智能表面和汽车HMI的未来

智驾最前沿 2022-06-16 08:00 1998浏览 0评论 0点赞

工程师必看：B2900隐藏的15个超频测试模式 从电机控制到光伏逆变器：电流传感器的跨领域设计考量

↓↓关注回复“资料”，领取特斯拉专利技术解析报告↓↓

我们正处于汽车的黄金时代，过去15年的技术创新创造了我们今天在路上看到的现代车辆。这些创新是提高可靠性和安全性的关键，每行驶一百万英里可将死亡率降低约25%。然而，尽管有这些进步，分心驾驶仍然是58%的交通事故的主要原因。

重新思考汽车座舱

从20世纪80年代和90年代开始，汽车座舱从20世纪50年代的实用设计转变为更类似于飞机驾驶舱的设计。司机唯一可以使用的电子设备是收音机的日子已经一去不复返了。电子门锁、电动车窗和后视镜、CD 换碟机、空调、巡航控制、可变时挡风玻璃刮水器，甚至加热座椅控制成为标准配置，每个都有自己的一组按钮。回到今天，有了蓝牙配对、地图软件和具有完整互联网连接的大型触摸屏，功能已经超出了我们在关注前方道路的同时浏览所有可用信息的能力。汽车行业正被迫重新思考其人机界面(“HMI”)，以满足消费者对不断增长的内容和实用性的需求，同时重新设计成既美观又安全的光滑、极简设计。

梅赛德斯奔驰 VISION EQS 概念智能表面内饰 © Daimler AG

智能表面

汽车制造商首先从现代智能手机中汲取灵感。使用专有操作系统创建触摸显示器，并将各种控件划分为菜单和子菜单。这些早期的应用失败主要有两个原因:第一，菜单导航困难。不像智能手机能让你集中注意力，缺少带有意图驱动触觉响应的实体按钮让试图同时执行多项任务的司机感到沮丧。其次，现有的显示技术虽然在智能手机上足够好，但在汽车上却不够。电阻式触摸屏在阳光直射下很难阅读，而且多年来性能显著下降。同样，司机发现电容触摸也不适应。在寒冷的天气里，司机不摘下手套就无法操作暖通空调。环境条件如湿度和电磁干扰干扰了系统准确识别用户输入的能力，严重影响了用户体验。汽车中的技术必须在任何环境中保持响应，以防止分心驾驶和避免危险。

作为回应，工业设计师创造了概念车和渲染图，将仪表板从具有独立按钮的表面重新想象成具有相同功能的表面，除了隐藏在豪华表面之后：按需提供的按钮在不再需要时会再次消失。他们设想了光滑、无缝隙、实木或碳纤维面板，这些面板只会显示与驾驶员相关的控制装置。这些新的内饰不仅美观，而且实用。通过移除传统按钮，他们还将消除现代汽车中的第一大保修费用：机械按钮故障。即使在理想条件下，典型的机械开关也会在几十万次驱动后失效。再加上油、污垢和滥用的侵入，故障时间就会缩短。在概念车中使用应变仪来展示这种无间隙表面的愿景；但是，它们不具备从概念转向量产的灵敏度、可重复性或汽车可靠性。愿景是存在的，但实现它的技术却没有。

情境意识

要真正用智能表面取代仪表板控件，上下文感知是帮助驾驶员快速直观地达到所需功能的关键。与智能手机一样，现代汽车也装有各种各样的传感器。借助惯性传感器、麦克风、温度传感器、GPS、红外传感器、激光雷达系统、眼动追踪和现在的力感应，可以将来自数十个传感器的信息融合在一起，以检测、监控、预测驾驶员行为并控制结果.

举个基本的例子，当你用智能手机听音乐时，汽车可以检测到，将音乐转移到汽车音响，并在智能面板上启动音频控制。同样，在一个非常寒冷的早晨，汽车可以自动打开暖通空调和显示控制座椅加热器。现在，想象一下遇到危险的路况。音乐会立即静音，地图会弹出，为你提供另一条路线。通过人工智能和机器学习，汽车将学会如何保证你的安全，并预测你下一步想要什么。

声音的局限性

一些人预测，智能界面将不再必要，语音助手将取代传统的按钮控制。有一个错误的假设是，在客厅用声音控制电视或恒温器的便利性，直接适用于汽车车厢。然而，虽然语音助手在家里听不懂你的指令只是一个麻烦，但在路上就会成为一个潜在的安全隐患。语言学有地区和教育差异，而触摸界面没有。触觉是人类最直观的感官，儿童早在开始说话之前就已经学会通过触觉与世界互动。在语音方面，如果驾驶员的意图第一次没有被识别出来，或者一个孩子在后座上不停地换电台，这种分心会从本质上危及驾驶员和附近的人。为了确保关键功能的安全性，touch提供了一个更健壮、意图驱动的界面。

半自动和全自动驾驶

随着半自动驾驶技术的采用，车内传感器驱动的情境感知的另一个好处变得显而易见。用于确定驾驶员意图的相同传感器也可用于测量驾驶员的健康状况并判断是否失能。例如，NextInput在方向盘和座位上的传感解决方案可以用来确定驾驶员是处于警觉和积极的状态，还是瘫倒在地而失去控制。如果检测到车辆发生失能，由于激光雷达探测到即将发生的事故，汽车可以自动接管并转移到安全位置，而不是简单地进行刹车，并呼叫帮助。

即使全自动驾驶变得越来越普遍，对智能表面的需求也会增长。随着客舱转变为生产力和娱乐空间，随着客舱内互动的增加，消费者将要求更高程度的美学。由于他们的关注点不再是外部的，因此每次交互的“触感”体验更加重要。未来的车厢将拥有乘客所需的一切，并且触手可及。