容感應(yīng)基本原理及在汽車中的應(yīng)用

科幻影片中的圖像往往突破現(xiàn)實(shí)的限制，如電影Minority Report.中，湯姆·克魯斯使用多點(diǎn)觸摸屏瀏覽信息。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(jiǎn)單的按鈕或開關(guān)。我們可以在觸摸屏上觸摸，滑動(dòng)或者縮放數(shù)據(jù)本身，與其進(jìn)行交互?？苹秒娪爸锌此七b遠(yuǎn)的界面已經(jīng)不再是虛幻的了。事實(shí)上，他們已經(jīng)存在并設(shè)計(jì)到了各種應(yīng)用中，包括汽車。

多點(diǎn)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(shí)檢測(cè)到多個(gè)手指并能識(shí)別手勢(shì)。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(diǎn)觸摸屏/軌跡板的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部操作之后將會(huì)探討多點(diǎn)觸摸感應(yīng)給人機(jī)界面(HMI)所帶來的改變。

多點(diǎn)觸摸感應(yīng)

多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的核心是一對(duì)相鄰電極組成的電容感應(yīng)。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體如手指接近這些電極時(shí)，兩個(gè)電極之間的電容就會(huì)增加(見圖1)，可以通過微控制器檢測(cè)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。

圖1:電容感應(yīng)原理

電容感應(yīng)越來越多的用來取代機(jī)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(dòng)式無鑰匙進(jìn)入傳感器(PKE)。機(jī)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。

圖2

觸摸屏軌跡板:

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(duì)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(dòng)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：?jiǎn)吸c(diǎn)觸摸，多點(diǎn)觸摸識(shí)別手勢(shì)，多點(diǎn)接觸識(shí)別位置(見圖3)。

單點(diǎn)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(diǎn)觸摸屏的局限是一次只能檢測(cè)屏幕上的一個(gè)手指，手勢(shì)識(shí)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(diǎn)觸摸手勢(shì)觸摸屏就是基于這個(gè)原理。多點(diǎn)觸摸手勢(shì)觸摸屏不依賴于壓力來檢測(cè)用戶交互。他們也能夠支持同時(shí)多點(diǎn)觸摸手勢(shì)識(shí)別和跟蹤，方便機(jī)器屏幕和瀏覽網(wǎng)頁。

多點(diǎn)接觸識(shí)別位置指的是觸摸感應(yīng)表面(軌跡板/觸摸屏)能夠同時(shí)識(shí)別接觸表面上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)。用戶雙手有十個(gè)手指，車上有多個(gè)乘客時(shí)數(shù)量會(huì)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(tái)。軌跡板可以識(shí)別字符，不再需要字母數(shù)字鍵。

圖3：觸摸屏類型