基于車聯網的車載信息娛樂系統交互設計研究

桂林電子科技大學 彭玉元 魯家亮

隨著車聯網概念的提出與發展，車載系統在汽車中所占比重增大，現階段部分車載系統的交互設計存在兩大問題：(一)盲目沿用觸屏手機思路，駕駛輔助技術與現實駕駛情況無法滿足全觸摸屏交互條件；(二)強調單體汽車人機交互體驗，弱化群體信息的交互性。文章提出現階段不適合完全拋棄物理按鈕；車載系統的交互設計需要考慮多個交互通道的互動關系。用戶習慣、環境、技術等因素影響車載信息娛樂系統交互設計的發展。

1 概述

隨著車聯網概念的提出與發展，新的交互技術、交互媒介和交互方式不斷涌現。以手機為代表的移動設備技術日益發展，逐漸滲透汽車行業。與此同時車載信息娛樂系統作為高附加值電子產品在汽車中所占比重也日益增大，汽車制造業更加重視汽車的交互設計。

車載信息娛樂系統（In-Vehicle Infotainment，以下簡稱車載系統），是基于車身總線系統與互聯網服務，形成的車載信息處理系統。可實現汽車信息、導航、娛樂等服務。車載系統總體分為前裝和后裝。除整車廠商，谷歌、百度等互聯網企業也有相應產品謀求占領交互入口。從特斯拉開始，數字化、網絡化顛覆了人們以往對汽車駕駛概念的理解，車載系統讓汽車成為了除了電腦PC端和手機移動端外的第三大聯網終端。雖然也引發了新的交互與安全問題，但這一里程碑式變化也標志著汽車將邁入車聯網時代。

車載系統的交互目的：滿足用戶行車需求，提升駕駛體驗；優化群體信息交互通道，提升交通系統運行效率。現階段部分車載系統的設計存在兩大問題：（1）盲目沿用觸屏手機思路，駕駛輔助技術與現實駕駛情況無法滿足全觸摸屏的交互條件，增加駕駛風險；（2）強調單體汽車人機交互體驗，弱化群體信息的交互性。

文章將基于車聯網系統交互模型，從車內人機交互、交通環境群集交互兩個層次分析前裝車載系統的交互設計。

圖1 交互式設計構成要素關系

2 交互設計思維

設計涉及設計思維，在交互設計的概念被廣泛接受之前，設計更多強調設計對象的自身屬性合理配置，是“物理邏輯”（鄭博偉,吳亞生.新能源汽車時代車載HMI交互界面發展方向的探索[J].設計,2018(5)）；交互設計發展之后，設計目標從單一的“可用性”層面上升到“可用性“與“用戶體驗”兩個層面，在PACT-P（Benyon D.Designing interactive systems:a comprehensive guide to HCI,UX and interaction design[M].Pearson,2014）五要素分析出設計重心是“以人為本”用戶需求，用戶是交互的最終感知者，處于設計的重心，這是“行為邏輯”（COOPER A.About Face 4:交互設計精髓[M].北京:電子工業出版社,2015），如圖1所示。

汽車從交通工具發展成一個移動信息收發臺，汽車行駛產生的交互有三方面：1）人-車的交互；2）車-車的交互；3）車-交通信息平臺交互。不僅是雙向的還是多渠道的，車載系統交互。不但是人與車的交互，還與整個龐大交通網絡中其他車輛、平臺設備等的多方互動，交互行為逐漸發展成“群集交互”。車載系統的交互設計思維，在考慮本品牌車系用戶體驗的同時，還要考慮整個群集中所有個體，包括無生命體人工智能，考慮每個環節的高效配合交通體系運行（張茫茫.基于汽車的多主體多通道交互模型研究[J].包裝工程,2017(20)）。

3 車聯網系統交互模型分析

在車聯網系統交互模型中的“交互”概念不再單獨從產品設計的維度討論“人-機”交互概念，車聯網系統交互關系可從兩個維度分析。

3.1 人機交互

用戶與本車硬件、軟件之間的人機交互，傳統的汽車操作界面貼近自然用戶界面，如旋鈕、按鈕等操作學的習成本相對低，操作有效率高；新型車載系統信息內容不斷增加，固定的按鈕無法滿足駕駛需求。模塊功能布局、信息整合呈現以及交互反饋等成為車載系統人-機交互的關注點。

3.2 群體交互

汽車的社會屬性不是孤立的，城市交通系統由每個參與者組成，各方關系復雜且相互關聯，最終影響整個交通系統的運行效率。在智慧交通體系的語境下交互關系會從單一的“人—車”的交互關系轉向多主體多通道交互關系。要考慮人與汽車、汽車與汽車、汽車與城市交通、交通管理之間復雜互動關系。

圖2 汽車聯網系統交互模型

4 影響交互的因素

4.1 用戶習慣因素

用戶體驗重視用戶的使用體驗和使用習慣、偏好的分析和數據收集，但人機交互界面注重的是產品功能的選擇性、功能性的意義（張婷.人機交互界面設計在產品可用性中的應用研究[J].包裝工程,2014,35(20):63-66）。

（1）交互行為習慣

人機邏輯一致。首先車載信息娛樂系統需符合駕駛用戶的操作習慣，如功能區域的組合放置不僅要符合用人機工程學，還需要符合在行車情境下的操作習慣。其次常用功能需要快捷實現，不論是沿襲物理按鈕還是觸摸屏，都需要突出常用功能。

以2018款奧迪A8L為例（圖3），新款A8舍棄了按鍵和多維旋鈕，采用兩塊全觸摸屏，觸摸屏幕時有“噠噠”的觸覺反饋。一方面，提高盲操精準度，間接提高安全系數；另一方面，聲音、觸感的反饋方式符合交互習慣。

圖3 2018款奧迪A8L觸摸屏

筆者認為目前階段不適合完全拋棄物理按鈕使用觸控操作。按鈕調整方式可降低用戶學習成本，沿用原有用戶習慣。以路虎星脈Touch Pro Duo（圖4）。在全觸摸屏、多觸摸屏的趨勢下，仍保留了使用頻次較高的實體空調旋鈕。旋鈕設計疊加在屏幕上，中間鏤空顯示溫度。提升質感的同時延續了原有交互習慣。雖然也存在指紋痕跡等問題，但是保留高操作實體按鈕并疊于屏幕的設計仍讓人眼前一新。

總而言之，解決分散駕駛注意問題前，全觸摸屏并不是當下最好的車載交互設計方案。但在未來，隨著汽車不斷增加駕駛輔助、實現自動駕駛，駕駛員從實際駕駛任務中解放出來，交互需求和交互行為均發生變化，屆時觸控操縱取代按鈕是大勢所趨。

圖4 2017款路虎星脈Touch Pro Duo

（2）交互界面習慣

界面是車機交互的主要媒介。復雜的行車環境下，車載系統在使用期間作為駕駛輔助要最大化滿足駕駛需求，保證駕駛安全。界面是人機交互的接口，一、交互界面的視覺語義識別應有通識性；二、信息系統模塊化，整體風格一致，主級、子級界面邏輯和呈現形式有連貫性。

圖5 用戶習慣與交互界面關系

4.2 環境因素

（1）單體汽車人機交互環境

車內環境下，車載系統最需要保證駕駛者安全駕駛環境，其次才是滿足娛樂需求。目前，車載系統發展多屏互動已是主流趨勢，與舊有的汽車駕駛布局有巨大變化，大部分人還需要時間適應。不同的信息顯示在不同的顯示區域，對用戶安全性及舒適體驗都是交互設計需要實驗考慮的范圍（譚浩,許詩卉.基于車聯網的汽車導航多屏交互體驗[J].包裝工程,2017(20):17-22）。駕駛員在使用系統設備時會多次關注觸控屏，如果由于車內交互界面功能性弱、有效信息整合性差，影響用戶體驗的同時增加危險駕駛幾率。

（2）群集交互環境

由于駕車行駛過程中的特殊性質，行車時大量信息呈現給駕駛員，本車也有信息傳輸出去。車輛駕駛區域已經由簡單的車輛行車信息顯示器變成集車輛信息、道路信息和車輛與其他信息群體交互的局域環境，每輛汽車是群集交互大環境的一部分。駕駛員駕車時收發路況、車輛等信息。交管部門、其他行駛車輛的信息也需要通過車載系統有效交互。

4.3 技術因素

技術也是影響車載系統交互的因素。隨著技術不斷進步與突破，技術成為推動車聯網發展的重要推手。車距判斷、事故求助、車輛位置獲取和車輛防盜等功能的研發都離不開技術發展（連靜,宗云鵬,李琳輝.基于開放式多媒體應用平臺的汽車安全監測系統設計[J].北京理工大學學報,2017(1):50-55）。

（1）自動駕駛

從科技巨頭到汽車制造商，越來越多的人將無人駕駛汽車看作汽車行業的未來，并積極投入金錢和精力進行相關研究（楊帆.無人駕駛汽車的發展現狀和展望[J].上海汽車,2014(3):35-40）。駕駛輔助技術的發展，影響著駕駛行為習慣和整個車聯網的發展方向，同時側面影響單體汽車的人機交互趨勢。

無人駕駛產業化舉步艱難，科學技術與投入市場存在現實差距、成本、駕駛習慣以及法律法規等問題。但是，無人駕駛仍是未來汽車發展方向。

（2）語音交互與手勢控制

在人機交互部分，車載語音交互和手勢控制是近年發展的趨勢。語音交互對于駕駛場景的價值遠大于手機等移動設備。語音交互使駕駛員行車時的視覺關注放在道路行車上。手勢控制通過攝像技術捕捉手部動作，再將虛擬手形對應于中控面板。用戶無需接觸儀表盤，移動手或轉動手指就可操作特定控制裝置。例如，一只手做出旋轉動作就可調節音量大小。

（3）車間通信連接

車間通信連接（V2V）技術實現了車輛與車輛的交互，V2X技術使車輛能夠與智能交通信號燈實現信息交通。在幫助車輛避碰、緩解交通擁擠、改善交通環境等方面具有巨大的潛力。

（4）交通大數據

交通大數據并不是全新的概念，它是交通信息化和城市交通管理發展到一定程度的必然產物（何承,朱揚勇.城市交通大數據[M].上海科學技術出版,2015）。大數據與車聯網結合，平臺依托大數據處理技術,通過道路基礎數據、互聯網公司提供的數據進行歸類整理，形成宏觀、中觀、微觀一體化的交通體系。

5 總結

由于交互行為習慣、行車環境等因素，駕駛者在行車時仍需要將大量精力放在駕駛、前方路段上（陳志剛,魯曉波.大數據背景下信息與交互設計的變革和發展[J].包裝工程,2015(8):6-9）。全面觸摸屏的使用仍然不及部分物理按鈕能保證駕駛完全，因此現階段還不適合完全拋棄物理按鈕。未來車聯網環境下自動駕駛、智能語音、手勢控制等駕駛輔助技術更為成熟時，車載系統全面觸摸屏是大勢所趨。

車載系統交互設計的概念不僅研究人與汽車的交互，還要置于整個交通系統，研究與其他車輛、平臺的信息交互互動關系。用戶習慣因素、環境因素、技術因素不僅影響著單體汽車人機交互層，還影響著交通環境群體交互層。從用戶習慣和用戶行為來分析研究人、產品和環境三者之間的交互關系。車載系統交互設計的目的是促使技術的發展，滿足用戶行車需求，提升駕駛體驗；優化群集信息交互通道，更高效配合整個交通體系運行，提升交通系統運行效率。