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人機界面的改變:多點觸摸感應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用

來源:數(shù)字音視工程網(wǎng)        編輯:luomeifeng    2015-07-06 10:56:58     加入收藏    咨詢

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  電容感應(yīng)技術(shù)改變了我們與設(shè)備的交互方式,我們不再使用簡單的按鈕或開關(guān),可以在觸摸屏上觸摸,滑動或者縮放數(shù)據(jù)本身,與其進(jìn)行交互。事實上,他們已經(jīng)...

  電容感應(yīng)技術(shù)改變了我們與設(shè)備的交互方式,我們不再使用簡單的按鈕或開關(guān),可以在觸摸屏上觸摸,滑動或者縮放數(shù)據(jù)本身,與其進(jìn)行交互。事實上,他們已經(jīng)存在并設(shè)計到了各種應(yīng)用中,包括汽車。多點觸摸感應(yīng)是電容感應(yīng)的延伸,電容感應(yīng)使得觸控技術(shù)變得更加直觀,可以同時檢測到多個手指并能識別手勢。本文中將介紹電容感應(yīng)基本原理以及電容感應(yīng)技術(shù)在汽車應(yīng)用中的改進(jìn),在介紹了多點觸摸屏/軌跡板的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部操作之后將會探討多點觸摸感應(yīng)給人機界面(HMI)所帶來的改變。

  多點觸摸系統(tǒng)的核心是一對相鄰電極組成的電容感應(yīng)。當(dāng)一個導(dǎo)體如手指接近這些電極時,兩個電極之間的電容就會增加,可以通過微控制器檢測到。另外,電容感應(yīng)還可用于接近感應(yīng),傳感器和用戶身體并不需要接觸到。這可以通過提高傳感器的靈敏度來達(dá)到。

  電容感應(yīng)越來越多的用來取代機械按鈕,旋鈕,汽車系統(tǒng)中,觸摸按鈕和滑條(見圖2)可以用于車載娛樂、開關(guān)后備箱、采暖通風(fēng)&空調(diào)控制(HVAC),以及被動式無鑰匙進(jìn)入傳感器(PKE)。機械部件和凹槽(需要更復(fù)雜的模具,容易進(jìn)入灰塵等等)的數(shù)量減少了,提高了可靠性并降低了系統(tǒng)成本。

  觸摸屏使得用戶直接“觸摸”設(shè)備的應(yīng)用功能,從而減少對外部按鈕的依賴。同樣的,在軌跡板上,用戶也可以使用本能動作與系統(tǒng)進(jìn)行交互,例如觸摸、輕擊、縮放、拖曳。觸摸屏主要有三種形式:單點觸摸,多點觸摸識別手勢,多點接觸識別位置。

  單點觸摸觸摸屏主要是電阻式觸摸屏,在同一區(qū)域定位屏和按鈕。電阻式單點觸摸屏的局限是一次只能檢測屏幕上的一個手指,手勢識別能力有限,傳感器容易磨損,性能較差。這些限制帶來了投射式電容技術(shù)的發(fā)展,多點觸摸手勢觸摸屏就是基于這個原理。多點觸摸手勢觸摸屏不依賴于壓力來檢測用戶交互。他們也能夠支持同時多點觸摸手勢識別和跟蹤,方便機器屏幕和瀏覽網(wǎng)頁。多點接觸識別位置指的是觸摸感應(yīng)表面(軌跡板/觸摸屏)能夠同時識別接觸表面上的兩個或兩個以上的點。用戶雙手有十個手指,車上有多個乘客時數(shù)量會增加。音樂瀏覽,地圖操縱,身體的電子控制如座椅位置這些都是汽車應(yīng)用的例子,這些都是觸摸屏很好的應(yīng)用。

  汽車上的軌跡板方便駕駛員操作系統(tǒng),如導(dǎo)航和音頻子系統(tǒng),無需伸到中心控制臺。軌跡板可以識別字符,不再需要字母數(shù)字鍵。觸摸屏的覆蓋物有玻璃和塑料,下面是兩層透明的導(dǎo)體比如銦錫氧化物(ITO),他們由絕緣材料分離(見圖4)。ITO層的制式形成了電容柵格。ITO層透明度極高,有助于觸摸屏更明亮、更容易閱讀。由于不需要壓力來檢測觸摸,所以屏幕更耐用。在軌跡板中,也有類似的電容式傳感器結(jié)構(gòu),只不過系統(tǒng)有一個不透明的保護(hù)層,簡單的銅層就是傳感器。

  掃描觸摸屏傳感器,可以檢測傳感器電容的任何變化,從而檢測到手指觸摸。分析這些數(shù)據(jù)可以識別手勢,手指范圍,手指運動方向。系統(tǒng)還可以驅(qū)動輸出設(shè)備如LED,或著控制電機。支持十個手指的電容式觸摸屏和軌跡版越來越多的用在汽車上,被各種各樣的汽車系統(tǒng)用作綜合界面。多點觸摸識別位置感應(yīng)系統(tǒng)還允許車內(nèi)的多個用戶同時訪問觸摸屏。此外,汽車網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如CAN/LIN,可以集成分布式機電系統(tǒng)到中央控制臺。這使得人機界面設(shè)計者可以在控制臺協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的運行,用統(tǒng)一風(fēng)格的用戶界面來創(chuàng)建人機界面,增加了靈活性,同時開發(fā)人員可以在外觀和感覺方面有更大的設(shè)計空間。多點觸摸識別位置感應(yīng)可以創(chuàng)建直觀的,美觀的顯示界面,更有競爭力。隨著尺寸的增加和處理能力的增強,觸摸屏和軌跡板越來越深入人心,他們最終成為汽車界面的選擇。

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