- 觸摸屏技術(shù)分類
- 觸摸屏感知技術(shù)分析
- 手勢(shì)解碼在控制器內(nèi)完成
- 采用全屏多點(diǎn)控制器
與消費(fèi)市場(chǎng)相比，汽車人機(jī)界面(HMI)提出了一系列全新挑戰(zhàn)。駕駛過程中的安全性是主要的挑戰(zhàn)。隨著功能的增多，人們不得不考慮它對(duì)關(guān)注路面這一駕駛?cè)藛T最主要職責(zé)的影響。在車?yán)锛尤氲氖欠裰皇且粋€(gè)花哨的功能，它會(huì)不會(huì)削弱駕駛體驗(yàn)?就算這樣，這個(gè)功能還是能在駕駛過程中提供安全性。駕駛?cè)藛T在瀏覽地圖、尋找目的地方面花費(fèi)的時(shí)間越少，就能夠越多地關(guān)注路面。
首先，讓我們來看看進(jìn)入汽車信息娛樂領(lǐng)域的兩種觸摸屏的差別：
電阻式觸摸屏是當(dāng)前汽車信息娛樂系統(tǒng)的主流技術(shù)。這種技術(shù)的成本最低，并可以用于從汽車、工業(yè)到消費(fèi)的多種應(yīng)用領(lǐng)域。由于這種技術(shù)采用機(jī)械式實(shí)施方案，因此必須在面板上施加壓力才能使之檢測(cè)到觸摸。電阻式觸摸屏的兩個(gè)特性使其注定在市場(chǎng)上、特別是在汽車市場(chǎng)上漸漸失寵：一、清晰度，通常介于70%~80%;二、需要定期對(duì)觸摸板進(jìn)行校準(zhǔn)，以便使之與LCD協(xié)調(diào)一致。
電容式觸摸屏，其中最先進(jìn)的是感應(yīng)式電容觸摸屏。與電阻式觸摸屏相比，其清晰度更高(90%甚至以上)，面板精度也更高，且無需調(diào)試。然而，感應(yīng)式電容觸摸屏的真正優(yōu)勢(shì)在于其可以同時(shí)探測(cè)多個(gè)觸點(diǎn)。
通過比較當(dāng)前基于電阻式觸摸屏和帶手勢(shì)識(shí)別的電容式觸摸屏的汽車HMI概念，我們可以發(fā)現(xiàn)，新增手勢(shì)識(shí)別功能后，駕駛?cè)藛T對(duì)路面的關(guān)注程度在某些方面有所改善。通過電容式觸摸屏的手勢(shì)識(shí)別不僅是一種新的輸入方式，更使系統(tǒng)輸入提升到了一個(gè)新的層次。采用電容式觸摸屏，駕駛?cè)藛T仍然可以通過點(diǎn)擊瀏覽菜單結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)手指提高音量或者調(diào)節(jié)HVAC風(fēng)扇速度。不過，真正重要的是其控制標(biāo)準(zhǔn)功能的簡(jiǎn)易度，比如控制駕駛過程中非常必要的導(dǎo)航功能。用戶不必緊盯著屏幕，只需一個(gè)簡(jiǎn)單的手勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)縮小操作。屏幕上的任何區(qū)域都可以感知手勢(shì)，因此駕駛?cè)藛T不必把手指放在特定的位置來完成操作。圖1顯示就是這種導(dǎo)航屏幕上的動(dòng)作感知說明。
圖1-導(dǎo)航屏幕上的縮小手勢(shì)
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此外，無需進(jìn)行菜單瀏覽，只使用簡(jiǎn)單的手指動(dòng)作就可以讓地圖左右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更方便的查看，并隨之為您增加觸手可及的功能。這種技術(shù)面世后必將廣受青睞，并很快成為一種新標(biāo)準(zhǔn)。
客戶的接受對(duì)于任何新興技術(shù)都是個(gè)熱點(diǎn)話題。在汽車信息娛樂行業(yè)里，客戶一般對(duì)他們?nèi)粘Ｊ褂玫募夹g(shù)持開放態(tài)度。技術(shù)與否只是個(gè)純粹的可用性問題。觸摸屏進(jìn)入汽車市場(chǎng)已有數(shù)年之久。電容式觸摸屏不會(huì)改變駕駛?cè)藛T與車輛的互動(dòng)方式，它只會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)這種方式;觸摸屏HMI概念也不是指要重新設(shè)計(jì)，其只是對(duì)HMI進(jìn)行強(qiáng)化。
在討論HMI概念之際，聲控系統(tǒng)也在興起。不過，包括駕駛?cè)藛T在內(nèi)的消費(fèi)者，都已經(jīng)習(xí)慣于手勢(shì)或點(diǎn)觸的觸摸方式。目前，無論是帶觸摸板的筆記本電腦、手機(jī)、或是MP3播放器等都在使用這種方式，人們已經(jīng)習(xí)慣于此，也期望如此。聲控系統(tǒng)目前在車輛上也有所應(yīng)用，但需要進(jìn)行培訓(xùn)。從消費(fèi)者的角度來說，這是一種新技術(shù)，而非一種循序漸進(jìn)式的改變。該系統(tǒng)的命令結(jié)構(gòu)需要人們重新了解，且各個(gè)車輛制造商之間各不相同。車輛制造商的HMI概念決策也各不相同。有些制造商會(huì)提供這兩種方式供客戶自己選擇使用。由于這兩種技術(shù)都是新興技術(shù)，現(xiàn)在判斷哪一種更有優(yōu)勢(shì)為時(shí)尚早。
那么，電容式觸摸屏的工作原理是什么呢?作為一種新興技術(shù)，帶手勢(shì)識(shí)別功能的電容式觸摸屏將隨著相關(guān)控制器(如賽普拉斯的汽車專用TrueTouch™控制器)在市場(chǎng)上的推出而即將在近期得到廣泛應(yīng)用。由于汽車設(shè)計(jì)的平均周期為2~3年，用戶有望自2012年開始在汽車中使用到這一新型信息娛樂系統(tǒng)。以賽普拉斯的控制器為例，汽車一線廠商和OEM廠商可以“開箱即用”地立即著手開發(fā)基于手勢(shì)的信息娛樂系統(tǒng)。這些控制器集成了如圖2重點(diǎn)所示的系統(tǒng)功能。
采用CSD(西格瑪—德爾塔調(diào)制器測(cè)量)之類的電容感應(yīng)技術(shù)掃描電容式ITO(氧化銦錫)板。測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度與感應(yīng)器陣列中ITO菱形對(duì)應(yīng)的手指位置成正比例。覆蓋的范圍越大，信號(hào)強(qiáng)度越大。請(qǐng)注意：按照設(shè)計(jì)，一個(gè)手指可以覆蓋多個(gè)菱形，以便進(jìn)行準(zhǔn)確的位置計(jì)算。
通過判別觸摸對(duì)菱形圖案的覆蓋情況，可以準(zhǔn)確地確定一個(gè)或者多個(gè)手指在觸摸板上的位置。在下面的例子中，手指在Y軸上覆蓋了感應(yīng)器3和4，各自相對(duì)的信號(hào)強(qiáng)度分別為15和7。
根據(jù)手指的相對(duì)移動(dòng)對(duì)手勢(shì)進(jìn)行解碼。
圖2-電容式觸摸屏手指探測(cè)
手勢(shì)解碼在控制器內(nèi)完成，并作為簡(jiǎn)單手勢(shì)ID傳送到主機(jī)系統(tǒng)，然后在屏幕上做出響應(yīng)。
采用全屏多點(diǎn)控制器可以進(jìn)一步增強(qiáng)觸摸屏的性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多達(dá)十根手指的各個(gè)位置探測(cè)。這項(xiàng)功能適用于汽車中的雙視屏應(yīng)用，以便駕駛?cè)藛T和乘客同時(shí)操作信息娛樂系統(tǒng)。在雙視屏即將應(yīng)用于汽車之際，我們亟需一款全屏多點(diǎn)控制器，以便實(shí)現(xiàn)在駕駛?cè)藛T放大地圖的同時(shí)，乘客可以進(jìn)行音量調(diào)節(jié)。無論手勢(shì)或者多點(diǎn)觸摸屏，其結(jié)果都是清晰的。對(duì)用戶而言，強(qiáng)化信息娛樂HMI不是要使其變得更加復(fù)雜。這只是在車輛中引入一種新技術(shù)，一種對(duì)來自消費(fèi)市場(chǎng)的駕駛?cè)藛T來說非常熟悉的技術(shù)。
