專(zhuān)利名稱：控制觸摸表面控制裝置的方法和相應(yīng)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制觸摸表面控制裝置的方法。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的觸摸表面控 制裝置，該裝置特別使用壓敏電阻器(還已知為FSR電阻器，其是指“力感應(yīng)電阻器(Force Sensing Resistor)，，)。本發(fā)明更特別地用于機(jī)動(dòng)車(chē)電氣或電子構(gòu)件的控制，例如多媒體屏或空調(diào)系統(tǒng)的 控制。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，機(jī)動(dòng)車(chē)日益裝備有用于駕駛員和其乘客的電子輔助和舒適系統(tǒng)。電子系統(tǒng)不斷地被改進(jìn)且提供更多的調(diào)節(jié)參數(shù)。因此，音響系統(tǒng)現(xiàn)在實(shí)際上都包 括各種揚(yáng)聲器組，可以調(diào)節(jié)這些揚(yáng)聲器組的左/右和前/后平衡。關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)前已經(jīng) 出現(xiàn)空調(diào)參數(shù)調(diào)節(jié)的基于區(qū)域的管理。所有這些系統(tǒng)需要適當(dāng)?shù)目刂破骷?，其符合人機(jī)工程學(xué)且易于使用。為了方便機(jī)動(dòng)車(chē)中的控制和減少專(zhuān)用(individual)控制器的數(shù)量，與顯示屏相 關(guān)的多功能控制器已出現(xiàn)在汽車(chē)業(yè)內(nèi)。這些已知的控制器具有例如控制柄或操縱桿的形式，使得可以瀏覽顯示在屏幕上 的菜單。被選擇功能的選擇例如通過(guò)按壓控制器的抓持元件而被執(zhí)行。這些操縱桿有時(shí)安裝有旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件，其使得可以例如當(dāng)該音量調(diào)節(jié)功能已被選 擇時(shí)增加或降低音響系統(tǒng)的音量。因此，利用單個(gè)的多功能控制器，可以控制機(jī)動(dòng)車(chē)中的多個(gè)電子系統(tǒng)和功能。最近已經(jīng)提出，觸摸表面被用于這些控制器，使得可以檢測(cè)使用者手指的簡(jiǎn)單按 壓以觸發(fā)特定類(lèi)型的動(dòng)作或控制，該動(dòng)作或控制是被檢測(cè)的按壓的位置和/或該按壓在該 表面上的后續(xù)位移的函數(shù)。 這些觸摸表面日益使用壓敏電阻器技術(shù)，其優(yōu)于其它等同技術(shù)，例如電容性或光 學(xué)技術(shù)，這是由于其實(shí)施的容易性和其魯棒性(robustness)。這些傳感器例如已知為“數(shù)字化板(digitizer pad) ”，下述文獻(xiàn)作為現(xiàn)有技術(shù)被 引用=US 4，810，992、US 5，008，497、FR 2683649 或 EP 0541102。這些傳感器包括半導(dǎo)體層，其夾置在例如導(dǎo)電層和電阻層之間。通過(guò)在FSR層上 施加壓力，其歐姆電阻降低，由此使得可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妷簛?lái)測(cè)量施加的壓力和/或 壓力被施加處的位置。通過(guò)傳感器發(fā)送的坐標(biāo)此后被用于控制與使用者手指觸摸的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的特定 電功能。為了基于觸摸表面控制多個(gè)電子系統(tǒng)和功能，則必須檢測(cè)使用者手指的控制軌跡 以將特定控制與其關(guān)聯(lián)。為此，特別提供一種觸摸表面，其形狀引導(dǎo)使用者的手指。例如，環(huán)形觸摸表面?zhèn)鞲衅骰蛐螤顬閳A弧帶形式的或直線帶形式的傳感器是已知
3的。而且，當(dāng)觸摸表面具有任意形狀時(shí)，包括對(duì)控制手指的軌跡的形狀識(shí)別執(zhí)行計(jì)算 算法的處理單元的其它控制模塊是已知的。但是，這些功能需要相當(dāng)?shù)膬?chǔ)存容量且造成強(qiáng)計(jì)算時(shí)間，這通常與關(guān)于汽車(chē)工業(yè) 的約束相矛盾。實(shí)際上，成本和體積規(guī)格要求使用低容量的小型微控制器，其可被例如整合到車(chē) 輛的前控制臺(tái)以控制車(chē)輛的電子或電氣構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的由此是提出一種控制方法和觸摸表面控制裝置，使得可以控制多個(gè) 電子系統(tǒng)和功能，該系統(tǒng)和功能適用于小容量且低成本的微控制器。為此，本發(fā)明的主題是控制觸摸表面控制裝置的方法，其特征在于，其包括對(duì)觸摸 表面上的控制軌跡從至少兩個(gè)預(yù)定軌跡形狀中進(jìn)行形狀識(shí)別的步驟，其中，在預(yù)定持續(xù)時(shí) 間期間-控制軌跡被取樣以對(duì)每個(gè)取樣周期確定控制軌跡的取樣角度，-將代表至少兩個(gè)取樣角度的演化的參數(shù)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，和-作為比較結(jié)果的函數(shù)，預(yù)定軌跡形狀被賦予該控制軌跡。根據(jù)該控制方法的其它特征-所述代表性參數(shù)是取樣角度和取樣角度的平均值之間的偏差的和，-當(dāng)所述代表性參數(shù)大于預(yù)定閾值時(shí)，圓形軌跡被賦予該控制軌跡，當(dāng)所述參數(shù)小 于或等于所述閾值時(shí)，直線軌跡被賦予該控制軌跡，-圓形或直線軌跡允許控制的選擇或參數(shù)化，-在識(shí)別步驟的預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間，控制軌跡的一段位移也被確定，控制軌跡的該 段位移與預(yù)定距離進(jìn)行比較，如果控制軌跡的該段位移小于預(yù)定距離，靜止軌跡被賦予該 控制軌跡，-靜止軌跡允許功能選擇或確認(rèn)，-在識(shí)別步驟的比較后，如果預(yù)定軌跡的形狀滿足附加確認(rèn)準(zhǔn)則，預(yù)定軌跡的形狀 被賦予控制軌跡，-附加確認(rèn)準(zhǔn)則在觸摸表面上被檢測(cè)的按壓力大于預(yù)定力時(shí)被滿足，_取樣周期是可變的。本發(fā)明的主題還是一種控制裝置，包括觸摸表面，該裝置的特征在于，其包括處理 單元，用于執(zhí)行例如前述的控制方法。優(yōu)選地，該控制裝置能控制機(jī)動(dòng)車(chē)的至少一組電氣或電子構(gòu)件的功能，所述構(gòu)件 例如為空調(diào)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、電動(dòng)搖窗控制器、用于調(diào)節(jié)外后視鏡的 控制器、用于調(diào)節(jié)天窗位置的控制器、用于車(chē)內(nèi)燈光的控制器、用于調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)座椅的控制
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通過(guò)閱讀本發(fā)明的說(shuō)明和附圖，其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得明顯，在附圖中
圖1是控制裝置的觸摸表面1的例子；圖2是表示控制軌跡的示意圖；圖3示出了對(duì)于基本上為直線的軌跡的取樣角度的時(shí)間演化 (temporalevolution)；圖4示出了對(duì)于基本上為圓形的軌跡的取樣角度的時(shí)間演化；和圖5是流程圖，示出了示例性控制方法的各個(gè)步驟。在這些圖中，相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。為了清楚，控制方法的步驟從100 開(kāi)始編號(hào)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了觸摸表面1，其特別要整合到能控制機(jī)動(dòng)車(chē)的至少一組電氣或電子構(gòu) 件的功能的控制裝置中，所述構(gòu)件例如是空調(diào)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、電動(dòng)搖 窗(window winder)控制器、用于調(diào)節(jié)外后視鏡的控制器、用于調(diào)節(jié)天窗位置的控制器、用 于內(nèi)部燈光的控制器、用于調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)座椅的控制器。例如，在音響系統(tǒng)的情況中，圓形控制軌跡使得可以控制音量，而旋轉(zhuǎn)方向使得可 以選擇音量的高或低(箭頭4)。而且可以設(shè)想，直線軌跡允許改變CD或從被選擇的CD的標(biāo)題中選擇標(biāo)題(箭頭 5)。觸摸表面1使用例如壓敏電阻器(還已知為FSR電阻器，其是指“力感應(yīng)電阻器”) 的傳感器且能為控制裝置處理單元提供信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于施加到觸摸表面1的使用者手 指的按壓區(qū)域。例如通過(guò)改變觸摸表面1的壓敏電阻傳感器的歐姆電阻，按壓區(qū)域?qū)?yīng)于控制手 指施加的壓力。通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妷?，處理單元測(cè)量與所施加的壓力和/或壓力在觸摸表面1上 施加處的位置對(duì)應(yīng)的信號(hào)?？刂蒲b置的處理單元(諸如微控制器，其例如是8位(8-bit)類(lèi)型的)包括程序 儲(chǔ)存器，用于執(zhí)行能夠?qū)嵤┛刂茩z測(cè)方法的軟件。任意形狀的示例性軌跡3已經(jīng)在圖2中示出。控制方法包括對(duì)觸摸表面上的控制軌跡從至少兩個(gè)預(yù)定軌跡形狀中進(jìn)行形狀識(shí) 別的步驟。直線軌跡、圓形軌跡或靜止軌跡(stationary trajectory)是預(yù)定軌跡形狀的三 個(gè)例子。在識(shí)別步驟的預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT期間，控制軌跡首先被取樣，以對(duì)每個(gè)取樣周期 (sampling period)Te確定控制軌跡的取樣角度d θ。取樣周期Te例如是處理單元的時(shí)鐘周期，例如10毫秒的量級(jí)。預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT等于或大于取樣周期Te的兩倍。取樣周期Te是可變的。在圖2的軌跡中，執(zhí)行控制軌跡3的角度d θ的五個(gè)取樣。取樣角度d θ對(duì)應(yīng)于控制軌跡在被取樣周期Te隔開(kāi)的兩個(gè)連續(xù)按壓A和B之間相對(duì)于軸線(在該例子中為水平軸線X)的角度。接著，代表至少兩個(gè)取樣角度d θ的演化的參數(shù)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，且作為該 比較結(jié)果的函數(shù)，預(yù)定軌跡形狀被賦予該控制軌跡。因此，圓弧軌跡可被容易地與直線區(qū)別開(kāi)。而且，由于該方法，觸摸表面可以是絕對(duì)平坦的或可以是任意形狀的?？刂栖壽E3的取樣角度d θ可通過(guò)各種計(jì)算算法獲得。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，取樣角度d θ和取樣角度d θ的平均值Md θ之間的偏差E被確 定，然后代表取樣角度d θ的演化的參數(shù)通過(guò)對(duì)偏差E求和(take thesum)而被計(jì)算。因此，該方法可容易地從曲線中識(shí)別直線，甚至該軌跡不是絕對(duì)的圓形或絕對(duì)的 直線也可以識(shí)別。還可以設(shè)想，代表取樣角度d θ的演化的參數(shù)是取樣角度d θ關(guān)于取樣角度平均 值Md θ的標(biāo)準(zhǔn)偏差。有利地，當(dāng)代表性參數(shù)大于預(yù)定閾值時(shí)圓形軌跡被賦予該控制軌跡，而當(dāng)代表性 參數(shù)小于或等于預(yù)定閾值時(shí)直線軌跡被賦予該控制軌跡。例如，預(yù)定閾值是約20°。因此，控制軌跡在預(yù)定持續(xù)時(shí)間Td期間的九個(gè)取樣角度d θ的示例性演化已在圖 3中示出?？刂栖壽E的取樣角度平均值Md θ通過(guò)水平虛線示出。區(qū)間E對(duì)應(yīng)于取樣角度d θ 和平均值Md θ之間的偏差。如圖3所示，取樣角度d θ的演化幾乎是恒定的。因此，偏差E的和幾乎為零。由此可以把直線軌跡賦予該控制軌跡?？刂栖壽E在預(yù)定持續(xù)時(shí)間Td期間的取樣角度d θ的第二演化已經(jīng)在圖4中示出。在該例子中，偏差E的和較大且大于預(yù)定閾值。因此圓形軌跡被賦予該控制軌跡。有利地，圓形或直線軌跡允許控制的選擇或參數(shù)化。還可以設(shè)想，在識(shí)別步驟的預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT期間，被取樣周期Te隔開(kāi)的兩個(gè)連續(xù) 按壓A和B之間的控制軌跡的一段位移dR(見(jiàn)圖2)也可被確定。接著，控制軌跡的該段位移dR與預(yù)定距離進(jìn)行比較，如果控制軌跡的該段位移dR 小于預(yù)定距離，靜止軌跡被賦予控制軌跡。例如，預(yù)定距離是4毫米的量級(jí)。有利地，靜止軌跡允許確認(rèn)或功能選擇。此外，還可以在識(shí)別步驟的比較之后，僅當(dāng)預(yù)定軌跡的形狀滿足附加確認(rèn)準(zhǔn)則時(shí)， 預(yù)定軌跡的形狀才被賦予該控制軌跡。附加確認(rèn)準(zhǔn)則例如在觸摸表面上檢測(cè)的按壓力大于預(yù)定力時(shí)被滿足。根據(jù)另一實(shí)施例，該確認(rèn)準(zhǔn)則在預(yù)定軌跡與至少在先前識(shí)別步驟期間被賦予的控 制軌跡相同時(shí)被滿足。圖5示出了示例性控制方法。第一步驟100包括等待控制裝置檢測(cè)觸摸表面1上的按壓。當(dāng)檢測(cè)到按壓時(shí)，控制軌跡被取樣，以在預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT期間對(duì)每個(gè)取樣周期Te 確定控制軌跡的取樣角度d θ (步驟101)。
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控制軌跡的一段位移dR也被確定。在預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT結(jié)束時(shí)，如果不再檢測(cè)到按壓，則該方法返回到等待按壓的初 始步驟100。如果按壓被檢測(cè)直至預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT結(jié)束，則控制軌跡的該段位移dR與預(yù)定距 離進(jìn)行比較103。如果控制軌跡dR的該段位移小于預(yù)定距離，則確定檢測(cè)時(shí)間是否已經(jīng)足夠(步驟 104)，例如，檢測(cè)時(shí)間是否已大于500毫秒。如果檢測(cè)時(shí)間已經(jīng)小于該最小檢測(cè)時(shí)間，則返回到步驟101到且等待新位移的檢 測(cè)。如果檢測(cè)時(shí)間大于最小檢測(cè)時(shí)間，則靜止軌跡被賦予該控制軌跡(步驟105)，且 該方法通過(guò)返回到等待位移的步驟101而被重復(fù)。另一方面，如果控制軌跡的該段位移dR大于預(yù)定距離，則將代表取樣角度d θ的 演化的參數(shù)在預(yù)定持續(xù)時(shí)間dT期間與預(yù)定閾值比較。如果該參數(shù)小于或等于該閾值，則直線軌跡被賦予該控制軌跡(步驟107)且該方 法在步驟101被重復(fù)。如果代表性參數(shù)大于預(yù)定閾值，圓形軌跡被賦予控制軌跡(步驟108)且該方法通 過(guò)返回到等待位移的步驟101而被重復(fù)。這種控制方法中，代表至少兩個(gè)取樣角度d θ的演化的參數(shù)被與預(yù)定閾值比較， 以把預(yù)定軌跡形狀賦予控制軌跡，該控制方法使得多個(gè)電子系統(tǒng)和功能能通過(guò)小容量且低 成本的微控制器控制。
權(quán)利要求
一種控制觸摸表面控制裝置的方法，其特征在于，其包括對(duì)觸摸表面上的控制軌跡從至少兩個(gè)預(yù)定軌跡形狀中進(jìn)行形狀識(shí)別的步驟，其中，在預(yù)定持續(xù)時(shí)間(dT)期間 控制軌跡被取樣以對(duì)每個(gè)取樣周期(Te)確定控制軌跡的取樣角度(dθ)； 將代表至少兩個(gè)取樣角度(dθ)的演化的參數(shù)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；和 作為比較結(jié)果的函數(shù)，預(yù)定軌跡形狀被賦予該控制軌跡。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述代表性參數(shù)是取樣角度(dθ )和取 樣角度的平均值(Mde)之間的偏差(E)的和。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述代表性參數(shù)大于預(yù)定閾值 時(shí)，圓形軌跡被賦予該控制軌跡；當(dāng)所述參數(shù)小于或等于所述閾值時(shí)，直線軌跡被賦予該控 制軌跡。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，圓形或直線軌跡允許控制的選擇或參數(shù)化。
5.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，在識(shí)別步驟的預(yù)定持續(xù)時(shí)間 (dT)期間-控制軌跡的一段位移(dR)也被確定；-控制軌跡的該段位移(dR)被與預(yù)定距離進(jìn)行比較；和-如果控制軌跡的該段位移(dR)小于預(yù)定距離，靜止軌跡被賦予該控制軌跡。
6.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，靜止軌跡允許功能選擇或確認(rèn)。
7.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，在識(shí)別步驟的比較之后，如果 預(yù)定軌跡的形狀滿足附加確認(rèn)準(zhǔn)則，預(yù)定軌跡的形狀被賦予該控制軌跡。
8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，附加確認(rèn)準(zhǔn)則在觸摸表面(1)上檢測(cè)的 按壓力大于預(yù)定力時(shí)被滿足。
9.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，取樣周期(Te)是可變的。
10.一種控制裝置，包括觸摸表面，其特征在于，該裝置包括處理單元，用于執(zhí)行如前述 權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制方法。
11.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，該裝置能控制機(jī)動(dòng)車(chē)的至少一組電 氣或電子構(gòu)件的功能，所述構(gòu)件例如為空調(diào)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、電動(dòng)搖窗 控制器、用于調(diào)節(jié)外后視鏡的控制器、用于調(diào)節(jié)天窗位置的控制器、用于車(chē)內(nèi)燈光的控制 器、用于調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)座椅的控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制觸摸表面控制裝置的方法，其特征在于，其包括對(duì)觸摸表面上的控制軌跡從至少兩個(gè)預(yù)定軌跡形狀中進(jìn)行形狀識(shí)別的步驟，其中，在預(yù)定持續(xù)時(shí)間(dT)期間控制軌跡被取樣以對(duì)每個(gè)取樣周期確定控制軌跡的取樣角度(dθ)；將代表至少兩個(gè)取樣角度(dθ)的演化的參數(shù)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；和，作為比較結(jié)果的函數(shù)，預(yù)定軌跡形狀被賦予該控制軌跡。本發(fā)明還涉及一種包括觸摸表面的控制裝置，其特征在于，該裝置包括處理單元，以執(zhí)行如上所述的控制方法。
文檔編號(hào)G06F3/048GK101903859SQ200880121912
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者塞德里克·查特雷恩, 布魯諾·科塔雷爾, 弗洛倫特·德沃克斯比頓 申請(qǐng)人:Dav公司