基于认知心理学理论对车载导航系统人机界面的研究-胡伟.docx

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1、分类号 J04 学号 0712231276 壶要達痰科技太營 学位论文 基于认知心理学理论对车载 导航系统人扭 *界面的研究 作者 _ 胡伟 指导教师姓名 樊超然教授 申 请 学 位 级 别 硕士 专 业 名 称 设 计 艺 术 学 论文提交日期 2013.05论文答辩日期 2013.05 “m n-rtirf-*i-ir- r-|-in I 1;i n. I r i i ； * T , , ; V V V. . A： ， r_、 . . r， K s /； 学位授予单位 备表玫痰科技太營 答辩委员会主席 吉晓民 :,. . . . . . 评阅人 胡志刚 声 明 本人郑重声明我所呈交的学位论

2、文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经 发表或撰写过的研宄成果，也不包含本人或其他人在其它单位己申请学位或为其它用途使 用过的成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名 : 日期：如 /i 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校 可以公布学位论文的全部

3、或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论 文。 (保密的论文在论文解密后应遵守此规定 ） 论文作者签名 : 指导教师签名： 日期 A/AJW 本人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论 文收录到有关 “ 学位论文数据库 ” 之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。 同意论文 提交后滞后： 半年； 一年； 二年发布。 论文作者签名：指导教师签名： In the improvement program the thesis adopted the latest technology :Heads up display and Holigraphic

4、 projection which transferred the way of the existing navigation message display from the navigation screen to the front windshield and the road which lessened the distraction of the drivers concentration ,avioded the interference of the users sensory channel ;It also redesigned the enter location a

5、nd the system icon in order to make the improvement program correspond the users psychological demands eventually . The thesis processed the results of the questionnaire by using the mathematical statistics and analyzed the validity and reliability of the results ,it demonstrates the improvement pro

6、gram of the vehicle navigation system from the perspective such as physiology ,psychology ,environment and so on ,the argumentation proves that the program well solved the users trouble when using the existing navigation system ,and it proves that the improvement program offers the users a design pl

7、an which is not only safe and reliable but also quick and easy .At the same time , the conclusion made by the improvement program provides theoretical reference accordingly for the research institutes and manufacturers of the vehicle navigation system . Key words : Human-Machine Interface； Cognitive

8、 Psychological； Vehicle Navigation System Thesis Type : Application Research 目 录 1绪论 . 1 1. 1引言 . 1 1.2课题研究的目的 . 1 1.3课题研究的意义、价值 . 1 1. 4课题研究的现状 . 2 2理论基础 . 4 2 . 1人机界面 . 4 2.2认知心理学 . 5 2.3车载导航系统 . 6 3调研分析 . 7 3.1相关条件假设 . 7 3.1.1环境条件假设 . 7 3.1.2目标人群假设 . 7 3.2目标人群细分 . 8 3.2.1目标人群价值观分析 . 8 3.2.2目标人群生理

9、特征分析 . 8 3.2.3目标人群操作习惯分析 . 9 3.3调查问卷样本容量的估算 . 9 3.4影响目标人群使用车载导航系统的因素分析 . 10 3.4.1问题的提出 . 10 3.4.2因素归类 . 13 3.4.3因素排序 . 14 3.5调研结果分析 . 16 3.5.1目标人群调查问卷分析 . 16 3.5.2车载导航系统调查问卷分析 . 19 3.6效度、信度分析 . 30 3.6.1效度分析 . 30 3.6.2信度分析 . 32 I 3.7整理汇总 . 33 4用户模型建立 . 34 4.1用户思维模型 . 34 4.2用户行动模型 . 35 5论证 . 37 5.1论点的

10、提出 . 37 5.2理论论证 . 42 6结论 . 50 6.1总结 . 50 6.2创新点 . 50 6.3下一步的研究方向 . 50 6.4展望 . 51 致谢 . 52 参考文献 . 53 附录一目标人群调查问卷 . 55 附录二车载导航系统调查问卷 . 56 附录三攻读硕士期间发表的论文 . 58 1绪论 1.1引言 从来没有一个时代像今天一样让人叹为观止，科技、能源、信息、交通、产 业、文化等等各方面都以前所未有的加速度向前发展。 20世纪 80年代以来，信 息技术和网络发展在很大程度上改变了整个工业的格局，信息产业开始取代钢铁、 汽车、石油化工、机械等传统产业，成为知识经济时代的

11、主力军。以此为契机， 工业设计的主要方向也开始了战略性的转移，由传统的工业产品转向以计算机为 代表的高新技术产品，与此同时，产品人机界面也开始被人们重点关注起来，在 此期间产生了许多经典性的作品，丰富的人机交互能力，合理的界面结构安排， 使产品既包含丰富的信息，又方便人们的操作使用。然而绝大多数的产品人机界 面设计都不尽如人意，有许多产品的人机界面不但没有方便我们的使用，反而为 我们带来很多的麻烦，甚至已经危及到我们的生命。 随着我国私有车辆的不断增加，我国已经成为世界上超过日本的第二大汽车 拥有国，车载导航系统的发展也出现了迅猛的态势，以此同时，因为车载导航系 统而发生的交通事故也频繁发生，

12、市场现 有导航产品种类繁多，但安全性难以保 障。因此，如何能设计一款安全可靠、方便快捷的车载导航系统成为我们目前的 迫切需要。 1.2课题研究的目的 本文基于认知心理学原理对用户在驾驶过程中查看及操作车载导航系统时的 注意、知觉、学习、记忆、思维等一些列认知问题进行分析，并通过访谈和调研 发现现有车载导航系统存在的问题以及用户的期望，通过改进车载导航系统人机 界面设计从而为驾驶者提供一个安全可靠、方便快捷的操作平台，与此同时，为 汽车生产厂家设计车载导航系统时提供参考。 1.3课题研究的意义、价值 截至 2011年底，全国机动车保有量为 2.25亿辆，其中汽车 1.06亿辆；全国 机动车驾驶人

13、为 2.36亿人。已经超过日本，成为全世界第二大机动车保有量大国。 汽车行业的飞速发展带动了车载导航市场的巨大潜力，截止 2007年底，中国轿车拥 有车载导航系统不及十分之一。欧美国家约有四分之一的车辆安装了车载导航系 统，日本汽车安装车载导航系统高达 60%。以此同时，我国的车载导航系统研发 属于刚刚起步阶段，和国外相比，我国的车载导航系统市场具有巨大的潜力。根 据最新的日本日经 MA市场调查显示，中国车载导航系统在 2015年底产值将达 到 1000亿元人民币。由此看来，车载导航系统的研发已成为必然趋势。 与此同时，因为车载导航系统而发生的交通事故也频繁发生，市场现有导航 产品种类繁多，但

14、安全性难以保障， 2009年，全国共发生道路交通事故 238351 起，造成 67759人死亡、 275125人受伤，直接财产损失 9.1亿元。 2012年，全国 私家车导致的事故起数、死亡人数上升 5.5%和 6.5%，分别占机动车肇事总数的 68.7%和 58.8%，比 2011年上升 6.4和 6.2个百分点。这其中有 1.5%的交通事故 是由于操作车载导航系统失误引起的。 根据中国道路交通事故网数据统计显示， 85%以上的交通事故是由于驾驶员 的注意力分散造成的，驾驶员在操作车辆多媒体设备或是查看地图，平均有 10 秒钟的时间视线是离开道路的，如果遇到复杂路况或者紧急情况，一般都会引起

15、 交通事故。同样由于车载导航系统地图不匹配的情况而导致的道路交通事故而造 成的巨大经济损失也相当惨重，英国道路事故统计网统计数据显示，每年英国由 于货物运输车辆车载导航系统的地图指引错误而造成的路面及桥梁损坏就达到一 千万英镑 。与此同时，由于救援车辆的车载导航系统的错误引导而导致的未能及 时到达救援现场而造成的次生事故也频繁发生。 所有的情况都指向一个问题，驾驶员的认知通道分配与车载导航系统所提供 的信息的矛盾，如何更好地分配驾驶员的认知通道并合理的控制车载导航系统所 提供的信息量是我们设计车载导航系统的关键所在。 本课题中我们根据国人的驾驶习惯和表达习惯，采用认知心理学的分析方法 将驾驶人

16、员在察看和操作车载导航系统中出现的认知问题以及用户的诉求重新定 义和设计。 1.4课题研究的现状 10年来，车载导航技术在中国取得了巨大的进展。导航产业形成了完整的产 业链。产业规模超过 150亿元。 2009年，近 200个车型开始预装导航，车载导航 总销量近千万台，车载导航系统逐渐被广大驾驶员所接受。 车载导航系统研发的重点与手机导航、 PND便携式导航有同有异。车载导航 技术将更紧密地与汽车企业的业务需求相结合。车载导航系统将更加注重动态化 2 和现实性。从司机使用的角度要求更加易用更加直观，更多与车载辅助功能相结 合，是未来智能汽车发展的必要环节。 国外许多大 品牌汽车的车载导航系统做得很出色，例如日本的丰田、宏达、尼 桑，德国的宝马等。国内目前研究车载导航的主要是清华大学 -瑞图万方联合导航 中心。目前全世界车载导航系统的研发普遍研究的重点是车载 Telematics技术、 动态交通信息技术、地图增量更新技术、 3D导航技术及实景导航技术等。专门基 于认知心理学理论研究车载导航系统的目前尚属探索阶段。