基于车联网的车载信息娱乐系统交互设计研究

桂林电子科技大学 彭玉元 鲁家亮

随着车联网概念的提出与发展，车载系统在汽车中所占比重增大，现阶段部分车载系统的交互设计存在两大问题：(一)盲目沿用触屏手机思路，驾驶辅助技术与现实驾驶情况无法满足全触摸屏交互条件；(二)强调单体汽车人机交互体验，弱化群体信息的交互性。文章提出现阶段不适合完全抛弃物理按钮；车载系统的交互设计需要考虑多个交互通道的互动关系。用户习惯、环境、技术等因素影响车载信息娱乐系统交互设计的发展。

1 概述

随着车联网概念的提出与发展，新的交互技术、交互媒介和交互方式不断涌现。以手机为代表的移动设备技术日益发展，逐渐渗透汽车行业。与此同时车载信息娱乐系统作为高附加值电子产品在汽车中所占比重也日益增大，汽车制造业更加重视汽车的交互设计。

车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment，以下简称车载系统），是基于车身总线系统与互联网服务，形成的车载信息处理系统。可实现汽车信息、导航、娱乐等服务。车载系统总体分为前装和后装。除整车厂商，谷歌、百度等互联网企业也有相应产品谋求占领交互入口。从特斯拉开始，数字化、网络化颠覆了人们以往对汽车驾驶概念的理解，车载系统让汽车成为了除了电脑PC端和手机移动端外的第三大联网终端。虽然也引发了新的交互与安全问题，但这一里程碑式变化也标志着汽车将迈入车联网时代。

车载系统的交互目的：满足用户行车需求，提升驾驶体验；优化群体信息交互通道，提升交通系统运行效率。现阶段部分车载系统的设计存在两大问题：（1）盲目沿用触屏手机思路，驾驶辅助技术与现实驾驶情况无法满足全触摸屏的交互条件，增加驾驶风险；（2）强调单体汽车人机交互体验，弱化群体信息的交互性。

文章将基于车联网系统交互模型，从车内人机交互、交通环境群集交互两个层次分析前装车载系统的交互设计。

图1 交互式设计构成要素关系

2 交互设计思维

设计涉及设计思维，在交互设计的概念被广泛接受之前，设计更多强调设计对象的自身属性合理配置，是“物理逻辑”（郑博伟,吴亚生.新能源汽车时代车载HMI交互界面发展方向的探索[J].设计,2018(5)）；交互设计发展之后，设计目标从单一的“可用性”层面上升到“可用性“与“用户体验”两个层面，在PACT-P（Benyon D.Designing interactive systems:a comprehensive guide to HCI,UX and interaction design[M].Pearson,2014）五要素分析出设计重心是“以人为本”用户需求，用户是交互的最终感知者，处于设计的重心，这是“行为逻辑”（COOPER A.About Face 4:交互设计精髓[M].北京:电子工业出版社,2015），如图1所示。

汽车从交通工具发展成一个移动信息收发台，汽车行驶产生的交互有三方面：1）人-车的交互；2）车-车的交互；3）车-交通信息平台交互。不仅是双向的还是多渠道的，车载系统交互。不但是人与车的交互，还与整个庞大交通网络中其他车辆、平台设备等的多方互动，交互行为逐渐发展成“群集交互”。车载系统的交互设计思维，在考虑本品牌车系用户体验的同时，还要考虑整个群集中所有个体，包括无生命体人工智能，考虑每个环节的高效配合交通体系运行（张茫茫.基于汽车的多主体多通道交互模型研究[J].包装工程,2017(20)）。

3 车联网系统交互模型分析

在车联网系统交互模型中的“交互”概念不再单独从产品设计的维度讨论“人-机”交互概念，车联网系统交互关系可从两个维度分析。

3.1 人机交互

用户与本车硬件、软件之间的人机交互，传统的汽车操作界面贴近自然用户界面，如旋钮、按钮等操作学的习成本相对低，操作有效率高；新型车载系统信息内容不断增加，固定的按钮无法满足驾驶需求。模块功能布局、信息整合呈现以及交互反馈等成为车载系统人-机交互的关注点。

3.2 群体交互

汽车的社会属性不是孤立的，城市交通系统由每个参与者组成，各方关系复杂且相互关联，最终影响整个交通系统的运行效率。在智慧交通体系的语境下交互关系会从单一的“人—车”的交互关系转向多主体多通道交互关系。要考虑人与汽车、汽车与汽车、汽车与城市交通、交通管理之间复杂互动关系。

图2 汽车联网系统交互模型

4 影响交互的因素

4.1 用户习惯因素

用户体验重视用户的使用体验和使用习惯、偏好的分析和数据收集，但人机交互界面注重的是产品功能的选择性、功能性的意义（张婷.人机交互界面设计在产品可用性中的应用研究[J].包装工程,2014,35(20):63-66）。

（1）交互行为习惯

人机逻辑一致。首先车载信息娱乐系统需符合驾驶用户的操作习惯，如功能区域的组合放置不仅要符合用人机工程学，还需要符合在行车情境下的操作习惯。其次常用功能需要快捷实现，不论是沿袭物理按钮还是触摸屏，都需要突出常用功能。

以2018款奥迪A8L为例（图3），新款A8舍弃了按键和多维旋钮，采用两块全触摸屏，触摸屏幕时有“哒哒”的触觉反馈。一方面，提高盲操精准度，间接提高安全系数；另一方面，声音、触感的反馈方式符合交互习惯。

图3 2018款奥迪A8L触摸屏

笔者认为目前阶段不适合完全抛弃物理按钮使用触控操作。按钮调整方式可降低用户学习成本，沿用原有用户习惯。以路虎星脉Touch Pro Duo（图4）。在全触摸屏、多触摸屏的趋势下，仍保留了使用频次较高的实体空调旋钮。旋钮设计叠加在屏幕上，中间镂空显示温度。提升质感的同时延续了原有交互习惯。虽然也存在指纹痕迹等问题，但是保留高操作实体按钮并叠于屏幕的设计仍让人眼前一新。

总而言之，解决分散驾驶注意问题前，全触摸屏并不是当下最好的车载交互设计方案。但在未来，随着汽车不断增加驾驶辅助、实现自动驾驶，驾驶员从实际驾驶任务中解放出来，交互需求和交互行为均发生变化，届时触控操纵取代按钮是大势所趋。

图4 2017款路虎星脉Touch Pro Duo

（2）交互界面习惯

界面是车机交互的主要媒介。复杂的行车环境下，车载系统在使用期间作为驾驶辅助要最大化满足驾驶需求，保证驾驶安全。界面是人机交互的接口，一、交互界面的视觉语义识别应有通识性；二、信息系统模块化，整体风格一致，主级、子级界面逻辑和呈现形式有连贯性。

图5 用户习惯与交互界面关系

4.2 环境因素

（1）单体汽车人机交互环境

车内环境下，车载系统最需要保证驾驶者安全驾驶环境，其次才是满足娱乐需求。目前，车载系统发展多屏互动已是主流趋势，与旧有的汽车驾驶布局有巨大变化，大部分人还需要时间适应。不同的信息显示在不同的显示区域，对用户安全性及舒适体验都是交互设计需要实验考虑的范围（谭浩,许诗卉.基于车联网的汽车导航多屏交互体验[J].包装工程,2017(20):17-22）。驾驶员在使用系统设备时会多次关注触控屏，如果由于车内交互界面功能性弱、有效信息整合性差，影响用户体验的同时增加危险驾驶几率。

（2）群集交互环境

由于驾车行驶过程中的特殊性质，行车时大量信息呈现给驾驶员，本车也有信息传输出去。车辆驾驶区域已经由简单的车辆行车信息显示器变成集车辆信息、道路信息和车辆与其他信息群体交互的局域环境，每辆汽车是群集交互大环境的一部分。驾驶员驾车时收发路况、车辆等信息。交管部门、其他行驶车辆的信息也需要通过车载系统有效交互。

4.3 技术因素

技术也是影响车载系统交互的因素。随着技术不断进步与突破，技术成为推动车联网发展的重要推手。车距判断、事故求助、车辆位置获取和车辆防盗等功能的研发都离不开技术发展（连静,宗云鹏,李琳辉.基于开放式多媒体应用平台的汽车安全监测系统设计[J].北京理工大学学报,2017(1):50-55）。

（1）自动驾驶

从科技巨头到汽车制造商，越来越多的人将无人驾驶汽车看作汽车行业的未来，并积极投入金钱和精力进行相关研究（杨帆.无人驾驶汽车的发展现状和展望[J].上海汽车,2014(3):35-40）。驾驶辅助技术的发展，影响着驾驶行为习惯和整个车联网的发展方向，同时侧面影响单体汽车的人机交互趋势。

无人驾驶产业化举步艰难，科学技术与投入市场存在现实差距、成本、驾驶习惯以及法律法规等问题。但是，无人驾驶仍是未来汽车发展方向。

（2）语音交互与手势控制

在人机交互部分，车载语音交互和手势控制是近年发展的趋势。语音交互对于驾驶场景的价值远大于手机等移动设备。语音交互使驾驶员行车时的视觉关注放在道路行车上。手势控制通过摄像技术捕捉手部动作，再将虚拟手形对应于中控面板。用户无需接触仪表盘，移动手或转动手指就可操作特定控制装置。例如，一只手做出旋转动作就可调节音量大小。

（3）车间通信连接

车间通信连接（V2V）技术实现了车辆与车辆的交互，V2X技术使车辆能够与智能交通信号灯实现信息交通。在帮助车辆避碰、缓解交通拥挤、改善交通环境等方面具有巨大的潜力。

（4）交通大数据

交通大数据并不是全新的概念，它是交通信息化和城市交通管理发展到一定程度的必然产物（何承,朱扬勇.城市交通大数据[M].上海科学技术出版,2015）。大数据与车联网结合，平台依托大数据处理技术,通过道路基础数据、互联网公司提供的数据进行归类整理，形成宏观、中观、微观一体化的交通体系。

5 总结

由于交互行为习惯、行车环境等因素，驾驶者在行车时仍需要将大量精力放在驾驶、前方路段上（陈志刚,鲁晓波.大数据背景下信息与交互设计的变革和发展[J].包装工程,2015(8):6-9）。全面触摸屏的使用仍然不及部分物理按钮能保证驾驶完全，因此现阶段还不适合完全抛弃物理按钮。未来车联网环境下自动驾驶、智能语音、手势控制等驾驶辅助技术更为成熟时，车载系统全面触摸屏是大势所趋。

车载系统交互设计的概念不仅研究人与汽车的交互，还要置于整个交通系统，研究与其他车辆、平台的信息交互互动关系。用户习惯因素、环境因素、技术因素不仅影响着单体汽车人机交互层，还影响着交通环境群体交互层。从用户习惯和用户行为来分析研究人、产品和环境三者之间的交互关系。车载系统交互设计的目的是促使技术的发展，满足用户行车需求，提升驾驶体验；优化群集信息交互通道，更高效配合整个交通体系运行，提升交通系统运行效率。