汽車 HMI 是怎樣的領域?

HMI 是 Human Machine Interface 的縮寫,其實就是人機交互,汽車 HMI 設計主要是研究人與汽車的人機交互界面,是駕駛員和車輛交互的橋梁。當然不止界面的設計,也包括開關、按鈕、大屏、語音等等。側重的是在完成交互任務的流利順暢,同時增強駕駛樂趣,是人與界面、人與車各系統的體驗感受。

要是想了解 HMI 領域,必定得從 HMI 的載體開始說起,HMI 經過了四個大的階段演變,市場目前正處于第三階段,第四階段也在過渡中。

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十年的交互界面,可以說是發生了質的變化,一是界面設計多元化,從工業時期追求性能的簡單粗暴,現在界面有設計簡潔現代,也有百變換膚,考慮到了用戶的審美需求;二是從交互的角度來講,做了沉浸式導航界面,提升駕駛專注度。還有交互體驗的增加,有了車聯網和車內芯片強大的計算能力,汽車也能夠更靈活、更貼近使用情況的向用戶提供信息(如導航,路線推薦,胎壓檢測,用戶習慣記錄等等)。語音解放了駕駛員的雙手,讓交互更溶于駕駛場景當中。

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OK,有了對比感受才更加強烈,我再從以下幾個方面詳細聊聊我對汽車 HMI 的理解。

HMI 的前景就更不用說了,雷軍的最後一次創業也放在了”造車”上面,可見互聯網的各大巨頭都想分一塊蛋糕。更是高價招人。現在阿里的斑馬、百度的 Car Life 和 Apollo、騰訊的 Ai in Car、 谷歌 Android auto、隻果 CarPlay、華為車機應用等,一線的互聯網公司都是早早布局車載,可以說是最新的一個大風口,更是不少設計師想轉型 HMI 設計,要想入局車載可以看看已經有成熟的設計規範。

從目前的發展趨勢,智能汽車駕駛艙的發展方向主要集中在三個方面︰更大的屏幕,自動化的控制界面,以及語音交互。目前智能車載系統的功能仍然非常有限。在垂直應用場景中,語音交互的體驗和技術的穩定性仍有很大的提升空間。

車載系統的形態

現有的車載系統分為三種,全面接入內置智能系統、平台解決方案、軟件應用程序。

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1. 全面接入內置智能系統

汽車廠和汽車制造商,將先進的技術應用到汽車的駕駛艙中。例如 Tesla X,硬件、軟件和人機界面都是車廠整合。不僅能夠實現多媒體系統的深度集成,而且還能夠與駕駛員進行車內診斷和控制系統的深度集成。連接互聯網絡同時提供 API 接口,可以自定義應用程序和獨立開發者提供定制服務等。在提高汽車性能的同時,汽車制造商也在努力改善駕駛艙內的體驗,以提高市場競爭力。

車廠開發的技術可以更好地與汽車兼容,然而大部分傳統車企沒有強大的相關研發能力,語音交互相關的人工智能技術並不是車企的強項。因此也會找一些科技巨頭來合作,提供平台解決方案。

2. 提供平台解決方案

目前科技巨頭都在為駕駛場景提供駕駛解決方案,例如,隻果、谷歌、亞馬遜、Nuance、阿里巴巴和百度、華為、騰訊都為智能駕駛艙創建了平台和操作系統。使用軟件平台定制 HMI 單元,科技公司提供軟件平台,車企自己定義介入的硬件與服務。平台和系統可以將其技術和服務集成到汽車專用操作系統中,為汽車駕駛員提供完整的智能駕駛體驗。

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技術巨頭憑借其先進的技術研發能力和與汽車制造商的緊密合作,有效的優化了相關產品和服務的質量。但是為了快速搶佔市。 萍季尥飯 就 8敢  ┤ㄓ美嘈偷鈉教 ,很難為不同的車廠提供定制化服務。還有因為本身的市場競爭,會存在系統壁壘,如 CarPlay 系統需要插入隻果手機。但在相當一段時間內這也是可能的一種解決辦法,因為這減少了 HMI 的整合成本,而漫長的汽車設計流程周期常常掣肘著汽車人機界面整合的發展。

3. 軟件應用程序

軟件公司開發各種智能駕駛相關的便攜硬件和軟件服務。常見的方法是,通過將外部硬件與汽車連接,在通過軟件服務來優化汽車駕駛艙的性能,將普通汽車變成智能汽車。

這些公司的服務和產品非常靈活,通常可以在指定的場景和特定的需求中為用戶提供定制化的服務。然而,這類服務往往需要一些額外的操作和硬件設備的支持。說到這里軟件的應用程序分為兩種方式,一個是車載小程序,一個是應用軟件。

車載小程序

與手機小程序只在入口、開放程度、定位等方面略有差異有所不同,BAT 三家車載小程序在喚醒方式、交互方式、構建場景等方面也呈現出不同的側重和戰略打法。三家都基于自己對車聯網的理解,勾畫出小程序在車載場景下如何進行應用延伸,其目的都是為用戶帶來智能網聯汽車的體驗提升。那說說車載小程序的優點。

車載小程序的優點︰

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車企強勢,曲線救國。

因為車企掌握大部分的話語權,在強勢的車企面前,全家桶組合可能不能達成合作共識。因為車企更想選取不同領域的頭部產品來搭建服務生態。此時車載小程序作為一種相對輕量的解決方案,容易進入到車聯網的生態之中。

即用即走貼合場景。

在汽車環境下,所有的功能都是為了車主更高效的完成任務而產生的,快速、便捷的人車交互方式是其基本要求。

“即用即走”的小程序是工具型產品再好不過的載體了。特別是 BAT 還為車載小程序開發了場景識別、自動喚醒的功能,在交互上除了語音之外,也能通過傳統的觸踫或者更加高級的手勢完成人車交互,這讓車載小程序的交互無比接近人類想象中的無人駕駛形態,也讓車載小程序有了更加強大的生命力,至少短時間內不會被新的應用所替代。

快速搭建加快車載發展。

BAT 都為小程序的開發者提供了開放的開發環境,甚至還提供固定模板幫助開發者加快開發速度,降低開發成本,這使得很多創業型的中小型開發者也可以參與到車聯網的生態建設中來。

由于車載小程序和手機小程序的底層框架是打通的,這也是說,如果某個小程序在移動端上沉澱了足夠多的用戶,並且適用車載場景,具備服務能力的話,就可以快速完成車載小程序的移植,這對于建設豐富的出行服務生態和車聯網都是具有實際意義的。

現有車載小程序

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騰訊車載小程序

騰訊車載小程序目前大致分為三類︰出行服務小型車、生活服務小程序和視听服務小程序,其最大特點是基于位置和場景會被自動喚醒。比如用戶經過加油站、停車場、旅游景點的時候,有些購買和支付的服務就會主動彈在車機上,用戶再通過語音完成操作。

如果說手機小程序是“人找服務”,那麼騰訊車載小程序則進化成“服務找人”。

AliOS 車載小程序

基于算法和豐富的生態服務體系,AliOS 車載小程序的最大特色是自帶場景智能感知的基因。得到車主授權後,車載小程序可以圍繞行車場景,實現上車前、行車中、下車後自然串聯的智能化場景服務。

譬如,用戶可以在車上通過觸控、語音、手勢等多模態交互方式,咨詢附近的推薦餐廳,小程序會基于用戶的喜好作出推薦,還可以預約排號;到達餐廳附近,系統會自動喚醒小程序,為用戶找到停車。幌魯島,車載小程序會無縫連接到手機小程序端,用戶可以在手機上查看餐廳的預約信息等。

相比騰訊車載小程序,AliOS 車載小程序的開放程度稍高,但也和手機小程序一樣,僅限于阿里系的商業生態之內。

傳送門︰

百度車載小程序

百度也在為自身搭建智能系統。所以相比騰訊和阿里,百度車載小程序的分類更加細致,場景也更加豐富。車企可以根據車型定位和自身需求,自行定義和組合可供使用的車載小程序。

所以很多科技公司轉向百度生態,讓大哥帶小弟的方式,一起進入到車企。百度開放的生態可以將自己主要功能接入百度 App、百度地圖、百度貼吧、百度網盤百度系 App 上運行,還可以在愛奇藝、wifi 萬能鑰匙等外部 App 平台上運行。騰訊和阿里基于位置或者場景,可以自動喚醒小程序有所不同,百度的車載小程序大部分場景下還是只能依靠用戶用語音喚醒。

傳送門︰

車載系統的特點

梳理整個汽車的 HMI 的發展其實我們追求的就是三個方向︰

1. 操作(快捷、精準)操作行為無法超過 3 秒

隨著大屏、多屏化的發展趨勢,觸摸和語音控制應時而生,為了增強操作合理性,以及減少或避免觸摸屏的誤觸功能。從信息輸入來看,以觸控、語音為主,手勢、視覺交互為輔;從反饋輸出來看,以視覺、語音、觸控交互為主,嗅覺交互為輔。

人機交互定義需要區分車輛是行駛中還是靜止狀態,車輛在行駛中,對于需要駕駛員操作反饋的交互行為需要遵循 3S 原則(上面提到的三秒原則),降低安全隱患。甚至有一些交互動作在車輛行駛過程中需要禁用的。

2. 信息(清晰、聚合)信息功能需要高度聚合;

得益于計算機算法的強大,汽車功能越來越完善,信息量也越來越大,為了讓用戶有更好的體驗,避免過多信息的干擾,必須做到界面顯示輕量化。

保障關鍵信息是醒目的,容易讓用戶視覺快速捕獲,在各種環境場景下具有良好的可見性和易讀性,無需駕駛員費力尋找和識別。

3. 反。 饗、高效)高效的交互方式

在駕駛的過程當中,司機的雙手被佔用,于是眼楮和耳朵感知要提高,與移動端的視覺顯示不同,HMI 設計師需要注意除了基礎的視覺顯示規範外,還需格外注意與安全相關信息的展示、視覺警告、文字易讀性和顯示眩光等顯示問題。

在車輛行駛過程中,對于司機來說,听覺反饋也是很有必要考慮的場景,通過語音反饋司機需要獲取的信息,能讓司機盡量保持視覺焦點在路況上。多場景的融合考慮信息獲取的效率,能減少在開車過程中的安全隱患。

車載的開發流程

車企現在對智能系統的設計越來越重視,因為只有把軟件實力提升才可以更好的掌握話語權,而且用戶研究與設計流程整合的方式能夠幫助汽車制造商在競爭激烈的汽車行業中先人一步博得用戶喜愛。

汽車 HMI 設計開發需要按照整車開發的流程進行,這樣在造車的各個階段才能有效的管控和輸出設計產物,由于 HMI 設計涉及的相關範疇廣,只有按照既定的流程才能設計出符合車機環境的系統界面。

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1. 整車開發流程

在解答如何展開 HMI 體驗設計前,我們需要了解現在汽車的整體設計工作流程,一輛汽車的生產需要經過 V 型的開發流程(從目標的制定到目標的驗證的過程)

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大體可以分為六個階段︰

  • 產品戰略階段
  • 概念設計階段
  • 設計開發階段
  • 工程車階段
  • 生產階段

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2. HMI 設計開發流程

然後我們來說一下 HMI 設計流程,HMI 和 C 端 B 端的的設計大部分一樣,也是需要與汽車工程師、市場人員、設計調研人員合作。不同的是 HMI 的設計更多會反復測試保證安全性優先的情況下,滿足功能需求,整個 HMI 設計過程中及設計和實現是緊密結合的 。

HMI 設計開發四大流程

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需求分析調研評估︰

在整車開發項目中,HMI 體驗設計應該從立項時開始介入,主機廠在通過市場調研和用戶需求分析等調研方法,分析出市場上存在的潛在需求後,從平台化角度評估需求的導入和定型驗收,和樣車研發同步進行。

HMI 創意設計︰

在得到用戶需求分析和市場調研的數據後,將這些數據轉化成為設計目標,得到初步的概念設計,之後在功能定義和產品開發達成一致之後,即項目目標正式確認,可開始進行細節和具體流程的設計;

主要包含以下細分模塊︰產品功能配置、內飾設計、市場競品對標、人因分析、硬件約束、軟件約束、功能需求定義、交互設計、視覺設計

工程實現驗證評估︰

在驗證評估階段中,通過台架仿真測試,或者提供特定評價用車和培訓用車以及進一步的分析和質保路試。進行體驗驗證和設計迭代。之後是系統開發、硬件開發、軟件開發、整車測試與評價。即可開始生產批量試制(PVS)。

開發測試︰

最後是工程開發驗證階段,跟進實車功能測評,生產批量試制流程凍結後,會進行批量生產前總演習(OS),全面驗證批產。所有流程環節都驗證成功凍結後,產品則開始投入批量生產(SOP)。

整個分析下來 HMI 設計流程看似和互聯網的開發流程大體相似,其實還是有很多不同,甚至可以說沒辦法完全復用的。因為兩者的側重點不同,關于汽車 HMI 設計與互聯網設計原則的差異,和具體 HMI 的設計流程細節我們下次講!

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