郑俊晖，时瑞浩

【摘  要】 为提高汽车驾驶安全，引入汽车智能化和网联化，推动车载信息娱乐系统往更人性化和易用的方向发展，要针对其在实际应用中信息管理复杂性及其对驾驶员驾驶安全的影响，加强对AR技术的应用，构建一种新型的信息交互方式，使其与真实的驾驶场景叠加，为驾驶员带来良好驾驶体验的同时，辅助驾驶行为。文章结合车载信息系统和基于眼部追踪的增强现实技术，围绕改善和增强驾驶体验对其视觉设计展开分析，以供参考。

【关键词】 驾驶体验；车载AR；车载VR；视觉设计；智能网联零部件

随着汽车产业的现代化发展，车载信息娱乐系统已经成为车辆的标准化配置的重要内容之一，虽然可以使驾驶员获得更丰富的驾驶体验，但同时还会在驾驶过程中导致其有限的认知资源被占用，影响驾驶体验与驾驶安全性。对此，在AR眼镜的基础上，可展现其视觉追踪技术的优势，调整视觉设计，增强驾驶体验。

一、车载信息系统和增强现实技术

车载信息娱乐系统以汽车驾驶系统为基础，融合以通信技术和互联网为代表的信息技术，推动汽车行业数字化、信息化发展。随着车载信息系统的不断发展，使其逐步实现汽车内部、车辆之间、汽车与其他信息载体的多维信息交互模式。这种具备多元化功能的车载信息系统使得驾驶员在完成主驾驶任务的同时，还会出现与驾驶无直接关联或不相关的驾驶任务，导致驾驶员的认知资源被占用，增加车载信息系统复杂性的同时，还会使其驾驶风险大幅提升。

基于驾驶任务的复杂性，为改善驾驶员的驾驶体验，在视觉辅助安全驾驶技术中可结合驾驶员在获取车辆与交通道路信息期间对其视觉资源、动作资源、认知资源的占用，以虚拟现实为基础，加强对增强现实技术的应用，在真实的驾驶场景中叠加地图、路况、行人等非几何信息，在不切断真实驾驶场景的情况下实现各种信息的实时交互，对汽车辅助驾驶与优化驾驶体验产生积极影响。眼球追踪技术作为AR眼镜中的一项关键性技术，一般普遍采用全局渲染，但这种方式与人类焦点视线的观看方式不符，因此，AR眼镜中应用眼球追踪技术实现注视点渲染，通过布局渲染的方式实施注视点渲染，通过对人员视觉焦点的捕捉，创造更加自然的景深环境，减少应用VR眼镜过程中产生的眩晕感，使人们获得与真实人眼相同的体验。基于VR眼镜中眼球追踪技术对视觉焦点的捕捉，在视觉设计中优先计算并渲染人员注视的部分，降低硬件计算负担，同时利用适应人眼完成远近场景切换，使其驾驶体验得到改善与增强。

二、AR眼镜在驾驶体验下的视觉设计

（一）交互界面显示

为辅助驾驶员完成主驾驶任务，同时改善驾驶体验，在AR眼镜的视觉设计中要结合汽车信息显示的需求，加强人机交互界面视觉显示的数字显示，以平视显示为基础，加强对增强显示技术的应用达到良好的用户体验。针对现阶段车载信息系统复杂性过高对驾驶体验产生的不利影响，在交互界面显示的设计过程中，要深入分析视觉设计的信息组织，结合各种危险驾驶情境下对汽车人机交互界面的信息需求，确保其视觉现实设计既不会对正常驾驶造成干扰，还要保证信息提供的完整性。

在通常情况下，可将汽车人机交互界面显示的信息组织分为情境与状态两种类型。在情境信息组织中，利用增强现实技术与平视显示技术将驾驶操作的各类信息与当前驾驶情境的相关信息呈现出来，为驾驶员提供信息提醒和驾驶辅助，避免其在浏览各类信息时出现视野偏离的问题。例如，在交互界面显示的情境信息组织中同步显示驾驶过程中的道路导航、安全警示等重要信息以及音量调节等其他各类情境信息。在状态信息组织中，往往要结合车辆在行驶过程中各种行车数据、车外信息和其他驾驶娱乐信息等各种状态信息，在某一固定区域将这些复杂信息呈现出来，防止干扰驾驶视野，产生不良驾驶体验。在人机交互界面显示中可在主区域设置车速等各种直接影响驾驶状态的信息，并使用户结合自身实际需求对其他各类信息的显示进行自定义。

在基于驾驶体验的AR眼镜视觉设计中，要保证以主驾驶任务为核心，在不对其产生任何干扰的前提下严格把控视觉显示信息内容与数量，通过文字向图形的转化呈现直观的信息。与此同时，为获得更加舒适自然的人机交互体验，在眼球追踪技术的基础上，还要使其具备手势跟踪、语音控制、触觉反馈等多种交互形式，用眼动代替点击，通过转动眼球就能实现对显示内容的调整与控制，利用识别性、理解性的视觉显示信息，为驾驶员带来良好的驾驶体验。

（二）挖掘用户需求

由于汽车驾驶过程中可能面临各种各样的驾驶情境，且在各种因素的影响下驾驶情境还会发生不断变化，为确保AR眼镜视觉设计可以满足驾驶情境下的不同需求，还要结合不同场景下对应的人机交互方式，以驾驶情境作为优化驾驶操作与改善驾驶体验的关键性要素。结合汽车驾驶过程中可能面临的各种危险情境在人机交互界面设计中筛选其中与当下驾驶行为相关的关键性情境，保证视觉设计的科学性。为提高用户需求挖掘效率，在分析驾驶情境期间还要筛选具有代表性的用户，掌握不同群体的驾驶信息，确保用户驾驶情景分析与用户需求挖掘的有效性。

根据驾驶人员的经验将其分為1年以下新手用户、1～10年中间用户和10年以上专家用户三种类型作为分析目标，特别是中间用户基本覆盖了日常生活中大多数的驾驶群体，因此可以结合这三种典型用户的基础情况展开深入分析。从驾驶情境的角度出发，三种群体面临的问题与需求存在一定差异。对新手用户而言，主要包含雨雪天气视野差、交通信号灯变色车距感知不足、交叉路口路况复杂和车辆档位调整不熟练等危险情境。针对这些情况对人机交互界面的视觉设计也提出相应需求，希望视觉界面可以在视野不佳的情境下提前预警车辆、人员等危险信息；在前方车辆减速或停止时提示与前车的安全车距、在路况复杂的交叉路口等场景下警示周围危险障碍物与运动轨迹、在车辆档位调整中自动反馈档位信息。对中间用户而言主要包含高速公路中视觉疲劳、行车接听电话中注意力分散、导航信息与实际道路出现偏差、超车过程中突然出现行人等危险情境。对此，对基于驾驶体验的AR眼镜视觉设计也提出相关需求，希望系统可以在高速公路驾驶情境下设置防疲劳提醒功能；在驾驶员注意力不集中的情境下警示车道偏离信息；在导航信息有误的情境下直接与真实驾驶道路匹配重新规划行车道路；在超车或相关情境下自动警示前方被遮挡的非机动车辆、行人等各类危险障碍物。对专家用户而言主要涉及雨雪天气、夜间等视野受限的情境下出现的交通混乱、视觉错觉、强光刺激等问题情境，需要系统可以增强对各类危险信息的预警和对前方车辆与行人轨迹和状态的提示。

结合三类用户在驾驶过程中涉及的危险情境，为使其获得更好的驾驶体验，在AR眼镜的视觉设计中还充分挖掘用户需求，综合考虑不同环境与任务下的驾驶情境，结合大雾、雨雪等恶劣天气与夜间对驾驶员视线的影响、各种复杂道路环境下对驾驶员身心状态与驾驶操作的影响、驾驶过程中导航、音乐、电话等各类操作任务对其注意力的影响，将人机交互界面的信息显示分为行车信息、安全警示、导航信息、娱乐信息四个模块，完善各模块提示、探测、警示、接听电话、音乐播放等功能，帮助驾驶员快速掌握潜在危险信息，有更充足的时间作出反应，避免因导航、音乐、电话等操作导致其驾驶分析，影响其驾驶视野与驾驶安全，为其带来更优质的驾驶体验。

（三）科学色彩设计

考虑到用户的驾驶体验，在视觉设计中还要注重系统界面各类信息显示的视觉传达效果，結合视觉组织与感受，以用户最佳体验为导向，采用更高的视觉设计形式将各类信息内容呈现出来。由于该AR眼镜视觉辅助系统的信息显示与用户驾驶行为和驾驶情境等存在密切联系，因此，除了眼球追踪技术外，还要结合各类驾驶情境考虑背景、光照等因素的影响，对信息显示界面视觉元素的显示方式与色彩进行科学设计。一方面，以眼球追踪技术为基础，精确追踪用户眼动注视方向，通过眨眼、凝视等方式完成界面控制操作，结合人员追踪数据的实时计算，对视觉界面的整体画面进行调整，保证其驾驶体验的舒适性。另一方面，针对各类危险情境与系统警示功能，为确保驾驶员对相关信息获取的清晰性，还要注重对其各类警示信息显示色彩的调整，选用可视性高的色彩结合普通信息指示与危险信息提醒，选用蓝底白图作为交通知识信息的主要色彩搭配，应用红黄两色作为警示信息的主要色彩，便于用户区分信息类型，快速掌握相应的驾驶信息并作出反应，降低其驾驶过程中获取各类信息的难度。

（四）构建信息模块

信息模块作为视觉辅助驾驶系统的核心，也是视觉设计中的重点内容，在该模块的构建过程中，设计人员要在界面中合理布局同类信息，保证同一界面下信息分布的关联性与设置位置的合理性。在该系统的视觉设计中主要涉及情境信息与状态信息两类显示信息类型，其中前者会随着驾驶情境和驾驶过程的变化对其信息显示内容作出适当调整，而后者通常并不会发生相应改变，在界面整体中相对固定的区域内显示车辆行驶过程中需要的基本信息与警示信息，通常此类状态信息在整个信息模块显示界面的左下侧相对固定的区域，避免干扰驾驶员的视野通畅。

结合人眼视区在静止、直视状态下的大小以及随着车辆行驶速度的提升其双眼视区大小的变化，应用AR眼镜视觉设计的信息模块，结合行车实时情境的变化，确保该模块下弯道警示、前车警示、行人警示等各类信息显示的完整性、全面性，结合驾驶过程中实际的道路状况、驾驶环境等，应用增强现实技术使该系统信息模块的显示内容实现自动调整与更新，在特定的情境下显示相应的信息内容，全面感知行车过程中的各类信息，在不影响驾驶员正常驾驶的基础上，为其提供信息警示与驾驶辅助功能，达到改善驾驶体验的目的。

（五）界面视觉显示

基于虚拟现实技术的增强现实技术具有显著的人机交互优势，在AR眼镜视觉设计中以改善人员行车驾驶体验为核心，根据实际情境利用计算机生成虚拟对象，构建虚拟结构的增强现实场景，通过界面视觉显示帮助驾驶员全面掌握相关信息，满足其驾驶过程中认识负荷与驾驶分心的现实要求。在界面视觉显示的设计中要遵循优先级原则，对同一时间各类信息显示的先后顺序、图标大小、色彩明度进行合理控制，以简单明了的界面视觉设计保证驾驶员视觉获取信息的高效性。另外，在界面视觉设计中还要从用户驾驶体验的实际情况出发，综合考虑视野条件、天气环境等相关因素，采用易于理解的图形与文字和适宜的大小比例，减轻驾驶员的认知负荷，并通过对界面各类视觉符合亮度与色彩的区分保证其警示效果。在状态信息界面的视觉设计中，可将其划分为基本行车信息、警示信息、导航与娱乐信息三个板块，结合驾驶员的实际需求对其后两者是否出现及其显示的符号内容进行自动调整。在情境状态界面的视觉设计中，可将其划分为行人防碰撞警示、前车防碰撞警示、十字路口防侧撞警示和导航指示四个板块，针对不同的驾驶情境，自动检测行驶车辆与其他车辆、行人、道路等危险情境，为驾驶员作出反应提供更多时间，保障其驾驶安全。

三、方案应用效果评估

结合当前驾驶员在传统驾驶模式下的驾驶现状，可以发现其很难通过视觉快速获取各类信息，并且对危险感知能力相对较差。在基于驾驶体验的AR眼镜视觉设计中可从驾驶者在该系统应用过程中的眼动数据与危险反应时间的数据信息发挥其独特优势。在视觉特征眼动数据分析中利用该视觉辅助驾驶系统可以使其在视觉受限的危险情境下快速发现危险问题、有效处理危险信息，将其感知危险情境的认知负荷。在危险反应能力分析中从其感知时间与决策时间中可以看出，利用该系统可以帮助驾驶者缩短感知时间，对危险情境快速作出反应，特别是在各类危险情境下可以显著增强人员的驾驶体验。

四、结语

综上所述，结合当前人员在汽车驾驶体验中视觉疲劳、视觉错误、驾驶分心、危险情境应对困难等问题，利用增强现实技术完成基于驾驶体验的视觉设计，将其融入现有车载信息系统中，通过界面设计与功能模块构建使其满足驾驶用户对不同驾驶情景提出的多样化需求，充分发挥其对安全驾驶的辅助作用，改善其驾驶体验。

参考文献：

［1］ 江荔. 基于单目视觉SLAM的AR展示系统的设计与研究［J］. 信息记录材料，2021，22（12）：71-73.

［2］ 覃京燕，何嘉聪. 无人驾驶车元宇宙智能座舱的场景交互设计研究［J］. 包装工程，2023，44（18）：67-76.

［3］ 倪红兵，陆云山. 一种支持交通信号灯识别和行车记录的车载AR导航系统的研究［J］. 汽车画刊，2023（04）：141-144.

［4］ 李晨，何明，王勇，等. 基于深度学习的视频行为识别技术综述［J］. 计算机应用研究，2022，39（09）：2561-2569.