联网汽车HMI用户界面设计研究

信息与电脑2018年第7期China Computer&Communication计算机工程应用技术联网汽车HMI用户界面设计研究李哲元（中国传媒大学，北京 100024）摘　要：HMI指汽车交互设备与交互界面，当今用户习惯以成熟的互联网产品为衡量标准评价汽车交互界面，更新陈旧的汽车交互界面，开发数字化配套服务，使之适应工业4.0标准、互联网+的大背景至关重要。笔者从美观性、易用性和安全性角度分析得出设计规律和相关准则。关键词：交互设计；网联汽车；HMI 中图分类号：TP11  文献标识码：A  文章编号：1003-9767（2018）07-015-03Research on HMI User Interface Design of Networked CarsLi Zheyuanproducts as the standard to evaluate the automobile interactive equipment, Redesign outdated interface, and develop new digital

Abstract:

HMI refers to the automobile interactive devices and interactive interface, the users prefer to take mature Internet

(Communication University of China, Beijing 100024, China)services, Let the HMI to adapt the industrial standard 4, Internet plus background is fatal, the author conclude the design rules and

related standards from aspects of aesthetics, usability and words: interaction design; networked car; HMI１　前言　目前的HMI设计问题中，行车和车况信息模型演变为V、汽车是当今世界研发投入最密集的运输工业设计产品。V2V、V2 X这三种复杂信息体系。汽车从代步工具和运输机随着5G技术、人工智能、机器学习、高性能芯片在交通工械装置为主的产品演变成了信息交流、处理、分析、学习的高具领域的应用以及互联网服务的发展，新的人机交互界面、度复杂的信息集成载体，需要交互设计在以行驶安全为第一前用户体验模式、内饰空间与基于人工智能的驾驶辅助系统正提条件下为司机的信息有效分类消化与高效简化传达负责。在形成一场汽车技术革命。如何在不增加用户操作负荷、视觉干扰疲劳和驾驶分心汽车行业在发展的近200年来，外观与内饰造型设计的前提下为用户提供必要信息，实现信息实时交互、自然交几近瓶颈阶段，想要打破旧有设计模式的办法之一就是转移互、多通道交互，如何设计出能最小化驾驶员注意力干扰的设计重心、拓展产品设计领域，所以各大厂商的设计重点从用户图形界面、最小化用户学习成本的交互逻辑框架。解决原有的外和内饰造型转移到了新的领域：即汽车互联和以的答案是考虑语境的以用户体验为中心的设计开发。用户体验为主的设计服务，在跟随和效仿以谷歌、微软等为２　ＨＭＩ的设计原则代表的互联网高新技术企业的产品思路上，面向数字化和电气化的主流趋势，以旧工业化发展的伟大工业技术储藏和遗2.1 设计语境留为基础核心之上，积极与互联网、物联网和人工智能等高针对语境判断，最适宜的方法是设计师转换身份进行情新产业相融合，达到延续经典汽车品牌的持续魅力和价值景模拟，列举出每一个语境下的交互细节、逻辑顺序、需求权的目的，同时预防被跨行业的新晋竞争品牌如特斯拉、乐视重、可实现性等，作出综合设计决策，这属于典型的满意解求汽车等驱逐出局的情形。于此孕育而生的数字服务如奥迪的解问题，即依据实现技术难度、开发成本、时间周期、项目资myAudi、蔚来汽车的NIO、特斯拉轿车的Tesla App、BMW金等限制条件得出一个最经济、有效率的交互方案。界面设计[1]的云端互联、奔驰旗下的Car2go等相关移动端应用产品。的好坏就体现在细节的处理上，这里的细节不是视觉风格和图作者简介：李哲元（1993-），男，甘肃兰州人，硕士研究生。研究方向：汽车交互。—　　　１５　　　—

计算机工程应用技术信息与电脑China Computer&Communication2018年第7期形界面，而是对于用户语境的揣测和把握的细腻，功能总能有定义下的顺序排布，时速、转速、车辆警告、碰撞检测、变向、意无意地在每个用例上契合用户的痛点，设计先于用户想到了信号灯提示、能源消耗、时间天气与来电提示等等信息都要需求点，超前的设计理念打破了用户的习惯和固有习惯模式，合理安排在形状不规则的LED显示板上。显而易见的是自动产生了用户粘性和依赖感。对于汽车品牌设计的影响力和用户驾驶前时代设计依旧要考虑司机驾驶为主的信息布局，除了忠诚度不亚于经年累月的宣传与投资。油料等信息被替换成了电量以外，基本的信息还是需要保留某些交互功能虽然不实用或者使用频率不高，但在特殊的，在有限的区域空间里，以保证安全性和可读性的前提下，的语境下满足了特殊消费者对于品牌设计的个性化需求，甚简化界面，简化装饰，隐藏不常用功能的同时保持功能在至在没有使用前用户就会对这些交互功能产生好感和信赖。线，在屏幕四周外围增加隐藏栏，增加滑动页面，减少信息2.2 颜色提示栏，拒绝Pop-up这种阻隔性的信息提示，多沿用手机端的合理信息展示方法，使车屏幕功能完善的同时不失美感和

颜色层次至关重要。首先，视觉重点区域颜色不能繁杂规整。

混乱，颜色搭配需要和谐统一。其次，颜色映射的信息逻辑要遵照用户习惯。最后，高级的设计还要考虑色彩心理学、2.6 多通道交互生理学以及种族文化问题，各类人群对于各个颜色波长的情HMI的交互模式包括触控、语音控制、手势控制、眼动感变化、视觉疲劳变化、心理情绪变化和文化习惯影响都是控制等等，在实际使用中往往选择多通道的交互模式，物理不一样的，针对不同的人群市场需要定制与调整设计方案。按钮和交互部件依然是最有效和最安全的交互主模式，辅以颜色是产品最直观的第一印象，良好的界面主题颜色需要统触控语音手势作为并行输入交互接口。目前流行的物理指针筹汽车造型颜色和内饰搭配颜色，做到协调统一且富有设计与数字图形显示混合的交互设备也是一种符合安全与科技要格调。求的选择。2.3 亮度与可视性2.7 字体在充足的阳光下和环境照明复杂的夜间，保证车内显示字体一般包括衬线体和非衬线体两种，还有粗、特粗、细、器的亮度和可视性需要良好的工程技术设计，HMI界面应多正常的细分。考虑可读性、功能性和安全性问题，汽车HMI以暗色作为背景来对比突出亮色的信息显示，同时，防止了的密集驾驶信息部分多采用非衬线体，而信息娱乐系统可以夜间对驾驶者的视觉干扰。加入带有装饰性和美观性的衬线字体。配套移动设备APP端2.4 图标设计则多使用安卓Roboto字体和iOS的San Francisco字体，也有如奥迪公司的HMI与APP都使用定制字体Audi Type这“限制条件”是警示类图标的关键点[2]。司机通常通过样的特例，其目的是强化突出品牌的连贯性和界面一致性。快速扫视认知图标信息。汽车警示图标是一个有着百年历史的设计，大部分司机已习惯了过去的图标所代表的含义，从３　ＨＭＩ配套设备的界面设计平面设计角度来说，这些图标造型包括图形型、文字缩写型、V2X是指网联汽车与其他任何智能联网设备、公路设施、拟人型等，警示图标大多采用了正负型的设计技巧，简洁流充电桩的连接关系。可穿戴设备中的手机是目前广泛普及开畅，识别度强，从含义上来说，有直接描述型、间接描述型、发中的服务载体，OEM借助第三方外包公司开发配套车型的结果预示型、隐喻型，为交互界面的通用图标。APP，为客户提供包括驾驶信息、导航辅助、车况查看、充相反，大尺寸的功能性图标往往有较自由的设计发挥余电监控、维修保养、分时租赁、遥控泊车与遥控加热等增值地，加入品牌家族的设计语言，精细加工如Mac OS精致细软件服务。腻的视觉图标，可以充分展现美学意味和审美特征。德系汽车奔驰与奥迪的图标就与时下的扁平化设计理念背道而驰，3.1 联网汽车APP突出阴影和立体感，还添加了很多光线特效来表现豪华质感，其软件交互设计采用以用户体验为中心的设计思路，通保持了历久弥新的经典感和时代沉淀感，加入了时代的科技过前瞻研究、用户调研、功能归纳划分、原型文档、低保真感，而对于新汽车品牌就只能跳过对历史的保留而迁就于设原型图、高保真设计图、功能开发、机型适配、测试评估与计潮流，从而注重年轻前瞻的风格。上线迭代的非线性设计流程进行敏捷同步开发。具有开发成2.5 监视器的信息布局本低、团队合作效率高、易修改、易维护的特点。数字信息应放置在关键区域。有根据眼动图和焦点图评3.2 信息娱乐系统估区域安排合理性的方案。关键区域的确定和界面至关重要，未来L4自动驾驶技术下的车载娱乐将是设计重心，驾其是信息层级的表达。按照重要程度、使用频繁度、类别群驶者与乘客摆脱了驾驶任务后，衍生出不限于音乐、电影、组、功能群组进行归纳整理后，以优先级顺序或者不同模式广播、社交媒体、游戏等的服务，车内饰空间将更接近于起—　　　１６　　　—

信息与电脑2018年第7期China Computer&Communication计算机工程应用技术居室和其他生活、工作、社交功能场所。餐饮、K歌、虚拟４　结　语　现实娱乐等将成为可能，彼时车载交互界面的布局、内容和本文旨在探讨网联汽车移动端设备的设计。随着5G时交互模式将产生革命性的变化。代的到来和人工智能技术的研发，无线通信在带宽与延迟方3.3 智能交通设施面得到极大改善，将促使包括自动驾驶、共享汽车、车与车、HMI对联网汽车的传感器、射频识别装置、雷达、摄像车与人、车与物的互联，势必会彻底改变整个智能汽车的头和网络数据采集到的周围设施信息进行处理、加工、综合设计面貌，从单一到复杂的信息设计过程中，设计师考虑的后反馈给自动驾驶系统并提示给乘客，合理的图形化设计显功能因素、美学因素、心理学因素、市场价值因素等也发生示和信息设计排布是HMI的设计重点。根据智能设施分类和了显著变化，交互层与造型层的一致性和协调性会显著提升优先级别，这些信息将被放置于HUD抬头显示器、三维导HMI的易用性、易学性、便利性、品牌识别性、视觉统一性，航地图和360度全景实时影像系统中[3]。最终为用户带来良好的智能汽车配套服务体验。3.4 智能导航系统参考文献随着高性能的GPU芯片硬件和实时渲染引擎的不断完[1]谭浩,谭征宇,景春辉.汽车人机交互界面设计[M].善，导航系统的地图界面将实现三维化、低时延化、高分辨北京:电子工业出版社,2015.率化、建筑贴图逼真化、地形环境真实化、可视角度自由化。[2]Cristian Knoll,Roman Vilimek,Inken Schulze.同时，随着Motion Graphic的交互动效和微动效的增加将，Developing the HMI of Electric Vehicles: On the Necessity

交互更加趣味化、丰富化，与简洁的图形界面形成对比，复of a Broader Understanding of Automotive User Interface

杂而有意味的动画提升了产品智能度和层次透视感，引发用Engineering[C]//Third International Conference.2014:293-304.户的联想和审美共鸣。同时，基于语音识别的导航路径规划[3]Edourad Thomas Largillier.基于层次分析过程(AHP)将更加精准，可靠性提高。辅以手机APP的地点输入和目的的汽车人机交互界面(HMI)逻辑框架的分析和设计[J].汽车地传输将使得导航系统更加完善。实用技术,2013(9):16-19.（上接第14页）障原因，从而在设计过程中加以防范。一个最小割集中的每参考文献个子事件同时失效时，该最小割集失效，则导致顶事件必然[1]龚庆祥.型号可靠性工程手册[M].北京:国防工业出发生，因此，对于一个软件系统，应尽量减少最小割集，尤版社,2007.其是低阶最小割集的存在。以某软件为例，测试人员可向设[2]冯济舟,刘洪喜.基于系统软件测试典型案例简析[J].计人员建议考虑通过增加X1、X2三个模块的与门逻辑，降航天标准化,2015(1):46-47.低单个模块发生故障从而导致整个系统发生故障的风险。[3]中国人民解放军总装备部.军用软件安全性设计５　结　语指南:GJB/Z 102A-2012[S].北京:中国人民解放军总装备测试人员将故障树分析法作为一种辅助手段，可以梳理部,2012.系统内在逻辑关系，全面分析系统设计的薄弱环节，通过提[4]任颖,李华伟,张杰,等.基于故障树分析法的软件高软件测试针对性来确保关键模块的可靠性，以达到提高软测试技术[J].实验室研究与探索,2011(8):78-80.件系统可靠性的目的，取得事半功倍的效果。[5]李志博.于磊,侯雪梅,等.基于结构重要度的AGREE

与此同时，利用故障树分析法，按照分析-测试-改进-软件可靠性分配方法[J].计算机应用与软件,2014(12):45-47.再分析的步骤循环进行，逐步消除软件中的潜在隐患，可以[6]漆莲芝,张军,谢敏,等.故障树分析测试用例生成使软件的可靠性获得稳定增长，对于提升软件成熟度也起到技术研究与应用[J].信息与电子工程,2010(5):594-597.一定的辅助作用。—　　　１７　　　—