汽车仪表盘HMI：从原型产品到量产产品案例研究

完全自动驾驶汽车的现实越来越近，越来越复杂的驾驶辅助技术正在渗透到这个行业。今天的 ＂半自动 ＂汽车具有一系列的支持功能，如车道辅助和自动刹车，随着原始设备制造商争先恐后地将新技术推向市场，该行业已成为创新的温床。同样，信息娱乐和连接服务也得到了快速发展，互联网为汽车与乘员、其他车辆和基础设施的互动方式开辟了一个机会世界。这些变化对人机界面的发展意义重大，因为汽车和驾驶者之间需要交换的信息要多得多，汽车制造商开始从车辆和乘员之间的 ＂对话 ＂角度看待人机界面。驾驶员与汽车的互动不再是简单地按下按钮和杠杆，我们已经看到语音识别、手势控制和触摸屏技术的引入。然而，未来的人机界面系统有可能与今天的系统不可同日而语，因为自动化和互联性改变了我们与汽车的互动方式。

对人机界面系统日益增长的需求

下一代人机界面系统－－人机界面2．0－－将必须满足各种需求。互联性通常被认为是在信息娱乐方面－－导航、兴趣点服务等－－但与云的连接允许不断地访问数据，从其他设备、其他车辆和潜在的智能城市中。连接性也将适用于驾驶员，据此监测可以收集有关驾驶员健康和福祉的数据。一个挑战是如何在相关时间以不引人注意的方式处理并向司机传达所有这些信息。

随着驾驶辅助技术的发展和在汽车中的应用，未来的人机界面系统将需要为驾驶员和汽车找到无缝切换控制的方法。乘员应该迅速而容易地了解他们需要多少控制和注意力，以及汽车可以承担多少驾驶工作。这就产生了一个重要的交叉点－－例如，如果碰撞传感器检测到潜在的碰撞，任何人机界面系统将需要能够提醒驾驶员，暂停通信或信息娱乐，并确保驾驶员知道需要采取什么行动。

整体性的方法

这导致了人机界面系统的设计者开始采取整体性的方法，这对于引入自动驾驶是完全必要的。围绕自动驾驶汽车的一个一致讨论是信任问题。业界如何说服消费者，相信车辆可以自行驾驶？能否让消费者相信汽车在特定情况下会做出正确的判断？每当我们进入由他人驾驶的车辆时，我们都会让出控制权，但这一点如何能轻易地适用于一台机器而不是另一个人？因此，沟通是非常重要的，可能汽车将需要在任何时候都持续传达自动化的状态。

整体方法的另一个概念是，汽车要学习驾驶者的习惯，以创造一个个性化的体验。座椅和方向盘的位置，喜欢的温度，以及最喜欢的视觉和音频预设是大多数人熟悉的概念。连接性使这个概念更进一步－－在考虑新的移动系统时，这一点尤其重要。

新的设计开始考虑汽车可以通过理解和预测驾驶员的行为而成为 ＂助手 ＂的程度。例如，如果司机指示汽车寻找一家餐馆，那么这家餐馆必须在旅行范围内，正在营业，并接受预订。司机可能会要求汽车在餐厅附近找到一个停车位，但 ＂附近 ＂对不同的人意味着非常不同的事情。一个能够学习人类行为并根据个人情况进行调整的智能人机界面系统将提供更高层次的互动，并最终提供更完美的体验。

正在开发的新移动系统正致力于实现无车化的理念，即用户可以在需要出行时召唤车辆。云连接开启了个人档案的可能性，这样，任何汽车都可以立即根据用户的学习偏好进行调整。

最新技术

这样的想法离实现还有一段距离，但随着ADAS功能的发展，人机界面系统也在成长，并改变了我们与车辆互动的方式。一些最新的技术和概念显示了制造商是如何开发人机界面以提供更无缝的用户体验的。

戴姆勒

戴姆勒公司凭借其在新梅赛德斯－奔驰E级车中的方向盘触摸控制，赢得了2016年汽车人机界面奖的 ＂最人性化的人机界面功能 ＂一等奖。E级车是第一款将触摸控制按钮整合到多功能方向盘的汽车。这些按钮类似于智能手机的表面，它们对触摸敏感，对典型的手指滑动有反应。信息娱乐系统的每项功能都可以用与智能手机相同的逻辑和直观的方式进行控制，而驾驶者的手永远不必离开方向盘。驾驶员还可以使用COMAND控制器和LINGUATRONIC语音控制来激活信息娱乐系统－－提供一种可供选择的输入方法。E级车还可以通过传统的按钮来控制空调等系统，以及激活／停用某些驾驶辅助系统。戴姆勒在内饰设计中的目标是在形式和内容上对车辆的控制和显示功能进行逻辑分组，将使用的直观性与功能紧密结合起来。开发人员特别注重使用新的表现形式和显示深度L，使驾驶员更容易注册和体验信息－－例如，动画显示被用来表示辅助系统的当前行动模式。

大众汽车

大众汽车在2017年的CES上展示了其关于未来移动性的想法，在那里展示了汽车制造商如何看待互联世界中的 ＂互动体验＂。以 ＂我们永远在路上 ＂为口号，大众汽车已经接受了个性化数字偏好的概念。作为展会的一部分，参观者能够在数字平台－－大众汽车生态系统－－上配置自己的个人设置和服务，然后现场体验他们独特的 ＂大众汽车用户身份＂。在未来，大众汽车希望驾驶者能够带着他们的资料，无论他们驾驶的是哪辆大众汽车（个人或租赁）。此外，还介绍了大众汽车在用户直观操作方面的下一个里程碑，即数字驾驶舱（3D）、眼球追踪和AR平视显示器。眼球追踪技术仍处于起步阶段，但它让人们看到了与触摸和手势控制相结合，可以更快速、更方便地操作车辆功能的方式。AR平视显示器将虚拟信息图形投射到车辆前方，与道路融为一体，使驾驶者能够轻松地理解信息，并尽量减少分心。这些技术预计将出现在I．D．概念车的生产版本中，计划于2020年推出。

伟世通

人机界面系统的快速发展需要大量的计算能力。成熟的消费电子公司和技术初创公司正在向汽车市场进军，但该行业已经与该领域的成熟供应商建立了强有力的合作关系，如大陆公司和伟世通公司。后者在今年早些时候宣布，它已经与一家欧洲汽车制造商达成了第二个SmartCore域控制器项目。SmartCore是伟世通的集成域控制器，可以在一个系统芯片上独立操作信息娱乐系统、仪表盘和潜在的任何其他功能。SmartCore将于2018年推出，旨在整合信息娱乐系统、仪表盘、信息显示器、平视显示器、高级驾驶辅助系统和连接。该架构是完全可扩展的，并通过不同内核的虚拟化和可控防火墙实现网络安全。这使得具有不同级别ASIL要求的独立功能域成为可能。

总结

在迈向完全自主驾驶的过程中，未来几年将有越来越多的高级驾驶辅助系统被引入。与此同时，一个快速发展的互联世界将提供信息娱乐功能以及原始数据来支持ADAS和自动驾驶汽车。这为人机界面的设计创造了一个新的方向，设计师将旅程视为一种体验，将驾驶者和汽车之间的互动视为一种对话。