汽车界面设计的智能化人机交互系统

许晓云　任静

摘要：随着汽车时代的来临，在提高工作效率、丰富物质生活、享受现代化便捷交通的同时，安全驾驶成为了重中之重，汽车人机交互也成为了一个重要的研究领域。对于驾驶舱内部的驾驶界面的设计，是汽车人机交互的重要内容。本文在承接汽车人机交互的研究成果，提出一种将功能板块智能化隐藏的理念，即根据汽车不同驾驶状态，提供、呈现最高效安全的功能界面，优化功能板块，以达到充分便捷的操控界面，最大程度减少分散驾驶者的注意力，减轻驾驶疲劳，保障行车安全。

关键词：人机交互 功能 隐藏

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0146-02

一 驾驶操控的安全隐患

随着汽车电子技术的迅猛发展，汽车配备的电子设备越来越丰富，为了使汽车满足各种消费者的需求和爱好，适用于各式各样的人群，汽车内部人机交互系统有着越来越宽泛的研究空间和市场需求。但是在功能日益齐全、驾驶日益舒适的同时，操控界面变得按键繁多、操作冗杂，不同程度增加了驾驶者的操作动作，分散了驾驶者的精力。虽然汽车主动安全系统和被动安全系统日益成熟，但是驾驶者的安全驾驶仍然是主要方面。在汽车驾驶舱内部的驾驶操作中，安全隐患主要分为三个方面：驾驶误操作、多媒体干扰、生疏慌乱操作。

首先，驾驶员的误操作是当今诱发交通事故的一大隐患，功能按键的增多就一定程度上增加了误操作的几率，加之复杂路况的不确定性，提高操作准确率是十分必要的。例如组合开关即是不停地开关操作，对于灯光的控制是每一位驾驶者都经常使用的。当需要在高速公路上超车时，或是当鸣笛系统起不到应有的效果时，晃几下大灯是在所难免的。但如果不停地进行手动开关动作，那就是一件误操作了。因为开关触点在打开和关闭的瞬间通过的电流要高出平常状态，交易将开关触点烧毁，甚至造成更大的系统损坏，威胁驾驶安全。

随着车联网、电子信息技术的日益完善，驾驶者需要通过更多的按键、触控来分散注意力去下达指令，这不仅造成了对方向盘把控的懈怠，而且从行车路况中转移了视线。例如行车过程中如果需要手动输入导航信息，繁琐的操作必将分散驾驶者的注意力，且视线无法同时兼顾路面信息和导航输入。空调、导航、娱乐等多元化配置的丰富是种进步，但控制这些功能的方式不该变得繁琐，用更少的按钮涵盖更全面的功能才是理想状态，就像苹果公司一贯秉承的理念一样，用最简洁的按钮涵盖必要的操作，少即是多。

造成駕驶安全隐患的因素有很多，除了客观路况的不确定因素，驾驶者的能力、习惯、心理、品质和情绪状态等，都直接或间接的关系到驾驶安全问题。在增强驾驶员的技能培训和安全意识的同时，不断完善的汽车人机交互操作系统对减少安全隐患、避免交通事故就尤为重要。例如避免驾驶员因经验不足或慌乱的将雨刷器与转向杆混淆，导致转向信息无法传达给其他驾驶者，因而极易引发交通事故。

二 汽车界面设计的历程

1传统面临挑战

传统的汽车界面设计主要是基于方向盘、物理按钮和控制杆等交互形式的。经过了百年的汽车发展历史，汽车界面的物理交互方式已经相当成熟，曾被认为是效能较高的交互模式。但是，随着互联网、智能交通和多媒体等信息系统的逐步发展，汽车不再仅仅是单纯的代步工具，更是方便生活、出行、办公和娱乐的全能选手。新的功能不断涌入汽车，使得按键和旋钮等物理操作器急剧增多，将无法承载繁多功能的需求。

2海量的信息

从以人为中心的角度出发，通过驾驶员主要的交互行为，可以将当下的汽车驾驶舱内人机交互界面（如图1）划分为：主驾驶界面、辅助驾驶界面、车内外信息交互与娱乐界面、移动设备与车的整合交互界面。主驾驶界面主要是驾驶员操纵方向盘、查看前方路况、踩踏油门、制动、离合器等踏板的基本操作：辅助驾驶界面包括查看仪表盘信息、操作雨刷、灯光控制、智能驾驶系统（如自适应定速巡航）、停车辅助，帮助保持车道，保持稳定速度的同时又与前车保持安全距离，警告各种潜在危险等辅助驾驶操作；车内外信息交互与娱乐界面包括收听广播音乐、车内娱乐、电话、GPS导航，以及在线收发邮件和短信等，用户可以获得汽车当前状态的信息，汽车传感器获得的信息以及通过网络整合的信息（如天气和交通状况）。

随着人机交互系统的深入发展，现今可以见到诸如HUD平视显示系统（即抬头显示）、多功能方向盘、方向盘换挡拨片等比较便捷的配置，使得驾驶者尽量减少手掌离开方向盘，减少视线偏离路面状况，这无疑是种进步，而这些装置已经一定程度地应用在汽车市场中。但是增加了这样的配置之后，往往同样一种功能会有两个按键或操控方式可以同时执行，这样就更多增加了驾驶界面的按钮。按键的增多就会在面临选择的时候发生迟疑，分散驾驶者的注意力，甚至下达错误的指令。再如一些仅在特殊情况使用的按钮按键非常影响驾驶者的操作，例如夏天的时候在20℃以上的天气状况时，暖风按钮就没有实际功能意义。

3如何准确选择

那么问题在于，是否可以将按键在不需要的时候不提供给驾驶者以选择的机会。不断发展的智能交通系统以及“车对车”交流技术，使有关汽车所在环境的可用信息增加，但是问题的关键在于驾驶员如何选择信息，如何将大量的信息有序高效地呈现给驾驶员。设想某些功能的操控在激烈行驶或是复杂路况中为了避免分散驾驶者的注意力，可以设定为不建议使用的功能，并且自动对该功能进行隐藏，然后在驾驶路况平顺或驻车的时候自动恢复其功能显示。

三 功能隐藏方式

对于汽车驾驶仓内部的人机交互系统，不同的功能有不同的实现方式，诸如按钮、拨杆、旋钮等。不同的功能操作模块需要根据使用的频率和便捷性合理的布控，既要做到指向清晰、提示准确，又要达到顺畅的交互体验。根据驾驶状态和需求层级，需要将功能按键划分不同的模块，设定隐藏方式和启闭状态。

1色彩的快速识别

目前市场上主流的中控灯光颜色有蓝色、白色、黄色和红色等，也有的车主自行改装为多色调的氛围灯光。对于驾驶仓内部操控系统的灯光设计宜将重要功能按键和提示设置成常亮的冷光色调，如蓝色、白色等，以突出其重要性。对于非必须按键和在特定驾驶状态非必要的功能模块宜采用弱光暖色，如黄色，来降低驾驶者对其的注意力，进而降低误操作的可能性。也可以根据驾驶者的用户体验感受将将重要功能设置为其敏感的灯光颜色，再配以次级醒目的配色来组合，例如某驾驶者喜欢暖色调的黄色卤素灯作为主要色调，且对暖黄色最为敏感，这样就可以提高视觉辨识度和反映速度，减少分散驾驶注意力。

2多功能按键

为了减少中控操作的繁琐和误操作的可能性，可以將一些按钮设置成一键多功能按钮，例如将GPS按钮进行升级，操作过程如下：按一下为调出GPS导航界面，并显示驾驶员所在位置；连按两下，连接SIRI或者语音识别系统，驾驶者通过智能语音系统下达目的地、空调、多媒体娱乐等指令；长按5秒，会通过使用SIM系统和卫星定位系统，自动向救援中心发出一个文字求救讯息，包括本汽车的车型、车牌、车主信息和GSM电话号码以及实时卫星定位数据。

3板块滚动隐藏

目前市场上的中高配车型都装有大屏幕的触摸中控，这样做虽然节省了空间和集成电路，但是把大部分控制都集成到触摸屏上，也有相对较大的安全隐患。出于安全性和操控性的考虑，应当保留部分按键和旋钮，况且有相当一部分驾驶者独爱旋钮的阻尼感。不妨设计出一个多层滚动控制的中控面板，不同功能类型模块继承在不同的面板上，每个面板通过滚动来切换，包括标准驾驶面板、夜间行驶面板、特殊气候行驶面板等。例如在雨天行驶时切换滚动到特殊气候控制面板，这时防滑功能和自动雨刷等功能就一目了然了。这样就可以避免功能按键琳琅满目，众多的信息选择干扰驾驶者的操控。传统汽车上的中控台已经不复存在，为了达到极致的轻量化和便捷化，所有多余的东西都可能被拿掉。必须的仪表显示，用高度集成的方式重新设计，转向控制模块不在局限于圆形的方向盘形式，更多的操控方式应当用于转向控制的设计，这样将有助于进一步智能化驾驶，解放过多的上肢操作，化繁为简。

总结

随着计算机技术和网络技术在交通工具运输领域的广泛应用和车载技术的不断发展，汽车的内部空间、人机界面、操作和交互过程正在发生革命性的变化。当前，汽车内部的信息模型已经从单一的行车和车况信息模型逐步发展成为包括汽车信息、汽车间（Car to Car）信息、汽车和其他信息载体交互的信息在内的复杂信息体系。在这样的复杂信息体系下，驾驶员除了完成控制汽车、保持车道、监控道路状况等主驾驶任务外，还执行这大量和驾驶无关或不直接相关的驾驶次任务，这些次级任务会在不同程度上占用驾驶员的视觉资源、认知资源和动作资源，分散驾驶员的注意力，产生较高的认知负荷。许多研究都已经证明以车内信息交互为代表的次级任务严重影响着驾驶员的驾驶效能和交通安全。尽管如此，追求复杂是人类对产品功能和情感体验需求的体现。因此，问题的关键不是简单地减少复杂，而是通过精心的设计来良好地管理复杂，为用户提供复杂但易用的产品。

因此本文提出一种功能板块智能化隐藏的思路，探索更加智能化、少即是多的人机交互方式，使得与驾驶无关或不直接相关的次级功能尽量减少分散驾驶者的注意力，减轻驾驶疲劳帮助安全驾驶。