2017-5-17 周周
汽車HMI設(shè)計，目的在于增強(qiáng)用戶的駕駛樂趣或駕駛過程中的操作體驗(yàn) ，但車用HMI更注重安全性，也需要開源發(fā)展生態(tài)。
人機(jī)交互（Human–Machine Interaction，簡稱HMI），是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系的學(xué)問。系統(tǒng)可以是各種各樣的機(jī)器，也可以是計算機(jī)化的系統(tǒng)和軟件。所以應(yīng)用于汽車的HMI可以實(shí)現(xiàn)人與車之間的對話功能。車主可通過該系統(tǒng)，輕松把握車輛狀態(tài)信息、定速巡航設(shè)置、藍(lán)牙免提設(shè)置、空調(diào)及音響的設(shè)置。
其中我們通常所說的“人機(jī)交互界面”是指用戶可見的部分。通過人機(jī)交互界面與系統(tǒng)交流并進(jìn)行操作。小如收音機(jī)的播放按鍵，大至飛機(jī)上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。因此，人機(jī)交互界面的設(shè)計要包含用戶對系統(tǒng)的理解（即心智模型），這是為了系統(tǒng)的可用性或者用戶友好性。
HMI目前大量運(yùn)用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入”與“輸出”兩種。輸入指的是由人來進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，命令的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等；而輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等。好的人機(jī)界面會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速地操作機(jī)器，也能使機(jī)器發(fā)揮最大的性能并延長使用壽命。
汽車本地化的HMI
傳統(tǒng)意義上的汽車HMI一般由中控電腦，方向盤控制鍵、和顯示屏幾大部分組成。
中控電腦能顯示車速、剩余油量、續(xù)航里程與車外溫度等信息。它所具備的自動診斷功能會在車輛內(nèi)部出現(xiàn)異常時，從顯示屏上顯示出對應(yīng)的故障碼，同時提供出故障的原因，讓駕駛員隨時掌握車輛的狀況。
行車過程中，駕駛者可通過方向盤控制鍵分別控制音響系統(tǒng)、藍(lán)牙電話等多種行車功能，在提供方便快捷的同時保證了行車的安全性，避免了在把握方向盤的同時兼顧其他導(dǎo)致事故發(fā)生。
而將儀表盤彩色液晶顯示屏和中控臺觸摸屏組合在一起，顯示信息豐富、使用方便，可以控制DVD音響、藍(lán)牙電話、空調(diào)系統(tǒng)等。
ADAS和導(dǎo)航系統(tǒng)日漸成為豪華車的主流配置，甚至很多普通車型也有機(jī)會“一親芳澤”，不過由于將智能手機(jī)集成到了HMI當(dāng)中，所以如何保證有效管理駕駛員接收信息的方式避免對其造成干擾成了主機(jī)廠必須應(yīng)對的挑戰(zhàn)之一。此外，目前很多品牌車型為了發(fā)展差異化，都選擇在方向盤上加入控制功能，但問題是按鈕的數(shù)量設(shè)置為幾個才算合適，并無定論；當(dāng)然像后裝的抬頭顯示器HUD現(xiàn)在市面已經(jīng)有了成熟的產(chǎn)品，但真正要在風(fēng)擋上實(shí)現(xiàn)“虛擬現(xiàn)實(shí)”還有待技術(shù)的提高。
就信息的“輸入”和“輸出”來講，語音控制、手勢識別和觸摸屏是目前車載HMI系統(tǒng)的三大利器，各車企均在該領(lǐng)域進(jìn)行了充分的試驗(yàn)和嘗試。因此，不管何時，新技術(shù)的引入總是有一定的風(fēng)險甚至可能造成消費(fèi)者的反彈，所以汽車主機(jī)廠在HMI的研發(fā)上也表現(xiàn)出了應(yīng)有的謹(jǐn)慎。先和車云菌一起來看下目前三大德系HMI設(shè)計。
奧迪MMI（Audi Multimedia Interface）
奧迪上的MultiMedia Interface(多媒體界面)系統(tǒng)，簡稱MMI。它集成了車輛控制、功能設(shè)定、信息娛樂、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話等多項功能，駕駛員可方便快捷地從中查詢、設(shè)置、切換車輛系統(tǒng)的各種信息，從而使車輛達(dá)到理想的運(yùn)行和操縱狀態(tài)。MMI系統(tǒng)是奧迪公司首創(chuàng)，率先被應(yīng)用在豪華乘用車A8L上，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)后，應(yīng)用到了奧迪的其它車型中。
很多人會把奧迪的MMI錯誤解讀為HMI，當(dāng)然MMI和寶馬iDrive都是根據(jù)HMI的原理開發(fā)的，但通常所說的HMI是一種包含硬件和軟件的人機(jī)交互設(shè)備。它已經(jīng)從用于監(jiān)視活動的簡單設(shè)備發(fā)展成用來監(jiān)控、分析過程與系統(tǒng)的復(fù)雜而成熟的工具。舉個例子來說，在一座工廠里頭，我們要搜集工廠各個區(qū)域的溫度、濕度以及機(jī)器狀態(tài)等信息，透過一臺主控器監(jiān)視并記錄這些參數(shù)，并在一些意外狀況發(fā)生的時候能夠加以處理，這便是一個很典型的SCADA/HMI的運(yùn)用，印象中福特蒙迪歐上就叫HMI，因?yàn)橹饕蔷哂斜O(jiān)測功能。
寶馬iDrive（BMW iDrive）
寶馬的第一代iDrive誕生于2001年9月，首次搭載于第四代7系車型（E65/E66/E67/E68），是基于微軟專為汽車開發(fā)的Window CE系統(tǒng)而打造的人車交互系統(tǒng)。這套頗具革命性的車載電子系統(tǒng)在當(dāng)時可謂毀譽(yù)參半，喜愛之人視之如珍，但也有部分用戶表示操作難度大讓人不爽。
當(dāng)時寶馬將7系大約700個功能分為三類：與駕駛相關(guān)的，包括換擋等功能鍵，合理分布在方向盤周圍；另外一些經(jīng)常使用的保持在儀表板上，通過傳統(tǒng)的開關(guān)和按鈕來操作，包括車載電話、空調(diào)、音響常規(guī)控制等；其余包括通訊、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、一些重要而非常實(shí)用的功能高度集中在中央控制區(qū)域。
但這樣分離式的設(shè)計因?yàn)椴环宪囍鞯牧?xí)慣，沒有實(shí)現(xiàn)多大程度上的便捷操作，因此遭到了不少消費(fèi)者的詬病。而在奔馳和奧迪紛紛推出集成式操控系統(tǒng)后，寶馬也對iDrive系統(tǒng)進(jìn)行了升級換代，而最終版本的iDrive首次使用在2009年2月上市的寶馬5系轎車上，寶馬采用的就是我們目前非常熟悉的旋鈕式操控方式。
不過2012年7月份，寶馬的互聯(lián)駕駛系統(tǒng)便隨著搭載了第三代iDrive的全新寶馬7系轎車進(jìn)入了國人消費(fèi)者的視線中。第三代iDrive有了許多突破：
1、它采用了英特爾凌動處理器為智能系統(tǒng)的核心，處理速度大大提升，響應(yīng)速度也得到相應(yīng)改善；
2、增加電容觸摸板，可實(shí)現(xiàn)手寫輸入的功能；
3、iDrive系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更為詳細(xì)周全的3D導(dǎo)航，甚至可以把建筑物的形狀大致地識別出來；
4、iDrive系統(tǒng)的人機(jī)界面增加了3D動畫，視覺效果也得到了大幅度的提升；
5、iDrive系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了“雙機(jī)”(車機(jī)和手機(jī))的互動以及互聯(lián)駕駛功能。
奔馳COMAND（Mercedes-Benz COMAND APS）
2015款梅賽德斯-奔馳S600 COMAND控制器
COMAND的全稱是CockpitManagement and Navigation Device（駕駛艙管理與導(dǎo)航設(shè)備）最早出現(xiàn)在1998年的S級（W220）和CL級（W215）上，所有功能按鍵被集中在中央面板上，沒有現(xiàn)在的標(biāo)志性圓形按鈕，而且功能僅限于設(shè)置一些媒體類信息，當(dāng)時系統(tǒng)版本是COMAND 2.0。
但真正能夠和寶馬iDrive和奧迪MMI匹敵的是目前這款奔馳S級（W221）和CL級（C216）的COMAND 3.5。它包括顯示屏、控制器、功能按鈕和電話鍵區(qū)，主要控制車內(nèi)音響功能、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話、多媒體播放和車輛綜合控制系統(tǒng)。這一切都通過位于中央扶手的COMAND按鈕來控制。符合人體工程學(xué)的設(shè)計既是扶手又是車載電話，操作起來很方便。
與其他兩個操作系統(tǒng)有所不同的是，奔馳的COMAND系統(tǒng)根目錄菜單始終顯示在最上方，在任何一級目錄下都可以迅速轉(zhuǎn)變功能。導(dǎo)航系統(tǒng)范圍大小可以通過旋鈕來調(diào)節(jié)，查詢操作也比較方便。
多媒體系統(tǒng)支持衛(wèi)星電視和硬盤中的影像文件，為了行車安全，從前的視頻播放系統(tǒng)只能夠在停車時工作，從S級小改款之后，分屏顯示(SPLITVIEW)首次應(yīng)用于車輛，在同一個顯示器上為駕駛者和前排乘客提供不同的畫面。例如，在駕駛者能夠?yàn)g覽導(dǎo)航信息的同時，前排乘客也可以欣賞到自己喜歡的節(jié)目。聲音通過無線耳機(jī)輸出。
COMAND系統(tǒng)還包括一些對車輛的設(shè)置，包括外部燈光延遲關(guān)閉時間、外后視鏡便捷設(shè)置、自動鎖止、上下車輔助功能、汽車室內(nèi)保護(hù)、環(huán)境照明、甚至是后備箱開啟高度都可以調(diào)節(jié)。除了可以在座椅邊上調(diào)節(jié)座椅位置等大方向，對于腿部、背部和肩部的支撐也可以通過COMAND系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
車聯(lián)網(wǎng)時代的HMI如何發(fā)展和生存
從上面不難看出，HMI在過去的十年里主要經(jīng)歷了如下方面的變革：
1.先進(jìn)的顯示技術(shù)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的中控臺布局，從相對靜態(tài)到更靈活、更動態(tài)以及更方便駕駛操作的方向逐步發(fā)展；
2.觸摸設(shè)備逐漸成為主流，駕駛員輸入信息和得到反饋的渠道有了新的體驗(yàn)；
3.語音識別功能降低了駕駛員在行車途中操控車機(jī)系統(tǒng)帶來的風(fēng)險；
4.車機(jī)系統(tǒng)的處理器性能更強(qiáng)大，更智能，可以更好地和車主進(jìn)行人機(jī)互動。
車載HMI發(fā)展至今，汽車主機(jī)廠面臨的主要挑戰(zhàn)包括如何保持車載娛樂系統(tǒng)的更新?lián)Q代速度，能為用戶提供個性化的新內(nèi)容和新功能；此外，隨著消費(fèi)類電子的強(qiáng)勢入侵，車機(jī)系統(tǒng)如何同移動App和設(shè)備進(jìn)行無縫連接同樣至關(guān)重要。
Telematics Update在其撰寫的《車用HMI報告·2013》中對整個產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了觀察和回顧，并對其未來的發(fā)展做出了如下探索：
1.到2016年，車載娛樂系統(tǒng)和智能手機(jī)無縫連接的功能將普遍使用于任意中高低端車型，預(yù)計到時聯(lián)網(wǎng)汽車將達(dá)到9200萬臺；
2.歐洲生產(chǎn)高端車型的汽車主機(jī)廠總體來看仍將把握著HMI系統(tǒng)設(shè)計和發(fā)展的走向，其中寶馬iDrive將成為主流的人機(jī)互動界面范本，同時奧迪的MMI是其有力競爭者；
3.盡管未來信息輸入的設(shè)計并不會成為主流，因?yàn)楦鞔笃?/span>主機(jī)廠希望通過HMI的異質(zhì)化來實(shí)現(xiàn)競爭。但不通過物理接觸就可實(shí)現(xiàn)信息輸入（比如說語音識別技術(shù)）的方式將得到大量推廣。而手勢交互、物理觸摸交互相對來說其扮演的角色可能會是一種簡化，而不是完全替代現(xiàn)有的交互方式，手勢交互或物理觸摸交互的優(yōu)勢在于其可以更符合用戶的習(xí)慣，更適合盲操作。
4.未來HMI提供的輸入方式將會有多種選擇，通過使用不同的技術(shù)允許消費(fèi)者能夠根據(jù)不同的操作、不同的功能進(jìn)行自由切換；
5.基于位置的服務(wù)未來有望占據(jù)車載系統(tǒng)功能的前一二位。同時ADAS對購買高中端車型的用戶要比購買低端車型的消費(fèi)者更有需求。此外，云端和流媒體服務(wù)對中型轎車更為重要，而相比之下，通過移動設(shè)備的UI（利用映射功能）來控制車機(jī)功能對低端車型來講更關(guān)鍵。
車云小結(jié)：
汽車HMI的設(shè)計，其最終目的無非在于為用戶提供好的用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶的駕駛樂趣或駕駛過程中的操作體驗(yàn)。但相比于互聯(lián)網(wǎng)的用戶體驗(yàn)，HMI的設(shè)計最為不同的是其獨(dú)特的環(huán)境，這個環(huán)境更加注重駕駛的安全性，這樣使得HMI的設(shè)計必須在好的用戶體驗(yàn)和安全之間做平衡，很大程度上安全始終是第一位的。
不同于互聯(lián)網(wǎng)，汽車多媒體系統(tǒng)相比封閉，幾乎每一個汽車品牌都有屬于自己特色的HMI系統(tǒng)，但這種“百家爭鳴”的發(fā)展方式反而對用戶來說略顯枯燥單一，因此互聯(lián)網(wǎng)多元化的特質(zhì)對車聯(lián)網(wǎng)的沖擊將是必須的。從另一方面來看，汽車作為帶有明顯社會屬性的工具，個性化的路子必須走，因此，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的沖擊與用戶自身的需要，這個封閉的系統(tǒng)需要發(fā)展得開放，開源，不然就有可能重蹈塞班系統(tǒng)覆轍。
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