2.1 智能网联汽车人机交互行为及方式

2.1.1 智能网联汽车人机交互行为

智能网联汽车的有人驾驶和自动驾驶行为是通过人机交互界面（如行车电脑显示屏、中控屏等）的驾驶模式设置和驾驶任务执行来实现的，其他辅助驾驶交互行为，如显示车辆运行状态、路况、导航、电话、加油、维修、故障提醒、娱乐、商务、社交等信息显示与交互操作，也通过仪表屏、中控屏、后视镜显示屏等触控、语音交互控制来实现，人机交互界面如图 2.1 所示，人机交互行为见表 2.1。

驾驶行为是指按人的驾驶意图控制车辆行驶的一种人机交互行为，如从甲地到乙地，可走高速路也可走省道，有不同的路径选择、启动、车速控制、方向控制、制动控制、避让、变道、停车等驾驶交互行为。当驾驶者生理、心理和情绪状态都处于正常水平时，人的驾驶行为称为正常驾驶行为；当驾驶者处于疲劳、生理疾病、心理障碍、情绪异常、注意力分散等状态时，驾驶者的环境感知、分析判断、决策、执行能力下降或出错，车辆处于非正常驾驶状态，此时，汽车驾驶人机交互行为称为非正常驾驶交互行为。

除表 2.1 所描述的人机交互行为外，随着汽车智能化、网联化的快速发展，越来越多的驾驶和辅助驾驶、人机交互行为和智能HMI产品将出现在汽车上。如采用AR在前挡风玻璃上显示道路场景信息，如前方看到一个停车场，车库里有无停车位等视觉信息，在前挡玻璃上显示，给驾乘者带来便利。再如汽车仪表板上的指针式仪表，中控台上的机械式按钮、旋钮、手柄、操纵杆已越来越多被数字显示屏所替代，如特斯拉纯电动车上的 17 英寸中控屏，将传统中控台上的按钮、旋钮等全部变为软件实现的虚拟按钮、旋钮，操控更加方便，将汽车物理交互界面变为软件化、虚拟化、触摸式、语音化交互界面，同时人机交互行为和方式更为丰富，车辆电池电量、续航里程、制动踏板能量回收、电池充放电状态、各种运行状态信息等可在仪表屏、中控屏上显示，娱乐、通信、交通、出行等信息交互更多，如图 2.2 所示。

2.1.2 智能网联汽车人机交互方式

汽车人机交互是因驾驶、辅助驾驶、其他驾乘汽车需求而产生的交互行为，这些交互行为是通过驾乘者的感官、肢体与汽车交互界面（物理界面如方向盘、变速杆、加速踏板、制动踏板、转向灯拨杆等；信息界面如仪表板、行车电脑显示屏、中控屏、车内后视镜屏等）实现的。由于驾驶、辅助驾驶、其他交互任务多，汽车交互界面多，执行交互的感官、肢体动作组合多，从而形成多种交互方式与交互通道的组合，汽车交互界面也需按这些交互方式和通道组合来设计，才能保证汽车人机交互系统的可用性绩效高、负荷适当、体验愉悦。因此，需对汽车人机交互方式（含交互通道组合）、汽车交互界面以及两者的关联进行定义。

根据人的感知通道和执行部位，汽车驾驶与乘坐过程中人机交互方式有视觉、听觉、触觉、动觉、平衡觉、方向感、温／湿觉、风／嗅觉、痛觉、手、脚、躯体等单一通道交互或几种通道组合方式，这些交互方式根据交互任务、目的和预期效果来定义和规划，如图 2.3 所示。

汽车驾乘交互方式，需根据驾乘者人体测量百分位数据、环境感知能力、决策判断能力、执行控制能力、驾驶经验等，从人机交互界面的可用性绩效量—质、负荷大小、愉悦高低等用户体验效果来设计。根据行驶路径、道路环境和驾驶意图不同，交互方式分为驾驶交互、辅助驾驶交互和其他交互。

1）驾驶交互方式

以完成驾驶任务为目的的人机交互方式称为驾驶交互方式，表现为驾驶者通过人机交互界面和交互动作，使车辆发动、转向、换挡、加速、减速、路径选择、变道、超车、避让、停车等，交互方式主要为眼、耳、脑、躯体、手臂与手、腿与脚的联合作用，观察路况、车况，踩制动踏板、操纵变速杆换挡、松驻车制动、松制动踏板、踩加速踏板、转动方向盘、逐步加速、再换挡、开关前大灯照明、开关转向灯、开启应急灯、开关雨刮器、按喇叭等，实现驾驶者对车辆行驶状态控制和安全保障。

为保证车辆安全行驶，驾驶交互方式由驾驶者操纵交互界面的方向盘、换挡杆、加速踏板、制动踏板、离合器踏板等物理装置来实现，如驾驶者的双手操纵方向盘控制车辆行驶方向；驾驶者的右脚踩加速踏板和制动踏板控制车辆行驶加速、减速和停止；对非自动挡汽车，驾驶者的左脚操纵离合器踏板，手操纵换挡杆进行换挡变速，如图 2.4 所示。

2）辅助驾驶交互方式

以完成辅助驾驶任务为目的的人机交互方式称为辅助驾驶交互方式，表现为驾驶者通过人机交互界面和交互动作，实现对车辆辅助驾驶功能的操控，如开关空调、开启导航系统、打开中控屏触摸收音机按钮、开关天窗、打开车窗等。

随着汽车人机交互系统智能化程度的不断提升，一些不涉及驾驶安全的人机交互控制采用语音、非接触式手势动作等方式，如通过蓝牙通信实现无线拨打或接听车载电话、开关空调、车载导航等辅助驾驶功能，使人的驾驶体验感更好，如图 2.5所示。在右图所示的手势交互中，当有来电时，右手往外侧挥动表示拒绝，右手往内侧挥动表示接听。

智能汽车的车载环境感知、高级驾驶辅助系统ADAS，在人驾驶时能感知车辆是否偏离车道线、与前方车辆的速度差和车距，当驾驶者驾驶的车辆偏离正常车道或有可能追尾时，高级驾驶辅助系统ADAS就会及时介入，纠正人的错误驾驶行为，如车道保持、防追尾报警、AEB主动紧急制动，还可实现自适应巡航、自动泊车、360°安全感知与报警等驾驶辅助功能。

3）其他交互方式

随着智能网联汽车技术的快速发展，移动通信、智能终端设备与车载信息系统融合得越来越多，智能手机与车载信息终端互联、可穿戴设备（智能手表、智能手环、智能戒指、智能眼镜等）与车载信息系统互联等新的交互界面和形式出现了，驾驶者与汽车的交互方式也更加丰富多彩，智能移动终端通过移动互联网可接收车辆状态信息，并通过APP显示给驾驶人，使驾驶者在车上和车外都能感知车辆信息。另外，通过可穿戴智能设备，驾驶者的生理状态如驾驶人的心率、脉搏、血压等也能被感知并传递给智能汽车决策系统，智能汽车能根据驾驶者的生理状态决策是否需要启动ADAS系统来保证车辆安全行驶。此外，其他车辆行驶状态、交通路况、沿途拥堵、预订停车位等信息可通过车联网传递给驾驶者，让驾驶者能及时感知更多有关信息，做出正确驾驶决策。

因此，伴随汽车智能化的快速发展，汽车人机交互方式正在从人与车的交互变为人—车—路—机（手机、手环等）交互，如图 2.6 所示。智能网联汽车人机交互方式见表 2.2。