某乘用車座艙中控屏布置與交互設(shè)計(jì)研究

許可 張新 劉國(guó)亮 湯小虎 黃雅蓮

【歡迎引用】 許可， 張新， 劉國(guó)亮， 等. 某乘用車座艙中控屏布置與交互設(shè)計(jì)研究[J]. 汽車文摘， 2024（3）： 39-46.

【Cite this paper】 XU K， ZHANG X， LIU G L， et al. Research on the Layout and Interaction Design of a Vehicle Cockpit Central Control Screen[J]. Automotive Digest （Chinese）， 2024（3）： 39-46.

【摘要】為了適應(yīng)乘用車座艙中控屏尺寸日益增大的趨勢(shì)，在設(shè)計(jì)階段更好地提升中控屏人機(jī)交互體驗(yàn)水平，以乘用車座艙中控屏布置設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，梳理乘用車座艙發(fā)展現(xiàn)狀及目前中控屏人機(jī)交互存在的問(wèn)題，基于多模態(tài)和多場(chǎng)景對(duì)座艙功能、硬件選型、概念布局、中控屏布置、人機(jī)交互設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析，尤其是針對(duì)中控屏進(jìn)行了Ramsis、Speos、Protopie虛擬分析，并利用Seating Buck模型、量產(chǎn)狀態(tài)樣車等完成中控屏易用性評(píng)價(jià)，確保方案切實(shí)可行。

關(guān)鍵詞：智能座艙；中控屏；概念布局；人機(jī)交互；易用性

中圖分類號(hào)：U462.2+2? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20230182

Research on the Layout and Interaction Design of A Vehicle Cockpit Central Control Screen

Xu Ke1， Zhang Xin2， Liu Guoliang1， Tang Xiaohu1， Huang Yalian1

（（1.Bestune Development Institute，F(xiàn)AW Car Co.， Ltd.，Changchun 130000；2. Commercial Vehicle Development Institute， FAW Jiefang Co.， Ltd.， Changchun 130011）

【Abstract】 To adapt to the increasing trend of the size of the central control screen in passenger car cockpit and enhance the Human Machine Interaction （HMI） experience level of the central control screen during the design phase， this paper takes the layout design of the intelligent cockpit and central control screen as the research object and sorts out the development status of the intelligent cockpit as well as the problems of the central control screen existing in the current HMI. The paper analyzes the cockpit function， component selection， conceptual layout，central control screen layout design，? and HMI design in detail based on multi-mode and multi-scene， with a focus on the virtual analysis of Ramsis， Speos and Protopie for the central control screen. To verify the practicality and feasibility of the proposed scheme， the Seating Buck model and production status sample vehicles are used to complete the central control screen usability evaluation.

Key words： Intelligent cockpit， Central display， Conceptual layout， Human Machine Interaction （HMI）， Usability

縮略語(yǔ)

HMI? ? ? Human Machine Interface

DMS? ? ? Driver Monitoring System

HUD? ? ? Head-Up Display

W-HUD? Windshield Head-Up Display

0 引言

隨著中國(guó)汽車市場(chǎng)向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化方向快速轉(zhuǎn)變，乘用車座艙技術(shù)深入發(fā)展。近年來(lái)，乘用車座艙正在由傳統(tǒng)駕駛艙逐漸向智能駕駛艙過(guò)渡，有關(guān)智能座艙技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的研究也不斷增多[1-5]，內(nèi)容主要集中于座艙布置、人機(jī)交互（Human Machine Interface，HMI）設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段，座艙內(nèi)部造型和布局更加簡(jiǎn)潔，呈現(xiàn)大屏化座艙趨勢(shì)。

乘用車座艙主要包括內(nèi)飾和電子電氣系統(tǒng)，主要包括儀表板、副儀表板、座椅、空調(diào)、中控屏。傳統(tǒng)座艙通過(guò)大量物理按鍵實(shí)現(xiàn)人對(duì)車的操控，而現(xiàn)階段大屏化座艙以設(shè)置在儀表板和中控屏上的虛擬按鍵代替物理按鍵，使車內(nèi)交互模式由人-車交互轉(zhuǎn)變?yōu)槿?中控屏交互，大大縮小了駕駛員操作范圍，在一定程度上提高了車輛科技感和使用便利性。

現(xiàn)階段大屏化座艙也存在一些問(wèn)題。一方面，駕駛員需要重新適應(yīng)新型操作面板。傳統(tǒng)座艙內(nèi)對(duì)傳統(tǒng)物理按鍵的操作方式主要包括：?jiǎn)沃柑崂沃赴磯骸芍感D(zhuǎn)操作；而大屏化座艙的操作方式主要包括對(duì)屏幕輕觸、長(zhǎng)按、滑動(dòng)、拖動(dòng)、縮放，這延長(zhǎng)了駕駛員低頭操作時(shí)間，降低了操作效率，也在一定程度上影響了整車交互體驗(yàn)水平。另一方面，屏幕面積增大使車內(nèi)反光問(wèn)題更加復(fù)雜化，駕駛員可能無(wú)法正常讀取屏幕內(nèi)容。在座艙屏幕布置設(shè)計(jì)方面，吳進(jìn)軍[6]論述了中控屏布置的工程約束條件，分析了中控屏與空調(diào)出風(fēng)口的3種布置關(guān)系，并指出其優(yōu)缺點(diǎn)。田林枝[7]論述了組合儀表屏幕可視性的反光炫目問(wèn)題，提出增加組合儀表帽檐高度和調(diào)整組合儀表與水平面夾角的優(yōu)化方案。金鑫[8]論證了使駕駛員最舒適的中控屏觸摸按鍵尺寸范圍。邱燁[9]針對(duì)車載系統(tǒng)人機(jī)交互界面的整體設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了論述和分析，提出交互界面設(shè)計(jì)應(yīng)注重提高用戶的體驗(yàn)性。本文主要以某車型座艙中控屏布置開(kāi)發(fā)為研究對(duì)象，系統(tǒng)闡述如何在開(kāi)發(fā)過(guò)程中更好的進(jìn)行座艙中控屏的概念定義、布置分析、交互設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證，盡量規(guī)避大屏化導(dǎo)致的屏幕反光和交互體驗(yàn)變差問(wèn)題，提升人-車交互體驗(yàn)水平，為后續(xù)車型開(kāi)發(fā)積累經(jīng)驗(yàn)。

1 座艙概念定義

在智能化趨勢(shì)下，儀表板和中控屏的集成度越來(lái)越高，中控屏成為整車的控制和顯示中心。現(xiàn)階段座艙概念開(kāi)發(fā)是在傳統(tǒng)座艙概念開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上不斷細(xì)化電子電氣系統(tǒng)（如中控屏）的過(guò)程。首先應(yīng)基于市場(chǎng)需求展開(kāi)，明確功能需求，以確定功能開(kāi)發(fā)目標(biāo)為起點(diǎn)，保證產(chǎn)品的前瞻性。

1.1 功能定義

功能是指整車應(yīng)該提供或者完成的任務(wù)或活動(dòng)。整車功能[10]可以劃分為整車級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和零件級(jí)，物理硬件是功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。用戶在不同使用場(chǎng)景下對(duì)功能的需求比較復(fù)雜，需基于多場(chǎng)景和多模態(tài)分析，針對(duì)一些特殊操作設(shè)置功能冗余，能最大限度提升用戶使用體驗(yàn)。

如圖1、圖2所示，前期開(kāi)發(fā)時(shí)基于六維使用場(chǎng)景，對(duì)多個(gè)功能域進(jìn)行分析，對(duì)整車功能進(jìn)行詳細(xì)分解，確保功能定義更貼近用戶需求。

考慮虛擬按鍵對(duì)人機(jī)操作的影響，在行車場(chǎng)景尤其是高速行車場(chǎng)景下，增加多模態(tài)交互功能（如語(yǔ)音控制[11]、手勢(shì)控制）有利于提高座艙的易用性。本車型將常用功能（如空調(diào)、導(dǎo)航、音樂(lè)、車窗升降）定義為既可以進(jìn)行觸控操作，也可以進(jìn)行語(yǔ)音控制，從而滿足駕駛員在不同場(chǎng)景下的使用需求，如在高速行駛中通過(guò)語(yǔ)音控制可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸交互，從而提升行車安全性。

1.2 硬件選型

如圖3所示，根據(jù)功能與裝備的映射關(guān)系，由功能定義推導(dǎo)出裝備需求，使功能與裝備相對(duì)應(yīng)。裝備定義直接影響整車各系統(tǒng)方案制定，本車型設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)座艙內(nèi)信號(hào)輸入端主被動(dòng)安全、舒適及方便、智能網(wǎng)聯(lián)、空調(diào)配置進(jìn)行前瞻性分析，重點(diǎn)考慮大尺寸中控屏、虛擬按鍵、駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Driver Monitoring System，DMS）、抬頭顯示（Head-Up Display，HUD）、語(yǔ)音交互。

DMS能在行車過(guò)程中任一時(shí)刻檢測(cè)駕駛員面部行為，判斷駕駛員眼睛是否朝向正前方，因此，應(yīng)將其布置在駕駛員前方對(duì)準(zhǔn)面部和眼睛的位置。在選型時(shí)，綜合考慮A柱、儀表板遮光板和內(nèi)后視鏡位置的可行性。

如圖4所示，轉(zhuǎn)向護(hù)罩位置攝像頭光軸水平夾角過(guò)大，且很難捕捉到駕駛員眼睛，內(nèi)后視鏡位置可能存在駕駛員低頭時(shí)不能照到眼睛的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析最終采用將DMS布置在左側(cè)A柱的方案。

通過(guò)HUD，駕駛員直視前方就能看到投影到前風(fēng)窗玻璃上的導(dǎo)航及車速信息，考慮成本和成熟度，采用風(fēng)窗型抬頭顯示（Windshield Head-Up Display，W-HUD）。

大尺寸中控屏可為駕駛員提供清晰的多媒體信息，如導(dǎo)航信息、空調(diào)信息。各車型屏幕尺寸如圖5所示，考慮到成本和布置空間，本文選擇12.6英寸的橫屏和豎屏分別進(jìn)行概念分析。

駕駛艙各功能按鍵數(shù)量如圖6所示，約有85項(xiàng)功能的操作按鍵與座艙相關(guān)，其中多媒體按鍵和空調(diào)按鍵數(shù)量最多，在中控區(qū)域所占面積最大。對(duì)空調(diào)按鍵進(jìn)行虛擬化設(shè)計(jì)可減小中控區(qū)域高度尺寸，改善儀表板布局和駕駛員前方視野，降低整車成本，如圖7所示。

1.3 概念布局定義

座艙主要功能操作環(huán)繞在駕駛員周圍，操作的核心位置是轉(zhuǎn)向盤(pán)、儀表板和中控屏。對(duì)多種座艙布局[12]方案進(jìn)行分析，圖8a所示為采用物理按鍵方式的傳統(tǒng)中控布局，圖8b～圖8f所示為采用虛擬按鍵的多屏布局，轉(zhuǎn)向盤(pán)相關(guān)功能操作均采用物理按鍵，DMS攝像頭和語(yǔ)音交互模塊分布在駕駛員前方左右兩側(cè)。綜合結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)性，選擇相對(duì)簡(jiǎn)潔的雙屏布局方案，如圖8b和圖8c所示。

2 中控屏布置分析

在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，重點(diǎn)細(xì)化中控屏的布置方案，中控屏布置必須滿足可觸及性原則且考慮光線反射的影響。

2.1 可觸及性分析

本車型在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)控制駕駛員右肩點(diǎn)與中控屏4個(gè)角點(diǎn)的距離（左下角點(diǎn)LA，左上角點(diǎn)LB，右下角點(diǎn)LC，右上角點(diǎn)LD），以及中控屏側(cè)視傾角AS，結(jié)合駕駛員中間眼橢圓中心點(diǎn)和中控屏界面中心點(diǎn)建立人機(jī)七點(diǎn)分析模型。理論上，中控屏4個(gè)角點(diǎn)均應(yīng)在GB/T 10000—2023 《中國(guó)成年人人體尺寸》[13]規(guī)定的人體手臂總長(zhǎng)范圍內(nèi)（表1）。

對(duì)配備大尺寸中控屏車型進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)，95%百分位駕駛員右肩點(diǎn)與中控屏遠(yuǎn)端右上角點(diǎn)的距離平均值為885 mm，超過(guò)手臂長(zhǎng)度76 mm，如圖9所示，駕駛員在操作這些車型（駕駛員右肩點(diǎn)與中控屏遠(yuǎn)端右上角點(diǎn)的距離超過(guò)手臂長(zhǎng)度的車型）的中控屏遠(yuǎn)端右上角點(diǎn)時(shí)，需要向前俯身，但是市場(chǎng)上并沒(méi)有相關(guān)的用戶負(fù)面反饋。在前期目標(biāo)設(shè)定階段，通過(guò)搭建簡(jiǎn)易的人機(jī)臺(tái)架模型，對(duì)中控屏位置進(jìn)行初步評(píng)估，嘗試將95%百分位駕駛員右肩點(diǎn)到屏幕右上角點(diǎn)距離分別設(shè)定在≤809 mm、809～885 mm、885～950 mm內(nèi)，在滿足轉(zhuǎn)向盤(pán)、儀表板、出風(fēng)口布置可行且力求對(duì)造型效果影響最小的情況下，無(wú)法將中控屏右上角點(diǎn)布置在距離≤809 mm的范圍內(nèi)。在809～885 mm內(nèi)，獲得一個(gè)可觸及的極限位置，此時(shí)，屏幕傾角達(dá)到25°，屏幕左下角點(diǎn)剛好落在最大手臂總長(zhǎng)范圍內(nèi)，屏幕右上角點(diǎn)與右肩點(diǎn)距離883 mm，將其定義為方案1。以方案1作為目標(biāo)值可保證駕駛員操作時(shí)手臂可觸及性至少優(yōu)于市場(chǎng)上50%該類車型，通過(guò)評(píng)價(jià)確認(rèn)，方案1操作舒適性可接受。在方案1基礎(chǔ)上，保持屏幕左右下角點(diǎn)不動(dòng)，減小屏幕傾角至18°時(shí)，剛好保證轉(zhuǎn)向盤(pán)組合開(kāi)關(guān)邊界與儀表板距離為50 mm，是允許的最小可觸及位置，將其定義為方案2。橫向屏參照縱向屏布置，結(jié)果如表2所示。

如表2所示，方案1和方案4操作舒適性居中；方案2距離最短，操作最舒適；方案3不符合要求。采用方案1和方案2，并通過(guò)調(diào)整中控屏傾角AS可獲得滿足不同造型需求的布置方案。

2.2 光線反射分析

如圖10和圖11所示，針對(duì)2.1節(jié)所述方案應(yīng)用Ramsis和Speos軟件對(duì)其進(jìn)行聯(lián)合模擬分析，確認(rèn)中控屏光線反射影響。當(dāng)中控屏側(cè)視傾角AS在18°～25°內(nèi)時(shí)，前風(fēng)窗入射光經(jīng)中控屏反射后不存在反光現(xiàn)象，如圖10a，而右側(cè)窗入射光經(jīng)中控屏反射后存在反光現(xiàn)象。在Ramsis軟件中，豎向屏側(cè)視傾角AS為25°時(shí)，95%百分位人體模型駕駛員所能看到的反光面積為0.001 m2，占屏幕面積的比值為2%，且反光區(qū)域在屏幕右上角。如圖11b，橫向屏反光面積最大，是豎向屏的9倍。如圖10c、圖10d所示，AS為18°時(shí)反光面積最小，是AS為25°時(shí)反光面積的70%。為了確認(rèn)倒影的影響，對(duì)某采用15寸中控屏的對(duì)標(biāo)車進(jìn)行了同樣的模擬分析，如圖10e所示，該對(duì)標(biāo)車中控屏反光面積占屏幕面積的比值為1.5%，實(shí)際評(píng)價(jià)中控屏界面內(nèi)容視認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題。如圖11所示，在Speos軟件中，入射光在中控屏右上角形成淺色右側(cè)窗框倒影，而不是集中的炫目光點(diǎn)。通過(guò)以上分析，本車型設(shè)計(jì)時(shí)，將中控屏反光倒影面積比值設(shè)定為≤2%，且其反光位置在屏幕右上角，認(rèn)為是可行的，由此也證明了2.1節(jié)所述方案1和方案2的可行性。若完全消除右側(cè)窗倒影，需將中控屏側(cè)視傾角AS減小到≤9°，而根據(jù)2.1節(jié)結(jié)論，該方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)，或者在方案1基礎(chǔ)上，將中控屏繞其左側(cè)邊向駕駛員側(cè)旋轉(zhuǎn)≥10°，此方案對(duì)造型影響較大，難以實(shí)現(xiàn)。

2.3 其他影響因素分析

中控屏布置還需考慮其他5個(gè)關(guān)鍵影響因素，包括中控屏下視角、中控屏右視角、中控屏與轉(zhuǎn)向盤(pán)平行關(guān)系、中控屏與儀表平行關(guān)系和中控屏對(duì)造型的影響，如表3所示，這5個(gè)因素綜合評(píng)價(jià)座艙內(nèi)布局的整體協(xié)調(diào)一致性。

綜合表3以及2.1節(jié)和2.2節(jié)分析結(jié)果，當(dāng)中控屏側(cè)視傾角AS為25°時(shí)獲得最優(yōu)造型，座艙協(xié)調(diào)一致性最佳。

3 人機(jī)交互設(shè)計(jì)分析

在布置方案基礎(chǔ)上，對(duì)中控屏界面[14-17]進(jìn)行初步定義，并進(jìn)行人機(jī)交互概念分析，重點(diǎn)解決虛擬按鍵交互體驗(yàn)變差的問(wèn)題，使其體驗(yàn)感最大化接近物理按鍵。

3.1 主界面布局方案

屏幕主界面形式主要包括以地圖為底的方案、多屏瀏覽方案以及菜單界面方案。經(jīng)綜合對(duì)比，本車型采用以地圖為底、輔助負(fù)一屏的界面形式。如圖12所示，主界面主要包括狀態(tài)欄、內(nèi)容切換區(qū)和Dock欄。狀態(tài)欄主要顯示藍(lán)牙、信號(hào)和時(shí)間信息。內(nèi)容切換區(qū)主要顯示地圖界面和自定義卡片。Dock欄位于中控屏底部，是行車過(guò)程中駕駛員操作最頻繁的區(qū)域。上下三區(qū)布局，界面直觀簡(jiǎn)潔，可視性好，確保“1 s即視”效果。負(fù)一屏控制中心界面為隱藏式設(shè)計(jì)，操作時(shí)自屏幕頂端向下滑出。

3.2 Dock欄設(shè)計(jì)方案

如圖13所示，使用頻率高的功能按鍵（如空調(diào)、多媒體、Home）以組件形式置于Dock欄，確保字體尺寸適合，實(shí)現(xiàn)行車場(chǎng)景快速盲操作，解決虛擬按鍵操作不適應(yīng)問(wèn)題。

Dock欄內(nèi)功能按鍵的數(shù)量設(shè)置以減少用戶認(rèn)知負(fù)擔(dān)為前提，在設(shè)計(jì)布局上盡量提高易用性，減少誤觸風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)席克定律[18]，駕駛員面臨的選擇數(shù)量越多，做出決策的時(shí)間就越長(zhǎng)。結(jié)合本車型中控屏尺寸，Dock欄內(nèi)功能按鍵數(shù)量控制在5～9個(gè)最為合適。

3.3 操作邏輯

3.3.1 功能按鍵操作邏輯

Dock欄內(nèi)功能按鍵的布局充分考慮操作前后聯(lián)動(dòng)關(guān)系，并確保在最短操作路徑中實(shí)現(xiàn)。

空調(diào)溫度按鍵的最佳設(shè)置方式是直接點(diǎn)擊調(diào)節(jié)，其次是點(diǎn)擊位置彈出浮窗，確保手指移動(dòng)距離微小。模式變化、風(fēng)量調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)3個(gè)按鍵之間存在前后聯(lián)動(dòng)關(guān)系，其按鍵位置應(yīng)相鄰，且操作邏輯保持一致。

3.3.2 界面切換邏輯

進(jìn)入頁(yè)面和返回上一級(jí)界面的切換動(dòng)作滿足一鍵到達(dá)、一鍵返回。Dock欄的Home鍵和應(yīng)用中心按鍵可實(shí)現(xiàn)主界面和應(yīng)用程序界面快速切換。負(fù)一屏切換路徑對(duì)稱，從屏幕頂端單指下滑展開(kāi)控制中心頁(yè)面，且能單指上滑回。頁(yè)面切換層級(jí)控制在3級(jí)以內(nèi)。

3.3.3 界面仿真分析

根據(jù)功能定義和交互定義，確定中控屏主界面、應(yīng)用中心、系統(tǒng)設(shè)置、導(dǎo)航、空調(diào)、多媒體、負(fù)一屏界面內(nèi)容信息。如圖14所示，在Protopie中建立界面分析模型，分析中控屏界面布局合理性，主要包括圖標(biāo)尺寸和間距、字體尺寸和間距、操作功能按鍵之間的邏輯關(guān)系、界面上按鍵距離遠(yuǎn)近、誤操作、盲操作、易讀性。同時(shí)基于Protopie進(jìn)行人機(jī)交互原型動(dòng)畫(huà)模擬分析，確認(rèn)從Dock欄按鍵切換到應(yīng)用中心界面、通過(guò)Home按鍵返回主界面的動(dòng)效、負(fù)一屏切換動(dòng)效，充分復(fù)現(xiàn)實(shí)際場(chǎng)景下的交互狀態(tài)，經(jīng)過(guò)分析確認(rèn)，界面原型具有較好的交互體驗(yàn)水平。

4 實(shí)物驗(yàn)證分析

4.1 Seating Buck模型驗(yàn)證

概念設(shè)計(jì)階段應(yīng)用Seating Buck模型進(jìn)行座艙1∶1實(shí)物驗(yàn)證評(píng)價(jià)，確認(rèn)方案可行性。如圖15a所示，Seating Buck模型采用整體樹(shù)脂材料成型，座椅為實(shí)物樣件，采用3D打印工藝制造儀表、中控屏、轉(zhuǎn)向盤(pán)模型，利用背景燈模擬中控屏亮度。

通過(guò)評(píng)價(jià)確認(rèn)座艙整體布局可行、各百分人體（5%、50%、95%）對(duì)座艙關(guān)鍵件（如座椅、轉(zhuǎn)向盤(pán)、儀表、中控屏）和屏幕主界面的可觸及性優(yōu)于對(duì)標(biāo)車，如圖15b所示。

針對(duì)方案1的反光現(xiàn)象，中控屏在外界強(qiáng)光作用下，屏幕界面右上角產(chǎn)生右側(cè)窗的倒影，倒影呈淺色亮面，并且未覆蓋中控屏主要顯示區(qū)域，觀察時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生炫目現(xiàn)象，在打開(kāi)屏幕背景燈光情況下，駕駛員可清晰地觀察到屏幕內(nèi)容。

4.2 量產(chǎn)車驗(yàn)證

在量產(chǎn)階段，需要對(duì)實(shí)物樣車進(jìn)行評(píng)價(jià)驗(yàn)證，如圖16所示，以確保方案可行。本車型開(kāi)發(fā)過(guò)程中，引入易用性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)驗(yàn)證，參考產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相關(guān)論述，易用性是指產(chǎn)品對(duì)用戶來(lái)說(shuō)有效、易學(xué)和令人滿意[19-23]。ISO 9241—11： 2018 《人與系統(tǒng)相互作用的人類工效學(xué)》（Ergonomics of human-system interaction）[24]將易用性定義為產(chǎn)品在特定使用環(huán)境下所具有的有效性、效率和用戶主觀滿意度，上述定義同樣適用，即屏幕界面既要容易理解，也要容易操作。容易理解包括用戶對(duì)中控屏顯示內(nèi)容（如文字、符號(hào)、圖標(biāo)）的可見(jiàn)性、屏幕內(nèi)容對(duì)用戶的指導(dǎo)性、屏幕設(shè)計(jì)是否符合常見(jiàn)的使用習(xí)慣、屏幕反饋速度、反饋清晰度以及語(yǔ)音交互是否輕松愉悅等。容易操作包括人機(jī)操作姿勢(shì)、觸覺(jué)軟硬舒適度、操作行程和操作力等。具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考上述定義及行業(yè)分析[25]，如表4所示，確定為各使用場(chǎng)景下人機(jī)交互動(dòng)作、交互愉悅性、關(guān)鍵功能使用等維度，評(píng)價(jià)采用10分制標(biāo)準(zhǔn)基于六維使用場(chǎng)景和121個(gè)維度打分，1分代表非常好，10分代表特別差，5分代表一般。如圖17a、圖17b所示，按照上述維度對(duì)使用場(chǎng)景進(jìn)行加權(quán)打分，計(jì)算方法為場(chǎng)景分值乘以使用加權(quán)系數(shù)（0.1～1），場(chǎng)景分值為場(chǎng)景中各項(xiàng)功能加權(quán)分值平均值的和，如行車信息交互場(chǎng)景包括調(diào)節(jié)空調(diào)溫度和導(dǎo)航功能，每一項(xiàng)功能分別按上述易用性維度進(jìn)行加權(quán)打分，然后將各項(xiàng)的平均分值相加得到信息交互場(chǎng)景的總分值。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，所開(kāi)發(fā)車型座艙及中控屏在各場(chǎng)景的交互體驗(yàn)水平評(píng)價(jià)結(jié)果均優(yōu)于對(duì)標(biāo)車交互體驗(yàn)水平評(píng)價(jià)結(jié)果。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”的快速發(fā)展，促使汽車座艙由傳統(tǒng)座艙逐漸向智能座艙轉(zhuǎn)變，不斷完善座艙的設(shè)計(jì)思路、方法和評(píng)價(jià)體系，做好技術(shù)方案儲(chǔ)備開(kāi)發(fā)，才能確保所開(kāi)發(fā)產(chǎn)品在未來(lái)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

本文基于多模態(tài)和多場(chǎng)景分析，完成座艙及中控屏概念方案定義、模擬分析和驗(yàn)證評(píng)價(jià)，尤其是對(duì)座艙中控屏的布置設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了完整演示，同時(shí)闡述了人機(jī)交互原型的基本設(shè)計(jì)思路，為解決座艙大屏化的人機(jī)交互現(xiàn)存問(wèn)題提供可行性方案。在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用Ramsis和Speos軟件相結(jié)合的方式進(jìn)行虛擬分析驗(yàn)證，可以將屏幕反光面積控制在2%以內(nèi)且不會(huì)產(chǎn)生炫目光點(diǎn)，確保屏幕反光對(duì)駕駛員的影響在可接受范圍內(nèi)。利用Protopie對(duì)屏幕布局和交互進(jìn)行模擬分析，能夠確保屏幕界面原型具有較好的人機(jī)交互體驗(yàn)水平。在后期驗(yàn)證過(guò)程中，通過(guò)Seating Buck模型評(píng)價(jià)、量產(chǎn)狀態(tài)樣車易用性評(píng)價(jià)驗(yàn)證了整體設(shè)計(jì)的有效性，能夠?yàn)楹罄m(xù)車型開(kāi)發(fā)提供更好的參考經(jīng)驗(yàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 梵鈴）