智能汽车交互界面用户体验评估方法体系综述_谭浩.pdf

包 装 工 程 第 44 卷 第 6 期 12 PACKAGING ENGINEERING 2023 年 3 月 收稿日期：20221110 作者简介：谭浩（1976），男，博士，教授，主要研究方向为工业设计、交互设计、用户体验设计、用户研究、汽车设计。智能汽车交互界面用户体验评估方法体系综述 谭浩，唐诗妍（湖南大学 设计艺术学院，长沙 410082）摘要：目的目的 对智能汽车人机界面的相关研究进行综述，以总结归纳用户体验评估对象、评估指标和评估方法，从学术的角度建立智能汽车交互界面用户体验评估方法体系。方法方法 通过系统文献综述，对纳入系统综述的文献进行信息提取，从而得到基础数据；通过总结归纳的方式，进行数据分析。结果结果 分析了汽车数字化、智能化的发展趋势对汽车交互界面用户体验设计与评估的影响，从评估对象、评估指标、评估方法三个方面总结智能汽车领域用户体验研究进展。提出产品类型以及构成产品的产品要素（物理特征和虚拟要素）两个评估对象维度，基于人机系统优化层次重点阐述了安全、效能、感性体验三类评估指标，基于研究对象、方法属性和质量效率构建三个评估方法维度，为评估方法选择提供参考，并详细分析了不同研究中评估工具的应用。最后总结评估对象、评估指标以及评估方法，形成该领域的方法体系。结论结论 在智能汽车时代下，技术发展使汽车人机交互界面日趋复杂，用户体验评估被证明有利于提供反馈，以帮助开发者设计和改进产品并完成产品迭代。通过这种方法，可以为车辆开发人员提供有关如何进行成功的用户体验评估所需的理论知识和实践参考。关键词：智能汽车；人机交互；人机界面；用户体验评估 中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)06-0012-13 DOI：10.19554/ki.1001-3563.2023.06.002 User Experience Evaluation Methodology of Interactive Interface in Intelligent Vehicle TAN Hao,TANG Shi-yan(School of Design,Hunan University,Changsha 410082,China)ABSTRACT:The work aims to conduct systematic review of literature on human-machine interface(HMI)of intelligent vehicles,summarize the objects,metrics,and methods for evaluation of user experience(UX)to develop a methodology for UX of HMI in intelligent vehicles.System literature review(SLR)was conducted and information was extracted from literature included in the systematic review to obtain basic data and conduct analysis.The effects of the development trend of intelligent vehicles on UX design and evaluation of vehicle HMI were analyzed and the research progress of UX was summarized from three aspects,which included evaluation objects,evaluation metrics and evaluation methods.It put forward two dimensions of evaluation objects:product types and product elements(including physical characteristics and virtual elements),and emphatically elaborated three types of evaluation metrics(namely safety,performance,and experi-ence),based on the optimization layer of human-machine system.Three evaluation method dimensions were constructed based on the attributes of the evaluation methods,which included research objects,the method attributes,and the quality-efficiency,providing reference for the selection of evaluation methods.Besides,the application of evaluation tools in different studies was analyzed in detail.Finally,the objects,metrics and methods of evaluation were summarized.In the era of intelligent vehicles,the development of technology has increased the complexity of HMI.UX evaluation has been proved to be beneficial to provide feedback to help developers design and improve products and complete product itera-tions.This method can provide vehicle developers with theoretical knowledge and practical reference on how to conduct UX evaluation successfully.KEY WORDS:intelligent vehicle;human-machine interaction;human-machine interface;user experience evaluation【特别策划】第 44 卷 第 6 期 谭浩，等：智能汽车交互界面用户体验评估方法体系综述 13 智能汽车正越来越多地渗透到人们的日常生活中。然而，先进的技术使汽车领域的交互变得越来越复杂。积极的用户体验对用户接受智能汽车至关重要，可能会促进智能车辆的使用并加快其在社会中的普及，应该被视为汽车开发过程的关键部分。在此背景下，智能汽车人机界面的用户体验设计与评估已经成为国内外学术界与产业关注的重点。1 智能汽车交互界面与用户体验 1.1 智能汽车概述 国家发改委智能汽车创新发展战略对智能汽车的定义为：智能汽车是指通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，具有自动驾驶功能，逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。智能汽车通常被称为自动驾驶汽车（Autonomous Vehicle，AV）、智能网联汽车（Intelligent and Connected Ve-hicle，ICV）等。自动驾驶汽车的历史与相关概念可以追溯到 20 世纪 30 年代后期1，可以通过避免致命的碰撞、为以老龄人及残障人士为代表的特殊用户群体提升驾乘体验2、增加道路容量、节省燃料和降低排放来从根本上改变交通系统3。自动驾驶汽车的性能和安全性可通过网联技术提升。智能网联汽车是新一代车辆，融合自动驾驶汽车与网联式汽车（Connected Vehicle，CV）的技术优势4，配备先进的车载传感器、控制器、执行器等设备，集成现代通信和网络技术，实现车辆与人、车、路、背景等之间的智能信息交换和共享5。自动驾驶技术和网联技术的结合共同推动汽车向智能化方向发展。技术进步为多年来限制车辆发展的各种技术问题提供了强大的解决方案，这些技术解决方案使汽车的交互模式和人机界面功能产生重大变化6。智能与网络技术背景下的人车交互，包含了人类移动情境下的一种身体超越，其未来具有巨大的潜力7。从整体效益的角度来看，智能汽车除了具有提升道路安全性、提高人员货物流动质量及效率等明显的优势外，还将通过降低油耗、高效利用互联网、减少人员等手段带来更多的经济收益8。智能汽车通过加深人车融合交互的方式重塑交通和出行模式，为交通系统和人类驾驶带来革命性的变化。1.2 智能汽车交互界面 汽车的交互式服务（如车内支付、联网音乐、远程汽车访问），增加了汽车交互设计的复杂性9。人机交互界面（Human-Machine Interface，HMI）是自动驾驶汽车与乘客、其他道路使用者等人机之间通信的硬件和软件系统的集合，包含 2 种主要类型，即汽车用户界面（User Interface，UI）和外部人机界面（External Human-Machine Interface，eHMI），分别与车内用户和外部道路使用者进行通信10。传统的汽车用户界面包括中央控制物理操作界面和功能集成的触摸屏界面，它们在很多汽车中都可以使用11。根据显示的模式特性，此类用户界面也被称为俯视显示器（Head-down Display，HDD）12。各项先进交互技术在汽车人机交互领域的应用，推动了基于多通道用户界面的多感官交互的发展，催生了更多新型的汽车用户界面，如平视显示器（Head-up Display，HUD）、增强现实（Augmented Reality,AR）平视显示器、流媒体后视镜等。外部人机界面是车辆的外部显示设备，通常采用文本等信息方式，将其呈现在车辆外部的不同位置13或投射在地面上14，或使用音频及口语将信息传达给其他道路使用者15，通过多种感官方法向外部道路使用者反馈信息，解决自动驾驶汽车与其他道路使用者进行通信和交互的知识差距问题，对确保交通使用者安全、提高交通运输效率、减少拥堵具有重要意义16。智能汽车交互界面设计空间，见图 1。图 1 智能汽车交互界面设计空间 Fig.1 Design space of human-machine interface in intelligent vehicles 对于交互界面用户体验的关注，激发了该领域的许多研究，重点关注优化设计以改善性能及体验。一些研究集中在人车交互显控关系的属性方面17-18，提出未来智能汽车界面的设计建议，有助于在汽车交互界面开发初期解决设计问题。另一项研究对中控屏位置进行了深入分析，结果发现不同的显示位置和用户界面显著影响驾驶员的舒适度19。此外，多通道与自然交互也是人们一直关注的重点20-21。这种对交互界面的关注可以解释为人们对智能汽车安全性和操作便利性的兴趣日益浓厚11。交互界面作为驾驶员与汽车通信的媒介，会影响驾驶员车辆控制、接收信息、监控系统的能力。智能汽车的交互界面必须正确显示自动驾驶系统的运行状态，在特定条件下需要驾驶员执行动态驾驶任务时，具备识别驾驶员执行动态驾驶任务能力的功能，并能14 包 装 工 程 2023 年 3 月 合理地与车外道路者进行交互。为了安全高效地与智能车辆进行交互，积极的用户体验至关重要。1.3 用户体验视角下的交互界面评估现状 20 世纪 80 年代末到 90 年代初，计算机图形界面的兴起带动了互联网行业的发展。交互设计领域发展缓慢，设计中的质量观念已经从可用性支持下用户性能的工程重点扩大为用户体验22。早在 20 世纪 80 年代，心