Die opulenten Benutzeroberflächen heutiger und zukünftiger Fahrzeuge sind das Ergebnis eines komplexen Entwicklungsprozesses. Um die Qualität des Endprodukts sicherzustellen, sind mehrere Design-, Implementierungs- und Testrunden notwendig. Dafür sind HMI-Entwicklungstools mit verschiedenen Funktionen notwendig.
Das intelligente Cockpit ist die zentrale Arena für Innovationen im Fahrzeug und eine der komplexesten Technologieplattformen im täglichen Einsatz. (Bild: Rightware)
Die opulenten Benutzeroberflächen heutiger und zukünftiger Fahrzeuge sind das Ergebnis eines komplexen Entwicklungsprozesses. Um die Qualität des Endprodukts sicherzustellen, sind mehrere Design-, Implementierungs- und Testrunden notwendig. Dafür sind HMI-Entwicklungstools mit verschiedenen Funktionen notwendig.
Wissenschaftliche und technische Innovationen finden seit jeher breite Anwendung in der Automobilindustrie. Während sich der Fortschritt in der Vergangenheit hauptsächlich auf Motoren und mechanische Komponenten konzentrierte, liegt der Fokus nun auf der Integration zusätzlicher Komponenten, die das Fahrerlebnis perfektionieren. Das gilt sowohl für die Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Fahrzeugs als auch für die für Fahrer und Mitfahrer verfügbaren Dienste: Konnektivität, Medien, Kartenmaterial, Echtzeitinformationen – all die kleinen und großen Anwendungen, die eine Fahrt angenehmer machen.
Die Behauptung, dass Autos heute zu den fortschrittlichsten und komplexesten Technologien in der Entwicklung gehören, ist berechtigt und der digitale Faktor so allgegenwärtig, dass man heute von einem „Software-Defined Vehicle“ spricht. Vielfältige Innovationen aus oft weit entfernten Wissenschaftsfeldern haben im Automotive-Bereich ein natürliches Anwendungsspektrum gefunden – Autos sind Anziehungspunkt für verschiedenste Technologien.
Die Automobilindustrie ist auf dem Weg zum autonomen Fahren. Im Rahmen der IAA haben wir diese Entwicklung mit einer Themenwoche begleitet. Weitere Informationen zur Themenwoche finden Sie hier.
Rückfahrkameras zum Einparken oder Rangieren auf engstem Raum sind bereits zur Gewohnheit geworden. Tempomat und ABS sind seit mehreren Jahrzehnten weit verbreitet. Doch mittlerweile haben Fahrerassistenzsysteme eine völlig neue Reichweite und Bedeutung erreicht. Rückfahrkameras werden durch eine Panoramaansicht des Autos ersetzt. Die unmittelbare Umgebung wird in 360° dargestellt. Der Tempomat passt sich der Geschwindigkeit der umliegenden Autos an und Spurhaltesysteme helfen dem Fahrer, das Fahrzeug auf Kurs zu halten. Dies sind nur einige der neuesten und bekanntesten technischen Entwicklungen im Bereich ADAS (Advanced Driver-Assistance Systems). Autonome Steuerungssysteme ermöglichen es, die aktive Beteiligung des Fahrers sukzessive zu reduzieren, bis wir eines Tages alle als Passagiere in selbstfahrenden Autos sitzen werden.
Auf dem Weg zum autonomen Fahren wird das Fahrzeug derzeit mit umfangreicher Sensorik ausgestattet, die eine erweiterte Wahrnehmung ermöglicht. Der Blick ist nicht mehr auf das Vorhandene beschränkt; die Fahrer erhalten außerdem eine Vogelperspektive auf ihr Auto. Und dies beschränkt sich nicht auf die unmittelbare Realität, die das Fahrzeug umgibt. Die Ansicht im Display wird durch Informationen ergänzt, die zum Verständnis der Kontextsituation beitragen. Grüße aus Augmented Reality.
Kein anderes Produkt mit vergleichbarem Marktzugang integriert ein so breites Spektrum an komplexen, ineinander verwobenen Technologien. Autos sind längst nicht mehr die alleinige Domäne von Maschinenbauern und Industriedesignern. Ihre Entwicklung erfordert heute eine Mischung aus hochspezialisierten und diversifizierten Fähigkeiten. Experten für Grafik, Sensor- und Radarsysteme, Mikrochips, Echtzeit-Betriebssysteme, Vernetzung, Cloud-Systeme, Virtual Reality, Karten- und Navigationssysteme und mehr entwickeln gemeinsam moderne Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) – den Kern des „intelligenten Cockpits“ " . Automobilhersteller investieren in Tools, Software und Know-how, um ein herausragendes HMI mit großem Funktionsumfang, intuitiver Bedienung und ansprechendem Design zu entwickeln.
Der Bereich der digitalen automobilen HMIs befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium, gekennzeichnet durch eine Fragmentierung von Technologien und Lösungen sowie eine begrenzte Standardisierung. Ein HMI ist derzeit meist eine Ansammlung einzelner Module, die auf Basis einer maßgeschneiderten Engineering-Lösung koexistieren und interagieren, was oft auf das Talent und die Fähigkeiten der beteiligten Entwickler und nicht auf etablierte Prozesse und Standards zurückzuführen ist.
Eine Quelle der Komplexität ist die Vielfalt der Datenquellen. Die Integration unterschiedlicher Formate in das Fahrzeugsystem ist keine triviale Aufgabe. Selten kann dieselbe Lösung in verschiedenen Fällen verwendet werden. Sobald die Infrastruktur zum Auslesen und Speichern der Daten vorhanden ist, werden Vorhersagemodelle benötigt, die reine Daten mit realen Situationen vergleichen. Um aus einem unaufhörlich erzeugten Datenstrom Bedeutungen zu extrahieren und Signale zu interpretieren, ist das Prototyping mit großen Datenmengen unabdingbar. Sobald Sie wissen, wie Sie Daten zu interpretieren haben, müssen Sie diese bestmöglich visualisieren und dem Fahrer relevante Botschaften übermitteln.
Diese Aufgaben erfordern ganz andere Qualifikationen. Data Scientists und ML-Experten wissen, wie man aus allen im Auto generierten oder von außen empfangenen Daten die wesentlichen Daten herausfiltert, ihnen Bedeutung verleiht und relevante Konfigurationen zusammenstellt. Die Verarbeitung und Bündelung von Daten und Diensten ist eine Aufgabe der Softwareentwicklung. Weitere Anforderungsprofile kommen ins Spiel, wenn man beispielsweise die Genauigkeit von Schwellwerten des Vorhersagemodells in Bezug auf reale Situationen überprüfen muss, wenn man herausfinden will, ob die Umsetzung der Intention des Designers entspricht, dient den Zweck des Instruments oder die Auswirkungen auf den Fahrer berücksichtigen. Die Integration mehrerer Datenquellen und Dienste bei gleichzeitiger Gewährleistung des korrekten Informationsflusses zu und von den verschiedenen physischen Komponenten des HMI erfordert die Arbeit von Integrationsingenieuren. UX-Experten definieren die Anwendungslogik und Interaktionsmodelle, um ein überzeugendes Erlebnis zu gewährleisten. Grafikdesigner beginnen das Projekt, indem sie erste Konzepte entwerfen und Designmodelle und Assets erstellen, die die Produktimplementierung aus visueller Sicht vorantreiben. Schließlich ist es die Aufgabe des Konstrukteurs, das HMI so zu implementieren, dass die Informationen einfach, kontextbezogen, wahrnehmbar und nicht-invasiv präsentiert werden, damit der Fahrer kritische Situationen rechtzeitig erkennen kann und effektiv.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die opulenten Benutzeroberflächen, die wir in modernen Autos sehen, das Endergebnis eines komplexen Prozesses sind, der sehr spezifische Werkzeuge und Talente erfordert. Mehrere Runden von Design, Implementierungen und Testläufen sind erforderlich, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die Sicherheits- und Qualitätsanforderungen erfüllt. In einer Umgebung, die keine Fehler toleriert, werden in unzähligen Iterationen alternative UIs implementiert und getestet, denn schon kleine Variationen können einen großen Unterschied machen. Es ist unpraktisch, wenn nicht gar absurd, die gesamte HMI-Entwicklung auf den Zielgeräten oder in Anwesenheit eines echten Autos stattfinden zu lassen. Sie benötigen eine plattformunabhängige Umgebung, in der Designer die endgültige Zielplattform mit echten Daten und vorgefertigter Integration entwickeln, verfeinern und testen können.
Nachdem das richtige Team zusammengestellt und die UX-Gesamtvision definiert wurde, müssen Sie die richtigen HMI-Tools für den Job auswählen. Entscheidend sind folgende Funktionen:
Mit der richtigen Werkzeugauswahl können Automobilhersteller ihre Systemarchitektur agil und modular gestalten. Der richtige Rahmen ermöglicht eine einfache Anpassung des Systems an unterschiedliche Fahrzeugmodelle, beispielsweise mit teilweise überlappenden Funktionen, oder an unterschiedliche Produktionsphasen. Es bietet die Möglichkeit, Funktionen mit minimalem Aufwand hinzuzufügen oder zu entfernen.
Weitere Hintergrundinformationen, Analysen und Wissenswertes zum Thema autonomes Fahren lesen Sie diese Woche auch auf der Automotive IT. Die Redaktion beschäftigt sich unter anderem mit der Rechtslage, dem Zustand der Infrastruktur und der Cybersicherheit.
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Schaeffler Automotive Bühl GmbH & Co. KG
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