一种hmi人机交互大屏显示设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空领域中人机交互界面设计领域，具体涉及航空显示仪表中机载显示系统、仿真试验系统、模拟训练设备的HMI人机交互大屏显示、显示组件显示管理、按键切换操作逻辑等相关设计、仿真、程序实现时采用的一种方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术和液晶显示技术的发展，在战斗机和民机的座舱综合显示仪表逐步采用大屏显示，并将弹出窗口、区域缩放、多层菜单等交互技术应用于座舱显示仪表的人机交互设计中。为了满足人机交互要求，进行座舱显示仪表设计时，采用ARINC 661 Widget组件组合的方式构成完整的大屏幕HMI人机交互显示系统。该方式能根据工作模式和操控的不同进行各种显示变换，为飞行员提供更加准确、有效的信息。
[0003]然而现有设计技术无法实现大屏HMI人机交互显示的设计。当前显示系统显示方式为整屏切换，显示系统屏幕较小时比较容易实现；但大屏显示出现后，人机交互技术应用增多导致显示内容不断增多，且显示关系复杂，导致大屏HMI人机交互显示整体切换难以实现。若将大屏显示切换方式变为区域切换，显示内容会叠加在同一个窗口区域，则需要全新设计框架对显示内容进行管理、显示切换调度、显示数据刷新；同时需要处理显示系统内外部的触发响应。因此需要一种新办法来解决HMI大屏显示设计问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:在HMI人机交互大屏显示设计过程中，满足对组件式设计大屏座舱显示系统的显示管理、显示切换管理要求，并提供有效的大屏显示数据刷新策略及按键触发响应机制。
[0005]本发明提出的设计方法内容:通过定义显示内容、框架设计及数据处理，将显示组件、显示管理、显示数据交换、显示切换、按键触发响应、外部数据连接，构成一个完整、高效的HMI人机交互大屏显示设计方法。
[0006]本设计方法通过设计显示管理数据区，将显示组件的显示属性与显示管理数据区内数值进行参数关联，对HMI人机交互大屏显示进行显示管理。显示管理采用显示属性的参数关联方法。首先建立一个显示管理数据区，用于存储大屏显示组件的显示属性数值；其次，需要将显示组件进行统一的分组编号，分组编号采用x，y 二维坐标的方式；然后，依据显示组件的分组编号，将所有显示组件的显示属性与显示管理数据区对应的区域一一对应；最后，进行显示刷新处理，将显示管理区内数值与显示组件的显示属性进行参数关联，实时的读取显示管理数据区内的数值，根据数值进行相应显示组件的显示或者隐藏。
[0007]本设计方法通过设计显示切换触发条件和各个状态管理单元，采用状态切换的方式进行显示切换的设置，将显示切换与显示管理通过简单处理相连接，实现HMI人机交互大屏显示的显示切换。显示切换方法采用状态变换的方式实现显示切换。首先，根据工作模式或者操控操作设计各种显示状态，将设计的各种状态转换成状态管理单元，由状态管理单元构成一个状态管理区；其次，建立状态管理区的各状态管理单元之间的切换关系，添加切换条件；然后，建立状态管理区和显示管理数据区之间的对接关系；最后，通过触发状态管理区的切换条件，实现两个状态管理单元的切换，将切换后的状态管理单元内的显示组件显示属性数值更新到显示管理数据区，显示管理数据区数据更新后，所有相关显示组件显不属性更新，完成显不切换。
[0008]本设计方法通过显示数据刷新率和显示切换设计定义，依据显示管理数据区内的数据，对显示组件数据交换区内的数据进行刷新，并与外部数据处理进行显示数据交换和数据数值更新。大屏显示数据刷新策略是实时刷新当前显示内容的显示组件数据，降低刷新数据所需要的数据处理和通讯带宽。首先，建立显示组件数据交换区，通过数据交换区实现显示组件和外部数据的交互；其次，为数据交换区的数据设计刷新率；然后，建立与外部数据的显示数据交换和数值更新处理过程；最后，建立显示数据刷新处理过程，显示数据刷新处理过程依据显示管理数据区内数值，采用大屏显示数据的刷新策略进行数据交换处理。
[0009]本设计方法通过将状态管理单元、显示组件数据交换数据区和按键功能定义进行关联的方式，实现按键大部分功能设计，同时将按键触发的响应处理与显示切换处理、显示数据交换和数值更新处理连接，实现按键的触发响应。按键功能设计方法采用定义设计方式，定义设计需要关联状态管理单元、功能识别码、显示数据交互区的显示组件数据等元素。按键的触发响应与显示切换、显示数据刷新机制相连接，构成按键的响应运行机制:首先，进行按键触发处理，区分是显示切换功能还是数据处理功能；其次，如果显示切换功能则进入显示切换处理，进入显示切换的条件触发，运行显示切换的处理过程；然后，如果数据处理功能则进入显示数据数值更新处理，运行显示数据刷新的处理；最后，按键触发响应的结果，是显示切换或者显示内容的刷新。
[0010]本发明提出通过对设计内容进行定义的方式，能快速实现设计和设计迭代；通过灵活、可扩展的设计框架，使系统开发和系统验证工作更加简单有效。本发明提出的设计方法符合设计人员和开发人员的工作习惯，对设计内容具有很好的继承性、传递性，为系统开发人员提供更加准确的资料，大量降低系统开发工作量，系统验证工作更加简单有效。对于航空显示仪表中机载显示系统、仿真试验系统、模拟训练设备等的设计、开发、验证工作有着很重要的意义，能够有效的缩短研制周期、降低研制工作量、提高研制设备的可靠性。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1是本发明所述的一种HMI人机交互大屏显示设计方法示意图。
[0013]图2是本发明所述的显示管理方法示意图。
[0014]图3是本发明所述的显示切换方法示意图。
[0015]图4是本发明所述的显示数据刷新机制示意图。
[0016]图5是本发明所述的按键触发响应机制示意图。
[0017]附图中标记分述如下:
I HMI人机交互大屏显示 2显示管理方法3显示切换方法 4显示数据刷新方法5按键触发响应机制6外部数据 11显示组件区 12显示组件数据交换区
21显示管理数据区 22显示刷新处理 31状态管理区32状态管理
33条件触发34切换处理35显示更新处理41显示数据刷新处理
42显示数据刷新率表43显示数据交换和数据更新处理50按键功能定义区
51按键触发52按键触发处理53显示切换处理 54数据处理
61外部数据处理110显示属性111显示组件I112显示组件2
113显示组件3 114显示组件η 121显示组件数据I 122显示组件数据2
123显示组件数据3 124显示组件数据4 125显示组件数据5
126显示组件数据η 311状态管理单元I 312状态管理单元2
313状态管理单元3 314状态管理单元4 315状态管理单元5
316状态管理单元6 317状态管理单元η 501功能识别码
502显示数据识别 503状态管理单元识别3101更新表
3102显示更新表3103隐藏更新表3104切换条件表。
【具体实施方式】
[0018]为了更清楚的表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0019]如图1所示，本发明提出一种HMI人机交互大屏显示设计方法，由HMI人机交互大屏显示1、显示管理方法2、显示切换方法3、显示数据刷新方法4、按键触发响应机制5和外部数据6连接，构成一个完整、高效的HMI人机交互大屏显示设计的方法。其中按键触发响应机制5与显示切换方法3相连接，且与显示数据刷新方法4相连接，通过真实的按键信号采集获得触发按键消息，然后根据按键功能定义，按键触发响应5进入显示切换方法3或者显示数据刷新方法4，进行相应的逻辑处理和数据处理。其中显示切换方法3或者显示数据刷新方法4都与显示管理方法2相连接，显示切换方法3和显示数据刷新方法4都通过显示管理方法2实现HMI人机交互显示的内容的变化。其中显示管理方法2与HMI人机交互大屏显示I相连接，显示管理方法2通过驱动HMI人机交互大屏显示的显示属性或者显示组件数据变化，最终实现HMI人机交互显示内容的刷新变化。
[0020]如图2所示，本发明提供显示管理方法，由显示组件区11、显示管理数据区21、显示刷新处理22等部分构成，其中由显示组件区11构成HMI人机交互大屏显示的内容，显示组件区11与显示管理数据区21通过统一的分组编号进行对应，分组编号采用X，y 二维坐标的方式。显示数据管理区21与显示刷