序言

汽車儀表隨著汽車行業的高速發展而不斷改革技術，經歷了幾次變革，不管是從形態還是功能，都發生了巨大的變化。它已不再僅僅是一個提供轉速、車速的簡單元件，它能展示更多重要的汽車信息，甚至發出警告。集成和數字控制技術的普及，讓汽車儀表的功能前所未有的豐富，并且視覺效果也更加賞心悅目。 
這個方寸之地不但體現出工程師設計的技術實力，更能夠展示設計師的審美視角，可以為汽車OEM廠商提供更高的電子產品附加價值，與車型進行更完美的個性匹配，為消費者提供更加多樣性的選擇和個性化的駕駛體驗。

早期儀表盤

早期常規儀表包含了車速里程表、轉速表、機油壓力表、水溫表、燃油表、充電表等，之后汽車儀表還需要裝置穩壓器，專門用來穩定儀表電源的電壓，抑制波動幅度，以保證汽車儀表的精確性。僅就小小的指示燈設計來說，之前的梅賽德斯-奔馳E級車，就有多達41個，而在沃爾沃的S40上只有21個，這是數字上的差異，也是不同品牌對于車輛安全理解的不同，道理很簡單，更多的指示燈確實可以更精準的提示。

電氣式儀表

這類儀表增加了不少功能，汽車信息反饋也更多更及時地在顯示技術上不斷迭代，從真空熒光顯示屏（VFD），發展到采用液晶顯示器（LCD），小尺寸薄膜晶體管顯示器（TFT）由于可以實現CAN總線信號輸入，驅動儀表顯示信息，再加上顯示屏顯示的信息越來越清晰、視覺可視化越好越好，用戶感知明顯提升。 

目前從市場上來看，比較合理的方案是采用機械儀表結合數字儀表的方式，例如車速、轉速信息采用指針，指示燈信息采用LED燈點亮形式，而其他信息則采用TFT屏。

車載使用場景決定了儀表必須是安全性非常高的零件，因為車內面臨的環境非常惡劣，例如，夏季受到太陽直射時溫度可能達到70℃，而一旦開啟空調會迅速降至20℃-30℃，冬天也會有劇烈的溫差變化，溫差則導致元器件膨脹/收縮，發生損壞。由于成本及市場對新科技穩定性的擔憂，目前電氣式儀表在市場上應用較廣泛。

全液晶儀表

全液晶儀表也叫全虛擬儀表，它是一種網絡化、智能化的儀表，其功能更加強大，顯示內容更加豐富，線束鏈接更加簡單，更全面，更人性化地滿足了駕駛需求。 

虛擬汽車儀表用屏幕取代了指針、數字等現有儀表盤上最具代表性的部分，其優點是可以由用戶自己定義儀器系統，以滿足不同的要求，功能更加強大、靈活，更容易同網絡、外設及其他應用相連接。虛擬汽車儀表得益于更強大的圖形處理和顯示效果，更多的指示燈被擬物化設計，從而有效降低用戶的接受過程，提高用戶了解整車狀態的感知，更加有利于駕駛安全；多屏交互以及整車信息可視化信息交互變得更加的從容，多媒體娛樂信息和車輛基本信息也可以更符合邏輯的顯示出來，集中顯示有助于提升駕駛安全，駕駛員的視距也不必在多個位置頻繁切換；另外，簡化的設計，也可以將更多空間留給乘坐區域或者是儲物等等。可以說虛擬儀表是目前為止最先進的汽車儀表，也是未來的發展方向與趨勢。 

特斯拉儀表采用LG 為其定制的液晶屏， 同樣也是12.3英寸，但分辨率僅為1280x480，這個儀表盤目前的顯示布局是固定的，只是特定模塊可以變換信息。特斯拉的儀表盤用的是Tegra 2處理器，用的是一個基于Linux底層的系統，據了解很可能就是Ubuntu。與QNX這樣的嵌入式系統不同，Ubuntu是個桌面系統，除PC外還廣泛應用于服務器。

從行業趨勢看，高清、集成、智能是汽車儀表三大發展方向。

隨著集成能力和未來科技的發展，儀表盤將能夠顯示更多的安全和娛樂信息，汽車儀表也會集成入更多的主動安全、ADAS信息，與網絡的互動也變得更頻繁，系統變得越來越開放。和中控娛樂信息系統一體化融合，集成手勢控制，語音控制等操作功能。HUD平視顯示技術的加入，將安全信息與娛樂導航等信息更直觀安全傳遞給駕駛員。

液晶儀表正成為智能汽車人機交互的重要入口

終端(液晶儀表）只是一個客觀的載體，體驗創新最終還是要回歸到人，液晶儀表HMI設計以“人為核心展開，針對不同人群使用場景不同，細分出針對性設計原則。從功能到服務，從交互到體驗的全景中，我們不單純需要作出狹隘設計上的東西，需要想的更遠，了解的更多。不管交互設計師還是視覺設計師，都應該以用戶體驗為出發點，最終是對用戶體驗負責。

未來HMI發展

丨無意識和無縫連接的交互體驗

“自然人機交互”大概是近些年最流行的概念了，VR/AR里的動作捕捉、空間定位，蘋果多點觸控交互設計，人工智能產品時常用到的語音交互，都強調Intuitive interface，也就是直觀、自然的交互體驗，不需要太多學習就能上手。

同樣在汽車行業，我們也能看到“自然人機交互”成為未來的一大趨勢，手勢、語音、觸控、眼動...甚至還有最新研究的腦電波+肌肉信號等等，于是各種新的界面操作方式，為汽車帶來了無縫式體驗。

最能體現無縫式體驗的要說智能解鎖了，你可能首先會想到特斯拉Model S和 Model X上那個汽車造型的鑰匙，還有可能會想到BMW 7系上那把要價18000塊的液晶觸摸屏鑰匙...

但對于智能汽車時代而言，這些可能就已經是老黃歷了。

1、手機藍牙感應的鑰匙—特斯拉 Model 3、沃爾沃

需要下載指定的APP，當手機靠近車輛時藍牙可以自動解鎖，其原理類似于藍牙音箱，可以快速的連接和斷開，有效范圍是8-30米，手機藍牙鑰匙的優點是攜帶方便，畢竟這個年代你忘記什么都不會忘記手機，而藍牙感應提前自動解鎖車輛，能讓車主更加從容。為了避免手機沒電，一般車企都會為車主配備單獨的鑰匙，比如Model 3的卡片鑰匙。由此看來，看上去高大上的卡片鑰匙其實只不過是個備胎而已。

2.刷臉解鎖的鑰匙—拜騰BYTON Concept概念車

拜騰通過B柱上的三顆攝像頭和一個觸摸按鍵實現車門的解鎖，據說量產版將保留這一解鎖方式，拜騰的面部識別技術由紅外感應攝像頭和基于云端的深度學習構成，通過對車主正面面部圖像的3D建模，對比數據庫中的存儲的數據，完成車主信息的匹配。

需要說明的是，刷臉解鎖作為一種基于計算機圖形處理技術的生物識別手段，本身算法的安全性不存在問題，但運用在車輛中時，識別率、反應時間、極端環境下的成功率等方面還未能被驗證，具體數據最快也得等明年拜騰量產后才能知曉。

3.掌紋解鎖的鑰匙——愛馳U5 ION概念車

同指紋識別技術類似，掌紋識別主要采用手指末端至手腕處的圖像信息。這個技術其實并不稀奇，阿湯哥在電影《碟中諜5》中就有過類似解鎖車輛的演示，最近又將這一概念帶到大眾眼中的是愛馳U5 ION概念車。

掌紋解鎖與人臉識別技術一樣，同屬生物識別手段的一種，而且相較人臉識別，掌紋識別對圖像采集器要求不高，成本也更低，不過它的最大缺點是掌紋被復制了怎么辦?畢竟上網搜索“指紋作弊”就能出來一大堆教你如何復制指紋的方法，掌紋復制雖然難度更大，但成本卻并不高。

4.虹膜解鎖的鑰匙

目前來看，還沒有聽到哪家車企將使用虹膜識別進行車輛解鎖，不過手機商三星卻已推出了搭載虹膜識別的Note 8和蓋樂世S8，按照慣例，未來3-4年汽車廠商們可能就會選擇使用虹膜識別解鎖車輛了吧。

單純從技術的安全性角度來說，虹膜識別的安全等級最高，因為每一個人的虹膜都是獨一無二的，想復制也沒有辦法，相比于面部識別技術一百萬分之一的錯誤率，虹膜識別五百萬分之一的錯誤率可以說是非常低了，不過缺點是對眼睛小的朋友不夠友好，想要成功識別必須得瞪大眼睛才行。

丨全面屏+增強現實體驗

從2017年開始，全面屏這個詞開始異常的火熱，類似的一個詞叫做“屏占比”。

屏占比這個參數在智能手機十年來的發展過程中，毫無疑問是在一直升高的。到了如今，像三星的S8、小米Mix 2，包括iPhone X這些旗艦機型，屏占比已經超過了80%。

顯然越大的屏幕使用體驗越好，越有科技感。比如玩游戲的體驗、閱讀文檔的體驗等等，但我們還是應該透過這些簡單的現象來看看大屏幕背后的意義是什么。

汽車的全面屏比例也步步提升，在全世界的各大車展中，大家已經不滿足于屏幕越來越大，更重要的是邊框越來越窄。

2017年東京車展中展出的本田Urban EV，采用了貫穿IP的聯通無邊框中控大屏來展示車輛信息和實現控制，以及結合左前門上的數字屏直接來取代外后視鏡，共同“包圍”住座艙中的駕駛員來與其交流。當這款概念車在車展上亮相后，媒體與大眾都表現出來強烈的關注度和喜愛。正是因為無邊框的環繞式大屏大幅的提升了車內的直觀視覺和交互體驗，帶來更強勁的科技感。

不難預見的是，未來的消費者也會越來也喜歡車內大屏，但是它們不僅僅是以單個的“大屏”的形式出現，它們需要再做到邊框更窄的全面屏，并同時通過AR增強現實的來輔助實際駕駛操作，來實現人機交互的無縫連接。

1.AR-HUD

AR HUD即是汽車應用增強現實體驗的最廣泛和實際的例子。AR HUD最典型的作用之一便是用于導航。導航指示通過光線的折射，會直接疊加到現實道路上，駕駛者的視線無需離開道路就知道該怎么走。

寶馬5系旅行版的全彩HUD功能，畫面可投射到前擋風玻璃上，而不是反光板的方案，它可以顯示的功能包括車速、導航指引、限速信息、車距過近提醒等內容。

與 HUD 相比，AR-HUD 要復雜的多，前者只是一套投射并顯示信息的設備，而 AR-HUD 則需要和 ADAS 等系統深度整合，以實現更高級的效果和功能。可以說車載AR-HUD就是駕駛者的另一雙“眼睛”，通過它，你就能直觀的看到更多信息。

2.增強現實體驗– 3D cluster

3D液晶數字儀表采用了時下時髦的曲面顯示功能，實現了真實的3D效果，讓用戶通過肉眼就能看到真正有縱深的，有層次的視覺效果，用戶也將體驗到更真實和動感的儀表顯示，為駕駛帶來更多的樂趣。

3.車內氛圍燈和車外迎賓燈

車內的氛圍燈和車外的迎賓燈是相對傳統的增強現實體驗的表現。通過燈光的改變，在原有的現實物體上產生變化，搖身一變成為一個與用戶交流的主要視覺窗口。

通過以上的案例不難得出，全面屏+增強現實，是通過對人類四感（視覺、聽覺、觸覺、嗅覺）的“刺激”與“增強”所營造出的沉浸式體驗。

使用全面屏作為基礎，通過屏內和屏外多種增強現實的技術的互動，讓用戶得到車內沉浸式的體驗是未來的趨勢。

丨語音控制與自然語音交互

由于語音可以透過層層交互界面直接到達一個功能，因此具有易用性和穿透性。

車載環境是一個特殊的環境，用戶駕駛的安全性為第一。在此環境下，語音交互可以起到其特殊的作用，而語音交互的成熟可以改變現有很多車載HMI設計的層級，也就是我們說的語音交互的垂直性特征。

例如，利用車載中控打電話，試想語音交互不成熟的時候，這個動作需要很多步驟，因為在設計的時候，撥打電話的功能會放在比較高的層級上，作為主要功能設計。但語音交互成熟以后，你可以只用語音發出指令“打電話給xxx”因此電話的層級就可以放在較低的位置。

生活中應用智能交互最多的地方，莫過于日常生活中的上下班、聚餐等生活場景，活動現場模擬了上班路上、找聚會餐廳和自駕出游三個典型用車環境。

一旦機器的對話不再冰冷，我們就會自然而然在腦海里構建一個與我們對話的“人”的形象，而在用戶與這個“人”的形象對話的時候，他們會不由自主的為這個“人”構造一個包含個性、偏好等的具體形象，并通過對話產生感情和依賴性（即用戶黏性），從而幫助產品。

相信不少人都在網上看過這么一個視頻，一位駕駛員想通過車載系統的語音撥打電話，由于略帶口音而屢屢失敗，最終氣得破口大罵。這個視頻也從側面顯示出語音交互不是一門簡單的技術活，它的難點主要在識別。

有了足夠多的語音和文本數據后，后端模塊則負責讓機器學習怎么閱讀，比如每個字的讀音、連在一起怎么讀、什么文字組合是更常用的等等，提取出有用的數據模型構成數據庫。最終機器在糅合聲學模型以及語言模型信息的網絡中搜索相應的信息進行解碼，輸出對應的結果。當然，上述的這段描述還是極大地簡化了語音識別的工作原理和難度。

此外，如何在車內嘈雜的環境中提升識別率也是一大難點。在高速行駛的車內往往會有胎噪、空調聲等干擾音，想要單獨識別出駕駛員的聲音尤其是分清主副駕駛的聲音，需要額外的技術支持，麥克風陣列就是其中之一。麥克風陣列技術通過多個麥克風能夠計算聲源的角度和距離從而對目標聲源進行定向拾取，再經過去混響技術的過濾得到更加純凈的聲學信號。

當然，目前智能語音交互系統的一大痛點仍在于不夠智能，我們需要使用機械固定的語音來進行語音交互，而系統的反饋也僅僅像一個詞匯量稍大的機器人。因此未來如何讓智能語音交互系統情感化、智能化，語音理解和認知智能將成為新的著力點。

綜上三個發展方向已經涵蓋了絕大多數車企科技公司的未來趨勢，但由于車內的體驗是整體的，互相滲透的，也可以結合三種趨勢一起構造獨一無二的HMI體驗。