方向盘触控装置及方向盘的制作方法

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种方向盘触控装置及方向盘。

背景技术：

随着科技的进步和汽车用户需求的多样化发展，车载设备已可以完成越来越复杂的功能，从最简单的车载空调到车载导航系统和车载影音系统。车载设备可以完成越来越复杂的功能，一方面可以满足汽车用户的不同需求。

但在另一方面，不同功能的车载设备，例如车在空调、车载导航系统、车载影音系统均配置有操控装置，而不同的操控装置分别配置于不同的车载设备之上，位于不同的位置，也降低了操控的舒适度。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种方向盘触控装置，以对不同功能的车载系统集中操作。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种方向盘触控装置，包括：触控屏、触控信号生成单元、触点数目判断单元、矢量判断单元、功能组切换单元以及控制单元、车载设备接口；

所述触控信号生成单元，适于生成与所述触控屏上的触控操作相对应的触控信号；

所述触点数目判断单元，适于基于所述触控信号判断所述触控屏被同时触碰的触点数目；

所述矢量判断单元，适于基于所述触控信号判断每个触点在所述触控屏的位置及运动轨迹；

所述功能组切换单元，适于根据所述触点数目和所述每个触点在所述触控屏的位置及运动轨迹切换至对应的功能组；

所述控制单元，适于根据触点的数目、位置和/或运动轨迹在当前功能组 下识别出相应的控制指令；

车载设备接口，适于将所述控制指令发送至当前功能组对应的车载设备。

可选的，所述触控屏包括若干触控按键，每个所述触控按键适于被触碰或按下；所述方向盘触控装置还包括信号生成单元，适于在所述触控按键被按下时生成对应的信号；所述控制单元还适于根据所述信号生成对应的控制指令。

可选的，所述触控屏包括至少两个触控按键，所述方向盘触控装置还包括按键按压数目判断单元，适于基于所述按键信号判断所述触控按键同时按下的数目；所述功能组切换单元还适于在所述触控按键同时按下的数目大于等于两个时，切换至对应的功能组。

可选的，所述功能组切换单元适于在触点的数目大于等于两个，且每个所述触点的运动轨迹的方向一致时，切换至对应的功能组。

可选的，所述功能组切换单元适于在收到功能切换择解锁指令后，根据所述触点数目和所述每个触点在所述触控屏的位置及运动轨迹切换至对应的功能组。

可选的，所述矢量判断单元还适于根据每个触点的运动轨迹，将其方向归为不同类别，所述每个所述触点的运动轨迹方向一致包括：每个所述触点的运动轨迹方向属于同一个类别。

可选的，所述运动轨迹的方向包括相互垂直的两组四类别方向。

可选的，所述方向盘触控装置还包括：滤波单元，适于对所述触控信号进行滤波。

可选的，所述方向盘触控装置还包括：特征信息提取单元，耦接至所述矢量判断单元、所述触点数目判断单元、所述功能组切换单元和所述控制单元，适于基于所述触控信号的数目和运动轨迹提取特征信息；所述功能组切换单元根据所述每个触点在所述触控屏的位置及运动轨迹切换至对应的功能组包括：基于所述特征信息切换至对应的功能组；所述控制单元根据触点的位置或运动轨迹在当前功能组下识别出相应的控制指令包括：基于所述特征 信息识别出相应的控制指令。

可选的，所述控制单元适于根据触点的位置或运动轨迹在当前功能组下识别出相应的控制指令包括：根据一个或多个触点的位置或运动轨迹生成对应当前功能组的控制指令；所述生成控制指令所需的触点数目少于所述切换至对应的功能组所需的触点数目。

可选的，所述车载设备接口适于将所述控制指令发送至以下至少一种车载设备：导航设备、音像设备、空调设备。

本发明实施例还提供一种智能方向盘，包括前述的方向盘触控装置。

可选的，所述触控屏位于方向盘一侧的边缘位置。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

通过设置功能组切换单元，根据触点数目和所述每个触点在所述触控屏的位置及运动轨迹切换至对应的功能组；设置控制单元，根据触点的位置或运动轨迹在当前功能组下识别出相应的控制指令；设置车载设备接口，将所述控制指令发送至对应的车载设备，使得不同的车载设备均可以接入本发明实施例中的方向盘触控装置，利用本发明实施例中的触控屏进行操作，从而可以将不同的车载设备的操控集中于所述触控屏，提升用户操作的舒适度。

进一步，本发明实施中还将触控按键集成在触控屏中，将传统的物理按键的按压操作与触控屏的点触和滑动结合在一起，即使触控屏出现故障，用户依然可以通过按压触控按键来实现功能组的切换或在当前空能组下的控制操作。不仅提高了行车时盲操作的准确性，还增加了防灾设计，提升了方向盘触控装置的可靠性。

另外，本发明实施例中的触控屏位于方向盘一侧的边缘位置，从而方便用户进行单手操作，用户在进行操作时手不必离开方向盘，从而可以在提升用户操作舒适度的同时保障用户安全驾驶。

附图说明

图1是本发明实施例中一种包括方向盘操控装置的服务系统结构示意图；

图2是本发明实施例中一种方向盘触控装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中另一种方向盘触控装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中另一种方向盘触控装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中一种方向盘的结构示意图；

图6是本发明实施例中一种触控屏的结构示意图。

具体实施方式

如前所述，随着科技的进步和汽车用户需求的多样化发展，车载设备已可以完成越来越复杂的功能，从最简单的车载空调到车载导航系统和车载影音系统。车载设备可以完成越来越复杂的功能，一方面可以满足汽车用户的不同需求。但在另一方面，不同功能的车载设备，例如车在空调、车载导航系统、车载影音系统均配置有操控装置，而不同的操控装置分别配置于不同的车载设备之上，位于不同的位置，也降低了操控的舒适度。

经发明人研究发现，现有的除了传统的按压方向盘按键、车辆中控台按键外，手势识别类、导航屏幕触控类车载系统的功能也不断丰富，可用性不断提高。但是通过识别手势来操作车载娱乐系统时，识别的成功率受到影像采集设备差异、用户个体差异等方面的影响，成功率较低、用户体验较差。另外，在复杂路段行驶时，驾驶员需要专门留出一只手来挥动输入手势指令，或者在车载导航主机的屏幕表面滑动输入指令，不仅不利于驾驶员集中精力来控制车辆行驶方向，还容易给车外行人带来误解。

基于方向盘智能触控装置进行的车载信息交互，无需用户在车内挥动手掌或手臂，无需用户在车载导航主机表面滑动屏幕，双手也无需离开方向盘，仅需在方向盘上的智能触控式按键区域滑动手指即可快速实现车辆控制意图。

本发明实施例中，通过设置功能组切换单元，根据触点数目、所述每个触点在所述触控屏的位置及运动轨迹或者触控按键的按下数目来切换至对应的功能组；设置控制单元，根据触点的数目、位置、运动轨迹或者触控按键的按压数目在当前功能组下识别出相应的控制指令；设置车载设备接口，将所述控制指令发送至对应的车载设备，使得不同的车载设备均可以接入本发 明实施例中的方向盘触控装置，利用本发明实施例中的触控屏进行操作，从而可以将不同的车载设备的操控集中于所述触控屏，提升用户操作的舒适度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明实施例中一种包括方向盘操控装置的服务系统结构示意图。

方向盘操控装置10耦接至车载设备20，其中车载设备20可以包括多个不同的车载设备，依次为车载设备1、车载设备2、……、车载设备N，车载设备可以为车载空调、车载导航系统、车载影音系统等。

用户通过对方向盘操控装置10进行操作，可以通过选择功能组选择需要进行控制的车载设备。在选定需要进行控制的车载设备后，用户可以通过方向盘操控装置10对相应的车载设备进行控制。

用户可以通过方向盘操控装置10对不同的车载设备进行集中控制，例如：在车载设备包括车载空调、车载导航系统和车载影音系统时，用户可以通过操作用户可以通过方向盘操控装置10完成以下功能：

控制车载空调进行温度设定、调节风量大小、选择空调模式；控制影音系统选择音乐播放模式、音效模式和音乐来源；控制导航系统放大或缩小地图、调节地图视角、调节导航音量等。用户对多个不同的车载设备进行集中操作，从而可以提升用户操作的舒适度。

图2是本发明实施例中一种方向盘触控装置的结构示意图。

方向盘触控装置10可以包括：触控屏11、触控信号生成单元12、触点数目判断单元14、矢量判断单元13、功能组切换单元15以及控制单元16、车载设备接口17，其中：

所述触控信号生成单元12，适于生成与所述触控屏11上的触控操作相对应的触控信号。

触控屏11可以是电容屏；电容触控式按键技术已经广泛用于电子消费领域，比如2015年6月上市的魅族NOTE 2手机，其机身正面就集成了一个电容触控按键，通过将按键表面与周围的“地信号”组成一个感应电容，当手 指靠近电容上方区域时该感应电容会受到影响，通过检测电容量的变化可以判断该区域是否有被触碰。

将这种电容触控式按键技术应用在方向盘触控装置10上，用户通过使用不同数量的手指沿不同方向来触摸触控装置的不同区域，以实现方向盘触控装置10在不同功能组之间的切换。在不同的方向盘触控装置功能组定义的前提下，用户通过触碰方向盘触控装置10、在触控装置10表面单指或多指滑动来实现特定的控制功能。

在具体实施中，方向盘触控装置区域的划分可以根据需求，部分区域可以由触控按键组成，触控按键的表面可以绘制不同的按键图样。同时，方向盘触控装置中的触控按键还可以具有普通按压式按键的结构，可通过按压来实现特定功能。

触控信号生成单元12根据触控屏11的类型不同有与之对应的结构，例如触控屏11是电容屏时，触控信号生成单元12可以是电容检测电路，根据触控屏11上的触控操作引起的电容值变化生成不同的电信号。

所述触点数目判断单元14，适于基于所述触控信号判断所述触控屏11被同时触碰的触点数目。

触控屏11被同时被触碰的判断标准可以预先设置，例如可以通过判断触控屏11上不同被触碰的点的触碰时间，判断其是否重合及重合范围以确定触控屏11被同时触碰的触点数目。

在具体实施中，触控屏11可以分为若干触控按键，每个所述触控按键适于被触碰或按下；所述方向盘触控装置10还可以包括按键信号生成单元18(参照图3)，适于在所述触控按键被按下时生成对应的信号；所述控制单元16还适于根据所述信号生成对应的控制指令。

触控按键的按压可以理解为触控按键受到外力作用而被压下，触控按键是否被按压以及哪个触控按键被按压，可以通过按键信号生成单元18产生的按键信号进行判断。

图6是本发明实施例中一种触控屏的结构示意图。图6中所示的触控屏11包括触控按键111～115，每个触控按键均可被单独按下，同时触控按键作为 触控屏的一部分，也可以被单点或多点触碰或在其表面滑动。可以理解的是，触控按键的分布仅为示意图，触控屏也可以完全由若干可以按动的触控按键组成。

由于在行车过程中可能会需要进行盲操作，将触控屏11可以分为若干触控按键，驾驶员可以根据手感判断需要按下的触控按键的位置。每个所述触控按键相当于一个物理按键，驾驶员可以明显感觉触控按键是否被按下，从而可以对触控按键进行盲操作，提升行车的安全性。

每个所述触控按键不仅可以被按下，也可以被触控，共同组成触控屏以接收触碰信号，从而可以满足用户的不同需求。

所述矢量判断单元13，适于基于所述触控信号判断每个触点在所述触控屏11的位置及运动轨迹。

每个触点在所述触控屏11的位置可以通过触控信号生成单元12产生的触控信号进行判断；每个触点的运动轨迹可以理解为一个触点在连续的与触碰屏接触时的轨迹，连续的与触碰屏接触的标准可以预先设置。

所述功能组切换单元15，适于根据所述触点数目、所述每个触点在所述触控屏11的位置及运动轨迹切换至对应的功能组。

用户在用不同数目的手指在触控屏11上向不同方向滑动时，其区别可以体现在触点数目判断单元14得到的触点数目判断结果和矢量判断单元13得到的运动轨迹判断结果。从而功能组切换单元15可以根据触点数目判断单元14和矢量判断单元13的判断结果对用户的动作进行区别，可以根据用户的设置进行功能组的切换。

在具体实施中，在所述触控屏11包括至少两个触控按键时，所述方向盘触控装置10还包括按键按压数目判断单元19(参照图3)，适于基于所述按键信号判断所述触控按键同时按下的数目；所述功能组切换单元15还适于在所述触控按键同时按下的数目大于等于两个时，切换至对应的功能组。

不同的功能组对应不同的车载设备，用户可以根据预设值对功能组进行切换，从而选择希望进行操控的车载设备。例如：可以在触控区域连续轻触两次来选择车内照明功能组，可以在触控按键区域连续按下触控按键两次来 选择语音播报功能组，可以通过用三根手指向左滑动选择车载空调功能组，利用四根手指向下滑动选择车载导航系统功能组，利用三根手指向右滑动选择车载导航系统功能组。

可以理解的是，用户可以根据个人喜好对如何切换至不同的功能组进行设置，不限于上述举例说明。

在具体实施中，所述功能组切换单元15适于在收到功能切换解锁指令后，根据所述触点数目、触控按键按压数目和/或所述每个触点在所述触控屏11的位置及运动轨迹切换至对应的功能组。功能组切换解锁指令可以由用户设置，可以是一组动作，例如可以是用户在向上向下向左向右各滑动一次的动作，也可以是连续点击触控区域，也可以是连续按下触控按键。

在接收到功能组切换解锁指令后才根据所述触点数目、触控按键按压数目和所述每个触点在所述触控屏11的位置及运动轨迹切换至对应的功能组，可以避免对功能组切换的误操作，提升功能组切换的准确性。

在具体实施中，功能组切换单元15适于在触点数目可以大于等于两个，且每个所述触点的运动轨迹的方向一致时，切换至对应的功能组。

由于触点数目可以大于等于两个，且每个所述触点的运动轨迹的方向一致时，才切换至对应的功能组，从而可以保证切换的准确性。此时，用户采用至少两根手指在屏幕上以相同的方向滑动的方式进行操控。同时，当触控区域出现故障，触控信号生成单元12无法正确输出屏幕的点触以及触点的运动轨迹时，用户还可以通过按压触控按键的方式来输出控制控制指令，提高了系统的防灾稳定性。

在具体实施中，矢量判断单元13还适于根据每个触点的运动轨迹，将其方向归为不同类别，所述每个所述触点的运动轨迹方向一致包括：每个所述触点的运动轨迹方向属于同一个类别。将统一类别的运动方向视为运动方向一致可以接收容忍范围内的误差，使方向盘触控装置10更加实用。

在本发明一实施例中，所述运动轨迹的方向分为相互垂直的两组四类别方向。例如，可以将所述运动轨迹的方向以水平面为基准分为上下左右四个方向。将运动轨迹分为四个方向简单易用，同时符合客户习惯。

所述控制单元16，适于根据每个触点的数目以及触点的位置和/或运动轨迹在当前功能组下识别出相应的控制指令。

在用户选定功能组后，可以对功能组对应的车载设备进行操作。例如可以通过点击触控屏11相应的位置、在触控屏11上滑动以及按压触控按键进行操作。控制单元16通过触点数目判断单元14和矢量判断单元13，生成与用户动作对应的控制指令。

例如：用户可以在当前功能组为车载导航系统功能组时，通过在方向盘触控装置10的触控屏11表面单指上下滑动来缩小/放大导航地图；通过在触控屏11表面单指左右滑动来切换当前导航地图视角(2D\3D\车头向上\北向上)；通过按压触控屏11右侧区域和左侧区域的触控按键来调节导航系统的系统提示音量；通过按压触控屏11上侧区域和下侧区域的触控按键调节导航语音提示的音量；用户还可以自定义其他动作及对应的操作。

用户在当前功能组为音乐功能组时，可以通过触控屏11表面单指上下滑动来切换播放音乐；通过按在触控屏11右侧区域和左侧区域切换音乐来源(MP3/蓝牙音乐/收音机/AUX)；通过按压触控屏11上侧区域和下侧区域的触控按键来切换音乐播放模式(顺序播放、单曲循环、随机播放等)；通过在触控按键表面双指上下滑动切换音效(低音、中音、高音、平衡、前后分配、EQ音效等)。

用户可以在当前功能组为空调功能组时，通过按压触控屏11上侧区域和下侧区域的触控按键来调节空调设定温度；通过按压触控屏11右侧区域和左侧区域的触控按键来调节风量大小；通过在触控屏11表面单指上下滑动进行前后风窗除霜调节；通过在触控屏11表面单指左右滑动进行风向切换(吹脸/吹脚/吹脸+吹脚)；通过双指在触控屏11表面上下滑动控制空调自动挡开关；通过双指在触控屏11表面左右滑动来调节循环模式(空气车内/车外循环)。

用户还可以利用方向盘触控装置10打开或关闭车载蓝牙、车载WIFI等，在此不一一列举。

在具体实施中，用户可以选择用一根手指或多个手指在触控屏11上点击或者滑动进行操作，也可以单次或连续多次按下触控屏11中的触控按键，对 应的，控制单元16可以根据一个或多个触点的位置或运动轨迹，或者触控按键的一次或多次按压的数量，来生成对应当前功能组的控制指令。

所述生成控制指令所需的触点数目或触控按键按压数目少于所述切换至对应的功能组所需的触点数目或触控按键按压数目。与之对应的，用户对当前功能组对应的车载设备进行控制时，需要用少于对功能组选择时的手指根数或触控按键的按压数目。例如，若用户设定对功能组进行选择时，最少需要用两根手指操作或者最少需要连续按下两次触控按键，则对选定的车载设备进行操作时，只能用一根手指进行操作或按下触控触控按键一次。

车载设备接口17，适于将所述控制指令发送至当前功能组对应的车载设备。

控制单元16通过车载设备结构将控制指令发送至与当前功能组对应的车载设备，从而对车载设备进行控制。控制单元16可以通过车载设备接口17的CAN总线与车载设备通信。

在具体实施中，方向盘触控装置10还可以包括：滤波单元41(参见图4)，适于对所述触控信号进行滤波。

对触控信号进行滤波可以排除干扰信号和误触碰，例如可以通过设定触控信号的大小阈值和时间阈值进行滤波来实现上述目的。

在对触控信号生成单元12生成的触控信号进行滤波，将滤波后的触控信号送至触点数目判断单元14和矢量判断单元13，可以提升触点数目判断单元14和矢量判断单元13的判断结果和用户动作的一致性，从而提升控制的准确性，使控制结果更加符合客户的预期。

在具体实施中，方向盘触控装置10还可以包括：特征信息提取单元42(参见图4)。特征信息提取单元42耦接至所述矢量判断单元13、所述触点数目判断单元14、所述功能组切换单元15和所述控制单元16，适于基于所述触控信号的数目和运动轨迹提取特征信息。

特征信息可以是包括触点数目、按键按压数目、触点位置和触点运动方向的信息，其中触点位置可以是预先设置的分区，运动方向可以是运动方向的类别。

所述功能组切换单元15根据所述每个触点在所述触控屏11的位置、运动轨迹或者触控按键的按压数目来切换至对应的功能组，可以是基于所述特征信息切换至对应的功能组；所述控制单元16根据触点的位置、运动轨迹以及按键的按压数目在当前功能组下识别出相应的控制指令，可以是基于所述特征信息识别出相应的控制指令。

本发明实施例通过设置功能组切换单元15，根据触点数目、触控按键的按压数目和所述每个触点在所述触控屏11的位置及运动轨迹切换至对应的功能组；设置控制单元16，根据触点的位置或运动轨迹或者触控按键的按压数目在当前功能组下识别出相应的控制指令；设置车载设备接口17，将所述控制指令发送至对应的车载设备，使得不同的车载设备均可以接入本发明实施例中的方向盘触控装置10，利用本发明实施例中的触控屏11进行操作，从而可以将不同的车载设备的操控集中于所述触控屏11，提升用户操作的舒适度。

本发明实施例还提供一种智能方向盘，智能方向盘上配置有前述的方向盘触控装置。将方向盘触控装置配置于方向盘，用户可以以较少的注意力对方向盘触控装置进行操作，有利于安全驾驶。

在具体实施中，方向盘触控装置的触控屏11可以位于方向盘一侧的边缘位置，如图5所示。

可以理解的是，方向盘的形状和触控屏11的大小与位置仅为示意图。

由于触控屏11位于方向盘一侧的边缘位置，从而方便用户进行单手操作，用户在进行操作时手不必离开方向盘，从而可以在提升用户操作舒适度的同时保障用户安全驾驶。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。