基于LabVIEW的鼠標位移測量技術研究

圖2 部分消除邊界的LabVIEW 程序框圖

2 檢測實驗與性能分析

檢測實驗采用USB 接口的dell 三鍵光電有線鼠標，最高分辨率400dpi.分別測試了鼠標在指針最小與最大移動速度( 控制面板中設置) 中以4mm/ s 與20mm/ s 的速度進行位移測量性能。采用步進電機與控制器對其進行位移標定，位移精確度為0.01mm.得到如圖3 所示位移圖像。

由于步進電機顯示位移與鼠標實際檢測的位移具有統(tǒng)計關系而且是線性的，故可以建立回歸模型： Yi = A + B ？？ X i + εi( i= 1， 2， ……， n) ， 其中( X i ， Yj ) 表示( X ， Y) 的第i 個觀測值，A 、B 為參數(shù)，A + B ×X i 為反映統(tǒng)計關系直線的分量，εi 為反映在統(tǒng)計關系直線周圍散布的隨機分量，εi ~ N( 0， δ 2 ) ， 服從正態(tài)分布。根據最小二乘法：

　　相關系數(shù)越接近1， 則二者越正相關。圖3 直線擬合的結果如表2.

表2 線性擬合結果

圖3 步進電機標定實驗及線性擬合

由表可知，不同條件下兩種方法測定的位移相關系數(shù)均接近于1， 即實驗鼠標位移測定與步進電機標定位移接近相等；截距A 可以忽略不計，即鼠標位移測量沒有系統(tǒng)誤差； 斜率B 的標準差均小于0.3%， 即實驗鼠標隨機誤差小。以上充分說明實驗鼠標在低速的位移測量具有精度高、線性度好、誤差小等優(yōu)點。

為測試低速條件下鼠標位移測量性能與速度的關系，用相同的標定方法測試了不同速度鼠標位移的性能。由圖4 可知總體來看，鼠標移動速度越大，斜率誤差與總擬合標準差越大，測量位移性能降低，但在20mm/ s 速度以內仍滿足位移測定的一般需求?？梢灶A見隨速度的增大，誤差將逐漸變大。此鼠標位移測定方法適宜于低速情況。

圖4 不同速度位移測定的誤差

3 總結

本文通過對鼠標原理的分析，提出了利用顯示坐標系統(tǒng)與鼠標坐標系統(tǒng)的映射關系測量實際位移的方法。通過Lab-VIEW 編程調用庫函數(shù)節(jié)點( CLF) 實現(xiàn)了對顯示坐標系統(tǒng)的邊界消除，從而實現(xiàn)了不受量程限制的位移測定。利用步進電機對實際的位移測量性能進行了研究，結果顯示此方法達到了精確位移測量的要求，可以提供精確度0.1mm 的位移測量，具有線性度好，精確度高，誤差小的優(yōu)點。同時研究顯示該位移測量系統(tǒng)在低速的位移測量中具有更佳的性能。采用高層軟件設計的方法，使鼠標位移測量不受鼠標接口、鼠標型號的限制，具有高性價比與強適用性的特征。此鼠標位移檢測方法集成到基于LabVIEW 的漏磁檢測系統(tǒng)中，取得了良好的效果。