自動駕駛與人機界面

寂靜天花板

隨著自動駕駛逐漸成為現實，人機界面也將發生巨大的改變，以適應其在駕駛和工作及娛樂模式之間的快速切換。
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大多數有關自動駕駛的討論都集中在傳感器上，如何通過數據的收集來通知車輛的控制系統，以及控制系統通過怎樣的技術作出決定并采取行動。隨著自動駕駛車輛逐漸走進人們的生活，人機界面也將發生巨大的革命性的改變。
        在車輛執行駕駛任務時，人機界面工作的對象就轉向了駕駛員，讓他們在注意力不會過度分散的情況下可以處理工作或從事娛樂活動。此外，人機界面的設計還要能夠讓其在駕駛和工作及娛樂模式之間的切換變得更加簡單容易。在未來相當一段時間內，人還是不會完全從駕駛中解脫出來。
        “我們的研究表明，在車輛完全具備自動駕駛功能時，人還是會手動控制車輛的，大約占三分之一的行車時間，尤其在短途行車時，”偉世通全球電子創新開發高級副總裁TC Wingrove說道。“在另外三分之二時間里，他們希望汽車可以自行駕駛。對長途或較沉悶無聊的旅途來說，自動駕駛的時間很可能會更長一些。”

4 O1 s; j  J: d% V$ ONuance公司Pavan Mathew稱，未來人機界面所顯示的內容也會逐漸發展改變，從今天的音樂到未來還可能包含視頻等信息。
4 n  S+ x) \( g& _6 k        在自動駕駛模式下，當遇到與其他車輛或行人相關的潛在危險時，如何及何時向駕駛員發出警告并不是一件容易的事。在半自動駕駛車輛上，系統需要決定在何時以及如何對駕駛員發出警告。而對全自動駕駛車輛來說，人機界面系統可能會提醒車內人員車輛會進行自動剎車或轉向，這樣他們不會受到驚嚇。在復雜的汽車電子世界中，要想做到這一點需要整個供應鏈上下游的通力合作。
        “可以通過message broker（信息經紀人）來提取車輛網絡中的信息，并將其轉化成普通的格式，比如HTML 5，”捷豹路虎公司未來信息娛樂系統負責人Matt Jones說道。“這樣很容易從速度計、溫度計及其他設備中共享信息。這也需要所有OEM可以齊心協力，創建一個統一的方式。”
( M; C1 R/ |! E( \. A        多種模式
& T3 v9 U! X6 ~2 Q        人機界面根據條件的不同會采取不同的工作方式。有時候，需要人手動駕車，比如在交通擁擠的城市路況中。其他時候，他們可以選擇開或者不開。
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1 F5 G  `) f: l; V7 w8 r        “駕駛員可以從駕駛模式切換到工作模式，這樣他們就可以收發郵件或讓車載系統將郵件讀給他們聽，”IAV公司業務單元總監Ingo Krueger說道。“他們希望可以獲得在飛機或火車上一樣的工作體驗。”
        在確保安全的情況下讓駕駛員可以享受娛樂或做一些有創造性的事具有一定的挑戰性。但是這也將使人機界面變成體現產品差異化的一個關鍵因素。
8 t1 e1 G; @0 f4 ^/ E. m' N        “車輛的聯網性能和娛樂功能已經成為影響消費者購買決定的重要因素，”Nuance Automotive公司高級總監Pavan Mathew說道。“隨著自動駕駛技術應用的不斷深入，我們甚至可以看到其他一些功能也在逐漸成為人機界面系統的一部分，比如視頻流。當然，可用性和安全性依然是首要因素，汽車制造商需要確保與信息娛樂相關的功能或服務不會分散駕駛員的注意力。”
        現在被視為會導致駕駛員分心的一些行為最終對自動駕駛來說會變成常態。但是，汽車能夠主動地按照非預設的方式安全駕駛，這也還需要很長的時間才能夠實現。一旦出現危險的狀況，坐在駕駛室的人要能夠馬上集中注意力，開啟手動駕駛模式，因此人機界面這時候需要將其工作職能轉變到駕駛上。
7 B# [) N. H/ |, h        “對于部分自動駕駛車輛來說，在系統設計方面有些非傳統的挑戰需要得到解決，”偉世通技術員Michael Tschirhart說道。“其中一個挑戰比如說控制權的轉移，包括從車到人，及從人到車。在前一種情況下，車輛需要確定駕駛員的狀況，是否準備好可以接管車輛的控制權，這點非常重要。同樣，在后一種情況下，駕駛員也要了解車輛的狀況，確定其是否可以自動駕駛車輛。”
        人及特殊情況
- e$ v: j! ~; l- X        車輛的自動控制系統已經能夠處理一些常規性的任務，比如車道保持，或根據周圍車輛的行車情況來調整車速，保持安全距離。但是對于一些突發事件，往往需要較為主觀的行動，這時候就需要駕駛員的參與了。
        當需要駕駛員駕駛車輛時，人機界面需要將駕駛員的注意力集中到前方道路上。其中一個挑戰就是要判斷駕駛員的目光是對著道路還是看向其他地方。

人機界面的角色在自動駕駛實現的進程中將發生改變，從最初簡單的信息輸入到更多的娛樂功能，甚至是警報功能，提醒駕駛員什么時候需要手動接管車輛的操控。
, a5 Z2 b( l2 k1 `$ \/ d        “一些比較關鍵的操控決策，比如駕駛、轉向、速度調節等，將取決于駕駛員的狀態，”FEV北美汽車電子副總裁Stephan Tarnutzer說道。“因此，對自動駕駛車輛來說，駕駛員狀態監控將成為一個至關重要的安全性功能，成為功能安全非常重要的一部分。”
        對產品開發人員來說，一方面要盡可能早地提醒駕駛員集中注意力，這樣他們才有足夠的反應時間，另一方面又要避免發出錯誤的警報，因此需要在這兩者之間尋求一種平衡。此外，不同情況下警報也應該不同，以示區別，比如當駕駛員在駕車時，或在閱讀或從事其他分散注意力的活動時就應該區別對待。
1 x% U4 q$ K, ~/ l        “駕駛員監控系統對半自動駕駛系統來說可以算是一種提升，這樣駕駛員就有足夠的時間對潛在的危險作出反應，并為接管車輛的駕駛權做好準備，”偉世通全球知識產權總監Brian Daugherty說道。“一旦感知到駕駛員是在分心的狀態下，系統就會發出警報。”
        光帶提醒
        今年年初，奧迪一款自動駕駛概念車全程在無人干預的模式下從舊金山開到了拉斯維加斯的CES展現場，這種解放雙手的駕駛概念對一直以來需要將眼睛集中在道路上的司機來說還是一種新鮮事物。在車內有一個簡單的光帶，通過閃爍來提醒駕駛員什么時候需要將手放在方向盤上。
; W. }; g. O5 P3 m8 \        “我們的目標是采用比較成熟的人機界面技術，沒有奇怪的按鍵或其他新技術，”大眾集團北美電子研究實驗室項目負責人Daniel Lipinski說道。“我們最后采用了LED光帶。綠色表示正常，黃色則表示要準備好手動駕駛。當駕駛員接管對車輛的控制后，他們要按兩個按鈕。因為我們不想讓其他人不小心關閉了控制系統。”
! Z. y+ {* @' V7 |5 x" X        如果駕駛員的注意力沒有完全離開車輛的行駛狀況的話，簡單的燈光提醒是沒有問題的。但是在駕駛員習慣了車輛自動行駛時，他們會希望處理一些工作或進行一些娛樂。而這會帶來一定的挑戰，尤其對監控駕駛員狀態的攝像頭來說。
* F) U7 Y  s3 ^        “只監控某一個因素比如眼鏡是不夠的，”IAV公司Krueger說道。“要想真正掌握駕駛員當前的狀況，可能需要監控多個因素，這樣才能知道駕駛員需要多長時間可以重新接管對汽車的控制。”
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