无人驾驶汽车HMI设计趋势是怎样的?自动驾驶如何改变HMI？

以后的汽车驾驶都是无人驾驶了，这在汽车领域是一个不小的改变，也是一场变革，那么无人驾驶汽车HMI设计趋势是怎样的？自动驾驶是如何改变HMI的呢？今天就给大家介绍下。

无人驾驶汽车HMI设计之外屏设计趋势

无人驾驶时代的HMI外屏设计兼有传达驾驶意图和安全警示的意义

　　无人驾驶汽车取代传统汽车这一划时代的转变堪比历史上的汽车代替马车的过程。业界普遍认为，在无人驾驶汽车彻底取代传统汽车之前，两者的设计需要有效区分。研究表明，行人对无人驾驶汽车的安全感知低于传统汽车。HMI外屏将弥补行人与无人驾驶汽车交互方式的缺失，例如手势、表情和语言。

　　HMI外屏设计语言：更多还是更少？

　　相比常见的中控、内饰和内屏设计，HMI外屏设计还处于早期探索阶段。商务车型以亮橘色为主要色调，并在汽车的前脸和两侧设有液晶外屏。外屏的设计语言包括安全警示文字和图标。外屏主要展示的是无人汽车自身的意图，例如等待行人通过、上下客、超车和并线。

　　在公共无人出租车服务模式下，不仅需要考虑车内乘客的安全，也需要考虑行人和其他车辆的安全。采用亮橘色的外观可以大大提高行人对无人出租车的辨识度。同时，通过在社区中进行的对安全警示外屏的宣传，让当地居民了解各种外屏信息的含义。

　　我们注意到，有另外一种观点认为HMI外屏的设计语言需要简洁，并且不能与现有的道路安全法规产生冲突。

内、外屏信息一致性

　　未来的无人驾驶汽车将不设置传统驾驶席。诸多传统HMI内屏设计元素(例如方向盘、踏板和速度计)将不复存在。未来HMI内屏需要展示与外屏一致的信息。查尔姆斯无人驾驶卡车的内外屏设计分别针对卡车乘员和其他车辆。内屏设计侧重显示当前时间和抵达时间等乘员感兴趣的信息。外屏设计符合现有交通信号法规，承担了与其他车辆沟通的职能。

　　无论是采用文字/图标设计还是传统的灯光信号设计，安全警示必须被清晰、准确和迅速地传达到信息接收方。在现代道路交通系统中，任何有效的警示设计须只要求最低限度的训练。我们将在之后的文章中详细介绍警示设计有效性的各种元素(例如，颜色、闪烁评论和警示文字)。

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　　智能无人驾驶时代，我们需要怎样的无人驾驶汽车HMI设计

　　通道交互综合采用视线、语音、手势等新的交互通道、设备和交互技术，使用户利用多个通道以自然、并行、协作的方式进行人机对话，通过整合来自多个通道的、精确的和不精确的输入来捕捉用户的交互意图，提高人机交互的自然性和高效性。多通道交互的概念在80年代提出，但因为各项技术不完善而没有落实和普及，我认为这对汽车HMI是一个机会，随着人工智能和各类交互技术及信息协同技术的不断完善，我相信多通道交互在汽车HMI上的应用应该不远了。最好的设计就是让用户感觉不到设计，我认为汽车HMI也一样，符合人行为习惯的，自然而然的交互才是最好的交互，而多通道交互就是这种交互方式，上述诸多智能汽车HMI概念设计和多通道交互的思想是吻合的。

　　从注意到信任：无人驾驶带来的汽车HMI设计变革

　　其次，用户从驾驶解放出来之后，信息娱乐完全可以在体验更好的移动设备上完成，无需在车内重复，也许会有一些影音娱乐，但只是用了车辆的空间属性，与出行已没有什么特别的联系了。

　　最后，从目前的趋势来看，无人车座舱会逐渐趋于一种舒适处所的设计，从理想状况来说它无需考虑任何安全问题，人在其中和在居所没有什么差异，那么座舱的控制和智能家居的控制本质上也就没有什么差异了。

　　传统的汽车HMI的在一般的人机界面中具有很强的特异性，其核心是“注意(Attention)”。汽车HMI的设计考虑最多的问题就是用户的注意的程度，权重最大的评价标准“分心(Distraction)也是注意的范畴。

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　　注意分为两种：

　　一种是刺激导向的注意，在HMI设计中的应用，一方面是避免注意涣散，例如车道驾驶辅助、疲劳预警;另一方面是吸引注意集中，如车况报警、行程提醒。

　　另一种是目标导向的注意，包括所有的操作行为和带有目的的查看信息，当操作非常符合人基本的认知特点，同时达到一定熟练度后，就形成了注意资源很低的“自动化“行为，也就是所谓”肌肉记忆“，比如开车本身，所以人在开车的时候常常还可以”一心二用“地听歌、聊天。

　　即使这样，控制汽车加上观察道路、判断交通等复杂的认知过程还是很难分出足以支持次要任务的注意资源，所以中控、仪表等驾驶员界面的设计就是一个小心翼翼地平衡用户注意资源的过程，要尽量让驾驶员用最少的注意资源完成尽可能多的任务，于是出现了”免视(eye-free)”、”一瞥(glancing)“等交互术语，即使装上电容大屏，具有触觉反馈的物理按键也被很多车保留，这些都是为了降低目标导向的注意导致的驾驶分心。

　　想要有好的乘坐体验，首先就要重新建立信任。让人可以理解自动驾驶系统，让用户感觉系统处在掌控中。不过这不代表我认为所有信息都需要还原给乘客，比如雷达照到了什么，超声波覆盖了多少区域。甚至变道、减速、加速都不需要解释。而最关键的是一些具有承诺性质的，比如：车停下了还会不会再动起来。

　　其次是对服务流程的信任。举个例子，你去餐厅吃饭，点完餐了服务员会给你报一下已点的单，还会给你一个单子表示告诉后厨了，你等着急了服务员还会象征性地催一下，顺便告诉你菜已经开始炒了。这些行为都是为了建立起你对服务的信任，让你感觉事情会按照你以往经验进行。出行服务过程中有数倍于餐厅服务的信息确认节点，只不过在以往的传统汽车出行中，这些节点都依隐藏在乘客与司机互动中许多细微到难以发现的细节中，要把这些复杂又隐晦的沟通需求转移到机器，HMI面临的挑战很大，再加上无人车出行是个无现场值守的服务体系，要引导、反馈用户完成整个闭环，需要极为可靠的交互流程。

　　最后还有其他交通成员对无人车的信任。很多人说中国的司机开起车来很奔放，其实中国的行人更奔放，他们敢于悠闲地横穿马路而无视即将到面前的车辆，都是基于对驾驶员的信任，人类司机有的时候看到不敢动的行人时会挥挥手让行人先过。但是面对一辆自动驾驶汽车走到面前停下来，行人敢继续往前穿过吗?他们会信任无人车不会突然动起来吗?人类司机会车、超车会用灯语和喇叭沟通，但是遇到无人车呢?如何信任它会让自己?

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　　无人驾驶汽车HMI设计的认知注意转变

　　对传统汽车而言，驾驶员的首要任务是驾驶主任务，驾驶就自然成为HMI的核心功能和设计出发点，中控屏交互、语音交互、车辆控制等任务属于次要任务，次任务是主任务的补充。HMI设计要针对驾驶场景和产品使用场景，结合人机交互任务展开设计，每一项设计都需要严格评估其对驾驶安全的影响，“注意”作为认知心理学概念，已经广泛应用于驾驶过程中的交互信息负荷和HMI安全评估等实践中。

　　在无人驾驶汽车HMI设计过程中考虑最多的底层问题就是驾驶员注意的迁移和认知负荷过载，我们在评价汽车HMI设计时候，除了交互设计逻辑和设计视觉呈现以外，测评评价中权重一个很大的指标是是否导致“分心”从而影响驾驶安全。人接受信息最主要的是视觉、听觉、触觉，驾驶的整个过程中接受信息的通道主要是视觉，其次是触觉和听觉，信息接收和编码之后，通过人机交互行为表达出来。多资源理论模型可以很直观的看出，驾驶员与汽车交互，涉及到接收信息、处理信息和反馈信息的过程中，可以通过比较与驾驶主任务的冲突来评估汽车HMI的潜在安全问题，一旦形成冲突，就会占用用在驾驶上的认知资源，很可能会导致事故。无人驾驶汽车HMI设计就是通过设计手段去平衡用户注意资源的过程，让驾驶员用最少的注意资源完成尽可能多的任务，很多智能汽车同时存在语音+触控+大屏的目的也是最大限度的平衡用户的注意资源，减少分心和认知负荷所带来的安全隐患。

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　　自动驾驶如何改变HMI?

　　今天，在过去50多年的不断研究和发展努力之后，我们看到无人驾驶汽车即将成为现实。尽管如此，为无人驾驶汽车设计一个完全自主的系统还是有很多挑战，因为无人驾驶汽车能够像人一样操控汽车的性能，虚拟数字助理和人工智能是发展的主要驱动力。他们允许互动、情境化、知识化和个性化，车内HMI有能力提高乘客的感知，以确保车辆与乘员之间的顺利互动。全自动化汽车将通过触觉、视觉、动力和多式联运等方式来提供多样化的交流。

　　从三维地图到人工智能，车内人机交互系统已经与过去的模型大不相同。以下是一些影响行业的显著趋势，并将人机界面设计的经验推向了新的高度。

　　三维数字地图

　　对于下一代的自动驾驶汽车，地图不再是一个方便的功能，但在自动驾驶模式下，它必须能够足够精确地指导车辆。自动驾驶所需三维数字地图必须比导航地图详细得多，这包括车道数、道路曲率等。自动车辆地图也需要实时更新，如果有道路施工或车道关闭，则需要在地图中反映出来。在汽车行业实现5级自主性之前，许多汽车可能会提供有限的自动驾驶功能。比如，在高速公路上驾驶，导航就需要能够及时检测出何时进入和退出高速公路，以及何时允许自动驾驶选项。

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　　AR

　　在未来，不仅导航变得更加方便，而且由于加入了增强现实(AR)可视化技术，导航也变得更加安全。哈曼和梅赛德斯-奔驰已经将AR导航引入了新的梅赛德斯-奔驰用户体验(MBUX)信息娱乐系统，以便更清晰、直观地沟通行动给司机。摄像头提供周围环境的视频图像，然后会增加有用的导航信息。例如，箭头或房屋编号可以直接叠加到显示屏的触摸屏上。

　　目前，车内显示屏用于显示AR，但随着技术的发展，它将被投射到挡风玻璃上。随着汽车越来越自主，驾驶员监控导航系统的频率越来越低，AR可以用来显示各种类型的信息。该系统可以将沿途环境中的各种信息告知车辆乘客，而所有这些信息都可以映射到现实世界种。例如，当汽车经过剧院时，AR可以提供演出时间的信息。

　　触摸控制

　　触觉系统允许用户在半空中操作虚拟物体，就好像他们在触摸真实的物理控件一样。将触觉技术纳入控制系统补充了实际驾驶汽车的主要视觉任务。触觉创造的用户体验更直观，能够让驾驶员始终将视线保留在道路上，这减少了司机的分心还有精神负担。显示在触摸屏上的按键就像真正的按钮一样。

　　通过以上的内容，大家已经了解了无人驾驶汽车HMI设计的趋势了，可见，无人驾驶改变了汽车HMI设计，它表现在很多的方面，比如地图。