智能座舱人机交互发展趋势

智能座舱人机交互发展趋势

赵青

吉林科技职业技术学院   吉林  长春    130000

摘要：智能座舱，是指搭载了高度智慧与网联化科技的车辆产品，是基于使用要求和使用环境，能自主洞察和感知，从而形成的一个智能的移动交互环境和体验空间。智能座舱可以实现人、车、路之间的互动交流，是人车关系从工具使用向情感沟通的重要纽带和关键场所。智能座舱以其在带给用户最直观的愉悦、舒适、方便体验方面的优势，已逐步成为汽车发展重点探索的领域之一。作为智能座舱的核心技术，多模态交互技术实现了声音、手势、眼神捕捉等多种模态的融合，未来必将取代单一的语音交互模式。

关键词：智能座舱；人机交互；发展

引言

如今，汽车不仅改变了能源、控制和控制的来源，而且座舱还提供了传统的枯燥的机械和电气空间，这些空间增强了智能汽车座舱的智能性，成为了生活在家庭和办公室之外的人面对指纹识别、语音交互、多屏幕连接等尖端技术的“第三空间”， 收集和处理信息，成为“智能助手”人类管理进入智能助手阶段的主要标志之一是人与座舱之间的交互，从被动到主动，这些信息在驾驶舱的中心被定义为“被动”和“主动”，过去信息交换主要是由人发起的，现在可以激活了。 人机交互水平已成为决定智能座舱水平的关键标志。

1智能座舱

智能座舱就是汽车由机械化、电子化时代进入信息化、智能化大数据时代的必然产物。关于智能座舱方面的术语、定义还需在新时代标准化工作中不断补充完善。智能座舱是在保持原有传统的驾驶舱所具备的安全、舒适和便捷性基础上，以液晶显示屏取代了普通物理按钮，人机交互手段便利多元，自动化、网联化水平大大提高。智能座舱的基础是人机交互技术，但人机交互目前主要是利用语言交互技术来实现，驾驶者可以专心于行车视觉上，而不需通过听觉即可实现要求、通过说话完成非驾驶动作的需求。不过，当前智能座舱的语言通讯系统，在情感性、多轮对话、唤醒或打断等方面仍有一定困难，特别是不能领会命令实质。而多模态交互技术能够使人机交互整个过程更加立体、高效和低误差，必将成为未来智能座舱发展最为核心的技术之一。

2人机交互任务复杂度量化指标

在车载机舱人机交互的各种复杂任务中,驾驶舱人机交互任务的复杂性可以通过任务复杂性的特征因素来描述,并确定其七个主要的定量指标。该指标的内容和意义如下:(1)智能驾驶舱人机交互LC任务的逻辑结构的复杂性。在数字驾驶舱人机交互系统中,驾驶员除了要完成基本的驾驶任务,包括导航、打电话、音乐选择和切换、收音机选择和切换、自动应用交互、空调温度调节等各项任务,每个任务逻辑结构的复杂性将直接影响驾驶员的认知表现和驾驶舱用户体验的流畅性。(2)智能驾驶舱交流中单人机交互任务所需的动作次数。在数字驾驶舱人机交互系统中,驾驶员完成特定任务所需的动作次数也是表征人机交互任务复杂性的关键要素,相关数据可通过统计学获得。(3)智能驾驶舱人机交互AIC中管理界面的信息复杂性。智能数字驾驶舱的接口大多是数字触摸接口,用户与汽车交互的初始操作大多需要从管理界面进入,复杂性影响后续操作任务的执行。(4)智能驾驶舱人机交互输入复杂IC。在人机交互的过程中,不同的输入方式,如语言、手势、触摸、物理控制等对用户输入过程的准确性和内容的控制方式各不相同,输入因素的复杂性越高,用户完成任务所需的时间越长,可用性和可用性就越差。(5)智能驾驶舱人机交互需要NCC的知识水平和认知能力。许多操作在数字驾驶舱的交互任务中被集成到数字交互界面中,大量的操作任务依赖于各种符号、文本来传达它们的含义和意义,比传统系统更为复杂,学习成本更高。(6)智能驾驶舱人机交互数字接口布局复杂ILC。非智能驾驶舱中的数字接口承载着信息和交互的复杂显示,人机交互布局本身的复杂性将影响用户的反应和决策时间,进而影响人机交互的可用性和可用性。(7)智能驾驶舱人机交互反馈FC的复杂性。无论是数字接口还是语言、手势等交互,信息集成和网络化的趋势使得信息流的输入和输出越来越复杂,多种交互方式的复杂性反馈对整个交互的流畅性和用户体验都有很大的影响。

3空间立体交互

空间立体交互即用户在三维空间内完成交互，它有一个核心理念，就是让数据、功能出现在它最该出现的位置，而不是集合在相近的位置。如理想L9实现的五屏交互，这是最直观的空间立体交互。未来的三维空间更多依赖于AR虚拟现实技术、3D显示技术、虚拟投影技术。多模态交互空间不再局限于中控仪表这些传统界面。特别是AR虚拟现实技术，能够将现实和虚拟世界结合在一起。在导航上，将实际路面信息与导航信息相叠加呈现出来，增强时空信息呈现效果。AR导航提供给用户驾驶中应掌握的全部信息，如距离前车多少米、车道线信息、对驾驶安全造成隐患的信息等等，提供完整的车辆情景和非机动车、行人等弱势道路使用者的信息，增强了用户对整体的把握能力，实现安全、准确、愉悦的驾驶。

4座舱人机交互走向虚拟世界与情感连接

客户之所以愿意支付不属于汽车运动一部分的智能功能，其中一个原因是，这种人机交互并不是简单的呼叫响应，但从机组人员的角度来看，未来的多通道、多路径的人机交互系统将智能语言作为主要通信手段，并有助于通过触摸、手势、动作、表情等方式进行通信。这就释放了驾驶员的手和眼睛，降低了驾驶员对驾驶舱内传感器增长的控制风险是驾驶员与乘客之间的传输，而驾驶员与乘客之间的服务也有一定的趋势智能驾驶舱创造了虚拟空间，给人带来了新的自然互动， 增强的娱乐体验在驾驶舱内强大的配置和强大的交互式设备使您能够在车上创建宇宙，从而提供各种各样的娱乐游戏智能驾驶舱也能很好地为原始的宇宙带来情感联系，驾驶舱成为人们的伴侣，更聪明的伴侣，学习行为、习惯、喜好、对驾驶舱环境的感知，并结合当前车辆的位置积极提供信息和功能提示， 随着人工智能的发展，在我们的生活中，我们有机会看到我们的情感联系逐渐进入我们的个人生活，并确保技术是好的，也许是我们需要面对的另一个重要问题，但无论如何，技术正在朝这个方向发展。

5智能表面与个人智能助理

智能表面是多模态交互中的重要组成部分，在未来将成为智能座舱多模态交互最重要的载体，未来智能座舱内每一个表面都能成为智能表面。从观赏性的角度，未来它也会被注入更多的美观甚至艺术气息，但在用户使用的时候，它甚至可以在未来慢慢取代车内的几块大屏的作用，完成温度控制、座椅调节、音乐播放、光线调节等功能多模态交互。智能表面又名模内电子，它是将模内装饰和柔性印制电路结合到一起，它比传统人机接口（HumanMachineInterface,HMI）设计更加轻巧，使用更加便利。未来在智能表面上完成的多模态交互，设计者不再受限于庞大的电路要求完成设计，智能座舱内的多模态交互真正做到无处不在和无孔不入。在技术上，智能表面很多技术都与智能手机相同，也可发展薄膜材料与纳米技术的结合、电镀技术，再融合电子功能。通过惯性传感器、红外传感器、雷达系统、眼动追踪、力感应等多个传感器，智能表面将了解你目前具体所处的情景。如智能表面感知到你因寒冷身体发抖，就会打开空调暖风和座椅加热；感知到你驾驶非常不熟练，就会强制关闭音乐等可能对你造成干扰的声音；感知到你在高速上车速过快，自动挂断电话来保证你的驾驶安全。智能座舱未来必定在美学上和交互立体感和全面性上有更高的要求，智能表面将会越来越重要。

结束语

严格来讲，智能座舱应该是包括“感知、思考、行动”在内的完整的自动化系统，当下人们在车载HMI上的努力，只是智能座舱发展中的一个支点，但这是一个不错的起点，从这里出发，以提供多元化的驾乘体验。

参考文献

[1]马宁,王亚辉.智能汽车座舱人机交互任务复杂度分析方法[J].图学学报,2022

[2].智能座舱将重新定义人机交互[J].软件和集成电路,2021

[3]王镭,庞有俊,王亚芳.智能座舱HMI人机交互界面体验及未来趋势浅析[J].时代汽车,2021

[4]冯悦,王言伟,耿欢.战斗机智能座舱人机交互方式发展及应用[J].飞机设计,2020

[5]王亚辉.智能汽车座舱人机交互认知机制与评价方法研究[D].西北工业大学,2020

作者简介：赵青（1968年5月）男，汉，黑龙江兰西县人，本科，吉林科技职业技术学院工程师。研究方向：汽车服务工程