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隨著智能座艙系統(tǒng)復(fù)雜度的提升，車載人機(jī)交互界面（HMI）的設(shè)計(jì)不僅需要考慮視覺美感與功能邏輯，更需在實(shí)際駕駛環(huán)境中對(duì)其可用性、安全性與用戶負(fù)擔(dān)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估。本文將介紹一種基于HMI交互原型設(shè)計(jì)工具、軟硬件虛擬仿真、數(shù)據(jù)采集、智能分析四個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)建的HMI測(cè)評(píng)體系，旨在為科研團(tuán)隊(duì)與工程設(shè)計(jì)人員提供可用的測(cè)評(píng)工具。

HMI用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)，通過原型設(shè)計(jì)工具構(gòu)建高保真交互原型、嵌入虛擬仿真駕駛環(huán)境，融合多模態(tài)數(shù)據(jù)采集與智能分析算法，智能評(píng)估車載人機(jī)界面的可用性、安全性與用戶負(fù)荷表現(xiàn)等指標(biāo)維度。

系統(tǒng)可同步采集眼動(dòng)軌跡、觸控行為、生理信號(hào)與駕駛行為數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)捕捉用戶在實(shí)際交互中的注意力分布、操作效率與認(rèn)知狀態(tài)變化；結(jié)合智能化數(shù)據(jù)分析模塊，實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)版本的對(duì)比評(píng)估、交互風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與任務(wù)性能反饋，支撐智能座艙、駕駛輔助、人因工程等領(lǐng)域的交互優(yōu)化研究。

HMI/HUD一體化測(cè)評(píng)流程

1原型構(gòu)建與多模態(tài)場(chǎng)景仿真

構(gòu)建高保真的HMI/HUD交互原型，并同步在虛擬環(huán)境中設(shè)置豐富的駕駛場(chǎng)景——包括城市道路、高速、夜間、惡劣天氣等條件，并靈活編輯交通事件（如行人橫穿、緊急制動(dòng)），從而在高度仿真的環(huán)境中觸發(fā)用戶與界面的自然交互。

2多通道測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)同步采集

系統(tǒng)同步采集主客觀多模態(tài)數(shù)據(jù)，包括交互數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、車輛與環(huán)境數(shù)據(jù)，全面捕捉用戶交互測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)。

3多源數(shù)據(jù)融合與智能可視化分析

借助ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步平臺(tái)生成交互熱力圖、績(jī)效關(guān)聯(lián)報(bào)告等多維度可視化結(jié)果。通過數(shù)據(jù)反饋驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)迭代，明確HMI/HUD界面在布局、信息層級(jí)、交互反饋等方面的優(yōu)化方向，最終實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)與駕駛安全的雙重提升。

1
交互原型設(shè)計(jì)工具

構(gòu)建高保真可操作交互界面

通過交互原型設(shè)計(jì)工具構(gòu)建儀表盤、中控屏及HUD等車載界面的高保真交互原型，支持手指觸控、滑動(dòng)、語音、多屏聯(lián)動(dòng)等多樣化交互操作方式。

高保真交互原型借助津發(fā)科技自主研發(fā)的通訊引擎，實(shí)現(xiàn)與真實(shí)車載硬件、方向盤、腳踏板等外部設(shè)備的控制信號(hào)無縫對(duì)接。確保原型界面與物理硬件間輸入輸出的一致性，為后續(xù)仿真測(cè)試與用戶體驗(yàn)測(cè)評(píng)提供直接可用的交互環(huán)境。

HMI/HUD車載信息系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)

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原型設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)硬件設(shè)備

仿真臺(tái)架構(gòu)建：嵌入駕駛?cè)蝿?wù)的交互場(chǎng)景驗(yàn)證

為了在接近真實(shí)的駕駛條件下對(duì)車載交互界面進(jìn)行有效測(cè)評(píng)，同時(shí)規(guī)避未經(jīng)驗(yàn)證的原型在實(shí)車路測(cè)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此許多研究人員會(huì)通過將原型嵌入高沉浸感虛擬駕駛環(huán)境中，觀察交互行為對(duì)駕駛?cè)蝿?wù)的干擾程度與操作容錯(cuò)范圍。

在硬件的選擇上，采用津發(fā)科技自主研發(fā)的柔性駕駛模擬器硬件，包括便攜式、球幕式到實(shí)車嵌入式等多種仿真臺(tái)架，可靈活復(fù)現(xiàn)乘用車、公交車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車等多類車型的交互場(chǎng)景。具備對(duì)儀表屏、中控屏等交互組件的柔性調(diào)節(jié)與集成能力，為人機(jī)交互測(cè)評(píng)研究提供高適配性的仿真工具。

多模態(tài)測(cè)評(píng)設(shè)備：采集生理與行為客觀測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)

在測(cè)評(píng)設(shè)備的選擇上，可選擇如高精度眼動(dòng)儀、腦電（EEG）、功能性近紅外（fNIRS）、皮電（GSR）、面部表情分析及動(dòng)作捕捉等專業(yè)設(shè)備，同步采集用戶在交互過程中的多維度生理與行為數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)捕捉瞳孔變化、注視軌跡、腦血氧激活水平（HbO/HbR）、心率變異性、皮膚電導(dǎo)響應(yīng)及情緒負(fù)荷等多維度客觀指標(biāo)，全面量化用戶的認(rèn)知狀態(tài)、注意力分配與情緒反應(yīng)，為車載人機(jī)交互的客觀評(píng)估提供豐富、可靠的數(shù)據(jù)支撐。

3
原型設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)軟件平臺(tái)

ErgoSIM駕駛場(chǎng)景編輯與通訊

在軟件的選擇上，使用津發(fā)科技自主研發(fā)的ErgoSIM駕駛場(chǎng)景編輯軟件，支持用戶自己創(chuàng)建場(chǎng)景、特殊事件。同時(shí)搭配HMI設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)典型測(cè)試場(chǎng)景：城市道路與紅綠燈環(huán)境下的導(dǎo)航輸入、行人橫穿馬路與HMI操作駕駛分心事件、高速駕駛時(shí)HUD信息讀取負(fù)荷、夜間駕駛中控屏亮度/布局干擾情況、駕駛中語音交互的響應(yīng)與失敗反饋分析等多種方案。

通過自主研發(fā)的ErgoSIM I/O通訊引擎進(jìn)行軟硬件數(shù)據(jù)通訊，基于原型工具設(shè)計(jì)導(dǎo)出的HMI原型及觸控屏幕可與軟硬件交互，原型可以與虛擬場(chǎng)景中車輛數(shù)據(jù)或自定義事件交互，HMI原型可以與硬件交互，可以采集硬件狀態(tài)并控制硬件，實(shí)現(xiàn)HMI原型與軟硬件數(shù)據(jù)通訊。

智能座艙專題 | ErgoSIM智能座艙車載HMI/HUD人機(jī)交互測(cè)評(píng)解決方案

多模態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析、統(tǒng)計(jì)一體化測(cè)評(píng)平臺(tái)

ErgoLAB人機(jī)環(huán)數(shù)據(jù)采集云平臺(tái)構(gòu)建了一套結(jié)合客觀數(shù)據(jù)與主觀感受的全維度交互評(píng)估體系，搭建HMI設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)仿真環(huán)境與硬件平臺(tái)，通過自主研發(fā)的ErgoLAB人機(jī)環(huán)同步云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。被試通過點(diǎn)擊屏幕，觸控位置數(shù)據(jù)與原型AOI組件通過機(jī)器視覺動(dòng)態(tài)AOI Mapping映射計(jì)算，獲取觸控交互數(shù)據(jù)，進(jìn)行手指軌跡熱圖、交互軌跡分析、點(diǎn)擊、停留、懸浮等多種維度數(shù)據(jù)采集分析。

支持采集駕駛?cè)藬?shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、眼動(dòng)數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、表情數(shù)據(jù)等多模態(tài)客觀數(shù)據(jù)采集。同時(shí)ErgoLAB 支持內(nèi)置SUS、NASA-TLX等數(shù)百種主觀量表問卷或自定義設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)范式，所有主觀數(shù)據(jù)與客觀數(shù)據(jù)統(tǒng)一整合歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)，方便更加科學(xué)客觀地進(jìn)行HMI原型設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)。

通過ErgoLAB人機(jī)環(huán)同步云平臺(tái)采集記錄的主客觀數(shù)據(jù)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)測(cè)評(píng)內(nèi)容建立指標(biāo)體系，如主觀體驗(yàn)維度：可用性、工作負(fù)荷、滿意度、易學(xué)性、情緒體驗(yàn)；客觀行為維度：操作績(jī)效、操作錯(cuò)誤率、注釋行為、駕駛行為、觸控行為、認(rèn)知負(fù)荷、情緒狀態(tài)、功能反饋等多指標(biāo)維度，再通過人因智能模型進(jìn)行智能評(píng)估，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，綜合統(tǒng)計(jì)原型設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)結(jié)果，輸出智能可視化報(bào)告。

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