HMI(人机界面)在ADAS开发中的定位

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概述

在ADAS(Advanced driver-assistance systems:先进驾驶辅助系统)中,人类和车载系统共同驾驶汽车。
因此人与汽车需要形成顺畅的沟通。

因此,在设计和开发ADAS时,HMI(人机界面)的概念非常重要。HMI也是人类和机器传递意图和信息的协议。

HMI决定ADAS和自动驾驶的不同

ADAS是人类驾驶汽车的辅助系统,自动驾驶是汽车自主驾驶的概念。

自动驾驶等级2的ADAS和等级3以上被区分的自动驾驶的不同,驾驶的主体是人还是系统,这一点。
ADAS的驾驶主体是人,因此系统必须准确地告知驾驶员汽车的状态和所需的操作。

另一方面,3级以上的自动驾驶以操作主体为系统,随着水平的提高,汽车向驾驶员传达与驾驶操作相关的复杂信息的要素变少。

HMI设计正是ADAS独有的重要概念。

ADAS中从人到车的信息传递要从人类因子的定义开始

要考虑ADAS中的HMI元素,重要的是定义人类因子(Human factors:人为因素),这在广义上与人体工程学同义。

例如,方向盘和制动踏板的操作必须被定义为能够安全、经济地操作和操作人在驾驶汽车时的操作过程中的操作。

机器(汽车)通过检测定义的人(驾驶员)的动作,进行从人到机器的指令传递。

人类在HMI中的信息传输

相反,如果从机器传递到人类,则通过视觉,听觉,触觉等传递。

为了实现自动驾驶的实用化,现在正在开发的自动驾驶水平的3级,在自动驾驶不能继续的情况下,自动驾驶系统有必要从主体的状态转移到驾驶员驾驶的主体。

在这种情况下,通过HMI从汽车到人类的信息传输发生。

为了准确识别并有效利用ADAS的功能,车载系统传输的信息不会对人类驾驶行为造成误解或混乱,造成负面影响,需要注意和设计以视听信息为首的界面设计。

HMI的接口设计

从ADAS系统向驾驶员传达信息时,根据其内容和特质,要注意视觉、听觉等感觉方式,进行最容易认知、判断的最合理、易懂的视听显示的设计是很重要的。

根据视觉显示的大小、颜色、听觉显示的声压和频率等物理特性,显示出明确的信息。

HMI是人和机器通过设备和软件交换信息。

汽车适用于驾驶员驾驶时操作的方向盘、油门、制动器和表示汽车状态的各种仪表等。
汽车仪表几乎都是简单的机械式仪表,如速度表、测速表、方向指示器、各种警示灯等。

但是,随着汽车电子化的发展,需要向驾驶员传达更多的信息,如将周边状况显示在汽车导航系统的监视器上。

特别是在ADAS的HMI设计中,驾驶员必须正确理解汽车系统传递的信息,避免对驾驶操作产生负面影响。

考虑到信息的特点,采用与之相适应的视觉和听觉的设计是很重要的。

为此,需要引进通用设计,使人体工学(Elgonomics设计)和任何人都能理解,即使有障碍的人也能理解的视听显示。

传递信息的分类

根据其紧迫性和严重性,ADAS系统传递给驾驶员的信息可以分为以下三个级别:

  • 信息供应:传递正常的交通状况和道路环境。
  • 提醒:在发生冲突的危险性增加的时候,引起注意。
  • 警报:在碰撞的危险性提高一定程度以上时,发出回避操作的指示。

信息传递方法的注意事项

在设计防碰撞功能(如FCW和ABS)时,驾驶员必须根据与前车的车距和车辆速度来正确理解碰撞前的迫切度和信息的含义。

根据提供的信息,必须根据信息的紧迫性、重要性来确定视觉和听觉显示方法,以便驾驶员能够控制和转向适当的制动踏板。

考虑一下ADAS系统在驾驶过程中将死角等驾驶员无法直接确认的信息传达给驾驶员的情况。

如果系统不能通过视觉显示等准确地将其意图传达给驾驶员,就会引起驾驶员的误解和混乱,不仅不会减少事故,反而会引发不必要的急刹车等危险的驾驶行为。

如果不以符合严重性和紧急性的形式决定视听显示的物理特性,则会错误地读取事故发生前的紧急性和传达信息的意图,有发生制动踏板误操作等的危险。

在汽车碰撞等无时间延迟的情况下,视觉显示的时间是有限的,因此可以通过信号声立即通知信息,并立即做出正确的驾驶行为。

因此,HMI必须努力采用适当传输情况严重程度和迫切度的显示格式。

考虑到熟练程度和年龄的HMI

碰撞等交通事故并不是驾驶员在日常驾驶中频繁经历的,应对紧急情况的练习度绝对不能说很高。

在需要不插入头发的情况下,ADAS系统如何工作和传递,也可以考虑不知道的事情。
即使是这种紧急情况下没有预备知识的司机,HMI需要能立即理解并付诸行动的设计。

在设计ADAS(先进驾驶辅助系统)的HMI(人机界面)时,还必须考虑驾驶员年龄的影响。

尤其是老年人,驾车时处理信息的数量和速度往往比年轻时更低。

因此,有必要注意限制一次提示的信息量,采取符合信息严重性和紧迫度的传达方法等。

因此,为了实现HMI,汽车制造商和OEM正在进行分析和研究。

ADAS HMI相关开发支持服务

获取各种受试者的反馈和驾驶测试在HMI开发中变得越来越重要,ZMP还提供针对驾驶员熟练程度和老年人的行驶数据测量服务等。

ZMP提供的行驶数据测量服务RoboTest(机器人测试)为不同年龄段的驾驶员提供了测试测量结果,可以测量评估和研发原型所需的数据。

我们还可以评估测试课程中的人与机器之间的协作控制,测量驾驶员的困倦和系统迁移时的响应时间。

这是一种可以帮助您以各种形式测量数据的服务。


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