前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了多模態(tài)交互汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)淺析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。
【摘要】汽車功能復(fù)雜度的提升對人機(jī)交互系統(tǒng)提出了更多的需求,汽車新增的功能大多也需要通過人機(jī)交互系統(tǒng)與用戶交互。本文介紹多模態(tài)交互在汽車的應(yīng)用及汽車人機(jī)交互系統(tǒng)總體開發(fā)流程和具體開發(fā)方式,同時(shí)展望汽車人機(jī)交互的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】人機(jī)交互;多模態(tài)交互;電子電氣架構(gòu)
隨著智能化、網(wǎng)聯(lián)化的趨勢演進(jìn),汽車功能的復(fù)雜度不斷提升,同時(shí)不斷有新的功能被引入。如何更好地承接功能設(shè)計(jì)需求,進(jìn)行詳細(xì)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì),并滿足用戶個(gè)性化、情感化、智能化的交互需求,是汽車電子電氣開發(fā)的一個(gè)重要課題。多模態(tài)交互將視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多種交互方式進(jìn)行融合,在車載環(huán)境下,多模態(tài)交互將有越來越大的應(yīng)用空間。本文重點(diǎn)論述基于多模態(tài)交互的汽車人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、開發(fā)流程及開發(fā)方式。
1多模態(tài)人機(jī)交互特性及設(shè)計(jì)原則
1.1多模態(tài)人機(jī)交互方式
傳統(tǒng)汽車人機(jī)交互方式包括:開關(guān)操控、屏幕觸控、儀表提醒、聲音提醒等,而隨著技術(shù)的發(fā)展,越來越多的交互方式被引入汽車,多模態(tài)交互方式成為主流,可極大提升用戶交互體驗(yàn)[1]。1.1.1語音交互。語音交互方式隨著聲源定位、聲紋識別、自然語音交互、主動式交互、智能語音提示等技術(shù)的引入,增強(qiáng)了人機(jī)交互的安全性、趣味性、互動性[2]。語音交互主要包括語音喚醒、語音播報(bào)、語音控制、語音提醒等不同應(yīng)用類型,不同的應(yīng)用類型包括不同的設(shè)計(jì)要素。1)語音喚醒類:喚醒定義、語音喚醒詞定義、喚醒方式定義、中斷退出機(jī)制等。2)語音播報(bào)類:播報(bào)邏輯定義、播報(bào)方式定義、中斷退出機(jī)制等。3)語音控制類:交互邏輯定義、中斷退出機(jī)制、關(guān)鍵詞定義等。4)語音提醒類:激活條件定義、優(yōu)先級定義、中斷退出機(jī)制等。1.1.2手勢交互。手勢控制中靜態(tài)手勢可用于應(yīng)用快捷開啟、自定義功能應(yīng)用等;動態(tài)手勢可用于動態(tài)調(diào)整類場景,例如通過單指順時(shí)針旋轉(zhuǎn)以調(diào)整娛樂系統(tǒng)音量。手勢的定義需要結(jié)合手勢識別攝像頭的布置位置及性能,以保證整體性能指標(biāo);同時(shí)需考慮車型市場的文化差異性,例如同一手勢在不同地區(qū)可能代表不同含義,因此可對不同的車型進(jìn)行差異化定義。1.1.3燈光交互。燈光是汽車與車內(nèi)及車外交互的重要載體,智能駕駛場景下,燈光將承擔(dān)更多的交互職責(zé)。對應(yīng)車外交互,可以將智能駕駛行駛意圖傳遞給車外人員;對應(yīng)車內(nèi)交互,可以通過調(diào)整燈光亮度、顏色、模式等提示、警告駕駛員。
1.2人機(jī)交互方式特性分析
多模態(tài)交互每種方式均有各自的特性和適用場景,應(yīng)結(jié)合交互方式的特性來設(shè)計(jì)交互方案各個(gè)交互方式的特點(diǎn)及適用的場景分析如下。1)視覺:信息提示最直觀,便于描述警告內(nèi)容,給出指示操作;多用于儀表、HUD、氛圍燈、雙閃燈、后視鏡指示燈、門把手、車外顯示屏。2)聽覺:語音的特征(頻率、響度)可表明危險(xiǎn)的性質(zhì);同時(shí)基于聲源定位、音效增強(qiáng)等技術(shù),可以對不同的區(qū)域播放不同的報(bào)警聲音;多用于報(bào)警聲、語音播報(bào)。3)觸覺:提醒效果較為強(qiáng)烈,一般在緊急情況下使用,包括座椅振動、方向盤振動、安全帶收緊、點(diǎn)剎、冷空氣等。4)嗅覺:配合其他模式共同出現(xiàn),目前在疲勞場景下有應(yīng)用;包括香氛、刺激性氣味等。
1.3汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)原則
在汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)考慮汽車特殊的應(yīng)用場景,以保證駕駛員執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)為主,并遵循以下主要設(shè)計(jì)原則。1)減少注意轉(zhuǎn)移:操作簡潔,無不必要的額外操作步驟;允許用戶單手完成所有交互操作,盡量采用非接觸式交互方式;簡化語音交互,聲音報(bào)警避免分散駕駛員注意力。2)關(guān)鍵信息優(yōu)先:操作熱區(qū)設(shè)置合理,即高頻操作區(qū)域位于用戶容易操作的區(qū)域內(nèi);與駕駛?cè)蝿?wù)無關(guān)的信息不需駕駛員進(jìn)行過多操作。3)易學(xué)習(xí)性:交互方式易于學(xué)習(xí),操控方式與使用習(xí)慣一致;整車類似功能交互策略協(xié)調(diào)一致。4)及時(shí)反饋:操控反饋無明顯延時(shí),如果反饋時(shí)間超過2s應(yīng)增加“正在響應(yīng)”指示;語音交互、手勢交互等均能及時(shí)得到狀態(tài)反饋。5)易發(fā)現(xiàn)性:操控位置易被發(fā)現(xiàn)、無視線遮擋;工作指示或亮度符合人眼識別需求,不應(yīng)刺眼或太暗,影響功能識別。
2汽車人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在傳統(tǒng)的開發(fā)方式下,汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)與汽車電子電氣功能開發(fā)是獨(dú)立的,即在電子電氣功能開發(fā)完成后,汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)才能拿到人機(jī)交互相關(guān)的設(shè)計(jì)需求。而隨著功能復(fù)雜度的逐漸提升、各種新功能的逐漸引入,傳統(tǒng)的開發(fā)方式會導(dǎo)致汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)無法正確理解電子電氣功能,進(jìn)而無法設(shè)計(jì)出合理的方案。因此,應(yīng)將人機(jī)交互系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)作為整車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)流程的一部分,在整車電子電氣功能開發(fā)階段整體考慮人機(jī)交互的相關(guān)需求。人機(jī)交互設(shè)計(jì)的主要流程如圖1所示。
2.1需求分析
需求分析階段,主要工作是結(jié)合車型的功能配置清單,整理開發(fā)約束信息,如法律法規(guī)要求、標(biāo)準(zhǔn)要求等;同時(shí)結(jié)合車型定位、關(guān)鍵用戶群體、主要競品車信息等,形成人機(jī)交互設(shè)計(jì)總體方案。2.1.1開發(fā)約束信息收集。開發(fā)約束信息主要是指與功能交互相關(guān)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等,作為人機(jī)交互設(shè)計(jì)的依據(jù)。在設(shè)計(jì)前期,應(yīng)當(dāng)基于功能定義校核相關(guān)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),從中梳理出對于人機(jī)交互設(shè)計(jì)的需求,輸出人機(jī)交互法律法規(guī)分析報(bào)告,并在項(xiàng)目開發(fā)過程中作為設(shè)計(jì)參考。2.1.2功能配置分析?;陂_發(fā)項(xiàng)目的功能配置定義、電子電氣件配置定義、不同車型的造型風(fēng)格定義等,分析整體人機(jī)交互設(shè)計(jì)交付內(nèi)容,包括需要完成的人機(jī)交互設(shè)計(jì)方案數(shù)量、應(yīng)用場景及整體風(fēng)格定義等。例如,同一個(gè)車型可能需要完成運(yùn)動、舒適、經(jīng)濟(jì)等3種不同的人機(jī)交互設(shè)計(jì)主題。
2.2交互用例設(shè)計(jì)
依據(jù)功能開發(fā)團(tuán)隊(duì)的電子電氣功能定義文檔,進(jìn)行功能解讀,梳理出與人機(jī)交互相關(guān)的以功能為顆粒度的交互場景,并定義初步交互方案。輸出文檔體現(xiàn)功能、應(yīng)用場景、交互類型、需求描述、交互載體、交互內(nèi)容等。以ACC(AdaptiveCruiseControl,自適應(yīng)巡航)功能為例,結(jié)合功能定義,將ACC功能分為功能開啟、功能激活、定速控制、跟車控制、駕駛員超控、功能退出、故障報(bào)警等場景,這些場景都需要和駕駛員進(jìn)行交互,在交互用例梳理階段,梳理出與功能場景相關(guān)的交互需求,如表1所示。
2.3交互方案設(shè)計(jì)
以用戶交互為主視角,結(jié)合功能實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)步驟,從中梳理出與人機(jī)交互相關(guān)的具體需求,并對交互方案進(jìn)行定義,如表2所示?;隈{駛?cè)藨?yīng)激反應(yīng)時(shí)間,針對分級的提醒類方式,例如駕駛輔助功能提醒,可按照視覺(1級提醒)、視覺+聽覺(2級提醒)、視覺放大+聽覺變強(qiáng)+觸覺(3級提醒)逐級增加的策略。對于安全性相關(guān)的功能,可提供多個(gè)同時(shí)激活的信號以提供冗余信息,提升駕駛員接收警告的可能性。
2.4交互詳細(xì)設(shè)計(jì)
此階段進(jìn)行人機(jī)交互詳細(xì)設(shè)計(jì),包括UX設(shè)計(jì)、UI設(shè)計(jì)、聲音音源設(shè)計(jì)等,需要完成交互原型設(shè)計(jì)方案、交互詳細(xì)設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行多輪設(shè)計(jì)評審。本文不對交互詳細(xì)設(shè)計(jì)
2.5驗(yàn)證評價(jià)
人機(jī)交互詳細(xì)設(shè)計(jì)后,需要基于開發(fā)展板、臺架、原型車進(jìn)行驗(yàn)證評價(jià)??捎眯詼y評采用原型測試,驗(yàn)證交互設(shè)計(jì)體驗(yàn),挖掘優(yōu)點(diǎn)及問題,并通過數(shù)據(jù)分析得出具體優(yōu)化建議。可用性測評保證了設(shè)計(jì)方案在經(jīng)過初步設(shè)計(jì)和對標(biāo)后,具備可用性、易用性、高效性。
3結(jié)束語以語音、觸控、手勢等為代表的交互方式將在智能網(wǎng)聯(lián)汽車場景下得到更多應(yīng)用,多模態(tài)融合的交互方式將成為汽車人機(jī)交互的發(fā)展重點(diǎn)。同時(shí),隨著汽車智能化等級的不斷提升、場景化設(shè)計(jì)的不斷引入[4],汽車人機(jī)交互需要在考慮安全性、可靠性的基礎(chǔ)上,著力提升用戶體驗(yàn),滿足用戶需求。
參考文獻(xiàn):
[1]虞慧嵐,李金櫻.淺析汽車人機(jī)交互的發(fā)展與未來趨勢[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)(理論),2017(5):95-97.
[2]王興寶,雷琴輝,梅林海,等.汽車語音交互技術(shù)發(fā)展趨勢綜述[J].汽車文摘,2021(2):9-15.
[3]黎景壯.駕駛?cè)嗽诓煌A(yù)警方式下的應(yīng)激反應(yīng)研究[D].廣州:華南理工大學(xué).
[4]張大權(quán),張惠,楊冬雨,等.關(guān)于L3自動駕駛的人機(jī)交互設(shè)計(jì)研究[J].汽車文摘,2020(1):32-35.
作者:劉聰 朱蘭芹 單位:上海禾騁科技有限公司 長城汽車產(chǎn)品數(shù)字化中心