自動駕駛車的人車交互接口設(shè)計

隨著高精度傳感、自動化、人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展，預(yù)計到2021年市場上會出現(xiàn)第一批完全沒有方向盤等駕駛控制器的自動駕駛量產(chǎn)車。當汽車可以自主地完成駕駛?cè)蝿?wù)時，汽車的內(nèi)飾和交互設(shè)計將具有更多想象空間。隨著駕駛?cè)蝿?wù)的消失和車輛控制權(quán)人數(shù)的增加，自動駕駛也必然會帶來全新的人車關(guān)系。因此，面向自動駕駛車的人車交互接口的再設(shè)計面臨了機遇和挑戰(zhàn)，我們需要重新探討如何為全新交互場景下的“乘客”提供一個良好的乘坐體驗。

01

自動駕駛汽車等高度自動化的智能代理類產(chǎn)品，具有主動交互、主動采集輸入信息、自主決策的特性。而現(xiàn)有設(shè)計方法，采用的是以人為中心的交互需求探索流程，無法定義由技術(shù)載體主動產(chǎn)生的交互任務(wù)，因此會難以平衡技術(shù)需求與用戶需求之間的關(guān)系。論文所提出的技術(shù)-需求矩陣可以實現(xiàn)對二者的綜合考量，并根據(jù)定量的研究方法，將用戶需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)需求，從而得出產(chǎn)品形態(tài)。

技術(shù)-需求矩陣

直觀而言，可以從橫軸上藍色標記數(shù)量的多少，來得到技術(shù)頻次的排名。但技術(shù)需求的頻次不僅依靠單一維度判斷，因為除場景數(shù)量外，場景自身頻次也會極大地影響技術(shù)需求的頻次。

02

探究了利用音頻位置與動態(tài)信息表現(xiàn)自動駕駛車輛運行狀態(tài)的聽覺隱式交互信息輸出模式，提出具有動態(tài)音源位置提示音的3D音頻交互方案。配合燈帶的視覺隱式輸出，創(chuàng)造了一種全新的信息呈現(xiàn)方式，定義了基于此方式的音頻交互信息的符號化表達方法。在用戶測試實驗中發(fā)現(xiàn)，本文3D音頻符號可將用戶對音頻空間位置判斷的準確度最高提升30%。

交互接口布局手繪渲染圖

從上圖中可以明顯看出，本文提出的接口在車的內(nèi)飾設(shè)計中并無既有的硬件部署，因此，需要通過工業(yè)設(shè)計造型來將現(xiàn)有接口的硬件設(shè)備巧妙地融入到車輛內(nèi)飾的布局中。

通過對所選配硬件的電子電路要求和尺寸計算，本文選擇了車頂天窗與頂層織物之間的防水、防塵密封槽作為環(huán)繞式行車燈帶的載體空間。選用四聲道音響作為3D音頻的硬件載體，考慮到音響在車內(nèi)的均勻分布以達到聲場空間的最佳效果，選取A柱和C柱作為3D音頻的硬件布局空間。而車內(nèi)觸屏的布局相對困難，因為顯示設(shè)備具有大量可選用的技術(shù)手段，屏幕選型也極為豐富。因此為了保證以良好體驗和平衡輸入輸出的信息為主要設(shè)計目標，本文的觸摸屏交互接口硬件選用了相對可靠和沒有異議的非曲面電容屏，并將其放置在車頭位置，從而保證了僅單一乘客操作但全車可視的使用情境。

最終方案的高保真渲染如下圖所示，最終的交互接口布局方案相對融洽地呈現(xiàn)在了內(nèi)飾設(shè)計中，并且在保證視覺效果和技術(shù)排布合理性的同時，也保證了良好的用戶體驗和人機工效。

高保真度渲染圖

03

基于車內(nèi)已有的大尺寸觸摸屏設(shè)備所存在的按鍵點選困難、信息過于飽和等問題，提出了隱藏式交互控件的全屏手勢交互方法。通過與其他四類方法的比較研究，得出結(jié)論，即相較于其他觸屏交互，全屏手勢可有效利用肌肉記憶，顯著減少任務(wù)完成時的視覺注意力占用。相對于現(xiàn)有手勢交互方案，其準確率可提升5倍左右。

隱藏式控件系統(tǒng)架構(gòu)圖

這一架構(gòu)通過盡量減少頁面跳轉(zhuǎn)的層級設(shè)計，保證了交互時的效率，并通過減少跳轉(zhuǎn)，增加了系統(tǒng)對用戶的友好性。而適當隱藏控件是為了達成前文所述的平衡輸入輸出的交互目的，盡量只顯示當前必要的交互控件在屏幕上，減少界面中的干擾因素，從而實現(xiàn)輸入和輸出關(guān)系之間的平衡。

因此，在交互流程上，本文采取了觸摸伴隨的控件顯示方式，用戶通過五種預(yù)設(shè)手勢，去在一級菜單中激活二級菜單，而一二級菜單之間并無跳轉(zhuǎn)，而是以疊加控件圖層的方式推動交互流程進行。整體而言，創(chuàng)造了一個以手勢區(qū)分作為一個全新交互維度的矩陣式系統(tǒng)架構(gòu)。

總體而言，論文通過對人車交互發(fā)展歷史的抽象，用戶訪談，傳統(tǒng)與高度自動系統(tǒng)架構(gòu)的比對等背景和趨勢研究，定義了當前自動駕駛所面臨的問題。結(jié)合對現(xiàn)有人車交互接口與人車交互任務(wù)的矩陣化梳理，提出設(shè)計原則和目標。面向所提目標，論文開發(fā)了一套針對高度自動化系統(tǒng)的設(shè)計流程，實現(xiàn)了由用戶需求到技術(shù)需求的轉(zhuǎn)化。并最終對所產(chǎn)生的技術(shù)需求，進一步進行服務(wù)和體驗設(shè)計，從而形成產(chǎn)品，為自動駕車的人車交互，提出了創(chuàng)新性的設(shè)計方法和方案。