多模交互式智能座舱

日期:2024-05-14  作者:小天  来源:www.txunda.com  人气:135

        在人机界面中,视觉,听觉,触觉,嗅觉等各有各的功能。人的视觉系统接受到了83%的信息,在驾驶舱内,驾驶员的双眼可以从仪表盘,中控,后视镜, HUD,氛围灯等获得外部环境的信息。
        在智能驾驶舱中,除触控屏、实体按键等触控屏之外,空间手势、人脸识别、位姿识别、眼动跟踪、心电监测、呼吸监测等多种互动与识别方法也逐步被应用到驾驶舱中,这使得多模交互的形式与内容变得更丰富。。
如何理解“安全”、“高效”和“舒适”的多模式交互?
一、多模式互动模式的意义
        在【智能驾驶舱的人机工程与人机互动理论】中,引入情境感知、 SRK模型、多元资源理论和耶德法则,揭示了如何将多模式交互融入到智能驾驶舱的设计中。我们将 SRK模型与耶德法则相结合,分析了新手驾驶员在驾驶过程中,由于其驾驶行为仍然停留在知识层次上,此时,由于新手驾驶员的认知负荷很高,在受到其它因素的影响而造成认知资源超载时,很可能会出现安全事故。
        不过,对于经验丰富的驾驶员而言,这是一门技术,他们不需要花费太多的精力在路上,就能完成很多简单的任务。虽然有经验的驾驶员可以一心多用,但在陌生和危险的环境中,他们还是要集中精神,因为他们对周围的一切都是一知半解。
将情境感知与耶德法则相结合,提出了一种基于情境认知与耶德法则的驾驶行为模型。在车辆进入智能驾驶模式时,驾驶员往往不会将全部的精力都集中在驾驶任务上,在这个时候,驾驶员必须要在非常短暂的时间内,对周围的环境进行感知、预测和决策,并采取相应的措施,这样的话,他的认知负荷就会从很低的状态迅速攀升到很高的甚至是非常高的层次,这就会造成分神或焦虑。

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        从多资源理论的视角出发,良好的行车体验应当是将驾驶员注意的信息以不同的渠道呈现出来,以此减少驾驶员的认知负担。除认知负荷外,前文提到的人脸识别、姿态识别、心电监测、呼吸监测等互动和识别方法,目的在于保证驾驶员的驾驶状态,保证人与车的安全。
方向盘按钮,语音交互,隔空手势,眼球追踪等交互手段,都可以很好地提升驾驶员的工作效率,同时,还可以让司机不用从座位上下来,就能控制整个汽车,从而有效地提高驾驶时的舒适性,而这一切的最终目的,还是为了让司机能够更好地控制车辆。
二、多模式互动体验设计应注意的四个问题
怎样通过多屏互动,声音,氛围灯,触觉等互动,让使用者清楚的了解目前正在发生的事情?这已成为当前学术界与产业界共同关注的热点问题。以下是业界归纳出来的四个在多模式互动设计中应注意的问题。
1、可以采用多路冗余来表示信息,特别是那些具有高优先权、甚至是急迫性的信息。
        我们前期研究发现,"视+听"、"视+振触"预警的反应速度明显快于单一模式预警,这与多模式交互中的冗余增益可以加速信息加工速度。
声音或震动的触感讯号持续时间很短,所以可能会漏掉或忘记讯息,这对于重要讯息来说特别重要。如果驾驶员因为身体或环境的原因,造成了视觉和听觉上的信息接收上的困难,比如在黑暗的环境中,或者是在嘈杂的环境中,多通道的信息传输可以最大限度地解决驾驶员不能收到信息的问题
2、重要资讯应当是最明显的,特别是警示资讯,应当将使用者引向危害来源
        因为行驶中存在着多个位置上的信息,所以在面临突发事件时,应该让驾驶员在恰当的时间内朝着可能出现的危险方向看一眼,,这个时候,以视觉为基础的氛围灯和以声音为基础的警告声音,都可以有效地将使用者导向危险的来源。
3、各模态传递的信息,特别是在模态连接时,都能被理解
在驾驶舱人机界面上,大量的信息由文本和符号来表达,但是如何将这些信息转换为语音,乃至对话,特别是当这些符号不是标准的,或有歧义时,如何更好地理解这些信息,就成为一个难题。所以,在进行图形用户界面信息的设计中,应该考虑哪些等价的语音信息。此外,由于目前大多数触觉反馈设备的分辨率都不高,难以分辨出相似的触觉反馈,因此,本项目提出了一种基于触觉的新方法。
        在资讯输入上,资讯的低效与文化上的不同,也会让使用者感到不舒服。比如,在说话的时候,如果用户说出了一些晦涩难懂的命令,或是需要几秒钟的阅读时间,就会让人很不高兴。同样的动作,在不同的文化背景下会有不同的理解。以美国,英国,中国等国家的“OK”为例,表示“没问题”,而在土耳其,希腊,巴西,德国等国家,“OK”这个动作被认为是非常无礼和无礼的,特别是当它涉及到一个国际性的设计的时候。
三、多模式互动技术今后的发展方向和切入点
        当前,各大汽车厂商都在智能驾驶舱中投入了大量的多模态技术,但是由于准确性不足,还没有被应用到智能座舱中。因此,多模式交互研究的难点,除了涉及到多种计算机技术,还涉及到对人的行为,尤其是人机工程,如何准确地识别人的动作和意图,是一个涉及心理学、人机工程、计算机等多学科交叉的系统工程。在各种技术都还没有成熟之前,多模式交互是怎样提高智能驾驶舱的驾驶感受的,这是一个很长的研究方向。

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