车载人机交互系统丨UIMAX观察

• 行业背景简介 • 

互联网智能浪潮已经持续了十多载，然而汽车作为当代许多人的第二生活空间，在智能人机交互方面却刚刚起步，这是一个拥有巨大发展潜力的行业。

人机交互系统，英文简称是HMI，即Human Machine Interface，泛指所有的工控类人机界面，车载属于其中的一个分支。车载人机交互系统（以下简称车载系统）被视为“下一个”大市场之一。在经历了自iPhone对于手机系统和交互方式的革命以后，几乎一切电子相关设备，从电视，到电脑，乃至照相机，都在进行类似的革命。车载系统的陈旧已经不是一天两天了，到了需要改变的时候。

下面展示的三种车载系统是目前主要的形式，与车辆本身产品定位有着密切的关系。作为买车的消费者，先不讨论这套系统的实用性如何，液晶屏幕的加持，至少聊胜于无的现代感是有了。

• 汽车的主要功能介绍 •  

驾驶员是汽车的核心，我们先来了解一下驾驶员对汽车主要控制功能的分类。

从整体的角度来看，车载人机交互的功能主要分为4大类：

1、主要行驶控制功能（基本功能）

2、必备行驶辅助功能（必要安全类）

3、选备行驶辅助功能（非必要安全类）

4、舒适性控制功能（舒适娱乐类功能）

如同我们在分析人的马斯洛需求一样，我们对车载功能的分类也是依据人驾驶汽车功能的必要属性级别来制定，从第一级到第四级，行驶需求的必要性逐级减弱，舒适娱乐需求逐渐增强。

车载交互屏幕如今越做越大，并且可控功能也增加了许多。从一开始只能进行音乐、视频等功能的操作，到控制通话、空调、座椅等常规功能。在比较超前的电动汽车上，已经可以控制灯光、车门、甚至汽车的行驶功能。

• 行车电脑系统简介（硬件）• 

汽车行车电脑属于嵌入式控制器的范畴，从目前来说，一般都是汇编语言、C/C++语言以及上面两种混合编程。

汽车动力系统的行车电脑用的是ECU“电子控制单元”（Electronic Control Unit），能被OBD “车载诊断系统”（On-Board Diagnostic System）联接以来，OBD就能及时的反映出汽车ECU检测分析出来的故障，并用各种技术方式提醒驾驶员动力系统的失效或是故障。而驾驶员现在只能通过故障灯看到极少的故障提示外就不能直观知道其他失效和故障了，OBD行车电脑就是4S店专用诊断仪的便携式版，能通过OBD行车电脑直观的查看到汽车动力系统ECU的信息了，而且当汽车ECU系统检测和分析出故障时，OBD行车电脑就能通过OBD装置的监测功能及时显示到行车电脑显示屏上，并通过语言提示驾驶员。

行车电脑的作用：汽车上有很多电子系统，而各电子系统都有传感器，汽车各电子系统工作时，ECU就会采集各传感器信号，ECU具备检测和分析与排放相关故障的功能，当出现ECU分析出的某项数据超出它的正常值的时候，ECU就判断它为有故障，当ECU记录故障信息和相关代码时，OBD系统就会监测到，有些故障码就会被转换为信号亮起故障灯，但是有些故障却只能通过OBD接口，用行车电脑显示器显示出来。

• 车载操作系统简介（软件）•

车载操作系统（Automotive Operating System，简称AOS）是管理和控制车载硬件与车载软件资源的程序系统，是直接运行在AB上的最基本的系统软件，任何上层软件，HMI，数据连接都必须在操作系统的支持下才能运行。

车载操作系统是用户和车载硬件的接口，同时也是车载硬件和上层软件的接口。车机操作系统的功能包括管理车载系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为上层软件提供支持，让车机系统的资源，以及接收到数据、信号、音频、视频最大限度地发挥作用，提供各种形式的用户界面（UI），使驾驶员有一个好的驾驶环境，并有效的提供辅助驾驶、半自动驾驶、甚至自动驾驶。

当前，操作系统主要包括WinCE，Linux，Android，QNX，iOS等等。下表是主要操作系统的概览和优缺点分析。

• 智能车载系统的主要交互方式 • 

通过上面内容我们了解了车载系统的软硬件，那么车载系统要和人产生交互行为，都是以什么样的方式进行呢？

上图可见目前主要的四种交互方式：

1、实体操控，例如按键、旋钮等、拨片等。

2、触屏操控，与手机设备相同，用户在屏幕上进行点、拉、拖等操作。

3、语音操控，借助内置的语言分析软硬件系统，进行指令操作。

4、手势操控，中控位置会有感应模块，对手势进行智能分析，转换为指令。

以上方式，当前运用最广泛的是实体和触屏操控。这与人们日常行为习惯、行车环境、操作效率（容错）等方面是分不开的，人们更喜欢“主观可控”、“所触即所得”的操作方式。

• 车载系统屏幕设备常见位置 • 

车载系统屏幕主流一般是在仪表盘与中控两种安装位置，分别主要进行行车状态显示和娱乐系统的显示与操作。

随着技术的发展，目前又扩充了HUD平视显示器（Head Up Display）设备，常规的HUD设备主要安装在方向盘前的仪表台之上，这个位置更方便驾驶员随时观测信息，与HUD本身的价值是一致的，即不需要低头就能够看到驾驶员所需要的车速、导航等重要信息。

• 车载系统硬件安装方式 • 

车载系统的硬件安装主要分为原厂内置和后期加装两种。原厂内置的系统一般反应速度和流畅性都会比较好。后期加装的第三方系统主要优势在于价格相对便宜，又因为大部分是安卓系统，所以可使用的第三方软件也会比较丰富。

在原厂内置的情况下，不少厂家还会支持第三方手机应用投屏，例如支持Carplay功能。这种快捷的方式也实现了智能车载系统和中控屏的巧妙结合，大部分用户也会比较习惯于手机应用的操作，这时车载屏幕只是作为一个显示载体。另外大部分低端和老旧车型并没有可交互屏幕，一般只采用传统的蓝牙音乐连接方式，借助手机来实现听歌、语音播报等简单的功能。

到这里车载系统的背景和软硬件介绍就基本讲完了。后面我们还会继续研究车载系统的主流品牌和视觉趋势等内容，欢迎小伙伴们持续关注我们的公众号~