MR環境和真實汽車中汽車信息娛樂系統的比較分析

鄭秋榮

摘 要：與其在真實的車輛中進行測試信息娛樂系統的控制模式，不如在混合現實（MR）環境中評估和開發這些系統，這可以節省時間和成本。該研究的中心問題是，在MR環境中對汽車娛樂系統的可用性評估是否提供與對真實汽車中的汽車娛樂系統進行評估的結果相同的結果。據此，本文對MR環境和真實汽車中汽車信息娛樂系統比較進行分析。

關鍵詞：汽車;汽車信息娛樂系統;可用性

1 引言

如今，汽車中的信息娛樂系統不僅在控制音頻設備，而且在控制導航系統，空調設置，與移動設備的通信，汽車系統的狀態等方面都起著核心作用。它們通常由中央的顯示屏組成汽車控制臺和一些輸入設備。當前，對于信息娛樂系統的新的或進一步的開發，系統的控制結構和類型在汽車環境之外或永久安裝在汽車中進行測試和評估。長期以來，汽車行業已經在使用虛擬現實（VR），增強現實（AR）和混合現實（MR）來開發新車，測試和評估原型組件以及進行駕駛仿真。但是在過去的幾年中，虛擬和增強現實技術有了新的進步，新近可用且價格相對便宜的頭戴式顯示器和跟蹤技術為人們帶來了新的機遇。因此，是否存在可以在使用這些新設備構建的混合現實環境（MR）中進行汽車信息娛樂系統開發測試和評估的問題。在這種情況下，不必將信息娛樂系統的新控制模式直接安裝在真實汽車中進行測試。不過，開發人員可以及早測試汽車中的操控性，從而節省成本和時間。通過MR設置成功進行測試的基本要求是，在MR環境中測得的可用性，感覺和操控性與真實汽車中的真實信息娛樂系統中的匹配。如果測試結果與實際情況相差太大，并且信息娛樂系統由于結果不可靠而必須在車內完全重新設計，則MR測試環境的使用將受到限制。

2 研究現狀

近年來汽車信息娛樂系統取得了長足的進步。但是，仍然存在著巨大的技術帶寬，范圍從僅具有播放廣播和音樂能力的系統到具有集成云服務的多模式接口。信息娛樂系統中使用的顯示器范圍從低分辨率的單色顯示器到高分辨率的彩色觸摸顯示器。硬件按鈕，推子，轉盤以及它們的組合仍然可以在中間控制臺中找到，作為輸入設備。這些觸覺控制元素逐漸移至方向盤或被觸摸顯示器取代。這些系統中也越來越多地使用語音和手勢控制。汽車工業也越來越依賴汽車與智能手機的連接作為帶有適當自己的應用程序的輔助顯示和輸入設備。信息娛樂系統的當前發展一方面涉及對現有系統的評估和改進，另一方面涉及新的創新。國外學者也研究了通過觸摸屏的輸入。他們會根據路況而注意性能。由于為了駕駛者的安全，在旅途中信息娛樂系統的某些功能被簡化或停用，因此研究了一種檢測駕駛員或乘客是否控制信息娛樂系統的系統。所有這些方法都使用物理設備，沒有使用頭戴式顯示器，可以找到在設計信息娛樂結構時創建特定用戶體驗的方法。他們專注于信息娛樂系統的圖形用戶界面，但他們不評估其方法，尚不清楚實際的測試環境是什么;研究了觸覺反饋等待時間在汽車觸摸界面中的作用。這項研究是在具有內置觸摸界面和外部觸摸界面的真實汽車中進行的。沒有使用虛擬現實技術。駕駛和汽車模擬器用于探索運動印象，人為因素或進行初步的工程設計。在高端，這些模擬器可在CAVE，六腳架甚至機器人手臂上的封閉艙室中實現;提出了一個具有360度視角，6自由度移動和真實汽車的混合現實環境的概念。那里有完整的內飾作為真實汽車的一部分，但是改變汽車內部的努力與真實汽車一樣高。由于在駕駛過程中使用汽車信息娛樂系統來分散注意力不是本研究的研究主題，因此有機會為不移動的汽車創建模擬環境。因此，可以將汽車模擬器的更簡單的變體用于該研究。他們提出的定義汽車信息娛樂系統驗證的方法僅基于AR環境中的實驗。但是，沒有將這些結果與實際汽車中的設計實現進行比較。

3 對比分析

在有關信息娛樂系統原型可用性的實驗中，開發了兩種不同的汽車環境實現方式。評估的目的是比較不同環境下的實驗結果。研究的中心問題是，在混合現實環境中對汽車娛樂系統的可用性評估是否提供與對真實汽車中的汽車娛樂系統進行評估的結果相同的結果。如果是這種情況，則可以使用混合現實環境來測試汽車信息娛樂系統的可用性，并將結果稍后轉移到實際汽車中。否則，應該確定混合現實環境作為評估真實汽車信息娛樂系統可用性的工具的優缺點。與當今在汽車中可以找到的實際汽車信息娛樂系統相比，它僅具有有限的功能以適應實驗目的。作為輸出設備和中央視覺反饋，使用了汽車中央控制臺上的顯示屏。位于汽車變速桿旋鈕下方的旋轉按鈕（RPB）作為輸入設備。信息娛樂系統的顯示屏顯示了一個簡單的GUI（圖形用戶界面），該GUI呈現了實際的菜單系統。菜單系統具有分層樹狀結構。根據菜單頁面的不同，該菜單上的圖標顯示為不同的按鈕。例如示意性地顯示了主菜單頁面。

4 結論

本文將該實現與真實汽車環境中的結果進行了比較。MR環境是通過HMD實現的，并且使用了汽車的真實控制面板來控制信息娛樂系統。通過集成Leap Motion控制器來跟蹤用戶的手，用戶可以自由地探索環境。因此，在MR中進行測試也可能具有經濟優勢。例如，可以加強同步工程原理。因此，一種控制類型可以在新汽車模型開發的早期創建并與之并行，并在全球虛擬汽車模型中進行測試。如果在開發過程中可以更改控件的類型，則可以節省重新設計模型的成本。為了進一步擴展該系統，可以集成駕駛模擬功能，以在駕駛時測試信息娛樂系統的不同類型的控制，而不會使駕駛員陷入危險狀況。

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