[发明专利]高完整性触摸屏系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及高完整性触摸屏系统，并且更具体地涉及使得操作员能够仅仅利用单个动作便发出命令的高完整性触摸屏系统。

背景技术

触摸屏系统是通常被用于控制电气、机械和计算机系统（在下文中称作“指令化系统”）的控制系统。触摸屏系统利用显示屏向操作员呈现信息，该显示屏适于探测触摸（例如，使用身体部位、触针（stylus）和/或投光器（红外、激光等）实现的物理接触或者接近物理接触）。操作员通过触摸触摸感应屏而将输入提供到触摸屏系统中。例如，可以在包括文本和并置或者相关图形这两者（例如文本问题和紧密地定位的“是（yes）”和“否（no）”框）的显示屏上向操作员呈现图像并且操作员可以通过使用手指触摸对应于操作员的选择的图形而将选择输入触摸屏系统中。

多项技术被用于在显示屏上探测操作员的触摸的发生和位置或者防止错误触摸指示。更加常用的技术中的一些包括电阻的、表面电容的、投射电容的、红外的、表面声波、声学脉冲识别和基于照相机的技术。虽然每一项技术总的来说是可靠的，但是它都会具有相关联的错误率。相应地，采用这些技术中的任何一项的每一个触摸屏系统可能有时候不正确地确定操作员的触摸的位置或者可能在当操作员没有触摸触摸感应屏时的时间探测到触摸。

对于一些使用，例如在立体声系统（stereo）上选择无线电台，偶然错误可能是无关紧要的并且因此在这种情形中使用触摸屏系统来控制指令化系统可以是可接受的。然而，对于其它应用，错误能够具有非常严重的后果。例如，飞行中的航空器的航空电子设备系统将要求具有极低错误率的控制系统，因为在航空器上的指令化系统可以直接地控制航空器的飞行性能并且因此能够对于乘客和机组人员具有直接的影响。

美国联邦航空管理局（在下文中称作“FAA”）已经按照范围从微小到灾难性事件的可调整比例将用于安全性需要的各种航空器功能分级。如果认为航空器功能故障事件是“微小”的，则可以利用具有超过1/100，000每飞行小时的假设故障率的控制系统控制该功能。如果认为航空器功能故障事件是“重大”的，则必须利用具有小于1/100，000每飞行小时的假设故障率的控制系统控制该功能。如果认为功能故障事件是“危险”的，则必须利用具有小于1/10，000，000每飞行小时的假设故障率的控制系统控制该功能。并且如果认为该功能是“灾难性”故障事件，则必须利用具有小于1/1，000，000，000每飞行小时的假设故障率的控制系统控制该功能。微小事件在安全裕度方面具有稍微的降低；重大事件在安全裕度方面具有显著的降低并且可能引起一些乘客不适；危险的事件在安全裕度方面具有大的降低并且可能对乘客具有不利效果；灾难性事件能够导致防止安全着陆和航空器损失的情况。在其它工业例如工业控制中使用了类似的定义和范畴。

故障率具有几个方面。一个方面是仅仅不能（failure to）操作但是此时飞行员或者知道装备不能操作并且采取适当的动作，或者系统被如此设计，使得一个元件的故障引起系统的另一部分进行补偿，无论飞行员是否知道。一个实例是自动机舱温度控制器。如果这个装备发生故障，则飞行员将通过几种手段而知道，甚至像感到不适那么原始的手段，并且切换到人工控制或者另一控制器。或者几个控制器能够并行地操作并且一个控制器自动地接管另一控制器的故障而不用飞行员加以干预并且可能甚至无需飞行员知道。如在这里所使用的，术语“故障”指的是本质上是永久性的和暂时性的这两种故障。例如，永久性故障能够是导线断裂或者电阻器破裂。暂时性故障包括很多情况，包括例如改变寄存器中的位的辐射或者无线电干扰、由于环境条件而引起的、进出规格的构件漂移（drifting） ，或者其它这种短期变化。

另一更加相关的方面是装备故障但是飞行员并不知道它已经发生。这在工业中通常被称为“未被探测到的危险”或者“未被探测到易误解数据”或者类似的名称。这具有提供具有严重结果的易误解数据或者控制命令的可能性。一个实例是高度计。如果它已经发生故障以使得它示出错误的高度然而对于飞行员而言没有它正在不正确地操作的任何指示，则所导致的故障状况能够是灾难性的。因此，通常在驾驶员座舱中存在几个独立的高度计，飞行员扫描所述高度计以在适当的限制内核实所有的高度计记录了相同的高度，或者自动系统执行这种检查，从而减轻一些飞行员经常地进行扫描的需要。

术语“完整性”在航空电子设备工业中具有两个方面，其中由装备故障引起的、未被探测到的危险是一个方面。另一个方面是如与装备故障相对的、由错误引起的、在飞行中未被探测到的故障状况。这种错误的实例是不合适的软件编码和不合适的硬件设计。这些错误通常被称作“一般性错误”。