用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統及方法
2023-05-02 17:29:01 2
用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統及方法，觸控系統包括觸摸組件模塊、座艙顯示系統內核、定義文件模塊和用戶應用模塊。本發明的觸控方法利用ARINC661規範中定義的窗體部件，通過用戶應用和座艙顯示系統內核間指令交互，在觸摸敏感的顯示器上，實現局部畫面區域跟隨觸摸點實時移動的功能，使座艙顯示畫面控制更加靈活高效。
【專利說明】用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空領域的計算機信息處理技術，特別涉及一種基於ARINC661規範、在觸敏顯示器上實現局部畫面區域隨屏幕觸點實時移動的方法。
【背景技術】
[0002]隨著綜合航電系統的迅速發展，作為航電系統中重要組成部分的座艙顯示系統也向著開放式構架發展，為適應這種發展趨勢，ARINC661規範應運而生，並得到了迅速的發展。該規範將UA (User Applications,用戶應用)的邏輯功能與⑶S (Cockpit DisplaySystem,座艙顯示系統)的畫面生成功能相隔離，並為兩者提供了標準化的接口。
[0003]基於ARINC661的座艙顯控系統，其⑶S內核具有很好的通用性和擴展性。在開發階段，設計人員只需根據飛行員操作手冊，設計DF (Definition File,定義文件)和對應的UA邏輯，即可實現對畫面的控制和管理，大大縮短了開發周期，節約開發成本，具有重要意義。
[0004]飛機座艙顯示器一般採用周邊鍵按鈕實現人機互動，在設計顯控畫面時，按鈕的設置數目及顯示位置受到很大限制，且每個按鈕在不同顯示狀態下具有不同含義，功能設計上也有較大局限性。隨著電阻式、電容式、紅外式等多種類型觸控螢幕的發展，具有觸敏功能的綜合一體化大屏顯示器在飛機座艙中得到了應用，座艙顯控畫面的設計變得靈活，飛行員在進行人機互動時，操作更加直觀、高效。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種基於ARINC661的局部畫面區域隨屏幕觸點實時移動的設計與實現方法，利用ARINC661規範中定義的窗體部件，通過UA和CDS內核間指令交互，在觸摸敏感的顯示器上，實現局部畫面區域跟隨觸摸點實時移動的功能，使座艙顯示畫面控制更加方便高效。
[0006]基於ARINC661規範的座艙顯控系統，對顯示畫面位置的管理一般通過操作Button類窗體部件向UA發出指令，UA響應後對顯示畫面進行切換或重置圖層顯示位置。運用這種方法，在設計顯示畫面時需要包含較多的Button類窗體部件，同時UA也要為這些窗體部件一一設計對應的邏輯處理，以實現圖層變換功能。為了節約畫面空間、簡化設計過程，本發明提供一種基於ARINC661的局部畫面區域隨屏幕觸點實時移動的設計方法和實現步驟，可運用在具有觸敏功能的顯示器上，通過人機互動實現局部畫面區域隨屏幕觸點的實時移動。
[0007]本發明為解決上述技術問題採用以下技術方案:
一方面，本發明提供一種用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，包括:
觸摸組件模塊，用於定義和管理飛行員對觸屏的操作行為，當飛行員對觸屏進行操作時，實時將觸點的屏幕坐標、操作行為的狀態發送至座艙顯示系統內核；
定義文件模塊，用於設計滿足ARINC661規範的二進位格式定義文件； 用戶應用模塊，用於設計用戶應用的邏輯處理，實現與座艙顯示系統內核的正確交
互；
座艙顯示系統內核，用於加載和解析定義文件模塊的定義文件，接收和處理飛行員對觸屏的操作行為，與用戶應用模塊實現指令解析和交互、渲染顯示畫面。
[0008]進一步的，所述飛行員對觸屏的操作行為包括三種狀態:手指觸碰到屏幕、手指與屏眷保持接觸、手指尚開屏眷。
[0009]進一步的，所述座艙顯示系統內核包括窗體部件管理模塊、定義文件加載模塊、觸屏信息處理模塊、消息指令發送模塊、用戶應用指令接收模塊、圖形渲染模塊，其中:
所述窗體部件管理模塊，用於為每一種窗體部件提供以下功能實現:
(1)在定義階段，根據定義文件中的描述創建該種窗體部件，即實例化該窗體部件並對其所有參數進行初始設置；
(2)對於該窗體部件的所有運行階段可變參數，當接收到用戶應用模塊發出的相關ARINC661指令時，該窗體部件可實現對指令的解析，從而響應該指令信息；
(3)如該種窗體部件為交互式窗體部件，即當操控人員通過觸摸組件模塊對該種窗體部件進行操作時，該窗體部件能夠正確響應操作行為，並按照ARINC661規範相應的事件通報信息進行打包處理；
所述定義文件加載模塊，用於為座艙顯示系統內核提供定義文件加載接口，接收定義文件模塊所設計的二進位定義文件，交給窗體部件管理模塊進行解析並實例化；
所述觸屏信息處理模塊，用於接收觸摸組件模塊傳來的觸屏信息，根據觸點的屏幕坐標、操作行為的狀態來判斷該操作行為所對應觸發的窗體部件的事件，並將觸屏信息傳給窗體部件管理模塊進行解析和消息的打包；
所述消息指令發送模塊，用於將窗體部件管理模塊打包好的ARINC661消息發送給用戶應用模塊；
所述用戶應用指令接收模塊，用於接收用戶應用模塊發送給座艙顯示系統內核的ARINC661指令，根據指令中的信息定位目標窗體部件，並將指令內容發送給窗體部件管理模塊進行解析；
所述圖形渲染模塊，用於將窗體部件管理模塊中實例化的各窗體部件，根據其參數信息，在顯示單元中進行渲染。
[0010]進一步的，定義文件模塊設計滿足ARINC661規範的二進位格式定義文件，具體包括以下步驟:
步驟1，在圖層上設計一個CursorOver窗體部件,其有效區域覆蓋可移動對象的整個活動範圍，用於採集觸摸點移動時的相對坐標位置，其PositionReportMode參數設為ReportAll, Enable 參數設為 A661_FALSE ；
步驟2,在步驟I的圖層上再設計一個BasicContainer窗體部件，包含需要整體移動的全部窗體部件對象，這些窗體部件全部定義在所述的CursorOver覆蓋區域內，BasicContainer最後一個子窗體部件設計為CursorPosOverlay窗體部件,用於採集手指觸到可移動區域的第一個點及離開時的最後一個點，其活動區域根據需整體移動的全部窗體部件覆蓋位置決定。
[0011]進一步的，所述用戶應用模塊設計用戶應用的邏輯處理，具體包括以下步驟: 步驟1，當座艙顯示系統內核接收到觸點狀態為手指觸碰到屏幕，且坐標位置在CursorPosOverlay窗體部件的活動區域內時,座艙顯示系統內核向用戶應用模塊發出一條CursorPosOverlay窗體部件的A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件通報，用戶應用模塊接收到該事件後，根據其中包含的窗體部件號WidgetID向座艙顯示系統內核發出ARINC661指令，激活對應區域的CursorOver窗體部件，將其Enable參數設為A661_TRUE，並判斷出需要移動的BasicContainer窗體部件，記錄該BasicContainer的窗體部件號WidgetID ；步驟2,當觸點狀態為手指與屏幕保持接觸、坐標位置在CursorOver窗體部件的有效區域內，且CursorOver處於激活狀態時，座艙顯示系統內核向用戶應用模塊發送CursorOver窗體部件的A661_EVT_CURS0R_INSIDE事件通報，通報中還包含實時觸點位置，用戶應用模塊接收到該事件通報後，計算出觸點在屏幕上移動的相對距離，根據該相對距離給當前移動的BasicContainer窗體部件發送包含其原點坐標(PosX、PosY)的ARINC661指令，從而修改該BasicContainer的原點坐標,使BasicContainer容器內所有窗體部件在顯示畫面上的位置發生整體移動；
步驟3，當觸點狀態為手指離開屏幕，且坐標位置在CursorPosOverlay窗體部件的活動區域內時，座艙顯示系統內核向用戶應用模塊發出一條CursorPosOverlay窗體部件的A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件通報，用戶應用模塊接收到該事件後，根據其中包含的信息將對應區域的CursorOver窗體部件設為非激活狀態，將其Enable參數設為A661_FALSE,從而完成局部畫面的重新定位操作。
[0012]進一步的，所述CursorPosOverlay窗體部件的活動區域為CursorPosOverlay窗體部件的有效覆蓋區域，所述有效覆蓋區域不包括其他有效交互式窗體部件的區域。。
[0013]進一步的，所述窗體部件管理模塊中的窗體部件包括ARINC661規範所規定的全部窗體部件和用戶自定義窗體部件。
[0014]另一方面，本發明還提出一種用於座艙顯示系統的顯示屏觸控方法，包括以下步驟:
步驟1，在系統定義階段，座艙顯示系統內核加載定義文件模塊所設計的二進位格式定義文件，實例化所有窗體部件，並對各參數值進行初始設置；
步驟2，在系統運行階段，當需要移動某一指定畫面區域時，手指觸控螢幕幕該區域，觸摸組件模塊採集操作行為信息，並將數據傳給座艙顯示系統內核；
步驟3，座艙顯示系統內核掃描畫面上的有效交互式部件，判斷觸摸點所對應的窗體部件，如觸摸點處於需要移動的CursorPosOverlay窗體部件的活動區域內，則按照ARINC661規定的格式打包一條A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件指令，並發送給用戶應用模塊；步驟4，用戶應用模塊接收到步驟3中的事件指令，根據其中包含的信息，激活對應區域的CursorOver窗體部件，並判斷出需要移動的BasicContainer,記錄其窗體部件號WidgetID ；
步驟5，觸摸點在屏幕上移動，觸摸組件模塊實時採集操作行為信息，並將數據傳給座艙顯示系統內核；
步驟6，座艙顯示系統內核實時接收步驟5中的操作行為信息，並進行解析，產生觸點處CursorOver窗體部件的A661_EVT_CURS0R_INSIDE事件通報，根據ARINC661指令格式打包該事件通報並發送給用戶應用模塊； 步驟7，用戶應用模塊接收到步驟6中的事件通報，根據其中包含的實時觸點位置，計算出觸點當前移動的相對距離，再根據該相對距離，重置步驟4中標記的BasicContainer窗體部件的原點位置，從而使該BasicContainer容器內所有窗體部件的屏幕坐標位置發生整體移動；
步驟8，返回步驟5，直至手指離開觸控螢幕，當系統將資源分配給畫面渲染任務時，座艙顯示系統內核根據各窗體部件當前的參數值，對顯示單元畫面進行渲染，從而在屏幕上實現局部畫面區域跟隨觸摸點實時移動的響應行為；
步驟9，確定可移動區域的終止位置後，手指離開觸控螢幕，觸摸組件模塊採集最終的觸點信息，並將其傳給座艙顯示系統內核；
步驟10,座艙顯示系統內核接收到步驟9中的信息,產生觸摸點處CursorPosOverlay窗體部件的A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件，根據ARINC661指令格式打包該事件指令，並發送給用戶應用模塊；
步驟11，用戶應用模塊接收到步驟10中的事件指令，根據其中包含的信息，將對應區域的CursorOver窗體部件置於非激活狀態，座艙顯示系統內核根據各窗體部件當前的參數值，對顯示單元畫面進行渲染，最終完成局部畫面區域根據觸點重新定位的操作。
[0015]進一步的，上述用於座艙顯示系統的顯示屏觸控方法，步驟3中所述CursorPosOverlay窗體部件的活動區域為CursorPosOverlay窗體部件的有效覆蓋區域，所述有效覆蓋區域不包括其他有效交互式窗體部件的區域。。
[0016]進一步的，上述用於座艙顯示系統的顯示屏觸控方法，步驟6中所述事件通報包含發生事件CursorOver的窗體部件號WidgetID及實時觸點位置，所述實時觸點位置為相對於該窗體部件原點的坐標位置。
[0017]本發明採用以上技術方案與現有技術相比，利用ARINC661規範中定義的窗體部件，通過用戶應用UA和座艙顯示系統CDS內核間指令交互，在觸摸敏感的顯示器上，實現局部畫面區域跟隨觸摸點實時移動的功能，使座艙顯示畫面控制更加方便高效；可運用在具有觸敏功能的顯示器上，通過人機互動實現局部畫面區域隨屏幕觸點的實時移動，有效節約畫面空間、簡化設計過程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明所設計的系統結構示意圖。
[0019]圖2是座艙顯示系統內核設計模塊的結構示意圖。
[0020]圖3是局部畫面區域隨屏幕觸點實時移動過程中⑶S內核與UA指令交互示意圖。【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0022]本【技術領域】技術人員可以理解的是，除非特意聲明，這裡使用的單數形式「一」、「一個」、「所述」和「該」也可包括複數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭「包括」是指存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是並不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被「連接」或「耦接」到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這裡使用的「連接」或「耦接」可以包括無線連接或耦接。這裡使用的措辭「和/或」包括一個或更多個相關聯的列出項的任一單元和全部組合。
[0023]本【技術領域】技術人員可以理解的是，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
[0024]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發明涉及到的本領域常用技術術語，如下表所示:_
【權利要求】
1.用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，包括: 觸摸組件模塊，用於定義和管理飛行員對觸屏的操作行為，當飛行員對觸屏進行操作時，實時將觸點的屏幕坐標、操作行為的狀態發送至座艙顯示系統內核； 定義文件模塊，用於設計滿足ARINC661規範的二進位格式定義文件； 用戶應用模塊，用於設計用戶應用的邏輯處理，實現與座艙顯示系統內核的正確交互； 座艙顯示系統內核，用 於加載和解析定義文件模塊的定義文件，接收和處理飛行員對觸屏的操作行為，與用戶應用模塊實現指令解析和交互、渲染顯示畫面。
2.根據權利要求1所述的用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，所述飛行員對觸屏的操作行為包括三種狀態:手指觸碰到屏幕、手指與屏幕保持接觸、手指離開屏眷。
3.根據權利要求1所述的用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，所述座艙顯示系統內核包括窗體部件管理模塊、定義文件加載模塊、觸屏信息處理模塊、消息指令發送模塊、用戶應用指令接收模塊、圖形渲染模塊，其中: 所述窗體部件管理模塊，用於為每一種窗體部件提供以下功能實現: (1)在定義階段，根據定義文件中的描述創建該種窗體部件，即實例化該窗體部件並對其所有參數進行初始設置； (2)對於該窗體部件的所有運行階段可變參數，當接收到用戶應用模塊發出的相關ARINC661指令時，該窗體部件可實現對指令的解析，從而響應該指令信息； (3)如該種窗體部件為交互式窗體部件，即當操控人員通過觸摸組件模塊對該種窗體部件進行操作時，該窗體部件能夠正確響應操作行為，並按照ARINC661規範相應的事件通報信息進行打包處理； 所述定義文件加載模塊，用於為座艙顯示系統內核提供定義文件加載接口，接收定義文件模塊所設計的二進位定義文件，交給窗體部件管理模塊進行解析並實例化； 所述觸屏信息處理模塊，用於接收觸摸組件模塊傳來的觸屏信息，根據觸點的屏幕坐標、操作行為的狀態來判斷該操作行為所對應觸發的窗體部件的事件，並將觸屏信息傳給窗體部件管理模塊進行解析和消息的打包； 所述消息指令發送模塊，用於將窗體部件管理模塊打包好的ARINC661消息發送給用戶應用模塊； 所述用戶應用指令接收模塊，用於接收用戶應用模塊發送給座艙顯示系統內核的ARINC661指令，根據指令中的信息定位目標窗體部件，並將指令內容發送給窗體部件管理模塊進行解析； 所述圖形渲染模塊，用於將窗體部件管理模塊中實例化的各窗體部件，根據其參數信息，在顯示單元中進行渲染。
4.根據權利要求1所述的用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，定義文件模塊設計滿足ARINC661規範的二進位格式定義文件，具體包括以下步驟: 步驟1，在圖層上設計一個CursorOver窗體部件,其有效區域覆蓋可移動對象的整個活動範圍，用於採集觸摸點移動時的相對坐標位置，其PositionReportMode參數設為ReportAll, Enable 參數設為 A661_FALSE ；步驟2,在步驟I的圖層上再設計一個BasicContainer窗體部件，包含需要整體移動的全部窗體部件對象，這些窗體部件全部定義在所述的CursorOver覆蓋區域內，BasicContainer最後一個子窗體部件設計為CursorPosOverlay窗體部件,用於採集手指觸到可移動區域的第一個點及離開時的最後一個點，其活動區域根據需整體移動的全部窗體部件覆蓋位置決定。
5.根據權利要求1所述的用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，所述用戶應用模塊設計用戶應用的邏輯處理，具體包括以下步驟: 步驟1，當座艙顯示系統內核接收到觸點狀態為手指觸碰到屏幕，且坐標位置在CursorPosOverlay窗體部件的活動區域內時,座艙顯示系統內核向用戶應用模塊發出一條CursorPosOverlay窗體部件的A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件通報，用戶應用模塊接收到該事件後，根據其中包含的窗體部件號WidgetID向座艙顯示系統內核發出ARINC661指令，激活對應區域的CursorOver窗體部件，將其Enab I e參數設為A661_TRUE，並判斷出需要移動的BasicContainer窗體部件，記錄該BasicContainer的窗體部件號WidgetID ； 步驟2,當觸點狀態為手指與屏幕保持接觸、坐標位置在CursorOver窗體部件的有效區域內，且CursorOver處於激活狀態時，座艙顯示系統內核向用戶應用模塊發送CursorOver窗體部件的A661_EVT_CURS0R_INSIDE事件通報，通報中還包含實時觸點位置，用戶應用模塊接收到該事件通報後，計算出觸點在屏幕上移動的相對距離，根據該相對距離給當前移動的BasicContainer窗體部件發送包含其原點坐標(PosX、PosY)的ARINC661指令，從而修改該BasicContainer的原點坐標,使BasicContainer容器內所有窗體部件在顯示畫面上的位置發生整體移動； 步驟3，當觸點狀態為手指離開屏幕，且坐標位置在CursorPosOverlay窗體部件的活動區域內時，座艙顯示系統內核向用戶應用模塊發出一條CursorPosOverlay窗體部件的A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件通報，用戶應用模塊接收到該事件後，根據其中包含的信息將對應區域的CursorOver窗體部件設為非激活狀態，將其Enable參數設為A661_FALSE,從而完成局部畫面的重新定位操作。
6.根據權利要求5所述的用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，所述CursorPosOverlay窗體部件的活動區域為CursorPosOverlay窗體部件的有效覆蓋區域，所述有效覆蓋區域不包括其他有效交互式窗體部件的區域。
7.根據權利要求3所述的用於座艙顯示系統的顯示屏觸控系統，其特徵在於，所述窗體部件管理模塊中的窗體部件包括ARINC661規範所規定的全部窗體部件和用戶自定義窗體部件。
8.一種用於座艙顯示系統的顯示屏觸控方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1，在系統定義階段，座艙顯示系統內核加載定義文件模塊所設計的二進位格式定義文件，實例化所有窗體部件，並對各參數值進行初始設置； 步驟2，在系統運行階段，當需要移動某一指定畫面區域時，手指觸控螢幕幕該區域，觸摸組件模塊採集操作行為信息，並將數據傳給座艙顯示系統內核； 步驟3，座艙顯示系統內核掃描畫面上的有效交互式部件，判斷觸摸點所對應的窗體部件，如觸摸點處於需要移動的CursorPosOverlay窗體部件的活動區域內，則按照ARINC661規定的格式打包一條A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件指令，並發送給用戶應用模塊；步驟4，用戶應用模塊接收到步驟3中的事件指令，根據其中包含的信息，激活對應區域的CursorOver窗體部件，並判斷出需要移動的BasicContainer,記錄其窗體部件號WidgetID ； 步驟5，觸摸點在屏幕上移動，觸摸組件模塊實時採集操作行為信息，並將數據傳給座艙顯示系統內核； 步驟6，座艙顯示系統內核實時接收步驟5中的操作行為信息，並進行解析，產生觸點處CursorOver窗體部件的A661_EVT_CURS0R_INSIDE事件通報，根據ARINC661指令格式打包該事件通報並發送給用戶應用模塊； 步驟7，用戶應用模塊接收到步驟6中的事件通報，根據其中包含的實時觸點位置，計算出觸點當前移動的相對距離，再根據該相對距離，重置步驟4中標記的BasicContainer窗體部件的原點位置，從而使該BasicContainer容器內所有窗體部件的屏幕坐標位置發生整體移動； 步驟8，返回步驟5，直至手指離開觸控螢幕，當系統將資源分配給畫面渲染任務時，座艙顯示系統內核根據各窗體部件當前的參數值，對顯示單元畫面進行渲染，從而在屏幕上實現局部畫面區域跟隨觸摸點實時移動的響應行為； 步驟9，確定可移動區域的終止位置後，手指離開觸控螢幕，觸摸組件模塊採集最終的觸點信息，並將其傳給 座艙顯示系統內核； 步驟10,座艙顯示系統內核接收到步驟9中的信息,產生觸摸點處CursorPosOverlay窗體部件的A661_EVT_CURS0R_P0S_CHANGE事件，根據ARINC661指令格式打包該事件指令，並發送給用戶應用模塊； 步驟11，用戶應用模塊接收到步驟10中的事件指令，根據其中包含的信息，將對應區域的CursorOver窗體部件置於非激活狀態，座艙顯示系統內核根據各窗體部件當前的參數值，對顯示單元畫面進行渲染，最終完成局部畫面區域根據觸點重新定位的操作。
9.根據權利要求8所述的一種用於座艙顯示系統的顯示屏觸控方法，其特徵在於，步驟3中所述CursorPosOverlay窗體部件的活動區域為CursorPosOverlay窗體部件的有效覆蓋區域，所述有效覆蓋區域不包括其他有效交互式窗體部件的區域。
10.根據權利要求8所述的一種用於座艙顯示系統的顯示屏觸控方法，其特徵在於，步驟6中所述事件通報包含發生事件CursorOver的窗體部件號WidgetID及實時觸點位置，所述實時觸點位置為相對於該窗體部件原點的坐標位置。
【文檔編號】G06F3/0488GK103984438SQ201410179587
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】鄭澄, 孫永榮, 王達, 李榮冰, 王暉, 熊智, 趙文獻, 李笑瑜, 錢雪佳 申請人:南京航空航天大學