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基于认知负荷理论的汽车AR-HUD界面设计研究
| 论文题名： | 基于认知负荷理论的汽车AR-HUD界面设计研究 |
| 关键词： | 汽车抬头显示器;增强现实;界面设计;人机交互;认知负荷理论 |
| 摘要： | 随着信息技术和网络技术系统化的应用和车载信息技术的专项发展，作为未来智能座舱重要组成部分的增强现实抬头显示器成为向驾驶员呈现信息的新的技术手段，并有望成为未来智能汽车人机交互的终极终端。虽然汽车AR-HUD能够最大限度地利用车载可视资源向驾驶员传递驾驶信息，使驾驶员能够专注于安全驾驶，但是当车内的信息显示区从仪表盘扩展到挡风玻璃时，驾驶员既要面对复杂的驾驶情景，处理与接收各项驾驶信息，又要被一些与驾驶任务无直接关系甚至无关系的驾驶行为占用不同程度的视觉资源、动作资源和认知资源，导致驾驶员在对复杂信息进行认知加工过程中产生认知资源过载，造成因分心产生错误的决策和执行动作，严重时甚至达到威胁驾驶安全的程度。因此，将驾驶员认知负荷考虑进汽车AR-HUD界面中应对复杂信息显示的设计问题范围内，优化汽车AR-HUD的界面信息，使其与驾驶员的认知能力相匹配以提高认知效率，是保障驾驶员有效接收驾驶信息并提升驾驶安全的关键性要点。因此，本研究的主要目的是：（1）在认知负荷理论的指导下，使汽车AR-HUD界面在占用视觉资源与注意力最小的情况下，最大化汽车AR-HUD界面信息对驾驶员的辅助功能。（2）使汽车AR-HUD界面信息以灵活和智能化的方式解决多样化和不断变化的驾驶需求。 首先，本文对认知负荷理论与汽车AR-HUD界面设计的理论进行综述。包括论文研究的选题背景、国内外研究现状、研究意义、研究目的、研究方法、研究思路和主要内容。其次，结合认知负荷理论模型及原则，构建汽车AR-HUD界面认知负荷理论模型，提出均衡汽车AR-HUD界面认知负荷的原则。通过访谈法、实验法，探究在不同情境下驾驶员对汽车AR-HUD界面信息的需求以及符合认知负荷的信息数量和界面布局，构建汽车AR-HUD人机交互界面信息的结构化与层次化，优化汽车AR-HUD界面布局，改善汽车AR-HUD人机交互界面信息载荷水平。最后，通过对相关数据的定性和定量分析，结合用户体验要素及汽车AR-HUD界面认知负荷均衡原则，提出相应的汽车AR-HUD界面设计策略，并进行设计实践。 |
| 作者： | 孙永青 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 夏天生;张运彬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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