淺談車輛上的人機交互

許婷婷　周遠輝

摘 要：本文主要通過探討幾種應用在車輛上的常見的人機交互方式，通過對比分析相關的問題來了解車輛上不同人機交互方式之間的差異與優劣。

關鍵詞：人機交互 手機互聯 手勢識別

Discussion about Man-machine Interactive based on Vehicles

Xu Tingting Zhou Yuanhui

Abstract：This paper mainly discusses several common human-computer interaction methods applied in vehicles， through comparative analysis of related issues to understand the differences and advantages and disadvantages of different human-computer interaction modes on the vehicle.

Key words：human-computer interaction， Mobile Internet， gesture recognition

1 前言

隨著科學技術的發展，車輛變得越來越智能，人們越來越注重舒適性，便捷性，人機交互變得尤為重要。人們對人機交互的要求也越來越高，尤其是在車輛行駛過程中希望能夠安全便捷的對車輛進行控制。車輛使用中常見的人機交互有按鍵、旋鈕、觸控、語音識別、手勢識別等。本文針對其中幾種方式進行簡單的對比探討。

2 語音交互

語音交互使用的是語音識別技術，所謂語音識別技術就是讓計算機（或機器）通過識別和理解過程把人類的語音信號轉變為相應的文本或命令的技術。本文中的語音交互是用戶通過語音與車輛交互，車輛通過車載揚聲器、中控屏與用戶交互，用戶可以通過方向盤按鍵或指定關鍵詞喚醒語音交互。

語音交互與傳統的物理按鍵、觸摸操作相比較，可以讓駕駛人員在不用視線轉移及手離方向盤的情況下，輕松安全的完成對車身、娛樂、導航等功能的操作;語音交互因其便利的人機交互操作方式，可以讓駕乘人員感到更多的駕駛、乘車及旅途樂趣（圖1）。

語音喚醒：用戶可以通過喚醒詞、中控屏或者方向盤按鍵喚醒語音交互功能。

語音免喚醒：部分常用的用戶需求，用戶可以直接表達，語音交互功能喚醒的同時進行語音識別。

喚醒+指令：用戶無需通過喚醒詞喚醒后再表達，結合喚醒詞一句話表達完意圖，語音助手喚醒同時進行識別。

二次交互：在特定的場景下，用戶可以與車輛進行多輪交互。

語音打斷：語音播放過程中，用戶可以打斷，并說出新的指令。

喚醒詞變更：用戶可以更換喚醒詞。

語音糾錯：用戶可以重新輸入語音指令。

語音助手發音定制：用戶可以根據自己的喜好更換語音機器人發音。

退出語音：車輛退出語音交互功能。

娛樂類語音交互：用戶可以通過語音控制娛樂相關的功能（導航、音量、音樂、視頻、收音機、電話等）。

車控類語音交互：用戶可以通過語音控制空調、天窗、燈光等功能。

當前語音交互缺點：用戶口音不標準時精準識別較為困難，車內噪音較大時不易識別指令。

3 手勢識別

手勢識別技術主要包括手勢分割、手勢特征提取、靜態手勢識別、動態手勢識別等。目前應用在車輛上的手勢識別通常通過車內傳感器以及攝像頭來實現。可以通過預設手勢指令來對車輛相關功能進行控制。

交互說明：1.多指滑動指三指及三指以上的滑動操作;2.圖示中橙色框代表儀表顯示屏，藍色框代表娛樂系統顯示屏;3.圖示以外的手勢操作均無響應;4.AR導航啟動和切換時間需要3-5秒，需要儀表本地考慮轉場動畫;5.狀態機的判斷處理邏輯由儀表端處理：娛樂系統負責將滑動切屏請求發給儀表，儀表判斷是否接收切換或切換到哪個界面，儀表判斷處理后，將相應功能界面的切屏請求反饋給娛樂系統，娛樂系統再將相應的信息通過LVDS傳輸給儀表。

實際應用過程中可以預設更多手勢指令來實現更多的功能控制，比如三根手指向上滑動和向下滑動分別來調節調節多媒體音量，手指順時針花圈和逆時針花圈來進行上一曲和下一曲的歌曲切換等。

當前手勢切換的缺點：駕駛員手會離開方向盤，和語音交互相比不利于駕駛安全，手勢較多或者較為復雜時不利于記憶，容易誤操作。

4 手機互聯

手機是現代人最常用的工具，幾乎時刻攜帶在身，讓手機與車輛互聯可以讓用戶更方便的對車輛進行控制。手機互聯技術是一種低成本的車聯網應用方案，其中以手機投屏映射到車機的方案應用最為廣泛。手機投屏技術是將手機的屏幕內容投射到車機上，實現將手機屏幕上常用功能在車載導航屏幕上應用的一項技術，既能利用手機的運算能力，又能充分利用車載導航的大屏，以及車載音響的音效的能力。

1、用戶可以在中控屏上控制手機，使用手機資源;

2、用戶可以在中控屏上查看手機界面;

3、用戶可以在中控屏上操作連接、控制手機;

4、用戶可以中控屏上查看互聯界面;

5、用戶可以通過語音、方向盤按鍵、中控屏等控制手機互聯應用;

6、用戶可以通過手機互聯在車上播放手機端的音樂。

當前手機互聯缺點：增加手機功耗。

5 藍牙鑰匙

藍牙鑰匙也屬于手機互聯的一種，從名稱也可以看出，主要實現鑰匙功能。和上文提到的偏娛樂性的手機投屏交互功能不同的是，藍牙鑰匙會關系到車輛安全。藍牙鑰匙是在距離車輛較近的情況下，可以使用手機藍牙進行車輛控制的一種功能。藍牙鑰匙可實現物理鑰匙的主要功能，比如四門解閉鎖，后備箱解鎖等相關操作。實現更便捷的車控操作。并且實體鑰匙有的功能它都有，實體鑰匙沒有的功能它也有，比如：遠程鑰匙授權、遠程啟動車輛、遠程熱車以及冷車等功能。

用戶通過手機APP進行遠程/藍牙車控操作后，手機APP將“藍牙車控操作指令”通過藍牙發送給 IVI、將“遠程車控操作指令”通過無線網絡發送給后臺服務器再由后臺服務器轉發給IVI。IVI將收到的遠程/藍牙車控指令通過CAN網絡發送給對應的執行單元（BCM，AC，SMM）。執行單元執行完指令后，將執行結果按照原路返回給用戶。

當前的藍牙鑰匙可以實現較多功能，減少物品的攜帶，但是仍然需要拿出手機進行操作，能夠實現無感進車的藍牙鑰匙已經在研發中，期待能夠盡快普及到車輛上，讓車輛使用更便捷。

6 結論

當前的人機交互方式仍然各有優缺點， 按鍵控制這種傳統的人機交互方式還是無法完全取代，在后續智能座艙不同應用場景上難免出現一些問題，故在一些安全等級較高的應用場景，往往會采用兩種甚至兩種以上的生物識別技術進行驗證。隨著科學技術的發展，相信車輛上的人機交互會越來越成熟，越來越安全、舒適。

參考文獻：

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[2]董國超，寇凈磊.語音識別技術及應用綜述[J].內蒙古科技與經濟，2009，（15）.