一種hmi人機交互大屏顯示設計方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航空領域中人機交互界面設計領域，具體涉及航空顯示儀表中機載顯示系統(tǒng)、仿真試驗系統(tǒng)、模擬訓練設備的HMI人機交互大屏顯示、顯示組件顯示管理、按鍵切換操作邏輯等相關設計、仿真、程序實現(xiàn)時采用的一種方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機技術和液晶顯示技術的發(fā)展，在戰(zhàn)斗機和民機的座艙綜合顯示儀表逐步采用大屏顯示，并將彈出窗口、區(qū)域縮放、多層菜單等交互技術應用于座艙顯示儀表的人機交互設計中。為了滿足人機交互要求，進行座艙顯示儀表設計時，采用ARINC 661 Widget組件組合的方式構成完整的大屏幕HMI人機交互顯示系統(tǒng)。該方式能根據(jù)工作模式和操控的不同進行各種顯示變換，為飛行員提供更加準確、有效的信息。
[0003]然而現(xiàn)有設計技術無法實現(xiàn)大屏HMI人機交互顯示的設計。當前顯示系統(tǒng)顯示方式為整屏切換，顯示系統(tǒng)屏幕較小時比較容易實現(xiàn)；但大屏顯示出現(xiàn)后，人機交互技術應用增多導致顯示內容不斷增多，且顯示關系復雜，導致大屏HMI人機交互顯示整體切換難以實現(xiàn)。若將大屏顯示切換方式變?yōu)閰^(qū)域切換，顯示內容會疊加在同一個窗口區(qū)域，則需要全新設計框架對顯示內容進行管理、顯示切換調度、顯示數(shù)據(jù)刷新；同時需要處理顯示系統(tǒng)內外部的觸發(fā)響應。因此需要一種新辦法來解決HMI大屏顯示設計問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:在HMI人機交互大屏顯示設計過程中，滿足對組件式設計大屏座艙顯示系統(tǒng)的顯示管理、顯示切換管理要求，并提供有效的大屏顯示數(shù)據(jù)刷新策略及按鍵觸發(fā)響應機制。
[0005]本發(fā)明提出的設計方法內容:通過定義顯示內容、框架設計及數(shù)據(jù)處理，將顯示組件、顯示管理、顯示數(shù)據(jù)交換、顯示切換、按鍵觸發(fā)響應、外部數(shù)據(jù)連接，構成一個完整、高效的HMI人機交互大屏顯示設計方法。
[0006]本設計方法通過設計顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)，將顯示組件的顯示屬性與顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)內數(shù)值進行參數(shù)關聯(lián)，對HMI人機交互大屏顯示進行顯示管理。顯示管理采用顯示屬性的參數(shù)關聯(lián)方法。首先建立一個顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)，用于存儲大屏顯示組件的顯示屬性數(shù)值；其次，需要將顯示組件進行統(tǒng)一的分組編號，分組編號采用x，y 二維坐標的方式；然后，依據(jù)顯示組件的分組編號，將所有顯示組件的顯示屬性與顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)對應的區(qū)域一一對應；最后，進行顯示刷新處理，將顯示管理區(qū)內數(shù)值與顯示組件的顯示屬性進行參數(shù)關聯(lián)，實時的讀取顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)內的數(shù)值，根據(jù)數(shù)值進行相應顯示組件的顯示或者隱藏。
[0007]本設計方法通過設計顯示切換觸發(fā)條件和各個狀態(tài)管理單元，采用狀態(tài)切換的方式進行顯示切換的設置，將顯示切換與顯示管理通過簡單處理相連接，實現(xiàn)HMI人機交互大屏顯示的顯示切換。顯示切換方法采用狀態(tài)變換的方式實現(xiàn)顯示切換。首先，根據(jù)工作模式或者操控操作設計各種顯示狀態(tài)，將設計的各種狀態(tài)轉換成狀態(tài)管理單元，由狀態(tài)管理單元構成一個狀態(tài)管理區(qū)；其次，建立狀態(tài)管理區(qū)的各狀態(tài)管理單元之間的切換關系，添加切換條件；然后，建立狀態(tài)管理區(qū)和顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)之間的對接關系；最后，通過觸發(fā)狀態(tài)管理區(qū)的切換條件，實現(xiàn)兩個狀態(tài)管理單元的切換，將切換后的狀態(tài)管理單元內的顯示組件顯示屬性數(shù)值更新到顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)，顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)更新后，所有相關顯示組件顯不屬性更新，完成顯不切換。
[0008]本設計方法通過顯示數(shù)據(jù)刷新率和顯示切換設計定義，依據(jù)顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)內的數(shù)據(jù)，對顯示組件數(shù)據(jù)交換區(qū)內的數(shù)據(jù)進行刷新，并與外部數(shù)據(jù)處理進行顯示數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)數(shù)值更新。大屏顯示數(shù)據(jù)刷新策略是實時刷新當前顯示內容的顯示組件數(shù)據(jù)，降低刷新數(shù)據(jù)所需要的數(shù)據(jù)處理和通訊帶寬。首先，建立顯示組件數(shù)據(jù)交換區(qū)，通過數(shù)據(jù)交換區(qū)實現(xiàn)顯示組件和外部數(shù)據(jù)的交互；其次，為數(shù)據(jù)交換區(qū)的數(shù)據(jù)設計刷新率；然后，建立與外部數(shù)據(jù)的顯示數(shù)據(jù)交換和數(shù)值更新處理過程；最后，建立顯示數(shù)據(jù)刷新處理過程，顯示數(shù)據(jù)刷新處理過程依據(jù)顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)內數(shù)值，采用大屏顯示數(shù)據(jù)的刷新策略進行數(shù)據(jù)交換處理。
[0009]本設計方法通過將狀態(tài)管理單元、顯示組件數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)區(qū)和按鍵功能定義進行關聯(lián)的方式，實現(xiàn)按鍵大部分功能設計，同時將按鍵觸發(fā)的響應處理與顯示切換處理、顯示數(shù)據(jù)交換和數(shù)值更新處理連接，實現(xiàn)按鍵的觸發(fā)響應。按鍵功能設計方法采用定義設計方式，定義設計需要關聯(lián)狀態(tài)管理單元、功能識別碼、顯示數(shù)據(jù)交互區(qū)的顯示組件數(shù)據(jù)等元素。按鍵的觸發(fā)響應與顯示切換、顯示數(shù)據(jù)刷新機制相連接，構成按鍵的響應運行機制:首先，進行按鍵觸發(fā)處理，區(qū)分是顯示切換功能還是數(shù)據(jù)處理功能；其次，如果顯示切換功能則進入顯示切換處理，進入顯示切換的條件觸發(fā)，運行顯示切換的處理過程；然后，如果數(shù)據(jù)處理功能則進入顯示數(shù)據(jù)數(shù)值更新處理，運行顯示數(shù)據(jù)刷新的處理；最后，按鍵觸發(fā)響應的結果，是顯示切換或者顯示內容的刷新。
[0010]本發(fā)明提出通過對設計內容進行定義的方式，能快速實現(xiàn)設計和設計迭代；通過靈活、可擴展的設計框架，使系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)驗證工作更加簡單有效。本發(fā)明提出的設計方法符合設計人員和開發(fā)人員的工作習慣，對設計內容具有很好的繼承性、傳遞性，為系統(tǒng)開發(fā)人員提供更加準確的資料，大量降低系統(tǒng)開發(fā)工作量，系統(tǒng)驗證工作更加簡單有效。對于航空顯示儀表中機載顯示系統(tǒng)、仿真試驗系統(tǒng)、模擬訓練設備等的設計、開發(fā)、驗證工作有著很重要的意義，能夠有效的縮短研制周期、降低研制工作量、提高研制設備的可靠性。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0012]圖1是本發(fā)明所述的一種HMI人機交互大屏顯示設計方法示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明所述的顯示管理方法示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明所述的顯示切換方法示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明所述的顯示數(shù)據(jù)刷新機制示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明所述的按鍵觸發(fā)響應機制示意圖。
[0017]附圖中標記分述如下:
I HMI人機交互大屏顯示 2顯示管理方法3顯示切換方法 4顯示數(shù)據(jù)刷新方法5按鍵觸發(fā)響應機制6外部數(shù)據(jù) 11顯示組件區(qū) 12顯示組件數(shù)據(jù)交換區(qū)
21顯示管理數(shù)據(jù)區(qū) 22顯示刷新處理 31狀態(tài)管理區(qū)32狀態(tài)管理
33條件觸發(fā)34切換處理35顯示更新處理41顯示數(shù)據(jù)刷新處理
42顯示數(shù)據(jù)刷新率表43顯示數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)更新處理50按鍵功能定義區(qū)
51按鍵觸發(fā)52按鍵觸發(fā)處理53顯示切換處理 54數(shù)據(jù)處理
61外部數(shù)據(jù)處理110顯示屬性111顯示組件I112顯示組件2
113顯示組件3 114顯示組件η 121顯示組件數(shù)據(jù)I 122顯示組件數(shù)據(jù)2
123顯示組件數(shù)據(jù)3 124顯示組件數(shù)據(jù)4 125顯示組件數(shù)據(jù)5
126顯示組件數(shù)據(jù)η 311狀態(tài)管理單元I 312狀態(tài)管理單元2
313狀態(tài)管理單元3 314狀態(tài)管理單元4 315狀態(tài)管理單元5
316狀態(tài)管理單元6 317狀態(tài)管理單元η 501功能識別碼
502顯示數(shù)據(jù)識別 503狀態(tài)管理單元識別3101更新表
3102顯示更新表3103隱藏更新表3104切換條件表。
【具體實施方式】
[0018]為了更清楚的表述本發(fā)明，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提出一種HMI人機交互大屏顯示設計方法，由HMI人機交互大屏顯示1、顯示管理方法2、顯示切換方法3、顯示數(shù)據(jù)刷新方法4、按鍵觸發(fā)響應機制5和外部數(shù)據(jù)6連接，構成一個完整、高效的HMI人機交互大屏顯示設計的方法。其中按鍵觸發(fā)響應機制5與顯示切換方法3相連接，且與顯示數(shù)據(jù)刷新方法4相連接，通過真實的按鍵信號采集獲得觸發(fā)按鍵消息，然后根據(jù)按鍵功能定義，按鍵觸發(fā)響應5進入顯示切換方法3或者顯示數(shù)據(jù)刷新方法4，進行相應的邏輯處理和數(shù)據(jù)處理。其中顯示切換方法3或者顯示數(shù)據(jù)刷新方法4都與顯示管理方法2相連接，顯示切換方法3和顯示數(shù)據(jù)刷新方法4都通過顯示管理方法2實現(xiàn)HMI人機交互顯示的內容的變化。其中顯示管理方法2與HMI人機交互大屏顯示I相連接，顯示管理方法2通過驅動HMI人機交互大屏顯示的顯示屬性或者顯示組件數(shù)據(jù)變化，最終實現(xiàn)HMI人機交互顯示內容的刷新變化。
[0020]如圖2所示，本發(fā)明提供顯示管理方法，由顯示組件區(qū)11、顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)21、顯示刷新處理22等部分構成，其中由顯示組件區(qū)11構成HMI人機交互大屏顯示的內容，顯示組件區(qū)11與顯示管理數(shù)據(jù)區(qū)21通過統(tǒng)一的分組編號進行對應，分組編號采用X，y 二維坐標的方式。顯示數(shù)據(jù)管理區(qū)21與顯示刷