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HCI 前沿知识 - N1 

智能座舱开发中的人机交互与人机工程布置

丰田部分车型的多媒体系统上的Apple CarPlay®

今天是汽车HMI设计师：

我最喜欢苹果的UI啦

IOS的UI风格

 meta-

shadow：

设计师比较容易关注屏幕上的视觉和交互设计，而屏幕只是座舱交互体验中的其中一小部分，要实现安全、舒适和高效的用户体验，HMI设计师需要多了解汽车总布置的相关知识。

为什么？

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这个我不懂呢

看起来涉及很多硬件和工程问题

薛志荣：

因为汽车总布置对安全、舒适和高效都能产生直接或间接影响。汽车总布置，我们需要重点关注舒适性、空间、视野、操作和进出方便性、多屏的布置及人因约束。

未来出行实验室：

为此，我们在HCI前沿实战N1邀请了拥有15年经验的整车总布置专家-黄超俊，为我们带来 [ 智能座舱开发中的人机交互与人机工程布置 ] 的分享，下面有请主持人和嘉宾：

opus:

目前，国内的智能汽车领域，有哪些人机工程问题是特别容易被忽略的？还有哪些问题是暂时没有很好的解决方案的？

黄超俊:

在各个主机厂里，人机工程开发不是一个新的业务，有比较完善的开发体系。容易出问题的环节一般在新场景、新技术的工程开发方案中，新场景以智能驾舱空间拓展为例，空间拓展主要体现在座椅的移动、翻转能力上，此时我们需要根据场景需求定义座椅的总行程、可翻转方向及角度，重点考虑座椅移动或翻转后不同百分位人体的头部空间、横向空间、视野通透性、乘座舒适性、交互载体交互方式的易用性等等，进行全面性、系统性人机评估。

新技术上以零重力座椅为例，零重力座椅的人机设计标准是什么？零部件开发的标准是什么？怎么才能保证人坐在上面有零重力的感受？怎么进行设计验证？综上，这些都是目前人机工程里标准有欠缺的、迫切需要提升的地方。

补充一点，人机工程设计，一定要从人的角度出发考虑，怎样满足不同百分位的人体的需求且做到最优，主要从人的生理需求和心理需求两方面去剖析，生理需求考虑人体尺寸参数，各关节活动范围，视野视锥范围等；心理需求考虑环境的影响如氛围灯的颜色、交互提醒声音的匹配性等等。目前中国最新版人体标准数据库在还在搭建，什么时候能够公布，这个是行业都在期待的事情。

opus:

人机交互验证有什么方法？在测试时，如何从人机工程的角度评价设计的好与坏？

黄超俊

人机工程验证经历了软件验证、硬件验证、虚拟现实验证三个阶段。软件验证就是传统的开发软件进行设计验证分析，如RAMSIS人机分析软件，用于比较成熟，在次不过多说明。

硬件验证包括 Seating Buck 1:1 比例模型验证和人机柔性台架验证。Seating Buck一般用于单一项目整车架构尺寸和人机硬点设计验证，能够在项目早期暴露架构和人机方案风险点，进行风险规避和设计优化，避免项目后期的更改，提升设计品质。优点是验证匹配性高，缺点是验证周期长、累计成本高。

由于 Seating Buck 周期长、成本高，进而诞生了人机柔性验证台架，号称整车验证的变型金刚，其整车各系统可电动扩展，可模拟整车级的A级sedan也可模拟大型SUV的整车姿态，主要用于整车架构开发验证、整车级人机工程开发验证和人机交互方案验证，优点是验证周期块，一般3天内调整完成，累计成本低；缺点是为兼顾柔性带宽，台架型面的连贯性不好，整车的1:1匹配性较相对Seating Buck 差些。

VR 虚拟现实验证在国内的汽车验证处于起步阶段，不过在航空航天、轨道交通、医疗健康等领域已应用多年，近几年随着汽车新四化和虚拟技术迅速发展的支持，越来越多OEM 开始进行 VR 设计验证的探索，例如我曾搭建完成国内 OEM 第一个人机 VR 虚拟验证实验室，可开展整车级的虚拟装配、人机工程、HMI、PQ 和工艺等静态、动态虚拟现实设计验证，把两年后才上市的车做了系统性的工程诊断。另外据我所知，目前已经有1家 OEM 已经完成了模拟驾驶实验室的搭建，有2家正在建设自动驾驶虚拟现实实验室。

人机交互的验证和人机工程是验证方法差不多，不过建议不要再坐在办公室进行 HMI 的评测，而是在实车模型或真车里进行动态、静态的以客户真实体验为基础的评测，可以考虑采用 HMI 评测台架进行交互设计开发支持，类似人机柔性台架与 VR 虚拟现实验证的结合，至于如何评估设计好坏，以客户感受为出发点，以人性化设计为准则，以场景和车辆定位匹配为基准进行考虑。

opus：

在车企里，汽车人机工程需要关注的核心指标，以及需要遵从的规范有哪些？

黄超俊：

汽车人机工程指标包括进出方便性、野可视性、舒适性、空间和操作方便性五大方面，核心是舒适性和空间，电动车除此外由于电池的布置和造型风格的影响还需注重进出方便性和视野可视性，而随着智能语音的普及和多模交互技术的应用，以及内饰的简约化，大量的按键都集成到交互载体里，导致操作方便性的应用在逐步下降。

不过对于人机交互设计，操作方便性的重要度依然存在，除了交互载体的可触及性、交互热区的功能排布、交互控件可触及面积大小、常用按键的0层布局、触摸的灵敏度、触摸的响应度、触摸的反馈性、触摸的震动反馈效果等等，这些都需要交互工程师或者人机工程师详细考量的。

汽车人机工程需要遵从的规范除了法规要求外，更多的都是各 OEM 自我修订的设计标准和规范，这些要求是明显高于行业标准的，这套标准体系的建立除了“前人”的经验外，更多的需要自我的潜心研究，举例，我们以前修订人机标准、人机交互标准时都要遵循以下步骤开展：明确标准项目、场景分析、习惯调查、不同百分位人体生理尺寸分析、以往经验借鉴、标杆数据支持、初步标准修订、软件模拟验证、柔性台架主观评价验证、标准验证修正、标准评审、标准优化、标准发布；过程非常痛苦，不过往正向开发更进了一步。

opus：

刚才分享中，您提到仪表上图标、文字尺寸，这些规定来自哪里？依据是什么？

黄超俊：

第一我们研究过不同的人体尺寸，特别是人手指的触碰范围；第二，参考学术文献，不同按键的压强和范围可以参考；第三，我们也会做按键实物，然后去做主观评价，大家去感受哪种尺寸更好。其实就是理论分析加验证，去求得一个尺寸值，这块业务当时我们由人机分析实验室去承担。

opus：

现在有些车全面取消中控台的物理按键，您认为是否合理？可否从人机工程的角度，谈谈车内物理按键和软按键的规划？

黄超俊

我觉得取消中控台的物理按键符合汽车未来设计的要求，但不一定符合人机工程的要求。 

从目标人群习惯的角度去思考，如果这款车的目标人群是 95 后年轻人，作为他们的首购车，考虑他们是玩 iPad 、玩手机长大的，对传统车的操作没有太多习惯记忆，对汽车的物理按键就没有那么在乎，如果是这种情况，我认为是可以减少或取消大部分物理按键。但如果目标人群不是这部分人体，还是要适当保留物理按键，保留哪些物理按键呢？例如玻璃升降开关、外后视镜调节开关、双闪开关、空调除霜开关、SOS 开关等这些常用或紧急应用开关，如果这些按键都集成到大屏内（双闪开关法规不允许），其盲操的学习成本太高了，非常不符合人机工程的要求。

汽车的按键经历了物理按键到屏幕集成按键+部分物理按键发展阶段，部分物理按键还是有保留必要性的，趋势上主要集中布置在方向盘3点和9点钟方向这两个地方，触及性最优。

opus

开车过程中，有乘客在副驾娱乐，比如用副驾屏看视频，会不会影响驾驶安全？您认为副驾屏是未来智能座舱一个发展方向吗？

黄超俊

我觉得不一定会影响到驾驶安全。首先从视野上分析，人在开车的时候，视线主要集中在正前方，从可视性角度看，副驾屏所在的位置，主驾可视性较差，所以影响不大，但如果是中央显示屏的话，则存在有一定的风险每，因为此范围是容易进入驾驶员视野范围内的。

另外从听觉上分析，播放的声音的确，对驾驶员有一定的影响，不过这个风险可以解决，例如可以分左右音源，相互不影响，比如主驾用主机的声音，副驾用蓝牙的声音，这样可以实现避免声音的相互影响，规避驾驶风险。

副驾屏是不是未来趋势，我个人认为不一定。副驾屏、一字屏，目前的确是市场的热度需求，不过对副驾来讲的话，中控屏也能提供娱乐或者休息的功用，非副驾屏独有，具体还是需要从场景需求出发考虑。

opus

从人机工程角度来说，该如何考虑座舱内屏幕的尺寸？仪表、中控屏是越大越好吗？

黄超俊

先说组合仪表，屏幕尺寸以前大多是12.8寸，后来有10.25寸，现在9.3寸8.0寸都有。我个人觉得，要是匹配设计风格和人机工程融合的话，9-10寸会比较好一点，8.0寸的话，个人感受实在是太小了，IP整体匹配风格和UI设计都带来困难。另外，从人机工程角度来说，组合仪表屏如果小了，理论需要布置在离人体更近一点。

对于中控大屏来讲的话，我觉得大小跟整车的尺寸有一定关系。如果是横屏，A级车、B级车，15.6寸其实够用了。如果是一个大型SUV的话，可以尝试更大一点，17.3寸是个不错的选择。

从人机角度看，中控屏的大小和对前下视野的影响比较大，如果屏太大，除了内饰效果不协调，副驾安全气囊爆破有划破风险外，还造成前下视野变小，视野压迫感强等问题。所以，并不是屏越大越好，也不是屏越多越好，谢谢大家。

满满的干货，欢迎大家一起探索，不断地积累人机交互研究方法和实例。

shadow

HCI - N2 - 活动 ：人机交互设计什么？智能汽车数字仪表盘的HMI设计

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方式1：[ 人机交互设计知识库 ]

涉及XR、数字人、普适计算、智能座舱4个大方向。

方式2：[ 元宇宙·跨学科知识库 ]

涵盖元宇宙、虚拟空间、数字人、Web3、NFT、人工智能等跨学科内容。