現(xiàn)在，汽車產(chǎn)業(yè)看上了智能手機(jī)交互界面的另一個(gè)重要功能，那就是指紋識(shí)別。指紋識(shí)別能夠豐富汽車內(nèi)/外部的交互功能，也讓汽車的交互界面更“現(xiàn)代化”。事實(shí)上，如果車載指紋識(shí)別，或其他形式的生物識(shí)別能充分考慮到用戶隱私和汽車工作環(huán)境的局限性，那么這一技術(shù)還是非常值得期待的。但是，車載生物識(shí)別與智能手機(jī)的生物識(shí)別仍有巨大的不同。

 

 

我們很容易設(shè)想到：車載指紋識(shí)別可以成為車鑰匙便捷和安全的替代品，被用來開車門和點(diǎn)火。當(dāng)然，在智能手機(jī)中，指紋識(shí)別具有這種安全性，它可以防止除機(jī)主以外的任何人解鎖手機(jī)。然而，它在汽車產(chǎn)業(yè)卻不能成為一個(gè)令人滿意的安全手段。主要原因有二。

 

第一個(gè)原因是汽車和智能手機(jī)在使用指紋識(shí)別方式上的差異性。汽車可以被車主之外的人駕駛。比如，使用代客泊車服務(wù)的車主需要向停車員提供一個(gè)啟動(dòng)汽車的方式。同樣，如果車主發(fā)現(xiàn)自己暫時(shí)不能開車了（比如喝酒之后），那么他/她會(huì)需要一個(gè)安全可靠的人來替他/她開車。所以，指紋感應(yīng)器是不可能完全代替汽車鑰匙的。

 

除了便利性，安全問題也是指紋識(shí)別不能成為解鎖汽車的唯一方式的原因。每一種現(xiàn)有的指紋識(shí)別技術(shù)都存在一個(gè)“錯(cuò)誤接受率”。每個(gè)指紋感應(yīng)器都有可能把陌生人的指紋誤認(rèn)為是登記用戶的指紋。對(duì)于汽車制造商來說，就算小偷通過簡(jiǎn)單按壓指紋傳感器偷走昂貴汽車的可能性再小，也是無(wú)法接受的。所以，出于安全考慮，車用指紋感應(yīng)始終需要一個(gè)可以控制訪問權(quán)限的補(bǔ)充形式。因此，基于射頻（RF）的傳統(tǒng)鑰匙不會(huì)被車門把手或啟動(dòng)按鈕上的指紋傳感器所取代的。

 

不過，指紋識(shí)別還是為車主的用戶體驗(yàn)帶來了兩項(xiàng)影響深遠(yuǎn)的改進(jìn)：個(gè)性化和支付認(rèn)證。

 

如果一輛汽車有兩個(gè)及以上的駕駛員，指紋感應(yīng)可以識(shí)別出是誰(shuí)在開車，并將汽車的各種設(shè)置調(diào)至為該駕駛員的常用設(shè)置。這包括了便利性設(shè)置，比如司機(jī)座椅、后視鏡和方向盤位置和高度；舒適度設(shè)置，比如車內(nèi)氣流與通風(fēng)口的溫度和方向；還有娛樂設(shè)置，比如和司機(jī)的手機(jī)藍(lán)牙配對(duì)、最喜歡的廣播電臺(tái)、音頻系統(tǒng)聲音平衡，甚至是CID外觀和菜單配置。

 

個(gè)性化的用戶界面可以強(qiáng)化汽車與車主的感情紐帶，使其成為獨(dú)一無(wú)二的座駕。格外重要的是，個(gè)性化界面能提升司機(jī)使用車中復(fù)雜功能的能力，而當(dāng)今汽車的許多特性與功能都隱藏在多層菜單結(jié)構(gòu)和復(fù)雜指令集中。研究顯示，用戶界面每增加一級(jí)，就會(huì)有10%的用戶選擇放棄使用。通過指紋傳感器實(shí)現(xiàn)的個(gè)性化，可以將用戶界面的許多方面的交互層級(jí)數(shù)減少為一級(jí)，甚至是沒有，從而讓用戶能夠更輕松訪問實(shí)用的功能。

 

車載指紋傳感器可明顯改善車內(nèi)的用戶支付體驗(yàn)，比如支付過路費(fèi)和停車費(fèi)，或在不停車商店為支付卡充值等應(yīng)用。

 

例如在停車場(chǎng)，車牌識(shí)別系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別車輛，這時(shí)支付后端會(huì)把車輛和預(yù)先登記支付卡連接起來。然后，支付終端通過無(wú)線信號(hào)向汽車發(fā)送支付授權(quán)請(qǐng)求。司機(jī)通過按壓指紋傳感器（參見圖1）驗(yàn)證支付卡，支付停車費(fèi)。

 

圖1：在電容式觸摸屏中集成指紋感應(yīng)，為司機(jī)提供快捷便利的支付驗(yàn)證方式。

 

例如 FIDO聯(lián)盟發(fā)布的通用認(rèn)證框架——UAF規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)，定義生物特征指標(biāo)確認(rèn)流程，例如指紋替代了密碼或PIN碼。和從駕駛室車窗探出身子在讀卡器插卡，然后在小鍵盤上輸入PIN 碼相比，指紋識(shí)別顯然是一種更快捷、更簡(jiǎn)單的操作方式。

 

 

汽車產(chǎn)業(yè)在思量不同的生物特征識(shí)別方式，包括人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別和心率變異性（無(wú)線健康監(jiān)控手環(huán)測(cè)量參數(shù)）以及指紋識(shí)別。放眼未來，人們對(duì)利用心率、血壓和汗液等生物特征指標(biāo)讀取司機(jī)健康狀態(tài)和心理狀態(tài)的潛力頗感興趣。這或許支持汽車向司機(jī)發(fā)出警告，例如，當(dāng)指標(biāo)顯示司機(jī)昏昏欲睡的時(shí)候，就會(huì)提醒司機(jī)停車休息。隨著先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS)的出現(xiàn)，汽車甚至可能從司機(jī)手里接管控制權(quán)，并在安全的地方停車。

 

回到現(xiàn)在，業(yè)界首選的生物特征指標(biāo)是指紋。這是因?yàn)橹讣y傳感器操作更容易被用戶理解接受，而且指紋識(shí)別已在移動(dòng)終端行業(yè)中得到了證明。

 

實(shí)際上，目前汽車制造商采用的有三種指紋識(shí)別技術(shù)：

 

• 電容式指紋識(shí)別，這是全球最暢銷智能手機(jī)中使用的技術(shù)，超小尺寸和低功耗極具吸引力，觸摸板也僅僅只有幾十微米厚并且控制器IC也很小 。但在少數(shù)情況下，電容式指紋傳感可能因“干手指”（Dry Finger）或當(dāng)用戶有嚴(yán)重疤痕或老繭時(shí)而失效。

 

• 光學(xué)指紋傳感對(duì)那些經(jīng)歷過美國(guó)邊檢的朋友來說會(huì)比較熟悉，因?yàn)槟抢锞褪峭ㄟ^這種方式采集指紋圖像并將信息與護(hù)照相關(guān)聯(lián)。光學(xué)傳感器非?？煽亢途_，但傳感器需要背光照亮手指，而且與電容式方案相比較為笨重。

 

• 超聲波傳感能提供可靠的3D指紋檢測(cè)，但還沒有成為移動(dòng)終端的主流之選。目前而言，這種方式價(jià)格高昂，而且相對(duì)來說并沒有證明自己。

 

電容式指紋感應(yīng)的優(yōu)勢(shì)不僅對(duì)智能手機(jī)廠商有強(qiáng)烈的吸引力，對(duì)汽車行業(yè)亦是如此。尤其是超薄的感應(yīng)面板可以幫助汽車設(shè)計(jì)師隨心所欲設(shè)計(jì)傳感器單元的樣式、形狀和結(jié)構(gòu)，匹配車廂的形態(tài)和功能。

 

Synaptics開發(fā)的原型機(jī)和演示模型展示了指紋傳感器如何無(wú)縫地集成在車內(nèi)的常規(guī)設(shè)計(jì)中，不需要占用額外的表面空間，也不會(huì)破壞車內(nèi)設(shè)計(jì)的和諧一致。例如，指紋傳感器可以集成在方向盤上的觸摸方向鍵上（參見圖2）。

 

圖2：在Synaptics開發(fā)的演示模型中，電容式指紋傳感器被集成在方向盤左側(cè)輻條上（紅圈標(biāo)記），該指紋傳感器還兼作車載用戶界面的導(dǎo)航方向鍵。

 

這一設(shè)計(jì)不僅節(jié)省空間，而且讓司機(jī)在雙手操控方向盤的時(shí)候能夠使用到指紋傳感器。在Synaptics的演示模型中，指紋傳感器與壓感觸控傳感器結(jié)合，共同集成在觸控板中。這意味著用戶只有在按壓觸控板時(shí)，才可能觸發(fā)指紋認(rèn)證，因而減少司機(jī)無(wú)意中啟動(dòng)指紋認(rèn)證支付的風(fēng)險(xiǎn)，比如當(dāng)手自然搭在方向盤上休息時(shí)。

 

 

指紋識(shí)別的成功實(shí)現(xiàn)需要三個(gè)要素：感應(yīng)面板的機(jī)械設(shè)計(jì)、控制器IC的靈敏度和IC上運(yùn)行的指紋匹配算法。

 

感應(yīng)控制器IC及其運(yùn)行的軟件可能來自第三方供應(yīng)商，例如Synaptics。Synaptics具備一定的優(yōu)勢(shì)。Synaptics的指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用于全球數(shù)千萬(wàn)部智能手機(jī)中，因此其汽車指紋傳感器解決方案可以利用在智能手機(jī)方面的技術(shù)。對(duì)這一技術(shù)的學(xué)習(xí)與發(fā)展，可以確保Synaptics在汽車領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)與手機(jī)領(lǐng)域同樣的高性能。

 

汽車廠商決定指紋識(shí)別的機(jī)械設(shè)計(jì)，包括感應(yīng)面板的面積和厚度、構(gòu)成材質(zhì)以及車輛中的位置。在這里，OEM廠商可以吸取Synaptics在智能手機(jī)市場(chǎng)多年的經(jīng)驗(yàn)：例如，手機(jī)廠商已試驗(yàn)過很多不同配置的感應(yīng)面板，其中有些有效，而另一些則無(wú)效：以前的設(shè)計(jì)迭代知識(shí)將有助于汽車制造商更快地完成傳感器設(shè)計(jì)，避免試驗(yàn)?zāi)切┮阎菬o(wú)效的設(shè)計(jì)配置。

 

電容式指紋識(shí)別作為業(yè)經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)，將率先成為汽車產(chǎn)業(yè)采用的指紋識(shí)別技術(shù)。而它能否長(zhǎng)期占據(jù)汽車產(chǎn)業(yè)的首選之位，還需時(shí)間的檢驗(yàn)。但是毫無(wú)疑問，業(yè)界還會(huì)評(píng)估光學(xué)、超聲波以及其他技術(shù)的可行性，也可能發(fā)布其他生物識(shí)別形式。

 

目前，電容式指紋識(shí)別技術(shù)廣受智能手機(jī)用戶的喜愛和理解。它也為汽車制造商提供了現(xiàn)成的解決方案，幫助汽車廠商的在他們產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)更加便捷、更具個(gè)性化和更安全的用戶體驗(yàn)。

 

【作者簡(jiǎn)介：Kevin Barber——Synaptics公司高級(jí)副總裁兼智能顯示事業(yè)部總經(jīng)理】

 

本文來源于電子技術(shù)設(shè)計(jì)。