一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，具体涉及一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统及方法。

背景技术

现阶段在汽车行业，中国大力推进新能源汽车，与之相伴的智能驾驶也早已映入大众视线，“汽车智能化”是国内外大型整车厂目前研发的主要方向之一，如何将这种高新技术融入社会，使得大众可以容易接受并使用将成为开发过程中不可或缺的一大议题。

在传统汽车中，纯机械化的仪表盘、换挡操作杆、摇杆/按键控制车窗车门等已逐步被新型技术取代，智能表面技术应运而生，这是一种操控、显示和装饰功能的完美结合的新兴技术。

相对于对着纸质说明书了解智能界面操作方法，一种一目了然的说明操作界面自然就不可或缺了，用户可以在赏心悦目的界面指导下愉快的使用学习。

由此可见，如何能够提高窗户升降控制装置的效率为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有窗户升降控制装置存在效率低的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统，其通过人机交互的方式对窗户进行升降的控制，能够大大提高车窗控制过程的效率；在此基础上，还给了基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互的方法，很好地克服了现有技术所存在问题。

为了达到上述目的，本方案提供的一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统，包括控制装置，显示装置和灯光模块；所述控制装置与车窗驱动电机进行驱动连接，控制车窗的升降；所述控制装置与显示装置进行信号连接；所述控制装置与灯光模块进行控制连接，灯光模块根据控制模块的控制信号进行不同颜色的显示；当操作控制装置控制车窗时，控制装置将控制信号传输给显示装置显示车窗控制状态；同时控制装置驱动灯光模块进行相应的灯光显示。

进一步地，所述显示装置为四边形，嵌入至车门结构内部并与控制装置进行物理硬线连接。

进一步地，所述控制装置与显示装置之间设有导光结构，分别与控制装置和显示装置进行信号连接；导光结构通过控制装置与显示装置之间的信号传输正常或不正常，来显示不同的颜色。

进一步地，所述灯光模块包括四个LED灯管，分别设置与显示装置的四条边缘下方，对应四个车窗的状态，并与控制装置进行连接；所述四个LED灯管根据控制装置控制车窗的状态分别驱动四个LED灯管进行不同颜色的显示。

进一步地，所述控制装置与显示装置进行信号连接；控制装置包括信号采集模块，滤波模块，校验模块，通讯模块，应用模块；所述信号采集模块，通讯模块，滤波模块，校验模块，应用模块依次信号连接；所述应用模块分别与显示装置和灯光模块进行驱动连接；

将采集的触摸信号通过通讯模块，经过滤波模块进行滤波，校验模块对触摸信号进行校验后得到有效信息后传输给应用模块，应用模块对采集的信息进行判断后，驱动显示装置和LED灯光模块进行相应的操作。

进一步地，所述控制装置中还设有语音模块和存储模块；所述语音模块和存储分别与应用模块进行连接；通过应用模块将采集指令判断后，下达指令驱动语音模块和存储模块进行相应的操作。

为了达到上述目的，本发明提供的一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互方法；包括：

对车窗控制信息进行采集并进行数据信息处理，判断车窗是否正常开启；

根据车窗开闭的状态，下达对应指令至显示装置进行显示或提示；

通过显示装置的显示或提示，对车窗的控制进行下一步的操作。

进一步地，若车窗开启正常，则显示装置收到正常数据后显示正常状态；若车窗开启异常，则显示装置收到异常数据后显示异常状态。

本发明提供的一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统及方法，其通过人机交互的方式对窗户进行升降的控制，能够大大提高车窗控制过程的效率；

同时还配合内嵌式触摸显示屏、多种互感器及传感器实现与操作者的互动，不但使得驾驶员能更快的了解设备功能，而且智能互动在驾驶途中更能增加智能设备的体验乐趣。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本人机交互整体系统结构示意图；

图2为本人机交互系统中系统的内部结构示意图。

100.显示屏200.导光结构300.控制装置110.LED灯光模块310.采集模块320.滤波模块330.校验模块340.通讯模块350.语音模块360.应用模块370.存储模块400.车载娱乐系统。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

针对于现有窗户升降控制装置存在效率低的技术问题，本方案提供了一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统，基于触摸控制车窗装置，通过人机交互的方式对窗户进行升降的控制，能够大大提高车窗控制过程的效率；

同时还配合内嵌式触摸显示屏、多种互感器及传感器实现与操作者的互动，不但使得驾驶员能更快的了解设备功能，而且智能互动在驾驶途中更能增加智能设备的体验乐趣。

其中，参见图1，本方案提供的基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统包括显示屏100，导光结构200及控制装置300；通过操作控制装置300，导光结构200会对应控制装置300下达的指令显示不同颜色的灯来标明控制装置是否将信号正常传递给显示屏100，此时，显示屏100将会对应控制装置300 的指令显示对应的操作界面。

进一步地，显示屏100为内嵌式触摸显示屏，屏幕本身嵌入至车门结构内部并与控制装置300进行物理连接，连接处通过柔性材质连接，通过柔性材质的连接线，可以更好的适应车的布局。

显示屏100与控制装置300之间物理连接方式为串口(SPI)连接，选用该连接方式原因为通讯稳定，且频率较快；两装置统一由汽车小电瓶12V供电。

本方案中，显示屏100界面采用生物识别材料，可以通过触摸点亮显示屏100；同时，显示屏100表面为一层透明陶瓷结构，使得表面有较好的手感以及触摸点亮显示屏100后有很好的导光性能。

其次，显示屏100的外观形状本方案优选采用的是菱形，四边分别对应车身的四个车窗，菱形为对称图形，外观更加美观。

这里显示屏100的外观形状不做菱形限定，应用时，也可采用矩形等四边形状，具体的可根据实际情况而定。

参见图2，在显示屏100四条边下分别设有LED灯光模块110；其中，LED 灯光模块包括分布的四颗三色色域的LED灯管；内置RGB混色微控制器，可根据需求切换颜色；在驾驶员正常开关车窗时，四个车窗对应的灯管亮起，表明该车窗为正常工作。

作为举例，当显示屏100正常工作时，显示屏100四周的灯管呈蓝色，表示显示屏100被唤醒；

当车窗正常开闭时，显示屏100四边的灯管亮起绿色；当车窗关闭异常时，显示屏100四边的灯管亮起红色。

同时，当四个车窗其中一个开闭正常时，对应此车窗的显示屏100的一边下方的灯管亮起绿色，当四个车窗其中一个开闭异常时，对应此车窗的显示屏 100的一边下方的灯管亮起红色。

在显示屏100与控制装置300的区域，设有一个导光结构200，外观形状为由控制装置300指向显示屏100的导向箭头；此导光结构200下端分布有一颗三色色域LED灯管，通过LED灯光模块110让箭头显示不同颜色，用以表明控制装置300是否将信号正常传递给显示屏100。

作为举例，如若控制装置300发送给显示屏100信号正常时，则导光结构 200为绿色；若控制装置300发送给显示屏100的信号异常时，则导光结构200 为红色。

这里显示屏100上每个三种色域的颜色的选择可根据实际情况而定。

有显示屏100和LED灯光模块110相互配合构成的显示装置，其显示屏基础界面可分为三种模式：低功耗模式，唤醒模式以及工作模式。

当驾驶员未接触控制装置300时，显示屏100界面处于静默状态，此时，屏幕不亮；显示屏100处理界面外围的灯光模块110的LED灯管以及导光结构 200的LED灯管内部均处于低功耗模式，可减少汽车电瓶能量消耗。

当驾驶员触摸控制装置300时，此时，控制装置300将信号发送至显示屏 100，此时，显示屏100界面处理器被唤醒，显示屏100界面处理器点亮，外观各边的灯光模块110点亮为蓝色，此时基础界面处于唤醒模式。

当驾驶员开始操作触摸控制装置300时，显示屏100界面处于工作模式；当通过触摸控制装置300，显示屏400上会根据控制装置300控制车窗的状态进行提示或显示；如若正常控制车窗，则显示屏外观各边的灯光模块110点亮为绿色；如若控制车窗异常，则显示屏100外观各边的灯光模块110点亮为红色。

控制装置300用于控制车窗的升降，设置于驾驶位左侧车门架上；控制装置300与车窗的驱动电机连接，用于控制车窗的升降。

同时，控制装置300与显示屏100进行信号连接；控制装置300包括控制板及控制网络，通过控制网络配合控制板进行数据的交互；其中，控制板上设有信号采集模块310，滤波模块320，校验模块330，通讯模块340，语音模块 350(MP3驱动)，应用模块360和存储模块370(外部EEPROM)。

其中，信号采集模块310用于采集触控信号；当驾驶员开始接触采集模块 310时，触摸信号被采集。

通讯模块340，经过滤波模块320，校验模块330和应用模块360设置于显示屏100所对应的系统内部；通讯模块340与采集模块310进行信号连接，并依次连接滤波模块320和校验模块330；应用模块360对应设置于显示屏100 内部的系统，用于控制显示屏100的开启和关闭。

将采集的触摸信号通过通讯模块340，经过滤波模块320进行滤波，校验模块330对触摸信号进行校验后得到有效信息后传输给显示屏100界面处理器应用模块360，应用模块360对采集的信息进行判断后，驱动显示屏100和LED 灯光模块110进行相应的操作。

同时，应用模块360与LED灯管模块110进行连接，当应用模块360被唤醒后，LED灯光模块110接收应用模块360的指令，对应指令亮起相应的灯光颜色。

语音模块350设置于显示屏100所对应的系统内部并与应用模块360进行连接；当显示屏100为唤醒模式后，此时同时触发语音模块350，语音模块350 会响起上线提示音。

存储模块370与应用模块360进行连接；当每次车窗控制完成后，应用模块360将操作结构通过存储模块370进行信息记录。

以下举例说明一下本方案在使用时的工作过程；这里需要说明下述内容只是本方案的一种具体应用示例，并不对本方案构成限定。

当驾驶员为接触控制模块300时，显示屏100处于静默状态，屏幕不亮，显示屏处理器上的LED灯光模块110以及导光结构200的LED灯管内部均处于低功耗模式，减少汽车电瓶能量消耗。

当驾驶员开始接触窗户控制模块300时，显示屏100处于静默状态，屏幕不亮，显示屏处理器上的LED灯光模块110以及导光结构200的LED灯管内部均处于低功耗模式，减少汽车电瓶能量消耗。

当驾驶员开始操作窗户控制模块300时，首先触摸信号被采集模块310采集，通过通讯模块340经滤波模块320，校验模块330后得到有效信息使显示屏100处理器应用模块360唤醒，此时，灯光模块110点亮，语音模块350响起上线提示音，显示屏外观各边的灯光模块110点亮为蓝色，此时显示屏100 处理器界面处于唤醒模式。

当驾驶员开始操作窗户控制模块300时，显示屏100内应用模块360处于工作模式，显示屏100内应用模块360处于工作模式，显示屏100处理器上显示“请按照指定操作控制车窗”字样，同时语音模块350提示“正在控制车窗”信息；此时，处理器根据通讯模块340得到的信息，处理器根据通讯模块340得到的信息，在应用模块360中进行触摸控制装置300信号判断，该信号处理分为两种情况：

若触摸控制装置300通过通讯模块340经过滤波模块320、校验模块330 后，反馈的信号为正常操作，显示屏100处理器内应用模块360点亮导向箭头 200下的LED灯带使得绿灯常亮，同时，显示屏100处理器上的LED灯光模块 110受应用模块360的指示显示为绿灯；此时界面显示“车窗控制正常”字样，同时语音模块350提示“车窗正在活动，请小心”字样信息；

若触摸控制装置300通过通讯模块340经过滤波模块320、校验模块330 后，反馈的信号为非正常操作，此时，显示屏100处理器上的LED灯光模块110 受应用模块360的指示显示为红灯；此时界面显示“车窗控制异常”字样，同时语音模块350提示“请重新进行车窗控制操作”信息。

应用模块360反馈错误操作信息，通过通讯模块340经过滤波模块320、校验模块330，传输给触摸控制装置300，等待驾驶员下一步操作，应用模块 360启动定时，超时后，应用模块360通知灯光模块110转变灯光为绿灯常亮。当触摸控制装置300通过通讯模块340反馈的信号表明车窗动作已经完成时，该信号经过滤波模块320、校验模块330验证后，由应用模块360处理，此时应用模块360判定控制动作完成，将命令灯光模块110控制由触摸控制车窗装置指向显示屏处理器的导向箭头200下的LED熄灭，表明触摸控制车窗动作完成，同时在灯光模块110控制下，显示屏处理器对应该车窗的LED灯显示绿色常亮，此时显示屏100处理器显示“车窗控制完成”字样，语音模块350提示“车窗已停止活动”字样信息。

每次车窗控制完成后，应用模块360将操作结果通过存储模块370进行信息记录。

当驾驶员停止操作触摸控制装置300后，应用模块360将根据通讯模块340 经过滤波模块320、校验模块330，传递的有效信息进行计时，保持几分钟，时长可选，根据需求而定，无触摸信息后，显示屏100处理器界面开始进入低功耗模式判定，显示屏100处理器外围LED灯管被应用模块命令灯光模块110 控制熄灭，与此同时，应用模块360将操作信息数据进行处理，并将一个生命周期，从唤醒到休眠内信息通过存储模块370进行存储。

应用模块360将操作信息数据进行存储，并统计此次被唤醒过程完成控制操作次数N，屏幕将显示“我们成功完成N次车窗控制，共积分N，再接再厉！”，获得的积分可通过车载娱乐系统400的智能大屏显示积分信息，并显示主机厂客户服务可换取的相应奖励。用户可根据个人喜好在智能大屏输入建议，通过通讯模块，通知应用模块360，实现软件自学习校验、更新。

存储完成后，语音模块350响起下线提示音。

由上述方案构成的一种基于全触摸控制升降窗户实现的人机交互系统及方法，其通过人机交互的方式对窗户进行升降的控制，能够大大提高车窗控制过程的效率；

同时显示屏增加了触摸产品的智能感，多样的灯光、显示、语音信息显著提升了用户的体验感，用户可以更直观、便捷的了解操作的准确性及完成度，主机厂可以根据客户偏好，对所述的LED预设颜色，亮度，以及触摸反馈的手感，播放的声音自由的进行调节。本发明不仅简单易上手，中央处理系统还会根据使用者的习惯记录数据，使得客户拥有更智能的驾驶体验。此智能屏幕交互方案因其有很强的实用性、推广性，在智能座舱领域优势十分明显。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。