智能座舱的交互技术

转载自:TAN智能HAO设计 导语:iDi-Lab专注设计学术研究、传播前沿设计理念、分享优质设计资讯。小编带来这篇iDi-Lab2020级硕士研究生张晓敏的毕业论文——《智能汽车人机界面用户体验评估指标体系研究》,导师为谭浩教授。

研究背景:

随着智能化、网联化的发展,智能汽车的渗透率逐年升高,其搭载的功能和信息日益丰富,提供的交互通道也愈发灵活多样。作为人车信息交流的关键媒介,汽车人机界面(Human Machine Interface,HMI)在座舱内的重要性日益凸显。但目前汽车行业内评估水平参差不齐,暂未形成较为成熟的人机界面评估体系,相关从业者缺乏切实可行的全面指导。

研究目的:

通过梳理前人相关研究,建立一套符合汽车人机界面特性的用户体验评估指标体系。

研究过程:

在理论层面上,通用型评估框架可以为相关研究者提供框架性的内容参考,而基于通用框架产出的定制化评估指标模型,则可以为该企业及具备相似评估诉求的企业提供具体评估指导,有利于智能汽车人机界面的体验评价与优化迭代。 在方法层面上,从通用型框架到定制化模型的实践方法和流程,可以为汽车行业构建符合自身需求的指标体系提供参考;此外,在搭建用户体验评估模型时采用的策略及方法,也可以借鉴到其他领域,为类似模型的构建研究提供思路,具有一定的学术启发价值。

研究结果:

在理论研究基础上构建起通用型智能汽车人机界面用户体验评估框架,并实现面向特定企业需求的评估模型构建与应用。

智能汽车人机界面用户体验评估相关理论

通过文献综述法,对用户体验与可用性的关系进行探讨与分类,得到以下三种分类。而第一种关系得到了普遍认可。

智能座舱的交互技术 - 图1

图1 用户体验与可用性的关系 进而从用户体验的内容维度进行总结,将用户体验定义为特定用户的内心状态和具有一定特征的设计系统在特定的交互环境下共同作用产生的结果,并提出了用户体验的三方面特征。

智能座舱的交互技术 - 图2

图2 用户体验的3方面特征 只要产品或系统与用户之间存在着某种交互界面,那么就可以从用户体验的角度对其进行评估。在进行用户体验评估时,需要重点关注四个基础内容,分别是评估维度、评估对象、评估指标和评估方法。

智能座舱的交互技术 - 图3

图3 用户体验评估的基本构成 本文综合考虑可用性和主观品质两个方面,对用户体验的评估指标和方法进行整理。用户体验评估指标是一系列用于具体化描述用户体验质量的属性特征和可测量数据,评估指标通常从用户体验的多个维度出发,以达成准确而全面的评估效果。 在用户体验评估中,选择合适的评估方法是保障评估结果有效性和可靠性的关键因素。基于过往研究,作者梳理出6类高频使用的体验评估方法,包括问卷调查、用户访谈、可用性实验、专家评估、线上数据监控和特殊设备测试。

智能座舱的交互技术 - 图4图 4 用户体验评估方法汇总表

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。汽车人机界面(Human Machine Interface,HMI)是“人-车-环境”交互的重要媒介,可以实现汽车信息内部形式与使用者可接受形式之间的转换。

智能座舱的交互技术 - 图5

图 5 汽车人机界面
本文的研究对象为座舱内人机界面,又称车载信息系统(In-vehicle Infotainment System,IVIS),包含中控屏、仪表屏等多个终端载体,融合了语音、触控等多种交互方式,可以为用户提供丰富的信息和功能服务。汽车人机界面由多终端载体构成,从整车视角来看,车内常见的终端载体包括中控屏、仪表屏、AR-HUD/HUD、副驾驶及后排娱乐屏等。

智能座舱的交互技术 - 图6

图 6 车内终端布局 随着座舱内屏幕的扩展和增加,汽车人机界面与基于屏幕的交互产品(如手机、平板等)在信息展示和交互方式上存在许多相似性,两者之间的界限似乎变得模糊。作者基于文献研究,围绕系统、用户和交互环境三个因素,对汽车人机界面的产品体验特性进行了深入梳理。

智能座舱的交互技术 - 图7

图 7 汽车人机界产品体验特性

智能汽车人机界面用户体验评估通用框架搭建

作者基于前文理论研究和汽车人机界面的产品特性,搭建起智能汽车人机界面的用户体验评估通用框架。 该通用框架包含四个基础构成,分别是评估维度、评估对象、评估指标和评估方法,以期回答以下三个问题:(1)可以从哪些维度评估汽车人机界面产品的用户体验;(2)如何界定汽车人机界面的产品评估范畴;(3)适用于汽车人机界面领域的评估指标和方法有哪些。

智能座舱的交互技术 - 图8

图 8 智能汽车用户体验评估框架的基础构成 本框架构建起汽车用户体验的三个层次,自下而上分别是驾驶兼容性、HMI效能和感性体验,在评估时需要保证先满足低层级的需求体验,再实现更高一层级的需求体验。

智能座舱的交互技术 - 图9

图 9 汽车用户体验层次及评估准则 评估对象是指体验评估活动中关注的用户体验载体,不同评估对象在特征和目标方面的差异,往往会对评估指标和方法的选择产生影响。

智能座舱的交互技术 - 图10

图10 评估对象的界定方式整理 基于车型维度和时间维度的差异及变化,汽车人机界面具备一定的特殊性和复杂性,评估对象作为不同企业执行体验评估的变量,需要相关研究者根据具体车型配置和企业所处阶段的目标和需求,选择合适的方式对其进行界定。

智能座舱的交互技术 - 图11

图 11 评估对象界定方式参考 本文首先基于学术界和产业界的研究成果,围绕评估指标及评估方法进行了收集和整理。并在此基础上,利用内容分析和卡片分类等方法,根据指标属性、与车载界面的适配性等进行评估指标的归类和去重,以明确不同指标的属性划分及其对应的评估方法。最终,本文产出了包括自我报告数据、行为数据、生理数据和绩效表现4个类别的通用型评估指标-方法库,作为汽车人机界面用户体验评估研究的基础。

智能座舱的交互技术 - 图12

图 12 汽车人机界面用户体验评估指标-方法库构建策略

智能座舱的交互技术 - 图13

图 13 卡片分类现场 作者明确了每类属性的指标范围,并对其所需的方法工具及优缺点进行简要分析,构建起汽车人机界面评估指标-方法库。图3.6展示了汽车人机界面体验层级、评估指标与评估方法的映射关系。

智能座舱的交互技术 - 图14

图 14 体验层级-评估指标-评估方法映射矩阵 根据上述研究,结合汽车人机界面的产品特点,搭建起了通用型用户体验评估框架,包括评估对象(汽车人机界面的评估范围)、评估层级(汽车人机界面用户体验的构成)、评估指标(测量的数据内容)和评估方法(获取数据的手段)四个部分。

智能座舱的交互技术 - 图15

图 15 通用型汽车人机界面用户体验评估框架

智能汽车人机界面用户体验评估指标模型搭建

提出了一套通用型用户体验评估框架,并整合了近年来相关领域的评估指标和方法,旨在为汽车人机界面的体验评估提供基础性参考。然而,不同企业及不同发展阶段对于用户体验评估的诉求和侧重均存在差异,这些差异在很大程度上影响着评估指标和方法的选择,以及不同指标间的权重分配。因此,在将框架应用于具体产品时,需要结合产品实际情况进行筛选和调整。

智能座舱的交互技术 - 图16

16 评估指标模型搭建策略

智能座舱的交互技术 - 图17

图17 评估对象定义

智能座舱的交互技术 - 图18

图 18 汽车人机界面用户体验评估指标体系构建思路 在构建起初步的评估体系之后,作者邀请了企业内部专家参与优化工作,通过实车评审和工作坊两个环节进行针对性验证和调整。在实车评审环节,专家将通过试用此指标模型了解其内容结构合理性及操作可行性;在工作坊环节,专家则基于试用结果,围绕指标和评估项进行讨论和修改,以确保评估指标的准确性、完整性和实用性。

智能座舱的交互技术 - 图19

图 19 专家实车评审现场

智能座舱的交互技术 - 图20

图 20 工作坊开幕

智能座舱的交互技术 - 图21

图 21 指标卡片设计

智能座舱的交互技术 - 图22

图 22 指标卡片分类维度

智能座舱的交互技术 - 图23

图 23 工作坊流程

智能座舱的交互技术 - 图24

图 24 评估模型具体化过程

智能座舱的交互技术 - 图25

图 25 最终用户体验评估模型

智能汽车人机界面用户体验评估模型应用实践

基于产出的智能汽车人机界面用户体验评估指标模型,笔者结合企业应用需求,产出专家侧及用户侧评估清单。并以用户侧评估清单为例,邀请真实用户在两个车型上开展静态实车试用,对其有效性进行验证。

智能座舱的交互技术 - 图26

图 26 用户侧与专家侧评估指标 评估清单包括评估维度、评估方式、评估指标、评估对象和具体评估项等六个部分。由于专家侧和用户侧选用的评估指标不同,因此本文在完成指标划分后重新分配了两者的指标权重。

智能座舱的交互技术 - 图27

图 27 测试场景位置关系图

智能座舱的交互技术 - 图28

图 28 测试流程 根据任务绩效和问卷评分的数据分析结果以及用户访谈所得反馈,项目组梳理出两个车机系统存在的共52个待优化问题,分别从问题定位(功能模块、界面截图)、问题类型(交互、流程、界面、功能)、问题描述等方面对问题进行了定位和说明,同时提供了问题的具体来源(用户编号、反馈原声),并对应提出了优化建议和解决策略。

智能座舱的交互技术 - 图29

图 29 发现的待优化问题 本文是iDi-Lab2020级硕士研究生张晓敏的毕业论文——《智能汽车人机界面用户体验评估指标体系研究》,导师为谭浩教授。