智能网联汽车人机交互界面分析

王珠峰

摘要：当前，汽车内部的信息模型己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、汽车和其它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，还执行着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。许多研究都己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。鉴于此，文章对智能网联汽车人机交互界面的应用进行了研究，以供参考。

关键词：网联汽车；人机交互；系统分析

1智能网联汽车人机交互分类

1.1 车内人机交互

车内人机交互可以分为被动式和主动式交互。被动式交互即由人向机器输入指令，机器执行并输出结果反馈给人，这种交互方式通常需要驾驶员将视线从路面上移开，可能会带来安全隐患。主动式交互是指机器可以主动从外界获取信息并进行决策判断，如自动驾驶汽车的摄像头可以捕获街道场景信息，通过平视显示器（Head Up Display，HUD）展示所处位置附近购物及娱乐场所相关推荐内容等。这种交互方式可以使驾驶员专心完成驾驶任务甚至非驾驶任务，精确和无感知的主动交互可以减少驾驶干扰和提升信息传递效率。

1.2 车外人机交互

1.2.1 人工驾驶时期

人工驾驶时期，车辆由驾驶员控制，驾驶员与行人之间的互动成为交通正常运行的一个关键问题。在没有信号灯的情况下，为保证混合交通的高效性及驾驶员与行人双方的安全，驾驶员和行人通常会预测其他道路使用者的意图和轨迹 ，并寻求通过有意的交流互动建立相互的情景意识。通过检测和分析行人在各种条件下穿越（或试图穿越）街道时的行为及驾驶员对意图通过人行横道的行人的反应，可以确定驾驶员与行人成功交互的影响因素，如人行横道的结构、驾驶员的行为、与驶近车辆的距离、车速等。在距离较近且速度较低的情况下，驾驶员和行人能够通过手势、头部动作、目光接触、车辆信号（例如闪光灯或喇叭）以及表示意图的身体动作来相互交流。但当远距离交互时，明确的沟通很少或根本不存在，此时车辆的运动模式和行为对行人起着更重要的作用。

1.2.2 自动驾驶时期

随着车辆自动化水平的提高，驾驶员可以从事与驾驶无关的任务，例如阅读、社交或睡觉，驾驶员行为与车辆的动作不具有直接相关性。此时驾驶任务部分甚至全部由车辆承担，驾驶员与其他交通参与者的交互变成了自动驾驶汽车与其他道路使用者的交互，人机交互因此也从车内扩展到车外，由此产生了新的设计挑战，包括从驾驶员到道路使用者的视角变化，以及从由人操纵的系统到在公共空间主动做出决策的智能系统的视角变化。研究发现，随着控制权的转移，车辆的动作非驾驶员操纵而产生时，行人感知的安全性可能会降低，过马路的意愿下降，沟通需求发生了变化，为了确保安全地交互，亟需以其他方式（例如通过外部车辆接口）向行人提供相应的信息。

2人机交互界面设计原则

2.1界面设计的简明性

简单明确，就是考虑人机交互界面传达信息的简单明确性，给行人提供的信息，要在短时间内快速理解，并及时作出反馈。尽量避免过于复杂、模棱两可的设计。

2.2界面设计的熟悉性

在人机交互界面设计时，要求交互界面选用的色彩、图形与行人日常生活中所熟悉的当前交通系统中所使用的一致，目的是为了提高界面设计样式的熟悉度。信息传递形式要求是行人所普遍熟悉的信息传递形式，目的是为了做到界面设计的有效性，进而体现熟悉性。红黄绿 3 种颜色构成国内交通系统信号灯的颜色，红灯停、黄灯等、绿灯行。因此，在色彩设计上要与交通系统使用的色彩一致，避免给行人造成错误的认知，反而引发交通事故。此外，在图形的选用上，也要选择普遍性强且符合人们日常习惯的图形，这样才更容易被行人理解。

2.3界面设计的一致性

一致性指在设计人机交互界面时，文本表达、色彩用料、图形描绘方面的一致性，即文本和色彩、文本和图形、图形和色彩保持一致。例如文本和色彩的一致性，字体颜色和字所表达的含义要符合人们的日常交通行为认知习惯。在通过十字路口或者人行横道时，显示牌上出现红色“禁止通行”字样，交通灯显示红色，表示停止行人及其他交通参与者通行，而显示绿色“请通行”字样，交通灯显示绿色，表示行人及其他交通参与者可通行。有研究已证实，在色彩用料和文本表达的含义不一致时，会造成行人理解的偏差，给行人带来一定的困扰，甚至引发交通事故。

2.4 界面设计的互动舒适性

图本搭配，看起来是一个最安全的界面。图形和文本结合，不但能够保证信息传递的有效性，让行人更容易理解，而且还能给行人带来舒适感，必要时添加投影动效、音效等方式，更加增强其体验感，为行人营造一种高安全性和舒适性的交互环境。

3智能网联汽车人机交互方式分析

3.1交互通道

当前人机环境系统主要包括行驶在道路上的车辆、道路环境以及车内驾驶人员。车辆在行驶过程中驾驶行为是一个持续往复的信息处理过程，驾驶人员与车辆产生交互的方式主要体现在以下几点：道路上来来往往的车辆、路上行人、道路交通标志还有车辆自身运行信息等等，这些信息会经过驾驶人的视觉、听觉、触觉等感官向大脑发送，驾驶人员结合驾驶经验进行相应判断以及决策，决策作出后手脚等运动器官进行操作改变车辆运动状态。对于车辆来讲，车辆行驶轨迹、行驶速度等信息变化会快速反馈给驾驶人，驾驶人持续接收这些信息来将自身驾驶状态进行调整，保证车辆驾驶安全、稳定。

3.2显示设备分析

当前阶段，汽车显示设备一般包括三部分，这三个部分包括：仪表盘、中控显示屏、前挡风玻璃（HUD）。三者之前的特性各不相同，在车辆行驶过程中，车辆仪表盘会显示车辆动态参数以及监控信息。随着当前快学技术快速发展，越来越多的车型选择将路况信息、导航信息等整合到仪表盘中央，这样能够方便驾驶人员准确观察。抬头显示器（HUD）则主要显示注意力信息特别高，方便驾驶人直接观看，直视道路前方就可以，将行车安全性大大提升。中控显示屏则主要负责一些娱乐功能、日常电话信息等辅助信息，中控显示屏需要驾驶人员通过触摸、手势、语音等方式进行交互。

3.3操作方式分析

现阶段，主流的操控方式有四种，分别是物理操控、触屏操控、语音操控、手势操控四种方式。首先，物理操控。物理操控主要是通过实体按键、旋钮、拨片等来控制车辆；其次，触屏操控，这种操控方式主要是类似于手机触屏的模式，用户可以用手对中控显示器进行操作，设置车辆各项工；第三，语音操控。语音操控是当前主流的智能人机交互，驾驶人通过语音指令操作车机系统；最后，手势操控。这一操控系统主要是在系统中进行感应模块搭载构建，通过驾驶人特定手势操作车机系统。

结语

综上所述，当前科学技术快速发展，物联网、大数据、人工智能等技术在交通运输领域得到了快速应用。越来越多的汽车智能化、网络化，汽车内部空间、人机交互等更加智能、先进，未来自动驾驶会成为主流，因此必须要加强人机交互界面优化，设计更加智能化、人性化的交互界面，保证车辆行驶更加安全和智能，推动智能交通发展和进步。

参考文献

1. 谭浩,赵江洪,王巍.汽车人机交互界面设计研究[J].汽车工程学报,2012,2(05):315-321.

[2]张文泉,赵江洪,王巍.汽车交互界面视觉信息显示设计研究[J].装饰,2012(09):106-108.

[3]张桂伟.车载平视显示器HUD视觉交互界面设计研究[D].广州:华南理工大学,2015.

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