《增強現(xiàn)實型抬頭顯示系統(tǒng)人機交互設計指南》一、工作簡要過程 （一）任務來源 （二）必要性及可行性分析 （三）主要起草單位及任務分工 （四）主要工作過程 二、標準編制原則和主要內(nèi)容 （一）編制原則 （二）標準主要內(nèi)容 三、采用國際標準和國外先進標準情況 四、主要關鍵指標及試驗驗證情況 五、與現(xiàn)行法律、法規(guī)和政策及相關標準的協(xié)調(diào)性 六、貫徹標準的要求和措施建議 七、廢止現(xiàn)行相關標準的建議 八、其他需要說明的事項 1標準。2023年12月1日，中國汽車保修設備行業(yè)協(xié)會下發(fā)關于《道路運輸車輛標桿車型技術要求第1部分:廂式貨車》等4項團體標準立項的公告（中汽保協(xié)字（2023）42號），《增強現(xiàn)實型抬頭顯示系統(tǒng)人機交互設計指南》（立項變更為系C-V2X白皮書》指出HUD作為網(wǎng)聯(lián)汽車中重點發(fā)展的人車交互技術，已成為智能座艙的重要組成部分，并將為網(wǎng)聯(lián)自動駕駛技術的發(fā)展鋪路。目前，HUD技術迭代經(jīng)歷了組合型（C-HUD）、風擋型（W-HUD）和增強現(xiàn)實型（AR-HUD）三個階段。AR-HUD利用增強現(xiàn)實技術將虛像信息和現(xiàn)實路況實時疊加，改善駕駛?cè)嗽赪-HUD與環(huán)境間的注意切換導致駕駛?cè)瞬荒芡瑫r處理HUD信息與真實環(huán)境信息的問題，可有效優(yōu)化駕駛體驗，被認為是保障網(wǎng)聯(lián)然而，目前有關HUD技術的標準仍然比較匱乏，尤其是在系統(tǒng)測試及效用評估方面。美示器光學性能測試方法》都僅對HUD技術的光學性能測試及要求進行了規(guī)定，但以上標準對規(guī)程內(nèi)容更全面并保持行業(yè)領先優(yōu)勢及發(fā)揮引導示范作2比亞迪汽車工業(yè)有限公司、東軟集團、梅賽驗與審核工作，中國汽車工程研究院股份有限公司、北京工根據(jù)任務要求，中國汽車工程研究院股份有限公司于2023年8月成立了標準編制專項工作目任務書，并確定中國汽車工程研究院股份有限公司根據(jù)團體標準項目任務書要求，中國汽車工程研究院股份有限公司于2024年1月-2024年43理解和總結(jié)，開展標準檢測項目和評價方法合理性測試驗5）2024年10月，該標準征求意見稿（初稿）經(jīng)中國汽車保修設備行業(yè)協(xié)會運輸裝備專業(yè)再次提交中國汽車保修設備行業(yè)協(xié)會運輸裝備專會秘書處審核后，報中國汽車保修設備行業(yè)協(xié)考慮不同功能的多樣化需求，確保設計能夠兼容多種駕在編寫標準時，應基于對當前AR技術、傳感器應用以及顯示設備的全面調(diào)研，分析行業(yè)4并提升行業(yè)的整體競爭力，確保AR-HUD本標準在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標文件、術語和定義、總體原則、AR-HU5光照條件下的可讀性和清晰度，同時強調(diào)信息層次的清晰GB5768.2-2022道路交通標志和標線第DB4403/T358—2023智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛系ISO9241-303:2011ErgonomicsofhumanISO15008:2017Roadvehicles—Ergonomicsystems—Specificationsandtestproceduresforin-vehiclevisua6息、認知負荷、視覺疲勞、連續(xù)可用信息及臨時發(fā)布整顯示信息，提高使用滿意度。界面信息與其他顯示系統(tǒng)保持互的界面設計特點和需求，明確了視覺設計車輛狀態(tài)、安全預警、導航提示和通訊娛樂，備適當大小以提高識別性。關于動態(tài)設計原則7系統(tǒng)交互信息界面情境化設計研究》《車載HUD的人機界面設計》和《風擋上的進階革命：AR-HUD車載信息系統(tǒng)的界面設計探索》。按照信息的功能將視覺信息劃分為車輛狀態(tài)信息、安全預警信息、導航提示信息和通訊娛樂信息，旨在優(yōu)化ARHUD系統(tǒng)的信息呈現(xiàn)方式，提高提升ARHUD系統(tǒng)的信息呈現(xiàn)效果，確保駕駛員能夠在駕駛過程中迅速獲取對駕駛?cè)蝿兆顬殛P這些定義和優(yōu)先級設置，ARHUD設計可以更加合理地分配信息展示資源，確保關鍵信息能夠及時、清晰地傳遞給駕駛員，從而提升駕駛安全性和用戶5.2.2.2.3信息數(shù)量限制參考文獻《車載平視顯示系統(tǒng)界面優(yōu)化設計研究》。當顯示信息數(shù)要信息進行優(yōu)先排序，突出顯示重要度最高的1-3個類別的提示信息，同時降低低重要度信息85.2.3.2.1HUD位置及其顯示信息參考文獻《Preliminaryhumanfactorsguidelinesforcrashavoidancewarningdevices(ReportNo.DOTHSHUD（抬頭顯示器）的定位和顯示信息原則旨在確保駕駛員在駕駛過程中能夠清晰、方便地獲取關鍵信息，從而提高駕駛安全性和操作便捷性。HUD需具備調(diào)節(jié)功能，以適應不同駕駛便于駕駛員快速響應；此外，應最小化在HUD上連續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定值信息的使用，以減少視覺干認知效率，提煉不同區(qū)域的認知效率排序，進而支持ARHUD人機交互設計。根據(jù)各區(qū)域認讀效率，設計各區(qū)域內(nèi)顯示對應的信息類型，利于駕駛實驗設計及結(jié)果：根據(jù)文獻《車載平視顯示系統(tǒng)交互信息界面情境化設計研究》宜將9種方案，將在高速和城市道路中各依次進行6種方案。采集駕駛?cè)嗽诔鞘泻透咚俚缆分懈鲄^(qū)域?qū)Σ煌瑓^(qū)域的認讀反應時間由小到大排序一致為：區(qū)域二>區(qū)域六>區(qū)域五>區(qū)域四>區(qū)域三>區(qū)域一。根據(jù)駕駛?cè)嗽诓煌瑓^(qū)域的認讀反應時間指標排序，獲得各區(qū)域的信息認讀5.2.3.2.2顯示區(qū)域信息布設參考文獻《Auditoryandothersensoryformsofinformationpresentation》和《CarCoach:Apoliteandeffe合信息類型和區(qū)域認讀效率結(jié)果，設計各區(qū)域的顯示信息。色/藍色等容易混淆的對比組合，以減少誤判。保持色彩在不同信息類型中的一致性，確保信分辨率高的色彩，如藍底白圖的配色方案，可以顯著提升交通指5.2.5.2.1AR-HUD的文字和圖標尺寸主要依據(jù)視），本方法適用于在視覺設計文字/圖標尺寸定義階段，以下結(jié)論均適用于在視覺設計文字/圖標尺選擇文本和圖標的最佳高度為20弧度分，最小高度為16弧度分（針對時間要求嚴格的）和12速、準確地識別和理解顯示內(nèi)容。參考了ISO/TR7239《公共信息符號的開發(fā)與應用原則》，），針對車速文本尺寸信息顯示，依據(jù)參考文獻的推薦尺寸近似選擇6種文字尺寸展開認知效結(jié)果，對車速尺寸的推薦進行排序。車速文本尺寸高度宜在46mm左右。該實驗結(jié)果與推薦的最小尺寸高度（針對時間要求嚴格的為16弧度分，約34.9mm；針對時間要求不嚴格的為12弧度分，約26.2mm，推薦尺寸h計算公式見針對導航文本尺寸信息顯示，依據(jù)參考文獻的推薦尺寸近似選擇6種文字尺寸的認知效率圍通常為14mm-64mm，考慮到AR-HUD界面顯示信息要有大小層級變化，因此將導航的數(shù)字33.2mm、42.8mm、52mm。駕駛?cè)诵枰J讀當前的導航信息。共有39名駕駛?cè)藚⑴c實驗。被試依次經(jīng)歷6種導航尺寸方案，采集駕駛?cè)藢γ糠N導航尺寸的認讀反應時間。實驗結(jié)果顯示，讀反應時間的實驗結(jié)果，對導航尺寸的推薦進行排序。導航文本尺寸高度宜在33.2mm左右。該實驗結(jié)果與推薦的最小尺寸高度（針對時間要求嚴格的為16弧度分，約34.9mm；針對時間要求不嚴格的為12弧度分，約26.2mm，推薦尺寸h計編寫依據(jù)：參考了ISO/TR7239《公共信息符號的開發(fā)與應用原則》，該文獻強調(diào)符號設計應具有高可見性和易讀性，以確保在快速瀏覽的情況下，駕駛?cè)诵枰J讀當前的導航信息。共有39名駕駛?cè)藚⑴c實驗。被試依次經(jīng)歷6種圖標尺寸編寫依據(jù)：實驗結(jié)果表明，在6組測試圖標中，189mm的圖標尺寸具有最短的認讀反應時間，這意味著它的認知負荷最低，駕駛員能夠最快速地識別。154mm和119mm的尺寸緊隨其后，表明在這些范圍內(nèi)圖標的可識別性依然較高。因此，推薦的圖標尺寸區(qū)間應集中在根據(jù)視覺人因?qū)W研究，駕駛員通過AR-HUD看到的虛像距離為7.5米，視角大小直接影響圖標的可視性。以84mm和189mm為上下限，分別對應的視角為34弧分和86常規(guī)車載環(huán)境中的2D圖標展示。研究表明，視角在30-90弧分之間時，圖標的可視性和識別速標能夠兼顧快速識別與視覺舒適性，降低因識別不及時國際標準如ISO15008《道路車輛—駕駛員視覺信息的評價方法》中，對像距離下的認讀要求做了詳細規(guī)定。結(jié)合該標準中的建議，在7.5米的視距下，2D圖標的尺寸區(qū)間宜確保駕駛員在動態(tài)駕駛場景中可以輕松讀取信息。圖標的高度區(qū)間為84在ARHUD設計中，字符的清晰度和可讀性需要滿足一定條件，才能使駕駛員能夠在短時編寫依據(jù)：根據(jù)《In-VehicleDisplayIconsandOtherInformationElements:VolumeI》和AdvancedIn-VehicleInformationandCommunicationSystems,Inc駛員在面對不同字體顯示的駕駛相關信息時的認/Daytona<微軟雅黑/Arial<華文楷體/Unitext<華文宋體/Burlingame<華文仿宋/Mayberry<微軟雅黑/Roboto。根據(jù)認讀反應時間的實驗結(jié)果，對字體類型的推薦進行排序。無襯線字體5.2.6.2.1交通圖標，現(xiàn)有的交通圖標經(jīng)過長期使用，駕文化和語言環(huán)境下都具有較高的識別度和可理解性，這使得它們成為ARHUD警示信息圖標的持圖標與實際道路標識一致，能夠顯著提升信息的5.2.6.2.4文字和圖標布局，參考文獻《Hick'slawforchoicereactiontime:Areview》。簡化HUD界面的文字和圖標布局，確保駕駛員能夠快速理解并作出反應，減少駕駛員的認知負在需要快速決策的駕駛場景中。通過控制圖標數(shù)量在1-3個之間，并將最關鍵的信息以單一設圖標尺寸的比例為1/3時，視覺認知績效最佳，而當間距比例超過2/3時，搜索難度逐漸增加。Specificationsandtestproceduresforin-vehiclevisualpresentation(ISO15008)》指出，文字行距相關的信息聚合在一起，可以減少信息的分散性，使駕駛員更場景下，記錄瞳孔面積的波動情況并與視覺設計的和攝像設備記錄駕駛員的反應時間，確保信息?？捎眯院陀脩粜枨蠓治?。ARHUD宜特別關注增強現(xiàn)實元素的交5.3.1.2.1AR動態(tài)信息分類，參考文獻《增強現(xiàn)實技術在車輛導航系統(tǒng)中的應用研究》。在ARHUD（增強現(xiàn)實平視顯示系統(tǒng)）中，將動態(tài)信息劃分為導航類、警示類和道路環(huán)境提示5.3.1.2.2AR動態(tài)信息優(yōu)先級，參考文獻《駕駛注意力分配與信息顯示優(yōu)先級研究》。駕駛員在駕駛過程中的注意力資源有限，因此在ARHUD（增強現(xiàn)實平視顯示系統(tǒng)）設計中，必5.3.1.2.3AR動態(tài)信息提示形式分類，參考文獻《多模態(tài)交互在增強現(xiàn)實平視顯示系統(tǒng)中的應用》和《駕駛員注意力分配與信息提示策略》。在ARHUD設計中，多模態(tài)信息提示能夠力的干擾，以維持駕駛安全，在ARHUD設計中，建議動態(tài)信息提示方式采用條形或閃現(xiàn)在設計ARHUD的視覺提示時，應優(yōu)先考慮將關鍵信息放置在駕駛員的中央視野或視角角度較小的位置，以確保信息能夠被快速且準確地識別，從而提高5.3.1.2.63D預警圖標類型的推薦順序，3D預警圖標類型需要有足夠的視覺顯著性，以保證快速吸引駕駛員注意力。基于此，需要通過測試來確定AR-HUD界面中合適的3D預警圖標類型，以確保在緊急情況下能夠迅速引起駕駛員色矩形框。旨在通過測試駕駛員在面對不同類型的3D預警圖標時的認知效率去確定3D預警圖次經(jīng)歷3種圖標類型方案，采集駕駛?cè)藢γ糠N圖標類型的視認反應時間。實驗結(jié)果顯示，視認反應時間由小到大排序為：紅色矩形框<紅色三根據(jù)視認反應時間的實驗結(jié)果，對3D預警圖標類型的推薦進行排序。3D預警圖標類型的5.3.2.2.2和5.3.2.2.3合適或不考慮到不增加駕駛員的認知負擔。因此，在設計ARHUD動畫過渡效果時，建議根據(jù)信息的重5.3.2.2.4和5.3.2.2.5AR動態(tài)信息宜滿足的原則，參考文獻《車載AR-HUD道路安全提示信設定，可以提高駕駛員對關鍵信息的反應速度，減少事故發(fā)生的風險。ARHUD設計原則中對AR動態(tài)信息的可預見性、及時性、實時性的要求是為了確保駕駛員在各種路況下能夠安全、5.3.3.2.1通知信息，參考文獻《Evaluationoftheeffectsofage-friendlyhuman-machineinterfacesonthedriver’stakeoverperformanceinhighlyautomatedvehicles》。當駕駛員需要從的工作量，并提高駕駛員的態(tài)度。在設計ARHUD時，建議每隔30至50秒向駕駛員提供車輛運5.3.3.2.2警示信息，參考文獻《Proposalforthe01seriesofamendmentstoUNRegulation在關鍵時刻能夠迅速且正確地響應。5.3.3.2.3提示信息，參考文獻《Proposalforthe01seriesofamendmentstoUNRegulationNo.157(AutomatedLaneKeepingSystems)》。在ARHUD設計中，提供定制化的操作指引是為負擔和潛在的駕駛風險。通過結(jié)合AR圖像動態(tài)操作視覺指引和語音指引，駕駛員可以更直觀地理解車輛狀態(tài)和所需采取的行動，這有助于提高升系統(tǒng)在復雜駕駛環(huán)境中的表現(xiàn)至關重要，特別是在信息更新本動態(tài)設計方案驗證通過對延遲時間、AR圖像識別延遲時間、AR圖像追隨延遲時間、AR取關鍵信息。HUD界面元素的數(shù)量建議控為2-3個。信息超過最佳數(shù)量時，優(yōu)先顯示重要在ARHUD設計中，信息反饋的一致性是為了確保駕駛員在接收信息時能夠快速識別并做出正駛員對信息提示的信任感，從而在關鍵時刻能夠依賴這些信息做出決策。因此，在ARHUD的5.4.1.2.3信息簡潔性，參考文獻《車載平視顯示系統(tǒng)界面優(yōu)化設計研究》。在ARHUD設5.4.2.2.1和5.4.2.2.2駕駛相關信息優(yōu)先，參考文獻《基于視覺認知負荷的車載HUD界面設計優(yōu)化研究》。駕駛員在面對復雜的駕駛環(huán)境時，需要解決車載HUD信息量增多、結(jié)構(gòu)認知能力，應優(yōu)先選擇與駕駛相關情況、重要、緊急5.4.3.2.1界面風格布局一致性，參考文獻《ResearchontheUsabilityDesignofHUDInteractiveInterface》。在ARHUD設計中，針對不同的功能模塊設計統(tǒng)一的界面風格和5.4.3.2.2支持多模態(tài)交互，參考文獻《UsabilityStudyofMulti-modalInterfacesUsing少誤差，增強用戶的愉悅感，提升ARHUD界面的5.4.4.2.1顯示關鍵信息，參考文獻《AutomotiveHead-UpDisplaySystems:ABibliometricandTrendAnalysis》。在ARHUD設計中，考慮到駕駛員的注意力分配，為了確保他們能夠快當某一特定功能（如車速警告）處于運行狀態(tài)時，HUD宜只顯示駕駛?cè)怂枰年P鍵信息即可。因此，HUD系統(tǒng)在信息呈現(xiàn)時宜重點突出駕駛?cè)诵枰年P鍵信息，以避免駕駛?cè)艘蛐畔⑦^載而分心，還可以優(yōu)化信息顯示的效率，減少對5.4.4.2.2易于閱讀和理解，參考文獻《ResearchontheUsabilityDesignofHUDInteractive5.4.4.2.3提供清晰的指示，參考文獻《User-CenteredInformationArchitectureofVehicleAR-HUDInterface》。在ARHUD設計中，過多的虛擬信息可能干擾駕駛員對周圍環(huán)境的注意力，影響駕駛判斷。HUD宜根據(jù)駕駛員需求顯示關鍵狀態(tài)信息，如車輛維護提示，以幫助駕5.4.4.2.4提供反饋，參考文獻《TowardstheAutomotiveHMIoftheFuture:OverviewoftheAIDE-IntegratedProjectResults》。在ARHUD設計中，AIDE項目專注于汽車人機界面的集成和適應性設計，強調(diào)了系統(tǒng)宜提供明確的操通過在三輛原型車中的測試和評估，該項目證明了信心，減少操作不確定性，從而提升駕駛的安全性和駕駛Goal-directedandStimulus-drivenDrivingTasks》。在ARHUD設計中，盡管AR-HUD在碰撞預為了減少駕駛員因視覺遮擋或亮度過高而引發(fā)的干擾，提升信息傳達的有效性，HUD的位置和亮度建議符合相關要求，以確保駕駛?cè)丝梢栽诓环稚⒆⒁?.4.4.2.6提供撤銷功能，參考文獻《EvaluationandOptimizationofIn-VehicleHUDDesignbyApplyinganEntropyWeight-VI