智能座艙HMI設(shè)計(jì)及評審框架介紹

【摘 要】伴隨著汽車基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)升級和工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展，用戶對于汽車這個“第三空間”的美學(xué)設(shè)計(jì)有了更多期待及更高的要求。在設(shè)計(jì)開發(fā)汽車座艙產(chǎn)品時，如何將藝術(shù)設(shè)計(jì)與智能化邏輯策略科學(xué)結(jié)合成為當(dāng)下汽車行業(yè)非常關(guān)注的熱點(diǎn)之一。文章對智能座艙HMI的前期開發(fā)到后期評價進(jìn)行簡單介紹，結(jié)合實(shí)際車輛場景，多維度綜合評價HMI的體驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】智能座艙;HMI;多維度;評價模型

中圖分類號：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）09-0001-02

Introduction to Intelligent Cockpit HMI Design and Evaluation Framework

SHEN Chenyun

（Jiangling Motor Co.，Ltd.，Nanchang 330001，China）

【Abstract】With the upgrading of automobile basic industry and the development of industrial design，users have more expectations and higher requirements for the aesthetic design of automobile，the“third space”. In the design and development of automotive cabin products，how to combine art design with intelligent logic strategy science has become one of the hot spots of the current automotive industry. This paper briefly introduces the early development and late evaluation of the intelligent cockpit HMI，and comprehensively evaluates the HMI experience in multiple dimensions combined with the actual vehicle scene.

【Key words】intelligent cockpit;HMI;multi-dimensional;evaluation model

早先的汽車市場，用戶選擇不多，人們對汽車的需求也不明確，汽車產(chǎn)品主要通過銷售途徑將“我們有什么”傳遞給客戶。到了智能汽車發(fā)展的今天，信息傳遞的渠道非常多，購車客戶可以很容易地獲取到汽車配置詳情，而交易觀念也變成了“客戶要什么”。這一供需概念的變化，是用戶從被動到主動的“攻守轉(zhuǎn)換”，而背后的基礎(chǔ)建設(shè)不僅是因?yàn)榧夹g(shù)改革帶來的能力提升，同時也有以人為第一發(fā)起點(diǎn)，注重用戶體驗(yàn)帶來的設(shè)計(jì)思路的變化。

1 HMI的定義

1.1 什么是HMI

HMI（Human Machine Interface）有兩種譯義，即人機(jī)界面與人機(jī)交互[1]。在汽車主機(jī)廠的實(shí)際應(yīng)用中，HMI更多強(qiáng)調(diào)交互設(shè)計(jì)而非單一指向界面設(shè)計(jì)，為了區(qū)分，往往將側(cè)重視覺表現(xiàn)的界面稱為UI（User Interface）。因此，HMI側(cè)重于人機(jī)交互，是機(jī)器與人之間的溝通媒介，語音溝通、觸摸屏幕、顯示效果、開關(guān)造型等五感能感知的功能都屬于HMI。此外，內(nèi)外飾的相關(guān)設(shè)計(jì)也是HMI強(qiáng)關(guān)聯(lián)的部分。區(qū)別在于，內(nèi)外飾的設(shè)計(jì)更多給客戶帶來整體上的主觀感受，往往具有較為鮮明的特征或主題傾向，如奔馳的豪華感與寶馬的運(yùn)動感營造;對于HMI而言，更多強(qiáng)調(diào)的是客觀參數(shù)通過機(jī)器界面以多種帶有強(qiáng)交互引導(dǎo)的方式將信息傳遞給駕駛員及乘員，人機(jī)之間有反饋，尤其是在產(chǎn)生交互過程中帶來的體驗(yàn)感受。這個過程可以是多樣且豐富的，也可以基于整車的風(fēng)格放大特征元素。

1.2 信息化與HMI的關(guān)系

隨著汽車智能化發(fā)展，多種技術(shù)革新豐富了汽車生態(tài)環(huán)境，人們的觀念也從開車到開好車再到好開車轉(zhuǎn)變。在單一人車交互到多模交互的轉(zhuǎn)變背后，龐大的信息數(shù)據(jù)才是支撐。但過量的信息負(fù)荷，帶給了用戶更大的認(rèn)知負(fù)擔(dān)及更多的學(xué)習(xí)成本，座艙的易用性成為評價汽車HMI的關(guān)鍵考量之一。人機(jī)界面作為信息數(shù)據(jù)的載體，而人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)用戶獲取這些信息數(shù)據(jù)的動作。從HMI發(fā)展趨勢中看到，許多主機(jī)廠座艙設(shè)計(jì)有越來越多場景化的定義，希望建立起一個信息輸出、控制、獲取、反饋等良性的握手閉環(huán)，真正意義上實(shí)現(xiàn)“人車對話”，創(chuàng)造一個不是冷冰冰的機(jī)器，而是具備強(qiáng)大鮮活生命力的空間。

2 座艙HMI開發(fā)體系

座艙HMI開發(fā)流程如圖1所示，HMI的設(shè)計(jì)主要分成兩部分：前期的創(chuàng)意探索及驗(yàn)證落地。在整車開發(fā)項(xiàng)目中，HMI體驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該從項(xiàng)目初期就開始介入，從平臺化角度評估需求的導(dǎo)入和定型驗(yàn)收，與樣車研發(fā)同步進(jìn)行。在驗(yàn)證評估階段中，通過臺架仿真測試進(jìn)行體驗(yàn)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)迭代。最后是工程開發(fā)驗(yàn)證階段，跟進(jìn)實(shí)車功能測評，直到產(chǎn)品設(shè)計(jì)凍結(jié)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

2.1 創(chuàng)意設(shè)計(jì)

創(chuàng)意探索階段主要完成需求分析及創(chuàng)意設(shè)計(jì)，其邏輯分析流程如圖2所示。在需求分析階段，前期需要明確對標(biāo)車型、現(xiàn)有限制及未來拓展。通過一系列市場調(diào)研、發(fā)展趨勢確立目標(biāo)，并且提交終版的概念設(shè)計(jì)報告。如近期交付的特斯拉Cybertruck早在3年前就開售了，并以這樣的方式直接從受眾客戶那里獲得需求輸入。由此可見，需求分析是不可或缺并且需要投入大量時間成本的環(huán)節(jié)。在創(chuàng)意設(shè)計(jì)階段，根據(jù)前期的設(shè)計(jì)輸入，匹配整車設(shè)計(jì)語言，完成座艙零部件主要框架的視覺匹配。在這一過程，需要輸出一定程度的場景交互設(shè)計(jì)，定下主情緒及主基調(diào)，隨后再進(jìn)行詳細(xì)視覺設(shè)計(jì)，諸如關(guān)鍵頁面的效果、3D動態(tài)設(shè)計(jì)等。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)立不同交付物文檔，例如設(shè)計(jì)語言的概念、主要場景的腳本故事、特征UI組件及交互說明等。

2.2 驗(yàn)證設(shè)計(jì)

落地的驗(yàn)證需要對使用邏輯進(jìn)行統(tǒng)一。概念設(shè)計(jì)已經(jīng)對基礎(chǔ)的交互框架做出了構(gòu)想，并且完成了主要界面的UI設(shè)計(jì)，但在座艙產(chǎn)品導(dǎo)入前，需要對關(guān)鍵體驗(yàn)功能做仿真測試?？陀^的參數(shù)，比如動畫設(shè)計(jì)，需對軟硬件的協(xié)調(diào)兼容性進(jìn)行測試。而主觀HMI上的效果可以通過一系列交互工具，如ProtoPie，來測試關(guān)鍵界面跳轉(zhuǎn)的邏輯。這一部分，更加關(guān)注交互上的邏輯是否符合使用習(xí)慣，不同感官體驗(yàn)上的感受是否能做到統(tǒng)一，同時整套HMI對于用戶的引導(dǎo)是否足夠容易上手。相對而言，軟硬件兼容性可以基于參數(shù)性能進(jìn)行理論分析并輔以多樣的試驗(yàn)驗(yàn)證，而主觀感受難以把控。

3 一種座艙HMI評價框架

3.1 用戶體驗(yàn)評價模型

人們可以通過視覺、聽覺、觸覺、溫度覺、痛覺、嗅覺、味覺對HMI產(chǎn)品進(jìn)行感知，不同特征HMI產(chǎn)品傳遞的認(rèn)知影響人的響應(yīng)情緒，進(jìn)而映射HMI體驗(yàn)愉悅度[2]。主觀情緒的影響有很多種，體驗(yàn)愉悅度同樣也是分梯度的，相對應(yīng)的，按照圖3所示的梯度評價模型，輸出相對客觀的座艙體驗(yàn)診斷報告，可以正向反饋HMI體驗(yàn)愉悅度，進(jìn)而完善座艙產(chǎn)品的優(yōu)化目標(biāo)。

智能座艙的開發(fā)優(yōu)化是基于需求最終完成功能設(shè)計(jì)，在評價模型中，HMI產(chǎn)品的評價維度可從功能、外觀、交互、品質(zhì)可靠性進(jìn)行評估。其中，評估方法由對應(yīng)功能組（如儀表、車機(jī)、HUD零部件團(tuán)隊(duì)等）以4個維度為準(zhǔn)來拓展細(xì)化評價方法，如圖4所示，并形成固定的評價標(biāo)準(zhǔn)及分?jǐn)?shù)占比，以調(diào)查問卷方式在范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)研。

3.2 座艙評價過程

座艙HMI評價過程分成6步：明確評估目標(biāo)→梳理評估用例→實(shí)車問卷評估→數(shù)據(jù)樣本收集→數(shù)據(jù)打分分析→形成報告匯報。將座艙各個零部件獨(dú)立打分，并形成表格匯總，通過工具計(jì)算加權(quán)分?jǐn)?shù)，最終形成該車型評價報告。表1為理想L9與江鈴大道組合儀表部分評分截取。

4 總結(jié)

在汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化的推進(jìn)下，電子化程度越來越高，軟件定義汽車已成為趨勢。隨著汽車復(fù)雜度的提升，在關(guān)注實(shí)現(xiàn)更多功能的同時，更應(yīng)該考慮如何將這些多樣化的功能便攜地展現(xiàn)給多元用戶，以便能帶來最佳使用體驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)真正智能科技化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李雅竹. 多模態(tài)交互視角下汽車HMI設(shè)計(jì)研究[J]. 汽車測試報告，2022（17）： 37-39.

[2] 李文博. 智能網(wǎng)聯(lián)汽車HMI產(chǎn)品人機(jī)交互用戶體驗(yàn)測試評價研究[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2017.

（編輯 凌 波）

作者簡介 沈晨云，男，工程師，主要從事駕駛員信息HMI設(shè)計(jì)。