智能车载系统的音乐服务研究范文

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《天津音乐学院学报》2014年第四期

1复杂的人车信息的智能车载系统

智能车载系统是指面向未来的智能辅助驾驶系统及信息娱乐系统，旨在变革人与车、车与车之间交流方式的服务系统。物联网的发展以及物联网应用下的车联网概念的提出为智能车载系统提供了基础。从系统交互角度，车联网主要包括有车与车通信系统、车与人通信系统、车与路通信系统、车与综合信息平台通信系统、路与综合信息平台通信系统[8]。车联网信息架构见图2，其意义是促进各类信息的交换，但对于驾驶环境中人面临的复杂信息的处理，需要结合服务设计理念寻求更系统的解决方式。建立智能车载系统所需的服务生态主要包括以下几个方面：完善智能车载系统所需服务的服务生态及利益相关者、建立大数据基础、建立可连接的服务网络。完整的服务生态由驾驶者、汽车、云平台（服务终端及计算平台）、汽车生产商、各类传感器、服务内容提供者、相关设备、技术支持等角色组成。大数据基础主要是指建立驾驶者状态信息及驾驶行为数据和汽车实时数据（位置数据、汽车状态数据等）。可连接的服务网络是指建立基于车联网的服务。基于服务系统的智能车载系统能为驾驶者提供更具情境性的驾驶辅助信息服务，更丰富的娱乐功能，进一步促进驾驶者在汽车驾驶中的社会交流及分享服务。信息服务系统架构见图3。

2智能车载系统的音乐服务

在车内，驾驶者通常将电台广播作为常规的娱乐信息系统，相比MP3等播放器，对于电台用户只需关心如何设定频道列表及常用收听频道。操作上，驾驶者只需打开电台，然后开始收听，但传统娱乐信息系统中电台的局限性在于电台频道的有限性，以至于用户只有很少的选择。而在音乐服务中，用户除了对音乐的内容上需要更多的选择，在操作上也需要更多的直接交互行为，如选择音乐人、音乐风格、唱片等。这些选择在驾驶情境中给用户造成了更多的认知和操作负担，进而有可能影响其第一驾驶任务。解决上述问题，一方面，音乐服务在内容上可定义成类似电台收听的模式，即为用户提供一个不间断的播放列表。基于云服务为用户提供模糊搜索以支持用户的歌曲筛选，筛选维度可包括音乐风格、年代、流行热度、情绪及个人资源库等。模糊搜索方式可为用户提供比传统电台广播更多的播放列表选择，同时，由于避免了歌曲选择过程及手动媒体设置，它会产生更少的操作及认知负担。另一方面，基于可连接的设备，用户可以将移动设备、互联网平台的音乐服务整合到车载系统的音乐服务中，基于用户在这些设备中的音乐收听习惯及喜好，减少用户在车载环境中的音乐选择及设置过程，因此，在智能车载系统的信息服务系统架构的基础上，音乐服务模式框架主要包含两个部分：汽车人机交互界面（服务前端）及互联网云服务平台（服务后台），见图4。前端负责用户操作行为及交互信息输入，后台则负责数据的收集、计算及将数据抽象生成个性化的音乐列表等。前端和后台的交互满足用户对音乐播放列表的需求，前端收集用户的信息输入方式，更准确地了解用户的歌曲喜好，将信息及数据传输给后台①。后台基于互联网自动生成个性化音乐播放列表，期间数据的收集①、传输⑦以及处理②需要一定的时间。当后台同时收集了用户移动设备及网页音乐服务应用的数据时⑥，会加快这一过程。最终，车载系统从互联网与服务及连接设备获得音乐播放列表（④、⑤、⑧）。

3智能车载系统的人机交互界面设计

前面详细讨论了智能车载系统的服务后台部分，而作为服务前端的人机交互界面更是智能车载系统的关键部分。智能车载系统的人机交互界面设计包含两个关键部分，即交互方式的设计和显示界面的设计。

3.1手势操作交互方式设计传统汽车车载系统的人机交互方式主要是基于方向盘、物理按钮以及其他设备的有形物理交互方式，但面对日益复杂的人车信息，多通道用户界面会成为未来交互设计的核心。多通道界面中的交互方式包括手势、语音、眼动等，其中手势交互已经在部分产品（特别是游戏产品）和展示设计中逐渐使用起来。相比于传统的触摸等物理操作方式，手势交互被认为是一种与机器或计算机更自然的交互方式[9]。MartinZobl，MichaelGeiger等[10]人就手势控制车载设备的操作进行的可用性分析，表明车内手势输入是人机交互界面中可靠的交互方式，因此，手势交互可作为智能车载系统人机交互界面的有效操作方式。对于基于手势操作的人机界面设计中手势的设计定义，MichaelNielsen，MoritzStorring等[11]人在基于手势操作界面开发设计的方法研究中强调，基于人的手势操作设计实验必须考虑以下原则：直观的功能及手势映射、手势的语义理解、文化差异、人与人交流中的自然无意识手势表达、手势的物理人机性，因此，对于智能车载系统中音乐服务交互方式的设计，应对车载环境中音乐服务的情境及相关任务操作进行分析定义，让用户对人机交互界面的情境、功能有一定理解，以用户参与式设计[12]等方法设计得到音乐服务操作的手势。

3.2显示界面设计从智能车载系统的显示界面来看，人与车、车与车、车与环境之间的信息互动将需要更丰富的显示空间，智能车载系统的显示界面将有可能整合HUD、虚拟现实、3D显示、仪表板及中控或移动设备成为一个整体的显示界面。苹果公司的车载系统Carplay见图5（图片摘自Apple官方网站），将用户的iOS设备以及iOS使用体验与仪表盘系统无缝结合。对于智能车载系统中的音乐服务信息显示，设计上主要包括两个部分，即显示内容的信息组织与信息显示的方式。信息内容的信息组织分为情境信息的组织、状态信息的组织及复杂操作信息的组织[6]。音乐服务的情境信息是指行车情境中的音乐实时信息，如实时音量调节。音乐服务的状态信息是指与音乐服务直接相关的信息，如播放歌曲信息（歌名或演唱者等）、歌曲播放进度、循环方式等。音乐服务的复杂操作信息是指唱片选择、音乐人选择及播放模式选择等。为减少驾驶者低头等引起驾驶分心的问题，对不同类型的信息应考虑其不同的信息显示方式，如情境信息可以结合平视显示以仪表板或HUD显示的情境展示的方式呈现。状态信息则以静态的仪表板或中控台显示。而对于复杂操作信息的显示，服务设计模式由服务后台完成，基于情境显示。同时，除去如仪表板、HUD等平视显示和中控台的显示外，音乐服务的显示设计应配合一定的听觉显示[5]，及时告知驾驶者操作反馈。

4设计案例

在上述理论研究的基础上，湖南大学汽车车身先进制造国家重点实验室、湖南大学设计艺术学院人机工程与交互体验实验室和中南大学智能所共同开发了基于手势操作的车载音乐服务产品设计，见图6。该原型系统基于互联网的连接，将音乐播放列表整合到中控台显示界面。操作方式上，通过手势来完成相关音乐服务操作。在手势的具体设计过程中，首先对车载环境下音乐服务的操作情境进行了分析，定义了歌曲切换、音量调节、歌曲播放/暂停、退出等8个情境操作任务。然后通过用户参与式设计与有声思考法开展了用户自定义音乐操作手势的实验，得出了160个手势。通过进一步的手势分类，最终定义了针对音乐服务产品情境操作的8个手势。如以左右手掌的挥动作为歌曲切换的手势，以基于中控显示向下拍的方式来完成歌曲的播放/暂停操作。目前，该方案已经完成了系统和界面的开发，并进行了多次可用性评估及迭代。

5结语

智能化、自动化是未来汽车发展的重要趋势，智能化主要在于帮助人和汽车处理更加复杂的信息，实现功能及操作上的智能化，以减少车载环境下的驾驶安全及驾驶分心问题。这里针对智能车载系统的音乐服务与交互设计进行了探讨，定义了智能车载系统的信息服务系统及音乐服务架构模型，并基于该服务模型讨论了智能车载系统人机交互界面的关键设计要素，最后通过具体的设计实例进行了应用和验证。对互联网计算技术、物联网等背景下的汽车智能车载系统的服务设计及人机交互界面研究具有较大的意义和作用。

作者：谭浩李谟秧单位：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南大学设计艺术学院