宝马新5系的手势控制,折射出人机交互进化的四大难题

  • 发表于: 2017/06/01 07:43:00 来源:车云网

围绕手势控制,能代表人机交互技术的未来吗?

对全新一代宝马新5系Li轿车(下文简称“新5系”)来说,用“全新科技”为自己背书非常重要:因为在此之前,奔驰新E系的上市获得了非常积极的评价;在此之后,还有全新一代奥迪A6在伺机而动。

所以,如何让自己在“运动和操控”之外还有更多的胜算,接招奔驰出招奥迪,“科技”自然是最佳的助攻,一方面继奔驰之后做差异化,另一方面抢奥迪之前,在科技层面占坑。

即将在华晨宝马新大东工厂量产的新5系Li轿车即将在华晨宝马新大东工厂量产的新5系Li轿车

不过,科技是一把双刃剑,虽可以吸引众人眼球,但也会带来风险。在车云菌看来,新5系上搭载的“手势控制系统”就是这么一个“吃螃蟹”的技术。虽然领先他人一步率先搭载,但如果不能实现技术的进一步优化,也没开发出可进一步扩展利用的领域,那么单纯一个“手势控制系统”,很难对驾驶员在车内的人机交互需求起到改善作用

工作原理:

在新5系上,这套“手势控制系统”通过中控台上方的3D摄像头发出光线,根据光线发射与接受设备之间的时间差来分析出手势的变化。最终得到的数据会传递给车载系统的控制单元,由控制单元调出与识别出的手势相对应的功能,然后与系统中预设的6种手势相匹配,下达相应的操作指令。

新5系天窗前的两个红外线探头(照明灯和SOS模块之间的位置)新5系天窗前的两个红外线探头(照明灯和SOS模块之间的位置)

由于测算光线传播的时间差需要精度极高的设备,所以这种技术对于硬件的要求非常高,眼下业内对这个技术称之为“TOF”(Time of Flight,飞行时间)。此外,该技术还在系统内预留了一个让用户自定义的手势控制动作,用户可通过食指和中指空中点击进行个性化手势设定,例如“引导至家庭住址”、“开关静音”、“最近使用的菜单”或“历史通话”等。

可以说,这种脱离了传统物理按键的人机交互技术,确实能实现简化车内设计、降低驾驶员操作难度的目的。但考虑到“手势控制”并不是一个新技术(早在2015年初的CES展,大众就曾在Golf R Touch概念车上展示过手势控制的应用)。所以许久之后的今天,这个技术最终花落新5系,还是由于技术存在的若干争议导致的。而且在新5系上,依车云菌的看法,围绕这些争议也需要进一步的技术演进来解决:

1、误操作的概率

目前,除了宝马采用红外光技术来识别手势之外(技术来自德尔福),业内还有利用毫米波雷达、结构光和图像识别技术(双摄像头)等流派。不过,无论哪一种技术,都对驾驶员的手势有限制要求——手指指令必须在一个特定的3D空间内操作。

如宝马采用的技术,对手势指令的要求是手势必须在中央扶手、换挡杆到中控屏幕的纵向长度范围内执行动作,同时宽度也要限制在腰部到肩部之间的位置

与此同时,所有手势还必须符合系统对动作标准的要求。譬如新5系对“接听、拒听电话、控制音量,或进行翻页查询交互界面信息、缩放地图页面”等控制命令分别对应“左右挥手、空中轻点、手指画圈以及两个手指的平行或斜向拖曳”等手势

正由于要求比较多,所以可以说这套手势控制系统并不是非常成熟,这一点你从新5系依然保留了可以对应同样功能的物理按钮便能判断出来。在特定情况下,指令手势难免会与一些自然手势产生冲突:

比如驾驶者在车内,用手指向车外某一个方向,或者向车外某人挥手告别时,驾驶者的动作便存在误触发手势控制系统的可能性。根据执笔菌一个同事对新7系手势控制系统的使用感受,那套手势控制系统对不同手势指令的正确识别率也不同。

之前,奥迪为了避免这个问题,曾在自己的手势控制系统中引入了一个“触发机制”,就是把右手放在控制区内做一个下压动作来激活手势控制系统,不过这很明显是一个冗余设计,与其这样激活手势控制系统再操作,还不如直接操作机械按钮来得方便。

所以,如何让手势控制系统“智能地”识别命令手势,在准确率和过滤误差的冗余度方面做到均衡,是手势控制系统能不能好用的关键,同时也是对眼下手势识别技术的一大挑战

2、效率的相对性

在新5系上,如果说你想操作音量控制功能,那你需要在指定位置用食指“画圈”,顺时针画圈是放大音量,逆时针画圈是减小音量,根据上文中那个同事的意见:这个功能比较好用,但需要先熟悉一下控制手势的操作位置。

但在执笔菌看来,类似音量操作这种功能,是没必要通过手势控制系统来实现的。

如果说把手势控制系统和传统中控台的音量旋钮相比,前者或许还有一定优势(毕竟操作后者需要驾驶者分心,看一下旋钮的准确位置)。但是当手势控制系统和多功能方向盘上的音量调节按键比起来,前者几乎可以说是在易用性上完败——因为方向盘上的音量按键是一个2D平面操作,操作它甚至不需要驾驶员松开手或用眼睛看,但手势控制系统是一个3D空间操作,还需要驾驶员关注手摆放的位置。所以说,用手势控制系统来调整音量的这个功能,是个非常典型的“为了设计而设计”案例。

所以,现阶段手势控制系统还处于全新的发展阶段,对指令方式和人机交互需求的理解非常肤浅。基于此,前端供应商在研发手势控制系统的时候,不但要考虑到硬件性能和准确率等基本问题,也要和主机厂合作,探讨相应功能在相应产品上是不是符合用户使用情境,对现有的操作习惯是否会起到优化作用,并最终提高人机交互效率?如果不是,那单纯为了宣传技术噱头而增加功能的行为,就是对消费者的钱包耍流氓

3、对其它功能的替代性和补充性

在新5系上,涉及人机交互的创新功能不单单体现在一套“手势控制系统”上,其它像优化之后的触摸屏、传统i-Drive按钮和新颖好玩的“自然语音识别系统”(相关文章请点击《这台宝马318Li除了用上三缸1.5T,还能听懂“人话”,你相信吗?》)也都一并出现。这说明:在眼下诸多人机交互技术相对独立、大家都不完全成熟的条件下,多技术融合搭配是提高用户体验和可靠性的主流办法。

因此,如果能让手势控制系统和其它人机交互技术一起合作,无疑是一个互利互补的好事情。譬如,如果我们能把新5系的手势控制系统和自然语音识别系统结合工作,无疑会大大提高操作的便利性和准确度。

同时,如果尝试一些新颖的“悬空触觉弹力回馈技术”来辅助手势操作系统,会让用户操作起来的质感更好,同时也延续了自己的使用习惯。

悬空触觉弹力回馈技术悬空触觉弹力回馈技术

关于“悬空触觉弹力回馈系统”:这套系统旨在让你在空中做出触控操作时,手可以感受到类似操控物理按钮的触觉反馈。这背后的技术原理是在触控区设计一个超声波发射设备,通过气压变化,在某个特定位置汇聚几个声波高压点,追踪手的位置凭空“捏”出一个虚拟的三维立体物件,它也可以是一个“旋钮”或“按键”。

现实生活中,很多人也在不断复现这个技术,譬如很多人在开快车时,喜欢五指并拢,把手伸到窗外,感受车速和手中“罩杯尺寸”之间的线性关系,就是一种同源的“技术”。

4、可延展性

对眼下新5系的手势控制系统来说,使用反馈应当相对平淡,这主要是因为它的功能相对简单直白。但随着未来自动驾驶技术的普及,手势控制系统或许会大大解放驾驶员的双手,并在车内大肆释放各种创造力

譬如,在一辆自动驾驶的车里,我们可以像钢铁侠在自己的实验室里那样,通过手势控制技术和VR技术,完成绝大多数和驾驶无关的事情;同时,眼下的一些手势控制技术可以实现对空间物体的高精度定位和扫描,所以对未来的汽车来说,利用此项技术可以轻易识别人的长相,判断出是否是自己的车主,这对驾驶员就意味着可以抛弃物理钥匙,直接刷脸开车了。

车云小结:

无论是新5系还是任何紧随其后,在其它车型上出现的手势控制系统,受眼下的技术制约,它们在未来一段时间内都不会具有对人机交互样态的实质性颠覆能力。但是随着自动驾驶等技术的逐渐实现,手势控制系统作为核心系统的支撑技术,对扩展人机交互应用的意义无比重大。

所以,如果能继续探索并优化现有的人机交互技术和应用理论,明确手势控制系统的行业技术标准,使其逐步能实现智能学习、对其它功能的融合、并拓展出全新的应用领域,未来我们和汽车沟通的主要媒介,或许已经诞生在眼下。

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