智能座舱背后的5种交互技术

智能座舱产业联盟 2024-08-23

智能座舱和智能驾驶同理，感知输入、处理、执行输出，这一切的围绕都是人类和环境，人类与车辆的交互。智能座舱背后的技术支撑，主要分解为智能座舱背后的5种交互技术，这五种交互技术就蕴含了五种技术体系以及供应链。

视觉技术

视觉反馈是人类的主要感官之一，所以显示屏幕技术是非常关键。但其实视觉触摸屏显示器现在在现代车辆中很常见，并提供与车辆、导航、信息娱乐和控制功能相关的信息，例如车载气候控制、停车辅助、天窗控制等。并且触摸屏显示器已迅速取代了的按钮和旋钮。

当前视觉技术正在使用或探索的不同类型的显示器。显示器提供多种功能，可以连接第三方应用程序以及手机一起使用。支持OTA并支持定制化。

对于汽车显示屏，按照位置分类可以分为三类：

汽车显示屏按位置分类

在大部分汽车中，一般显示器 (HDD)通常位于中央控制台，需要驾驶员将视线从道路上移开以查看信息，这增加了认知负荷。许多国外品牌车辆并不推崇在驾驶中使用这种屏幕，而国内主机厂和消费者则较为接受。

裸眼3D显示是一种新兴的显示技术，通过彩色成像液晶显示器（LCD）和单色屏障液晶显示器的组合，利用垂直透明和遮光条纹在屏障 LCD 上产生交替，形成了两个交织的观看区域，为观看者创造了深度感，目前许多厂家正在应用这种3D显示器。

抬头显示器（HUD）将信息投射到挡风玻璃上，起源于飞机行业并已成为许多新车的标准配置。通过将信息投射到驾驶员正在关注的道路上，降低驾驶员分心的可能性，提高安全性。

随着技术的发展，例如AR全息技术的应用，HUD的功能和性能正在不断提升。汽车制造商已经开始使用挡风玻璃作为全息显示单元，以提供道路引导、车道分析等功能。AR-HUD 技术会在自动驾驶车辆中用于信息娱乐。此外，新型的触控全息显示器等技术也为汽车内部的智能显示提供了更多可能性。

头戴式显示器（HMD）是戴在头上的显示设备，可以提供各种驾驶相关信息，如车速、交通信息等，对于L3或L4级别的自动驾驶，这种设备可能有助于人机交互。然而，目前这类设备还未在汽车中普及，处于摸索阶段。

当然不仅仅屏幕显示，还有不少视觉或者对人类进行类似视觉的感知，如今，包括单目和立体 RGB 摄像头、深度摄像头 (RGB-D)、飞行时间激光传感器（例如雷达，激光雷达等）等在内的视觉传感器越来越多地出现在车辆中。

触觉技术

视觉显示可能会分散驾驶员的注意力，因此研究人员开始探索其他交互方式，如触觉。

智能座舱之触觉

触觉技术在智能座舱中的应用包括大面积分布式多模态传感、良好的空间分辨率、可弯曲性和灵活性等。触觉传感器可以嵌入车辆内部，如方向盘、仪表板、座椅等。电容式传感是一种流行的应用，可以检测导电物体和手势。

振动触觉输入也被用于提醒驾驶员，例如通用汽车的Super Cruise系统就在座椅内布置了传感器，向用户提供定向触觉信号。

通用汽车的震动触觉提醒座椅

听觉技术

汽车听觉模式在某些情况下无法被其他模式取代，例如紧急车辆的警报器。车内的听觉智能技术主要包括车内听觉分级和分区，以及车外交互和AI识别。

在车内，乘客可能希望在享受个人偏好的音频的同时，尽量减少旁边人的音频干扰。这可以通过耳机实现，但更常见的是通过头枕周围或乘客附近的扬声器创建个人音频区域。例如，小鹏汽车和路虎等都采用了这种技术。

小鹏和路虎的头枕音控

车内的麦克风也可以作为自动驾驶传感器，检测警报器、附近的车辆和行人。声学传感器还可以用于仅音频里程计的学习算法，该算法通过测量外部麦克风接收的声学信号来预测距离，不受场景外观、光照条件和结构的影响。

生理传感技术

未来的自动驾驶有望提供超越信息娱乐的丰富体验。在这方面，实时的健康状况和精神状态是考虑乘客安全和福祉的重要领域。

为可穿戴应用开发的各种生理传感器正在重新用于测量特定的健康相关数据并揭示认知状态，从而可以减少驾驶员的分心程度。这些传感器测量生理参数，例如心跳、血压、肌肉运动、眼球追踪等。

为可穿戴应用开发的各种生理传感器

这些传感器包括脑电图（EEG）、眼电图（EOG）、肌电图（EMG）、心电图（ECG）和体温感应。这些技术已被证明可以有效监测驾驶员的疲劳、嗜睡、警觉水平和情绪状态，以及乘客的舒适度。

整车动态状态技术

智能座舱是交互，不单单只了解人，还需要更加了解车的状态，从而保障人车直接的沟通和交互，所以另一个重要类别是测量车辆内部状态的本体感觉。其实主要是车辆的动态运动相关差数。

车辆状态参数

例如，为了安全运行，必须连续测量车辆状态，如速度、加速度和偏航。常用的本体感觉传感器包括用于确定车辆加速度的惯性测量单元 (IMU)、航向传感器（陀螺仪和倾角计）、用于计算车轮旋转的车轮编码器、用于测量高度的高度计以及用于计算轴每分钟转数的转速计。

内容来源：智能座舱产业联盟

责任编辑：龚淑娟

审　　核：李峥