一文詳解：車載人機交互

一、座艙交互的目標

在瞭解座艙交互的前提，我還是講萬能公式：用戶+場景+需求。

在座艙需要產生交互的兩端是：人+車。

在座艙需要產生交互的場景是：娛樂場景、養護場景、休息場景、出勤場景，接送孩子場景，情侶戀愛場景，車內聚會場景，車輛出借場景，長途出行場景，自動駕駛場景，共享租賃場景，車外交互場景，智能家居互聯場景等，都在我們與汽車的粘性範圍之內，都需要交互設計師深度挖掘。

在座艙需要產生交互的需求是：對車機發出操作指令。

所以在做交互設計的時候，【最短路徑】是交互設計考慮的第一步！根據三秒原則，觸達的目標路徑一定要短，才能夠保證安全性和處理效率。

二、座艙人機交互的方式

隨着科技發展和車主的期望，車內外的信息和功能越來越多，作爲HMI設計師的任務就是讓車主減少注意力資源佔用，減少駕駛分神，所以交互方式由此產生階段性變化：物理旋鈕/按鍵——數字觸屏——語音控制——多模態交互。

多模態交互的方式現有最常見的有觸控、語音、手勢。但在車載系統的設計中，這些交互方式必須緊扣實際場景下的交互方式與用戶需求來設計。

1. 物理旋鈕/按鈕

從戰鬥機演變過來的傳統物理旋鈕，在用戶按下功能鍵的一觸即達，不是觸控能產生的快感。而且物理旋鈕比觸控調節要省時安全得多，比如調節空調溫度，物理旋鈕可以給駕駛者一個調節刻度的觸感，方便調節，這是觸控所做不到的，而且觸控調劑明顯交互成本會增加。影響安全駕駛。

2. 觸控

觸控一種是通過按鍵控制；一種是通過觸屏控制。都是通過不斷的觸控功能按鈕行程鍛鍊肌肉記憶，現在的趨勢越來越趨向重觸屏、輕按鈕，這樣不僅系統迭代成本小，功能可以動態分佈。但是對於一些精準調節的功能還是按鍵控制好一些。

3. 語音交互

語音交互被認爲是車內場景下最自然的交互方式，基本會有三個場景：快速控制車輛場景；連接一切場景；主動服務場景。

語音控制的前景主要在於兩個因素，一個是可以把除了界面以外的利用起來，一個可以與HMI自由交談，二是最小化HMI手動操作產生的干擾，增加安全性。

語音交互作爲新一代的交互模式，通俗的講，就是用人類最自然的語言（開口說話）給機器下達指令，達成自己的目的的過程，這一過程包括三個環節：能聽、會說、懂你。

4. 手勢

手勢交互是對語音交互、觸控交互的很好補充，能夠讓車主通過簡單的手勢和語音就能完成車內的交互任務，也是能夠增加交互趣味性、表達情感、傳達情緒的另一個自然交互方式。

常用的手勢：單指滑動（上下左右）、雙指滑動（左右）、雙指點擊等。

HMI的交互手勢不同於移動端。HMI的交互不僅用手指去操作，還有考慮用戶會高頻地使用手腕，因此橫向的滑動和點擊可以高頻。屏幕是固定在車上的，要規避掉一些不方便的手勢。比如雙指往上滑動就很不方便，向上推不靈活，也有阻力。

5. 生物識別

移動端的人臉識別技術已經有了飛速的發展。現在開始逐漸被汽車引用。人臉識別作爲有很強的自身個體差異性，人臉特徵成爲了驗證身份的最佳依據。

目前車內配備語音識別、面部識別、指紋識別、掌紋識別、虹膜識別、視網膜識別、體形識別、打字節奏、步態識別等。

功能：

開眼給大家分成了兩部分，第一部分是國內頭部“蔚小理”。

1. 國內頭部智能座艙

1）蔚來

蔚來的語音是科大訊飛提供的底層技術支持。配合交互機器人NOMI的表情設計、消除了人機對話冰冷生硬。據說NOMI的表情有48種。全車搭載了4個麥克風，可以調節單獨的座椅和空調。但是語音通用能力一般，很多應用不支持語音搜索。但亮點在於支持車窗，天窗等的程度控制。以及可以在多媒體上進行多倫的交互。

2）理想

在理想同學2.2版本中，可以四個麥克風同時控制互不影響。不同人的同一指令可以直接複製“我也要”就可以獲得同樣的設定。20秒連續對話。應用上基本都是所見即所說，可支持車輛中心、藍牙電話、喜馬拉雅、QQ音樂。

3）小鵬

Xmart OS v2.1.0 版本更新中新增的“全場景語音”功能，在當時就讓我覺得非常驚豔。車內分成的是雙音區但是通過語音可交互的基本都是所見即可說。小鵬連續對話不固定時長，只要有對話就一直出於喚醒的狀態。甚至氛圍燈顏色的調節，指令倒數第幾個都可以做到。

2. 前瞻智能座艙

1）BMW i4

交互搭建：語音+手勢+智能表面座椅+物理按鍵+ARHUD。

2）奔馳EQS

梅賽德斯-EQ之夜：“電”亮美好未來-20210418_嗶哩嗶哩_bilibili：https://www.bilibili.com/video/BV1u54y1j7pX?share_source=copy_web

交互搭建：語音+手勢+生物識別+ ARHUD。

四、智能座艙交互實戰

上篇《一篇帶你讀懂車載設計》中提到了交互的設計基本原則。所以我們直接主流座艙裡的幾個主要交互實戰原理，但不會太深，因爲下一篇我會主要說下語音交互。

1. 觸控交互

1）物理按鍵

早期的中控臺的屏幕只是顯示收音機的一些信息，絕大部分的面積都是容納超多的物理交互按鍵，這些按鍵基本都是靠觸覺的交互來實現人機溝通的。

這種物理按鍵要考慮人體工程學，用不同的觸覺方式，如按壓，如輕觸，如旋轉，並以不同的觸覺方式來劃分好固定的區域，儘可能地讓駕駛者熟悉後，就能夠盲操這些交互按鍵。其中的部分常用按鍵會集成到多功能方向盤上，以便駕駛者在駕駛中也能便捷操控。

然後隨着智能交互的發展，中控大屏的出現，物理交互按鍵開始逐漸減少。而中控大屏則佔據着越來越大，越來越重要的位置。

一直到中控臺的物理按鍵減到了近乎沒有的程度，這個時候已經駕乘人員已經無法靠觸覺來進行人機交互了（因爲屏幕信息是變化的，按鍵也是虛擬的，且觸碰起來千篇一律，沒有手感可言），而這個階段就逐漸轉成了視覺的交互，人們不在通過觸覺來進行人機溝通，而是主要通過視覺來進行操控。

也就是說你不能光摸了，靠手感（觸覺）來辨別物理按鍵了。而是要看着（視覺）來進行操控。

實際視覺爲主的溝通是符合人的認知規律的。根據某研究報告，人類獲取外界信息的渠道有83%是來自視覺，其他的如聽覺11%，嗅覺3.5%，觸覺1.5%，味覺1%。

但是如果純靠視覺來進行智能座艙的人機交互，人們還是會絕對諸多不便。尤其在駕駛期間，人的視覺注意力的90%都必須要投入到對路況的觀察中去，不大可能把視線長期投入到屏幕上面，和智能座艙進行交互。

2）手勢交互

你以爲2021年特斯拉Model S引開創了汽車大屏時代，其實1986年，美國通用集團旗下品牌別克汽車，在Riviera在車上搭載第一塊可觸控的中控屏幕，遠遠早於特斯拉。

除了上篇說的手勢交互的規則，說到手勢咱們一般想到的就是觸摸大屏，這次分享給大家一個物理按鍵與手勢結合不錯的案例。這次主要以ID.4爲例，ID.4運用的大量的觸摸式交互方式，對於直接換成大屏我覺得還是很友好的。比如交互方式有點觸、滑動、雙指觸控，按壓觸控反饋等這些在方向盤或者中控底部的按鈕進行觸控。

3）知識延展

除了觸控的交互還有非觸控手勢，比如在寶馬高端車型上有了很多懸空手勢操作，比如在空中食指畫圈，就可以調節音量之類的。

2. 語音交互

VUI（Voice User Interface）語音界面設計，語音交互的好處就是可以傳達情感、但交互準確性確實不如硬交互，但理想ONE全球首輛在車內放置四個全向數字麥克風。語音交互的重視程度可想而知。我之後會單寫一篇設計語音交互的文章，這篇先讓大家瞭解語音交互。

1）語音交互的原理：

自然語音的理解——語音識別——語音轉化語音。

2）語音交互需要的場景

語音控制的場景應用有兩個因素，一個是取代沒有在屏幕展示的功能，可以與HMI自由交談，二是最大限度地減少HMI手動操作產生的干擾，從而提高安全性。

① 功能場景

我們車內的場景是什麼樣呢？

一是當你下班回家，希望在開車過程中快速控制車輛、查詢信息、空調、座椅等。當你長途旅行時中途查詢服務區和加油站，以及行程規劃。二是用語音鏈接一切。車裡的音樂、副屏娛樂都可以快速喚起。所以我們需要做的就是快速控制車輛-鏈接一切+主動響應。

A. 快速控制車輛

基本功能包括調節車內氛圍燈，調節音量，調節車內空調溫度，調整車窗，調整後視鏡，快速控制車輛的本意就是幫助駕駛者更快的掌控車輛，減少注意力的分散，增加安全駕駛係數。

在遠途時語音交互作爲實現功能的一個入口，系統會理解駕駛員的語音指令，提供智能導航。除了被動的接受任務，還可以提供目的地推薦和行程規劃的附加服務。因爲系統通過整合餐廳，商場，服務區，再用算法爲駕駛者千人千面提供服務方案。

在這個場景下用戶的基本需求就是搜索路線，期望需求是可以同時彙報前方的服務站，興奮需求可能就是在搜索目的地時可提供的智能化的地點推薦。所以在我們設計語音交互的時候要結合業務產品定位，達到預期需求。

B. 車輛和駕駛者監控

在實時的駕駛過程中，可以隨時與詢問車輛性能和車輛狀態，比如胎壓、水箱的溫度、冷卻劑和機油。實時的信息詢問可以幫助駕駛者提前處理信息，當然到警戒臨界點的時候也要實時提醒。

除了對內監控當然也要對外監控，生物識別和語音監控的混合監控可以監控駕駛者的情緒。在適當的時候提醒駕駛者打起精神，以避免交通事故的發生。以及行駛長時間的疲勞語音提醒。

C. 在多媒體娛樂方面

開車場景，播放音樂和廣播是最高頻的操作和需求。我們出了提供除了簡單的播放，暫停和切換歌曲等功能外，還有一些收藏、登錄賬號、打開播放歷史、切換播放順序，以及直播互動更多的個性化的功能等待開發。

3）語音交互設計流程

我們先來階段科普下語音交互設計的流程，因爲基本語音交互都是外接第三方，但是作爲HMI設計師，也要了解整個語音交互的設計流程，這樣纔可以作爲設計語音形象的依據，能讓那個IP更好的貼合使用場景。

基本現在VUI的設計流程，和我們日常設計需求的流程相似，首先分析使用場景——創建用戶畫像和用戶旅程圖——設計聽覺IP——編輯腳本——梳理指令邏輯和交互——建立插槽庫——交付走查。

4）腳本設計

語音設備需要以一種自然對話的方式進行感知、認知以及輸出自然語言，在VUI設計過程中需要遵循識別前(聲音信號識別與優化) ——識別中（聲音信號的理解）——識別後（信息反饋及播報）。所以整個語音交互設計下來，核心是信息的接受和設計。

① 腳本清晰簡潔高效

語音指令斷句和語氣會讓駕駛者理解成本增加。以及明確肯定的問題也是防止用戶糾結的原則。

腳本的文案和UX設計的微文案有相似的邏輯，清晰的文案可以幫助用戶更好做出下一步的指令判斷，比如“登錄有誤，請重新登錄”用戶會認爲自己的操作失誤導致沒有登錄成功，可以優化成“當前系統未更新，請更新後再登錄”

簡潔的考覈指標就是是否能在正常的語速下不換氣一句話讀完。

人們獲取信息高效的方式往往是短時間記憶一個精簡的信息。比如“導航去天安門，全程14公里，預計需要30分鐘”。用戶其實記憶最深刻的就是30分鐘，所以不光要精簡信息，還要把重要信息放到後面。

② 符合生活，輪流交談

鼓勵用戶自然的表達同時機器也要給出自然的反饋，讓對話更加自然有以下方法。在交流的語境中用戶說話會省略一些表達，所以也要支持理解代詞和省略的表達，“今天天氣怎麼樣”+“明天呢？”

在語音對話過程中，除了要像兩個人對話一樣，還需要語音助手需要對用戶的回答進行引導和判斷，以及提供方案。比如用戶說“今天天氣挺好的”可以回答“今天天氣氣溫11度到26度，多雲轉晴現在晴，需要打開空調嗎？”引導用戶做出指令。

③ 容納錯誤

語音交互中必須要允許有容錯機制，基本容錯也是分場景處理的，一是沒聽清，這時會讓用戶再說一遍，二是聽清了但是不具備處理問題的能力，三是識別成錯誤信息，這是再次確認即可。

3. 人臉識別

A. 凱迪拉克XT4的解鎖系統

通用旗下首款全面應用車聯網創新“雲服務”的車型：凱迪拉克人機互聯網系統，它的人臉識別智能身份解鎖系統堪稱黑科技。

可以觸摸B柱的按鍵，就能激活汽車，B柱的液晶屏會進行人臉掃描識別。就會解鎖成功汽車，你就能發動汽車。

爲了方便你的親戚朋友使用這輛車，這套人臉識別系統還能添加多個用戶賬戶，可以實現多賬號解鎖使用，不僅要採集臉部數據，還要收集相關指紋，增加安全性。

B. 拜騰K-Byte Concept：雙重保險識別系統

它推出的首款SUV車型K-Byte Concept就以科技型配置主打市場，讓這輛車科技化變成一個亮點。

最具有科技水平的還要數那一套面部識別系統，它是把解鎖和啓動集爲一體，它也是把臉部識別區域設計在B柱上。

1）人臉識別的原理

座艙內部的人臉識別主要涉及三個部分：人臉檢測、人臉鑑別、人臉確認。隨着整個互聯網信息生物化，很多平臺都錄入面容信息，車機作爲萬物互聯的一個點，而且隨着更多移動端的使用場景移到車內，賬戶登錄，身份認證需要在車內進行。

2）使用場景

單純的交互會讓駕駛者更加不方便，比如只有語音，很容易產生誤指令、單純的觸控會讓駕駛員滿足不了三秒原則，語音、手勢、視覺等多個交互方式融合才能，才能讓智能系統能夠更準確、方便、安全地在各種場景和駕乘人員進行溝通。

《車載人臉識別系統到了哪種程度？不怕壞人用照片偷車嗎？》：https://www.sohu.com/a/256296919_116215

#專欄作家#

郝小七，微信公衆號：七醬設計筆記，人人都是產品經理專欄作家。蜻蜓FM高級UI設計師，5年工作經驗。專注於體驗設計，歡迎各位同學一起交流。

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