智慧出行 | ADAS体验设计的多维度剖析

MOMOUX 2018-08-09

一.ADAS应用定位与发展趋势

实现自动驾驶一直是人类孜孜以求的美好愿景,早在1900年前就有人提出这个大胆的想法,现今依旧有很多人在为实现它而不断努力着,但是,真正的无人驾驶时代还没有到来,例如福特预言2030年前80%的汽车仍然是非自动驾驶汽车(AV),这也就意味我们仍要在驾驶过程中有一定的操控,距离全自动驾驶仍有一段距离。事实上,交通道路事故一直是我们的社会问题,据数据统计,每年有100多万人死于道路交通事故,其中人为错误(如出现视线盲区、左右变道超车、路面突现障碍物等)引起的事故占很大的比重,因此ADAS的存在举足轻重。ADAS是Advanced Driver Assistance System的简称,也就是高级驾驶辅助系统,其原理是利用安装在车上的各式各样传感器收集数据,并结合地图数据进行系统计算,为驾驶员的主要驾驶任务提供支持,如帮助驾驶者预判可能发生的危险,保证行车的安全性,以及通过主动稳定或操纵汽车来通知并警告驾驶员,提供行动反馈,增加舒适度并减少驾驶员的工作量。

为了更清楚地了解ADAS是如何实现辅助驾驶,MOMOUX进行了全面梳理。首先我们需要先弄明白ADAS有哪些主要构成要素,如图所示,我们从车头、驾驶舱、侧身、车尾依次进行介绍,车头部分主要是:自适应巡航控制(ACC)、前车碰撞预警、防抱死制动系统、交通标识识别、紧急制动辅助系统等;驾舱内主要是:错误的驾驶警告、抬头显示、夜视系统等;侧身主要是:360度环视系统、车道偏离预警系统;车尾主要是:后方碰撞警示系统、停车辅助系统。

ADAS对驾驶者辅助具有重大意义,它在不同时期内提供驾驶者不同的驾驶辅助。自动驾驶不是一步实现,而是不同等级迭代式发展,目前汽车自动驾驶的水平主要处于L2—L3阶段,这两个阶段是实现车辆自动驾驶重要的过渡,预计占据的时间会比较长,到2030年时,汽车就可以实现L5(完全自动驾驶),此时不再需要驾驶辅助,这也意味着当实现完全自动驾驶时,ADAS将会被淘汰。

图片来源:Goldman:Sachs Investment Research

下面是根据NHTSA和SEA的分级,给出的具体各个阶段实现的功能:在L0的无自动化阶段,ADAS仅提供驾驶预警;在L1阶段,能够提供部分单一功能的驾驶支持;在L2阶段可通过组合L0和L1的功能达到部分自动化;L3达到有条件的自动化;L4与L5达到自动驾驶阶段。

二.现阶段ADAS的体验问题

虽然ADAS可能会随着自动驾驶更高等级的全面运用而被代替,但是MOMOUX认为现阶段我们仍需关注ADAS在驾驶过程中的使用情况,根据SBD的调查显示,高比例的ADAS用户经常将其关闭,尤其是关闭前方碰撞警告以及车道偏离警告,其数据分别高达59%和57%。
为什么人们要关掉ADAS?针对这一问题,SBD做了大量的用户调研得出三个关键原因,包括人格类型、环境和体验。多达64%驾驶者关掉ADAS是由于自身的人格类型,他们对自己的驾驶技术相当自信,他们认为:“我可以靠自己控制自己的车”。同时环境也是影响ADAS关掉的原因,有16%驾驶者认为在其开车环境下并无开启ADAS的必要。而在剩余的25%——体验维度上,驾驶者往往觉得ADAS导致他们容易分心,不够专注。


图片来源:SBD Automotive


以上所有的数据都反映了ADAS使用率低的现实,事实上,我们无法决定驾驶者的性格或其开车环境,但是作为设计师的我们可以发挥自己同理心的优势,从体验的角度入手优化整个ADAS的设计,通过调研我们发现,由于ADAS体验不佳,用户很容易产生对ADAS技术的不信任感,进而关闭ADAS。由此我们总结出ADAS的不良体验表现在以下几个方面:

a、反馈信息不在驾驶员的视野内

反馈信息并不在明显位置,容易被用户忽略


b、ADAS信息未整合分组

ADAS信息分布在中控和仪表盘上,过于分散。

c、安全信息反馈缺少优先级排序

系统的安全反馈没有优先级顺序,当有多个情况需要处理时,用户往往会不知所措。

d、缺乏上下文的情景提示

人在驾驶中的信息获取、理解、决策、操控的过程是需要基于情境意识进行判断,具体是指人对所处的状态和周围的环境有一个正确的感知。航天等领域的操作很多时候都是自动的,时间长了,人就不知道当下在干什么了,当突然需要决策操作按钮时,决策失误、操作延迟等问题导致了事故。当汽车自动化程度越来越高时候,情景意识就是很严重的问题。当人在车里即使不用自己开,他也需要情境意识,如果丧失了情境意识,最简单的操作也可能出错。

e、HMI设计不一致(例如,图标和颜色选择)

有的汽车在设计时,其车道偏离警告线采用的是橙色,代表其是开启的,而在做ACC设计时,又用了橙色来代表其是关闭的,颜色的混用会让用户感觉到迷糊,易导致用户误用。

f、ADAS使用学习成本高

许多用户反映用户手册晦涩难懂,并且ADAS功能操作复杂、按键多、不易理解,导致用户不敢轻易使用,担心操作出错。

g、同个控件存在不同的功能定义

同个控件有时会存在不同的功能,用户在使用时往往只记住最高频操作的功能,忽略了埋藏的功能,在需要使用时无法找到造成不知所措。

三.ADAS的体验设计维度

基于当前ADAS存在的诸多问题,MOMOUX从ADAS的全局体验角度进行了如下的分析和思考。

1、HMI在人车交互中的定位

ADAS辅助驾驶其实是驾驶者与车载系统共同驾驶,人与车之间的交流尤为重要,而HMI(人机界面)则是人车两个驾驶员信息交流的载体。ADAS处于自动驾驶级别中的L0-L2阶段,其驾驶主体主要是人,因此ADAS必须准确地告知驾驶员汽车的状态和必要的操作。随着自动驾驶级别的升级,操作的主体将变为系统,系统向驾驶员传达的信息元素将大量减少。因此,HMI设计正是ADAS独有的重要概念。

2、ADAS中HMI的人因关系 

在研究ADAS中的HMI元素时,要着重考虑到人的因素。即使在自动驾驶的时代也离不开人的操作,从现在的航天、航空、核电系统可以发现,飞机大部分时间是在自动飞行,汽车的自动化程度远远低于飞机,可是飞机仍然没能离开驾驶员。即使在自动化程度非常高的航天系统和核电系统,操作人员依然是最重要的。而且航天系统和核电系统发生事故的最大原因,也往往是人的问题。因此,在ADAS的HMI设计中要着重考虑人机交互的过程。

3、驾驶者的信息获取

在设计之前,我们要了解人在驾驶过程中如何获取信息。是通过对周围环境进行数据采集,然后加工处理进行决策采取行动、操作车辆。驾驶员在开车的过程中,主要的注意力会集中在道路上,接受信息的能力有限。所以,在HMI的设计中,要尽可能的考虑到驾驶员对于信息的接受能力和行车安全等因素,要考虑到接收信息、处理信息和反馈信息的过程中,有没有和驾驶任务本身形成冲突,一旦形成冲突,就会占用用在驾驶上的认知资源,很可能会导致行车事故。在将信息从ADAS系统传达给驾驶员时,必须根据其信息内容,设计最合理和易于理解的视觉和听觉指示。其信息可以通过物理方式、视觉的颜色和面积、声音的大小和频率等去传达。

最初的汽车仪表大多是简单的机械类型,如速度表、转速表、方向指示器、各种警示灯。然而,随着汽车电子设备的发展,有必要告诉驾驶员更多信息,例如在汽车导航监视器上显示周围环境信息等。特别是在ADAS的HMI设计中,驾驶员必须正确理解来自汽车系统传输的信息,以免对驾驶操作产生负面影响。这时就要考虑到信息的特征并采用适合它的视觉或听觉方式进行传递。

4、基于ADAS的HMI体验设计关注点

a.尽量减少驾驶员视线离开道路的时间

·在驾驶员的视野范围内展现信息

·尽量在接近方向盘的范围内操作

·高频使用的功能应该用按键来激活

b.对传输信息进行分类

从ADAS系统传输到驾驶员的信息可根据其紧急程度和严重程度分为以下三个级别:

·信息供应:传输正常的交通状况和道路环境。

·信息标注:危险预警,请驾驶者注意。

·信息报警:当危险状况提升,指示回避操作。


Super Cruise的三级预警安全机制

c.关注信息传输的方式

例如,当设计诸如FCW和ABS的防撞功能时,驾驶员必须正确地理解碰撞的紧急程度、到前车的距离和车辆速度的信息含义。基于所提供的信息,有必要根据信息的紧迫性和重要性来选择是视觉或听觉的信息指示方法,以便驾驶员能够适当地控制制动踏板和转向。如果不以这种方式决定视听显示的物理特性,则可能引起驾驶员错误接受系统传达的信息,并进一步导致错误控制踏板等操作。

在操作时间有限的情况下,例如遭遇汽车碰撞,视觉指示的时间有限,所以可以通过声音信号立即通知信息,来告知正确的驾驶行为。我们要尽量选择一种将情况的严重性和紧急性适当地传输到HMI的方法。

d.驾车熟练度和驾驶者年龄对HMI的影响

驾驶中遭遇到碰撞和交通事故毕竟是特殊情况,并且驾驶员对紧急情况的响应程度会有所不同。在非特殊情况下,驾驶员可能无法了解ADAS系统如何运行和传达信息。即使对于不了解的紧急情况知识的驾驶员,HMI也需要被设计得能够被快速理解并帮助采取行动。

在设计ADAS的HMI(人机界面)时,有必要考虑驾驶员年龄的问题。特别是对于老年人来说,驾驶过程中处理信息的数量和速度往往低于年轻状态。因此,考虑到更广阔的用户群体,HMI每一次呈现的信息量要有所限制,或者根据信息的严重程度或紧急程度进行传递。

5、驾驶者的状态管理

驾驶员状态管理是现在ADAS中的重中之重。驾驶员状态管理可以更好地预警,防止碰撞提升安全。这里通常通过检测:驾驶行为、生理测量、视觉注意、情绪、环境信息、车辆操作、驾驶风格等指标,来帮助了解驾驶状态。

驾驶员的状态在驾驶模式切换的过程中显得尤为重要,即在半自动阶段的人驾驶和自动驾驶之间切换的场景。我们了解到,很多事故会发生在接管过程中,比如说谷歌的多起事故是发生在驾驶模式切换时的。解决方法包括驾驶人状态监督与调节,模式切换安全性评价,还有HMI预警设计。


Super Cruise配备的驾驶员注意力保持系统

 

MOMOUX(墨默体验设计咨询)作为数字驾舱体验设计千赢国际娱乐官方网址商,应用全局融合体验设计思维,为合作伙伴提供极致自然的HMI交互设计及符合品牌DNA的视觉创新。在设计过程我们需要深入的了解行业技术的应用与发展,在创新的起始解读给予设计师更客观的信息导入。本文从体验设计维度对现阶段的ADAS应用情况进行剖析,总结其体验设计的不足之处,并提出ADAS的体验设计必须关注点。未来驾驶出行的安全与体验是永恒的话题,以此抛砖引玉,欢迎留言交流!

 

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