一文详解：车载人机交互

在座舱需要产生交互的需求是：对车机发出操作指令。 所以在做交互设计的时候，【最短路径】是交互设计考虑的第一步！根据三秒原则，触达的目标路径一定要短，才能够保证安全性和处理效率。 二、座舱人机交互的方式 随着科技发展和车主的期望，车内外的信息和功能越来越多，作为HMI设计师的任务就是让车主减少注意力资源占用，减少驾驶分神，所以交互方式由此产生阶段性变化：物理旋钮/按键——数字触屏——语音控制——多模态交互。 多模态交互的方式现有最常见的有触控、语音、手势。但在车载系统的设计中，这些交互方式必须紧扣实际场景下的交互方式与用户需求来设计。 1. 物理旋钮/按钮 从战斗机演变过来的传统物理旋钮，在用户按下功能键的一触即达，不是触控能产生的快感。而且物理旋钮比触控调节要省时安全得多，比如调节空调温度，物理旋钮可以给驾驶者一个调节刻度的触感，方便调节，这是触控所做不到的，而且触控调剂明显交互成本会增加。影响安全驾驶。 2. 触控 触控一种是通过按键控制；一种是通过触屏控制。都是通过不断的触控功能按钮行程锻炼肌肉记忆，现在的趋势越来越趋向重触屏、轻按钮，这样不仅系统迭代成本小，功能可以动态分布。但是对于一些精准调节的功能还是按键控制好一些。 3. 语音交互 语音交互被认为是车内场景下最自然的交互方式，基本会有三个场景：快速控制车辆场景；连接一切场景；主动服务场景。 语音控制的前景主要在于两个因素，一个是可以把除了界面以外的利用起来，一个可以与HMI自由交谈，二是最小化HMI手动操作产生的干扰，增加安全性。 语音交互作为新一代的交互模式，通俗的讲，就是用人类最自然的语言（开口说话）给机器下达指令，达成自己的目的的过程，这一过程包括三个环节：能听、会说、懂你。 4. 手势 手势交互是对语音交互、触控交互的很好补充，能够让车主通过简单的手势和语音就能完成车内的交互任务，也是能够增加交互趣味性、表达情感、传达情绪的另一个自然交互方式。 常用的手势：单指滑动（上下左右）、双指滑动（左右）、双指点击等。 HMI的交互手势不同于移动端。HMI的交互不仅用手指去操作，还有考虑用户会高频地使用手腕，因此横向的滑动和点击可以高频。屏幕是固定在车上的，要规避掉一些不方便的手势。比如双指往上滑动就很不方便，向上推不灵活，也有阻力。 5. 生物识别 移动端的人脸识别技术已经有了飞速的发展。现在开始逐渐被汽车引用。人脸识别作为有很强的自身个体差异性，人脸特征成为了验证身份的最佳依据。 目前车内配备语音识别、面部识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、视网膜识别、体形识别、打字节奏、步态识别等。 功能： 科普：常见的生物特征识别包括：视网膜识别、虹膜识别、步态识别、静脉识别、人脸识别等。与其他识别方法相比，人脸识别具有直接、友好、方便的特点，使用者使用时无任何心理障碍，从而得到了广泛的研究与应用。近几年，人脸识别技术被引入汽车，逐渐成为智能汽车的标准配置。 科普：常见的生物特征识别包括：视网膜识别、虹膜识别、步态识别、静脉识别、人脸识别等。与其他识别方法相比，人脸识别具有直接、友好、方便的特点，使用者使用时无任何心理障碍，从而得到了广泛的研究与应用。近几年，人脸识别技术被引入汽车，逐渐成为智能汽车的标准配置。 开眼给大家分成了两部分，第一部分是国内头部“蔚小理”。 1. 国内头部智能座舱 1）蔚来 蔚来的语音是科大讯飞提供的底层技术支持。配合交互机器人NOMI的表情设计、消除了人机对话冰冷生硬。据说NOMI的表情有48种。全车搭载了4个麦克风，可以调节单独的座椅和空调。但是语音通用能力一般，很多应用不支持语音搜索。但亮点在于支持车窗，天窗等的程度控制。以及可以在多媒体上进行多伦的交互。 2）理想 在理想同学2.2版本中，可以四个麦克风同时控制互不影响。不同人的同一指令可以直接复制“我也要”就可以获得同样的设定。20秒连续对话。应用上基本都是所见即所说，可支持车辆中心、蓝牙电话、喜马拉雅、QQ音乐。 3）小鹏 Xmart OS v2.1.0 版本更新中新增的“全场景语音”功能，在当时就让我觉得非常惊艳。车内分成的是双音区但是通过语音可交互的基本都是所见即可说。小鹏连续对话不固定时长，只要有对话就一直出于唤醒的状态。甚至氛围灯颜色的调节，指令倒数第几个都可以做到。 2. 前瞻智能座舱 1）BMW i4 交互搭建：语音+手势+智能表面座椅+物理按键+ARHUD。 2）奔驰EQS 梅赛德斯-EQ之夜：“电”亮美好未来-20210418_哔哩哔哩_bilibili：https://www.bilibili.com/video/BV1u54y1j7pX?share_source=copy_web 交互搭建：语音+手势+生物识别+ ARHUD。 四、智能座舱交互实战 上篇《一篇带你读懂车载设计》中提到了交互的设计基本原则。所以我们直接主流座舱里的几个主要交互实战原理，但不会太深，因为下一篇我会主要说下语音交互。 1. 触控交互 1）物理按键 早期的中控台的屏幕只是显示收音机的一些信息，绝大部分的面积都是容纳超多的物理交互按键，这些按键基本都是靠触觉的交互来实现人机沟通的。 这种物理按键要考虑人体工程学，用不同的触觉方式，如按压，如轻触，如旋转，并以不同的触觉方式来划分好固定的区域，尽可能地让驾驶者熟悉后，就能够盲操这些交互按键。其中的部分常用按键会集成到多功能方向盘上，以便驾驶者在驾驶中也能便捷操控。 然后随着智能交互的发展，中控大屏的出现，物理交互按键开始逐渐减少。而中控大屏则占据着越来越大，越来越重要的位置。 一直到中控台的物理按键减到了近乎没有的程度，这个时候已经驾乘人员已经无法靠触觉来进行人机交互了（因为屏幕信息是变化的，按键也是虚拟的，且触碰起来千篇一律，没有手感可言），而这个阶段就逐渐转成了视觉的交互，人们不在通过触觉来进行人机沟通，而是主要通过视觉来进行操控。 也就是说你不能光摸了，靠手感（触觉）来辨别物理按键了。而是要看着（视觉）来进行操控。 实际视觉为主的沟通是符合人的认知规律的。根据某研究报告，人类获取外界信息的渠道有83%是来自视觉，其他的如听觉11%，嗅觉3.5%，触觉1.5%，味觉1%。 但是如果纯靠视觉来进行智能座舱的人机交互，人们还是会绝对诸多不便。尤其在驾驶期间，人的视觉注意力的90%都必须要投入到对路况的观察中去，不大可能把视线长期投入到屏幕上面，和智能座舱进行交互。 2）手势交互 你以为2021年特斯拉Model S引开创了汽车大屏时代，其实1986年，美国通用集团旗下品牌别克汽车，在Riviera在车上搭载第一块可触控的中控屏幕，远远早于特斯拉。 除了上篇说的手势交互的规则，说到手势咱们一般想到的就是触摸大屏，这次分享给大家一个物理按键与手势结合不错的案例。这次主要以ID.4为例，ID.4运用的大量的触摸式交互方式，对于直接换成大屏我觉得还是很友好的。比如交互方式有点触、滑动、双指触控，按压触控反馈等这些在方向盘或者中控底部的按钮进行触控。 3）知识延展 除了触控的交互还有非触控手势，比如在宝马高端车型上有了很多悬空手势操作，比如在空中食指画圈，就可以调节音量之类的。 2. 语音交互 VUI（Voice User Interface）语音界面设计，语音交互的好处就是可以传达情感、但交互准确性确实不如硬交互，但理想ONE全球首辆在车内放置四个全向数字麦克风。语音交互的重视程度可想而知。我之后会单写一篇设计语音交互的文章，这篇先让大家了解语音交互。 1）语音交互的原理： 自然语音的理解——语音识别——语音转化语音。 2）语音交互需要的场景 语音控制的场景应用有两个因素，一个是取代没有在屏幕展示的功能，可以与HMI自由交谈，二是最大限度地减少HMI手动操作产生的干扰，从而提高安全性。 ① 功能场景 我们车内的场景是什么样呢？ 一是当你下班回家，希望在开车过程中快速控制车辆、查询信息、空调、座椅等。当你长途旅行时中途查询服务区和加油站，以及行程规划。二是用语音链接一切。车里的音乐、副屏娱乐都可以快速唤起。所以我们需要做的就是快速控制车辆-链接一切+主动响应。 A. 快速控制车辆 基本功能包括调节车内氛围灯，调节音量，调节车内空调温度，调整车窗，调整后视镜，快速控制车辆的本意就是帮助驾驶者更快的掌控车辆，减少注意力的分散，增加安全驾驶系数。 在远途时语音交互作为实现功能的一个入口，系统会理解驾驶员的语音指令，提供智能导航。除了被动的接受任务，还可以提供目的地推荐和行程规划的附加服务。因为系统通过整合餐厅，商场，服务区，再用算法为驾驶者千人千面提供服务方案。 在这个场景下用户的基本需求就是搜索路线，期望需求是可以同时汇报前方的服务站，兴奋需求可能就是在搜索目的地时可提供的智能化的地点推荐。所以在我们设计语音交互的时候要结合业务产品定位，达到预期需求。 B. 车辆和驾驶者监控 在实时的驾驶过程中，可以随时与询问车辆性能和车辆状态，比如胎压、水箱的温度、冷却剂和机油。实时的信息询问可以帮助驾驶者提前处理信息，当然到警戒临界点的时候也要实时提醒。 除了对内监控当然也要对外监控，生物识别和语音监控的混合监控可以监控驾驶者的情绪。在适当的时候提醒驾驶者打起精神，以避免交通事故的发生。以及行驶长时间的疲劳语音提醒。 C. 在多媒体娱乐方面 开车场景，播放音乐和广播是最高频的操作和需求。我们出了提供除了简单的播放，暂停和切换歌曲等功能外，还有一些收藏、登录账号、打开播放历史、切换播放顺序，以及直播互动更多的个性化的功能等待开发。 3）语音交互设计流程 我们先来阶段科普下语音交互设计的流程，因为基本语音交互都是外接第三方，但是作为HMI设计师，也要了解整个语音交互的设计流程，这样才可以作为设计语音形象的依据，能让那个IP更好的贴合使用场景。 基本现在VUI的设计流程，和我们日常设计需求的流程相似，首先分析使用场景——创建用户画像和用户旅程图——设计听觉IP——编辑脚本——梳理指令逻辑和交互——建立插槽库——交付走查。 4）脚本设计 语音设备需要以一种自然对话的方式进行感知、认知以及输出自然语言，在VUI设计过程中需要遵循识别前(声音信号识别与优化) ——识别中（声音信号的理解）——识别后（信息反馈及播报）。所以整个语音交互设计下来，核心是信息的接受和设计。 ① 脚本清晰简洁高效 语音指令断句和语气会让驾驶者理解成本增加。以及明确肯定的问题也是防止用户纠结的原则。 脚本的文案和UX设计的微文案有相似的逻辑，清晰的文案可以帮助用户更好做出下一步的指令判断，比如“登录有误，请重新登录”用户会认为自己的操作失误导致没有登录成功，可以优化成“当前系统未更新，请更新后再登录” 简洁的考核指标就是是否能在正常的语速下不换气一句话读完。 人们获取信息高效的方式往往是短时间记忆一个精简的信息。比如“导航去天安门，全程14公里，预计需要30分钟”。用户其实记忆最深刻的就是30分钟，所以不光要精简信息，还要把重要信息放到后面。 ② 符合生活，轮流交谈 鼓励用户自然的表达同时机器也要给出自然的反馈，让对话更加自然有以下方法。在交流的语境中用户说话会省略一些表达，所以也要支持理解代词和省略的表达，“今天天气怎么样”+“明天呢？” 在语音对话过程中，除了要像两个人对话一样，还需要语音助手需要对用户的回答进行引导和判断，以及提供方案。比如用户说“今天天气挺好的”可以回答“今天天气气温11度到26度，多云转晴现在晴，需要打开空调吗？”引导用户做出指令。 ③ 容纳错误 语音交互中必须要允许有容错机制，基本容错也是分场景处理的，一是没听清，这时会让用户再说一遍，二是听清了但是不具备处理问题的能力，三是识别成错误信息，这是再次确认即可。 3. 人脸识别 A. 凯迪拉克XT4的解锁系统 通用旗下首款全面应用车联网创新“云服务”的车型：凯迪拉克人机互联网系统，它的人脸识别智能身份解锁系统堪称黑科技。 可以触摸B柱的按键，就能激活汽车，B柱的液晶屏会进行人脸扫描识别。就会解锁成功汽车，你就能发动汽车。 为了方便你的亲戚朋友使用这辆车，这套人脸识别系统还能添加多个用户账户，可以实现多账号解锁使用，不仅要采集脸部数据，还要收集相关指纹，增加安全性。 B. 拜腾K-Byte Concept：双重保险识别系统 它推出的首款SUV车型K-Byte Concept就以科技型配置主打市场，让这辆车科技化变成一个亮点。 最具有科技水平的还要数那一套面部识别系统，它是把解锁和启动集为一体，它也是把脸部识别区域设计在B柱上。 1）人脸识别的原理 座舱内部的人脸识别主要涉及三个部分：人脸检测、人脸鉴别、人脸确认。随着整个互联网信息生物化，很多平台都录入面容信息，车机作为万物互联的一个点，而且随着更多移动端的使用场景移到车内，账户登录，身份认证需要在车内进行。 2）使用场景 单纯的交互会让驾驶者更加不方便，比如只有语音，很容易产生误指令、单纯的触控会让驾驶员满足不了三秒原则，语音、手势、视觉等多个交互方式融合才能，才能让智能系统能够更准确、方便、安全地在各种场景和驾乘人员进行沟通。 参考链接 《车载人脸识别系统到了哪种程度？不怕坏人用照片偷车吗？》：https://www.sohu.com/a/256296919_116215 #专栏作家# 郝小七，微信公众号：七酱设计笔记，人人都是产品经理专栏作家。蜻蜓FM高级UI设计师，5年工作经验。专注于体验设计，欢迎各位同学一起交流。 题图来自Unsplash，基于 CC0 协议。