随着智能座舱系统复杂度的提升，车载人机交互界面（HMI）的设计已超越单纯的视觉美感与功能逻辑，更需在实际驾驶场景中系统评估其可用性、安全性与用户负荷。本文围绕"原型设计工具---软硬件虚拟仿真---多模态数据采集---智能分析"四大核心环节，构建一套科学、可落地的HMI测评体系，为科研团队与工程设计人员提供标准化、高效化的测评工具与实施指南，助力智能座舱交互设计的优化升级。
本次构建的HMI用户体验设计测评体系，核心逻辑是通过高保真交互原型搭建、虚拟驾驶场景仿真，融合多模态数据采集与智能分析算法，全面评估车载人机界面的各项关键指标。该体系可同步捕捉眼动轨迹、触控行为、生理信号与驾驶行为数据，精准解析用户交互中的注意力分布、操作效率与认知状态变化；结合智能化分析模块，实现界面版本对比、交互风险预警与任务性能反馈，为智能座舱、驾驶辅助、人因工程等领域的交互优化提供有力支撑。
一、HMI/HUD一体化测评全流程
测评体系遵循"场景仿真---数据采集---分析优化"的闭环逻辑，分为三个核心步骤，确保测评结果的真实性、全面性与指导性，具体流程如下：
（一）原型构建与多模态场景仿真
首要环节是搭建高保真交互原型，并嵌入高度仿真的驾驶环境，触发用户与界面的自然交互，为后续测评奠定基础。一方面，构建仪表盘、中控屏及HUD等车载界面的高保真可操作原型；另一方面，在虚拟环境中还原多样化驾驶场景，包括城市道路、高速行驶、夜间行驶、恶劣天气等典型工况，并可灵活编辑行人横穿、紧急制动等交通事件，模拟真实驾驶中的复杂交互场景，规避实车路测的潜在风险。
（二）多通道测评数据同步采集
依托专业软硬件设备，同步采集主客观多模态数据，全面捕捉用户交互过程中的各类反馈，为客观评估提供数据支撑。采集数据涵盖四大类别：交互数据（触控、滑动、语音等操作数据）、行为数据（驾驶操作、注视轨迹等）、生理数据（脑电、皮电、心率等）、车辆与环境数据，实现用户交互全流程的数据全覆盖，精准量化用户的操作状态与认知负荷。
（三）多源数据融合与智能可视化分析
借助专业分析平台对采集的多源数据进行融合处理，生成多维度可视化结果，如交互热力图、绩效关联报告等。通过数据反馈明确HMI/HUD界面在布局、信息层级、交互反馈等方面的优化方向，驱动设计迭代，最终实现用户体验与驾驶安全的双重提升。
二、HMI原型设计测评核心支撑体系
测评体系的落地依赖"工具---硬件---软件"的协同支撑，三者相互配合，确保测评流程的顺畅性与测评结果的准确性，具体如下：
（一）交互原型设计工具：高保真交互环境搭建
核心功能是构建高保真、可操作的车载交互原型，覆盖仪表盘、中控屏、HUD等各类车载界面，支持手指触控、滑动、语音、多屏联动等多样化交互方式，还原真实车载交互场景。同时，借助津发科技自主研发的通讯引擎，实现原型与真实车载硬件（方向盘、脚踏板等）的控制信号无缝对接，确保原型界面与物理硬件间输入输出的一致性，为仿真测试与用户体验测评提供直接可用的交互环境。
HMI/HUD车载信息系统原型设计
（二）原型设计测评硬件设备：场景仿真与数据采集载体
硬件设备分为两大类别，分别承担场景仿真与数据采集的核心任务，为测评提供硬件支撑：
1. 仿真台架：还原真实驾驶场景
采用津发科技自主研发的柔性驾驶模拟器硬件，涵盖便携式、球幕式到实车嵌入式等多种仿真台架，可灵活复现乘用车、公交车、危险品运输车等多类车型的交互场景。具备对仪表屏、中控屏等交互组件的柔性调节与集成能力，能在接近真实的驾驶条件下测评车载交互界面，观察交互行为对驾驶任务的干扰程度与操作容错范围，规避未经验证原型实车路测的风险。
2. 多模态测评设备：采集客观测评数据
选用高精度眼动仪、脑电（EEG）、功能性近红外（fNIRS）、皮电（GSR）、面部表情分析及动作捕捉等专业设备，同步采集用户交互过程中的多维度生理与行为数据。可精准捕捉瞳孔变化、注视轨迹、脑血氧激活水平（HbO/HbR）、心率变异性、皮肤电导响应及情绪负荷等客观指标，全面量化用户的认知状态、注意力分配与情绪反应，为车载人机交互的客观评估提供丰富、可靠的数据支撑。
（三）原型设计测评软件平台：场景编辑与数据处理核心
软件平台承担场景编辑、数据通讯与多源数据分析的核心功能，分为两大核心模块，实现测评全流程的智能化管控：
1. ErgoSIM驾驶场景编辑与通讯模块
采用津发科技自主研发的ErgoSIM驾驶场景编辑软件，支持用户自定义创建驾驶场景、编辑特殊交通事件，同时内置多种HMI设计测评典型测试场景，包括城市道路红绿灯环境下的导航输入、行人横穿马路与HMI操作分心事件、高速驾驶时HUD信息读取负荷、夜间驾驶中控屏亮度/布局干扰、驾驶中语音交互响应与失败反馈分析等。通过自主研发的ErgoSIM I/O通讯引擎实现软硬件数据通讯，使HMI原型可与虚拟场景车辆数据、自定义事件及硬件设备联动，实现数据的双向交互与同步控制。
2. 多模态数据采集、分析、统计一体化测评模块
依托ErgoLAB人机环数据采集云平台，构建"客观数据+主观感受"的全维度交互评估体系，搭建HMI设计测评仿真环境与硬件平台，实现多模态数据的统一采集与管理。具体功能包括：
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交互数据采集：通过机器视觉动态AOI Mapping映射计算，获取触控位置、手指轨迹、点击、停留、悬浮等交互数据，生成交互热力图与轨迹分析报告；
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多源数据整合：支持采集驾驶人数据、道路数据、环境数据、车辆数据、交互数据、行为数据、眼动数据、生理数据、表情数据等多模态客观数据，同时内置SUS、NASA-TLX等数百种主观量表问卷，支持自定义实验范式，实现主客观数据的统一归档；
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智能分析与报告输出：基于采集的主客观数据建立数据库，构建多维度评估指标体系（主观体验：可用性、工作负荷等；客观行为：操作绩效、错误率等），通过人因智能模型进行智能评估，结合国家标准与行业标准，综合统计测评结果，输出智能可视化报告。
三、总结
本文构建的HMI/HUD人机交互测评体系，以"原型构建---场景仿真---数据采集---智能分析"为核心链路，依托专业的工具、硬件与软件平台，实现了车载交互界面的全维度、科学化测评。该体系不仅解决了传统测评中场景还原度低、数据采集不全面、分析效率低等痛点，还能为科研团队与工程设计人员提供清晰的优化方向，助力提升智能座舱HMI设计的可用性、安全性与用户体验，推动智能座舱与人因工程领域的技术创新与产业升级。