汽車界面設計的智能化人機交互系統(tǒng)

許曉云　任靜

摘要：隨著汽車時代的來臨，在提高工作效率、豐富物質(zhì)生活、享受現(xiàn)代化便捷交通的同時，安全駕駛成為了重中之重，汽車人機交互也成為了一個重要的研究領(lǐng)域。對于駕駛艙內(nèi)部的駕駛界面的設計，是汽車人機交互的重要內(nèi)容。本文在承接汽車人機交互的研究成果，提出一種將功能板塊智能化隱藏的理念，即根據(jù)汽車不同駕駛狀態(tài)，提供、呈現(xiàn)最高效安全的功能界面，優(yōu)化功能板塊，以達到充分便捷的操控界面，最大程度減少分散駕駛者的注意力，減輕駕駛疲勞，保障行車安全。

關(guān)鍵詞：人機交互 功能 隱藏

中圖分類號：TB47

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）10-0146-02

一 駕駛操控的安全隱患

隨著汽車電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車配備的電子設備越來越豐富，為了使汽車滿足各種消費者的需求和愛好，適用于各式各樣的人群，汽車內(nèi)部人機交互系統(tǒng)有著越來越寬泛的研究空間和市場需求。但是在功能日益齊全、駕駛?cè)找媸孢m的同時，操控界面變得按鍵繁多、操作冗雜，不同程度增加了駕駛者的操作動作，分散了駕駛者的精力。雖然汽車主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)日益成熟，但是駕駛者的安全駕駛?cè)匀皇侵饕矫?。在汽車駕駛艙內(nèi)部的駕駛操作中，安全隱患主要分為三個方面：駕駛誤操作、多媒體干擾、生疏慌亂操作。

首先，駕駛員的誤操作是當今誘發(fā)交通事故的一大隱患，功能按鍵的增多就一定程度上增加了誤操作的幾率，加之復雜路況的不確定性，提高操作準確率是十分必要的。例如組合開關(guān)即是不停地開關(guān)操作，對于燈光的控制是每一位駕駛者都經(jīng)常使用的。當需要在高速公路上超車時，或是當鳴笛系統(tǒng)起不到應有的效果時，晃幾下大燈是在所難免的。但如果不停地進行手動開關(guān)動作，那就是一件誤操作了。因為開關(guān)觸點在打開和關(guān)閉的瞬間通過的電流要高出平常狀態(tài)，交易將開關(guān)觸點燒毀，甚至造成更大的系統(tǒng)損壞，威脅駕駛安全。

隨著車聯(lián)網(wǎng)、電子信息技術(shù)的日益完善，駕駛者需要通過更多的按鍵、觸控來分散注意力去下達指令，這不僅造成了對方向盤把控的懈怠，而且從行車路況中轉(zhuǎn)移了視線。例如行車過程中如果需要手動輸入導航信息，繁瑣的操作必將分散駕駛者的注意力，且視線無法同時兼顧路面信息和導航輸入。空調(diào)、導航、娛樂等多元化配置的豐富是種進步，但控制這些功能的方式不該變得繁瑣，用更少的按鈕涵蓋更全面的功能才是理想狀態(tài)，就像蘋果公司一貫秉承的理念一樣，用最簡潔的按鈕涵蓋必要的操作，少即是多。

造成駕駛安全隱患的因素有很多，除了客觀路況的不確定因素，駕駛者的能力、習慣、心理、品質(zhì)和情緒狀態(tài)等，都直接或間接的關(guān)系到駕駛安全問題。在增強駕駛員的技能培訓和安全意識的同時，不斷完善的汽車人機交互操作系統(tǒng)對減少安全隱患、避免交通事故就尤為重要。例如避免駕駛員因經(jīng)驗不足或慌亂的將雨刷器與轉(zhuǎn)向桿混淆，導致轉(zhuǎn)向信息無法傳達給其他駕駛者，因而極易引發(fā)交通事故。

二 汽車界面設計的歷程

1傳統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的汽車界面設計主要是基于方向盤、物理按鈕和控制桿等交互形式的。經(jīng)過了百年的汽車發(fā)展歷史，汽車界面的物理交互方式已經(jīng)相當成熟，曾被認為是效能較高的交互模式。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)、智能交通和多媒體等信息系統(tǒng)的逐步發(fā)展，汽車不再僅僅是單純的代步工具，更是方便生活、出行、辦公和娛樂的全能選手。新的功能不斷涌入汽車，使得按鍵和旋鈕等物理操作器急劇增多，將無法承載繁多功能的需求。

2海量的信息

從以人為中心的角度出發(fā)，通過駕駛員主要的交互行為，可以將當下的汽車駕駛艙內(nèi)人機交互界面（如圖1）劃分為：主駕駛界面、輔助駕駛界面、車內(nèi)外信息交互與娛樂界面、移動設備與車的整合交互界面。主駕駛界面主要是駕駛員操縱方向盤、查看前方路況、踩踏油門、制動、離合器等踏板的基本操作：輔助駕駛界面包括查看儀表盤信息、操作雨刷、燈光控制、智能駕駛系統(tǒng)（如自適應定速巡航）、停車輔助，幫助保持車道，保持穩(wěn)定速度的同時又與前車保持安全距離，警告各種潛在危險等輔助駕駛操作；車內(nèi)外信息交互與娛樂界面包括收聽廣播音樂、車內(nèi)娛樂、電話、GPS導航，以及在線收發(fā)郵件和短信等，用戶可以獲得汽車當前狀態(tài)的信息，汽車傳感器獲得的信息以及通過網(wǎng)絡整合的信息（如天氣和交通狀況）。

隨著人機交互系統(tǒng)的深入發(fā)展，現(xiàn)今可以見到諸如HUD平視顯示系統(tǒng)（即抬頭顯示）、多功能方向盤、方向盤換擋撥片等比較便捷的配置，使得駕駛者盡量減少手掌離開方向盤，減少視線偏離路面狀況，這無疑是種進步，而這些裝置已經(jīng)一定程度地應用在汽車市場中。但是增加了這樣的配置之后，往往同樣一種功能會有兩個按鍵或操控方式可以同時執(zhí)行，這樣就更多增加了駕駛界面的按鈕。按鍵的增多就會在面臨選擇的時候發(fā)生遲疑，分散駕駛者的注意力，甚至下達錯誤的指令。再如一些僅在特殊情況使用的按鈕按鍵非常影響駕駛者的操作，例如夏天的時候在20℃以上的天氣狀況時，暖風按鈕就沒有實際功能意義。

3如何準確選擇

那么問題在于，是否可以將按鍵在不需要的時候不提供給駕駛者以選擇的機會。不斷發(fā)展的智能交通系統(tǒng)以及“車對車”交流技術(shù)，使有關(guān)汽車所在環(huán)境的可用信息增加，但是問題的關(guān)鍵在于駕駛員如何選擇信息，如何將大量的信息有序高效地呈現(xiàn)給駕駛員。設想某些功能的操控在激烈行駛或是復雜路況中為了避免分散駕駛者的注意力，可以設定為不建議使用的功能，并且自動對該功能進行隱藏，然后在駕駛路況平順或駐車的時候自動恢復其功能顯示。

三 功能隱藏方式

對于汽車駕駛倉內(nèi)部的人機交互系統(tǒng)，不同的功能有不同的實現(xiàn)方式，諸如按鈕、撥桿、旋鈕等。不同的功能操作模塊需要根據(jù)使用的頻率和便捷性合理的布控，既要做到指向清晰、提示準確，又要達到順暢的交互體驗。根據(jù)駕駛狀態(tài)和需求層級，需要將功能按鍵劃分不同的模塊，設定隱藏方式和啟閉狀態(tài)。

1色彩的快速識別

目前市場上主流的中控燈光顏色有藍色、白色、黃色和紅色等，也有的車主自行改裝為多色調(diào)的氛圍燈光。對于駕駛倉內(nèi)部操控系統(tǒng)的燈光設計宜將重要功能按鍵和提示設置成常亮的冷光色調(diào)，如藍色、白色等，以突出其重要性。對于非必須按鍵和在特定駕駛狀態(tài)非必要的功能模塊宜采用弱光暖色，如黃色，來降低駕駛者對其的注意力，進而降低誤操作的可能性。也可以根據(jù)駕駛者的用戶體驗感受將將重要功能設置為其敏感的燈光顏色，再配以次級醒目的配色來組合，例如某駕駛者喜歡暖色調(diào)的黃色鹵素燈作為主要色調(diào)，且對暖黃色最為敏感，這樣就可以提高視覺辨識度和反映速度，減少分散駕駛注意力。

2多功能按鍵

為了減少中控操作的繁瑣和誤操作的可能性，可以將一些按鈕設置成一鍵多功能按鈕，例如將GPS按鈕進行升級，操作過程如下：按一下為調(diào)出GPS導航界面，并顯示駕駛員所在位置；連按兩下，連接SIRI或者語音識別系統(tǒng)，駕駛者通過智能語音系統(tǒng)下達目的地、空調(diào)、多媒體娛樂等指令；長按5秒，會通過使用SIM系統(tǒng)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，自動向救援中心發(fā)出一個文字求救訊息，包括本汽車的車型、車牌、車主信息和GSM電話號碼以及實時衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。

3板塊滾動隱藏

目前市場上的中高配車型都裝有大屏幕的觸摸中控，這樣做雖然節(jié)省了空間和集成電路，但是把大部分控制都集成到觸摸屏上，也有相對較大的安全隱患。出于安全性和操控性的考慮，應當保留部分按鍵和旋鈕，況且有相當一部分駕駛者獨愛旋鈕的阻尼感。不妨設計出一個多層滾動控制的中控面板，不同功能類型模塊繼承在不同的面板上，每個面板通過滾動來切換，包括標準駕駛面板、夜間行駛面板、特殊氣候行駛面板等。例如在雨天行駛時切換滾動到特殊氣候控制面板，這時防滑功能和自動雨刷等功能就一目了然了。這樣就可以避免功能按鍵琳瑯滿目，眾多的信息選擇干擾駕駛者的操控。傳統(tǒng)汽車上的中控臺已經(jīng)不復存在，為了達到極致的輕量化和便捷化，所有多余的東西都可能被拿掉。必須的儀表顯示，用高度集成的方式重新設計，轉(zhuǎn)向控制模塊不在局限于圓形的方向盤形式，更多的操控方式應當用于轉(zhuǎn)向控制的設計，這樣將有助于進一步智能化駕駛，解放過多的上肢操作，化繁為簡。

總結(jié)

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)在交通工具運輸領(lǐng)域的廣泛應用和車載技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的內(nèi)部空間、人機界面、操作和交互過程正在發(fā)生革命性的變化。當前，汽車內(nèi)部的信息模型已經(jīng)從單一的行車和車況信息模型逐步發(fā)展成為包括汽車信息、汽車間（Car to Car）信息、汽車和其他信息載體交互的信息在內(nèi)的復雜信息體系。在這樣的復雜信息體系下，駕駛員除了完成控制汽車、保持車道、監(jiān)控道路狀況等主駕駛?cè)蝿胀?，還執(zhí)行這大量和駕駛無關(guān)或不直接相關(guān)的駕駛次任務，這些次級任務會在不同程度上占用駕駛員的視覺資源、認知資源和動作資源，分散駕駛員的注意力，產(chǎn)生較高的認知負荷。許多研究都已經(jīng)證明以車內(nèi)信息交互為代表的次級任務嚴重影響著駕駛員的駕駛效能和交通安全。盡管如此，追求復雜是人類對產(chǎn)品功能和情感體驗需求的體現(xiàn)。因此，問題的關(guān)鍵不是簡單地減少復雜，而是通過精心的設計來良好地管理復雜，為用戶提供復雜但易用的產(chǎn)品。

因此本文提出一種功能板塊智能化隱藏的思路，探索更加智能化、少即是多的人機交互方式，使得與駕駛無關(guān)或不直接相關(guān)的次級功能盡量減少分散駕駛者的注意力，減輕駕駛疲勞幫助安全駕駛。