多模态交互情境下的智能车载产品用户体验设计方法研究

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ken_008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在汽车制造领域,车内人机交互系统正在逐渐朝数字化、智能化和网联化方向发展,情感体验已经成为未来人机交互研究的重点。其中,识别驾驶者在驾驶过程中产生的情绪状态并提供自然的驾驶辅助,是智能汽车发展的一个重要方向。负面情绪会影响驾驶者的认知水平,增加驾驶者的认知负荷,进而影响用户体验。如何在车内人机交互体验中有效地识别和调节驾驶情绪,使其与驾驶员的认知能力相匹配,成为车内人机交互体验的重点,直接影响人机交互过程的自然化,对提高驾驶员的安全、驾驶绩效和总体用户满意度具有重要影响。本研究在智能汽车背景下以车内人机交互情感体验为视角,关注驾驶员情绪识别与情绪调节问题,对智能车载产品情感体验模型及多模态交互机制进行研究,通过穿戴式多导生理记录仪采集驾驶者的生理信号指标,实现基于生理指标的驾驶情绪识别。生理信号直接受人类自主神经系统和内分泌系统控制,基本不会受到用户主观的影响,可以更客观、真实地反映用户的情感状态,使得评估更加全面可靠。研究愤怒情境下驾驶者操作主要驾驶任务的认知负荷对驾驶体验的影响,并采用VACP模型预测驾驶过程的认知资源占用,提出多模态交互平衡模型,以改善负面驾驶情绪,提高驾驶者的用户体验。通过多模态交互生理实验分析不同情境下多模态交互组合方案对情绪调节的效果,最终综合评价各个交互方案的优先度。构建基于深度学习的多模态交互情绪调节系统及智能车载产品情感体验设计策略,以智能车载产品的情感体验设计为例验证论文所提方法的有效性。对智能车载产品在驾驶场景下的应用找到新的突破口、提高相关产品工业设计水平和市场竞争力有着显著意义。论文的主要工作与贡献包括以下几个方面:(1)构建智能车载产品情感体验模型及多模态交互机制,解释人机交互过程中的认知机理和情绪调节机理,有效探究智能汽车多模态人机交互的本质。通过文献分析,梳理驾驶情绪状态对驾驶体验的影响,总结情绪量化的评价指标及方法。结合实证分析,验证负面驾驶情绪的诱发因素以及情绪对驾驶行为的影响。在理论分析和设计研究的基础上,构建智能车载产品多模态交互情感体验设计指标体系及智能车载产品多模态交互情感体验模型。(2)建立驾驶者的情绪与生理信号指标之间的关系模型,探究驾驶情绪与心电、皮电、表面肌电、呼吸以及脉搏信号之间的相关关系,为智能、实时识别驾驶愤怒情绪提供量化方法。通过梳理情绪相关的基础理论、情绪诱发方法以及情绪识别算法,搭建生理信号驱动的驾驶情绪识别实验,提出生理信号特征提取方法和情感识别算法模型。探究驾驶情绪与生理指标之间的相关关系,确定影响驾驶情绪的关键指标和情绪识别算法。(3)针对愤怒驾驶情绪展开研究,构建愤怒情绪调节的多模态交互平衡模型,探究驾驶情境、愤怒情绪与认知负荷之间的关系,形成多模态交互在驾驶场景下进行愤怒情绪调节的自然化方法。搭建模拟驾驶实验,结合NASA-TLX量表分析不同驾驶情境以及愤怒驾驶情绪下的认知负荷。结合VACP量表进行愤怒情绪下的认知负荷预测,确定愤怒情绪与认知负荷之间的关系,分析在驾驶者产生愤怒情绪时的认知资源占用,并提出多模态交互平衡模型进行愤怒驾驶情绪调节,通过模态补偿有效地缓解愤怒情绪。(4)搭建多模态交互的模拟驾驶实验,展开愤怒驾驶情绪调节研究,提出更自然的愤怒情绪调节人机交互方法。对视觉、听觉、嗅觉三种模态进行研究,验证不同模态交互方案对愤怒驾驶情绪调节的有效性。结合统计学工具SPSS分析多模态交互方案在愤怒驾驶情绪调节前后的差异,结果表明,多模态交互方法对于驾驶愤怒情绪调节具有有效性,其中,嗅觉交互对于愤怒驾驶情绪调节具有显著优势。(5)展开基于深度学习的多模交互情绪调节系统设计及智能车载产品应用思路验证。综合分析不同模态组合方案对于驾驶情绪调节的优先排序,并提出基于深度学习的多模态交互情绪调节算法框架。构建智能车载产品情感体验设计策略,提出智能车载产品情感体验设计开发流程,并以智能车载产品的情感体验设计为例进行产品应用思路的验证。通过上述研究工作,在对驾驶者情绪及时检测识别的基础上,提出了用于驾驶情绪调节的多模态交互方法模型及情绪调节系统设计方案,提高驾驶者车内人机交互的整体满意度和愉悦度,为解决多模态交互情境下的用户驾驶体验设计提供理论参考和方法指导,为智能座舱中智能车载产品设计的多模态接口提供建议。
其他文献
吩噻嗪(Phenothiazine)是一种由硫、氮原子连接两个苯环组成的具有三环骨架的芳香杂环化合物,因其独特的结构与性质引起了人们的广泛关注。自1883年以来,人们成功构筑了结构多样化的吩噻嗪衍生物并将它们应用于药物、光电材料、光催化等领域。然而具有π共轭延伸结构的吩噻嗪衍生物还鲜有报道。π共轭延伸结构可以调控吩噻嗪衍生物的光电性质,从而赋予它们优异的光催化性能。本论文致力于合成一系列π共轭延伸
学位
纳米材料/纳米复合材料的表/界面效应使其具有多方面的特殊性能,在众多领域得到了越来越广泛的应用,近年来一直受到学者们的关注。压电复合材料具有优良力、电耦合特性,广泛应用于传感、驱动等领域。压电复合材料的宏观有效性能是智能结构中传感、驱动元件设计所必须的参数,对其研究具有重要意义。本文同时采用细观力学广义自洽法和压电纤维周期分布模型,研究了圆截面纳米压电纤维复合材料的有效反平面性能,主要工作如下:(
学位
2017—2019年对‘大粒黑’‘布劳德’‘丹丰’共3个引进黑穗醋栗品种的生物学特性和物候期观测、果实经济性状等进行了研究,以期丰富天津的黑穗醋栗优良品种资源,筛选出适宜当地栽植的优良黑穗醋栗品种。结果表明:‘大粒黑’‘布劳德’‘丹丰’在天津蓟州地区均能正常生长结果,‘大粒黑’‘布劳德’‘丹丰’果实较整齐,均为紫黑色。3个品种黑穗醋栗果实花青素、原花青素含量无明显差异,与引种地相比含量均有所下降。
期刊
近年来随着教育理念的提升,家长和社会对学前幼儿的重视度普遍提升。在多年的幼儿园教学工作中,笔者发现在幼儿大班期间,家长对幼儿“学到什么”关注度非常高。幼儿园教育理念的教学范围和小学知识性教育有本质的区别,基于幼升小、“教育起跑线”等教育观点的出现,家长对幼儿园知识性内容的学习有一定的要求。然而“禁止幼儿园小学化”也在本质上规定了幼儿园教育内容的大框架。很多家长将片面的教育观点和对幼儿的期待放到了幼
期刊
神经性疾病严重威胁着人类健康,随着对神经疾病机制的深入探究,研究发现神经兴奋性中毒与神经性疾病(如:脊髓损伤、癫痫等)的发生、发展密切相关。神经兴奋性中毒,是指由于兴奋性神经递质促使神经元持续过度活化引发的一系列神经毒性,最终导致细胞死亡和神经功能丧失。近年来,贵金属基纳米材料由于具备独特的物理化学性质,在能源催化、生物传感和疾病治疗等领域呈现出巨大的应用价值。因此,结合神经疾病微环境的特点和贵金
学位
具有负泊松比特性的结构材料是近几年来的热门研究课题。负泊松比材料为材料学、建筑学、土木工程学和航空航天等方面拓展出了新的领域。其中镍钛形状记忆合金作为材料的负泊松比结构的独特优良性能在高新技术领域尤其是仿生学方面有广阔的前景。本文研究基于负泊松比支架结构,实现柔性管道内衬可往复收缩与舒张,同时具有前后蠕动的括约功能。为此,设计了手性胞元结构并将其组合成三维结构支架,使其整体结构具有负泊松比;仿生人
学位
二维层状分子筛由于具有出色的外表面和可修饰的层间结构,能够大大增加活性位点的可及性和衍生新结构,被研究者广泛关注。本论文从新型层状分子筛前驱体的设计合成出发,通过对其形成机制的探究讨论和对层间结构修饰后处理,旨在得到新型层状分子筛及其衍生材料,进一步拓展层状分子筛的合成及应用。第一部分使用含有C10长链的有机结构导向剂1-癸基-2,3-二甲基咪唑盐设计合成了具有更大层间距的新型MTF分子筛前驱体E
学位
目的:探究替米沙坦联合阿托伐他汀钙对脑梗死合并高血压患者的临床治疗效果。方法:将2018-05~2020-05来我院住院治疗的93例脑梗死合并高血压患者按照随机数字表法分为甲组与乙组,其中甲组46例采用匹伐他汀钙片联合雷米普利治疗,乙组47例则采用替米沙坦联合阿托伐他汀钙治疗。对比两组治疗前后的收缩压、舒张压及神经功能等情况,并对比不良反应情况。结果:治疗后乙组的SBP、DBP及NIHSS评分均低
期刊
人类文明新形态是中国共产党基于百年奋斗经验与展望未来发展蓝图所凝练的重要政治概念。人类文明新形态尽管有着诸多维度,但其中最具有辨识度、最具广泛号召力的维度就是反贫困维度,人类文明新形态的民族性逻辑、世界性逻辑与现代性逻辑的展开过程中均体现出强烈的反贫困意蕴。中国共产党领导人民,先后创造了新民主主义革命时期以土地斗争为主要标识的反贫困成就,社会主义革命和建设时期以实现工业化为主要抓手的反贫困成就,改
期刊
学科大概念是单元整体教学设计的核心。从教学内容、学情、试题进行教学现状分析,基于课程标准、学科本质、学生认知构建学科大概念,进行学科大概念统领下的高三有机复习教学设计与实践,促进学生化学学科核心素养的发展。
期刊