HMI扫盲贴：人机交互，从安全到智能

    人机交互（Human–Machine Interaction，简称HMI），是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。所以应用于汽车的HMI可以实现人与车之间的对话功能。车主可通过该系统，轻松把握车辆状态信息、定速巡航设置、蓝牙免提设置、空调及音响的设置。

    其中我们通常所说的“人机交互界面”是指用户可见的部分。通过人机交互界面与系统交流并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。因此，人机交互界面的设计要包含用户对系统的理解（即心智模型），这是为了系统的可用性或者用户友好性。

    HMI目前大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”与“输出”两种。输入指的是由人来进行机械或设备的操作，命令的下达或保养维护等；而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等。好的人机界面会帮助使用者更简单、更正确、更迅速地操作机器，也能使机器发挥最大的性能并延长使用寿命。

汽车本地化的HMI

    传统意义上的汽车HMI一般由中控电脑，方向盘控制键、和显示屏几大部分组成。

    中控电脑能显示车速、剩余油量、续航里程与车外温度等信息。它所具备的自动诊断功能会在车辆内部出现异常时，从显示屏上显示出对应的故障码，同时提供出故障的原因，让驾驶员随时掌握车辆的状况。

     行车过程中，驾驶者可通过方向盘控制键分别控制音响系统、蓝牙电话等多种行车功能，在提供方便快捷的同时保证了行车的安全性，避免了在把握方向盘的同时兼顾其他导致事故发生。

    而将仪表盘彩色液晶显示屏和中控台触摸屏组合在一起，显示信息丰富、使用方便，可以控制DVD音响、蓝牙电话、空调系统等。

    ADAS和导航系统日渐成为豪华车的主流配置，甚至很多普通车型也有机会“一亲芳泽”，不过由于将智能手机集成到了HMI当中，所以如何保证有效管理驾驶员接收信息的方式避免对其造成干扰成了主机厂必须应对的挑战之一。此外，目前很多品牌车型为了发展差异化，都选择在方向盘上加入控制功能，但问题是按钮的数量设置为几个才算合适，并无定论；当然像后装的抬头显示器HUD现在市面已经有了成熟的产品，但真正要在风挡上实现“虚拟现实”还有待技术的提高。

    就信息的“输入”和“输出”来讲，语音控制、手势识别和触摸屏是目前车载HMI系统的三大利器，各车企均在该领域进行了充分的试验和尝试。因此，不管何时，新技术的引入总是有一定的风险甚至可能造成消费者的反弹，所以汽车主机厂在HMI的研发上也表现出了应有的谨慎。先和车云菌一起来看下目前三大德系HMI设计。

奥迪MMI（Audi Multimedia Interface）

    奥迪上的MultiMedia Interface(多媒体界面)系统，简称MMI。它集成了车辆控制、功能设定、信息娱乐、导航系统、车载电话等多项功能，驾驶员可方便快捷地从中查询、设置、切换车辆系统的各种信息，从而使车辆达到理想的运行和操纵状态。MMI系统是奥迪公司首创，率先被应用在顶级豪华乘用车A8L上，经过优化改进后，应用到了奥迪的其它车型中。

    很多人会把奥迪的MMI错误解读为HMI，当然MMI和宝马iDrive都是根据HMI的原理开发的，但通常所说的HMI是一种包含硬件和软件的人机交互设备。它已经从用于监视活动的简单设备发展成用来监控、分析过程与系统的复杂而成熟的工具。举个例子来说，在一座工厂里头，我们要搜集工厂各个区域的温度、湿度以及机器状态等信息，透过一台主控器监视并记录这些参数，并在一些意外状况发生的时候能够加以处理，这便是一个很典型的SCADA/HMI的运用，印象中福特蒙迪欧上就叫HMI，因为主要是具有监测功能。

宝马iDrive（BMW iDrive）

    宝马的第一代iDrive诞生于2001年9月，首次搭载于第四代7系车型（E65/E66/E67/E68），是基于微软专为汽车开发的Window CE系统而打造的人车交互系统。这套颇具革命性的车载电子系统在当时可谓毁誉参半，喜爱之人视之如珍，但也有部分用户表示操作难度大让人不爽。

    当时宝马将7系大约700个功能分为三类：与驾驶相关的，包括换挡等功能键，合理分布在方向盘周围；另外一些经常使用的保持在仪表板上，通过传统的开关和按钮来操作，包括车载电话、空调、音响常规控制等；其余包括通讯、远程网络服务、一些重要而非常实用的功能高度集中在中央控制区域。

     但这样分离式的设计因为不符合车主的习惯，没有实现多大程度上的便捷操作，因此遭到了不少消费者的诟病。而在奔驰和奥迪纷纷推出集成式操控系统后，宝马也对iDrive系统进行了升级换代，而最终版本的iDrive首次使用在2009年2月上市的宝马5系轿车上，宝马采用的就是我们目前非常熟悉的旋钮式操控方式。

    不过2012年7月份，宝马的互联驾驶系统便随着搭载了第三代iDrive的全新宝马7系轿车进入了国人消费者的视线中。第三代iDrive有了许多突破：

    1、它采用了英特尔凌动处理器为智能系统的核心，处理速度大大提升，响应速度也得到相应改善；

    2、增加电容触摸板，可实现手写输入的功能；

    3、iDrive系统实现更为详细周全的3D导航，甚至可以把建筑物的形状大致地识别出来；

    4、iDrive系统的人机界面增加了3D动画，视觉效果也得到了大幅度的提升；

    5、iDrive系统还实现了“双机”(车机和手机)的互动以及互联驾驶功能。
奔驰COMAND（Mercedes-Benz COMAND APS）

2015款梅赛德斯-奔驰S600 COMAND控制器

    COMAND的全称是CockpitManagement and Navigation Device（驾驶舱管理与导航设备）最早出现在1998年的S级（W220）和CL级（W215）上，所有功能按键被集中在中央面板上，没有现在的标志性圆形按钮，而且功能仅限于设置一些媒体类信息，当时系统版本是COMAND 2.0。

    但真正能够和宝马iDrive和奥迪MMI匹敌的是目前这款奔驰S级（W221）和CL级（C216）的COMAND 3.5。它包括显示屏、控制器、功能按钮和电话键区，主要控制车内音响功能、导航系统、车载电话、多媒体播放和车辆综合控制系统。这一切都通过位于中央扶手的COMAND按钮来控制。符合人体工程学的设计既是扶手又是车载电话，操作起来很方便。

    与其他两个操作系统有所不同的是，奔驰的COMAND系统根目录菜单始终显示在最上方，在任何一级目录下都可以迅速转变功能。导航系统范围大小可以通过旋钮来调节，查询操作也比较方便。

    多媒体系统支持卫星电视和硬盘中的影像文件，为了行车安全，从前的视频播放系统只能够在停车时工作，从S级小改款之后，分屏显示(SPLITVIEW)首次应用于车辆，在同一个显示器上为驾驶者和前排乘客提供不同的画面。例如，在驾驶者能够浏览导航信息的同时，前排乘客也可以欣赏到自己喜欢的节目。声音通过无线耳机输出。

    COMAND系统还包括一些对车辆的设置，包括外部灯光延迟关闭时间、外后视镜便捷设置、自动锁止、上下车辅助功能、汽车室内保护、环境照明、甚至是后备箱开启高度都可以调节。除了可以在座椅边上调节座椅位置等大方向，对于腿部、背部和肩部的支撑也可以通过COMAND系统调节。

车联网时代的HMI如何发展和生存

    从上面不难看出，HMI在过去的十年里主要经历了如下方面的变革：

    1.先进的显示技术已经改变了传统的中控台布局，从相对静态到更灵活、更动态以及更方便驾驶操作的方向逐步发展；

    2.触摸设备逐渐成为主流，驾驶员输入信息和得到反馈的渠道有了新的体验；

    3.语音识别功能降低了驾驶员在行车途中操控车机系统带来的风险；

    4.车机系统的处理器性能更强大，更智能，可以更好地和车主进行人机互动。

    车载HMI发展至今，汽车主机厂面临的主要挑战包括如何保持车载娱乐系统的更新换代速度，能为用户提供个性化的新内容和新功能；此外，随着消费类电子的强势入侵，车机系统如何同移动App和设备进行无缝连接同样至关重要。

    Telematics Update在其撰写的《车用HMI报告·2013》中对整个产业进行了观察和回顾，并对其未来的发展做出了如下探索：

    1.到2016年，车载娱乐系统和智能手机无缝连接的功能将普遍使用于任意中高低端车型，预计到时联网汽车将达到9200万台；

    2.欧洲生产高端车型的汽车主机厂总体来看仍将把握着HMI系统设计和发展的走向，其中宝马iDrive将成为主流的人机互动界面范本，同时奥迪的MMI是其有力竞争者；

    3.尽管未来信息输入的设计并不会成为主流，因为各大汽车主机厂希望通过HMI的异质化来实现竞争。但不通过物理接触就可实现信息输入（比如说语音识别技术）的方式将得到大量推广。而手势交互、物理触摸交互相对来说其扮演的角色可能会是一种简化，而不是完全替代现有的交互方式，手势交互或物理触摸交互的优势在于其可以更符合用户的习惯，更适合盲操作。

    4.未来HMI提供的输入方式将会有多种选择，通过使用不同的技术允许消费者能够根据不同的操作、不同的功能进行自由切换；

    5.基于位置的服务未来有望占据车载系统功能的前一二位。同时ADAS对购买高中端车型的用户要比购买低端车型的消费者更有需求。此外，云端和流媒体服务对中型轿车更为重要，而相比之下，通过移动设备的UI（利用映射功能）来控制车机功能对低端车型来讲更关键。

车云小结：

    汽车HMI的设计，其最终目的无非在于为用户提供好的用户体验，增强用户的驾驶乐趣或驾驶过程中的操作体验。但相比于互联网的用户体验，HMI的设计最为不同的是其独特的环境，这个环境更加注重驾驶的安全性，这样使得HMI的设计必须在好的用户体验和安全之间做平衡，很大程度上安全始终是第一位的。

    不同于互联网，汽车多媒体系统相比封闭，几乎每一个汽车品牌都有属于自己特色的HMI系统，但这种“百家争鸣”的发展方式反而对用户来说略显枯燥单一，因此互联网多元化的特质对车联网的冲击将是必须的。从另一方面来看，汽车作为带有明显社会属性的工具，个性化的路子必须走，因此，结合互联网的冲击与用户自身的需要，这个封闭的系统需要发展得开放，开源，不然就有可能重蹈塞班系统覆辙。