所謂⾃動駕駛輔助,就(jiù)是¶↓σ•(shì)“⽬标和(hé)事(shì)件(jiàn)探測與響應”需要(yào)由駕駛員(yu™>án)和(hé)智能(néng)駕駛系統共同完成的(de)智駕系統。智能(néng)£™×駕駛輔助系統依賴于⼈機(jī)交互技(jì)術(shù)來(σ•™lái)實現(xiàn)與駕駛員(yuán)之間(ji←₩ān)的(de)信息交流和(hé)指令傳遞,可(kě)以說(shuō)智能(néng)駕駛輔助系•♦λ≠統和(hé)⼈機(jī)交互系統之間(jiān)的(de)關系⾮常密切。HMI( H≠★uman Machine Interface) 系統設計(jì)的(de)⽬标,就(j ÷iù)是(shì)使駕駛員(yuán)更加⽅便♦¶₽、⾼效地(dì)與⻋輛(liàng)進⾏交互,從(cóngδγ)⽽提升智能(néng)駕駛的(de)駕駛體(tǐ)驗并增強駕Ω®→駛安全性。
#01 ADAS HMI 信息要(yào)素
HMI信息是(shì)通(tōng)過顯示屏、儀Ω 表盤或者其他(tā)交互系統( 視(shì)覺、聲⾳、觸感等)向駕駛員(€∑yuán)傳遞的(de)交互信息&nbs✘ p;。它包括:
1.1、Notification
Notβ♦↓ification 指的(de)是(shì) HMI 系統向駕駛員(y✘©☆uán)發送的(de)各類提醒或者消息通(tōng)→£→知(zhī) 。這(zhè)些(xiē)通(tōng)知(zhī)≈σφ←內(nèi)容包括⽂字彈窗(chuāng)(有(yǒu)時(shí)伴随圖标)或語⾳。具體(t ₽€ǐ)的(de)來(lái)說(shuō),HMI 系統中涉及⾃動駕駛輔助的(d₹§§e) notification 包括如(rú)下(xià)⼏類:
-&nbs ₩p;功能(néng)狀态提醒:例如(rú)功能(néng)取消,功能(néng)降級,條件(jiàn)♥•♠&滿⾜時(shí)提醒駕駛員(yuán)可(kě)以激活功♥♠₩能(néng),系統發⽣故障等。
- 安全駕駛提醒:如(rú)前⻋駛離(lí),提醒駕駛員(yuán)繼續運⾏ ACC ,提醒駕駛 員(yuán)接管,前⽅道(dào)路(lù)環境複雜(zá)提醒謹$Ω✔慎駕駛,碰撞提醒,開(kāi)⻔碰撞預警等。
- 系統操作(zuò)反饋:例如(rú)⽤戶激活時(shí) ICA 系統⾃檢後反饋功能(néng)⽆法激活™®。
圖1: Notification 示意圖§
1.2、Telltale 圖标
Telltale 指⼀§↕種指示燈,⽤于向駕駛員(yuán)傳達特定的(de)車(chē)輛(liàng)♦↔δ狀态或警告信息。這(zhè)些(xiē)tel ♦<ltale 通(tōng)常以圖标的(de)形式顯示在車(chē)輛(liàng)的(de)儀<α表盤、HUD 上(shàng),旨在幫助駕駛員(yuán)快(kuài)速了(le)解和 §$(hé)處理(lǐ)車(chē)輛(liànΩ∏•g)相(xiàng)關的(de)信息。
具體(tǐ)≠↓來(lái)說(shuō),涉及⾃動駕駛輔助系統的(de) Tellt±→•ale 包括以下(xià)⼏種:
- AEB Tel<∞ltale,包括 AEB 功能(néng) off , AEB 制(zhì)動激活報(bào)警¥$、AEB 功能(néng)發⽣故障指示燈∞£;
- ICA Telltale,包括縱向和(hé)橫向控制(zhì)狀态指示燈;
σ" - RCW Telltale,後向碰撞⻛險指示燈;
 ∑≠; - LCC Telltale,車(chē)輛(liàng)偏離(lí)車(chē)道(dào)報(bào≤∏♣)警指示燈;
-≈→γ FCTA/RCTA Telltale,前向側⽅,後向側⽅碰撞⻛險指示燈; ™≈♦;
- DOW Telltale,開(kāi)⻔時(shí)碰撞⻛險指示燈。
圖2: 汽車(chē)儀表 Telltale 示意↕<圖
1.3、Animation 動畫(huà)
Animation§↔₹ 指 HMI 系統根據智能(néng)駕駛輔助系統實時(shí)輸出的(de)信息ε 進⾏實時(shí)動畫(huà)描繪的(de)顯示內(nèi)容,它包括車™∑(chē)道(dào)線、周邊障礙物(wù)、周邊車(chē)輛(liàσ♣ng)、⾃車(chē)及狀态(如(rú)發⽣橫向偏移、距離(lí)路(lù)沿過近(jìn±♦")),以及⾏車(chē)事(shì)件(jiàn)(如(rú)碰撞⻛ ♠¶險動畫(huà)),在有(yǒu)HD map 的(de)情況下☆←(xià),可(kě)以結合地(dì)圖的(de)信©息描繪出更豐富的(de)內(nèi)容。
圖3: 智能(néng)駕駛儀表動畫(₽≥huà)示意圖
1.4、Audio Chime
Chime 指⼀種π☆提示⾳或警告⾳,這(zhè)種聲⾳通(tōng)常被設計╧(jì)成短(duǎn)暫的(de)聲⾳⽚段,¶×⽤于向駕駛員(yuán)傳達特定的(de)信息或警告,以增強駕ε✔駛員(yuán)對(duì)車(chē)輛(liàng)狀态↓∑☆≥和(hé)環境的(de)注意⼒ 。Chime 聲⾳通(γλσ♣tōng)常是(shì)伴随 Notification 、Telltale 亦或⾏車(chēδ"€)事(shì)件(jiàn)同時(shí)<Ω"響應。
1.5、語⾳ prompt
語⾳ prompt 是(∞♦shì)指通(tōng)過語⾳交互向駕駛員(yuán)提供信息、指示的(de)功能(néng)。λ★↓這(zhè)些(xiē)語⾳prompt 通(tōng)常由車(chē)輛(l₹ελiàng)的(de)語⾳識别系統⽣成和(hé)播放(fà€←♠ng),旨在讓駕駛員(yuán)能(néng)夠通(tōng φ)過語⾳與車(chē)輛(liàng)進⾏交互,⽽⽆需分(fēn)散注®€意⼒去(qù)觀察顯示屏或操作(zuò)控制(zhì)⾯闆。
語⾳ prompt 可(kě)以伴随 No£tification 、Telltale 亦或⾏車(chē)事(shì)件(jiàn)同時(sφ♦hí)響應,也(yě)可(kě)以單獨進⾏交互。當語⾳ ©♦prompt 和(hé) notification 因為(wèi)同⼀觸發條件(jiàn)響應 ↓時(shí),語⾳ prompt 和(hé) notifica≥δtion 的(de)⽂本設計(jì)是(shì)不≥×→(bù)同的(de)。notification 通(tōng)Ωα常⽂本較短(duǎn),以精煉簡短(duǎn)的(de)語⾔向駕駛員≥÷ ★(yuán)傳遞信息,以減少(shǎo)駕駛員(yuán)将⽬光(guāng)<Ωα÷聚焦在屏幕上(shàng)的(de)時(shí)間(ji≤♣ān),确保⾏車(chē)安全。
1.6、Setting ⽤戶設定
Set∑∑≤₩ting 項指的(de)是(shì)各類 ADAS 功能(néng)δ≥π♥開(kāi)關和(hé)智能(néng)駕駛輔助系統的(•∞≥αde)狀态反饋。
圖4: 智能(néng)駕駛功能(néng)設置項示意圖
#02 ADAS HMI 信息分(fēn)級
根據⾃動駕駛輔助系統運⾏環境條件(jiàn),基✔♥于⼈機(jī)交互的(de)緊迫度,我們可(kě)以将↓☆±Ω智能(néng)駕駛輔助系統的(de)⼈機(jī)交互信息分(fēn)>♥為(wèi)如(rú)下(xià)四類,緊迫度從(cóng)低(dī)到(dào)⾼。
2.1、消息 (Message)
消息是(shì)通(tōnφg)過顯示屏、儀表盤或者聲⾳系統向駕駛員(yuán)傳遞的≈&∏™(de)⽂本、圖像和(hé)聲⾳信息。這(zhè)些(xiē)消息旨在幫助駕駛員(yuán)更好(γ×±hǎo)的(de)理(lǐ)解車(chē)輛(lià₹β↑ng)狀态、環境條件(jiàn)或系統操作(zuò)情況。這(z★©hè)些(xiē)信息對(duì)于駕駛員(yuán)來(lái)說(shu™γ≈ō)是(shì)低(dī)優先級的(de),可↑&★(kě)以關注,不(bù)關注也(yě)不(bù)影(yǐng©©)響正常駕駛。
它的(de)交互形式可(kě)以包括駕駛輔₹™♣ 助動畫(huà)、功能(néng)正常狀态 Tel₽€≈↔ltale 顯示和(hé)⽂字 notificatio"©♣n/ 語⾳等等。
2.2、提醒 Attention
當智能(néng)駕駛運⾏條件(jiàn£©)發⽣變化(huà)時(shí),這(zhè)些(xiē)變化(huà)已影(yǐng)響系統的(λγ≥de)正常運⾏,“提醒Attention α”旨在提醒駕駛員(yuán)保持開(kāi)⻋注意⼒,以确保安全駕駛和(hé)有(yε>®ǒu)效操作(zuò)⻋輛(liàng)。為(wèi)确保駕駛員(yuán)關注到(dào)這(₽₹α₽zhè)些(xiē)信息,除了(le)“消息 Message ”中提到(dào)的(de)交互⽅式$>♠外(wài),可(kě)以通(tōng)過聲⾳提示、震動、視(shì)覺等⽅式提醒駕駛員 ♠₹(yuán)。
具體(tǐ)場(chǎ™∑ng)景如(rú)駕駛員(yuán)分(fēn)⼼提醒、駕駛員(y×£uán)脫⼿提醒( 前期)等。
2.3、警告
警告⼜可(kě)以根據情況"分(fēn)為(wèi)中等級别警告(Caution),和(hé)⾼級别警告(Warnin™↓g)。
-“警告 Caution ”通(tōng)常指⼀種中等級的(de)警告信γπ息,⽤于向駕駛員(yuán)傳達系統狀态或者駕駛情況可(kě)能(néng)存在潛Ωε✘在問(wèn)題或⻛險。這(zhè)些(xiē)信息不(b¶δù)如(rú)緊急警告(warning)那(nà)樣緊急或嚴重,但(dàn)依然需要(yào)駕駛₽♥♠員(yuán)注意并采取⼀些(xiē)措施或者調整⾃身(sh 'ēn)的(de)駕駛⾏為(wèi)。
-“警告 Caution ”場(chǎng)景如(rε← ú)傳感器(qì)故障,系統将會(huì)退出的(de)提醒等。
δδ- “警告 Warning ”通(tōng)常指較≠α↓⾼級别的(de)警告信息,⽤于向駕駛員(yuán)傳達系統或者駕駛存在嚴重問(wè₩&≈•n)題或潛在的(de)安全⻛險。這(zhΩè)些(xiē)信息需要(yào)駕駛員(yuán)⽴即注意,并⽴即采取⾏動€•$α以避免潛在的(de)危險或損害。
-“警告 Warninλ¶g ”場(chǎng)景如(rú)即将發⽣碰撞的(de)告警等。
§π♦ 需要(yào)說(shuō)明(míng)的(de)是(∑₹✘shì),有(yǒu)些(xiē)觸發條件(jiàn)發⽣時(shí),伴随著(z ∏he)時(shí)間(jiān)的(de)持續,需要(yào)駕駛員(yuán)注意∑↓的(de)緊迫度越來(lái)越⾼,信息分(fēn)級會(huì)發⽣動态變動。如(rú)駕駛員÷γ→(yuán)脫⼿發⽣時(shí),⼀開(kāi)始的(de)⼀定時(shí)間(ji§±"ān)內(nèi)( 如(rú)10★≠s),信息等級可(kě)能(néng)為(wèi)“提醒 Attention ”,随ε✔↕•著(zhe)脫⼿持續,可(kě)能(néng)會(huì)上(shàng)升為(β≠β wèi)“警告 Caution ”。
#03 HMI 設計(jì)準則
3.1、⼀般準則
HMI 設計(jì)整體(tǐ)上(sh←Ω↓≈àng)需要(yào)服從(cóng)信任原則和(hé)₩"效率原則:
1. 提⾼⽤戶對(duì)于⾃動駕駛輔助系統的(de)信任
研究表明(mλφ÷íng):
- ⽤戶在⼀般交互場(chǎng)景下(xià)≠λγ對(duì)智能(néng)駕駛輔助系統語⽓委婉溫和(∞δ•αhé)的(de)信任度⼤于語⽓直接的(de)信 ↑"任度,⽽在警告的(de)交互場(chǎng)景下(xià),則相(xiàng)反;
- 雖然不δ÷→(bù)同性格特質的(de)⽤戶對(duì)于⼈機(jī)£₽ '交互的(de)設計(jì)特征的(de)感知(zhī)程度不(b≠★ù)同,且⽤戶對(duì)不(bù)同設計(jì)特征的(de)态度存在刻闆印象,最終不(bù)影♦™←(yǐng)響信任情感的(de)變化(huà)。
2. 提⾼⼈機(jī)溝通(tōng)效率原則
- 從(cΩóng)駕駛員(yuán)認知(zhī)⻆度來(lái)看(kàn),⼈機(jīλ)溝通(tōng)不(bù)暢是(shìγ♦)駕駛員(yuán)降低(dī)對(duì)⾃動駕駛 φ輔助系統信任度的(de)主要(yào)原因,&n₽€>bsp;通(tōng)過 HMI 設計(jì)來(lái)讓駕駛員(yuán)對(duì∏α)系統的(de)⾏為(wèi)和(hé)意圖有(yǒu)所了(le)解,明(míng)© 确各個(gè)情境下(xià)⼈機(jī)各⾃的(de)責任,提升駕駛♥≠÷員(yuán)的(de)駕駛信任度。
- 對(duì)于傳達給駕駛員(yuán)信息↑←的(de)⼈機(jī)溝通(tōng)⽅式,根 "↔據消息分(fēn)級,我們在進⾏ HMI 系統設計∑δ(jì)時(shí),可(kě)以根據不(bù)同的(de)場(chǎng♣™×±)景采⽤多(duō)樣、多(duō)模态的(de)⼈機(jī)交互⽅式,達到(dào)提⾼⼈機(jαβī)溝通(tōng)效率的(de)⽬的(de)。
3.2、結合 HMI 要(yào)素,确定的(de)設計(jìαε)準則
1. 統⼀性原γ✔則
元素設計≤✔$α(jì)在整個(gè)系統中應保持⼀緻,包括圖标的(de)⻛格、尺⼨、線條、布局等需要(≠₽± yào)統⼀⻛格,不(bù)同功能(néng)間(jiān)表≥∞¥征相(xiàng)同狀态的(de)圖标顔⾊、⼤⼩和(hé)⻛格要(yà≈£o)⼀緻。這(zhè)樣駕駛員(yuán)⽆論使⽤哪個(gè)功能(néng)或查看(kàn)↔ ♥哪個(gè)信息,都(dōu)能(néng)保持⼀緻的(de)使⽤體(tǐ)驗和(hé)理(l∏₩™ǐ)解。如(rú)表征 ICA 橫向和(hé)縱向⼯作(zuò)狀态的 £ε×(de) Telltale 需要(yào)同⼀顔⾊,如γ§(rú)均使⽤綠(lǜ)⾊;表征 AEB 故障和(hé) LDW 故障∞的(de) Telltale 也(yě)需要(yà ♠☆o)同⼀顔⾊,如(rú)均為(wèi)紅(hóng)⾊。
圖5: FEB/LDW Telltale 示意圖
Audi€Ωo Chime 中涉及⾃動駕駛輔助系統的(de)設計(jì)也(yě)要(yàλ₩o)考慮獨特的(de)、統⼀的(de)規則,要(y★ào)有(yǒu)明(míng)确的(de)辨識度,能(néng)區(q™δū)别于其他(tā)系統的(de) Chime₹$ ⾳,⽐如(rú) infotainment 系統的(de)↕$™> Chime 聲⾳和(hé) ADAS 的(de) C ↓÷→hime ⾳要(yào)有(yǒu)區(qū)别,可(kě)以考慮在頻(pín)率、占空(♦"kōng)⽐、聲⾳⼤⼩上(shàng)做(zuò)⼀些(xiē)特∏π♠殊設計(jì)。
2. 表意性原則
HM↑→I 界⾯的(de)布局(動畫(huà)、Notification)、圖标≈σ的(de)使⽤、⽂本的(de)選擇要(yào)能(néng)清晰的(de)傳達信息和(hé£<)功能(néng),使駕駛員(yuán)能(néng)夠快(&γ↑kuài)速、準确地(dì)理(lǐ)解和( ≥hé)操作(zuò)系統。
元素設計(jì)要(yào)直觀易 懂(dǒng),使駕駛員(yuán)能(né≤≈ng)夠直接理(lǐ)解和(hé)預期每個(gè)元素的(de)功能(né←≤≥ng)和(hé)作(zuò)⽤。
3. 易⽤性原則
HMI 要(yào)↑ασ↑素設計(jì)要(yào)可(kě)以作(zuò)為(wèi)設計(↓±jì)資産沉澱下(xià)去(qù),這(zhè)樣有(yǒu)利♣αΩ∑于其他(tā)項⽬的(de)延⽤,對(duì)內(nèi)部來(lái)說(shuō)¥∏₹不(bù)僅提升了(le)産品開(kāi)發效率,對(duì) $客戶來(lái)說(shuō)也(yě)減少(shǎo)了(♦±σle)⽤戶的(de)學習(xí)成本。
除了(le)儀表顯示內(nèi)容外 ₽(wài),Setting 項也(yě)需要(yào)考慮易⽤性原β♥¶則,以提⾼操作(zuò)效率,減少(shǎo)⽤戶學習(xí)成本,增加≥↑Ω↓⽤戶可(kě)⽤性和(hé)⽤戶體(tǐ)驗。可(kě)以從(cóng)≤>β♦設置合理(lǐ)的(de)初始狀态,各類 ADAS 功能(néng)設置項集中化(huà)、集約化<$↑≤(huà)來(lái)進⾏設計(jì)。
Settin≈φφ¥g 項應能(néng)及時(shí)地(dì)向⽤戶提供反饋,确認它們的(de)操作γ₽(zuò)已被系統接收并理(lǐ)解。&nb∑•sp;
4. 優先級策略
當多(duō)個(gè)智能(néng)駕駛輔€↓π助系統的(de)觸發條件(jiàn)同時(shí)觸發時(shí),特别時(s₩©©hí)對(duì)于顯示區(qū)域統⼀的(de)Notification,需要( ®πyào)根據信息的(de)優先級設置信息仲裁策略,并設計(jì)最⼩的(de)顯示時(shí)間↕ (jiān),确保⽤戶可(kě)以閱讀(d↕ú)到(dào)需要(yào)的(de)信息。π←
5. 時(shí)間(jiān)性策略
對(duì)于多(duō)模态的(de)交互,需要(₽πΩyào)同⼀時(shí)間(jiān)響應,需要(yào)确保多(duō)模 φ态交互時(shí)間(jiān)上(shàng)的(de)同⼀性和(>×hé)實時(shí)性。
#04 語⾳的(de)設計(jì)
4.1、語⾳聲⾳的(de)選擇
在确定語⾳代理(lǐ)的(d←™e)性别時(shí),需要(yào)考慮到(dào)的(de)是(shì):⽤戶的(de)普♥♥$¶遍刻闆印象是(shì)與男(nán)性溝通→♦(tōng)更可(kě)靠,與⼥性溝通(t±×↕ōng)更感性,當使⽤男(nán)性的(de)語⾳聲⾳作(zuò)為(wèi)智能(néng)∏↓≥駕駛輔助駕駛的(de)代理(lǐ)時(shí),此時(shí)代理(lǐ)的(de)性 ✘<别特征與⼈們的(de)刻闆印象重合,更有(yǒu)利于⽤戶對(duì)⾃動駕駛"©σ 輔助系統的(de)信任,增加對(duì)系統易⽤和(hé)有(yφε≤ǒu)⽤的(de)評價。
4.2、語⾳語⽓和(hé)⽂本的(de)選擇
根據場(ch ♥ǎng)景需要(yào),選擇不(bù)同的(de)語↔&⽓,在⼀般交互場(chǎng)景下(xià),推薦使⽤溫®β♣和(hé)的(de)語⽓進⾏交互,促進⽤戶對(duì)于智能(néng¥≤)駕駛輔助系統的(de)情感;⽽在警告的(de)交互場(chǎng)景下(xià)♣↓,推薦采⽤直接的(de)語⽓、簡短(duǎn)的(d®πe)⽂字進⾏交互,提⾼對(duì)系統的(de)信任度。
- 如(rú)在駕駛輔助系統進⾏←↕¶'主動變道(dào)時(shí),可(kě)以說(shuō)“前⽅空(kōng¥€)間(jiān)充⾜,您的(de)⻋輛(liàng)準備加速,實施變道(dào)操作(↕←zuò)”,通(tōng)過信息透明(míng)、語⽓溫和(↑≠♦hé)的(de)語⾳交互,促進⽤戶對(duì✘±)于系統的(de)情感感受,增進⽤戶對(duì)于智能(néng)駕σδ駛輔助系統的(de)信任。
- 如(rú)在需要(yào)⽤戶 ✔主動控制(zhì)⻋輛(liàng)時(shí),通(tōng)過↓λ₩←“請(qǐng)您⻢上(shàng)接管⻋輛(liàng),即©↔将退出駕駛輔助功能(néng)”直接表達需要(yà∞₩&≠o)駕駛員(yuán)⽴刻⼿動駕駛的(de)訴求,引起⽤戶的(de)警覺意∏≤®α識。
#05 ⼈機(jī)交互創新
5.1、燈帶
燈帶在 HMI 中扮演€α↓著(zhe)越來(lái)越重要(yào)的(de)要(★↕yào)⾊,通(tōng)過可(kě)視(shì)化(huà)的(de)⽅式向駕駛員(yuán)∏ <©傳遞關鍵的(de)⻋輛(liàng)信息和(hé)警告,以提交⼈機(jī)交互效率,确保駕駛安全性→αα☆,同時(shí)給駕駛員(yuán)提供沉浸式駕駛體(tǐ)驗。
1. ⽬前燈帶有(yǒu):
-↓≠ 儀表呼吸燈
圖6: 儀表呼吸燈示意圖
- ⽅向盤燈帶
圖7: ⽅向盤燈帶示意圖
5.2、3D Chime
1. 3D Chime 概念在2020年(nián)已經提出,但(d☆←àn)因為(wèi)3D Chime 涉及智駕領域的(de)功能(néng)定'≥<δ義、信息輸出狀态,涉及座艙領域的(de) Audio 通(tōng)道(§βφdào)設計(jì)、揚聲器(qì)布局 ∏∞'、聲像定位等等,⽬前效果不(bù)盡如(rú)意,還(hái)λ×有(yǒu)很(hěn)⼤的(de)提升空(kō↓& ♣ng)間(jiān)。
←← 2. 3D Chime 的(de)創新可(kě)以從(cóng)聲⾳頻(pín)率、§聲像為(wèi)出發點,設計(jì)能(néng)快(kuài)速引起駕駛員(yu$✘♠án)注意⼒、并可(kě)以讓駕駛員(yuán)進⾏準确信息聯想的(de)聲×☆⾳。
參考文(wén)獻:
詹芹芳.基于⼈機(jī)信任的(de)智能(néng)駕駛中控系統設計(j→<&ì)研究[D].⼴東(dōng)⼯業(yè)⼤學≠δ,2023.
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由芳,張景卉,張俊,等. 智能(néng)汽車(ch ≥ē)中基于信任的(de)接管系統交互設計(jì✔ε)[J].包裝⼯程,2021.
轉自(zì)汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)與♠•§↕軟件(jiàn)