汽車 HMI 成為品牌體驗的一部分

當時尚的觸摸屏首次進入汽車領域時，汽車制造商一定會心一笑。他們不再需要帶有機械儀表和刻度盤的工業外觀儀表盤。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鍵車輛數據。從信息娛樂前端單元中相對較少的娛樂和導航功能開始，很快就擴展到了儀表盤。汽車制造商努力使其汽車品牌和車型在競爭中脫穎而出，尋找優勢，而汽車人機界面 (HMI)為他們提供了一種進一步吸引車主參與品牌體驗的方式。

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

在車輛的 HMI 只是一個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。這種個性化程度是任何汽車制造商品牌體驗的重要組成部分。

盡管觸摸屏在 HMI 中占據主導地位，但批評者擔心觸摸屏會過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。那么，未來哪些技術因素和進步會影響汽車 HMI 的設計呢？

HMI 技術和設計注意事項

無論 UX/UI 設計師的觸摸屏操作多么精致、時尚和優雅，安全都是最重要的。汽車 HMI 在使用時需要直觀，不會讓駕駛員分心的時間超過必要的時間，并防止在車輛行駛時訪問某些功能。國際標準化組織 (ISO) 15005:2017 似乎是唯一的安全相關標準，它規定司機在與車輛的 HMI 交互時，將目光從道路上移開的最長時間應為 1.5 秒。例如，大眾汽車的 HMI 通常會在駕駛員似乎在駕駛時花費過多時間與 HMI 交互時向駕駛員發出警告。

投射電容式觸摸屏 (PCAP) 是一項成熟的技術，已得到廣泛認可，并擁有良好的業績記錄。大多數半導體供應商都可以輕松獲得對大屏幕尺寸、多觸點和手勢識別的支持。一些互補技術已成為觸摸屏顯示器的流行補充，這些技術是接近檢測、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進行電容式觸摸檢測來提高可用性。它用于在手靠近屏幕時調出菜單和其他選項。觸覺通常包括由微型微電機和偏移重量產生的機械振動，以在使用過程中提供反饋。雖然在智能手機和游戲控制器中很常見，但它們通常不用于汽車環境，

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 控制機制是使用語音識別。它們已經被 Apple Siri、Amazon Alexa 和與 Google Assistant 集成的 Android Auto 等智能手機助手使用，但在汽車 HMI 應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聲器矩陣的組合。從揚聲器陣列發出的超聲波信號可以被人手塑造和感受。一個例子是形成一個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動，形成控制界面。

汽車 HMI 技術挑戰

車內環境可能充滿挑戰。在許多氣候條件下，極端溫度和濕度經常發生。對于觸摸屏 HMI，觸摸屏表面結露、用潮濕的手指操作或戴手套是已知的條件，可能導致控制器 IC 的不穩定行為。LCD 還需要適應極端環境光，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誤操作，LCD 需要快速自動補償快速變化的光照條件。

語音識別預計將成為未來基于安全性的 HMI 機制選擇。車輛內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噪音。數字信號處理技術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重要。機器學習神經網絡算法每天都在變得更好，新的高性能應用程序處理器和推理引擎現在能夠提供自然語言界面。

汽車領域的其他挑戰包括嚴格遵守電磁干擾 EMI/EMC 標準、靜電放電保護和瞬變抑制。所有組件都需要在溫度額定值和抗壓性方面符合汽車標準 (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準ISO 26262。

結論

汽車 HMI 改變了我們與車輛互動的方式，并成為主要的控制面板。隨著 HMI 技術的不斷進步，制造商渴望實施新的想法，使他們的車輛在競爭中脫穎而出，但他們也意識到觸摸屏會分散駕駛員的注意力。語音識別和空中觸覺越來越受歡迎，并可能在未來的 HMI 開發中發揮更重要的作用。

審核編輯：湯梓紅