智能車載系統的音樂服務研究范文

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《天津音樂學院學報》2014年第四期

1復雜的人車信息的智能車載系統

智能車載系統是指面向未來的智能輔助駕駛系統及信息娛樂系統，旨在變革人與車、車與車之間交流方式的服務系統。物聯網的發展以及物聯網應用下的車聯網概念的提出為智能車載系統提供了基礎。從系統交互角度，車聯網主要包括有車與車通信系統、車與人通信系統、車與路通信系統、車與綜合信息平臺通信系統、路與綜合信息平臺通信系統[8]。車聯網信息架構見圖2，其意義是促進各類信息的交換，但對于駕駛環境中人面臨的復雜信息的處理，需要結合服務設計理念尋求更系統的解決方式。建立智能車載系統所需的服務生態主要包括以下幾個方面：完善智能車載系統所需服務的服務生態及利益相關者、建立大數據基礎、建立可連接的服務網絡。完整的服務生態由駕駛者、汽車、云平臺（服務終端及計算平臺）、汽車生產商、各類傳感器、服務內容提供者、相關設備、技術支持等角色組成。大數據基礎主要是指建立駕駛者狀態信息及駕駛行為數據和汽車實時數據（位置數據、汽車狀態數據等）。可連接的服務網絡是指建立基于車聯網的服務。基于服務系統的智能車載系統能為駕駛者提供更具情境性的駕駛輔助信息服務，更豐富的娛樂功能，進一步促進駕駛者在汽車駕駛中的社會交流及分享服務。信息服務系統架構見圖3。

2智能車載系統的音樂服務

在車內，駕駛者通常將電臺廣播作為常規的娛樂信息系統，相比MP3等播放器，對于電臺用戶只需關心如何設定頻道列表及常用收聽頻道。操作上，駕駛者只需打開電臺，然后開始收聽，但傳統娛樂信息系統中電臺的局限性在于電臺頻道的有限性，以至于用戶只有很少的選擇。而在音樂服務中，用戶除了對音樂的內容上需要更多的選擇，在操作上也需要更多的直接交互行為，如選擇音樂人、音樂風格、唱片等。這些選擇在駕駛情境中給用戶造成了更多的認知和操作負擔，進而有可能影響其第一駕駛任務。解決上述問題，一方面，音樂服務在內容上可定義成類似電臺收聽的模式，即為用戶提供一個不間斷的播放列表。基于云服務為用戶提供模糊搜索以支持用戶的歌曲篩選，篩選維度可包括音樂風格、年代、流行熱度、情緒及個人資源庫等。模糊搜索方式可為用戶提供比傳統電臺廣播更多的播放列表選擇，同時，由于避免了歌曲選擇過程及手動媒體設置，它會產生更少的操作及認知負擔。另一方面，基于可連接的設備，用戶可以將移動設備、互聯網平臺的音樂服務整合到車載系統的音樂服務中，基于用戶在這些設備中的音樂收聽習慣及喜好，減少用戶在車載環境中的音樂選擇及設置過程，因此，在智能車載系統的信息服務系統架構的基礎上，音樂服務模式框架主要包含兩個部分：汽車人機交互界面（服務前端）及互聯網云服務平臺（服務后臺），見圖4。前端負責用戶操作行為及交互信息輸入，后臺則負責數據的收集、計算及將數據抽象生成個性化的音樂列表等。前端和后臺的交互滿足用戶對音樂播放列表的需求，前端收集用戶的信息輸入方式，更準確地了解用戶的歌曲喜好，將信息及數據傳輸給后臺①。后臺基于互聯網自動生成個性化音樂播放列表，期間數據的收集①、傳輸⑦以及處理②需要一定的時間。當后臺同時收集了用戶移動設備及網頁音樂服務應用的數據時⑥，會加快這一過程。最終，車載系統從互聯網與服務及連接設備獲得音樂播放列表（④、⑤、⑧）。

3智能車載系統的人機交互界面設計

前面詳細討論了智能車載系統的服務后臺部分，而作為服務前端的人機交互界面更是智能車載系統的關鍵部分。智能車載系統的人機交互界面設計包含兩個關鍵部分，即交互方式的設計和顯示界面的設計。

3.1手勢操作交互方式設計傳統汽車車載系統的人機交互方式主要是基于方向盤、物理按鈕以及其他設備的有形物理交互方式，但面對日益復雜的人車信息，多通道用戶界面會成為未來交互設計的核心。多通道界面中的交互方式包括手勢、語音、眼動等，其中手勢交互已經在部分產品（特別是游戲產品）和展示設計中逐漸使用起來。相比于傳統的觸摸等物理操作方式，手勢交互被認為是一種與機器或計算機更自然的交互方式[9]。MartinZobl，MichaelGeiger等[10]人就手勢控制車載設備的操作進行的可用性分析，表明車內手勢輸入是人機交互界面中可靠的交互方式，因此，手勢交互可作為智能車載系統人機交互界面的有效操作方式。對于基于手勢操作的人機界面設計中手勢的設計定義，MichaelNielsen，MoritzStorring等[11]人在基于手勢操作界面開發設計的方法研究中強調，基于人的手勢操作設計實驗必須考慮以下原則：直觀的功能及手勢映射、手勢的語義理解、文化差異、人與人交流中的自然無意識手勢表達、手勢的物理人機性，因此，對于智能車載系統中音樂服務交互方式的設計，應對車載環境中音樂服務的情境及相關任務操作進行分析定義，讓用戶對人機交互界面的情境、功能有一定理解，以用戶參與式設計[12]等方法設計得到音樂服務操作的手勢。

3.2顯示界面設計從智能車載系統的顯示界面來看，人與車、車與車、車與環境之間的信息互動將需要更豐富的顯示空間，智能車載系統的顯示界面將有可能整合HUD、虛擬現實、3D顯示、儀表板及中控或移動設備成為一個整體的顯示界面。蘋果公司的車載系統Carplay見圖5（圖片摘自Apple官方網站），將用戶的iOS設備以及iOS使用體驗與儀表盤系統無縫結合。對于智能車載系統中的音樂服務信息顯示，設計上主要包括兩個部分，即顯示內容的信息組織與信息顯示的方式。信息內容的信息組織分為情境信息的組織、狀態信息的組織及復雜操作信息的組織[6]。音樂服務的情境信息是指行車情境中的音樂實時信息，如實時音量調節。音樂服務的狀態信息是指與音樂服務直接相關的信息，如播放歌曲信息（歌名或演唱者等）、歌曲播放進度、循環方式等。音樂服務的復雜操作信息是指唱片選擇、音樂人選擇及播放模式選擇等。為減少駕駛者低頭等引起駕駛分心的問題，對不同類型的信息應考慮其不同的信息顯示方式，如情境信息可以結合平視顯示以儀表板或HUD顯示的情境展示的方式呈現。狀態信息則以靜態的儀表板或中控臺顯示。而對于復雜操作信息的顯示，服務設計模式由服務后臺完成，基于情境顯示。同時，除去如儀表板、HUD等平視顯示和中控臺的顯示外，音樂服務的顯示設計應配合一定的聽覺顯示[5]，及時告知駕駛者操作反饋。

4設計案例

在上述理論研究的基礎上，湖南大學汽車車身先進制造國家重點實驗室、湖南大學設計藝術學院人機工程與交互體驗實驗室和中南大學智能所共同開發了基于手勢操作的車載音樂服務產品設計，見圖6。該原型系統基于互聯網的連接，將音樂播放列表整合到中控臺顯示界面。操作方式上，通過手勢來完成相關音樂服務操作。在手勢的具體設計過程中，首先對車載環境下音樂服務的操作情境進行了分析，定義了歌曲切換、音量調節、歌曲播放/暫停、退出等8個情境操作任務。然后通過用戶參與式設計與有聲思考法開展了用戶自定義音樂操作手勢的實驗，得出了160個手勢。通過進一步的手勢分類，最終定義了針對音樂服務產品情境操作的8個手勢。如以左右手掌的揮動作為歌曲切換的手勢，以基于中控顯示向下拍的方式來完成歌曲的播放/暫停操作。目前，該方案已經完成了系統和界面的開發，并進行了多次可用性評估及迭代。

5結語

智能化、自動化是未來汽車發展的重要趨勢，智能化主要在于幫助人和汽車處理更加復雜的信息，實現功能及操作上的智能化，以減少車載環境下的駕駛安全及駕駛分心問題。這里針對智能車載系統的音樂服務與交互設計進行了探討，定義了智能車載系統的信息服務系統及音樂服務架構模型，并基于該服務模型討論了智能車載系統人機交互界面的關鍵設計要素，最后通過具體的設計實例進行了應用和驗證。對互聯網計算技術、物聯網等背景下的汽車智能車載系統的服務設計及人機交互界面研究具有較大的意義和作用。

作者：譚浩李謨秧單位：湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室湖南大學設計藝術學院