浅谈车辆上的人机交互

许婷婷　周远辉

摘 要：本文主要通过探讨几种应用在车辆上的常见的人机交互方式，通过对比分析相关的问题来了解车辆上不同人机交互方式之间的差异与优劣。

关键词：人机交互 手机互联 手势识别

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

随着科学技术的发展，车辆变得越来越智能，人们越来越注重舒适性，便捷性，人机交互变得尤为重要。人们对人机交互的要求也越来越高，尤其是在车辆行驶过程中希望能够安全便捷的对车辆进行控制。车辆使用中常见的人机交互有按键、旋钮、触控、语音识别、手势识别等。本文针对其中几种方式进行简单的对比探讨。

2 语音交互

语音交互使用的是语音识别技术，所谓语音识别技术就是让计算机（或机器）通过识别和理解过程把人类的语音信号转变为相应的文本或命令的技术。本文中的语音交互是用户通过语音与车辆交互，车辆通过车载扬声器、中控屏与用户交互，用户可以通过方向盘按键或指定关键词唤醒语音交互。

语音交互与传统的物理按键、触摸操作相比较，可以让驾驶人员在不用视线转移及手离方向盘的情况下，轻松安全的完成对车身、娱乐、导航等功能的操作;语音交互因其便利的人机交互操作方式，可以让驾乘人员感到更多的驾驶、乘车及旅途乐趣（图1）。

语音唤醒：用户可以通过唤醒词、中控屏或者方向盘按键唤醒语音交互功能。

语音免唤醒：部分常用的用户需求，用户可以直接表达，语音交互功能唤醒的同时进行语音识别。

唤醒+指令：用户无需通过唤醒词唤醒后再表达，结合唤醒词一句话表达完意图，语音助手唤醒同时进行识别。

二次交互：在特定的场景下，用户可以与车辆进行多轮交互。

语音打断：语音播放过程中，用户可以打断，并说出新的指令。

唤醒词变更：用户可以更换唤醒词。

语音纠错：用户可以重新输入语音指令。

语音助手发音定制：用户可以根据自己的喜好更换语音机器人发音。

退出语音：车辆退出语音交互功能。

娱乐类语音交互：用户可以通过语音控制娱乐相关的功能（导航、音量、音乐、视频、收音机、电话等）。

车控类语音交互：用户可以通过语音控制空调、天窗、灯光等功能。

当前语音交互缺点：用户口音不标准时精准识别较为困难，车内噪音较大时不易识别指令。

3 手势识别

手势识别技术主要包括手势分割、手势特征提取、静态手势识别、动态手势识别等。目前应用在车辆上的手势识别通常通过车内传感器以及摄像头来实现。可以通过预设手势指令来对车辆相关功能进行控制。

交互说明：1.多指滑动指三指及三指以上的滑动操作;2.图示中橙色框代表仪表显示屏，蓝色框代表娱乐系统显示屏;3.图示以外的手势操作均无响应;4.AR导航启动和切换时间需要3-5秒，需要仪表本地考虑转场动画;5.状态机的判断处理逻辑由仪表端处理：娱乐系统负责将滑动切屏请求发给仪表，仪表判断是否接收切换或切换到哪个界面，仪表判断处理后，将相应功能界面的切屏请求反馈给娱乐系统，娱乐系统再将相应的信息通过LVDS传输给仪表。

实际应用过程中可以预设更多手势指令来实现更多的功能控制，比如三根手指向上滑动和向下滑动分别来调节调节多媒体音量，手指顺时针花圈和逆时针花圈来进行上一曲和下一曲的歌曲切换等。

当前手势切换的缺点：驾驶员手会离开方向盘，和语音交互相比不利于驾驶安全，手势较多或者较为复杂时不利于记忆，容易误操作。

4 手机互联

手机是现代人最常用的工具，几乎时刻携带在身，让手机与车辆互联可以让用户更方便的对车辆进行控制。手机互联技术是一种低成本的车联网应用方案，其中以手机投屏映射到车机的方案应用最为广泛。手机投屏技术是将手机的屏幕内容投射到车机上，实现将手机屏幕上常用功能在车载导航屏幕上应用的一项技术，既能利用手机的运算能力，又能充分利用车载导航的大屏，以及车载音响的音效的能力。

1、用户可以在中控屏上控制手机，使用手机资源;

2、用户可以在中控屏上查看手机界面;

3、用户可以在中控屏上操作连接、控制手机;

4、用户可以中控屏上查看互联界面;

5、用户可以通过语音、方向盘按键、中控屏等控制手机互联应用;

6、用户可以通过手机互联在车上播放手机端的音乐。

当前手机互联缺点：增加手机功耗。

5 蓝牙钥匙

蓝牙钥匙也属于手机互联的一种，从名称也可以看出，主要实现钥匙功能。和上文提到的偏娱乐性的手机投屏交互功能不同的是，蓝牙钥匙会关系到车辆安全。蓝牙钥匙是在距离车辆较近的情况下，可以使用手机蓝牙进行车辆控制的一种功能。蓝牙钥匙可实现物理钥匙的主要功能，比如四门解闭锁，后备箱解锁等相关操作。实现更便捷的车控操作。并且实体钥匙有的功能它都有，实体钥匙没有的功能它也有，比如：远程钥匙授权、远程启动车辆、远程热车以及冷车等功能。

用户通过手机APP进行远程/蓝牙车控操作后，手机APP将“蓝牙车控操作指令”通过蓝牙发送给 IVI、将“远程车控操作指令”通过无线网络发送给后台服务器再由后台服务器转发给IVI。IVI将收到的远程/蓝牙车控指令通过CAN网络发送给对应的执行单元（BCM，AC，SMM）。执行单元执行完指令后，将执行结果按照原路返回给用户。

当前的蓝牙钥匙可以实现较多功能，减少物品的携带，但是仍然需要拿出手机进行操作，能够实现无感进车的蓝牙钥匙已经在研发中，期待能够尽快普及到车辆上，让车辆使用更便捷。

6 结论

当前的人机交互方式仍然各有优缺点， 按键控制这种传统的人机交互方式还是无法完全取代，在后续智能座舱不同应用场景上难免出现一些问题，故在一些安全等级较高的应用场景，往往会采用两种甚至两种以上的生物识别技术进行验证。随着科学技术的发展，相信车辆上的人機交互会越来越成熟，越来越安全、舒适。

参考文献：

[1]冯琳.手势识别在车载多媒体系统中的应用综述[J].科教文汇，2020，（25）.

[2]董国超，寇净磊.语音识别技术及应用综述[J].内蒙古科技与经济，2009，（15）.