平视化安全概念座舱的开发理念

以人为本,降低「三大驾驶干扰」

信息化的高度发展,让驾驶者即使置身于车内也可获得大量信息。 那么,如何让驾驶者在确保行驶安全的前提下,既可掌控各类信息,又可专心驾驶呢? 马自达的答案就是「HEADS-UP COCKPIT」平视化安全概念座舱。 在这一理念下,马自达潜心研发划时代的人机交互界面(HMI:Human Machine Interface)。 今天,研发团队负责人大池太郎先生将为我们揭开这一以人为本的全新驾驶空间的面纱。

打造全新驾舱,迎接高度信息化时代

过去,汽车只是行驶工具,所以驾驶舱中只要有驾驶所需的设备便万事大吉了。但如今,车内不但配备了音响,导航系统,随着互联网环境下“车联网”概念的普及,各种各样的信息开始涌入车内。这些信息一方面为驾驶者带来了更高的舒适性和便利性,但同时也导致驾驶者在查看这些信息时无法集中精力驾驶。

「面对这样的问题,我们开始重新审视HMI(Human Machine Interface)人机交互界面的研发。简单地说,HMI就是「链接人与机械的设备」,一般指按钮、仪表、显示屏等设备。驾驶时,大部分信息都需要驾驶者坐在驾驶舱内处理。在这一前提下,我们重新审视了HMI的理想形态」。研发团队负责人整体控制系统开发本部的大池太郎先生道出了原委。

「三大驾驶干扰因素」

「重新审视时的标准仍然是「人」。对于驾驶者而言,最理想的处理信息的环境是什么?我们重新回到原点,开始思考到底什么才是理想状态,结果发现问题症结在于三大驾驶干扰」。 「驾驶干扰」是指妨碍驾驶者集中精力,引起注意力分散的因素。大池太郎先生和他的团队一起验证了相关因素,为打造全新的驾舱,在HMI中融入了多项新思路和技术,力争将这些干扰因素控制在最小范围。 「三大驾驶干扰因素」 ①「心离驶」,即分心驾驶 ②「眼离路」,即视线偏离前方道路 ③「手离盘」,手离开方向盘 那么我们如何控制好这些影响驾驶的因素呢?

重新布局,防止「意识的偏离」

「首先是,「心离驶」,即分心驾驶。也就是所谓的「意识的偏离」。比如,在凝视某些事物时,如果附近出现了其他事物,我们本能地会被吸引,其原因是距离太近。同样,我们会本能地被刺激性强或者引人注目的事物所吸引。我们做的第一项对策是,对可能导致驾驶分心的因素进行了整理,明确地划分了信息显示区域。」 「具体而言,是将行车信息安排在驾驶者的正前方区域显示,因为这一区域视线移动较少。而舒适性和便捷性信息则集中在仪表台上方的中央显示屏。在布局设计时明确区分驾驶所需的必要信息和其他信息,从而避免驾驶者因不必要的事物分散精力。」

合理设计显示系统,将「视线偏离」的时间控制在最短

第二点是,「眼离路」即视线偏离前方道路。「这是指,有意识地将视线移向驾驶舱内显示的信息,也就是「视线偏离」。这样的视线偏离分为三个阶段。 ①视线偏离前方道路 ②视线对焦 ③读取所显示内容 将这三个阶段的所需时间最短化便是我们的第二项改进。 ①为了缩短视线的移动时间,我们将中央显示屏安排在上方,以避免妨碍驾驶者的视野。 在2013年的Mazda3 Axela昂克赛拉以及后续商品中,我们将驾驶者的俯视角缩小到15度, 以缩短视线的移动距离。 ②为了缩短视线焦点调节时间,我们开发了彩色平视显示系统(Active Driving Display)。 这是一款新型HMI,通过在人的有效视野范围内设置小型显示屏,让驾驶者可以在注视 前方道路的同时确认驾驶信息。通过虚像将驾驶信息显示在驾驶者前方约1.5m的位置, 尽可能地缩短对焦时间。

③为了缩短读取信息的时间,我们充分考虑驾驶者与中央显示屏之间的距离,确定合适的文字大小与间距,并确定合理的显示屏尺寸,以准确显示信息。此外,选择菜单的数量等使用了心理学上的神奇数字7±2(研究发现,人类一次能够记住的项目不超过7±2),让驾驶者对显示内容一目了然。

中控旋钮令行驶中的信息操作更加安全

妨碍专心驾驶,分散驾驶者注意力的「三大驾驶干扰因素」的最后一项是「手离盘」, 即手离开了方向盘。 「我们的第三项改进就是,尽可能地降低行驶过程中,因进行驾驶以外信息操作时, 引起驾姿的不稳定性和操作的不可靠性。 具体而言,就是将中央显示屏的操作方式由触屏操作改为通过中控旋钮进行操作。」

中控旋钮的优势主要有3点:

可以在稳定的驾姿下轻松操作,我们将中控旋钮设在左手自然下垂的位置。驾驶者将手腕搭在中央扶手上,便可保持稳定的姿势,轻松操作中控旋钮。 无需低头确认,盲控操作。考虑到神奇数字7±2原则,我们将中控旋钮设计为5个按钮,使用更为简单便捷。 为了提高操作的精确性,我们在操作时加入「咔哒咔哒」的机械触感反馈,同时采用驾驶者能够直观理解的画面显示方式,让驾驶者可以毫不犹豫地准确操作。 这3大优势在触屏形式下很难实现。因此,中控旋钮为行驶过程中的信息操作安全做出了极大的贡献。

人与车的对话,HMI中「人马一体」的理念随处可见

在尽可能地尝试减少「三大驾驶干扰因素」后,实际的驾驶情况发生了哪些改变呢? 我们对指定操作的完成度、视线偏离前方道路的时间、方向盘的偏离量等进行了验证。 结果显示,中控旋钮形式在各种情况下均优于触屏形式。 由此可见,我们所做的改进是正确的。 但是,怎样的数值才是最理想的?这并没有固定的答案。 我们还需要精益求精,进一步完善和发展这一理念。

马自达的新型驾驶座舱中所搭载的HMI,将行驶稳定性置于首位,在处理众多信息的同时实现安全驾驶。马自达将其命名为「HEADS-UP COCKPIT」平视化安全概念座舱。CX-5以及之后的后续产品中均采用了这一先进的座舱布局。「人机交互界面HMI的关键,就在于实现优质的人车对话。驾驶者表达的意图,能够及时准确地得到车辆反馈,确保这样的人车交流是快速、准确和双向的状态,并且不断提高其沟通质量,便是我们的任务。」

目标是研发出更加洞察驾驶者的内心的HMI

其中,马自达的「人马一体」理念的随处可见。
打造一个让驾驶者能够畅享驾驶乐趣的驾驶环境,这正是对驾驶座舱设计提出的最大要求。

今后,HMI还将如何进化?

「我们今后的方向是,要让车辆能够准确理解驾驶者或乘客的想法,随时随地毫不刻意地提供辅助支持。一个让驾驶者充分地发挥自己能力的驾驶环境才是最理想的。」 同时,大池先生还表示,「越是运用先进技术,打造更加安全・便利的系统,却越容易导致HMI变得繁杂化,这其实是本末倒置的。分辨必要信息和功能,与推动HMI的发展同等重要」。要想让汽车制造做到「以人为本」,就必须先了解「人」。但是,人是捉摸不透的。我们绝对不能自以为是地开发出画蛇添足的系统。大池先生的微笑里充满了自我告诫之意。

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