网格点电容变化值直到扫描分区终止列得到第一变化电容包括：
10、根据触控屏弯曲度按预设分区匹配规则得到触控屏弯曲度对应的分区数和网格点扫描分区第一边缘；
11、按分区数和网格点扫描分区第一边缘将触摸屏分为多个弧面区域分区作为网格点扫描分区；
12、获取网格点扫描分区第一边缘的电容传感器列作为扫描起始列，获取网格点扫描分区第二边缘的电容传感器列作为扫描终止列，所述网格点扫描分区第二边缘的电容传感器列为下一个分区的网格点扫描分区第一边缘相邻的电容传感器列；
13、从扫描起始列开始逐列扫描网格点扫描分区中的各列电容传感器网格点电容变化值直到扫描分区终止列得到第一变化电容。
14、进一步地，所述弯曲度预估模型是根据神经网络算法建立的初始全局电容变化数据与触控屏弯曲度的映射关系，训练过程包括：
15、收集柔性触摸屏在不同的弯曲度下每个电容传感器网格点的电容变化值作为弯曲度预估模型样本数据；
16、建立包含输入层、隐藏层、输出层的神经网络模型，将电容传感器网格点的数量设置为输入层的节点数量，将弯曲度预估模型样本数据的70％作为训练集数据输入弯曲度预估模型的输入层；
17、隐藏层使用relu函数作为激活函数，输出层设置一个节点，用于输出触控屏弯曲度预估值；
18、使用均方误差作为损失函数，通过反向传播算法和adam优化器来最小化损失函数对模型进行拟合；
19、将弯曲度预估模型样本数据的30％作为验证集数据输入弯曲度预估模型，通过比较验证集上的损失函数值来选择最佳模型参数，选择使损失函数值最小的弯曲度预估模型参数构成最终弯曲度预估模型。
20、进一步地，所述获取第一变化电容在网格点扫描分区中的扫描分区位置，根据触控屏弯曲度预估值和扫描分区位置通过与预设修正列表进行比对得到电容修正系数，根据电容修正系数对第一变化电容进行修正得到第二变化电容包括：
21、获取触摸屏宽度和各网格点扫描分区第一边缘占触摸屏宽度的比例得到各网格点扫描分区的宽度wi为：
22、wi＝w·ki；
23、其中w是触摸屏宽度，ki是第i个网格点扫描分区第一边缘占触摸屏宽度的比例，wi是第i个网格点扫描分区的宽度；
24、获取第一变化电容对应的电容传感器所在列与触摸屏列方向一端边缘起始列的距离，根据第一变化电容对应的电容传感器所在列与触摸屏列方向一端边缘起始列的距离和各网格点扫描分区的宽度得到第一变化电容在网格点扫描分区中的列位置pi为：
25、
26、其中bi是第一变化电容中位于第i个网格点扫描分区的变化电容对应的电容传感器所在列与触摸屏列方向一端边缘起始列的距离，wi是第i个网格点扫描分区的宽度，pi是第一变化电容中位于第i个网格点扫描分区的变化电容在第i个网格点扫描分区中的列位置；
27、获取第一变化电容对应的电容传感器所在行与触摸屏行方向一端边缘起始列的距离作为第一变化电容在网格点扫描分区中的行位置，根据第一变化电容在网格点扫描分区中的列位置和第一变化电容在网格点扫描分区中的行位置得到第一变化电容在网格点扫描分区中的扫描分区位置；
28、根据触控屏弯曲度预估值和扫描分区位置通过与预设修正列表进行比对得到电容修正系数，根据电容修正系数对第一变化电容进行修正得到第二变化电容。
29、进一步地，所述预设修正列表是根据历史经验建立的在不同的触控屏弯曲度预估值和网格点扫描分区位置与电容修正系数之间的映射关系，所述电容修正系数是对其对应的触控屏弯曲度预估值和网格点扫描分区位置的第一变化电容进行修正后使得触控屏弯曲度对该扫描分区位置电容变化产生最小影响的数据值；
30、所述根据电容修正系数对第一变化电容进行修正得到第二变化电容cij为：
31、cij＝αij·mij；
32、其中αij是第i个网格点扫描分区中第j个分区位置第一变化电容的电容修正系数，mij是第i个网格点扫描分区中第j个分区位置第一变化电容，cij是第i个网格点扫描分区中第j个分区位置的第二变化电容。
33、进一步地，所述根据第二变化电容通过触摸点识别模型得到触摸点曲面位置信息，根据触摸点曲面位置信息对多个触摸点进行跟踪得到触摸点轨迹特征，根据触摸点轨迹特征按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为包括：
34、根据第二变化电容所在网格点扫描分区分组第二变化电容，获取各组组内的第二变化电容作为组级变化电容；
35、提取组级变化电容中各电容值变化点在网格点扫描分区中的行位置、列位置和电容变化值作为组级变化电容特征数据；
36、通过欧氏距离计算组级变化电容特征数据的相似度得到组级变化电容相似度矩阵，根据层次聚类算法将组级变化电容相似度矩阵进行合并更新直到预设的相似度阈值得到组级变化电容聚类结果；
37、汇总各组组级变化电容聚类结果得到触摸点数据，根据触摸点数据提取触摸点曲面位置信息，根据触摸点曲面位置信息对多个触摸点进行跟踪得到触摸点轨迹特征，根据触摸点轨迹特征按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为。
38、进一步地，所述汇总各组组级变化电容聚类结果得到触摸点数据，根据触摸点数据提取触摸点曲面位置信息，根据触摸点曲面位置信息对多个触摸点进行跟踪得到触摸点轨迹特征，根据触摸点轨迹特征按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为包括：
39、获取组级变化电容聚类结果中所有电容值变化点在网格点扫描分区中的行位置、列位置的平均值得到聚类中心点在网格点扫描分区中的行位置、列位置作为触摸点局部坐标；
40、获取分区边界的网格点曲面坐标，所述分区边界的网格点曲面坐标是根据触控屏弯曲度预估值对分区边界网格点预设的三维空间定位；
41、获取分区边界网格点的局部坐标，所述局部坐标所在坐标系的坐标轴与分区边界重合，将分区边界网格点的局部坐标和曲面坐标进行拟合得到局部坐标与曲面坐标的映射关系，根据局部坐标与曲面坐标的映射关系将触摸点局部坐标转换为触摸点曲面坐标；
42、汇总各触摸点的曲面坐标作为触摸点曲面位置信息，实时获取触摸点曲面位置信息得到触摸点位置信息变化曲线作为触摸点轨迹特征，将触摸点轨迹特征与预设的交互轨迹特征进行比对，比对结果一致则按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为。
43、进一步地，所述将分区边界网格点的局部坐标和曲面坐标进行拟合得到局部坐标与曲面坐标的映射关系包括：
44、根据分区边界网格点的局部坐标中的横坐标构建横坐标拉格朗日基函数li(x)为：
45、
46、其中xi是第i个分区边界网格点的局部横坐标，xj是除xi外其余第j个分区边界网格点的局部横坐标，n是分区边界网格点的局部横坐标数量，x是触摸点局部横坐标，li(x)是横坐标拉格朗日基函数；
47、根据分区边界网格点的局部坐标中的纵坐标构建纵坐标拉格朗日基函数li(y)为：
48、
49、其中yi是第i个分区边界网格点的局部纵坐标，yj是除yi外其余第j个分区边界网格点的局部纵坐标，n是分区边界网格点的局部纵坐标数量，y是触摸点局部纵坐标，li(y)是纵坐标拉格朗日基函数；
50、根据分区边界网格点的曲面坐标中的横坐标和横坐标拉格朗日基函数得到横坐标映射关系函数f(x)为：
51、
52、其中ui是第i个分区边界网格点的曲面横坐标，li(x)是横坐标拉格朗日基函数，x是触摸点局部横坐标，f(x)是横坐标映射关系函数；
53、根据分区边界网格点的曲面坐标中的纵坐标和纵坐标拉格朗日基函数得到纵坐标映射关系函数f(y)为：
54、
55、其中vi是第i个分区边界网格点的曲面纵坐标，li(y)是纵坐标拉格朗日基函数，y是触摸点局部纵坐标，f(y)是纵坐标映射关系函数。
56、进一步地，所述逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据包括：
57、扫描每一列的电荷变化，记录储存每一列上对应行交叉点出现电荷变化的测量值；
58、在扫描移动到下一列之前，每一行重置测量值，根据扫描每一列的时间和测量值得到初始全局电容变化数据。
59、进一步地，在逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据，根据初始全局电容变化数据通过弯曲度预估模型得到触控屏弯曲度预估值之前，所述方法还包括将触摸屏进行弯曲，手指离开触摸屏；在逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据，根据初始全局电容变化数据通过弯曲度预估模型得到触控屏弯曲度预估值之后，所述方法还包括手指接触触摸屏。
60、(3)有益效果
61、本发明的有益效果是：通过分区策略提高了对触控点的识别效率，通过对屏幕弯曲度进行识别并结合分区位置对电容值变化值进行修正提升了触控识别的准确性，通过触摸点识别模型将触摸点在三维空间中进行定位，能够更加准确的得到触摸点轨迹特征，从而整体上实现更加准确高效地对多点触控进行识别。
1.基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述将触控屏弯曲度预估值通过预设的扫描分区策略进行匹配得到网格点扫描分区，获取网格点扫描分区扫描起始列，从扫描起始列开始逐列扫描网格点扫描分区中的各列电容传感器网格点电容变化值直到扫描分区终止列得到第一变化电容包括：
3.根据权利要求1所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述弯曲度预估模型是根据神经网络算法建立的初始全局电容变化数据与触控屏弯曲度的映射关系，训练过程包括：
4.根据权利要求2所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述获取第一变化电容在网格点扫描分区中的扫描分区位置，根据触控屏弯曲度预估值和扫描分区位置通过与预设修正列表进行比对得到电容修正系数，根据电容修正系数对第一变化电容进行修正得到第二变化电容包括：
5.根据权利要求4所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述预设修正列表是根据历史经验建立的在不同的触控屏弯曲度预估值和网格点扫描分区位置与电容修正系数之间的映射关系，所述电容修正系数是对其对应的触控屏弯曲度预估值和网格点扫描分区位置的第一变化电容进行修正后使得触控屏弯曲度对该扫描分区位置电容变化产生最小影响的数据值；
6.根据权利要求1所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述根据第二变化电容通过触摸点识别模型得到触摸点曲面位置信息，根据触摸点曲面位置信息对多个触摸点进行跟踪得到触摸点轨迹特征，根据触摸点轨迹特征按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为包括：
7.根据权利要求6所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述汇总各组组级变化电容聚类结果得到触摸点数据，根据触摸点数据提取触摸点曲面位置信息，根据触摸点曲面位置信息对多个触摸点进行跟踪得到触摸点轨迹特征，根据触摸点轨迹特征按预设触摸屏交互决策进行后续交互行为包括：
8.根据权利要求7所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述将分区边界网格点的局部坐标和曲面坐标进行拟合得到局部坐标与曲面坐标的映射关系包括：
9.根据权利要求1所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，所述逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据包括：
10.根据权利要求1所述的基于电容感应的触摸屏多点触控识别方法，其特征在于，在逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据，根据初始全局电容变化数据通过弯曲度预估模型得到触控屏弯曲度预估值之前，所述方法还包括将触摸屏进行弯曲，手指离开触摸屏；在逐列扫描以二维网络结构阵列状布局的电容传感器网格点的电容变化值得到初始全局电容变化数据，根据初始全局电容变化数据通过弯曲度预估模型得到触控屏弯曲度预估值之后，所述方法还包括手指接触触摸屏。
