轻轻地, 驾驶者只需随意挥一挥手, 就能接听或者挂断电话;只需缓缓移动手指, 就能调整车载娱乐信息系统里音乐的音量大小, 而不用直视和触碰操控界面, 驾驶者可全程将注意力放在眼前的道路上. 科幻电影中用手势隔空操控屏幕的画面, 如今正逐渐成为现实, 而且在汽车上大有用武之地. 近日, 全球市场洞察(GMI)咨询机构发布的一份研究报告称, 预计到2024年, 全球汽车手势识别市场规模将超过130亿美元.
近年来, 继语音识别之后, 手势识别成为又一大热的人机交互方式, 在不少领域得到广泛应用. 尤其是在智能汽车领域, 汽车制造商越来越希望通过在汽车上实施功能性安全技术, 以减少驾驶者的分神行为. 手势是人手或者手和手臂结合产生的多种动作, 通常分为静态手势和动态手势. 简单来说, 静态手势只需要判断某个时间点上手势的外形特征即可, 而动态手势则需采集一段时间内持续的动作, 进行分析, 增加了时间信息和动作特征.
乘用车市场需求旺盛
GMI的研究报告指出, 从2017年到2024年, 汽车手势识别市场的年复合增长率(CAGR)预计将超过42%. 其中, 乘用车市场是主导, 在上述预测期内将有3200多万辆乘用车使用手势识别技术.
信息娱乐系统, 导航系统及多媒体功能的需求上升将刺激汽车手势识别市场快速发展. 全球中高端乘用车的市场需求不断增加, 再加上消费者对先进技术的青睐, 以及安全意识的不断提升, 这些都将进一步增加乘用车市场对手势识别技术的需求. 相对而言, 重型商用车细分市场目前对于手势识别系统的兴趣会显得弱一些.
GMI指出, 在汽车手势识别类产品中, 触摸式系统所占份额最大, 2016年超过5.5亿美元, 而2024年之前, 触摸式系统的年复合增长率将达44%. 据估计, 手部识别及指纹识别是汽车手势识别市场中增长最快的领域, 从2017年到2024年的年复合增长率将超过43%, 它们的增长归功于触摸传感技术的进步以及飞行时间(TOF)传感器的不断.
从市场来看, 汽车手势识别技术目前主要由少数传统企业所主导, 而其高增长潜力又不断吸引新的参与者, 使得竞争加剧. 大型企业正专注于收购或投资小型企业, 以获得最新技术, 进一步站稳脚跟. 例如, 谷歌收购手势识别初创公司Flutter, 高通收购手势识别技术厂商GestureTek的部分业务和研发部门, Facebook旗下虚拟现实头戴设备制造商Oculus收购虚拟现实手势和3D技术创业公司Nimble VR和13th Lab, 中茵股份收购以色列手势识别公司EyeSight部分股权等.
GMI预测, 未来3~ 5年欧洲有望主导汽车手势识别市场, 这很大程度上得益于采用该技术的宝马5系, 7系等高档车在该地区的高普及率. 欧洲成熟的汽车工业与大批量的汽车生产都可能进一步推动汽车手势识别市场扩张. 另据GMI的预测, 北美汽车手势识别市场的年复合增长率将超过40%, 原因之一是整车厂商不断增加研发投入, 并有意识地引导消费者的偏好.
汽车厂商积极布局
随着传感器技术进步, 汽车手势识别市场有望实现几何级数增长, 不少整车厂商和零部件厂商, 科技公司都在积极布局. 目前, 利用摄像头进行手势识别已经成为部分高端车型的配置之一. 宝马, 大众, 奥迪, 奔驰, 福特, 捷豹路虎等多家整车厂商在量产车或概念车上加入了手势识别技术, 德尔福, 采埃孚, 博世, 大陆等零部件厂商, 以及谷歌, 微软等科技巨头在手势识别领域的实力也不容小觑.
2016年, 宝马率先在其畅销车型7系轿车中引入手势识别技术, 使得驾驶者可以通过简单的手势, 不需直接触摸屏幕, 就能完成音量, 导航, 通话, 空调设置等操作. 之后宝马又对外发布了AirTouch多媒体系统, 通过更人性化的手势来控制导航系统, 影音娱乐和通讯装置. 大众高尔夫7也引入类似系统, 通过手势滑动控制菜单选项, 电台, 滚动播放列表和浏览媒体库, 可操作选项会出现光晕提示, 同时还有可视化交互反馈.
在去年年初的国际消费类电子展(CES)上, 博世推出了带触觉反馈的手势控制技术, 利用超声波传感器来感应驾驶者的手是否摆在正确的位置上, 并且对手势动作做出触觉反馈. 在今年年初的CES上, 采埃孚展示了一款集成手势控制7英寸触摸屏的方向盘. 这款概念性方向盘可通过图标显示, 结合手势控制, 加强驾驶者与车辆之间的互动. 采埃孚认为这是自动驾驶发展过程中的重要一步.
在9月19日开幕的2018重庆国际汽车零部件及相关服务展览会(CAPE 2018)上, 生产汽车天窗, 供暖系统等产品的德国零部件供应商伟巴斯特展示了一款顶部安装倾斜外滑式全景天窗, 它用于奔驰E级车型, 最大的亮点之一就是手势识别. 通过手掌向上, 向下, 向右, 向左移动, 可实现开天窗, 关天窗, 开卷帘, 关卷帘等操作. 《中国汽车报》记者现场体验了一下, 发现只要手掌移动速度适中不要过快, 就能顺利完成天窗和卷帘的开关. 这就意味着, 驾驶者开车时, 如果需要打开天窗, 不必特意寻找按键, 仅一个手势就可以实现天窗的开与关, 整个过程中驾驶者眼睛可保持平视前方, 这样自然提高了安全性.
在车载系统中集成落地
近年来, 汽车上搭载的电子元件和传感器不断增多, 这有利于手势识别技术的推广. 在手势识别的实际落地上, 其往往与语音识别, 面部识别等集成在一起, 成为人机交互的重要组成部分. 就像前面提到的伟巴斯特的全景天窗, 据现场工作人员介绍, 除了手势识别外, 还可以通过语音识别的方式开关天窗及卷帘, 支持普通话, 英文甚至上海话.
新兴的科技公司也把手势识别作为业务的一部分. 人工智能创业公司Untouch利用3D手势识别与3D人脸识别技术, 可实现车内智能座舱的非接触式手势控制, 身份认证与驾驶者状态监控. 其中, 3D手势识别技术通过视觉传感器隔空识别手部的所有关节点和3D手势动作, 从而实现非接触式手势控制, 而且物理按键的消失也让汽车内饰设计变得更加简洁美观.
目前, 不少汽车厂商将手势识别作为其中一项功能集成到车载系统中. 例如, 宝马全新5系插电式混合动力车配备的五维智能人机交互系统包含了语音识别, 手势识别, 触控屏幕, iDrive系统和热敏按键. 据GMI的数据, 截止到2017年末, 逾3/4的汽车手势识别系统全球销量将被多媒体, 车载信息娱乐系统或导航系统所囊括. 整体而言, 在实际落地层面, 手势识别技术正在与汽车中控系统, 智能后视镜, HUD等硬件进行集成.
目前, 汽车人机交互方式越来越多样化, 触控, 语音识别, 面部识别与手势控制, 彼此之间的协同也越来越频繁. 其中, 手势识别与语音识别的协同应用范围越来越广. 虽然车载语音识别技术日趋成熟, 但对于如调节音量, 播放影片进度等较难量化的持续性命令, 仍存在一定的局限性和误差. 手势识别则可以通过不同的手势实现车内接听电话, 调节音量, 换歌, 控制导航等功能的操作, 实现包括主副驾驶, 后排乘客交互的多种场景. 多种人机交互方式互补, 我们的汽车生活也会变得更便捷, 更轻松.