基于红外触摸通用测试方法研究

基于红外触摸通用测试方法研究

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苏州长风航空电子有限公司 江苏省苏州市 215010

【摘要】红外触摸作为机载大屏幕显示器的人机交互输入接口，替代了传统显示器周边物理按键的所有功能，为飞行员提供触敏操作功能。根据MFD显示内容的需求，支持单击、滑动、拖动、缩放等多种触摸方式，其“所触即所得”的操控方式使飞行员可以更加便捷、直观的获取其敏感的关键信息，极大地提高了MFD的操控性能和人机交互性能。本文主要研究针对大屏幕红外触摸屏提出一种系统测试方法，从红外触摸的准确度、线性度、灵敏度等三个维度进行综合评估触摸屏整体情况。

【关键词】红外线技术；触摸屏；测试方法

红外线技术触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。外框安装数对红外发射管和红外接收管，控制红外发射管分别在横、竖两个方向上不断的扫描，发出的红外光线形成栅格状矩阵，并控制相对的红外接收管不断探测。当触摸显示器相应位置时，触敏控制单元通过横向（H边）和纵向（V边）的红外光线被阻隔而识别触摸、并将定位的触摸坐标位置实时传递给显示器，从而与用户进行交互。

红外触摸技术因其高度稳定性，不会因时间、环境变化而产生偏移。高度的适应性，不受电流、电压和静态干扰，适宜某些恶劣的环境条件。广泛用于航空领域。红外触摸屏适用于多种非露天的未知使用对象的场合。红外触摸屏的感应介质是任何可阻挡光线的物体，如手指、笔杆、小棍棒等等。在大屏幕显示器生产时由于安装灯管数量较多，在喷三防极容易遮挡灯管，且往往通过人工身体感官或者简单的多点触控来测试其合格性，未有系统性测试方法，这样的检测方法很难检测出触控方面存在的问题。

1　测试一般条件

1.1　测试环境

温度：0℃～40℃

湿度：45%～75%

大气压：86KPa～106KPa

1.2　测试设备

触摸棒（标准测试物体，直径包含5mm、6mm、7mm等大小触摸棒）

测试设备（操作系统为Win xp、Win 7及以上操作系统，包含测试软件及串口调试助手，KeilμVision集成开发工具，编辑器UltraEdit）

示波器

太阳光模拟光源设备eternal sun

2　测试项目及判断标准

本规范主要针对不同尺寸的触摸屏的通用测试规范。针对不同型号中IRLM安装的红外灯管数量不同部分测试项目及方法可供参考。对于外红触摸整理情况可从准确度、线性度、灵敏度三个方面进行综合评估。

2.1　准确度

准确度方面主要包含点击测试（含单点及双点触摸）、触摸卡死测试、强光干扰测试、心跳数据上报测试。

2.1.1　点击测试

验证目的：验证按钮或应用的点击效果

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），使用触摸棒（一般6mm）在显示屏内进行单点、双点及多点触摸测试；单指、两指、多指点击中间及边角区域；在水平，垂直或斜线方向进行两点及多点测试

预期结果：单点和双点报点及时无偏位，无误报点现象，边角无触摸盲区；多点触摸与两点触摸类似，但只能识别其中两点（根据型号要求不同而不同，目前公司一般都是仅识别2点）；两点触摸，无抢点、露点现象及其他触控不良；两指轮流按压抬起时无连线，触摸抬起后，无残留现象。

2.1.2　触摸卡死测试

验证目的：验证触摸卡死上报及屏蔽效果

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），将调试串口连接PC机并打开串口调试助手。根据屏幕尺寸选择不同大小轻便物体放置屏幕上，间隔一段时间单点触摸显示屏。

预期结果：未触摸前串口调试助手正常接收心跳包。物体放置后显示正常触摸点，一段时间后上报触摸卡死，并在满足分离度（当触摸有一个触摸物体时，其对应位置H边和V边位置其他点无法识别）情况下，能够正常触摸其他点。在物体拿开后，窗口调试助手无新的数据点上报，且能够正常点击测试。

2.1.3　强光干扰测试

验证目的：验证强光下的触摸效果

验证方法：显示器先后进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面）及“画线测试”画面，将调试串口连接PC机并打开串口调试助手。使用太阳光模拟光源设备，设置光源强度为10万lux。分别照射H边和V边的两个方向，并按照“点击测试”及“画线测试”方法开展测试

预期结果：光源四个方向开始照射和停止照射时，显示器无触摸数据上报。在“点击测试”及“画线测试”中能够正常开展。

2.1.4　心跳数据上报测试

验证目的：验证强光下的触摸效果

验证方法：使用示波器测量串口中心跳数据周期；单点及双点触摸时、触摸卡死时、强光变化时心跳数据上报情况

预期结果：在单点及双点触摸前正常上报心跳数据，触摸后停止上报，停止触摸后能够正常恢复上报。在触摸卡死前后以及强光照射前后心跳数据上报无影响。

2.2　线性度

线性度方面主要包含慢速四周画直线测试、慢速四周划螺旋测试、对角线画直线测试、一点不动别处画线测试、两点画圈测试、随意书写测试。

2.2.1　慢速四周画直线

验证目的：验证触摸直线的效果，线性偏移程度。

验证方法：显示器进入“画线测试”画面，沿着显示器边缘四周画直线（可用直尺配合），画的线要直；两点满足分离度情况下同时画线。

预期结果：显示器画面中显示无断线、无抖动。且水平触摸偏移不超过1个方格。及时显示画线轨迹，无报点轨迹与手指划线明显延迟现象，无断线、无跳动，抬起无残留。

慢速四周画直线

2.2.2　慢速四周螺旋状划线

验证目的：验证触摸曲线的效果。

验证方法：显示器进入“画线测试”画面，沿着显示器边缘四周画螺旋状线条。

预期结果：划的曲线要平滑、无断线、无跳动。画线流畅，无缺线、断线、串线、飞线及混叠线现象。

慢速四周螺旋画线

2.2.3　对角线画直线

验证目的：验证双点触摸对角线直线的效果，线性偏移程度。

验证方法：显示器进入“画线测试”画面，沿着下图所示双点沿着对角线画线，画的线要直。

预期结果：显示器画面中显示无断线、无跳动。且水平触摸偏移不超过1个方格。

对角线画直线

2.2.4　一点不动别处画线

验证目的：验证双点触摸的效果，线性偏移程度。

验证方法：显示器进入“画线测试”画面，沿着下图所示使用手指按住某个区域，同时使用触摸棒在其他区域进行画线测试。

预期结果：不动的手指能正确报点，其他手指画线不应出现断线、飞线等触控类不良。

一点不动别处画线

2.2.5　两点画圈画线

验证目的：验证双点触摸画圈的效果，线性偏移程度。

验证方法：显示器进入“画线测试”画面，沿着下图所示同时使用两个触摸棒进行画圈以及两个触摸棒画同一个圆圈。

预期结果：划的曲线要平滑、无断线、无跳动。画线流畅，无缺线、断线、串线、飞线及混叠线现象。

两点画圈画线

2.2.6　随意书写

验证目的：验证随意书写时效果。

验证方法：显示器进入“画线测试”画面，随意书写任何文字；中心画圈、中心十字；同时在水平，垂直或斜线方向划多条线。

预期结果：划的文字要平滑、无断线、无跳动。画线流畅，无缺线、断线、串线、飞线及混叠线现象。

2.3　灵敏度

灵敏度方面主要包含重压测试、手掌测试、防水测试（考虑产品安全仅开展哈气测试）、触摸响应性能测试、最小触摸体尺寸测试。

2.3.1　重压测试

验证目的：验证重压触摸前后触摸效果。

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），以手指重压触摸，确认触控功能情况

预期结果：手指重压触摸后无死点、乱报点或其他功能失效。未触控时无乱报点。

2.3.2　手掌测试

验证目的：验证大面积触摸情况。

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），调试串口连接PC机，以手掌或大面积触摸，确认触控功能情况

预期结果：触控功能正常，无死点、乱报点。恢复后能正常上报心跳包。未触控时无乱报点。

2.3.3　防水测试

验证目的：考虑高低温试验时显示器形成水珠，验证水珠对触摸效果（考虑到水滴测试、摊水去除测试危险性，仅开展哈气测试）。

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），在屏幕表面哈气，使之形成水雾并保持3S以上，确认触控功能情况，然后擦掉水雾层。

预期结果：有水时，无水区域可正常操作，拭去水珠水雾可正常操作。功能确认时触摸无死点，乱报点等不良触控。

2.3.4　触摸响应性能测试

验证目的：验证触摸响应时间。

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），使用示波器测量调试串口中上报触摸数据，分别单点及双点触摸屏，测量其周期。

预期结果：使用示波器记录方波周期（一般控制20ms内）。

2.3.5　最小触摸体尺寸测试

验证目的：验证触摸最小尺寸。

验证方法：显示器进入“最小触摸体尺寸测试”画面（一般为3mm*3mm方格画面），使用不同规格直径4mm、5mm、6mm等触摸棒分别触摸；使用衣袖触摸情况。

预期结果：最小尺寸的触摸板棒触摸正常，无漏点等。

3　典型故障及测试方法

近几年红外触摸故障及相应测试方法见下表

4　参考文献

[1]翁小平.触摸感应技术及其应用.北京航空航天大学出版社.2010.

[2]Cem Kaner.软件测试经验与教训.机械工业出版社.2004.