智能車載系統(tǒng)的音樂服務(wù)研究范文
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《天津音樂學(xué)院學(xué)報》2014年第四期
智能車載系統(tǒng)是指面向未來的智能輔助駕駛系統(tǒng)及信息娛樂系統(tǒng)，旨在變革人與車、車與車之間交流方式的服務(wù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用下的車聯(lián)網(wǎng)概念的提出為智能車載系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。從系統(tǒng)交互角度，車聯(lián)網(wǎng)主要包括有車與車通信系統(tǒng)、車與人通信系統(tǒng)、車與路通信系統(tǒng)、車與綜合信息平臺通信系統(tǒng)、路與綜合信息平臺通信系統(tǒng)[8]。車聯(lián)網(wǎng)信息架構(gòu)見圖2，其意義是促進(jìn)各類信息的交換，但對于駕駛環(huán)境中人面臨的復(fù)雜信息的處理，需要結(jié)合服務(wù)設(shè)計理念尋求更系統(tǒng)的解決方式。建立智能車載系統(tǒng)所需的服務(wù)生態(tài)主要包括以下幾個方面：完善智能車載系統(tǒng)所需服務(wù)的服務(wù)生態(tài)及利益相關(guān)者、建立大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、建立可連接的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。完整的服務(wù)生態(tài)由駕駛者、汽車、云平臺（服務(wù)終端及計算平臺）、汽車生產(chǎn)商、各類傳感器、服務(wù)內(nèi)容提供者、相關(guān)設(shè)備、技術(shù)支持等角色組成。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)主要是指建立駕駛者狀態(tài)信息及駕駛行為數(shù)據(jù)和汽車實時數(shù)據(jù)（位置數(shù)據(jù)、汽車狀態(tài)數(shù)據(jù)等）。可連接的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是指建立基于車聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。基于服務(wù)系統(tǒng)的智能車載系統(tǒng)能為駕駛者提供更具情境性的駕駛輔助信息服務(wù)，更豐富的娛樂功能，進(jìn)一步促進(jìn)駕駛者在汽車駕駛中的社會交流及分享服務(wù)。信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)見圖3。
在車內(nèi)，駕駛者通常將電臺廣播作為常規(guī)的娛樂信息系統(tǒng)，相比MP3等播放器，對于電臺用戶只需關(guān)心如何設(shè)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(tǒng)娛樂信息系統(tǒng)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(wù)中，用戶除了對音樂的內(nèi)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(fēng)格、唱片等。這些選擇在駕駛情境中給用戶造成了更多的認(rèn)知和操作負(fù)擔(dān)，進(jìn)而有可能影響其第一駕駛?cè)蝿?wù)。解決上述問題，一方面，音樂服務(wù)在內(nèi)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(wù)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(fēng)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(tǒng)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(shè)置，它會產(chǎn)生更少的操作及認(rèn)知負(fù)擔(dān)。另一方面，基于可連接的設(shè)備，用戶可以將移動設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)平臺的音樂服務(wù)整合到車載系統(tǒng)的音樂服務(wù)中，基于用戶在這些設(shè)備中的音樂收聽習(xí)慣及喜好，減少用戶在車載環(huán)境中的音樂選擇及設(shè)置過程，因此，在智能車載系統(tǒng)的信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，音樂服務(wù)模式框架主要包含兩個部分：汽車人機(jī)交互界面（服務(wù)前端）及互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺（服務(wù)后臺），見圖4。前端負(fù)責(zé)用戶操作行為及交互信息輸入，后臺則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集、計算及將數(shù)據(jù)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(zhǔn)確地了解用戶的歌曲喜好，將信息及數(shù)據(jù)傳輸給后臺①。后臺基于互聯(lián)網(wǎng)自動生成個性化音樂播放列表，期間數(shù)據(jù)的收集①、傳輸⑦以及處理②需要一定的時間。當(dāng)后臺同時收集了用戶移動設(shè)備及網(wǎng)頁音樂服務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)時⑥，會加快這一過程。最終，車載系統(tǒng)從互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)及連接設(shè)備獲得音樂播放列表（④、⑤、⑧）。
3智能車載系統(tǒng)的人機(jī)交互界面設(shè)計
前面詳細(xì)討論了智能車載系統(tǒng)的服務(wù)后臺部分，而作為服務(wù)前端的人機(jī)交互界面更是智能車載系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。智能車載系統(tǒng)的人機(jī)交互界面設(shè)計包含兩個關(guān)鍵部分，即交互方式的設(shè)計和顯示界面的設(shè)計。
3.1手勢操作交互方式設(shè)計傳統(tǒng)汽車車載系統(tǒng)的人機(jī)交互方式主要是基于方向盤、物理按鈕以及其他設(shè)備的有形物理交互方式，但面對日益復(fù)雜的人車信息，多通道用戶界面會成為未來交互設(shè)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(jīng)在部分產(chǎn)品（特別是游戲產(chǎn)品）和展示設(shè)計中逐漸使用起來。相比于傳統(tǒng)的觸摸等物理操作方式，手勢交互被認(rèn)為是一種與機(jī)器或計算機(jī)更自然的交互方式[9]。MartinZobl，MichaelGeiger等[10]人就手勢控制車載設(shè)備的操作進(jìn)行的可用性分析，表明車內(nèi)手勢輸入是人機(jī)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(tǒng)人機(jī)交互界面的有效操作方式。對于基于手勢操作的人機(jī)界面設(shè)計中手勢的設(shè)計定義，MichaelNielsen，MoritzStorring等[11]人在基于手勢操作界面開發(fā)設(shè)計的方法研究中強調(diào)，基于人的手勢操作設(shè)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(dá)、手勢的物理人機(jī)性，因此，對于智能車載系統(tǒng)中音樂服務(wù)交互方式的設(shè)計，應(yīng)對車載環(huán)境中音樂服務(wù)的情境及相關(guān)任務(wù)操作進(jìn)行分析定義，讓用戶對人機(jī)交互界面的情境、功能有一定理解，以用戶參與式設(shè)計[12]等方法設(shè)計得到音樂服務(wù)操作的手勢。
3.2顯示界面設(shè)計從智能車載系統(tǒng)的顯示界面來看，人與車、車與車、車與環(huán)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(tǒng)的顯示界面將有可能整合HUD、虛擬現(xiàn)實、3D顯示、儀表板及中控或移動設(shè)備成為一個整體的顯示界面。蘋果公司的車載系統(tǒng)Carplay見圖5（圖片摘自Apple官方網(wǎng)站），將用戶的iOS設(shè)備以及iOS使用體驗與儀表盤系統(tǒng)無縫結(jié)合。對于智能車載系統(tǒng)中的音樂服務(wù)信息顯示，設(shè)計上主要包括兩個部分，即顯示內(nèi)容的信息組織與信息顯示的方式。信息內(nèi)容的信息組織分為情境信息的組織、狀態(tài)信息的組織及復(fù)雜操作信息的組織[6]。音樂服務(wù)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(diào)節(jié)。音樂服務(wù)的狀態(tài)信息是指與音樂服務(wù)直接相關(guān)的信息，如播放歌曲信息（歌名或演唱者等）、歌曲播放進(jìn)度、循環(huán)方式等。音樂服務(wù)的復(fù)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(yīng)考慮其不同的信息顯示方式，如情境信息可以結(jié)合平視顯示以儀表板或HUD顯示的情境展示的方式呈現(xiàn)。狀態(tài)信息則以靜態(tài)的儀表板或中控臺顯示。而對于復(fù)雜操作信息的顯示，服務(wù)設(shè)計模式由服務(wù)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(wù)的顯示設(shè)計應(yīng)配合一定的聽覺顯示[5]，及時告知駕駛者操作反饋。
4設(shè)計案例
在上述理論研究的基礎(chǔ)上，湖南大學(xué)汽車車身先進(jìn)制造國家重點實驗室、湖南大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院人機(jī)工程與交互體驗實驗室和中南大學(xué)智能所共同開發(fā)了基于手勢操作的車載音樂服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計，見圖6。該原型系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)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(guān)音樂服務(wù)操作。在手勢的具體設(shè)計過程中，首先對車載環(huán)境下音樂服務(wù)的操作情境進(jìn)行了分析，定義了歌曲切換、音量調(diào)節(jié)、歌曲播放/暫停、退出等8個情境操作任務(wù)。然后通過用戶參與式設(shè)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(jìn)一步的手勢分類，最終定義了針對音樂服務(wù)產(chǎn)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(jīng)完成了系統(tǒng)和界面的開發(fā)，并進(jìn)行了多次可用性評估及迭代。
5結(jié)語
智能化、自動化是未來汽車發(fā)展的重要趨勢，智能化主要在于幫助人和汽車處理更加復(fù)雜的信息，實現(xiàn)功能及操作上的智能化，以減少車載環(huán)境下的駕駛安全及駕駛分心問題。這里針對智能車載系統(tǒng)的音樂服務(wù)與交互設(shè)計進(jìn)行了探討，定義了智能車載系統(tǒng)的信息服務(wù)系統(tǒng)及音樂服務(wù)架構(gòu)模型，并基于該服務(wù)模型討論了智能車載系統(tǒng)人機(jī)交互界面的關(guān)鍵設(shè)計要素，最后通過具體的設(shè)計實例進(jìn)行了應(yīng)用和驗證。對互聯(lián)網(wǎng)計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等背景下的汽車智能車載系統(tǒng)的服務(wù)設(shè)計及人機(jī)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(xué)汽車車身先進(jìn)設(shè)計制造國家重點實驗室湖南大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院
