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车载触摸屏不是问题所在。运行它们的软件是。

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首次推出于1986年别克里维埃拉,车内触摸屏或人机界面(HMI)不是一项新技术。然而,今天的触摸屏已经取代了旧的机械控制,成为汽车人机界面的新标准。

尽管触摸屏越来越受欢迎,但汽车行业内部似乎有强烈反对采用触摸屏的声音。今年早些时候,马自达宣布有意清除车上的触摸屏,认为触摸屏会给司机带来安全隐患。

1986年别克里维埃拉的信息娱乐系统。资料来源:总经理。

这一论点的基本前提是:触摸屏对驾驶员的认知负荷比机械式触摸屏更大,这意味着驾驶员分心的可能性更大。驾驶员分心是道路交通事故的主要原因之一(10%到30%的道路交通事故是由于驾驶员分心造成的)据欧盟估计),这是所有汽车制造商在为未来车辆开发信息娱乐解决方案时的一个严重问题。

触屏产生的认知负荷与它们的本质有关。与机械按钮不同,触屏不会触发驾驶员的触觉感知。触觉学,也被称为触摸科学,可以分为两类:

  • 触觉-来自皮肤的信息(即我们触摸的材料感觉如何)
  • 动觉知觉–通过关节的移动和位置获得的信息(例如,当我们移动某物时)。

机械按钮同时触发触觉和运动知觉。例如,当一个机械按钮通过驾驶员的动觉传递给驾驶员时,驾驶员会感到它实际上在“移动”,并立即得到他的动作是否成功执行的反馈。机械按钮的固定位置也允许驾驶员发展肌肉记忆,并能够在不看它的情况下使用它。

另一方面,触屏没有任何运动部件,所以它们无法触发驾驶员的动觉,他也无法获得执行动作的反馈。为了解决这个问题,工程师们开发了从简单(如声音警报)到复杂(如带有振动的触觉反馈)的反馈循环。此外,肌肉记忆更难在触摸屏上实现,因为屏幕的整个表面感觉是一样的。所以,司机可能需要瞥一眼屏幕,看看到底应该触碰哪里。

如果你仔细观察触屏的缺点,就会发现一个规律。不是真正的触屏或者硬件为这些担忧负责;这是最重要的软件而用户界面(UI)似乎让汽车的触摸屏失灵了。

与机械控制相比,触摸屏的诸多优点之一是:软件可以通过“空中传送”(OTA)更新进行更改。如果按钮的位置对驾驶员不方便,则机械控制装置不能改变。在触摸屏上它可以。因此,界面中的任何故障都可以根据驱动程序的需要进行更改或定制。这样,肌肉记忆可以发展和认知负荷最小化。

特斯拉的Model 3拥有最好的硬件和软件信息娱乐组合之一。来源:特斯拉

然而,尽管驾驶员和乘客(几乎)从不抱怨触摸屏的硬件,但设计和验证车辆中的触摸控制并非易事。由于在汽车中通过触摸控制执行的许多操作对驾驶员和乘客的安全至关重要,因此在行业中实施了严格的标准,例如IEC 61000-4标准要求。

为了使触摸传感器满足工业要求,需要进行一个繁琐的迭代设计过程,通常需要创建几个原型并对其进行测试。这一过程不仅代价高昂,而且对发生的潜在物理现象也没有任何洞察。

一个更好的替代原型是模拟。场标度感测是一个仿真工具,允许工程师,无论他们熟悉的模拟,轻松模拟电容触摸传感器,如那些在汽车工业中使用的。通过仿真结果给出的宝贵见解,硬件工程师可以对设计做出明智的决定,了解它在极端条件下的行为,测试各种制造公差的行为,并确保它满足汽车行业的严格标准。

触摸屏作为HMI在汽车上是一项相对较新的技术,将在未来几年内完全成熟。虽然UI有一些实验空间,但硬件却不能这样。触摸屏的硬件需要尽可能可靠、准确和快速,因为它是控制车辆的主要平台。作为硬件工程师,我们需要提供最好的硬件来方便车辆的操作。

实现这一点的一个经济有效的方法是通过模拟。你现在就可以开始模拟触摸屏了场标度感测,可通过牵牛星伙伴联盟.