智慧駕駛應(yīng)用場(chǎng)景下的新能源汽車導(dǎo)航交互設(shè)計(jì)策略

摘要：采用用戶調(diào)研和文獻(xiàn)研究方法，對(duì)新能源汽車導(dǎo)航交互的特點(diǎn)進(jìn)行分析闡釋。通過分析交互過程，構(gòu)建導(dǎo)航多通道交互模型，并針對(duì)智慧駕駛應(yīng)用場(chǎng)景下新能源汽車導(dǎo)航多通道交互的駕駛?cè)蝿?wù)特點(diǎn)，對(duì)資源與通道競(jìng)爭(zhēng)情況進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)一步探討新能源汽車導(dǎo)航交互通道的特點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)踐，驗(yàn)證該理論可行。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；汽車導(dǎo)航；多通道交互；駕駛?cè)蝿?wù)

0 前言

新能源汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是一種專門為電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車設(shè)計(jì)的導(dǎo)航系統(tǒng)，它可以為駕駛員提供更加準(zhǔn)確、全面和便捷的導(dǎo)航服務(wù)。與傳統(tǒng)燃油車的導(dǎo)航系統(tǒng)不同，新能源汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)需要考慮其特殊性質(zhì)，并結(jié)合動(dòng)力電池電量、充電站位置等因素，幫助駕駛員規(guī)劃最優(yōu)路線，并且在行駛過程中預(yù)測(cè)剩余續(xù)航里程，提醒駕駛員是否需要到充電站進(jìn)行充電。新能源汽車導(dǎo)航交互是指駕駛員與導(dǎo)航系統(tǒng)之間的信息交互過程。在使用新能源汽車導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，駕駛員需要通過觸摸屏或者語(yǔ)音識(shí)別等人機(jī)界面方式向?qū)Ш较到y(tǒng)輸入行駛目的地等信息，并且在行車過程中根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的行駛路線和充電站位置等信息做出決策，因此該過程還涉及到駕駛安全性。

1 多通道交互的新能源汽車導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

隨著新能源汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，人們對(duì)其功能和性能的要求也越來(lái)越高。設(shè)計(jì)新能源汽車多通道交互平臺(tái)［1-5］時(shí)需要考慮4 個(gè)方面的因素。① 整合性：要將各個(gè)系統(tǒng)的功能整合到1 個(gè)統(tǒng)一的用戶界面中，便于用戶操作和使用，避免用戶在操作時(shí)需要頻繁切換不同的界面，從而提高操作效率和用戶體驗(yàn)。② 協(xié)作性：要確保各個(gè)系統(tǒng)之間可以相互協(xié)作并實(shí)現(xiàn)信息共享，以提高整體效率和用戶體驗(yàn)。例如，在車輛行駛過程中，動(dòng)力電池的性能對(duì)于車輛行駛的操控性有著重要的影響，因此需要將動(dòng)力電池管理系統(tǒng)與車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作，保證車輛行駛的安全性和穩(wěn)定性。③ 安全性：應(yīng)該避免采用過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)策略，避免分散駕駛員的注意力，從而影響行車安全。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮駕駛員在行駛中需要集中精力觀察路況和周圍環(huán)境，因此應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化界面設(shè)計(jì)和操作流程，增加語(yǔ)音識(shí)別等智能交互方式。④ 可擴(kuò)展性：要考慮到未來(lái)可能出現(xiàn)的新功能和新系統(tǒng)，預(yù)留足夠的接口和擴(kuò)展空間，為車主提供更多選擇，讓汽車具備更強(qiáng)的適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力。

2 多通道交互設(shè)計(jì)

2. 1 新能源汽車駕駛?cè)蝿?wù)下的行為認(rèn)知

據(jù)文獻(xiàn)［6-9］研究，新能源汽車導(dǎo)航情境下的駕駛?cè)蝿?wù)是指在使用新能源汽車時(shí)，根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的路線規(guī)劃和實(shí)時(shí)交通信息等信息，完成從起點(diǎn)到終點(diǎn)的行駛?cè)蝿?wù)。這個(gè)任務(wù)包括在道路上行駛、遵守交通規(guī)則、避免碰撞等基本要求，同時(shí)還需要考慮動(dòng)力電池使用壽命、充電站位置等實(shí)際因素。駕駛?cè)蝿?wù)可以分為技術(shù)型任務(wù)、控制型任務(wù)和策略型任務(wù)3 種類型。其中：技術(shù)型任務(wù)是指駕駛員針對(duì)道路狀況進(jìn)行觀察和反應(yīng)，如交通信號(hào)等，這屬于基于規(guī)則的行為；控制型任務(wù)是指駕駛員需要通過操作車輛的各種控制器（如方向盤、剎車等）來(lái)完成各項(xiàng)行為，這屬于基于技能的行為；策略型任務(wù)則需要進(jìn)行復(fù)雜信息加工和決策，例如行程規(guī)劃等，這屬于基于認(rèn)知行為。當(dāng)駕駛?cè)蝿?wù)非常復(fù)雜，新能源汽車導(dǎo)航系統(tǒng)需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行認(rèn)知處理，并且需要時(shí)刻保持對(duì)汽車狀態(tài)和道路環(huán)境的意識(shí)。此外，由于一些資源（如動(dòng)力電池電量、充電樁等）在實(shí)際行駛過程中存在競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象［10］，因此在完成這些與安全相關(guān)聯(lián)的高度復(fù)雜的駕駛?cè)蝿?wù)時(shí)，需要持續(xù)分配注意力資源，以提高資源利用效率和通道效率。

2. 2 多通道交互對(duì)資源競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)化措施

由于新能源汽車導(dǎo)航系統(tǒng)需要不斷地獲取、處理和傳輸大量數(shù)據(jù)，因此資源競(jìng)爭(zhēng)問題也日益凸顯。首先，多通道交互技術(shù)可以將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)通道上進(jìn)行傳輸，并且可以在不同通道之間進(jìn)行切換。這樣可以有效降低單一通道的壓力，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)擁堵和延遲等問題。例如，在導(dǎo)航過程中，可以將地圖數(shù)據(jù)、語(yǔ)音指令和音頻信息等分別傳輸?shù)讲煌耐ǖ郎线M(jìn)行處理，并根據(jù)實(shí)時(shí)情況動(dòng)態(tài)調(diào)整各個(gè)通道之間的占比。其次，多通道交互技術(shù)可以通過智能化管理來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化資源競(jìng)爭(zhēng)問題。例如，在導(dǎo)航過程中可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)用戶行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)用戶可能需要使用的功能和服務(wù)來(lái)提前預(yù)處理相關(guān)數(shù)據(jù)。最后，多通道交互技術(shù)還可以通過增加硬件設(shè)備和優(yōu)化軟件算法來(lái)進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。例如，在新能源汽車中可以增加更多的處理器和存儲(chǔ)器等硬件設(shè)備，以支持更高效、更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸和處理；同時(shí)，還可以通過優(yōu)化算法和提高代碼質(zhì)量等方式來(lái)減少資源競(jìng)爭(zhēng)問題的發(fā)生。

3 多通道設(shè)計(jì)策略

3. 1 視覺交互設(shè)計(jì)

隨著新能源汽車的普及，駕駛員對(duì)于導(dǎo)航系統(tǒng)的需求也越來(lái)越高。在導(dǎo)航系統(tǒng)中，視覺交互是非常重要的一部分，因?yàn)樗苯佑绊懙接脩趔w驗(yàn)和行車安全。在多通道視覺交互設(shè)計(jì)過程中，需要考慮不同用戶的需求和習(xí)慣。首先，根據(jù)用戶使用情況進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)有些用戶喜歡語(yǔ)音交互方式，而有些用戶傾向于手勢(shì)控制或者觸摸屏幕方式等情況，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提供多種不同的交互方式。其次，注意信息的呈現(xiàn)方式。為了避免信息過載和混亂，應(yīng)該將相關(guān)信息分類并分配到不同的界面或者模塊中展示，通過醒目的提示和標(biāo)識(shí)來(lái)引導(dǎo)用戶查看所需信息。最后，考慮安全性問題。例如，駕駛員駕駛車輛時(shí)，需要始終保持注意力集中，因此在多通道視覺交互設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過設(shè)置語(yǔ)音提示或者屏幕倒計(jì)時(shí)等安全提示和措施來(lái)提醒駕駛員及時(shí)做出決策。

3. 2 觸覺交互設(shè)計(jì)

隨著新能源汽車的發(fā)展，觸覺交互已經(jīng)成為一種新興的交互方式。在多通道觸覺交互設(shè)計(jì)中，需要考慮用戶手部姿勢(shì)和力度等因素。例如，用戶在駕駛車輛時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)單手操作、抬起手臂或者握緊拳頭等情況，因此應(yīng)該針對(duì)用戶不同的手勢(shì)提供相應(yīng)的反饋方式，實(shí)現(xiàn)更加自然、直觀的用戶體驗(yàn)。同時(shí)，還需要注意反饋方式的多樣性，可以通過震動(dòng)、聲音、光線等方式進(jìn)行反饋，并根據(jù)不同的場(chǎng)景和需求進(jìn)行切換。最重要的是在多通道觸覺交互設(shè)計(jì)中，還需要考慮安全性因素。例如，需要合理設(shè)置觸控屏幕的大小和位置，避免過多的影響用戶注意力，在高速行駛時(shí)可以通過設(shè)置震動(dòng)或者聲音提示等方式來(lái)提醒駕駛員行車安全。

3. 3 聽覺交互設(shè)計(jì)

在多通道聽覺交互設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮聲音類型和音量等因素。由于在駕駛時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)高速行駛、背景噪聲等情況，針對(duì)不同的場(chǎng)景應(yīng)提供相應(yīng)的聲音類型和音量大小。在多通道聽覺交互設(shè)計(jì)中需要注意反饋方式的多樣性。例如，可以通過語(yǔ)音提示、警報(bào)聲、提示音等方式進(jìn)行反饋，并且根據(jù)不同的場(chǎng)景和需求進(jìn)行切換。同時(shí)，在多通道聽覺交互設(shè)計(jì)中還需要考慮安全性問題。

3. 4 體感交互設(shè)計(jì)

在多通道體感交互設(shè)計(jì)方面，通過不同的觸控、手勢(shì)、姿態(tài)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)更加智能、便捷的用戶體驗(yàn)。首先，考慮使用場(chǎng)景和功能需求。用戶在駕駛車輛時(shí)，可能需要通過手勢(shì)控制音樂播放、導(dǎo)航等功能，因此需要提供相應(yīng)的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)和操作界面。其次，注意反饋方式的多樣性，可以通過震動(dòng)、光線變化等方式進(jìn)行反饋，并且根據(jù)不同的場(chǎng)景和需求進(jìn)行切換。多通道體感交互設(shè)計(jì)是新能源汽車中非常重要的一環(huán)，通過合理的設(shè)計(jì)方案和技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)更加智能、便捷的用戶體驗(yàn)。

3. 5 情感交互設(shè)計(jì)

新能源汽車多通道情感交互設(shè)計(jì)是指通過多種方式，如聲音、圖像、觸覺等來(lái)傳遞情感信息，并與用戶進(jìn)行交互。在設(shè)計(jì)方面，需要充分考慮人機(jī)情感交互的特點(diǎn)和需求，提升用戶體驗(yàn)。在情感交互設(shè)計(jì)中，需要注重界面的友好性和直觀性。例如，在駕駛模式下，可以通過顯示器或者語(yǔ)音提示來(lái)傳遞車輛狀態(tài)、路況等信息，并提供相應(yīng)的操作提示。同時(shí)，在情感交互設(shè)計(jì)中，需要注重個(gè)性化和定制化。新能源人車多通道交互設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。由于不同用戶對(duì)于界面風(fēng)格、語(yǔ)音提示等有不同的喜好和需求，因此可以根據(jù)用戶習(xí)慣進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。在情感交互設(shè)計(jì)中尤為需要注重人機(jī)情感溝通的效果。例如，在智能語(yǔ)音助手設(shè)計(jì)中可以加入自然語(yǔ)言處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更加流暢自然的對(duì)話效果，并且根據(jù)用戶表達(dá)的情緒變化調(diào)整回答方式。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)智慧駕駛應(yīng)用場(chǎng)景下的新能源汽車導(dǎo)航交互策略設(shè)計(jì)了明確的通道種類和次序關(guān)系，并建立了相應(yīng)的通道架構(gòu)。在行車前階段，用戶可以根據(jù)偏好選擇使用觸屏或語(yǔ)音等方式來(lái)完成操作；在行車過程中，則可開啟體感功能，采用語(yǔ)音作為主要交互方式，并輔以其他通道進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，在新能源汽車啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)開啟語(yǔ)音即時(shí)待命狀態(tài)，并采用音標(biāo)加語(yǔ)句的形式幫助用戶收聽提示。轉(zhuǎn)向指示信息則會(huì)依時(shí)間順序顯示，以減少用戶觀察視覺信息的次數(shù)。綜上所述，該設(shè)計(jì)方案可以有效地改善用戶駕駛體驗(yàn)并提高交互效率。

參考文獻(xiàn)

［ 1 ］ 何珂言，郁淑聰，孟健. 智能網(wǎng)聯(lián)時(shí)代的汽車

交互設(shè)計(jì)[J]. 汽車與配件，2019（15）：78-79.

［ 2 ］ 張茫茫. 面對(duì)未來(lái)的汽車情感化交互體驗(yàn)研

究[J]. 包裝工程，2019，40（2）：11-16.

［ 3 ］ 吳勘，胡鑫苑，門龍龍. 無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車人

機(jī)交互界面設(shè)計(jì)探索[J]. 湖南包裝， 2021，

36（3）：100-104.

［ 4 ］ 張超，趙江洪. 汽車導(dǎo)航多通道交互設(shè)計(jì)[J].

包裝工程，2015，36（22）：67-70.

［ 5 ］ 譚浩，趙丹華，趙江洪. 面向復(fù)雜交互情境的

汽車人機(jī)界面設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程，2012，

33（18）：26-30.

［ 6 ］ 王文軍，李清坤，曾超，等. 自動(dòng)駕駛接管績(jī)效

的影響因素、模型與評(píng)價(jià)方法綜述[J]. 中國(guó)

公路學(xué)報(bào)，2023，36（9）：202-224.

［ 7 ］ 羅為明，應(yīng)朝陽(yáng)，孫巍，等. 輔助駕駛汽車安全

技術(shù)檢驗(yàn)需求研究[J]. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2023（21）：

219-223.

［ 8 ］ 陶達(dá)，黃玉勇，吳玉卓，等. 長(zhǎng)時(shí)駕駛?cè)蝿?wù)中腦

力負(fù)荷多維特征變化趨勢(shì)研究[J]. 中國(guó)公路

學(xué)報(bào)，2023（11）：456-464.

［ 9 ］ 李鵬洲，高振剛，蒲德全. 智能汽車發(fā)展背景

下的人機(jī)協(xié)同控制研究現(xiàn)狀分析[J]. 汽車文

摘，2023（6）：9-23.

［10］ TESSNER M. 在汽車供應(yīng)行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)人才

資源競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)[J]. 時(shí)代汽車，2014（1）：46.