12月1日-2日，由蓋世汽車主辦的「2020第二屆車聯網與智能座艙大會」隆重召開。本次會議主要圍繞車聯網、座艙域控制器、車載作業系統OS、OTA、座艙顯示等車聯網及智能座艙領域熱門話題展開探討，共謀產業未來發展之路。下面是寶沃汽車人機工程高級經理、整車人機工程開發總負責人黃超俊在本次大會上的演講。
寶沃汽車人機工程高級經理、整車人機工程開發總負責人 黃超俊
大家上午好！我是來自寶沃汽車的黃超俊，一直致力於人機工程、人機互動設計和前瞻技術落地的研究，今天我跟大家分享的主題是智能座艙人機互動參數化設計的研究。主要分為3個方面，分別是智能座艙人機互動的設計框架，人機互動設計的參數化設計，智能座艙人機互動未來的挑戰。
大家都知道智能座艙過去的5年是從概念到落地的5年，這5年來有幾個大的變化，首先是液晶屏的大量使用，它的造型越來越簡潔，然後是黑科技、新技術也在大量應用，包括人臉識別、AR-HUD等等，現在的設計更加注重人文關懷，而且開始向無人駕駛積極探索。下一個階段而言，智能座艙不僅僅關注在艙內，應該還滲透到艙外，包括智能的進入系統，注重智能駕車的儀式感，智能燈光的指導等等，這些我覺得是智能座艙下一個階段重點發展的方向。
不管智能座艙怎麼發展，目前我們都在逐漸回歸到以人為本。以人為本不再是功能堆積，車廠不是一定要上不同的配置，上很多黑科技，而是更多的是從場景出發，從目標人群出發，然後回到以人為本的方向上。這裡我想問一個問題，什麼才是真正的以人為本呢？汽車人機互動只要把所有的頁面做得非常好就可以了嗎？我想這應該還是不夠的，真正的以人為本應該是在我們的昌產品戰略、目標人群定義階段，包括系統和物理集成階段就應該進行總體的規劃。
舉個例子，我們曾經對新出車型進行主觀評價，現在很多車企的大屏很酷炫，但是人去觸這個屏的其實是夠不著的，即使是系統內做到了以人為本，但是對於使用者夠不著，這樣的設計還是有缺陷的。
所以我們認為人機互動的設計框架應該包括兩大方面，一個是傳統人機設計，另外一方面是人機互動設計，這兩方面必須要緊密結合在一起的。從人機設計的框架來講，目前相對來說是比較成熟的，因為不管在任何一個車企，這是一個很傳統的設計，對於寶沃來講，我們把人機設計會分為5個維度：進出方便性、舒適性、空間感受、視野可視性、操作方便性，這些都是有很完善的參數可以進行控制的。
人機互動設計要從三個流程節點去控制的，分別從產品定義階段、設計評估階段和測試驗證階段進行全方面的分析，從最開始我們所說的場景建立、用戶畫像、UE的設計、UI的設計，這個階段我們必須同步考慮用戶體驗，多做一下測試，不僅僅只是做一個demo，我們希望這個測試可以在一個動態化的實驗室或者有一個實車去進行完整的評估，這樣才有機會成為是一個完整的體系。
人機互動設計方面，寶沃從人的需求出發搭建了五感設計框架。
先從視覺角度來看，互動設計屏一定要考慮它的風格、色彩、整體布局以及協調性衝擊力和美觀性，從主機廠角度來講，還需要保證設計風格跟家族的風格是否匹配。
還有聽覺，目前智能語音是非常重要的體系，但是除了智能語音外，車機系統聲音的響應度、舒適度、準確性、智能化是否是合適的，這幾個維度都是需要考量的。
嗅覺，主要包括香氛功能，或者它從營造個舒適氛圍進行研究。
觸覺，這是非常重要的一大塊，包括觸控、反饋、響應性，這裡面需要綜合物理集成和生理集成兩方面進行考慮。
最後是感官。很多主機廠都是從這幾個維度來考慮，例如說頁面要扁平化、一致性，包括家族的一致性，屏內設計風格、設計元素、色彩的一致性，還有包括我們的系統是否易用、安全的、邏輯性是否OK，還有品質感是否足夠。這就是寶沃以人為本搭建了完整的五感人機互動設計框架。
對於寶沃講，在人機互動業務建設過程中，就像一個爬坡的過程，沒有太多的參考，通過這幾年的努力我們把人機互動包括我們的標杆資料庫建立起來了，對標杆車的每一個頁面都進行了收集和分析，包括功能的邏輯圖，頁面分布，同時也建立了完善的標準、流程、規範、和項目交付物。這個體系在外面公司產品BX7和BX5改款小麥都進行了應用，另外，這兩款改款車明年就會跟大家見面。
以上就是我們人機互動的設計框架，接下來我想跟大家分享一下我們參數化設計的一些案例。
什麼是參數化設計？其實我認為就是設計參數化，大家都知道汽車其實是由N個尺寸鏈來組成的，從整體的架構搭建到具體系統、零部件的分析都有龐大尺寸支持，人機互動設計也是一樣的。我認為參數化設計的核心是用具體的參數控制交互載體和人的物理關係及指導交互載體本身系統設計的集合。
這句話有點拗口，但其實我想說兩個方面的信息，第一是我們要控制人的生理需求，用參數來控制交互載體和人的物理關係，第二是我們要研究人的心理需求，那就是交互載體本身系統設計有要求，把我們的生理和心理需求進行全面的管控。
我們一直基於前瞻技術進行研究分析，互動設計我們也做了大量的分析，包括疲勞監測、智能語音等等。今天重點跟大家分享顯示屏系統以及ARHUD參數化設計。目前來講顯示屏系統大家都有一個一致的方向，那就是最高配車型都會往8屏設計看齊，包括儀表、中控、方向盤屏、Console屏、間接視野屏、後排娛樂屏、後排Console屏、ARHUD等。想問一下，這些屏我們怎麼才能做到以人為本？怎麼才能在車裡讓它搭載得更好呢？
我這邊羅列了一個分析，我們認為有幾個因素是必須要考慮的，首先必須要考慮直接可視性。我們首先要評估組合儀表到人的距離，這是一個很重要的基準參數，另外就是屏是否被遮擋，大家都知道組合儀表是有法規要求的，方向盤的遮擋也是有要求的，所以在考量組合儀表屏與方向盤的關係時，一定要滿足可視性的要求。還有中央顯示屏的遮擋和可視化是否能OK，一般來講一字屏式中央顯示屏在左下角位置都會被遮擋，所以這個方面我們會設計一些常用的功能鍵，也就是說可以盲操的功能鍵。
對屏的設計要素進行控制，包括屏裡面的文字和字符的大小，這些也是很關鍵的。我印象中在車展我經常看到一些車的屏特別小，屏小了以後字符也小，從駕駛員的角度來看是很難看得清楚的，這是有一定的風險的。
反光成像，這是我們必須要解決的問題，屏幕反光，屏幕成像，特別是透明區裡的成像，這些是需要規避的。從我們的研究發現來說，一字屏在前風擋的成像相對來講是比較困難的，除非把這個屏更靠近人體，那也會帶來IP搭接困難等一系列的問題。
操作方便，重要考慮的是屏幕和人的位置和物理關係，如圖所示。同時交互頁面系統也是有法規要求的。今天想重點講一個參數，就是屏與人的距離關係的要求，我們稱之為視距，就是人體中心點到屏幾何中心點的距離，大家知道在傳統汽車裡面組合儀表是機械儀表，目前智能駕艙發展來看，用的都是用液晶儀表，布置形式包括鑲嵌式、懸浮式等，懸浮的效果我認為是更加迎合目前造型的要求的。
所以這個視距應該怎麼來控制呢？在這裡我跟大家直接講一下我們的研究結果。屏的大小和視距其實是有關係的，傳統的組合儀表如果是12.3英寸的話，我們認為這個視距應該控制在710mm到750mm，如果是10.25英寸到12.3英寸的話控制在680mm到710mm，小於10.25英寸應該控制在600mm到680mm範圍。同時我們發現這些字符的大小跟距離也是有關係的，從傳統意義上來講，一般文字高度3mm到4mm、字符高度4mm到6mm，當屏幕小於10.25英寸時，文字高度介於2.5mm到3mm、字符高度介於3mm到4mm。
下一個案例想跟大家重點提一下AR-HUD的參數化設計，我認為這應該是所有車企未來2到3年裡面重點布局的一個技術。而且從我們的研究方向上來講，W-HUD目前來講是相對成熟的，但是下一個階段肯定是AR-HUD的發展，AR-HUD會分為兩種，一個是2D AR-HUD和3D AR-HUD。其中，3D AR-HUD我們認為有一定的技術風險，所以目前我們傾向於2D的AR-HUD。2DAR-HUD它分為單層和雙層的，雙層最經典的案例就是大眾ID.3和ID.4了。那麼AR HUD最大的問題是什麼呢？就是太大了，這對於我們物理空間來講是一個很大的挑戰。舉個例子，一個雙層的AR-HUD12升，相當於24瓶礦泉水，這麼大的體積要放到到IP裡面去是很難受的。
我給大家看一下剖視圖，目前5L的W-HUD布置空間基本可行，但如果是8L的3D AR-HUD的話就會有一些幹涉的問題了。而雙層的12L的AR-HUD帶來的問題將會是非常嚴重。首先它會和前面流水槽的鈑金髮生嚴重的幹涉，另外還將侵佔IP風道大量的空間，最要命的是和CCB的幹涉。其實主要的問題還是在X方向，前後方向的問題。
這三個問題從物理角度來講是有機會解決的。首先是流水槽鈑金的優化，傳統汽車流水槽寬度為278毫米，調查一款可布置HUD的車分析，其流水槽寬度只有110mm，所以我們在做架構定義或者在做改款車的時候，流水槽後端一定要往車的方向給拍過去。如果要進行平臺搭建，我們認為流水槽的寬度一定要控制在150mm以內，這樣AR-HUD才有可能布置下去。
另外就是風道的優化，我們做了一個取巧的辦法。就是把我們的屏做小，更靠近人體，也就就是IP後端也更好的靠近人體，但是這樣的話視距也變小，所以說為什麼現在很多車型液晶儀表要做小，我個人認為跟這個方面還是有一定的關係的。
第三個就是最要命的CCB優化，再好的辦法就是從「一字形「的CCB變成「幾字形「，來騰出更大的空間。以上我們只是給大家提供了一個方向。AR-HUD從設計角度看還有其他的考量嗎？我認為還有的。
首先就是AR-HUD應該顯示的內容是什麼？我們做了一些分析，包括標杆分析、功能邏輯分析等等，總結下來包括5大方面，行駛狀態信息、導航信息、駕駛輔助信息、安全提醒信息和社交娛樂信息，二層詳細系統具體分布如上圖，這些信息又應該怎麼去分布呢？
這有一個原則，從人生理來講，綠色的區域是我們眼睛動、頭不動的舒適區域，這個區域應該布置一些核心的信息，眼睛和頭都能很舒服的動應該也是重要的信息，另外眼睛和頭相對舒適的區域應該是布局輔助的信息，如圖，核心的導航、駕駛輔助、行駛狀態、導航和安全提醒等信息其分布建議如上所示。
這些信息的頁面設計應該怎麼優化呢？應該考量三個方面，一個就是信息的布局，我們認為它的設計元素要留適當間隙，不要排的太滿，層級化一定要進行相應突出，避免重疊。另外就是AR-HUD和組合儀表是匹配著用的，這個裡面要有一定的差異化，要避免非重要信息的重複，重要信息可以疊加。
第二個是信息顯示，駕駛狀態一定要避免使用過多的文字，更多以圖形和簡短動圖來呈現。另外同等重要度信息數量不要超過3個。
第三個是界面色彩，我們建議色彩搭配不宜過多，色彩的透明度以及重要信息的程度也需要注意。
此外，如果從平臺化考慮，AR-HUD應該怎麼進行平臺化系統規劃呢？大家可以看到這樣一個案例，一個是SUV，一個是轎車。AR-HUD會受幾個因素的影響，重要的因素就是座高H30-1，前風擋的角度A130-1，還有就是前面空間的距離L，這三個因素對AR-HUD都是有重大的影響，但是最重要的還是H30-1。
對於H30我們做了很多的分析，我們發現H30和AR-HUD所需要的空間L是一個反比的關係，也就是說如果H30越高這個距離L就會越小。換句話說， SUV布置ARHUD會更加容易一點，對於轎車來講則會更困難一點。另外還有一個重要的參數就是L113，就是前輪心到腳踏點x方向的距離，大眾的MQB平臺L113是不變的。還有一個很有趣的事情就是豐田的架構的平臺L113是變的，這是因為公司的理念是不一樣的，豐田更加以人為本，人是可以進行調節的，所以L113是變化的，MQB側重的是平臺化，所以這是兩個車企不同的風格。我們發現電動車比燃油車L113大的多，電動車一般550mm，燃油車一般是450mm，相差了100mm，L113越大對於布置AR-HUD也會更加容易，綜上，我們給出了一個建議，ARHUD匹配的順序應該是電動車SUV到電動車的轎車，燃油車的SUV到燃油車的電動車。
驗證是正向開發最重要的基準，我們一直在探索一個事情，就是如何讓人機參數化設計和實時可視化同步驗證。這個問題大概在三四年前，我在德國研究中心和國外的專家進行探討，後來發現其實是有這樣的實驗室可以做這樣的事情的，後來通過這幾年的搭建我們目前也完成了這樣的一個人機VR的實驗室。目前我們也可以進行類似的實時驗證和測試。可以看到，這個實驗室分為三部分，顯示區域、動捕區域和評審區域，在造型CAS階段進行整車級人機工程及HMI人機互動「沉浸式」靜態動態設計驗證，對智能座艙參數化設計進行設計驗證及修正，大大提升設計品質。
以上給大家分享了一些案例以及我們對於這種參數化設計驗證的方法。那麼智能座艙未來的挑戰究竟是什麼？目前「Z世代」這個詞很火，因為所有的車企都將目標人群瞄準了95後。95後更喜歡科技感、極簡風格、以及良好的人機互動體驗，所以一定要兼顧到Z世代的審美。
寶沃智能座艙也在這個方面做了一些規劃和暢想。從趨勢來說，我們認為造型是往極簡方向在走。從功能配置來說，我們在往疲勞監測、人臉識別、多模交互等新技術都將搭載到寶沃新的車型中去。
回到剛才的問題，那未來的挑戰是什麼呢？我認為第一個問題就是0實物按鍵是否會到來？目前極簡或者智能交互真的是一個物理按鍵是否都不需要了？我們做了一個分析以後發現，物理按鍵的確是一個很明顯往下走的趨勢，我們從傳統的車企百分之六七十的比例一直下降到大概23%-24%，那未來的方向是否會下降到0？我個人認為應該不會。
最起碼我們方向盤上的實物按鍵是要保留的，因為方向盤兩側的物理按鍵是人最理想的操作位置，所以這個區域我們肯定要保留一些物理按鍵。包括定速巡航，大屏控制等。IP、console是可以沒有實物按鍵的，不過傳統的要求例如雙閃都是需要保留的。
座椅門板，我們也對其做了模擬驗證。如果是觸屏的話其實是有一定的風險，因為實物按鍵是可以盲操的，但如果是觸摸按鍵會有一定的分神，所以座椅門板處可以保留一定的實物按鍵。
頂棚區域我們認為該保留物理按鍵保留，包括天窗和SOS功能。所以我覺得目前0實物按鍵還沒有到，但是下降到15%左右應該是非常有可能的。
目前大家都在講多模交互，這是一個很明確的未來方向，那多模交互誰跟誰組合是最佳的呢？從我的理解來講，我認為智能語音還是首選的，另外視覺識別也是要搭配進來的，視覺給到人體的感觸應該是80%左右，非常重要，所以說智能語音和視覺這兩個匹配我認為是最底層的，在這個基礎上你可以搭載別的技術，但是這兩個集成是未來最重要的兩個底層多模交互的基礎。
還有就是未來的智能座艙不僅僅是一個汽車，它應該還有更多的一些功能，是靈活的、多變、宜人的，這都對我們物理的機構提出了更多的挑戰。
根據分析發現，無人駕駛汽車帶來的新要求其實是非常具有挑戰的，它對於我們的架構定義包括橫向空間、座椅設計、碰撞安全、底盤轉向、共線生產等都提出了很高的要求。
以上就是我們的一個分享，簡單總結一下，主要想跟大家傳達的是這樣的理念：智能駕艙要回歸到以人為本的原則，以全方位的方式進行嚴格把控。目前，我們寶沃汽車的下一代智能駕艙會在燃油車平臺、電動車平臺好幾款車型進行配件，所以藉此次機會也希望各優秀的供應商有空到北京進行更深入的交流與分享，謝謝大家！