汽車 HMI 成為品牌體驗(yàn)的一部分

當(dāng)時(shí)尚的觸摸屏首次進(jìn)入汽車領(lǐng)域時(shí)，汽車制造商一定會心一笑。他們不再需要帶有機(jī)械儀表和刻度盤的工業(yè)外觀儀表盤。除了配置和控制不斷增加的功能列表之外，觸摸屏界面還允許幾乎無限多種方式來顯示關(guān)鍵車輛數(shù)據(jù)。從信息娛樂前端單元中相對較少的娛樂和導(dǎo)航功能開始，很快就擴(kuò)展到了儀表盤。汽車制造商努力使其汽車品牌和車型在競爭中脫穎而出，尋找優(yōu)勢，而汽車人機(jī)界面 (HMI)為他們提供了一種進(jìn)一步吸引車主參與品牌體驗(yàn)的方式。

如今，觸摸屏 HMI 在汽車中無處不在。它們通過 Android Auto 和 Apple CarPlay 等界面應(yīng)用程序與我們的智能手機(jī)集成。隨著高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 等電子系統(tǒng)不斷集成到車輛中，HMI 已成為車輛控制和信息機(jī)制的核心。位于方向盤后方的傳統(tǒng)儀表盤已成為 HMI 的固有部分。

在車輛的 HMI 只是一個(gè)顯示器而不是觸摸屏的情況下，它仍然可以在基于軟件的表盤和其他信息的布局方式方面提供高度的用戶定制。這種個(gè)性化程度是任何汽車制造商品牌體驗(yàn)的重要組成部分。

盡管觸摸屏在 HMI 中占據(jù)主導(dǎo)地位，但批評者擔(dān)心觸摸屏?xí)^多地分散駕駛員的注意力，因此語音識別和空中觸覺等替代方案正在蓄勢待發(fā)。那么，未來哪些技術(shù)因素和進(jìn)步會影響汽車 HMI 的設(shè)計(jì)呢？

HMI 技術(shù)和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

無論 UX/UI 設(shè)計(jì)師的觸摸屏操作多么精致、時(shí)尚和優(yōu)雅，安全都是最重要的。汽車 HMI 在使用時(shí)需要直觀，不會讓駕駛員分心的時(shí)間超過必要的時(shí)間，并防止在車輛行駛時(shí)訪問某些功能。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO) 15005:2017 似乎是唯一的安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定司機(jī)在與車輛的 HMI 交互時(shí)，將目光從道路上移開的最長時(shí)間應(yīng)為 1.5 秒。例如，大眾汽車的 HMI 通常會在駕駛員似乎在駕駛時(shí)花費(fèi)過多時(shí)間與 HMI 交互時(shí)向駕駛員發(fā)出警告。

投射電容式觸摸屏 (PCAP) 是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，已得到廣泛認(rèn)可，并擁有良好的業(yè)績記錄。大多數(shù)半導(dǎo)體供應(yīng)商都可以輕松獲得對大屏幕尺寸、多觸點(diǎn)和手勢識別的支持。一些互補(bǔ)技術(shù)已成為觸摸屏顯示器的流行補(bǔ)充，這些技術(shù)是接近檢測、觸覺和力檢測。接近檢測通過在觸摸屏表面約一英寸范圍內(nèi)進(jìn)行電容式觸摸檢測來提高可用性。它用于在手靠近屏幕時(shí)調(diào)出菜單和其他選項(xiàng)。觸覺通常包括由微型微電機(jī)和偏移重量產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，以在使用過程中提供反饋。雖然在智能手機(jī)和游戲控制器中很常見，但它們通常不用于汽車環(huán)境，

從安全的角度來看，汽車觸摸屏HMI最近受到了很多批評。隨著可從 HMI 訪問的功能越來越多，駕駛員很可能會分心。另一種越來越受歡迎的 HMI 控制機(jī)制是使用語音識別。它們已經(jīng)被 Apple Siri、Amazon Alexa 和與 Google Assistant 集成的 Android Auto 等智能手機(jī)助手使用，但在汽車 HMI 應(yīng)用中并不那么受歡迎，盡管這種情況正在迅速改變。

另一種可供選擇的 HMI 界面技術(shù)是空中觸覺。空中觸覺 HMI 使用手部跟蹤傳感器和微型超聲波揚(yáng)聲器矩陣的組合。從揚(yáng)聲器陣列發(fā)出的超聲波信號可以被人手塑造和感受。一個(gè)例子是形成一個(gè)圓形的控制旋鈕形狀，手似乎可以抓住。然后通過跟蹤手的運(yùn)動(dòng)，形成控制界面。

汽車 HMI 技術(shù)挑戰(zhàn)

車內(nèi)環(huán)境可能充滿挑戰(zhàn)。在許多氣候條件下，極端溫度和濕度經(jīng)常發(fā)生。對于觸摸屏 HMI，觸摸屏表面結(jié)露、用潮濕的手指操作或戴手套是已知的條件，可能導(dǎo)致控制器 IC 的不穩(wěn)定行為。LCD 還需要適應(yīng)極端環(huán)境光，從夜間的黑暗到明亮的陽光。觸摸屏控制器需要警告駕駛員錯(cuò)誤操作，LCD 需要快速自動(dòng)補(bǔ)償快速變化的光照條件。

語音識別預(yù)計(jì)將成為未來基于安全性的 HMI 機(jī)制選擇。車輛內(nèi)部的可聽噪音千差萬別，包括乘員談話、媒體中心、免提電話和道路噪音。道路噪音可能來自輪胎噪音、懸架在惡劣路面上的隆隆聲和風(fēng)噪音。數(shù)字信號處理技術(shù)對于在通過語音識別算法檢測命令之前濾除不需要的聲音至關(guān)重要。機(jī)器學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法每天都在變得更好，新的高性能應(yīng)用程序處理器和推理引擎現(xiàn)在能夠提供自然語言界面。

汽車領(lǐng)域的其他挑戰(zhàn)包括嚴(yán)格遵守電磁干擾 EMI/EMC 標(biāo)準(zhǔn)、靜電放電保護(hù)和瞬變抑制。所有組件都需要在溫度額定值和抗壓性方面符合汽車標(biāo)準(zhǔn) (AEC-Q100/200)。

任何涉及 ADAS 功能操作的 HMI 功能都需要符合汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262。

結(jié)論

汽車 HMI 改變了我們與車輛互動(dòng)的方式，并成為主要的控制面板。隨著 HMI 技術(shù)的不斷進(jìn)步，制造商渴望實(shí)施新的想法，使他們的車輛在競爭中脫穎而出，但他們也意識到觸摸屏?xí)稚Ⅰ{駛員的注意力。語音識別和空中觸覺越來越受歡迎，并可能在未來的 HMI 開發(fā)中發(fā)揮更重要的作用。

審核編輯：湯梓紅