基于多感官通道的人车交互系统探究

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1、基于多感官通道的人车交互系统探究■设计论文基于多感官通道的人车交互系统探究浙江大学张克俊杜稼淳宋雨珂摘要:本文总结了前人检测驾驶情绪的方法，并以此为基础研究了一种基于多感官通道的人车交互系统VISI。文中利用摄像头、眼动仪、传感器等方式记录被试者的驾驶行为，比较其使用系统前后的驾驶行为差异，并基于此进行数据分析,对该系统在降低驾驶错误的有效性上进行评估。关键词：驾驶人车交互情感监测多感官通道中图分类号：U463.6文献标识码:A文章编号:1003-0069(2015)-06-0134-02-硏究目的汽车为人们岀行带来了极大的便利，然而因汽车驾驶而导致的交通安全事故也成为

2、人们生活安全的_大隐患。如何提高汽车驾驶安全性、降低事故发生率已成为亟待解决的问题。传统的信息表达方式以视觉化表达为主”但视觉表达有它的缺点,那就是人们必须时时用双眼搜集来自道路、交通的各种信息，关注车载信息显示屏，这将导致两个问题：一是精神疲劳，不利于安全驾驶；二是不利于人们观察其他信息。因此，信息表达方式的多样化在这里是必要的。除了视觉表达外，听觉、触觉、嗅觉等方式的引入，能使人们更轻松愉快地接收到汽车和道路等各类信息,减少信息以单一方式岀现所导致的厌烦情绪。目前检测司机情绪行为或者疲劳程度的装置大多是接触式外加设备,需要司机进行额外佩戴，使用起来并不方便。能否设计

3、出针对路怒症的车载简易检测装置，并检测它的有效性，也是本课题关注的问题之一。二系统设计经过调硏，我们发现用户在驾驶过程中最主要的需求是〃愉悦驾驶、减少驾驶过程中的烦躁情绪"〃驾驶安全〃〃舒适驾驶，缓解驾驶疲劳〃，以及〃了解路况〃。分析后,我们认为以联觉为基础的人车交互系统可以极大地丰富汽车输出信息的方式，使人与车在一个相对平等的环境中进行交流，提高驾驶过程的安全性。基于此我们设计了VISI人车交互系统。它的硬件部分由信息输入模块、分析处理模块、信息输出模块三部分组成。信息输入模块包括车况检测部分、路况检测部分,以及皮肤电感应部分。路况检测部分用于检测后车身两侧与后方来车

4、的距离。车况检测部分用于检测车辆的驾驶运行状况。皮肤电感应部分用于检测驾驶员的皮肤电信号并传输到相应的终端。分析处理模块在样机上是基于单片机完成的。信息输岀模块总体上分为视觉输出模块、听觉输出模块、触觉输出模块三部分。视觉输出模块由抬头显示屏组成，把对应信息投影于车前玻璃上。听觉输岀模块负责输岀对应信息的语音提示。触觉输出模块通过方向盘两侧振动电机输出对应信息的振动提示。VISI人车交互系统实验样机通过硬件部分输入模拟信号后，程序将输入的信号特隆与预设的阈值相比较，得出是否需要提示驾驶员的结论，并通过单片机产生相应的电流输出来实现各提示功能。通过程序可实现导航、车况检测

5、、附近车辆陕速靠近提示、超速提醒、驾驶情感调节等功能。（图1）三实验硏究眼动实验尽管VISI已经涉及了多通道信息输入，加入了听觉、触觉反馈，但是视觉交互仍是必要的。我们希望让驾驶者在行驶过程中尽可能将注意力集中，并在系统发出警示时尽陕注意到抬头显示屏上的警告信号。为了理想的效果，许多设讹田节值得注意。在颜色搭配方面，低饱和度的调色板、明亮的浅色更易让人联想到简洁、时尚，且更平易近人——塞正是我们想要达成的设计目标，一个温暖的、平易近人的界面设计。过多的颜色可能会让驾驶者面对过多不必要的信息。我们利用颜色来区分不同的信息模块，比如，用橘黄色代表警告式样，白色代表正常状态。

6、用颜色区分模块甚至能帮助用户加强对于界面信息的理解。通过眼动仪及其视觉跟踪技术”我们在本实验中全程实时记录被试验者浏览素材界面（各组实验合不同的自变量）时的视觉轨迹移动情况，了解用户在注视驾驶室空间时感兴趣或注意的空间位置及其注意力的转移过程，以此测试界面中各要素的排版设置是否合理。我们的实验目的有三个：测试有无警示（有警示、无警示）与界面可视性的关系；测试不同颜色（白色、橘色）的HMI与界面可视性的关系；测试不同位置（左侧、中间、右侧）的HMI与界面可视性的关系。实验步骤为：选定界面素材,定义目标被试；设计实验,实验程序部署；实施实验”数据采集；数据分析与解读。在实验

7、中，我们以被试者的注视频率衡量其对某区域的关注程度。对于有无警示的测试显示，被试者在〃有警示〃时对前方区域及HMI区域的注视频率高于〃无警示〃时注视频率。且根据眼动仪记录的视频分析可知,每当〃警示〃信息出现时，被试者视线首先锁走到界面上的警示信息，其次才注意到行驶速度、导航方向等消息。即当警示信息出现时，被试者能更快地注意到HMI区域的变化，并将更多的注意力集中到前方区域上。此外，值得注意的是，在〃有警示〃的情况下，被试者对于车内区域的关注频次明显下降，对HMI的关注频次较〃无警示〃时提升了13.6%。这证明，警示交互界面设计是成功的。对