百木园
一、前言
随着新四化的开展，汽车已经开始从简单的交通工具逐渐向智能终端转变。智能座舱作为用户和车辆进行交流的界面，逐步成为企业产品智能化的新破局点。
而 HMI 人机交互设计作为座舱智能化发展的基础，在汽车研发过程中占有愈发重要的地位，如何更好地量化人机交互特征性研究也成为了企业的关注重点。
本文首先分析智能座舱及 HMI 人机交互设计在汽车研发中占据的重要地位，之后对基于驾驶模拟的人机交互评价体系进行介绍，最后通过对 HMI 交互方式的演化进程进行分析，进而判断未来智能座舱的发展趋势。
一、什么是智能座舱
智能座舱实质是汽车驾驶舱中的人机交互场景，主要目的是将驾驶信息与娱乐信息两个模块进行集成，利用自身处理海量信息数据的强大能力，为用户提供高效的、直观的、充满未来科技感的驾驶体验。
智能座舱的设计诉求主要是用于提升用户的驾乘体验，同时还要保证用户驾乘的安全性和舒适性。智能座舱的设计要求是多样的，其主要体现在功能体验与交互感知的整合上，并使其更加的符合人机工程学。
智能座舱的设计是基于用户交互体验来进行的。人们可以将智能座舱理解为一种用户的驾乘使用载体，分析用户的驾驶需求和娱乐需求，把握用户在不同场景下的行为习惯，并以此优化智能座舱的空间结构，进而提升用户的驾乘体验。
智能座舱也是除在工作和家庭场景以外的第三生活空间。随着用户对汽车的使用时长越来越高，汽车智能座舱与用户进行人机交互的时间也越来越长，这意味着汽车智能座舱设计的另一层目的需要着力解决由用户驾驶汽车时间长而引发的安全问题、疲劳问题、操作紊乱问题等。这时智能座舱的另一层含义，凸显了其作为用户全场景的第三生活空间的真正意义。
二、智能座舱包含哪些
1. 车载屏幕
智能座舱最大的一个变化其实就是屏幕的演变。汽车从最早早期的查看车速和发动机的转速的显示仪表，已经完全演变成了当前的主流显示驾驶信息的一个液晶显示器和实现人机交互的触摸屏，未来包括在“中控屏+后座娱乐+液晶仪表+HUD+车门+车窗+方向盘”的一机多屏将逐渐成为汽车的标配。
在多屏幕显示中，HUD将凭借其更高的安全性以及更多的功能集成平台而成为汽车制造商都比较重视的一个模块。
2. 万物互联
具有领先地位的智能座舱是建立在与外界互联的基础之上的，特别是在5G技术发展越来越成熟的未来，汽车将能够实现、车与后台、车与车、车与基础设施、车与云端数据的实时互联，给人们的出带来全新的体验。
用户将可以通过手机远程控制车门、车窗、车灯、空调等，并提供与车辆相关的服务，包括加油、违章提醒、停车、车辆寻找。在不久的将来，在大型的停车场找不到自己爱车的场景将不复存在。华为的智能家居服务的演示显示，家中的智能设备是通过中央屏幕控制的，包括了灯具、窗帘、门锁和各种家用电器。
3. 人工智能
得益于人工智能技术的发展，未来的智能座舱将通过自学习能力，帮助汽车从出行工具向出行管家进行转变。自我学习可以渗透到智能座舱的方方面面。
人工智能不断发展的另外一个表现就是车与人之间的交互形式将更为多样，除了上文提到的语音控制外，手势交互和触摸交互也将在人工智能的基础上，逐渐摆脱当前使用的一些不足，将变得越来越棒，有时候甚至一个眼神就能告诉汽车我的驾驶意图是什么。
主动响应式交互向车内引入。积极主动的交互有助于减少分心、提升驾驶安全性，并提升用户的体验度。当我们通过车机互联设置了一个行程时，在进入车内时，我们无需再安排行程，汽车可以直接根据计划导航。
汽车行业越来越关注娱乐性的设计趋势。沉浸式游戏、家庭影院、氛围灯、情感交互类的设计在越来越普遍。在下班的路上或旅行途中，我们除了观察路边的美景之外，汽车会主动展现更深层次的解读和不同心境下的游戏或情感体验。
当我们被监测为心情比较好时，汽车会主动给我们提供游戏或舒适的音乐推荐，同时，通过调整座舱内灯光、温度、气味儿等方式来为我们的提供更好的乘坐环境，这为我们带来了更为立体的情感智能化体验。
学习能力、个性化和人性化的设计是智能座舱主动交互设计的重要内容。比如，你大概几点会给谁打电话等，用户可通过语音、手势、眼神等来实现与汽车的对话；车内灯光可根据不同场景来自动变暗或变亮。
而汽车则会通过不断优化，综合处理复杂的信息，为用户提供最精准的解决方案，成为你越来越走心的朋友。而针对驾驶员和其他乘客提供个性化服务，具有更多的应用价值和更广的前景。
三、智能座舱发展现状
作为汽车智能化的重要组成部分，智能座舱的感官体验最为直接，近年来其智能化程度正在呈现肉眼可见地增长。
特别是刚刚过去的2020年，对于智能座舱行业来说是一个丰收年。高性能主控芯片、AR HUD、5G、C-V2X等新技术和新产品纷纷实现量产，移动端操作系统、“小场景”、“小程序”迅速移植上车，空气成像、智能表面材料等前沿科技不断加入候选队列……
随着特斯拉在量产车上应用智能座舱的成功案例，掀起了智能座舱研发大潮，车 企在智能座舱领域发力越来越明显，虽然智能座舱的出现给了我们很多美好的期待。
但目前智能座舱产品的技术实现效果还无法 很好地满足用户需求。许多主机厂在概念车中展示的功能还只是畅想，在用户真 实的使用场景中无法达到完美的体验效果，智能座舱的技术实现和产品体验还有 一定差距，技术发展进入了瓶颈期。
1. 智能交互技术所需的数据获取难度大
如今，车企存在着明显的孤岛效应，这种数据互联互通能力的缺失对智能座舱智能座舱产业来说是一项巨大的挑战
智能座舱的智能化需要依托大量的数据进行训练，从而实现智能程度更高的人机交互反馈效果，数据规模直接影响了智能座舱的用户体验。而大部分车企并不愿意向外界公开车辆和驾驶数据，甚至合作公司也难以获得相应的数据，这就导致了现有技术无法得到所需的足够的数据积累，制约着智能座舱产业的快速发展。
比如智能座舱的语音交互技术，目前语音识别、语义理解受数据限制，用户实际体验时存在识别准确度较低、无法有效沟通的情况，技术实现上与设想有一定的差距。
2. 多模态人机交互体系没有形成理想模式
智能座舱不同于其他交互场景，需要形成一套驾驶空间内最合适的交互系统。随着科技和智能手机的发展与应用，用户对汽车座舱功能多样性的期望越来越高，驾驶时需要处理的信息越来越多，为了满足这一需求，选择了使用数字触屏替代传统的机械按钮。
但是数字触屏也随着功能的进一步丰富而暴露了出来，界面照搬手机应用的模式，目前大部分车机的界面层级都很多，功能切换需要操作比较繁琐的步骤，而这都需要依赖于视觉，长时间的操作影响驾驶安全。
车机需要让功能切换变得容易操作，可以迅速完成。因此部分主机厂选择了「去 APP 化」的方式，将一些重要的、使用频率高的功能以组件的形式放置在首页，以此来减少层级。
然而这种做法并不能从根本上解决问题，用户在开车时会用到许多种功能，将所有功能都放置在首页是 不切合实际的，而且这种做法使架构变得更加复杂，用户操作时视觉停留时间不 会有显着变化。
许多车企为解 决用户驾驶分神选择对语音交互给予了厚望，然而语音交互没有视觉上的功能提示，比如当驾驶者输入的语音含有代词等模煳性词语时，仅依靠语音交互就会产生语义歧义，导致不能准确理解驾驶者行为和用意。
而要准确描述目标可能需要大量的语句才能实现，耗费驾驶者较多的时间和精力，从而使交互体验大打折扣，所以目前语音交互还是使用于命令数量较少的简单场景效果最佳。
3. 基于视觉的组合仪表功能逻辑设计存在缺陷
虽然将来智能座舱必然会形成一套多模态人机交互体系，但是视觉仍然是人们获取信息效率最高的方式，未来多模态人机交互仍然会以视觉为核心。
目前大部分车机的界面层级都很多，功能切换需要操作比较繁琐的步骤，而这都需要依赖于视觉，长时间的操作影响驾驶安全车机需要让功能切换变得容易操作，可以迅速完成。因此部分主机厂选择了“去APP化”的方式，将一些重要的、使用频率高的功能以组件的形式放置在首页，以此来减少层级。
然而这种做法并不能从根本上解决问题，用户在开车时会用到许多种功能，将所有功能都放置在首页是不切合实际的，而且这种做法使架构变得更加复杂， 用户操作时视觉停留时间不会有显著变化。
4. 智能座舱中的功能大多为“伪需求”
基于场景进行功能设计目前很多车企所说的智能座舱，本质上其实是移植了智能手机各项功能的车机系 统，更多的是大量伪需求的混杂。功能堆砌和拼盘化是当前智能座舱的特点，大多智能座舱都具备丰富的功能模块，但是目前很多的功能设计在实际的使用场景中用户完全用不到。
5. 合作方式和销量导致应用引进边际成本高，效率低
目前互联网厂商在汽车行业大都以 2B 模式开展业务，即互联网厂商根据主机厂要求定制开发，或提供 SDK 与主机厂 / Tier1 共同开发，互联网厂商通过向主机厂收取开发费、license 费等盈利。
相较于手机，汽车的销量可以说是极少，所以互联网内容和服务引入车内的边际成本更高，效率更低。
6. 稳定性要求高，应用适配保守
相较于手机，车机卡顿、死机带来的后果更严重。车机遭到用户投诉后，主机厂也可能会对相应供应商罚款。所以主机厂和车机供应商对车机稳定性要求更高，除出厂自带应用外，一般不允许用户自行安装应用，或仅能安装白名单中的少量应用。所以，智能座舱提供的内容和服务目前还相对匮乏。
四、智能座舱未来机会点
1. 大屏、多屏趋势下，HMI的合理设计成挑战
手机、平板等移动互联网终端设备培养了用户对液晶屏及触控的使用习惯，带动车载液晶显示器增长。液晶屏数量、尺寸大小也成为主观衡量车辆科技感、是否高端、气派的标准之一。
过去的仪表盘、中控屏电子屏已逐渐被液晶显示屏替代。除驾驶员区域，显示屏的布局已向副驾驶、后排位置延展，更多的承载信息娱乐系统。
另外，汽车物理设备电子化的趋势，推动车内显示屏数量进一步增长。典型的包括电子后视镜、流媒体后视镜、透明A柱等，目的是为驾驶员同步更广的车外视野及其他数字信息。
这里需要提到的是，现阶段驾驶员液晶显示屏更多集成安全功能，以及导航、蓝牙、多媒体等交互信息，始终将驾驶安全摆在第一位。
因此，在仪表盘、中控屏尺寸有限，显示内容、交互功能日趋增多的情况下，HMI（人机交互，Human- Machine Interaction）的合理设计尤为重要，包括功能安全图标、交互信息的布局，核心在于保证不影响驾驶的前提下，同时做到快速指示、交互友好、UI酷炫并且不死机。
2. 感知器件丰富、多样，与安全驾驶挂钩并做到更精准的识别
类车外环境感知之于辅助/自动驾驶，车内环境的智能感知之于智能座舱同样重要。尤其在L2、L3级自动驾驶“人机共驾”阶段，驾驶员监控系统（DMS）愈发受到重视，能做到对驾驶员的潜在危险驾驶行为进行预判和提醒，而DMS与ADAS系统数据的融合，则能达到进一步对安全驾驶干预的效果。
同时，DMS的功能和应用也得到延伸扩展，包括检测范围的进一步覆盖副驾、后排的乘员监控系统（OMS），实现人脸、年龄、身份、情绪识别， 物品（遗留物）检测，基于身份ID的定制化智能服务和交互等。
相应的，车内传感器的种类和数量将得到丰富，根据优势、特点， 各不同传感器的适用范围也不同。
3. 移动端应用上车，互联网玩法给行车期间增添便捷性和趣味性
在业界倾向于将汽车视为下一代超级移动平台的情况下，消费互联网应用上车势不可挡，涵盖出行、信息娱乐、社交、办公等方方面面。而智能座舱应用体验长期滞后于智能手机、PC的情况也将因为车联网得到改善，主要体现如下：
1）信息娱乐
在线的信息娱乐内容将越来越丰富，并能借助大数据以便捷、高效的方式分发给用户。比如，定制化导航、音频信息的聚合，能基于用户数据（习惯、喜好）给用户推送相应的内容，或实现手机和车机端内容无缝衔接，让用户不必频繁搜索、切换内容、APP而影响体验。此外，游戏、视频等能够给乘员提供多元的娱乐方式。
2）社交、LBS服务
未来车端的LBS（Location Based Services，基于位置的服务）、社交应用将得到挖掘，其潜在的商业价值足够巨大。比如目的地周边停车场、餐饮、娱乐推荐，旅游目的地指引等，社交方面则涉及到视频通话、沿途风景vlog拍摄并一键分享，旅途过程中组队友、聊天等。
3）移动办公
中短途出行中，上下班通勤在用户行车场景中占高比例。如何提供一个良好的临时办公环境可作为一个重要考量方向，包括车内轻办公、视频会议等相关软硬件应用设计。
4. 多模交互融合：科技感十足、交互更智能
驾驶者不再只是将车作为代步工具，而是将车视为可以满足娱乐、办公需求的个性化智能移动空间，要求车需要具备精准的感知和理解行为的能力。
这种理想的用户体验需要依靠完善的多模态人机交互体系，再根据大数据库和深度学习算法对信息进行反馈。
比如当驾驶者输入的语音含有代词等模糊性词语时，仅依靠语音交互就会产生语义歧义，导致不能准确理解驾驶者行为和用意， 而要准确描述目标可能需要大量的语句才能实现，耗费驾驶者较多的时间和精力，从而使交互体验大打折扣。
而完善的多模态人机交互体系，可以在语音交互的同时配合眼动仪进行视觉追踪，方便快速地捕捉到驾驶者的目标，大大提升交互的准确性和便捷性。
目前许多车企的智能座舱已具备语音交互、手势识别、触摸操控、视觉分析等多模态交互技术，但是还需要将功能进一步加深，直到准确适用于各种用户场景，形成完善的系统。
5. 基于场景进行功能设计
目前很多车企所说的智能座舱，本质上其实是移植了智能手机各项功能的车机系统，更多的是大量伪需求的混杂。功能堆砌和拼盘化是当前智能座舱的特点，大多智能座舱都具备丰富的功能模块，但是目前很多的功能设计在实际的使用场景中用户完全用不到。
智能座舱的设计更多的应该通过全方位挖掘分析用户在不同使用场景下的痛点问题和真实需求，找到交互方式、功能体验上的创新技术及方法，最大程度的提升用户在真实场景中的体验感，为用户提供“人-车生态系统”的完整价值体验，从而提高用户留存。
6. 应用增强现实、虚拟现实等新兴技术
随着智能网联技术的快速发展，智能座舱受到消费需求、政策支持等多重驱动因素的影响，为汽车产业带来新的机遇，正在成为企业们争夺的高点。
在座舱搭配的大屏、多屏等基础硬件设施差别越来越小的当前，新兴技术等差异化功能的应用变得更为重要，可以更为有效地提高产品竞争力。
例如，增强现实抬头显示技术可以更加直观地为用户提供车道偏离预警、碰撞警告、周边信息提示等功能。相较于传统的抬头显示系统，不需要驾驶者不断切换视焦，避免频繁切换出现危险。虚拟现实技术在给智能座舱带来科技感的同时，可以根据乘客喜好随意改变汽车内外部环境，增加行驶过程中的趣味性和娱乐性。
智能座舱的技术趋势就是趋向于兼顾驾驶体验和乘坐体验，通过不断发展新兴技术来不断满足驾驶者和乘客的安全性、舒适性、趣味性、个性化等各种层次的需求。
五、智能座舱应用生态建设思路
智能座舱产品设计，要结合车内乘员、出行目的和用车阶段挖掘用户需求。
- 车内乘员：年轻人、老人、小孩、孕妇、宠物等。
- 出行目的：上班、逛街、下馆子、就医、旅行、送孩子等。
- 用车阶段：上车前、行车中、等红灯、等人、车内休息、下车后等。
通过 DMS OMS 甚至可以识别车内乘员及其情绪，从而提供相适宜的服务。
但在真正契合用车场景的产品面市之前，也可以将手机上已经成熟的产品先搬上车机。所以总体的策略是一手复制手机生态，一手建设座舱生态。
1. 开放手机 APP 安装
尽管从手机切换到车机存在切换成本，以及隐私和交互问题，但也不意味着把手机上已有的服务搬到车机上没有意义。
首先，通过开放手机 APP 安装，可几乎无成本快速引入互联网内容和服务。
其次，多数情况下更多的选择意味着更好的体验。举个极端的例子，在古代被君王赐死，三选一的死法，总比指定一种死法更好一点。
但开放手机 APP 安装只能作为一个过度方案，因为手机 APP 是专门为竖向（包括少量横向）使用的小屏幕设计，并不适合大屏或横屏。
尽管有平板电脑这样的产品，但由于销量远不及手机，开发者也没有动力为其优化。所以才有了华为平行视界功能，开发者只需要进行少量适配工作，即可在华为平板上分屏显示不同层级的界面。这其实是软件开发者不为大屏和横屏优化，硬件厂商无奈的选择。
平板电脑都如此，安装在车机上的手机 APP 面临的问题则更严峻。
所以通过开放手机 APP 安装，快速引入互联网内容后，持续挖掘座舱场景需求，优化智能座舱用户体验才是长久发展之道。
2. 挖掘座舱场景需求
1）从用户出行全流程考虑，而不只是单点产品打磨
现在车企开始意识到需要从传统的车辆制造商，转型为出行服务提供商。提到服务，就不得不提峰终定律。
诺贝尔奖得主心理学家丹尼尔 . 卡尼曼经过深入研究，发现人类对体验的记忆主要由两个因素决定：
也就是说人类的大脑并不能时刻保持客观、理性，大多数人对极端兴奋或痛苦的瞬间容易记住，对整个过程的感受反而没多大印象，这就是峰终定律（Peak-End Rule）。
正因为人类记忆存在特殊的规律性，所以峰终定律被服务行业广泛应用，甚至很多领域通过为用户提供极致的峰值、终值体验，成功赢得了用户口碑（忽略了不完美的过程细节）。
提到峰终定律，宜家是绕不开的例子（查阅了多篇文章都以宜家为范本）。宜家案例的经典之处还在于出口处1元的冰淇淋，给在商场内绕来绕去的拖着疲惫身子的顾客留下一个好的结束印象。
从峰终定律中我得到 3 个启发：
2）关注用户情感诉求
见到不少次滴滴司机在等红灯间隙收发微信消息，听内容是他们在滴滴司机群里分享路况信息，自己接到了一个大单或者坑单。一整天都工作在狭小的座舱内，跟乘客闲聊可能会招致反感，在微信群里和同行们交流，可能是滴滴司机为数不多打发无聊，缓解焦虑的方式。
此外，由于座舱的封闭性和私密性，可以成为让用户身心放松的空间，也许我们还能够为用户提供更多，也许此时不打扰，才是最好的温柔。
结合峰终定律用户服务蓝图，以及贝恩B2C用户价值要素金字塔，以私家车最高频的单人上班场景为例进行服务蓝图设计，除安全外，高效是用户最关注的，我们以高效为首要目标设计整个上班服务流程。
以上流程中需要说明的是，针对驾驶员的座舱 O2O 服务，为减少操作负担，可在现有交互方式下优先提供需求稳定、选择范围少的服务，以便用户快速完成操作，例如流程中提到的咖啡。当然，这里只是抛砖引玉提供一种思路。
3. 智能座舱与手机互联互通
手机是一个贴身的产品，是人们在各种场合都会随时用到的产品，与其希望让用户在车内完全放下手机，不如发挥智能座舱和手机各自的优势，并将两者打通默契配合，为用户带来更多价值。
那么智能座舱和手机打通又指什么呢？我们很容易想到，就像在线文档一样，在不同设备上同步更新，展示同样的内容。
数据同步是智能座舱和手机打通的基本要求，进一步提升用户体验，提高用户对智能座舱产品的使用意愿，还需要无缝切换。
怎么样才算无缝切换？我举一个消费电子行业的案例来说明。
我们每天都被各种信息轰炸，很难专心做一件事，反映在手机使用上，就是在各种APP间来回切换。所以手机厂商都非常在意 APP 在后台保活的能力，这样在 APP 间切换时，就能为用户恢复现场，继续看看了一半的视频，读读了一半的文章，而不必从 APP 的第一个界面重新开始，甚至懊恼找不到之前没看完的视频。
但后台应用保活，只是解决了单设备的现场恢复问题。第一个解决跨设备现场恢复问题，并且也解决最好的是苹果，苹果把这个功能叫做“接力”。
使用苹果“接力”功能的必要条件是，多个苹果设备上登陆同一个苹果账号。那想要车机和手机间实现“接力”，应该登陆谁的账号呢？这不是一个技术问题，而是用户数据归属问题，但在用户数据归属问题上，没有人想要让步。或许需要主机厂生产手机，或者手机厂商生产汽车，才能化解。
所以，无缝切换，就是智能座舱和手机之间的“接力”。一个设备上没做完的事，可以在另一个设备上恢复现场继续完成。
智能座舱要提供手机无法提供的价值，就需要依赖手机上没有的硬件和数据，这也是开篇先要明确智能座舱产品范围的原因。这里我再抛砖引玉，举一个发挥智能座舱和手机各自优势，并默契配合的例子：
车内的音响设备不仅远超手机播放效果，也是不少用户拥有的唯一一套音响设备，结合车内氛围灯，车载 KTV 的体验是手机 KTV 无法同日而语的，甚至可以结合车辆内外摄像头的画面，液晶仪表界面，生成一段音乐 vlog。如果对自动生成的 vlog 不满意，需要手动编辑，并进行社交分享，则切可换到手机上进一步操作。
六、结束
智能座舱中的液晶仪表、中控屏、座舱域控制器等，以及涉及的所有软件，一直被当做车辆零件由 Tier1 提供，主机厂集成。智能座舱的主要价值，目前还体现在提升车辆科技感，增加销售辅助卖点上。
作为智能座舱产品经理，我的荣耀是产出增强行车安全，提升用车效率，愉悦出行体验，并兼具商业价值的产品，而不只是提升车辆科技感。现在越来越多的主机厂看到了智能座舱的价值，业务逐渐向 Tier1 渗透，组建了自己的智能座舱研发团队，我也因此有幸加入进来。
当智能座舱的产品力，成为用户选购车辆重要的考虑因素，以及主机厂重要营收来源时，就是用户对出行的需求从安全快捷，真正升级为身心愉悦的时候。
资料参考：
- https://www.sohu.com/a/510916240_99989953
- http://kankan-tech.com/?m=home&c=View&a=index&aid=224
- http://www.evinchina.com/newsshow-790.html
- https://baijiahao.baidu.com/s?id=1721569789620177834&wfr=spider&for=pc
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/402898094
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