Android Automotive 車載應用對駕駛模式(Safe Drive Mode)適配的幾種方法

前言

最近在Android Automotive 上遇到的一些問題，有好幾個都跟Android 車載作業系統上應用的駕駛模式有關，國內這方面的資料很少，自己在這里總結一下相關的知識，主要包含下面幾個方面：
1. Android Automotive 和 Android Auto的區別
2. Android Automotive 的駕駛模式介紹
3. Android Automotive 實作駕駛模式的幾種實作方式和代碼示例，以及實作效果

主要是還是想總結一下Android 車載應用對Automotive 駕駛模式(Drive Mode)適配的幾種方式，

Enjoy ！

開發環境

Android Studio 版本4.1.2

1. Android Automotive 和 Android Auto的區別

Android Auto：

1. Android Auto是一個專門為駕駛環境而設計的Android端App

• 可以用來將Android設備上的部分功能，通過資料線映射到汽車的螢屏上，當時做Android Auto主打的是安全性，為了避免用戶在駕駛程序中拿起手機，谷歌為Android Auto增加了Google Assistant，也就是在駕駛環境中使用語音互動，使得用戶可以再不改變自身物理姿勢的情況下實作一些手機app的操作，
• 缺點是通過資料線將手機應用映射到車機上，應用到底還是在手機上運行的，以手機為中心，這樣汽車本身相關資料，比如車速，GPS，傳感器，行駛狀態這些資料無法同步到手機上，

2. Android Automotive 是可以再車載硬體上運行的作業系統和開源平臺
   我們最常見的Android平臺試運行在手機或者平板上的，和我們常見的Android 作業系統相比，Android Automotive具有相同的代碼庫，而且專門增加了對汽車特定的功能和技術支撐，主要包含下面幾個方面：

• Car App：包括OEM預裝的，和第三方開發并且通過車載應用商店下載到車機上的app
• Car API：OEM車廠提供給汽車App特有的介面，包括儀表盤相關的API,車輛硬體(座艙，通風等)的相關API，多媒體，導航，車載系統設定界面和車輛傳感器相關的API
• Car Service：Car Service是一個系統service，提供了和車相關的一系列的服務，
• Vehicle Network Service：OEM廠商的網路服務
• Vehicle HAL：汽車的硬體抽象層描述

Android Auto在車機上顯示的其實是手機端的資料，Android Automotive則要考慮和手機端app的資料和賬號同步的問題*

2. Android Automotive 的駕駛模式介紹

前面提到谷歌在2014年I/O 大會上推出Android Auto的初衷是更好地保障駕駛安全，Android Automotive 也增加了駕駛模式(Drive Mode)，旨在幫助汽車OEM廠商從系統層面對有可能造成駕駛員分心的應用進行管理，
在駕駛模式下，Android Automotive會對Driving Distraction提出一系列的建議，OEM廠商也可以要求有可能造成駕駛員分心的 Activity 或者 Fragment 界面，在Manifest File中將自己注冊成Distraction Optimized，比如需要駕駛員操作的登陸界面，掃碼界面，切換歌曲，或者視頻播放界面，游戲界面，而Android Automotive 則會在駕駛模式的時候，主動對標記為Distraction Optimized的界面進行限制，

3. Android Automotive 實作駕駛模式的幾種實作方式和代碼示例

方式一 .在Manifest檔案中，使用在元資料meta-data對有可能造成分心駕駛的界面進行標記

Android Automotive 會把像下面這個使用元資料把distractionOptimized標記的活動或Fragment 標識為需要優化的界面，并且在駕駛模式時禁用這些界面，或者在當前Activity之上，增加UI 層級更高的提示框，從而避免在駕駛程序中這些界面造成用戶分心，

        <activity android:name=".QRCodeScanPage">
            <meta-data android:name="distractionOptimized" android:value="true"/>
        </activity>

上面這段代碼，用于給用戶掃碼登陸的界面QRCodeScanPage，在駕駛狀態下會被AndroidAutomotive區別處理，OEM車廠也可以對Android Automotive進行客制化的修改，在限制界面之上增加遮蓋，

大家可以看到，這種對分心界面的處理方式簡單粗暴，直接在Manifest檔案里對組件的元素增加Meta-data標簽就可以了，缺點是不夠靈活，所有的分心界面被遮蓋以后效果都一樣，而系統提供的統一遮蓋方式，為了能夠適用于各個應用的分心界面，往往直接把整個UI界面都擋住，即使QR碼的UI很小，還是要蓋住整個螢屏，用戶體驗很不好，

方式二 .使用CarDrivingStateManager類獲取當前汽車的行駛狀態，應用獲取到行駛狀態以后自己定義分心界面的遮擋方案

Android Automotive的CarDrivingStateManager類可以根據車輛硬體抽象層（VHAL）提供的傳感器資料獲取當前汽車的行駛狀態（停車，空轉，行駛)，這樣應用就可以通過下面的設定CarDrivingStateEventListener監聽器：

導包：

import android.car.Car;
/* For CarDrivingState */
import android.car.drivingstate.CarDrivingStateEvent;
import android.car.drivingstate.CarDrivingStateManager;

private final CarDrivingStateManager.CarDrivingStateEventListener
mDrivingStateEventListener =
       new CarDrivingStateManager.CarDrivingStateEventListener() {
   @Override
   public void onDrivingStateChanged(CarDrivingStateEvent event) {
       mDrivingStateEvent = event;
       handleDrivingStateChange();
   }
};

Android Automotive為 DrivingState定義了以下四個狀態：

/**
 * This is when we don't have enough information to infer the car's driving state.
 */
public static final int DRIVING_STATE_UNKNOWN = -1;
/**
 * Car is parked - Gear is in Parked mode.
 */
public static final int DRIVING_STATE_PARKED = 0;
/**
 * Car is idling.  Gear is not in Parked mode and Speed of the vehicle is zero.
 */
public static final int DRIVING_STATE_IDLING = 1;
/**
 * Car is moving.  Gear is not in parked mode and speed of the vehicle is non zero.
 */
public static final int DRIVING_STATE_MOVING = 2;

DrivingStateManager的代碼：

mDrivingStateManager = (CarDrivingStateManager) mCar.getCarManager(
       Car.CAR_DRIVING_STATE_SERVICE);
/* Register the listener (implemented below) */
mDrivingStateManager.registerListener(mDrivingStateEventListener);
/* While we wait for a change to be notified, query the current state */
mDrivingStateEvent = mDrivingStateManager.getCurrentCarDrivingState();

這樣就可以獲取當前車輛的三種行駛狀態：停止，空轉，駕駛，也可能會回傳UNKNOWN，需要開發者處理，

另外，這里有個小竅門, 通過 CarUxRestrictions物件的isRequiresDistractionOptimization() 方法，可以直接獲取當前車輛是否處于駕駛狀態，1表示車輛處于駕駛狀態，0表示非駕駛狀態，

我們看到，上面的方法二可以主動查詢當前車輛的行駛狀態，然后可以根據DrivingStateEventListener回傳的結果決定是否展示分心界面，也可以自己寫遮蓋代碼，相比方式一，增加了很多靈活性，

方式三 .使用CarUxRestrictionsManager 并監聽OnUxRestrictionsChangedListener

導包：

import android.car.Car;
/* For CarUxRestrictions */
import android.car.drivingstate.CarUxRestrictions;
import android.car.drivingstate.CarUxRestrictionsManager;

從下面的CarUxRestrictionManager可以看到，OnUxRestrictionsChangedListener 提供了駕駛模式限制狀態變化的監聽：

@Nullable private CarUxRestrictionsManager mCarUxRestrictionsManager;
private CarUxRestrictions mCurrentUxRestrictions;

/* Implement the onUxRestrictionsChangedListener interface */
private CarUxRestrictionsManager.OnUxRestrictionsChangedListener mUxrChangeListener =
            new CarUxRestrictionsManager.OnUxRestrictionsChangedListener()
    {
        @Override
        public void onUxRestrictionsChanged(CarUxRestrictions carUxRestrictions) {
        mCurrentUxRestrictions = carUxRestrictions;
        /* Handle the new restrictions */
        handleUxRestrictionsChanged(carUxRestrictions);
        }
    };

這個方法三主要的應用場景是：不適于在啟動時監聽的分心事件或者持續時間比較長的分心界面，比如長時間的視頻播放應用等等

結語

以上介紹了Android Automotive的駕駛模式，以及實作的幾種方法，各個方式的優缺點和應用場景，明天膝蓋關節鏡手術，這里網不好，等回去了再把代碼在Android 車載系統的虛擬機上實作出來，使用下面的ADB指令是可以模擬出當前車輛速度的，可以驗證駕駛狀態的改變，最后一個引數是速度，單位是米/秒，

adb shell dumpsys activity service com.android.car inject-vhal-event 0x11600207 40

我的GitHub地址：https://github.com/18601949127
CSDN博客：https://blog.csdn.net/weixin_37734988

Bye！