随着自动驾驶技术的逐渐成熟,自动驾驶汽车(Automated vehicles)已经开始进入人们的生活,而其中自动驾驶操纵权切换所产生的安全与用户体验难题也逐渐受到重视。Level3自动驾驶背景下,驾驶员需要在自动化系统遇到无法处理的交通情况时恢复对汽车的控制。然而驾驶员在自动驾驶过程中可以进行非驾驶相关任务,因此视觉听觉通道容易被占用,导致错过接管请求警示。随着触觉显示技术(Tactile displays technology)的成熟,触觉通道警示成为了解决视觉听觉通道被占用问题的新思路。本文在理论研究的指导下,对自动驾驶用户体验与认知要素进行了研究与归纳,并结合汽车座椅文献研究,对驾驶触觉显示器的分布位置进行了分析,确定了坐垫为本实验的触觉显示器载体,并进行了汽车坐垫设计。总结了自动驾驶接管的情境特征和人为因素,得出自动驾驶接管系统触觉显示策略的设计目标与需求,并完成了分层振动警示与方向振动警示的策略设计。结合汽车坐垫体压分布研究,设计了以汽车振动坐垫为载体的触觉显示器,并开发了自动化脚本驱动触觉显示器,完成了触觉显示系统的开发。为了验证自动驾驶接管系统触觉显示设计策略,本文在实际路况上行驶的汽车上进行实验,通过分析被试对触觉显示器的振动评价和反应时间,得出不同模式的振动的对用户体验与认知的影响,并得出了合适的自动驾驶接管振动警示的振幅、频率、分层警示策略和方向警示策略。在自主开发的自动驾驶模拟系统环境下,对分层振动警示策略和方向振动警示策略的可用性进行验证,研究振动警示在多通道警示中的影响。实验表明,分层振动警示能提高风险认知和接管绩效,但没有证据表明对用户体验有显著影响;方向振动警示能提高接管绩效和用户体验,但实验没有获得显著影响风险认知的证据;视觉听觉通道警示叠加触觉通道警示之后,接管绩效、风险认知和用户体验均有提高。本文最后总结研究成果,完善了自动驾驶接管的触觉显示系统,并进行评估实验,实验表明,触觉显示系统能够显著提高接管绩效、用户体验和认知。