未来已来：智能座舱人机交互技术革命及用户体验创新
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今天为大家分享#智能座舱与自动驾驶#王亚辉的一篇深度解析智能座舱人机交互的文章；
—正文—
作者王亚辉，本文获独家授权
编辑陈云培
智能座舱在中国一下子火了，互联网车企和类似于延锋、佛吉亚等智能座舱供应商，开始变着花样、通过各种展会向大众展示未来座舱的驾驶黑科技和人机交互新技术，试图通过这种方式来改变大众对智能汽车的认知，传达3-5年后可能的出行场景。
各大主机厂嘴上说不要，身体却很诚实，也都在智能化、数字化、网联化大潮到来之前加紧布局智能汽车的设计和生产。以用户为中心的、构建全新用户体验的智能座舱正在成为各大车厂比拼驾驶体验、技术壁垒、驾驶安全的必争之地。
智能数字化座舱是用户体验的载体，表现力和内容更为丰富的大型全液晶仪表盘、全面进入触控时代的中控设备、先进的车载信息娱乐系统、ADAS高级驾驶辅助系统、集成HUD或增强型现实系统、流媒体中央后视镜、车联网模块、SRV环视等组成了一套完整体系，为驾驶员及乘客在座舱内营造全新的用户体验。其背后是人工智能，AR，全息影像等技术的融合。
如今，汽车驾驶舱正在从模拟与尝试快速转变为全数字化智能座舱，可以提供更高的集成度以及非常实用的好处。未来，智能驾驶舱将融入更多的智能控制、人机交互、人工智能等黑科技，成为情感化交流空间。
纵观历史来看，从马车到第一辆真正意义上的汽车，是一场动力革命，人类不再依赖生物动力而借助机械动力完成移动出行的任务，然而从控制角度来看，驾驶员一直是移动出行的主导者，赶车人和司机从本质上看并没有变化，然而无人驾驶另辟蹊径，用数据和人工智能的技术手段，尝试颠覆这种长久以来没有被打破的“惯例”，而这必将会带来座舱的智能化革命。
座舱的智能化革命
第一阶段：以驾驶和控制为中心。仅包含机械仪表盘以及功放机头的驾驶环境。在这一阶段，汽车是一件没有灵魂的“物”，总是被动的、机械的按照驾驶员的指令执行相关操作，完成特定任务。这一阶段的汽车作为单独的个体，对外界环境的感知力以及与其他车辆的交流几乎为零，舒适性体验较差，智能、个性化则几乎不存在，它们只为操控而生。
第二阶段的汽车开始智能化，网联化，更多的传感器分布在车辆内部和外部，汽车本身的感知能力和信息化处理能力有了较大跨度的进步。舒适性和安全性得到进一步提升，这一阶段的汽车因为传感器和计算能力的加持，似乎有了灵性。
这一阶段的汽车开始进入数字化时代，仪表盘和中控设备被各种大屏取代；GPS与AGPS定位；倒车摄像头以及全景摄像头等为用户提供了更好的体验，但即使如此，汽车中的数字化水平与手机、电脑的数字化水平仍然有一定差距，而这种差距不是技术壁垒有多强，而是造车的整个链条太过庞大，牵一发而动全身，任何一个变化都会对整个汽车生产链产生重大影响。2015-2020年的这几年，我们似乎仍将处在这个阶段。
第三阶段是全面的智能化，在成熟的人工智能和5G技术加持下，汽车拥有了真正的“智能”，汇聚了光学、雷达、图像识别与车辆控制逻辑等先进技术，车内乘客可以完全放心的将驾驶权限交给汽车，此时的智能座舱，将会从驾驶人为中心转为以乘客为中心，驾驶员的角色会不断弱化。我认为，真正实现全面智能化，我们仍然有很长的路要走。
智能座舱人机交互技术革命
车载语音交互已经成为智能汽车标配
车载语音交互逐步走出单纯“控制方式”的狭隘理解，走向更丰富的使用场景。前面的文章曾经介绍过Nuance，在2017年年初的CES展上，Nuance宣布Dragon Drive新增人工智能和汽车助手功能，提升高级语境化和个性化车载体验，包含时刻聆听的多乘客对话功能和基于人工智能的信息收发功能以及更多驾驶员个性化选项。
具体来说，Dragon Drive的认知推理功能可以将智能虚拟个人助手深入集成到人机界面中，从而聆听、理解、推理并做出反应。凭借来自汽车和驾驶员的语境化和情境化数据，Dragon Drive所提供的汽车助手能够主动推荐导航路线、兴趣点、音乐等内容。
值得一提的是，新扩展的Automotive Assistant（汽车助手）功能增加了汽车助手服务对象，可以涵盖车内的所有乘客。通过多乘客交互解决方案，汽车助手能够利用Nuance的“唤醒词”技术与车内的多名乘客进行对话，通过声纹验证识别乘客身份。
据悉，全新荣威ERX5、宝马均支持普通话的对话型语音界面集成了基于深层神经网络的Dragon Drive（声龙驾驶）本地嵌入-云端混合式语音识别和自然语言理解技术，并具有语音信号增强和语音合成功能，让系统能够以更加直观智能的方式对语音指令进行聆听、理解并做出回应，最终实现对驾驶员干扰的最小化。
虽然当下的智能语音交互市场整体处于刚刚成熟的时期，像智能车载这样的垂直领域还处在爆发之前的最后一丝宁静之中，但未来的智能车载市场前景十分广阔不可限量。根据易观数据的分析，到2023年之前车联网的渗透率将会超过50%。同时，智能语音交互也必然会取代手动控制成为自动驾驶汽车的标准配置。
到那个时候，无论老人还是小孩，任何人都不需要在为驾驶汽车而烦恼，语音交互将带领我们进入一个真正的智能时代。 随着越来越多的功能和技术被集成到人机界面，系统将变得越来越复杂。而车载语音，将会实现科幻电影中的人机对话那样，顺畅、自然、易于理解。
3D Touch结合手势
驾驶员可以使用显示在屏幕两侧的触摸式3D元素，如触摸滑条频繁使用的功能：音量或温度的设置，而不必从显示器中的菜单中导航。基于力传感器的触觉反馈可以防止驾驶员在与3D元素交互时发生误操作。通过数学算法识别人类手势，用户可以使用简单的手势来控制或与设备交互，通过手势发出指令操控汽车。
其中，二维手势为简单手势识别，可以智能识别出几个静态的手势动作，如握拳或五指张开等。三维手势识别增加了Z轴的信息，可识别各种手型、手势和动作。全息投影与手势结合实现隔空手势操作，不需接触屏幕就可以操控相应的指令，在空中投影屏上操控。3D Touch结合手势识别与控制，可玩性很强，但似乎噱头居多，并无卵用，即使在真实场景下，手势控制除了体感游戏外，很多需求都是伪需求。
交互界面无处不在
车载界面带来更强烈的视觉冲击。界面设计外延扩大，不同于现有仪表盘和大热的中控大屏，未来座舱内屏幕从布局到数量将有全新的可能。
可交互的屏幕可以在中控台、扶手台、后排、车门、车窗的任一位置，满足每一位车内乘客的出行需求。多屏联动延伸至手机端，通过专门的连接设备互相连接转换，可将某一屏幕上的内容转移到其他屏幕显示，实现屏幕共享。
区块分区可将重要信息放在直视位置以减少注意力转移，如果实现前方屏幕打通，则可以将将娱乐社交放在副驾，位置不同，信息分步也不同。驾驶者可依据优先级、喜好程度对车载界面进行自定义。
曲面屏幕技术的发展给创造各种异形曲面创造了可能，曲面屏是一种采用柔性塑料的显示屏，目前主要通过OLED面板来实现。相比直面屏幕，曲面屏幕弹性更好，不易破碎。将中控屏幕转为曲面触摸屏可提升大尺寸屏幕下屏幕横向跨屏操作的体验、增大屏幕可视角度。
靠近车辆时，汽车可感知识别车主身份，在车窗上显示问候信息，续航里程，行程安排以及路线推荐等信息。车窗内壁屏幕可与乘客互动，通过触控面板、影像撷取、传输等科技，能使得乘客与窗外的景物互动。
此外，车窗还具备绘图，缩放捕捉及导航定位等功能，通过Wi-Fi连接，可以将支持的手持设备屏幕镜像映射到显示屏。信息娱乐系统为某些设计提供了后座娱乐功能，为车内所有乘客提供多显示，多内容支持，而这些功能的实现，都有赖于车内各种各样的界面，让各种功能得以实现。
生物识别技术保证驾驶安全
未来车辆用户个性化体现更加明显，座椅、方向盘等依据用户需求随意配置。如娱乐模式下，车窗展示影像时，座椅旋转至车窗方向同时调节座椅角度使之更加符合 。方向盘依据驾驶情况向前伸出或移向副驾。
视觉显示方面，任一屏幕显示内容可按喜好程度排序。而这一切都为某个特定的身份ID服务。身份ID可帮助车辆与家中、工作场所的智能设备连接，同步信息。在更换车辆时，ID也起到了相同作用。
新车获得了用户在前一辆车的所有配置信息后，可在驾驶者使用前将座椅角度，屏幕显示等调节至相同参数。可对人类指纹、面部以及其他特征进行识别，从而对其身份进行核实。检测驾驶者开车时的身体状况（如心率、血压、疲劳程度、血液酒精含量、可能出现的癫痫发作等），监视驾驶人员是否处于疲劳驾驶状态，为司机、乘客以及公众安全带来更高的保障。
AI加持下的AR和HUD变得更智能
未来智能座舱将是一个高度集成的系统。ECU的应用使驾驶舱控制器可以将手势和语音识别以及ADAS（高级驾驶员辅助系统）等功能进一步的演变相集成。数字座舱通过MCU与ECU进行通信，获取汽车各个关键组件的实时信息，并通过人机交互以更直观的方式通告给驾乘人员。
随着大数据分析和人工智能技术的应用，数字座舱能提供的信息和反馈将越来越实时和高效。基于人工智能（AI）的驾驶员识别技术现在已经存在，可以根据用户的喜好自动配置驾驶舱和汽车。
智能算法能够学习过滤和优先处理内容。其中，带有导航和增强现实（AR）的HUD是另一个新兴领域。除了信息娱乐系统之外，HUD还可以将信息娱乐系统的某些功能（如导航和来电信息（电话））分离到HUD，从而使驾驶更加专注。
丰富多样的控制和交互方式对驾驶员的熟练掌握提出了更高的要求，许多噱头或者伪需求一直存在，尤其是在中国。不过，在探索的道路上多一些尝试没有错，敢于试错对主机厂来说是一件好事。
随着智能化和数字化和自动化水平的不断提高，智能座舱的用户体验将会是主机厂占领市场份额的关键点，在人工智能和物联网、新能源的加持下，如何通过技术手段实现自然而然的、无意识的交互，从而最大化的完善座舱用户体验，在短时间内仍然会面临多种挑战和矛盾。但是，不就是因为有问题需要解决，才会有好的解决方案出来吗，你们说呢？
参考：
Sagar:TECHNOLOGY Harman showcases Digital Cockpit at CES 2018
Tushar Chouhan:Futuristic Digital Cockpit Solution by Samsung and Harman
electronics:Revolution of Automotive Cockpit
See What's Driving the Future: Continental Cockpit Vision
Sean Szymkowski:Hyundai details its Intelligent Personal Cockpit concept at CES
TMTPost:Harman’s New-Generation Intelligent Cockpit – Based on Intel’s Computing Platform
Cockpit 2025
张人杰：汽车数字座舱的 9个创新机会和 1个融合趋势
miyaliu：汽车的未来从这里开始 CES 2018汽车科技抢先看
facecar：驾驶座舱HMI浅析
Ayrton Boldt：Report on the Car HMI Europe 2018 – by Peter R?ssger, beyond HMI
符健：智能驾驶舱定义未来汽车人机交互新体验
MOMOUX：一篇文章读懂数字化驾舱
* 原创声明：本文获知乎大咖王亚辉独家授权，若需转载，请联系Albert，微信号：ZXAuto8_Albert
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