HMI改变了我们与车辆互动的方式

汽车 HMI 成为品牌体验的一部分

当时尚的触摸屏首次进入汽车领域时，汽车制造商一定会心一笑。他们不再需要带有机械仪表和刻度盘的工业外观仪表盘。除了配置和控制不断增加的功能列表之外，触摸屏界面还允许几乎无限多种方式来显示关键车辆数据。从信息娱乐前端单元中相对较少的娱乐和导航功能开始，很快就扩展到了仪表盘。汽车制造商努力使其汽车品牌和车型在竞争中脱颖而出，寻找优势，而汽车人机界面 (HMI)为他们提供了一种进一步吸引车主参与品牌体验的方式。

如今，触摸屏 HMI 在汽车中无处不在。它们通过 Android Auto 和 Apple CarPlay 等界面应用程序与我们的智能手机集成。随着高级驾驶辅助系统 (ADAS) 等电子系统不断集成到车辆中，HMI 已成为车辆控制和信息机制的核心。位于方向盘后方的传统仪表盘已成为 HMI 的固有部分。

在车辆的 HMI 只是一个显示器而不是触摸屏的情况下，它仍然可以在基于软件的表盘和其他信息的布局方式方面提供高度的用户定制。这种个性化程度是任何汽车制造商品牌体验的重要组成部分。

尽管触摸屏在 HMI 中占据主导地位，但批评者担心触摸屏会过多地分散驾驶员的注意力，因此语音识别和空中触觉等替代方案正在蓄势待发。那么，未来哪些技术因素和进步会影响汽车 HMI 的设计呢？

HMI 技术和设计注意事项

无论 UX/UI 设计师的触摸屏操作多么精致、时尚和优雅，安全都是最重要的。汽车 HMI 在使用时需要直观，不会让驾驶员分心的时间超过必要的时间，并防止在车辆行驶时访问某些功能。国际标准化组织 (ISO) 15005:2017 似乎是唯一的安全相关标准，它规定司机在与车辆的 HMI 交互时，将目光从道路上移开的最长时间应为 1.5 秒。例如，大众汽车的 HMI 通常会在驾驶员似乎在驾驶时花费过多时间与 HMI 交互时向驾驶员发出警告。

投射电容式触摸屏 (PCAP) 是一项成熟的技术，已得到广泛认可，并拥有良好的业绩记录。大多数半导体供应商都可以轻松获得对大屏幕尺寸、多触点和手势识别的支持。一些互补技术已成为触摸屏显示器的流行补充，这些技术是接近检测、触觉和力检测。接近检测通过在触摸屏表面约一英寸范围内进行电容式触摸检测来提高可用性。它用于在手靠近屏幕时调出菜单和其他选项。触觉通常包括由微型微电机和偏移重量产生的机械振动，以在使用过程中提供反馈。虽然在智能手机和游戏控制器中很常见，但它们通常不用于汽车环境，

从安全的角度来看，汽车触摸屏HMI最近受到了很多批评。随着可从 HMI 访问的功能越来越多，驾驶员很可能会分心。另一种越来越受欢迎的 HMI 控制机制是使用语音识别。它们已经被 Apple Siri、Amazon Alexa 和与 Google Assistant 集成的 Android Auto 等智能手机助手使用，但在汽车 HMI 应用中并不那么受欢迎，尽管这种情况正在迅速改变。

另一种可供选择的 HMI 界面技术是空中触觉。空中触觉 HMI 使用手部跟踪传感器和微型超声波扬声器矩阵的组合。从扬声器阵列发出的超声波信号可以被人手塑造和感受。一个例子是形成一个圆形的控制旋钮形状，手似乎可以抓住。然后通过跟踪手的运动，形成控制界面。

汽车 HMI 技术挑战

车内环境可能充满挑战。在许多气候条件下，极端温度和湿度经常发生。对于触摸屏 HMI，触摸屏表面结露、用潮湿的手指操作或戴手套是已知的条件，可能导致控制器 IC 的不稳定行为。LCD 还需要适应极端环境光，从夜间的黑暗到明亮的阳光。触摸屏控制器需要警告驾驶员错误操作，LCD 需要快速自动补偿快速变化的光照条件。

语音识别预计将成为未来基于安全性的 HMI 机制选择。车辆内部的可听噪音千差万别，包括乘员谈话、媒体中心、免提电话和道路噪音。道路噪音可能来自轮胎噪音、悬架在恶劣路面上的隆隆声和风噪音。数字信号处理技术对于在通过语音识别算法检测命令之前滤除不需要的声音至关重要。机器学习神经网络算法每天都在变得更好，新的高性能应用程序处理器和推理引擎现在能够提供自然语言界面。

汽车领域的其他挑战包括严格遵守电磁干扰 EMI/EMC 标准、静电放电保护和瞬变抑制。所有组件都需要在温度额定值和抗压性方面符合汽车标准 (AEC-Q100/200)。

任何涉及 ADAS 功能操作的 HMI 功能都需要符合汽车功能安全标准ISO 26262。

结论

汽车 HMI 改变了我们与车辆互动的方式，并成为主要的控制面板。随着 HMI 技术的不断进步，制造商渴望实施新的想法，使他们的车辆在竞争中脱颖而出，但他们也意识到触摸屏会分散驾驶员的注意力。语音识别和空中触觉越来越受欢迎，并可能在未来的 HMI 开发中发挥更重要的作用。

审核编辑：汤梓红