案例研究-汽车HMI手势交互设计

 传统的汽车HMI交互比较单一，主要由显示屏、控制键按钮、中心电脑组成，交互方式以视觉、触觉为主。事实上，尽管车内应用数量还远远没有饱和，但车载交互设备的数量已经快速地达到了上限，特别是大量的传统输入方式如旋钮、按钮和把手等，已经达到了驾驶者能承受的极限。手势一直是人机交互的重要组成部分，它与语言一样属于人类自然的交互方式，由于可以能减少驾驶员视觉分心和认知负担，手势交互逐渐成为汽车人机交互界面研究设计的重要方向。

与其他领域的交互设计特征不同，汽车手势交互属于基于视觉的辅助驾驶系统， 需要精力集中在主驾驶任务上，并且汽车处在较为不稳定的活动场景中，绝大部分都是单手手势，因为另外一只手需要保持在方向盘上，因此传统的汽车手势交互领域的研究主要集中在行人保护，自动控制等功能性和安全性问题上，相应的汽车手势及应用都应该是简单易学的，并且手势的数量需要得到严格限制，从而降低用户的分心和操作失误可能性。

未来随着AR HUD技术在车载电子中的不断普及，语音交互、人脸识别的不断应用、无人驾驶技术的不断成熟。随着车联网时代的到来，车载人机交互将发生革命性的改变。手势识别技术将在这次产业升级、技术更新当中扮演着重要的角色。

1.传统手势交互

①    减少分心

尽量采用容差性较强的手势捕捉方案，以实现手势的大范围模糊操作，降低错误率，减少需要手眼协调的情况。

手指滑动温度调节

②    小集合手势集

筛选出几个具有强烈直观性和低心理负荷的手势，组成手势数量较小的手势集，以降低学习难度和心理负荷。

③   手势的通用性

主要反映为同一个手势，能够控制不同应用中的同样意义的功能。

Hyundai -界面切换

④    健壮性

手势应具有较好的抗击环境干扰的能力

BMW i Interaction EASE -中控屏

⑤    无需学习

用户无需校准或培训

BMW X7 -3D view

⑥    易捕捉

延迟较小并易于手势捕捉系统理解

Nissan IMx concept-多媒体查看

2.新兴手势交互

手势拍照take a picture

手势结合全息Holography+gesture

Mercedes-Benz DICE_选择‍

手势调节灯光light-control

Future Vehicle Concept-信息发送

Lexus LF-30 Electrified Concept-方向盘控制steering wheel control

天窗控制 skylight control

三、手势交互的现状与未来

目前手势交互识别的三种方案：

上图来自极客汽车

目前手势交互识别的问题：

总的说来,人类创造和设计了汽车，而随着移动交互时代的来临，手势交互又被自然的应用在汽车中，这需要对其进行重新审视并加以修正。目前的汽车手势交互还在萌芽状态，但需要注意的是，随着视觉通道交互设计的饱和，其他感官通道的设计模式就将会被重视。

在未来的设计中，更需要平衡用户需求和技术。最终能够综合用户需求和技术进行妥协，也能够利用用户和技术各自的优势对对方的弱势进行填补，这也是设计师角色的意义。

参考：

[1]董长青,丁田妹,黄晓延.浅析智能网联汽车的无人驾驶体验新需求[J].汽车工业研究,2017(06):21-24.

[2]景春晖,张晶,邓椿山.汽车手势交互设计研究[J].包装工程,2018,39(08):74-79.

[3]刘华仁,陈效华,纪明君,朱赛春.智能网联汽车人机交互手势识别设计[J].北京汽车,2017(05):16-18+28.

[4]Facecar:2020车载手势“密语”，你get到了吗

[5]汽车HMI：一文读懂智能汽车手势交互

[6]极客汽车：手势交互，车内交互方式的新宠？

[7]ECKER R, BROY V, BUTZ A, et al. Pietouch: a DirectTouch Gesture Interface for Interacting with In-Vehicle Information Systems[C]. Conference on HumanComputer Interaction with Mobile Devices and Services, Mobile Hci 2009