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

 

 

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

 

第一個原因是汽車和智能手機在使用指紋識別方式上的差異性。汽車可以被車主之外的人駕駛。比如，使用代客泊車服務的車主需要向停車員提供一個啟動汽車的方式。同樣，如果車主發(fā)現(xiàn)自己暫時不能開車了（比如喝酒之后），那么他/她會需要一個安全可靠的人來替他/她開車。所以，指紋感應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)有的指紋識別技術都存在一個“錯誤接受率”。每個指紋感應器都有可能把陌生人的指紋誤認為是登記用戶的指紋。對于汽車制造商來說，就算小偷通過簡單按壓指紋傳感器偷走昂貴汽車的可能性再小，也是無法接受的。所以，出于安全考慮，車用指紋感應始終需要一個可以控制訪問權限的補充形式。因此，基于射頻（RF）的傳統(tǒng)鑰匙不會被車門把手或啟動按鈕上的指紋傳感器所取代的。

 

不過，指紋識別還是為車主的用戶體驗帶來了兩項影響深遠的改進：個性化和支付認證。

 

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

 

個性化的用戶界面可以強化汽車與車主的感情紐帶，使其成為獨一無二的座駕。格外重要的是，個性化界面能提升司機使用車中復雜功能的能力，而當今汽車的許多特性與功能都隱藏在多層菜單結構和復雜指令集中。研究顯示，用戶界面每增加一級，就會有10%的用戶選擇放棄使用。通過指紋傳感器實現(xiàn)的個性化，可以將用戶界面的許多方面的交互層級數(shù)減少為一級，甚至是沒有，從而讓用戶能夠更輕松訪問實用的功能。

 

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

 

例如在停車場，車牌識別系統(tǒng)會自動識別車輛，這時支付后端會把車輛和預先登記支付卡連接起來。然后，支付終端通過無線信號向汽車發(fā)送支付授權請求。司機通過按壓指紋傳感器（參見圖1）驗證支付卡，支付停車費。

 

圖1：在電容式觸摸屏中集成指紋感應，為司機提供快捷便利的支付驗證方式。

 

例如 FIDO聯(lián)盟發(fā)布的通用認證框架——UAF規(guī)范等標準，定義生物特征指標確認流程，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，指紋識別顯然是一種更快捷、更簡單的操作方式。

 

 

汽車產業(yè)在思量不同的生物特征識別方式，包括人臉識別、虹膜識別和心率變異性（無線健康監(jiān)控手環(huán)測量參數(shù)）以及指紋識別。放眼未來，人們對利用心率、血壓和汗液等生物特征指標讀取司機健康狀態(tài)和心理狀態(tài)的潛力頗感興趣。這或許支持汽車向司機發(fā)出警告，例如，當指標顯示司機昏昏欲睡的時候，就會提醒司機停車休息。隨著先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS)的出現(xiàn)，汽車甚至可能從司機手里接管控制權，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是指紋。這是因為指紋傳感器操作更容易被用戶理解接受，而且指紋識別已在移動終端行業(yè)中得到了證明。

 

實際上，目前汽車制造商采用的有三種指紋識別技術：

 

• 電容式指紋識別，這是全球最暢銷智能手機中使用的技術，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）或當用戶有嚴重疤痕或老繭時而失效。

 

• 光學指紋傳感對那些經歷過美國邊檢的朋友來說會比較熟悉，因為那里就是通過這種方式采集指紋圖像并將信息與護照相關聯(lián)。光學傳感器非?？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，但還沒有成為移動終端的主流之選。目前而言，這種方式價格高昂，而且相對來說并沒有證明自己。

 

電容式指紋感應的優(yōu)勢不僅對智能手機廠商有強烈的吸引力，對汽車行業(yè)亦是如此。尤其是超薄的感應面板可以幫助汽車設計師隨心所欲設計傳感器單元的樣式、形狀和結構，匹配車廂的形態(tài)和功能。

 

Synaptics開發(fā)的原型機和演示模型展示了指紋傳感器如何無縫地集成在車內的常規(guī)設計中，不需要占用額外的表面空間，也不會破壞車內設計的和諧一致。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輻條上（紅圈標記），該指紋傳感器還兼作車載用戶界面的導航方向鍵。

 

這一設計不僅節(jié)省空間，而且讓司機在雙手操控方向盤的時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，才可能觸發(fā)指紋認證，因而減少司機無意中啟動指紋認證支付的風險，比如當手自然搭在方向盤上休息時。

 

 

指紋識別的成功實現(xiàn)需要三個要素：感應面板的機械設計、控制器IC的靈敏度和IC上運行的指紋匹配算法。

 

感應控制器IC及其運行的軟件可能來自第三方供應商，例如Synaptics。Synaptics具備一定的優(yōu)勢。Synaptics的指紋識別技術已經被成功應用于全球數(shù)千萬部智能手機中，因此其汽車指紋傳感器解決方案可以利用在智能手機方面的技術。對這一技術的學習與發(fā)展，可以確保Synaptics在汽車領域能夠實現(xiàn)與手機領域同樣的高性能。

 

汽車廠商決定指紋識別的機械設計，包括感應面板的面積和厚度、構成材質以及車輛中的位置。在這里，OEM廠商可以吸取Synaptics在智能手機市場多年的經驗：例如，手機廠商已試驗過很多不同配置的感應面板，其中有些有效，而另一些則無效：以前的設計迭代知識將有助于汽車制造商更快地完成傳感器設計，避免試驗那些已知是無效的設計配置。

 

電容式指紋識別作為業(yè)經驗證的技術，將率先成為汽車產業(yè)采用的指紋識別技術。而它能否長期占據(jù)汽車產業(yè)的首選之位，還需時間的檢驗。但是毫無疑問，業(yè)界還會評估光學、超聲波以及其他技術的可行性，也可能發(fā)布其他生物識別形式。

 

目前，電容式指紋識別技術廣受智能手機用戶的喜愛和理解。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品中實現(xiàn)更加便捷、更具個性化和更安全的用戶體驗。

 

【作者簡介：Kevin Barber——Synaptics公司高級副總裁兼智能顯示事業(yè)部總經理】

 

本文來源于電子技術設計。