淺談車載娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面的測試評(píng)估方法

鄭俊楠

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

淺談車載娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面的測試評(píng)估方法

鄭俊楠

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽車智能化的快速發(fā)展，原來越多的功能集成在信息娛樂系統(tǒng)，用戶對(duì)車內(nèi)復(fù)雜功能和簡單操作之間的需求矛盾，使得車載娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面產(chǎn)品的可用性問題比較突出。科學(xué)的可用性測試評(píng)估體系能幫助車載娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面進(jìn)行更人性化的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。文章首先對(duì)車載人機(jī)交互界面進(jìn)行闡述，然后通過搭建模擬駕駛平臺(tái)用來提供更加擬真實(shí)的測試環(huán)境，最后著重介紹可用性測試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出更人性化、更滿足用戶需求的車載娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面產(chǎn)品。

車載人機(jī)交互界面；駕駛模擬平臺(tái)；可用性測試；評(píng)價(jià)指標(biāo)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.048

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-138-03

引言

車載信息娛樂系統(tǒng)（In-Vehicle Infotainment 簡稱IVI），是采用車載專用中央處理器，基于車身總線系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，形成的車載綜合信息處理系統(tǒng)。IVI能夠?qū)崿F(xiàn)包括三維導(dǎo)航、實(shí)時(shí)路況、IPTV、輔助駕駛、故障檢測、車輛信息、車身控制、移動(dòng)辦公、無線通訊、基于在線的娛樂功能及TSP服務(wù)等一系列應(yīng)用，極大的提升的車輛電子化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化水平。

隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，加快了汽車智能化的發(fā)展腳步，車載信息娛樂系統(tǒng)也越來越受到人們的青睞，車載人機(jī)交互界面系統(tǒng)已經(jīng)成為了整車差異化的關(guān)鍵點(diǎn)之一，消費(fèi)者也把其作為購車的關(guān)注點(diǎn)。

駕駛員和娛樂系統(tǒng)的信息交互也更加頻繁，駕駛員更多的注意力集中在娛樂系統(tǒng)上，因此設(shè)計(jì)不佳的人機(jī)交互界面系統(tǒng)將會(huì)增加駕駛員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)對(duì)駕駛員的安全駕駛及駕乘體驗(yàn)造成一定的負(fù)面影響。為了消除存在設(shè)計(jì)缺陷的人機(jī)交互界面系統(tǒng)對(duì)駕駛員造成的負(fù)面影響，需在娛樂系統(tǒng)開發(fā)的各個(gè)階段進(jìn)行人機(jī)交互界面測試和評(píng)價(jià)。本文著重介紹搭建模擬駕駛環(huán)境及可用性測試方法，對(duì)娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面進(jìn)行測試和評(píng)估。

1、車載人機(jī)界面簡介

人機(jī)交互系統(tǒng)是信息化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人與車之間的對(duì)話功能。車主可通過該系統(tǒng)，輕松把握車輛狀態(tài)信息（車速、里程、當(dāng)前位置、車輛保養(yǎng)信息等）、路況信息、定速巡航設(shè)置、藍(lán)牙免提設(shè)置、空調(diào)及音響的設(shè)置。

車載人機(jī)交互界面系統(tǒng)是人和車之間進(jìn)行信息交互的媒介，人通過物理按鍵、觸摸、語音、手勢等方式給車機(jī)輸入，車機(jī)根據(jù)輸入信息進(jìn)行處理并及時(shí)的給出反饋，如圖1所示。

圖1 車載人機(jī)交互界面系統(tǒng)

人機(jī)界面系統(tǒng)應(yīng)用于車機(jī)系統(tǒng)，主要用來處理次要的駕駛?cè)蝿?wù)，包括媒體、導(dǎo)航、語音、車身控制、高級(jí)駕駛輔助等次要功能。在車載人機(jī)界面系統(tǒng)到來之前，這些任務(wù)大都通過控制面板上的獨(dú)立控制按鍵來實(shí)現(xiàn)的，但是由于功能的不斷增加，造成按鍵的增加，由此增添了駕駛操作的復(fù)雜性，對(duì)駕駛員的安全駕駛帶來不利之處。因此，目前的這些功能都被整合進(jìn)一個(gè)基于菜單管理的個(gè)更加簡潔的交互系統(tǒng)中，在物理按鍵上只保留一些最常用的功能。這種交互系統(tǒng)通常是基于顯示屏的人機(jī)交互界面系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，使得駕駛空間更加簡潔，簡化駕駛員的操作。

2、人機(jī)交互界面測試環(huán)境搭建

為了保證人機(jī)交互界面系統(tǒng)的測試條件更加接近正常的使用場景，搭建如圖2所示的駕駛模擬平臺(tái)。

如圖2所示，該駕駛模擬平臺(tái)包括輸入設(shè)備，輸出設(shè)備和系統(tǒng)支持設(shè)備，其中輸入設(shè)備有：駕駛操縱及輸入設(shè)備（方向盤、離合、制動(dòng)、油門踏板、可調(diào)節(jié)座椅），輸出設(shè)備有：圖像投影及顯示設(shè)備、儀表產(chǎn)品或原型、娛樂系統(tǒng)產(chǎn)品或原型、模擬擋風(fēng)玻璃設(shè)備、音量輸出設(shè)備，支持設(shè)備包括：電腦、攝像設(shè)備。圖像投影及顯裝置用來顯示模擬的實(shí)時(shí)交通場景，駕駛操縱設(shè)備中，座椅可前后上下調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的人群，儀表及娛樂系統(tǒng)產(chǎn)品或設(shè)計(jì)原型是該系統(tǒng)評(píng)估的對(duì)象。

圖2 駕駛模擬平臺(tái)

整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)電腦控制，通過在電腦中運(yùn)行STISIM軟件，該軟件具有專門的場景定義語言，編寫場景非常方便快捷。使用STISIM軟件模擬控制實(shí)時(shí)的交通場景[1]，保證受試者在一個(gè)更加接近真實(shí)的環(huán)境下進(jìn)行測試。一切準(zhǔn)備就緒后，受試者即可在該平臺(tái)上體驗(yàn)待測試的車載人機(jī)交互界面系統(tǒng)。

3、測試方法

由于車載環(huán)境的特殊性，需要設(shè)計(jì)針對(duì)性較強(qiáng)的一套評(píng)價(jià)體系和可行的基于消費(fèi)者的測試評(píng)估方法。可用性評(píng)估是指對(duì)人機(jī)交互界面的可用性數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過對(duì)數(shù)據(jù)分析和處理，達(dá)到評(píng)估系統(tǒng)的目的[2]：一是，改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品或者原型的缺陷，提高其可用性；二是，在新界面設(shè)計(jì)之前，對(duì)已經(jīng)成熟的界面進(jìn)行可用性評(píng)估，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，借鑒優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)缺點(diǎn)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可用性。

3.1 可用性測試評(píng)估方法

人機(jī)交互界面常用的可用性測試評(píng)估方法[3]主要包括可用性測試、啟發(fā)式評(píng)估、認(rèn)知過程瀏覽、行為分析等。在人機(jī)界面設(shè)計(jì)的不同階段，需要使用不同的測試方法，或者需要結(jié)合幾種方法一起使用，才能達(dá)到預(yù)期的效果。下面分別介紹每種方法使用的階段及評(píng)估重點(diǎn)。

3.1.1 可用性測試

可用性測試是指評(píng)估者邀請(qǐng)用戶使用設(shè)計(jì)產(chǎn)品或者設(shè)計(jì)原型完成操作任務(wù)，評(píng)估者通過觀察并記錄用戶的行為，收集用戶操作過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)界面可用性進(jìn)行評(píng)估的一種方法。該方法通常適用于產(chǎn)品界面和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的中后期界面原型的評(píng)估。該測試方法可在上文介紹的特定模擬駕駛環(huán)境中進(jìn)行，通過在模擬環(huán)境中增加攝像頭和監(jiān)視裝置，有效的記錄用戶的行為及用戶操作過程中的數(shù)據(jù)信息。

3.1.2 啟發(fā)式評(píng)估

啟發(fā)式評(píng)估是指邀請(qǐng)本領(lǐng)域的專業(yè)型用戶使用人機(jī)界面產(chǎn)品或設(shè)計(jì)原型，根據(jù)通用性的設(shè)計(jì)原則，完成對(duì)整個(gè)人機(jī)界面的評(píng)估。常用的設(shè)計(jì)原則包括：可視化、一致性、容錯(cuò)性、辨錯(cuò)性、控制感、高效性、美觀性、簡潔性、幫助說明。該方法通常不需要用戶參與，對(duì)設(shè)備和空間無特殊要求使得測試成本較低，方便快速使用，多應(yīng)用在產(chǎn)品開發(fā)的中前期。在專家型測試者依據(jù)設(shè)計(jì)原則對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，在產(chǎn)品研發(fā)的早期快速的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的主要缺陷，提出改進(jìn)意見。

3.1.3 認(rèn)知過程瀏覽

認(rèn)知過程瀏覽是指當(dāng)設(shè)計(jì)者已經(jīng)設(shè)計(jì)好產(chǎn)品原型并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明后，邀請(qǐng)其他設(shè)計(jì)者和用戶共同瀏覽并分析典型任務(wù)的完成步驟，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)可能存在的可用性問題，提出改進(jìn)意見的方法。該方法主要適用于產(chǎn)品界面設(shè)計(jì)的初期。

3.1.4 行為分析

行為分析是指將用戶的連續(xù)操作過程分解成一個(gè)個(gè)的基本動(dòng)作，研究者從該過程中發(fā)現(xiàn)可能存在交互問題。這種方法有個(gè)缺點(diǎn)，不同的研究者對(duì)交互動(dòng)作的分解是不一樣的，對(duì)結(jié)果的分析理解也不同，這樣就容易導(dǎo)致對(duì)結(jié)果出現(xiàn)分歧，并且難以驗(yàn)證。由于該方法操作過程的復(fù)雜性，研究者可能會(huì)糾結(jié)于操作過程中的某個(gè)細(xì)節(jié)從而忽略更重要的影響交互效率和用戶滿意度的關(guān)鍵因素。所以欣慰分析方法對(duì)研究者提出了苛刻的要求，研究者必須要具有豐富的交互設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并且熟悉多種交互系統(tǒng)。

3.2 評(píng)估體系

3.2.1 評(píng)估指標(biāo)

如圖3所示是車載人機(jī)界面評(píng)級(jí)指標(biāo)體系[4]，設(shè)計(jì)出4個(gè)一級(jí)指標(biāo)：效用、效率、滿意度、安全性適應(yīng)車載的特殊環(huán)境。通過設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系的10個(gè)分指標(biāo)匹配車載人機(jī)界面產(chǎn)品特點(diǎn)。

圖3 車載人機(jī)界面評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.2.2 評(píng)估過程

整個(gè)評(píng)估過程是在評(píng)估對(duì)象已經(jīng)選取好之后進(jìn)行的，前期的對(duì)象選取也是評(píng)估的關(guān)鍵之處。被選評(píng)估者的人數(shù)和身份可以有不同的成本，同時(shí)適用于車載人機(jī)交互界面產(chǎn)品開發(fā)前、中、后各個(gè)階段。在對(duì)象選取好之后，下面主要介紹如何開展可用性測試評(píng)估過程。

首先是準(zhǔn)備階段，測試者需要準(zhǔn)備好待測試的人機(jī)交互界面產(chǎn)品或者人機(jī)交互界面原型，并制定好詳細(xì)的測試任務(wù)。測試者還需要保證待測試的產(chǎn)品或原型是可以實(shí)現(xiàn)要測試的每項(xiàng)功能，如果無法實(shí)現(xiàn)，則測試無效。

其次是評(píng)估者的選取，評(píng)估者是整個(gè)評(píng)估方法中最重要的結(jié)論輸出者，其選取過程需要受到高度的關(guān)注。具有一點(diǎn)的電子設(shè)備使用經(jīng)歷和適當(dāng)?shù)谋孀R(shí)能力是評(píng)估者的重要選取方向。在前面介紹的評(píng)估方法中要求評(píng)估者有兩種：普通用戶和專家級(jí)用戶，在選取中可設(shè)置一定數(shù)量的刷選項(xiàng)，用來區(qū)分這兩種用戶。

再次是評(píng)估過程中最重要的一部分，評(píng)估階段。在該階段中要求引導(dǎo)員詳細(xì)的向用戶說明下將要測試的車載人機(jī)交互界面產(chǎn)品，并解釋要測試的評(píng)估指標(biāo)體系。對(duì)于評(píng)估者有疑問的地方，引導(dǎo)員需耐心的進(jìn)行解釋和演示。接下來就是評(píng)估的核心部分，用戶在引導(dǎo)員的引導(dǎo)下對(duì)人機(jī)交互界面產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估，用戶按照制定好的測試任務(wù)，參考評(píng)估指標(biāo)體系逐條進(jìn)行評(píng)估，給出主管評(píng)價(jià)，評(píng)估結(jié)束之后，測試者將用戶的評(píng)價(jià)表及問題反饋進(jìn)行回收，為最終的結(jié)論輸出提供數(shù)據(jù)支持。

最后是結(jié)果分析和輸出階段，該階段將評(píng)估過程中收集到的評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，包括定量數(shù)據(jù)和定性數(shù)據(jù)兩部分，定量數(shù)據(jù)包括每個(gè)用戶對(duì)評(píng)估指標(biāo)的打分、完成任務(wù)的時(shí)間和不走等；定性數(shù)據(jù)包括用戶反饋的問題以及對(duì)其打分的解釋原因。定性數(shù)據(jù)是對(duì)定量數(shù)據(jù)的支持和依據(jù)，從定量數(shù)據(jù)里可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)論能夠通過定性數(shù)據(jù)予以證明。因此，通常定量數(shù)據(jù)可以用來發(fā)現(xiàn)問題，而定性數(shù)據(jù)用于解決問題，二者缺一不可，是評(píng)價(jià)整個(gè)人機(jī)交互界面系統(tǒng)的重要因素。

經(jīng)過一次成功有效的評(píng)估過程，設(shè)計(jì)師能夠議較小的成本發(fā)現(xiàn)車載人機(jī)交互界面系統(tǒng)存在的設(shè)計(jì)缺陷，并及時(shí)的予以改進(jìn)，從而設(shè)計(jì)出更加滿足用戶的車載人機(jī)交互界面產(chǎn)品，這是該評(píng)估體系的主要目的。

4、結(jié)論

可用性評(píng)估能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品存在的缺陷，對(duì)改進(jìn)人機(jī)交互界面產(chǎn)品，提高設(shè)計(jì)過程的效率都具有重要意義。本文通過搭建模擬駕駛平臺(tái)，給測試帶來更加接近真實(shí)的測試環(huán)境，并分析了各可用性測試方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出更人性化、更滿足用戶需求的車載娛樂系統(tǒng)人機(jī)交互界面產(chǎn)品。4種可用性評(píng)估方法各有優(yōu)缺點(diǎn)及適用階段，在實(shí)際項(xiàng)目中做到合理的應(yīng)用這些方法，揚(yáng)長避短。

[1] 李霖,賀錦鵬,劉衛(wèi)國,朱西產(chǎn),孫東.先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)人機(jī)交互界面評(píng)價(jià)方法研究[J].汽車技術(shù),2014,02:58-62.

[2] 劉穎.人機(jī)交互界面的可用性評(píng)估及方法[J].人類工效學(xué),2002, 02:35-38.

[3] 馬鈞,談行執(zhí).車載人機(jī)界面可用性評(píng)估方法研究[J].上海汽車, 2014,02:16-19.

[4] 馬鈞,吳盈盈.可用性測試評(píng)估方法在車載人機(jī)界面評(píng)價(jià)上的應(yīng)用研究[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2011,03:1-5+9.

Test and evaluation method of human computer interaction interface in car entertainment system

Zheng Junnan
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

The rapid development of automobile intelligent, more original and more functions are integrated in the infotainment system, the user demand for complex functions and simple interior contradiction between the operation of such availability issues in-car entertainment system man-machine interface products more prominent. Scientific evaluation system usability testing can help automotive entertainment machine interface more user-friendly design and improvement. This article first car elaborate man-machine interface, and then build a platform for driving simulator intended to provide a more realistic test environment, and finally focuses on usability testing and evaluation methods, the design team to help design a more humane, more to meet customer needs car entertainment system man-machine interface products.

Vehicle human computer interaction interface; Driving simulation platform; Usability testing; Evaluation index

U463.6

A

1671-7988 (2016)12-138-03

鄭俊楠（1991—），男，工程師，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，主要研究車載人機(jī)交互設(shè)計(jì)。