汽车人机交互评价方法

本书聚焦于汽车人机交互的评价方法, 旨在减少驾驶分心, 降低操作负荷, 优化体验设计, 提升用户价值。本书内容分为三个部分。第一部分主要介绍汽车人机交互的发展及其评价的现状与挑战, 指出行业中需要一套全面的、系统的、可量化的汽车人机交互评价方法,并提出了三维正交评价体系。第二部分是对评价指标的全面阐释与深度讨论。其中, 第4 章介绍了7 个一级评价指标的由来。第5 ~ 7 章介绍了3 个理性的评价指标, 分别是有用性、安全性、高效性。第8~11 章介绍了4 个感性的评价指标, 分别是认知、智能、价值、审美。第三部分介绍了该套人机交互评价体系在汽车研发流程中的应用, 包括实际使用方法,以及如何将测试评价与真实的产品研发流程相融合, 实现高效的设计迭代。

龚在研

同济大学车辆工程博士，人车关系实验室负责人，AMMI啄一智能总经理，Hofstede Insights合作顾问，HCI International课程讲师。

马钧

同济大学汽车学院教授、博士生导师，人车关系实验室创始人，同济大学设计创意学院双聘教授、博士生导师、创新设计与创业学科方向负责人，曾担任同济大学汽车学院副院长。

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内容极具借鉴意义

体系经实践检验

我们正在见证汽车产业130多年来前所未有的变革。电动化改变了汽车基本的工作原理，电池和电机成为汽车的技术核心，而内燃机与变速器则光芒不再。智能化改变了汽车价值的判断逻辑，软件和体验支撑起了新一代汽车的价值，而功能与配置的数量只能作为锦上添花。电动化与智能化的浪潮交织在一起，共同推进着汽车产业的变革。

汽车人机交互作为汽车智能化的重要组成部分，站在了这场变革的聚光灯下。汽车人机交互在中国有着肥沃的生长土壤。相关政策的不断出台为汽车智能化的发展奠定了基础，互联网行业的蓬勃发展为智能汽车的开发提供了宝贵经验，手机等智能产品的普及为汽车智能体验培养了用户习惯，新势力汽车品牌的快速壮大催生了敏捷高效的人机交互开发与迭代方法。预计到2025年，中国市场上拥有完整人机交互功能的智能座舱渗透率将超过80%，领先全球。

海上的航船需要灯塔指引方向。中国汽车人机交互发展的灯塔是什么？国外汽车企业不再是我们的灯塔。中国汽车人机交互的体验水平已经超越了大多数的传统国际汽车品牌，中国产品反过来成为国外品牌的学习对象。智能手机不再是我们的灯塔。智能汽车在学习了手机的交互方式和应用生态之后，又要面临减少驾驶分心、适应用车场景、打造沉浸空间等新的挑战，但智能手机并没有应对这些新挑战的经验。所以，能够指引中国汽车人机交互发展的灯塔只有一个，就是方法本身。长期以来，中国汽车产业都处在行业追随者的位置，学习领先者就是高效的研发方法。但在人机交互领域，中国汽车产业已经成为领先者，就必须找到属于自己的产品正向研发方法，摆脱“创意有余、章法不足”的困境。我们需要产品定义方法来推演下一代产品的形态，需要场景研究方法来定位用户体验流程中的痛点，需要交互设计方法来满足用户的审美与价值取向，需要软件开发方法来实现高效的OTA升级迭代，也需要人机交互评价方法来寻找产品中的问题，并提出改进建议。

本书聚焦于汽车人机交互的评价方法，旨在减少驾驶分心，降低操作负荷，优化体验设计，提升用户价值。

本书内容分为三个部分。第一部分是第1～3章，主要介绍汽车人机交互的发展及其评价的现状与挑战，指出行业中需要一套全面的、系统的、可量化的汽车人机交互评价方法，并提出了三维正交评价体系。该结构的评价体系将所有评价条目纳入由交互任务、交互模态、评价指标三个维度所构成的空间矩阵之中，在评价汽车人机交互这一复杂系统时，做到了无遗漏、不重叠、可拓展。

第二部分是第4～11章，是对评价指标的全面阐释与深度讨论。其中，第4章介绍了7个一级评价指标的由来。第5～7章介绍了3个理性的评价指标，分别是有用性、安全性、高效性。每一章都针对一个一级评价指标，介绍相关理论的发展，阐释所包含的二级评价指标，并结合实际车辆的测试经验对人机交互设计中常见的问题展开讨论。第7章的后面还对各类交互任务所应匹配的交互模态给出了详细的建议。第8～11章介绍了4个感性的评价指标，分别是认知、智能、价值、审美。其中，价值与审美是两个非常主观的指标，在以往的研究中很难被纳入标准化的评价流程。本书基于霍夫斯泰德跨文化研究理论将中国用户的普遍价值进行了归纳，基于界面设计中象征手法的研究将汽车人机交互的典型审美取向进行了整理，使这两个主观指标在一定程度上实现了评价的标准化。

第三部分是第12章，介绍了该套人机交互评价体系在汽车研发流程中的应用，包括实际使用方法，以及如何将测试评价与真实的产品研发流程相融合，实现高效的设计迭代。

人车关系实验室（HVR Lab）团队长期专注于汽车人机交互的评价方法研究。2009年，团队开始了针对座舱内功能的用户访谈研究。2014年，团队与PSA集团共同利用可自定义的模拟驾驶座舱进行可用性测试（usability test），探索汽车人机交互的未来趋势。那时，人机交互在中国的汽车行业中尚不被重视，大多数汽车企业没有专门负责人机交互的部门，可用性测试的概念在行业内也鲜有人知。来自PSA法国的人机交互研究与测试方法让我们受益良多。2018年，团队开发出了面向量产车型人机交互的评价体系与测试方法，与斑马智行合作对市场上十余款优秀的产品进行了全面测评，并公开发布了测试结果。同年，上海啄一智能科技有限公司（AMMI）成立，全面推进智能座舱研究与人机交互评价的产业化。这套评价体系经过近5年的持续发展，变得更加全面、更加完善，成为本书所介绍的汽车人机交互评价方法。

在这套评价方法的开发过程中，一些来自汽车产业的合作伙伴给了我们许多建议，帮助我们把这套方法打磨得日渐成熟，包括保时捷中国、PSA集团、斑马智行、上汽大众、大众汽车中国、宝马中国、长城汽车等。此外，一些海外专家在非汽车领域的跨文化研究成果也为这套方法的形成提供了重要启示，特别是美国的Aaron Marcus教授和葡萄牙的Paulo Finuras教授。在此一并表示感谢。

啄一智能（AMMI）与人车关系实验室（HVR Lab）的许多同事都参与了这套评价方法的研究，并对本书的撰写做出了贡献。其中，刘大川、陆金、王小斌、胡芬等深度参与了评价体系的构建。陆金参与了第8章、第11章内容的整理与校对。

目前，中国汽车智能座舱与人机交互产业正在蓬勃发展之中，汽车企业、行业协会、学术组织、测评机构都将目光聚焦于此。啄一智能（AMMI）与人车关系实验室（HVR Lab）作为该领域研究团队之一，正在不断推进这套评价体系在产业中的应用。目前，基于此评价体系的中国汽研（CAERI）“智能座舱交互体验”测试认证已经开始执行。基于此评价体系的中国汽车工业协会《汽车智能座舱交互体验测试评价规程》已经制定完成，即将发布。未来，团队也将在研究领域进一步探索，为机械工业出版社“汽车智能座舱开发书系”贡献更多有价值的书籍。希望这些评价方法与实践经验能够帮助中国汽车人机交互朝着更加有序、创新、可持续的方向发展。

龚在研，马钧2022年12月，于上海

特别提示：本书附带同济大学人车关系实验室负责人龚在研博士三次在线课程，分别是“汽车人机交互评价体系概况”“汽车人机交互安全性的评价”“汽车人机交互文化与价值的评价”，总长约150分钟。

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前言

第1章人机交互是汽车发展的重要方向1

1.1人机交互与汽车人机交互1

1.1.1什么是人机交互1

1.1.2什么是汽车人机交互1

1.2汽车人机交互的发展过程3

1.2.1发展历史3

1.2.2主流产品形态5

1.2.3未来发展趋势7

1.3我国汽车人机交互的发展动力7

1.3.1政策支持7

1.3.2我国车企赶超的机遇8

1.3.3用户对体验的需求9

第2章汽车人机交互测试评价概况10

2.1汽车人机交互评价的发展10

2.1.1汽车人因工程10

2.1.2可用性评价12

2.2汽车人机交互测试方法13

2.2.1驾驶次任务测试13

2.2.2实车驾驶模拟台架17

2.2.3眼动仪18

第3章汽车人机交互评价体系的结构21

3.1汽车人机交互评价的挑战21

3.2三维正交评价体系的结构23

3.2.1交互任务23

3.2.2交互模态26

3.2.3评价指标28

3.2.4评价条目29

3.3三维正交评价体系的优势30

第4章汽车人机交互评价指标的产生33

4.1汽车人机交互的设计目标33

4.1.1功能性33

4.1.2可用性35

4.1.3可想象性38

4.2评价指标体系42

4.2.1理性指标43

4.2.2感性指标45

4.3评价指标的关联与定位47

4.3.1理性指标与感性指标47

4.3.2主观性较强的指标47

4.3.3指标之间的相互制约48

第5章有用性50

5.1发展与形成50

5.2评价指标51

5.2.1功能支持51

5.2.2任务成功率56

5.2.3可触及性57

5.2.4稳定性59

5.2.5模态增强61

5.3评测结果总结与设计建议62

5.3.1产品定位与设计策略62

5.3.2触屏的局限性64

5.3.3按键的发展66

第6章安全性68

6.1发展与形成68

6.1.1驾驶安全与驾驶次任务68

6.1.2驾驶分心的类别及影响69

6.2评价指标70

6.2.1驾驶保持70

6.2.2突发事件响应73

6.2.3视线偏移74

6.2.4功能限制76

6.3评测结果总结与设计建议76

6.3.1中控屏触摸77

6.3.2按键80

6.3.3语音控制82

第7章高效性84

7.1发展与形成84

7.2评价指标85

7.2.1任务时间85

7.2.2操作复杂度86

7.3评测结果总结与设计建议91

7.3.1典型交互模态的对比91

7.3.2高效性与安全性的关系93

7.3.3交互模态的选择建议94

第8章认知96

8.1发展与形成96

8.2评价指标99

8.2.1逻辑结构99

8.2.2元素可见性102

8.2.3元素可理解性104

8.2.4元素可记忆性110

8.2.5系统反馈112

8.3评测结果总结与设计建议114

8.3.1交互层级结构的趋势114

8.3.2元素尺寸与美观性116

8.3.3易学性是否重要117

第9章智能119

9.1发展趋势119

9.1.1智能的定义119

9.1.2汽车座舱是智能化的佳载体120

9.2评价指标123

9.2.1理解力123

9.2.2功能智能124

9.2.3场景智能127

第10章价值133

10.1文化与价值133

10.1.1文化对汽车体验设计的影响133

10.1.2价值观是文化的核心135

10.1.3霍夫斯泰德6D文化模型136

10.2智能汽车用户的典型价值139

10.2.1陪伴140

10.2.2荣耀144

10.2.3惊喜146

10.2.4安心可靠148

10.3文化研究对汽车国际化战略的意义151

第11章审美153

11.1发展与形成153

11.1.1界面设计中的审美153

11.1.2审美的评价155

11.2主要审美风格157

11.2.1豪华感157

11.2.2简约160

11.2.3科技感161

11.2.4温度164

第12章评价体系在研发流程中的应用167

12.1三维正交评价体系的使用167

12.1.1评价条目分布建议167

12.1.2多种交互模态得分的处理方法169

12.1.3评价体系的局限性170

12.2伴随研发全流程的测试评价171

12.2.1概念定义阶段172

12.2.2交互设计/界面设计阶段174

12.2.3样件/原型车验证阶段176

12.2.4量产车对标阶段176

12.3如何避免“假装”数字化177

12.4汽车体验评价的未来拓展方向178

附录关键词语中英文对照表180

参考文献183