浅谈车载娱乐系统人机交互界面的测试评估方法

郑俊楠

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

浅谈车载娱乐系统人机交互界面的测试评估方法

郑俊楠

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽车智能化的快速发展，原来越多的功能集成在信息娱乐系统，用户对车内复杂功能和简单操作之间的需求矛盾，使得车载娱乐系统人机交互界面产品的可用性问题比较突出。科学的可用性测试评估体系能帮助车载娱乐系统人机交互界面进行更人性化的设计和改进。文章首先对车载人机交互界面进行阐述，然后通过搭建模拟驾驶平台用来提供更加拟真实的测试环境，最后着重介绍可用性测试方法和评价指标，帮助设计团队设计出更人性化、更满足用户需求的车载娱乐系统人机交互界面产品。

车载人机交互界面；驾驶模拟平台；可用性测试；评价指标

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.048

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-138-03

引言

车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment 简称IVI），是采用车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务，形成的车载综合信息处理系统。IVI能够实现包括三维导航、实时路况、IPTV、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制、移动办公、无线通讯、基于在线的娱乐功能及TSP服务等一系列应用，极大的提升的车辆电子化、网络化和智能化水平。

随着电子计算机技术和信息技术的飞速发展，加快了汽车智能化的发展脚步，车载信息娱乐系统也越来越受到人们的青睐，车载人机交互界面系统已经成为了整车差异化的关键点之一，消费者也把其作为购车的关注点。

驾驶员和娱乐系统的信息交互也更加频繁，驾驶员更多的注意力集中在娱乐系统上，因此设计不佳的人机交互界面系统将会增加驾驶员的负担，同时对驾驶员的安全驾驶及驾乘体验造成一定的负面影响。为了消除存在设计缺陷的人机交互界面系统对驾驶员造成的负面影响，需在娱乐系统开发的各个阶段进行人机交互界面测试和评价。本文着重介绍搭建模拟驾驶环境及可用性测试方法，对娱乐系统人机交互界面进行测试和评估。

1、车载人机界面简介

人机交互系统是信息化技术发展的产物，该系统实现了人与车之间的对话功能。车主可通过该系统，轻松把握车辆状态信息（车速、里程、当前位置、车辆保养信息等）、路况信息、定速巡航设置、蓝牙免提设置、空调及音响的设置。

车载人机交互界面系统是人和车之间进行信息交互的媒介，人通过物理按键、触摸、语音、手势等方式给车机输入，车机根据输入信息进行处理并及时的给出反馈，如图1所示。

图1 车载人机交互界面系统

人机界面系统应用于车机系统，主要用来处理次要的驾驶任务，包括媒体、导航、语音、车身控制、高级驾驶辅助等次要功能。在车载人机界面系统到来之前，这些任务大都通过控制面板上的独立控制按键来实现的，但是由于功能的不断增加，造成按键的增加，由此增添了驾驶操作的复杂性，对驾驶员的安全驾驶带来不利之处。因此，目前的这些功能都被整合进一个基于菜单管理的个更加简洁的交互系统中，在物理按键上只保留一些最常用的功能。这种交互系统通常是基于显示屏的人机交互界面系统来实现，使得驾驶空间更加简洁，简化驾驶员的操作。

2、人机交互界面测试环境搭建

为了保证人机交互界面系统的测试条件更加接近正常的使用场景，搭建如图2所示的驾驶模拟平台。

如图2所示，该驾驶模拟平台包括输入设备，输出设备和系统支持设备，其中输入设备有：驾驶操纵及输入设备（方向盘、离合、制动、油门踏板、可调节座椅），输出设备有：图像投影及显示设备、仪表产品或原型、娱乐系统产品或原型、模拟挡风玻璃设备、音量输出设备，支持设备包括：电脑、摄像设备。图像投影及显装置用来显示模拟的实时交通场景，驾驶操纵设备中，座椅可前后上下调节，以适应不同的人群，仪表及娱乐系统产品或设计原型是该系统评估的对象。

图2 驾驶模拟平台

整个系统由一台电脑控制，通过在电脑中运行STISIM软件，该软件具有专门的场景定义语言，编写场景非常方便快捷。使用STISIM软件模拟控制实时的交通场景[1]，保证受试者在一个更加接近真实的环境下进行测试。一切准备就绪后，受试者即可在该平台上体验待测试的车载人机交互界面系统。

3、测试方法

由于车载环境的特殊性，需要设计针对性较强的一套评价体系和可行的基于消费者的测试评估方法。可用性评估是指对人机交互界面的可用性数据进行收集，通过对数据分析和处理，达到评估系统的目的[2]：一是，改进现有产品或者原型的缺陷，提高其可用性；二是，在新界面设计之前，对已经成熟的界面进行可用性评估，分析其优缺点，借鉴优点，改进缺点，进一步提高产品的可用性。

3.1 可用性测试评估方法

人机交互界面常用的可用性测试评估方法[3]主要包括可用性测试、启发式评估、认知过程浏览、行为分析等。在人机界面设计的不同阶段，需要使用不同的测试方法，或者需要结合几种方法一起使用，才能达到预期的效果。下面分别介绍每种方法使用的阶段及评估重点。

3.1.1 可用性测试

可用性测试是指评估者邀请用户使用设计产品或者设计原型完成操作任务，评估者通过观察并记录用户的行为，收集用户操作过程中的相关数据并进行分析总结，对界面可用性进行评估的一种方法。该方法通常适用于产品界面和产品设计的中后期界面原型的评估。该测试方法可在上文介绍的特定模拟驾驶环境中进行，通过在模拟环境中增加摄像头和监视装置，有效的记录用户的行为及用户操作过程中的数据信息。

3.1.2 启发式评估

启发式评估是指邀请本领域的专业型用户使用人机界面产品或设计原型，根据通用性的设计原则，完成对整个人机界面的评估。常用的设计原则包括：可视化、一致性、容错性、辨错性、控制感、高效性、美观性、简洁性、帮助说明。该方法通常不需要用户参与，对设备和空间无特殊要求使得测试成本较低，方便快速使用，多应用在产品开发的中前期。在专家型测试者依据设计原则对产品进行主观评价，在产品研发的早期快速的发现设计的主要缺陷，提出改进意见。

3.1.3 认知过程浏览

认知过程浏览是指当设计者已经设计好产品原型并对其进行详细说明后，邀请其他设计者和用户共同浏览并分析典型任务的完成步骤，进而发现可能存在的可用性问题，提出改进意见的方法。该方法主要适用于产品界面设计的初期。

3.1.4 行为分析

行为分析是指将用户的连续操作过程分解成一个个的基本动作，研究者从该过程中发现可能存在交互问题。这种方法有个缺点，不同的研究者对交互动作的分解是不一样的，对结果的分析理解也不同，这样就容易导致对结果出现分歧，并且难以验证。由于该方法操作过程的复杂性，研究者可能会纠结于操作过程中的某个细节从而忽略更重要的影响交互效率和用户满意度的关键因素。所以欣慰分析方法对研究者提出了苛刻的要求，研究者必须要具有丰富的交互设计经验并且熟悉多种交互系统。

3.2 评估体系

3.2.1 评估指标

如图3所示是车载人机界面评级指标体系[4]，设计出4个一级指标：效用、效率、满意度、安全性适应车载的特殊环境。通过设计评价体系的10个分指标匹配车载人机界面产品特点。

图3 车载人机界面评价指标体系

3.2.2 评估过程

整个评估过程是在评估对象已经选取好之后进行的，前期的对象选取也是评估的关键之处。被选评估者的人数和身份可以有不同的成本，同时适用于车载人机交互界面产品开发前、中、后各个阶段。在对象选取好之后，下面主要介绍如何开展可用性测试评估过程。

首先是准备阶段，测试者需要准备好待测试的人机交互界面产品或者人机交互界面原型，并制定好详细的测试任务。测试者还需要保证待测试的产品或原型是可以实现要测试的每项功能，如果无法实现，则测试无效。

其次是评估者的选取，评估者是整个评估方法中最重要的结论输出者，其选取过程需要受到高度的关注。具有一点的电子设备使用经历和适当的辨识能力是评估者的重要选取方向。在前面介绍的评估方法中要求评估者有两种：普通用户和专家级用户，在选取中可设置一定数量的刷选项，用来区分这两种用户。

再次是评估过程中最重要的一部分，评估阶段。在该阶段中要求引导员详细的向用户说明下将要测试的车载人机交互界面产品，并解释要测试的评估指标体系。对于评估者有疑问的地方，引导员需耐心的进行解释和演示。接下来就是评估的核心部分，用户在引导员的引导下对人机交互界面产品进行评估，用户按照制定好的测试任务，参考评估指标体系逐条进行评估，给出主管评价，评估结束之后，测试者将用户的评价表及问题反馈进行回收，为最终的结论输出提供数据支持。

最后是结果分析和输出阶段，该阶段将评估过程中收集到的评估数据进行整理，包括定量数据和定性数据两部分，定量数据包括每个用户对评估指标的打分、完成任务的时间和不走等；定性数据包括用户反馈的问题以及对其打分的解释原因。定性数据是对定量数据的支持和依据，从定量数据里可以发现数据结论能够通过定性数据予以证明。因此，通常定量数据可以用来发现问题，而定性数据用于解决问题，二者缺一不可，是评价整个人机交互界面系统的重要因素。

经过一次成功有效的评估过程，设计师能够议较小的成本发现车载人机交互界面系统存在的设计缺陷，并及时的予以改进，从而设计出更加满足用户的车载人机交互界面产品，这是该评估体系的主要目的。

4、结论

可用性评估能够发现设计产品存在的缺陷，对改进人机交互界面产品，提高设计过程的效率都具有重要意义。本文通过搭建模拟驾驶平台，给测试带来更加接近真实的测试环境，并分析了各可用性测试方法及评价指标，帮助设计团队设计出更人性化、更满足用户需求的车载娱乐系统人机交互界面产品。4种可用性评估方法各有优缺点及适用阶段，在实际项目中做到合理的应用这些方法，扬长避短。

[1] 李霖,贺锦鹏,刘卫国,朱西产,孙东.先进驾驶辅助系统人机交互界面评价方法研究[J].汽车技术,2014,02:58-62.

[2] 刘颖.人机交互界面的可用性评估及方法[J].人类工效学,2002, 02:35-38.

[3] 马钧,谈行执.车载人机界面可用性评估方法研究[J].上海汽车, 2014,02:16-19.

[4] 马钧,吴盈盈.可用性测试评估方法在车载人机界面评价上的应用研究[J]. 农业装备与车辆工程,2011,03:1-5+9.

Test and evaluation method of human computer interaction interface in car entertainment system

Zheng Junnan
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

The rapid development of automobile intelligent, more original and more functions are integrated in the infotainment system, the user demand for complex functions and simple interior contradiction between the operation of such availability issues in-car entertainment system man-machine interface products more prominent. Scientific evaluation system usability testing can help automotive entertainment machine interface more user-friendly design and improvement. This article first car elaborate man-machine interface, and then build a platform for driving simulator intended to provide a more realistic test environment, and finally focuses on usability testing and evaluation methods, the design team to help design a more humane, more to meet customer needs car entertainment system man-machine interface products.

Vehicle human computer interaction interface; Driving simulation platform; Usability testing; Evaluation index

U463.6

A

1671-7988 (2016)12-138-03

郑俊楠（1991—），男，工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司，主要研究车载人机交互设计。