電容感應(yīng)技術(shù)革新了人與設(shè)備的交互方式，人們能在觸摸屏上觸摸、滑動(dòng)或縮放數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)直接交互。事實(shí)上，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各類場(chǎng)景，汽車領(lǐng)域便是其中之一。多點(diǎn)觸摸感應(yīng)作為電容感應(yīng)的延伸，讓觸控技術(shù)更加直觀，它能夠同時(shí)檢測(cè)多個(gè)手指，并識(shí)別各種手勢(shì)。接下來(lái)，本文將介紹電容感應(yīng)的基本原理，以及電容感應(yīng)技術(shù)在汽車應(yīng)用中的改進(jìn)，在闡述多點(diǎn)觸摸屏 / 軌跡板的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部操作后，還會(huì)探討多點(diǎn)觸摸感應(yīng)給人機(jī)界面(HMI)帶來(lái)的變革。

電容感應(yīng)的基本原理

多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的核心，是由一對(duì)相鄰電極組成的電容感應(yīng)裝置。當(dāng)像手指這樣的導(dǎo)體靠近這些電極時(shí)，兩個(gè)電極之間的電容會(huì)增加，而這種變化可通過(guò)微控制器檢測(cè)出來(lái)。另外，電容感應(yīng)還能用于接近感應(yīng)，此時(shí)傳感器無(wú)需與用戶身體接觸，通過(guò)提高傳感器的靈敏度就能達(dá)成這一效果。

在汽車系統(tǒng)中，電容感應(yīng)越來(lái)越多地被用于取代機(jī)械按鈕和旋鈕。觸摸按鈕和滑條可應(yīng)用于車載娛樂(lè)系統(tǒng)、后備箱開(kāi)關(guān)、采暖通風(fēng)與空調(diào)控制(HVAC)，以及被動(dòng)式無(wú)鑰匙進(jìn)入傳感器(PKE)等。這一轉(zhuǎn)變減少了機(jī)械部件和凹槽的使用(機(jī)械部件不僅需要更復(fù)雜的模具，還容易積聚灰塵等)，從而提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了成本。

觸摸屏與軌跡板的工作機(jī)制

觸摸屏讓用戶能夠直接 “觸摸” 設(shè)備的應(yīng)用功能，減少了對(duì)外部按鈕的依賴。同樣，在軌跡板上，用戶可通過(guò)本能動(dòng)作與系統(tǒng)交互，如觸摸、輕擊、縮放和拖曳等。觸摸屏主要有三種形式：?jiǎn)吸c(diǎn)觸摸、多點(diǎn)觸摸識(shí)別手勢(shì)，以及多點(diǎn)接觸識(shí)別位置。

早期的觸摸屏存在一些限制，這促使了投射式電容技術(shù)的發(fā)展，如今的多點(diǎn)觸摸手勢(shì)觸摸屏便是基于該原理。這類觸摸屏不依賴壓力來(lái)檢測(cè)用戶交互，還能同時(shí)支持多點(diǎn)觸摸手勢(shì)的識(shí)別與跟蹤，為機(jī)器屏幕操作和網(wǎng)頁(yè)瀏覽提供了便利。

多點(diǎn)接觸識(shí)別位置，指的是觸摸感應(yīng)表面(軌跡板 / 觸摸屏)能夠同時(shí)識(shí)別接觸表面上的兩個(gè)或更多點(diǎn)?？紤]到用戶雙手有十個(gè)手指，且車上可能有多個(gè)乘客，這一特性在汽車應(yīng)用中具有重要意義。例如音樂(lè)瀏覽、地圖操作，以及座椅位置等車身電子控制，都是適合觸摸屏應(yīng)用的場(chǎng)景。

汽車上的軌跡板為駕駛員操作系統(tǒng)，如導(dǎo)航和音頻子系統(tǒng)，提供了便利，駕駛員無(wú)需伸手到中控臺(tái)就能完成操作。軌跡板還能識(shí)別字符，使得字母數(shù)字鍵不再是必需。觸摸屏的覆蓋物通常有玻璃和塑料，其下方是兩層透明導(dǎo)體，如銦錫氧化物(ITO)，兩層導(dǎo)體由絕緣材料隔開(kāi)。ITO 層形成電容柵格，其極高的透明度有助于讓觸摸屏顯示更明亮、更易讀取。而且，由于無(wú)需壓力檢測(cè)觸摸，屏幕更加耐用。

在軌跡板中，也有類似的電容式傳感器結(jié)構(gòu)，不同之處在于系統(tǒng)有一個(gè)不透明的保護(hù)層，傳感器通常采用簡(jiǎn)單的銅層。通過(guò)掃描觸摸屏傳感器，系統(tǒng)能夠檢測(cè)傳感器電容的任何變化，進(jìn)而檢測(cè)到手指觸摸。分析這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以識(shí)別手勢(shì)、手指范圍以及手指運(yùn)動(dòng)方向，還能驅(qū)動(dòng)如 LED 等輸出設(shè)備，或控制電機(jī)。

多點(diǎn)觸摸感應(yīng)在汽車人機(jī)界面的影響

支持十個(gè)手指操作的電容式觸摸屏和軌跡板，在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已成為各類汽車系統(tǒng)的綜合界面。多點(diǎn)觸摸識(shí)別位置感應(yīng)系統(tǒng)允許車內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)觸摸屏。此外，像 CAN/LIN 這樣的汽車網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠?qū)⒎植际綑C(jī)電系統(tǒng)集成到中央控制臺(tái)。這使得人機(jī)界面設(shè)計(jì)者可以在控制臺(tái)協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的運(yùn)行，用統(tǒng)一風(fēng)格的用戶界面創(chuàng)建人機(jī)界面，大大增加了設(shè)計(jì)的靈活性，同時(shí)也為開(kāi)發(fā)人員在外觀和感覺(jué)設(shè)計(jì)方面提供了更大的空間。

多點(diǎn)觸摸識(shí)別位置感應(yīng)技術(shù)，能夠創(chuàng)建直觀、美觀的顯示界面，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。隨著尺寸的增大和處理能力的增強(qiáng)，觸摸屏和軌跡板越來(lái)越受到用戶的認(rèn)可，最終可能成為汽車界面的首選。

電容感應(yīng)多點(diǎn)觸摸技術(shù)在汽車電子中的應(yīng)用，正不斷推動(dòng)著汽車人機(jī)交互體驗(yàn)的升級(jí)，從提升操作便捷性到優(yōu)化車內(nèi)空間設(shè)計(jì)，再到增強(qiáng)整體的科技感，其影響深遠(yuǎn)且意義重大，在未來(lái)汽車技術(shù)發(fā)展中，有望持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，為駕駛者和乘客帶來(lái)更多便利與舒適。