自动驾驶与人机界面

寂静天花板

随着自动驾驶逐渐成为现实，人机界面也将发生巨大的改变，以适应其在驾驶和工作及娱乐模式之间的快速切换。
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大多数有关自动驾驶的讨论都集中在传感器上，如何通过数据的收集来通知车辆的控制系统，以及控制系统通过怎样的技术作出决定并采取行动。随着自动驾驶车辆逐渐走进人们的生活，人机界面也将发生巨大的革命性的改变。
在车辆执行驾驶任务时，人机界面工作的对象就转向了驾驶员，让他们在注意力不会过度分散的情况下可以处理工作或从事娱乐活动。此外，人机界面的设计还要能够让其在驾驶和工作及娱乐模式之间的切换变得更加简单容易。在未来相当一段时间内，人还是不会完全从驾驶中解脱出来。
“我们的研究表明，在车辆完全具备自动驾驶功能时，人还是会手动控制车辆的，大约占三分之一的行车时间，尤其在短途行车时，”伟世通全球电子创新开发高级副总裁TC Wingrove说道。“在另外三分之二时间里，他们希望汽车可以自行驾驶。对长途或较沉闷无聊的旅途来说，自动驾驶的时间很可能会更长一些。”
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Nuance公司Pavan Mathew称，未来人机界面所显示的内容也会逐渐发展改变，从今天的音乐到未来还可能包含视频等信息。
在自动驾驶模式下，当遇到与其他车辆或行人相关的潜在危险时，如何及何时向驾驶员发出警告并不是一件容易的事。在半自动驾驶车辆上，系统需要决定在何时以及如何对驾驶员发出警告。而对全自动驾驶车辆来说，人机界面系统可能会提醒车内人员车辆会进行自动刹车或转向，这样他们不会受到惊吓。在复杂的汽车电子世界中，要想做到这一点需要整个供应链上下游的通力合作。
“可以通过message broker（信息经纪人）来提取车辆网络中的信息，并将其转化成普通的格式，比如HTML 5，”捷豹路虎公司未来信息娱乐系统负责人Matt Jones说道。“这样很容易从速度计、温度计及其他设备中共享信息。这也需要所有OEM可以齐心协力，创建一个统一的方式。”
多种模式
人机界面根据条件的不同会采取不同的工作方式。有时候，需要人手动驾车，比如在交通拥挤的城市路况中。其他时候，他们可以选择开或者不开。
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“驾驶员可以从驾驶模式切换到工作模式，这样他们就可以收发邮件或让车载系统将邮件读给他们听，”IAV公司业务单元总监Ingo Krueger说道。“他们希望可以获得在飞机或火车上一样的工作体验。”
在确保安全的情况下让驾驶员可以享受娱乐或做一些有创造性的事具有一定的挑战性。但是这也将使人机界面变成体现产品差异化的一个关键因素。
8 S) I" b. G* x! e- p7 H% W' i( C“车辆的联网性能和娱乐功能已经成为影响消费者购买决定的重要因素，”Nuance Automotive公司高级总监Pavan Mathew说道。“随着自动驾驶技术应用的不断深入，我们甚至可以看到其他一些功能也在逐渐成为人机界面系统的一部分，比如视频流。当然，可用性和安全性依然是首要因素，汽车制造商需要确保与信息娱乐相关的功能或服务不会分散驾驶员的注意力。”
现在被视为会导致驾驶员分心的一些行为最终对自动驾驶来说会变成常态。但是，汽车能够主动地按照非预设的方式安全驾驶，这也还需要很长的时间才能够实现。一旦出现危险的状况，坐在驾驶室的人要能够马上集中注意力，开启手动驾驶模式，因此人机界面这时候需要将其工作职能转变到驾驶上。
8 D& b0 q4 P( s3 l! p“对于部分自动驾驶车辆来说，在系统设计方面有些非传统的挑战需要得到解决，”伟世通技术员Michael Tschirhart说道。“其中一个挑战比如说控制权的转移，包括从车到人，及从人到车。在前一种情况下，车辆需要确定驾驶员的状况，是否准备好可以接管车辆的控制权，这点非常重要。同样，在后一种情况下，驾驶员也要了解车辆的状况，确定其是否可以自动驾驶车辆。”
' `9 O' K- f6 H人及特殊情况
, @" M' n2 q0 M车辆的自动控制系统已经能够处理一些常规性的任务，比如车道保持，或根据周围车辆的行车情况来调整车速，保持安全距离。但是对于一些突发事件，往往需要较为主观的行动，这时候就需要驾驶员的参与了。
0 ^% z3 j. q: K% W* e( m/ J当需要驾驶员驾驶车辆时，人机界面需要将驾驶员的注意力集中到前方道路上。其中一个挑战就是要判断驾驶员的目光是对着道路还是看向其他地方。
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人机界面的角色在自动驾驶实现的进程中将发生改变，从最初简单的信息输入到更多的娱乐功能，甚至是警报功能，提醒驾驶员什么时候需要手动接管车辆的操控。
“一些比较关键的操控决策，比如驾驶、转向、速度调节等，将取决于驾驶员的状态，”FEV北美汽车电子副总裁Stephan Tarnutzer说道。“因此，对自动驾驶车辆来说，驾驶员状态监控将成为一个至关重要的安全性功能，成为功能安全非常重要的一部分。”
% |4 X+ c) C: ^! F对产品开发人员来说，一方面要尽可能早地提醒驾驶员集中注意力，这样他们才有足够的反应时间，另一方面又要避免发出错误的警报，因此需要在这两者之间寻求一种平衡。此外，不同情况下警报也应该不同，以示区别，比如当驾驶员在驾车时，或在阅读或从事其他分散注意力的活动时就应该区别对待。
“驾驶员监控系统对半自动驾驶系统来说可以算是一种提升，这样驾驶员就有足够的时间对潜在的危险作出反应，并为接管车辆的驾驶权做好准备，”伟世通全球知识产权总监Brian Daugherty说道。“一旦感知到驾驶员是在分心的状态下，系统就会发出警报。”
: ]5 c7 W+ e. e- y, Z: Q光带提醒
今年年初，奥迪一款自动驾驶概念车全程在无人干预的模式下从旧金山开到了拉斯维加斯的CES展现场，这种解放双手的驾驶概念对一直以来需要将眼睛集中在道路上的司机来说还是一种新鲜事物。在车内有一个简单的光带，通过闪烁来提醒驾驶员什么时候需要将手放在方向盘上。
“我们的目标是采用比较成熟的人机界面技术，没有奇怪的按键或其他新技术，”大众集团北美电子研究实验室项目负责人Daniel Lipinski说道。“我们最后采用了LED光带。绿色表示正常，黄色则表示要准备好手动驾驶。当驾驶员接管对车辆的控制后，他们要按两个按钮。因为我们不想让其他人不小心关闭了控制系统。”
2 @% I" T t6 k. [' v5 X# Z# }1 r如果驾驶员的注意力没有完全离开车辆的行驶状况的话，简单的灯光提醒是没有问题的。但是在驾驶员习惯了车辆自动行驶时，他们会希望处理一些工作或进行一些娱乐。而这会带来一定的挑战，尤其对监控驾驶员状态的摄像头来说。
“只监控某一个因素比如眼镜是不够的，”IAV公司Krueger说道。“要想真正掌握驾驶员当前的状况，可能需要监控多个因素，这样才能知道驾驶员需要多长时间可以重新接管对汽车的控制。”
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