平視化安全概念座艙的開發理念

以人為本,降低「三大駕駛干擾」

信息化的高度發展,讓駕駛者即使置身于車內也可獲得大量信息。 那么,如何讓駕駛者在確保行駛安全的前提下,既可掌控各類信息,又可專心駕駛呢? 馬自達的答案就是「HEADS-UP COCKPIT」平視化安全概念座艙。 在這一理念下,馬自達潛心研發劃時代的人機交互界面(HMI:Human Machine Interface)。 今天,研發團隊負責人大池太郎先生將為我們揭開這一以人為本的全新駕駛空間的面紗。

打造全新駕艙,迎接高度信息化時代

過去,汽車只是行駛工具,所以駕駛艙中只要有駕駛所需的設備便萬事大吉了。但如今,車內不但配備了音響,導航系統,隨著互聯網環境下“車聯網”概念的普及,各種各樣的信息開始涌入車內。這些信息一方面為駕駛者帶來了更高的舒適性和便利性,但同時也導致駕駛者在查看這些信息時無法集中精力駕駛。

「面對這樣的問題,我們開始重新審視HMI(Human Machine Interface)人機交互界面的研發。簡單地說,HMI就是「鏈接人與機械的設備」,一般指按鈕、儀表、顯示屏等設備。駕駛時,大部分信息都需要駕駛者坐在駕駛艙內處理。在這一前提下,我們重新審視了HMI的理想形態」。研發團隊負責人整體控制系統開發本部的大池太郎先生道出了原委。

「三大駕駛干擾因素」

「重新審視時的標準仍然是「人」。對于駕駛者而言,最理想的處理信息的環境是什么?我們重新回到原點,開始思考到底什么才是理想狀態,結果發現問題癥結在于三大駕駛干擾」。 「駕駛干擾」是指妨礙駕駛者集中精力,引起注意力分散的因素。大池太郎先生和他的團隊一起驗證了相關因素,為打造全新的駕艙,在HMI中融入了多項新思路和技術,力爭將這些干擾因素控制在最小范圍。 「三大駕駛干擾因素」 ①「心離駛」,即分心駕駛 ②「眼離路」,即視線偏離前方道路 ③「手離盤」,手離開方向盤 那么我們如何控制好這些影響駕駛的因素呢?

重新布局,防止「意識的偏離」

「首先是,「心離駛」,即分心駕駛。也就是所謂的「意識的偏離」。比如,在凝視某些事物時,如果附近出現了其他事物,我們本能地會被吸引,其原因是距離太近。同樣,我們會本能地被刺激性強或者引人注目的事物所吸引。我們做的第一項對策是,對可能導致駕駛分心的因素進行了整理,明確地劃分了信息顯示區域。」 「具體而言,是將行車信息安排在駕駛者的正前方區域顯示,因為這一區域視線移動較少。而舒適性和便捷性信息則集中在儀表臺上方的中央顯示屏。在布局設計時明確區分駕駛所需的必要信息和其他信息,從而避免駕駛者因不必要的事物分散精力。」

合理設計顯示系統,將「視線偏離」的時間控制在最短

第二點是,「眼離路」即視線偏離前方道路。「這是指,有意識地將視線移向駕駛艙內顯示的信息,也就是「視線偏離」。這樣的視線偏離分為三個階段。 ①視線偏離前方道路 ②視線對焦 ③讀取所顯示內容 將這三個階段的所需時間最短化便是我們的第二項改進。 ①為了縮短視線的移動時間,我們將中央顯示屏安排在上方,以避免妨礙駕駛者的視野。 在2013年的Mazda3 Axela昂克賽拉以及后續商品中,我們將駕駛者的俯視角縮小到15度, 以縮短視線的移動距離。 ②為了縮短視線焦點調節時間,我們開發了彩色平視顯示系統(Active Driving Display)。 這是一款新型HMI,通過在人的有效視野范圍內設置小型顯示屏,讓駕駛者可以在注視 前方道路的同時確認駕駛信息。通過虛像將駕駛信息顯示在駕駛者前方約1.5m的位置, 盡可能地縮短對焦時間。

③為了縮短讀取信息的時間,我們充分考慮駕駛者與中央顯示屏之間的距離,確定合適的文字大小與間距,并確定合理的顯示屏尺寸,以準確顯示信息。此外,選擇菜單的數量等使用了心理學上的神奇數字7±2(研究發現,人類一次能夠記住的項目不超過7±2),讓駕駛者對顯示內容一目了然。

中控旋鈕令行駛中的信息操作更加安全

妨礙專心駕駛,分散駕駛者注意力的「三大駕駛干擾因素」的最后一項是「手離盤」, 即手離開了方向盤。 「我們的第三項改進就是,盡可能地降低行駛過程中,因進行駕駛以外信息操作時, 引起駕姿的不穩定性和操作的不可靠性。 具體而言,就是將中央顯示屏的操作方式由觸屏操作改為通過中控旋鈕進行操作。」

中控旋鈕的優勢主要有3點:

可以在穩定的駕姿下輕松操作,我們將中控旋鈕設在左手自然下垂的位置。駕駛者將手腕搭在中央扶手上,便可保持穩定的姿勢,輕松操作中控旋鈕。 無需低頭確認,盲控操作。考慮到神奇數字7±2原則,我們將中控旋鈕設計為5個按鈕,使用更為簡單便捷。 為了提高操作的精確性,我們在操作時加入「咔噠咔噠」的機械觸感反饋,同時采用駕駛者能夠直觀理解的畫面顯示方式,讓駕駛者可以毫不猶豫地準確操作。 這3大優勢在觸屏形式下很難實現。因此,中控旋鈕為行駛過程中的信息操作安全做出了極大的貢獻。

人與車的對話,HMI中「人馬一體」的理念隨處可見

在盡可能地嘗試減少「三大駕駛干擾因素」后,實際的駕駛情況發生了哪些改變呢? 我們對指定操作的完成度、視線偏離前方道路的時間、方向盤的偏離量等進行了驗證。 結果顯示,中控旋鈕形式在各種情況下均優于觸屏形式。 由此可見,我們所做的改進是正確的。 但是,怎樣的數值才是最理想的?這并沒有固定的答案。 我們還需要精益求精,進一步完善和發展這一理念。

馬自達的新型駕駛座艙中所搭載的HMI,將行駛穩定性置于首位,在處理眾多信息的同時實現安全駕駛。馬自達將其命名為「HEADS-UP COCKPIT」平視化安全概念座艙。CX-5以及之后的后續產品中均采用了這一先進的座艙布局。「人機交互界面HMI的關鍵,就在于實現優質的人車對話。駕駛者表達的意圖,能夠及時準確地得到車輛反饋,確保這樣的人車交流是快速、準確和雙向的狀態,并且不斷提高其溝通質量,便是我們的任務。」

目標是研發出更加洞察駕駛者的內心的HMI

其中,馬自達的「人馬一體」理念的隨處可見。
打造一個讓駕駛者能夠暢享駕駛樂趣的駕駛環境,這正是對駕駛座艙設計提出的最大要求。

今后,HMI還將如何進化?

「我們今后的方向是,要讓車輛能夠準確理解駕駛者或乘客的想法,隨時隨地毫不刻意地提供輔助支持。一個讓駕駛者充分地發揮自己能力的駕駛環境才是最理想的。」 同時,大池先生還表示,「越是運用先進技術,打造更加安全?便利的系統,卻越容易導致HMI變得繁雜化,這其實是本末倒置的。分辨必要信息和功能,與推動HMI的發展同等重要」。要想讓汽車制造做到「以人為本」,就必須先了解「人」。但是,人是捉摸不透的。我們絕對不能自以為是地開發出畫蛇添足的系統。大池先生的微笑里充滿了自我告誡之意。

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