摘要:研究基于在線更新(OTA)技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)技術(shù),旨在探討如何通過OTA技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景的測(cè)評(píng)。首先,對(duì)OTA技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)研,分析了OTA技術(shù)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互的影響。然后,針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景的具體要求,提出了一套全面的測(cè)評(píng)指標(biāo)體系,包括用戶體驗(yàn)、功能完善性、安全性等方面。最后,仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了基于OTA技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)技術(shù)的有效性和可行性。研究結(jié)果表明,通過OTA技術(shù)的應(yīng)用,智能網(wǎng)聯(lián)汽車的人機(jī)交互場(chǎng)景可以得到進(jìn)一步優(yōu)化。
關(guān)鍵詞:智能網(wǎng)聯(lián);汽車;人機(jī)交互場(chǎng)景;測(cè)評(píng)技術(shù)
0前言
隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,人機(jī)交互場(chǎng)景在汽車領(lǐng)域中的重要性逐漸凸顯出來。駕駛者與車輛之間的信息交流和互動(dòng),直接關(guān)系到駕駛者的駕駛體驗(yàn)和安全性。然而,目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景存在一些問題,如操作界面設(shè)計(jì)不合理、語音識(shí)別準(zhǔn)確度不高等,導(dǎo)致駕駛者可能面臨誤操作、信息不完整等困擾。為了解決這些問題,本研究旨在利用在線更新(OTA)技術(shù)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)評(píng)和優(yōu)化。OTA技術(shù)作為一種遠(yuǎn)程升級(jí)和更新車載軟件的方法,可以為汽車制造商提供更加便捷的管理和維護(hù)方式,從而及時(shí)修復(fù)問題和改善用戶體驗(yàn)。通過引入OTA技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新和功能優(yōu)化,使駕駛者能夠更加輕松自如地操作車輛,并提升駕駛安全性。
1概述
OTA技術(shù)是一種通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)和更新車載軟件的技術(shù)手段。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展,OTA技術(shù)在汽車領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過OTA技術(shù),汽車制造商可以遠(yuǎn)程對(duì)車輛軟件進(jìn)行更新和功能優(yōu)化,為用戶提供更加便利和高效的車載軟件管理方式。
OTA技術(shù)的核心特點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)在不需要物理連接的情況下對(duì)車輛內(nèi)部軟件的更新,這為汽車制造商和用戶帶來了許多好處。首先,OTA技術(shù)可以及時(shí)修復(fù)軟件中的錯(cuò)誤(bug)和漏洞,提供更加穩(wěn)定和安全的車載軟件運(yùn)行環(huán)境。其次,OTA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)新功能的快速更新,使用戶能夠享受到車載軟件功能不斷升級(jí)的便利。此外,OTA技術(shù)還可以減少用戶前往維修中心的次數(shù),節(jié)省時(shí)間和成本。
2人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)系統(tǒng)總體方案
2.1系統(tǒng)需求分析
本文所設(shè)計(jì)研發(fā)的人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)系統(tǒng),目標(biāo)可適用于線下車展、汽車銷售4S店、汽車發(fā)布會(huì)、銀行和線上網(wǎng)站等多個(gè)領(lǐng)域。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種較為新興的計(jì)算機(jī)技術(shù),部分人群對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的上手難度較高,要充分考慮到不同受眾群體的適用性,系統(tǒng)應(yīng)滿足的主要需求如圖1所示。
人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)系統(tǒng)的需求主要可以分為UI設(shè)計(jì)、場(chǎng)景搭建、燈光渲染等非功能性需求和虛擬漫游、人機(jī)交互、系統(tǒng)更新等功能性需求。在非功能性需求方面,重點(diǎn)要突出設(shè)計(jì)的沉浸感、科技感和可操作性。UI交互界面應(yīng)當(dāng)清晰易懂,方便操作,確保體驗(yàn)者可以通過用戶界面的引領(lǐng)完成相關(guān)的交互操作,用戶界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格應(yīng)與系統(tǒng)整體風(fēng)格一致。另外,由于系統(tǒng)中使用了大量的三維模型,在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)是要特別注重運(yùn)行內(nèi)存的管理,避免系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)加載時(shí)間過長(zhǎng)、操作卡頓等一系列問題。
在系統(tǒng)功能需求方面,如圖2所示,首先要實(shí)現(xiàn)在場(chǎng)景中自由移動(dòng),由于本系統(tǒng)默認(rèn)使用虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和手柄進(jìn)行交互操作,移動(dòng)方式則是通過手柄搖桿實(shí)現(xiàn)空間跳躍,應(yīng)當(dāng)注意的是要在場(chǎng)館中預(yù)先設(shè)置可導(dǎo)航區(qū)域,避開汽車、展臺(tái)、墻體等阻擋物體;用戶進(jìn)入場(chǎng)景后首先通過UI界面指引用戶選擇體驗(yàn)方式,體驗(yàn)方式分為自由體驗(yàn)和流程體驗(yàn)兩種,自由體驗(yàn)需要用戶全程手動(dòng)完成交互操作;流程體驗(yàn)則只需帶上頭盔,系統(tǒng)中所以交互體驗(yàn)會(huì)根據(jù)時(shí)間軸順序自動(dòng)觸發(fā)。
綜上所述,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足以下幾點(diǎn)具體要求:(1)首先要滿足虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最基本的31特性,即沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination),使體驗(yàn)者在虛擬空間中獲得身歷其境的感受。(2)線下車展雖然具有種種限制性,但是其效果和體驗(yàn)是有目共睹的,本系統(tǒng)要在真實(shí)還原線下車展場(chǎng)景和功能的基礎(chǔ)上,增添設(shè)計(jì)更換車漆、更換輪轂等交互功能。(3)設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí),要充分考慮系統(tǒng)對(duì)于電腦配置的要求,減少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不必要的運(yùn)算和渲染,保證系統(tǒng)能夠在常見配置的電腦上流暢運(yùn)行。
2.2系統(tǒng)底層架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的底層架構(gòu)根據(jù)UE4的Cameplay框架所使用的MVC架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),此架構(gòu)包含三個(gè)核心部分即數(shù)據(jù)模型(Model)、視圖(View)和控制器(Controller),在本系統(tǒng)中分別表現(xiàn)為Player State、Pawn、Player Controller。
一個(gè)游戲由游戲模式(Game Mode)和游戲狀態(tài)(Game State)組成;玩家在游戲里的化身是Pawn,玩家通過Player Conroller控制著游戲中的化身,每個(gè)Player Conroluler都有一個(gè)PlayerCamera Manager,它代表了玩家的視角,玩家通過它觀察世界,HUD顯示用戶界面,通過交互設(shè)備輸入指令,Player Stale記錄了玩家的數(shù)據(jù),游戲里的非玩家角色則由AI Conroller去控制,用于與玩家進(jìn)行互動(dòng)。在UE4中,基礎(chǔ)構(gòu)建塊被稱為U Object,它與UClass結(jié)合提供了虛幻引擎最重要的基礎(chǔ)服務(wù),如屬性序列化、垃圾回收、可配置屬性數(shù)值等。A Actor派生白UObject,A Actor是UE4里最基礎(chǔ)的場(chǎng)景元素,所有可放入關(guān)卡的對(duì)象均延展自此類。
2.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
從上文系統(tǒng)開發(fā)流程框圖中可以看出,人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)系統(tǒng)功能分為交互功能和更新功能兩大部分,從另一方而說更新操作也是一種人與系統(tǒng)的交互,因此本系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)從交互功能來展開。
(1)首先在建模過程中,注重模型的優(yōu)化處理,對(duì)于汽車模型中需要重點(diǎn)展示的區(qū)域進(jìn)行細(xì)化。對(duì)汽車中控內(nèi)飾等貼圖密集區(qū)域進(jìn)行UV展開,再利用PhotoShop軟件制作UV貼圖;對(duì)需要單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域添加骨骼和轉(zhuǎn)動(dòng)軸;對(duì)于需要更換顏色的區(qū)域設(shè)置統(tǒng)一的材質(zhì)ID,方便后期添加相應(yīng)功能;對(duì)于不需要精細(xì)化展示的模型進(jìn)行縮減面數(shù)處理,減少系統(tǒng)運(yùn)算量和內(nèi)存消耗。
(2)其次是系統(tǒng)基礎(chǔ)環(huán)境的搭建,在模型和貼圖都制作完成后,將其導(dǎo)入到UE4進(jìn)行搭建,設(shè)置相關(guān)屬性,添加碰撞包圍盒、光照反射和光線追蹤等物理效果,利用UE4強(qiáng)大的材質(zhì)系統(tǒng)制作玻璃、車漆、皮革等基礎(chǔ)材質(zhì);場(chǎng)景搭建完成后,設(shè)置可導(dǎo)航區(qū)域,接入虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備進(jìn)行場(chǎng)景漫游測(cè)試,測(cè)試通過后,著手設(shè)計(jì)交互UI界面。
3人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)系統(tǒng)交互功能實(shí)現(xiàn)
3.1系統(tǒng)模型的制作與優(yōu)化
本文所使用的模型是在虛幻商城和網(wǎng)絡(luò)卜購買的模型資源,在3Ds Max中進(jìn)行拆解、組合和優(yōu)化處理,最終建造出系統(tǒng)所需要的模型效果。場(chǎng)館模型和汽車模型的制作是系統(tǒng)的基礎(chǔ)和重要組成部分。模型的質(zhì)量和場(chǎng)館燈光色彩渲染共同決定了虛擬場(chǎng)景是否具有較高的逼真度和沉浸感,與最終體驗(yàn)效果密切相關(guān)。本系統(tǒng)中重點(diǎn)展示對(duì)象是汽車,因此對(duì)于場(chǎng)館模型,在考慮到系統(tǒng)性能的情況下,要對(duì)其進(jìn)行減面處理,在不影響模型真實(shí)度的基礎(chǔ)上,減少面數(shù)和分段數(shù),刪除模型相交處隱形的面,避免場(chǎng)館模型過于復(fù)雜影響系統(tǒng)的運(yùn)行速度。對(duì)于汽車模型,需d103T9u2H6q65Mj4fQIF1Q==要進(jìn)一步細(xì)化,保證汽車表而光滑為方便后期功能開發(fā),汽車模型需要進(jìn)行拆解成車身、車門、車輪三部分。
3.2用戶界面設(shè)計(jì)
交互界面的設(shè)計(jì)在保證界面清晰易懂的前提下,要同時(shí)考慮的沉浸感、科技感和可操作性,確保UI界面與整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)格匹配。本文通過PhotoShop設(shè)計(jì)貼圖,導(dǎo)入到UE4中,利用Widght工具設(shè)計(jì)用戶界面,添加對(duì)應(yīng)的文字說明和點(diǎn)擊事件。系統(tǒng)的體驗(yàn)方式分為流程體驗(yàn)和自由體驗(yàn)兩種模式,需要使用的用戶界面包括模式選擇界面、檢查更新界面、功能選擇界面、顏色選擇界面、輪轂選擇界面、貸款試界算面。
4系統(tǒng)測(cè)試
系統(tǒng)功能開發(fā)完成之后邀請(qǐng)?bào)w驗(yàn)者對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行流暢度和各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行測(cè)試,主要包括場(chǎng)景內(nèi)物理碰撞是否真實(shí),場(chǎng)景自動(dòng)尋路技術(shù)規(guī)劃是否合理,場(chǎng)景內(nèi)音頻和視頻播放效果是否正常,動(dòng)畫效果是否符合實(shí)際,人車交互和熱更新功能是否可以正常運(yùn)行。同時(shí),還要注意監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的幀率是否可以穩(wěn)定保持在60幀以上。經(jīng)過測(cè)試,根據(jù)體驗(yàn)者反饋意見和使用感受,系統(tǒng)基本滿足各項(xiàng)要求。
5結(jié)語
基于OTA的智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)交互場(chǎng)景測(cè)評(píng)技術(shù)為汽車行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),對(duì)提升駕駛體驗(yàn)和安全性具有重要意義。未來將進(jìn)一步完善該技術(shù),并探索更多創(chuàng)新方法,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
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