人機(jī)交互工程
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
人機(jī)交互工程的視頻教程
人機(jī)語(yǔ)音交互技術(shù)（一）
本視頻為第五課，人機(jī)語(yǔ)音交互技術(shù)（五） 人機(jī)語(yǔ)音交互技術(shù)（一） 人機(jī)語(yǔ)音交互技術(shù)（二） 人機(jī)語(yǔ)音交互技術(shù)（三） 人機(jī)語(yǔ)音交互技術(shù)（四） 課程大綱 一、語(yǔ)音基礎(chǔ) 1.語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)發(fā)展概述 2.MFCC特征 3.單聲道語(yǔ)音降噪算法 二、傳統(tǒng)技術(shù) 1.模型匹配法（DTW） 2. 概率統(tǒng)計(jì)法（GMM-HMM） 3.
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人機(jī)交互工程的實(shí)例教程
Ⅳ類HMI功能
在有人駕駛模式下，需提供Ⅲ類HMI所有功能，同時(shí)可支持駕駛員在車外的無(wú)人駕駛模式。適用于L4、L5級(jí)駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)。
下表2是四類自動(dòng)駕駛人機(jī)交互功能的對(duì)比。
表 2 自動(dòng)駕駛人機(jī)交互功能分類
自動(dòng)駕駛人機(jī)交互的主要目標(biāo)是保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，其主要受到安全威脅的使用場(chǎng)景見下圖1。
圖 1 自動(dòng)駕駛人機(jī)交互使用場(chǎng)景
場(chǎng)景一：自車感知系統(tǒng)失效
使用場(chǎng)景描述
指自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知傳感器（攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)）或先驗(yàn)感知傳感器（高精地圖、GNSS）發(fā)生故障，無(wú)法有效獲取車道線、目標(biāo)、交通標(biāo)志等情況。
圖 2 自車感知系統(tǒng)失效
HMI響應(yīng)要求
場(chǎng)景一對(duì)自動(dòng)駕駛人機(jī)交互的響應(yīng)要求見下表1。
表 1 自車感知系統(tǒng)失效場(chǎng)景HMI響應(yīng)要求
*注：Ⅰ類/Ⅱ類/Ⅲ類/Ⅳ類HMI功能的定義參見《自動(dòng)駕駛人機(jī)交互[一]：自動(dòng)駕駛人機(jī)交互的Why與What》。
場(chǎng)景二：超出設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域ODD范圍
使用場(chǎng)景描述
指當(dāng)前車輛超出了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)定義的設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域（地理圍欄、道路基礎(chǔ)設(shè)施、天氣、交通等）。
圖 3 超出設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域ODD
HMI響應(yīng)要求
場(chǎng)景二對(duì)自動(dòng)駕駛人機(jī)交互的響應(yīng)要求見下表2。
表 2 超出設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域ODD范圍HMI響應(yīng)要求
場(chǎng)景三：駕駛員狀態(tài)異常，無(wú)法正常駕駛
使用場(chǎng)景描述
指當(dāng)駕駛員處于不在場(chǎng)、疲勞、注意力不集中等異常情況，而無(wú)法完成動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。
圖 4 駕駛員狀態(tài)異常
HMI響應(yīng)要求
場(chǎng)景三對(duì)自動(dòng)駕駛人機(jī)交互的響應(yīng)要求見下表3。
展開 什么是人機(jī)交互技術(shù)？
在人工智能電話機(jī)器人中，最為重要的技術(shù)當(dāng)然是人機(jī)交互，什么是人機(jī)交互技術(shù)呢？
人機(jī)交互技術(shù)（Human-Computer Interaction Techniques）是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。
人機(jī)交互系統(tǒng)的主要組成
1、多模態(tài)輸入/輸出：多模態(tài)輸入包括鍵盤、鼠標(biāo)、文字、語(yǔ)音、手勢(shì)、表情、注視等多種輸入方式；多模態(tài)輸出包括文字、圖形、語(yǔ)音、手勢(shì)、表情等多種交互信息。
2、視覺合成：使人機(jī)交互能夠在一個(gè)仿真或虛擬的環(huán)境中進(jìn)行，仿佛現(xiàn)實(shí)世界中人與人之間的交互。
3、 對(duì)話系統(tǒng)：主要由兩種研究趨勢(shì)，一種以語(yǔ)音為主，另一種從某一特定任務(wù)域入手，引入對(duì)話管理概念，建立類似于人人對(duì)話的人機(jī)對(duì)話。可通過該系統(tǒng)，輕松把握狀態(tài)信息。
4、知識(shí)處理：自動(dòng)地提取有組織的，可為人們利用的知識(shí)。
5、智能接口代理：智能接口代理為實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)交互的媒介。
主要特點(diǎn)
多媒體系統(tǒng)的交互特點(diǎn)
基于語(yǔ)音的智能人機(jī)交互是當(dāng)前人機(jī)交互技術(shù)的主要表現(xiàn)形式，語(yǔ)音人機(jī)交互過程包括信息輸入和輸出的交互、語(yǔ)音處理、語(yǔ)義分析、智能邏輯處理以及知識(shí)和內(nèi)容的整合。
與傳統(tǒng)用戶界面相比，引入了視頻和音頻之后的多媒體用戶界面，最重要的變化就是界面不再是一個(gè)靜態(tài)界面，而是一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的時(shí)變媒體界面。
人類使用語(yǔ)言和其它時(shí)變媒體（如姿勢(shì)）的方式完全不同于其它媒體。從向用戶呈現(xiàn)的信息來(lái)講，時(shí)變媒體主要是順序呈現(xiàn)的，而我們通常熟悉的視覺媒體（文本和圖形）通常是同時(shí)呈現(xiàn)的。在傳統(tǒng)的靜止界面中，用戶或是從一系列選項(xiàng)中進(jìn)行選擇（明確的界面通信成分），或是用可再認(rèn)的方式進(jìn)行交互（隱含的界面通信成分）。
在時(shí)變媒體的用戶界面中，所有選項(xiàng)和文件必須順序呈現(xiàn)。
展開 作者 | HYZY
來(lái)源 | 焉知
知圈 | 進(jìn)“HMI社群”請(qǐng)加微信15221054164，備注HMI
一、基本概念
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DMS（Driver Monitor System）屬于自動(dòng)駕駛人機(jī)交互的一部分，其使用攝像頭獲取的圖像及其它車身傳感器輸入的數(shù)據(jù)，通過視覺跟蹤、動(dòng)作識(shí)別等技術(shù)監(jiān)測(cè)駕駛員的駕駛行為和生理狀態(tài)，當(dāng)判斷駕駛員不在場(chǎng)或處于非正常駕駛狀態(tài)時(shí)（疲勞、分心等），自動(dòng)駕駛系統(tǒng)向駕駛員發(fā)出報(bào)警或執(zhí)行其它安全策略，以確保車輛運(yùn)行安全。
圖 1 駕駛員狀態(tài)監(jiān)控DMS
從技術(shù)原理上，駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DMS可分為直接監(jiān)控和間接監(jiān)控兩種類型：
直接監(jiān)控：通過傳感器獲取駕駛員頭部運(yùn)動(dòng)、面部運(yùn)動(dòng)、眼部運(yùn)動(dòng)、心電或腦電等直接表征駕駛員狀態(tài)的信號(hào)，用以判斷駕駛員的狀態(tài)；
間接監(jiān)控：通過獲取駕駛員的駕駛行為信號(hào)及相關(guān)車輛狀態(tài)信號(hào)，間接判斷駕駛員狀態(tài)。
直接監(jiān)控方式可獲取更多的駕駛員狀態(tài)信息，且隨著相關(guān)視覺技術(shù)的進(jìn)步，其判斷結(jié)果可信度也不斷提升，多用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的人機(jī)交互。間接監(jiān)控方式可獲取的駕駛員狀態(tài)信息有限，通常可用于駕駛員駕駛風(fēng)格判斷及整車駕駛模式匹配。
二、駕駛員狀態(tài)定義
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DMS可識(shí)別的駕駛員狀態(tài)見下圖2。
展開 基于matlab的信號(hào)處理GUI人機(jī)交互，利用GUI功能完成包括振幅調(diào)制AM（Amplitude Modulation），雙邊帶調(diào)幅信號(hào)DSB（double sideband），單邊帶信號(hào)SSB（single sideband ），調(diào)頻FM模擬（Frequency Modulation）調(diào)制在內(nèi)的調(diào)制解調(diào)過程，輸入波形及濾波參數(shù)可調(diào)，程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。
圖 1 人類駕駛員作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的“備胎”
接管的本質(zhì)就是車輛駕駛控制權(quán)在“人”與“機(jī)”之間的轉(zhuǎn)換問題，根據(jù)駕駛權(quán)轉(zhuǎn)換的發(fā)起者和執(zhí)行者不同，接管可分為由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)起的被動(dòng)接管和由用戶發(fā)起的主動(dòng)干預(yù)。
圖 2 接管與干預(yù)
被動(dòng)接管的準(zhǔn)確定義為：當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)DDT相關(guān)的系統(tǒng)失效或車輛超出設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域ODD范圍時(shí)，由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)向用戶發(fā)出接管請(qǐng)求，用戶通過控制橫縱向運(yùn)動(dòng)控制的方式予以響應(yīng)。被動(dòng)接管強(qiáng)調(diào)由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)起，用戶被動(dòng)執(zhí)行。
主動(dòng)干預(yù)的準(zhǔn)確定義為：用戶在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)仍處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，主動(dòng)向橫縱向運(yùn)動(dòng)控制裝置提供輸入，系統(tǒng)根據(jù)用戶的輸入是否達(dá)到閾值選擇退出功能還是繼續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)DDT。主動(dòng)干預(yù)則強(qiáng)調(diào)由用戶主動(dòng)發(fā)起。
二、被動(dòng)接管
1、被動(dòng)接管基本要求
觸發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)出接管請(qǐng)求的事件可分為可預(yù)期事件和意外事件兩類：由可預(yù)期事件觸發(fā)的接管請(qǐng)求通常屬于非緊急狀況的駕駛權(quán)轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)應(yīng)盡早向用戶發(fā)出接管請(qǐng)求，以保證用戶有足夠的時(shí)間完成接管動(dòng)作；由意外事件觸發(fā)的接管請(qǐng)求通常屬于緊急狀況的駕駛權(quán)轉(zhuǎn)換，一般難以保證用戶有足夠的接管時(shí)間。
圖 3 請(qǐng)求接管
系統(tǒng)發(fā)出的接管請(qǐng)求信號(hào)應(yīng)跟隨請(qǐng)求時(shí)間逐步提升警告強(qiáng)度，例如從單純視覺信號(hào)報(bào)警升級(jí)到視覺信號(hào)加聲音信號(hào)報(bào)警，直至接管請(qǐng)求結(jié)束。
2、接管功能時(shí)序
當(dāng)可預(yù)期事件觸發(fā)了非緊急狀況下的被動(dòng)接管時(shí)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行。如果用戶在一段時(shí)間后仍未及時(shí)恢復(fù)對(duì)車輛的控制，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)入最小風(fēng)險(xiǎn)控制MRM，可通過逐步降低車速，確保車輛在可預(yù)期事件發(fā)生前剎停。
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人機(jī)交互工程的最新內(nèi)容
當(dāng)汽車從單純的交通工具，進(jìn)化為集出行、娛樂、交互于一體的智能移動(dòng)空間，車載中控屏、儀表屏、AR-HUD等顯示設(shè)備，早已告別單純的“顯示工具”定位，成為人車交互的核心樞紐。一塊卡頓、失靈、工況不穩(wěn)定的車載屏，不僅會(huì)徹底毀掉駕乘體驗(yàn)，更會(huì)直接埋下行車安全隱患。
但行業(yè)現(xiàn)狀卻格外刺眼：據(jù)第三方汽車投訴平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，智能汽車座艙相關(guān)投訴中，車載屏幕黑屏、觸控失靈、強(qiáng)光下可視性差、極端工況下卡頓死機(jī)等問題
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CATIA V5人體模型構(gòu)造（HBR：CATIA Human Builder）
在虛擬環(huán)境中建立和管理標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化“虛擬”人體模型，以在產(chǎn)品生命周期的早期進(jìn)行人機(jī)工程的交互式分析。HBR提供的工具包括：
人體模型生成、性別和身高百分比定義、人機(jī)工程學(xué)產(chǎn)品生成、人機(jī)工程學(xué)控制技術(shù)、動(dòng)作生成及高級(jí)視覺仿真等。一個(gè)友好的用戶接口確保了人體因素分析能夠由非人體分析專家進(jìn)行研究。
東京工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“東工大”）是日本頂尖的理工科大學(xué)，擁有140年的歷史，是一所專攻工程技術(shù)與自然科學(xué)的研究型大學(xué)。東工大十分注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，并且持有很多專利。迄2021年，東工大已誕生2位諾貝爾獎(jiǎng)得主，包括1位諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主和1位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主。
什么是人機(jī)交互技術(shù)？
在人工智能電話機(jī)器人中，最為重要的技術(shù)當(dāng)然是人機(jī)交互，什么是人機(jī)交互技術(shù)呢？
人機(jī)交互技術(shù)（Human-Computer Interaction Techniques）是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。
人機(jī)交互系統(tǒng)的主要組成
1、多模態(tài)輸入/輸出：多模態(tài)輸入包括鍵盤、鼠標(biāo)、文字、語(yǔ)音、手勢(shì)、表情、注視等多種輸入方式；多模態(tài)輸出包括文字
作者 | Ammie
出品 | 焉知
為何寫本文呢？作為實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛而言，從現(xiàn)實(shí)意義上真的無(wú)法實(shí)現(xiàn)一步到位。事實(shí)上，從某種意義上講，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛中還有很多阻礙需要克服。比如如何解決駕駛過程中無(wú)法預(yù)知的conercase，如何實(shí)現(xiàn)更多更大意義層面的為用戶提供有意義的報(bào)警功能以確保適時(shí)接管以規(guī)避安全。從體驗(yàn)上，如何探索更多對(duì)客戶有意義的APP能夠更快、更準(zhǔn)、更智能化的為客戶服務(wù)。
編輯推薦：來(lái)自重慶大學(xué)等單位的研究人員報(bào)道了一種用于與機(jī)器通信的可穿戴式翻譯接口的防水聲傳感器(WAS)，具有一系列引人注目的功能，可高保真錄音、具有98%的語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率、并使用語(yǔ)音識(shí)別對(duì)智能汽車進(jìn)行無(wú)線控制。代表著人工智能人機(jī)交互領(lǐng)域的一項(xiàng)里程碑式的工作，并支持從基于觸摸的設(shè)備到語(yǔ)音操作的電子系統(tǒng)的演變。 人工智能(AI)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和智能家居的快速發(fā)展正在以有意義和根本性方式更新我們的
寫在前面
2021 Ansys Innovation大會(huì)同期的 “用戶優(yōu)秀作品展示” 中，我們欣賞到來(lái)自【Ansys Innovation大會(huì)論文及案例征集】以及【Ansys LS-DYNA用戶案例競(jìng)賽】的眾多優(yōu)秀作品，同時(shí)，多位作品作者也受邀成為本屆大會(huì)主題報(bào)告的演講嘉賓
任國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)人?系統(tǒng)交互專業(yè)委員會(huì)成員、中國(guó)認(rèn)知工效學(xué)分會(huì)和工程心理學(xué)分會(huì)理事，主要研究方向?yàn)?em>人機(jī)交互和人因工程。主持或參與國(guó)家、省部級(jí)、國(guó)際合作項(xiàng)目10 余項(xiàng)，成果應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外多種飛機(jī)型號(hào)和IT 產(chǎn)品。主持或參與開發(fā)國(guó)內(nèi)外人因工程、人機(jī)交互設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20 余部，出版中英文專著4 部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40 余篇。
作者 | HYZY
來(lái)源 | 焉知
知圈 | 進(jìn)“HMI社群”請(qǐng)加微信15221054164，備注HMI
一、 MRM的定義
自動(dòng)駕駛?cè)藱C(jī)交互有一項(xiàng)基本要求為：當(dāng)用戶無(wú)法及時(shí)響應(yīng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)出的接管請(qǐng)求時(shí)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略MRM，以保證車輛運(yùn)行安全（參見自動(dòng)駕駛?cè)藱C(jī)交互[四]：用戶接管和主動(dòng)干預(yù)）。
這里最小風(fēng)險(xiǎn)策略
