商用車HMI設(shè)計(jì)研究

段偉 高文成 劉飛

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，商用車人機(jī)界面的重要性日益增強(qiáng)，但商用車對(duì)人機(jī)界面（HMI，Human Machine Interface）的重視程度還不足。文章通過(guò)對(duì)HMI設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素及在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，為商用車HMI設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：商用車;HMI;安全;用戶;應(yīng)用場(chǎng)景

中圖分類號(hào)：U462.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）17-44-02

Research On Commercial Vehicles HMI Design

Duan Wei， Gao Wencheng， Liu Fei

（Shaanxi Automobile Group Co.， Ltd. Technical Center， Shaanxi Xian 710000）

Abstract： With the development of the Internet of Things， big data， artificial intelligence and other technologies， the importance of human-machine interfaces for commercial vehicles is increasing. But commercial vehicles have not paid enough attention to Human Machine Interfaces. This article analyzes the key factors in HMI design and the design in different application scenarios to provide a reference for the HMI design of commercial vehicles.

Keywords： Commercial vehicle; HMI; Safe; User; Application scenarios

CLC NO.： U462.1? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-44-02

前言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，商用車人機(jī)界面正發(fā)生著革命性的變化，從單一的機(jī)械式按鍵逐步發(fā)展為能夠承載海量信息的電子顯示屏，顯示方式從分布式界面發(fā)展為多層級(jí)的菜單列表[1]，其復(fù)雜性及重要性日益增強(qiáng)。且商用車運(yùn)輸路線長(zhǎng)、拉載貨物量大，對(duì)與用戶頻繁交互的人機(jī)界面的安全性、個(gè)性化、情感化等提出了更高的要求。但相比乘用車，商用車對(duì)人機(jī)界面的重視程度還不足，缺乏對(duì)用戶需求和使用場(chǎng)景的深入調(diào)查分析，因此對(duì)商用車HMI的研究十分重要。

車載信息系統(tǒng)與用戶進(jìn)行交互的界面稱為人機(jī)界面（Human Machine Interface，下面簡(jiǎn)稱HMI），它是駕駛者與汽車交換信息的媒介，直接影響駕駛者的用戶體驗(yàn)和駕駛安全[1]。

本文通過(guò)對(duì)HMI設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素及HMI在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，為商用車HMI設(shè)計(jì)提供參考。

1 HMI設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素

為滿足日益增長(zhǎng)的用戶需求，商用車內(nèi)顯示信息數(shù)量快速上升，主要包括商用車系統(tǒng)本身數(shù)據(jù)、車內(nèi)外信息數(shù)據(jù)及用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)。這就需要HMI設(shè)計(jì)在以行駛安全為前提下，高效簡(jiǎn)化地向駕駛員傳達(dá)有效信息，在保證安全駕駛的同時(shí)提高駕駛員在駕駛過(guò)程中的愉悅感。以下淺談幾個(gè)HMI設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素：色彩、亮度與可視性、字體、圖標(biāo)、布局、交互方式、情感化等。

1.1 色彩

色彩是用戶對(duì)HMI最直觀的感受，良好的主題色要與商用車內(nèi)飾色彩協(xié)調(diào)統(tǒng)一。界面色彩搭配和諧，映射的信息邏輯要符合用戶習(xí)慣[2]，重要信息與背景色要有明顯的明暗對(duì)比，使駕駛員可以快速讀取重要信息。還要考慮色彩對(duì)定位人群視覺(jué)疲勞、心理情緒、審美等方面的影響，選取可以緩解用戶疲勞、增加趣味性、符合用戶審美的舒適色彩。

1.2 亮度與可視性

HMI作為全天候產(chǎn)品，無(wú)論在陽(yáng)光充足的日間還是昏暗的夜間都要達(dá)到良好的視覺(jué)效果。深色調(diào)的背景色是一種很好的選擇，搭配淺色的信息，可以減少注意力的分散，減少眩光。屏幕亮度也要跟隨環(huán)境光迅速自動(dòng)調(diào)節(jié)。

1.3 字體

字體是HMI的基本元素之一，好的字體既要體現(xiàn)出設(shè)計(jì)感，還要保證可讀性和安全性，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。建議選用無(wú)襯線字體，可以更快速地閱讀。同時(shí)字體大小要依據(jù)人體工程學(xué)計(jì)算，在駕駛員視野中可以清晰辨識(shí)，減少用戶停留時(shí)間和認(rèn)知負(fù)荷。大量文本會(huì)分散駕駛員注意力，減少文本量確?？勺x性。

1.4 圖標(biāo)

使用用戶熟知的圖標(biāo)，與以往的版本保持一致，運(yùn)用相同的設(shè)計(jì)元素，明了地表現(xiàn)出功能，避免引起用戶認(rèn)知沖突，降低學(xué)習(xí)成本。用戶接受圖像信息的速度遠(yuǎn)比文字要快，圖標(biāo)不能單純使用文本來(lái)體現(xiàn)，進(jìn)行形象的可視化設(shè)計(jì)。例如，時(shí)速表既能顯示數(shù)值，也能通過(guò)周圍的弧長(zhǎng)直觀表現(xiàn)出量級(jí)。

1.5 布局

將繁雜的信息按照功能進(jìn)行分類，形成群組;按照重要性、使用頻率確定優(yōu)先級(jí);根據(jù)眼動(dòng)圖和焦點(diǎn)圖劃分區(qū)域，合理安排信息的位置，重要信息放置在焦點(diǎn)區(qū)。按鈕要集中布局在中控屏左側(cè)的中間位置最便于駕駛者操作，避開(kāi)右側(cè)、頂部和底部這些難操作的地方。整個(gè)界面要清晰、簡(jiǎn)潔、有邏輯，便于盲操，降低分心，從而保證行駛的安全性。例如特斯拉卡車的界面布局非常的簡(jiǎn)潔，只將最主要的功能放在首頁(yè)，層級(jí)分明，方便操作。

1.6 交互方式

目前商用車HMI主要的交互方式為按鍵與觸控相結(jié)合。觸控式HMI沒(méi)有了按鍵和屏幕映射的過(guò)程，所見(jiàn)即所得，降低了用戶的操作負(fù)荷，為用戶帶來(lái)了更自然的操作體驗(yàn)，但不利于盲操，仍然需要按鍵的配合。可以通過(guò)以下幾種方式優(yōu)化：移動(dòng)到可點(diǎn)擊的按鈕區(qū)域時(shí)觸摸屏?xí)姓饎?dòng)反饋，并且屏幕按鈕會(huì)有高亮提示;利用曲面屏的弧度，輔助用戶找到按鈕區(qū)域;利用方向盤表面按鈕操控界面，使駕駛員雙手不離方向盤;應(yīng)用語(yǔ)音、手勢(shì)、HUD和AR等方式，駕駛員的眼睛始終保持平視即可播放音屏設(shè)備，調(diào)節(jié)空調(diào)冷暖、風(fēng)量及氣味，調(diào)節(jié)座椅和臥鋪舒適度等。

1.7 情感化

商用車駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕駛，奔波在外，工作單調(diào)，途中經(jīng)常會(huì)感到無(wú)聊、疲憊，HMI設(shè)計(jì)中情感化設(shè)計(jì)可以時(shí)駕駛員獲得更好的用戶體驗(yàn)。在用戶使用過(guò)程中了解用戶的興趣及習(xí)慣，判斷駕駛員情緒，給出相應(yīng)反饋，成為用戶出行的貼心伙伴。不僅可以與車內(nèi)的用戶發(fā)生交互，還能通過(guò)在車外顯示表情、語(yǔ)言等與車外行人、汽車等發(fā)生交互。增加駕駛?cè)の缎浴⒒?dòng)性，緩解疲勞。

2 HMI應(yīng)用場(chǎng)景

商用車功能種類多，操作復(fù)雜，再加上輔助駕駛、娛樂(lè)、資訊等信息的涌入，使得HMI功能越來(lái)越多，操作更加繁雜，存在很大的安全隱患。但有些功能放到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中完全是用戶不需要的。場(chǎng)景化設(shè)計(jì)成為商用車HMI設(shè)計(jì)中不可或缺的一環(huán)。

優(yōu)質(zhì)的HMI提供的功能，不能只是簡(jiǎn)單孤立的、無(wú)關(guān)聯(lián)的功能模塊堆砌，而應(yīng)該是依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，建立車內(nèi)各功能之間的互聯(lián)互通;提供合理的功能跳轉(zhuǎn);選擇利用合適的技術(shù)和交互方式。倒車時(shí)中控屏只顯示倒車影像就是一種很好的場(chǎng)景化設(shè)計(jì)。以下簡(jiǎn)單列舉駕駛和生活兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

2.1 駕駛場(chǎng)景

駕駛場(chǎng)景中安全性是最重要的。駕駛員主要關(guān)注車輛信息、導(dǎo)航信息。儀表盤主要顯示車輛信息（時(shí)速、轉(zhuǎn)速、燃油、故障提示、空調(diào)等），時(shí)速表可根據(jù)導(dǎo)航標(biāo)明當(dāng)前路段限速信息。篩查輔助駕駛信息，只顯示對(duì)駕駛員有用的信息。中控區(qū)主要顯示導(dǎo)航信息，多媒體等娛樂(lè)系統(tǒng)只顯示部分圖標(biāo)，鎖定影響安全駕駛的功能（如播放視頻、手動(dòng)輸入文本等）。導(dǎo)航系統(tǒng)可根據(jù)油量情況把加油站自動(dòng)規(guī)劃到路程中?？照{(diào)可根據(jù)車內(nèi)溫度、濕度及用戶習(xí)慣自動(dòng)調(diào)整，保持用戶的駕駛舒適度。

2.2 生活場(chǎng)景

商用車駕駛室不僅是工作空間，也是生活空間。在生活場(chǎng)景中，駕駛員更關(guān)注：起居、就餐、娛樂(lè)、通訊等信息。儀表盤主要顯示車門狀態(tài)、車內(nèi)溫度、空調(diào)設(shè)置，中控區(qū)顯示娛樂(lè)、通訊信息及車載電器狀態(tài)，用戶可看視頻、玩游戲、與家人溝通、智能控制車載電器。臥鋪區(qū)域可控制車內(nèi)燈光、鬧鐘、空調(diào)、音響、車門鎖等，無(wú)需離開(kāi)鋪位即可操作。提高用戶生活質(zhì)量，緩解行程中的枯燥。

3 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)的HMI設(shè)計(jì)，需要對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行充分考慮，同時(shí)把有限的、重要的信息，根據(jù)不同的使用場(chǎng)景和駕駛狀況提供給駕駛者。減少駕駛員的認(rèn)知負(fù)荷及注意力分散，確保用戶和行人安全的同時(shí)增加駕駛的樂(lè)趣，帶給用戶一些溫暖和舒適。

參考文獻(xiàn)

[1] 何佳杰.基于多指標(biāo)的不同類型汽車HMI界面用戶體驗(yàn)評(píng)估比較研究[D].浙江理工大學(xué)，2018.

[2] 李哲元.聯(lián)網(wǎng)汽車HMI用戶界面設(shè)計(jì)研究[J].信息與電腦（理論版），2018（07）：15-17.