在當(dāng)今汽車市場中，無論是豪華車、中檔車，還是低端汽車，都已經(jīng)集成有大量的導(dǎo)航、舒適、娛樂和安全系統(tǒng)。駕乘人員需要能夠快速、輕松地控制這些系統(tǒng)或快速訪問信息，這導(dǎo)致汽車制造商和系統(tǒng)集成商更加關(guān)注實(shí)施更智能、更直觀的人機(jī)界面(HMI)。本文將討論光電技術(shù)如何在這些應(yīng)用中發(fā)揮作用。
在車輛中不斷增多的控制功能意味著純粹機(jī)械開關(guān)組成的儀表盤不再是可行的方案，因?yàn)樗緳C(jī)/乘客如果需要處理這么多的開關(guān)會(huì)導(dǎo)致混亂。從制造商的角度來看，這同樣也有問題，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的開關(guān)除了占用太多的儀表盤空間和破壞整體美感以外，也不能提供了一個(gè)簡單的升級(jí)路徑， 使現(xiàn)有的設(shè)計(jì)難以再增加新的功能。
購車者在看到被推薦的最新車型時(shí)，所需要的是對令人興奮的新特性和功能驚嘆叫絕，他們可以通過中央控制臺(tái)單元使用這些功能，同時(shí)也期待這些功能與日常生活中所熟悉的用戶體驗(yàn)旗鼓相當(dāng)。
與許多其他行業(yè)一樣，在汽車中使用觸摸屏技術(shù)變得越來越流行。據(jù)預(yù)測，到2019年，全球每年汽車觸摸屏的銷售量將達(dá)到3,570萬臺(tái)。然而，盡管這種技術(shù)能夠提供高度直觀的人機(jī)界面，但是針對汽車艙內(nèi)設(shè)置的特定任務(wù)他們在多大程度上適合，以及是否需要用附加的探測系統(tǒng)來加以補(bǔ)充等還有一些疑問?；谟|摸控制系統(tǒng)的安全問題也經(jīng)常被提出，其結(jié)果是，在實(shí)施汽車HMI的特定單元時(shí)，有好多替代方法可以考慮。
美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)已經(jīng)針對司機(jī)分心的問題進(jìn)行了大量研究，并定義了兩個(gè)影響司機(jī)分心的基本組成部分。
按照駕駛員的視覺、認(rèn)知、手動(dòng)資源，執(zhí)行該任務(wù)所需的關(guān)注量。
司機(jī)駕駛時(shí)，如何要完成執(zhí)行此任務(wù)。
汽車制造商聯(lián)盟(The Alliance of Automobile Manufacturers)已經(jīng)設(shè)定了指導(dǎo)性的意見，指出“視覺顯示屏的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該使駕駛者可以按順序匆匆一看即可完成所需的任務(wù)，此過程要足夠簡短以不足以對駕駛產(chǎn)生不利影響。”雖然基于觸摸的方法非常適合于平板電腦等便攜式消費(fèi)電子設(shè)備，但汽車環(huán)境下，某些情況通過操作觸摸顯示器實(shí)現(xiàn)某個(gè)任務(wù)所需的注意力水平可能太高?？紤]到這一點(diǎn)，領(lǐng)先的汽車品牌都熱衷于提升觸摸控制系統(tǒng)，使駕駛員產(chǎn)生分心的任何風(fēng)險(xiǎn)都可以避免。
采用語音識(shí)別來完成任務(wù)是一種選項(xiàng)，但是它也有其缺點(diǎn)。雖然語音識(shí)別系統(tǒng)在最近幾年已經(jīng)大幅度改善，但錯(cuò)誤仍然不可避免，這可能導(dǎo)致用戶信心受挫。錯(cuò)誤發(fā)生的頻繁程度與背景噪聲水平有非常密切的關(guān)系。顯然，車輛內(nèi)部將有一個(gè)相當(dāng)高的背景噪聲存在。除此之外，不同地區(qū)的口音以及講話方式的改變也將會(huì)產(chǎn)生影響。
光學(xué)技術(shù)可以非常有效地用于補(bǔ)充基于觸摸技術(shù)的人機(jī)界面，也給工程師提供一種技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn)完全非觸摸的傳感機(jī)制。此技術(shù)的應(yīng)用包括，但不限于：
接近檢測
簡單的手勢識(shí)別，像例如左/右輕掃
司機(jī)/乘客的區(qū)別對待，如一些信息娛樂選項(xiàng)被視為對司機(jī)太分心，僅僅允許乘客訪問這些。
然而，在創(chuàng)建這種系統(tǒng)時(shí)還有一些需要解決的問題。一種基于光學(xué)的HMI解決方案需要具有以下屬性：
能夠應(yīng)付背景光水平在很大范圍變化的能力。
抵御電磁干擾(EMI)的強(qiáng)大適應(yīng)能力。
支持多種OEM配置。
低材料清單成本。
占用最小的電路板空間。
能夠應(yīng)對苛刻機(jī)電一體化集成的能力。
