HMI最初被應用於汽車收音機和卡帶/ CD娛樂設備的替代品，之後在其中增加了導航功能，使之成為了一個信息娛樂系統，這在新車中已經有多應用了。但其在設計上卻各有不同，有的是橫向顯示屏、有的是豎屏設計，也有一些則是無縫集成到了車輛的儀錶板中。
通常情況下，它們都採用了智慧型手機和平板電腦使用的光滑玻璃觸控螢幕，使人機界面感覺熟悉且易於使用。如今，信息娛樂系統已經通過Android Auto和Apple CarPlay等應用程式進一步集成了智慧型手機功能。
隨著技術不斷應用於我們的車輛，從高級駕駛員輔助系統（ADAS）到改變內部裝飾照明的顏色，信息娛樂HMI已成為車輛駕駛艙和控制裝置的核心部分。整合更多控制功能的舉措也使得汽車製造商可以從儀錶盤上移除傳統的機械按鈕和開關，進一步提升了汽車內飾設計的時尚美觀。在這裡，我們將看看各種汽車HMI用戶界面，以及它們對司機的用戶體驗意味著什麼：
汽車人機界面設計的關鍵因素
汽車HMI的設計有幾個基本要求，其中安全性是最重要的。對於HMI來說，安全包括防止駕駛員分心。通過HMI隨時可以訪問多種功能和特性，可能會導致駕駛員暫時將視線從道路上移開，以選擇其他音樂曲目或閱讀簡訊。HMI用戶界面（UI）的設計應該是直觀且易於操作的，以便駕駛員僅在最短的時間內分心。
汽車HMI的特定標準的開發仍處於起步階段，但是，國際標準ISO 15005：2017規定1.5秒的掃視時間足夠司機從車輛的運輸信息和控制系統中收集信息。一些HMI在車輛移動時監視駕駛員的互動。如果花太多時間選擇不同的功能或訪問特定的功能，（例如新聞標題），則HMI會向駕駛員發出警告。在這種情況下，觸控螢幕可能是輸入法，儘管使用語音助手對於某些功能來說是更安全的選擇。
HMI採用的另一個推動力是需要為一系列複雜功能提供更直接的界面。該要求對半自動和全自動駕駛的車輛有效，在這種情況下，所需的控制與駕駛員的控制有很大不同。同樣，化石燃料動力汽車的儀表和錶盤與電動或混動車所需的儀表和錶盤不同。LCD觸控螢幕提供了極為靈活的HMI，可在其上創建直觀且易於操作的UI。經過仔細的計劃和設計，整個用戶體驗（UX）產生了一個可視化體系結構，從而簡化了導航。
對於汽車製造商而言，HMI提供了一種區別其車輛平臺與其他製造商的平臺的方法。UX在其中起著很大的作用，其中針對所有製造商的不同車輛型號開發了標準UI。開發自定義圖標、符號和字體對於嵌入式開發人員來說是一件苦差事。不過，對這個細節的關注很容易讓消費者進行比較和對比，而且越來越成為選擇車輛過程中的一部分。
對於車主來說，一個靈活的HMI允許對車輛的各種功能進行個性化處理，從而創造出適合其心情的和長途旅行的體驗，並使製造商的品牌體驗帶入生活。舒適性和內部照明控制是其設計的個性化功能。
HMI技術
HMI設計人員具有大量經過試驗和測試的技術，可可以在這些技術上構建和控制UI。投射電容式觸摸（PCAP）感應控制項已成為常態。
通過語音控制，補充這些輸入方法的是觸覺、手勢（觸摸和空中）、接近和力檢測、眼動追蹤以及機器學習。
語音識別
基於機器學習的語音識別應用預計在未來幾年將顯著增長，研究公司Tractica估計，基於人工智慧的語音智能助手將在HMI中扮演重要角色，到2025年，全球市場價值將達到46億美元。在短短幾年內，80%的汽車人機互動系統將集成語音識別系統，但不包括智慧型手機助手應用程式，例如Google Voice和Apple的Siri。語音命令最常用於控制媒體播放器，在導航功能中設置想要的目的地，以及操作附帶的智慧型手機來打電話。隨著機器學習算法的發展，語音識別將足以控制ADAS的功能和舒適控制。
高性能汽車級別的應用處理器和推理引擎的可用性，將允許使用更複雜的自然語言算法，這些算法更容易適應區域性口音和更廣泛的聲音範圍。除了神經網絡外，數字語音處理技術還將幫助消除其他車輛乘員的背景噪聲、輪胎和風噪聲，並拒絕來自廣播節目和其他媒體源的虛假命令。語音用戶界面還需要可配置的語音輸出，以確認語音命令、詢問相關問題和其他雙向對話。從安全的角度來看，使用語音控制非常有意義，它可以讓司機的眼睛一直盯著路面，而不是被觸控螢幕上的選項分散了注意力。
觸摸控制
投射電容式觸摸技術非常先進，具有管理大型顯示表面的能力。例如，特斯拉使用了一個15英寸的縱向觸控螢幕。屏幕需要適應從明亮到黑暗的各種環境光條件。高對比度、高亮度的顯示面板對於部署成功的UI至關重要。不建議在車輛中使用小型觸控螢幕，因為它們會分散駕駛員的注意力，影響安全駕駛。也就是說，同時顯示太多信息的大屏幕同樣會分散司機的注意力。
UI / UX設計是至關重要的，它需要一個經驗豐富的團隊來了解駕駛員如何以最小的注意力與UI進行交互，安全性和可用性至關重要。PCAP功能通常集成到微控制器或應用處理器中，多點觸摸電容式觸摸控制器已成為常態，因此可以適應手指手勢（例如捏和拉伸）。觸摸按鈕、滑塊和滾輪UI功能被實現為觸摸表面，並且在操作過程中可聽到的音調給用戶反饋。
觸控螢幕的增強功能包括使用振動觸覺傳感器來提供用戶反饋、接近檢測和力檢測，接近檢測可以激活觸控螢幕。
當手指靠近屏幕時的選項，力檢測是一個相對較新的發展，它創造了一種3D用戶體驗，該體驗比其他應用更適合某些應用 —— 例如，允許使用一個更積極的虛擬按鈕圖標，而不是僅僅把手指放在觸控螢幕上。多點觸控力檢測也有利於駕駛員戴手套時的操作。
用於汽車應用的觸覺傳感器的開發仍在繼續，一些高端汽車製造商正在將觸覺技術集成到其HMI中。一個例子是一種空中觸覺技術，其中手跟蹤技術和一系列超聲揚聲器用於形成和跟蹤人手可以感覺到的超聲模式。通過這種方式，各種三維超聲形狀可以在空氣中形成，比如一個圓形的控制旋鈕，指尖可以感覺到並似乎能握住它。通常，這些形狀是在控制界面上方幾英寸處形成的，創造了一種虛擬觸摸體驗。手動跟蹤算法然後檢測旋鈕的旋轉或推動方式來完成UI。
汽車HMI的技術設計注意事項
對於汽車應用程式，HMI操作環境的幾個方面需要特別注意。這些環境條件包括極端的溫度、溼度和物理因素，如汙垢、灰塵和振動。當一層冷凝膜在玻璃上形成時，觸控螢幕容易產生不穩定的行為。同樣，用潮溼的手指進行操作會導致UI凍結，直到除去所有殘留的水分。在另一個極端的溼度下，當駕駛員觸控螢幕幕時，乾燥的空氣會增加產生靜電的機會。任何汽車HMI應用都需要在廣泛的溫度和溼度條件下進行全面測試，以確保安全、可靠的運行。HMI觸控螢幕應易於清潔，方便清除粘性糖果、汽水溢出、雙手溼潤等所有痕跡。顯示屏的亮度需要快速、自動地補償行車穿越隧道和進入強光下的行駛。
道路和車廂噪音是基於AI的語音識別界面的其他考慮因素。車內噪音包括車內其他人的對話和信息娛樂系統的聲音。收聽語音命令的麥克風的位置必須是最佳的，並與車身物理隔離。這樣，道路噪音，如低頻隆隆聲和嗡嗡作響的輪胎噪音，就被控制在最低限度。暖氣和空調通風口發出的噪音會影響語音命令的性能。如果車輛的任何一扇窗戶是開著的，就會產生高頻的背景噪音。數位訊號處理技術和濾波器有助於將所需的人類語音信號分離出來，供語音識別神經網絡算法進行後續處理。
隨著車輛中無線通信的日益普及，其他技術考慮應包括確保HMI符合各種安全標準和其他法規，例如EMI和EMC。包括蜂窩、Wi-Fi和Bluetooth®，有害幹擾很高。同樣，在電動和混合動力車輛中，來自電動機驅動鏈的高dV / dt瞬變可能非常重要。
汽車ADAS功能的某些方面將歸入汽車功能安全標準ISO 26262的範圍。該標準旨在強調控制車輛運行並檢查以下三個標準的任何基於軟體的系統中的風險：潛在的傷害、發生的概率，以及系統如何避免傷害。風險評估分為四個汽車安全完整性等級（ASIL），其中ASIL A的風險最低，ASIL D的風險最高。
汽車人機界面已經改變了我們與車輛交互的方式。由於汽車配備了更先進的信息娛樂、通信和ADAS控制功能，因此HMI已成為駕駛員和乘客的主要控制面板。預計語音識別的使用將在未來幾年迅速增加，提高司機的安全性，並通過使用新一代強大的人工智慧處理器和推理引擎成為可能。