基于感性工学的汽车中控台布局设计研究

摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，汽车的设计工作也越来越受到重视。随着汽车工业的发展，能源危机与环境问题日益凸显，促使行业寻找提升燃油经济性、减少排放的解决方案。文章就基于感性工学的汽车中控台布局设计研究，以供参考。

关键词：感性工学；中控布局；汽车内饰

引言

人脸识别技术通过检测、分析人脸特征信息，对人脸身份验证识别，具有非侵扰性、自然直观、采集设备简单、使用便捷等优点。随之无线传感技术、物联网等新一代信息技术的快速发展，其为汽车安全控制系统智能化、信息化升级提供了广阔的应用场景。

1系统方案设计

系统选取STM32F103C8T6单片机作为主控芯片，由控制模块、图像采集模块、人脸识别模块、电源模块、显示模块、报警模块、存储模块、无线通信模块、云平台、执行模块等部分组成。其中，图像采集模块采集人脸数据信息，人脸识别模块识别、比对进行身份验证，存储模块记录车主人脸图像特征，无线传输模块完成数据无线交换，云平台实时查看车辆状态，执行模块控制车辆电源通断。

2汽车中控屏的感性评估

2.1研究人群定位

依据汽车之家的统计数据显示，目前国内20～50岁的购车人群占比达80%以上，其中30～45岁人群占比最大可达50%以上，然而近年来购车人群的年龄结构重心逐渐向30岁以下的年轻群体偏移，过去短短5年内18～30岁的购车人群就已增长了11%，是未来汽车市场消费的主力军。这一年龄段人群大多初入社会，有着较强的购车意愿，对于汽车有着独特的个性需求，研究这一年轻群体的感性需求对汽车行业的发展有着重要作用。因此以18～30岁人群为重点研究对象以获得最多的实验样本，30～45岁人群为次要研究对象。

2.2多天线布局设计

由于汽车空间有限，出于对汽车天线工作性能（汽车遮挡天线）、共形设计、安装和维修方便性、人员安全性等因素的考虑，汽车天线通常安装在车顶、座位、驾驶室、后视镜、车窗玻璃等位置。仿真模型的四副天线位于车体不同的位置以及工作于不同的频段，WiFi柔性贴片天线位于车体前部的“驾驶室”内，采用FEKO-MLFMM求解器可大大减少求解未知量，从而降低计算机内存的限制，快速获得仿真结果。

2.3轻量化效果的评估与优化

在汽车设计与制造中，轻量化效果的评估与优化同样是一个复杂而关键的过程。这一过程不仅要求科学严谨，还需充分考虑车辆的综合性能，以确保轻量化措施的实际效果达到最佳。轻量化并非简单地减轻车辆总重，更重要的是优化整车的质量分布。设计师们要通过精确的计算机模拟和动态测试，以分析车辆在不同工况下的质量响应，从而调整各部件的布局与重量，实现整车的最佳质量分布。这有助于提升车辆的操控稳定性、燃油经济性和安全性。例如，将发动机等重部件前置或后置，以优化车辆的轴荷分配，提高行驶稳定性和制动性能。在轻量化效果评估中，碰撞安全性和NVH性能是两个不可忽视的重要指标。针对碰撞安全性的评估，可以采用有限元模拟和实车碰撞测试相结合的方式，以验证车辆在发生碰撞时能否有效保护乘员安全。NVH性能的评估则涉及车内噪音、振动和声振粗糙度的综合考量，可以通过精密的仪器测量和主观评价，确保轻量化措施不会对车辆的舒适性产生负面影响。为了进一步优化轻量化效果，汽车制造商还需要进行多轮次的迭代设计与测试。在每次迭代中，根据评估结果对设计方案进行微调，如调整材料种类、优化结构尺寸等，以实现轻量化与车辆性能的最佳平衡。同时，引入先进的数据分析工具和算法，如机器学习和人工智能，以进一步提高评估的准确性和优化效率，为汽车的轻量化发展提供更加有力的支持。

2.4无线通信子程序

无线通信子程序是与云平台进行无线数据通信的重要节点，也是向车主短信预警的关键步骤。当车主接收到系统远程短信预警时，能够及时地查看云平台车辆状态，为避免车辆被盗争取时间。这里，4G通信模块Air724UG利用AT指令有两种发送模式，即TEXT模式与PDU模式。由于TEXT模式相较于PDU模式流程简单、发送与读取简捷有效，故选择TEXT模式。首先，上电启动后对STM32串口进行初始化，判断AT是否能正常通信；然后，依次验证SIM卡工作状态、信号质量、附着网络状态；再次，设置TEXT模式、查询参数与当前字符集；最后，对车主手机号码开启短信发送功能。

2.5感性意象评估

为避免非研究因素对结果造成影响，运用PS软件对样本图片进行处理，模糊车窗与方向盘上的品牌标志，降低图片的色彩饱和度与对比度。将10个代表性中控台样本与5对感性意向词汇，依据SD法，形成五级语义差异评分量表，制作成调查问卷，并通过线下、网络等渠道进行发放。

3结果分析

首先进行数据的信度分析，虽然此次问卷有6组不同的感性词汇，但是这些词汇均为对汽车内饰中控台的感性认知描述，因此在信度分析时可以将其作为一个统一的维度进行计算。经过计算本问卷数据的“克隆巴赫alpha”系数值0.908>0.9，说明本数据具有较高的可靠性。为了确定不同中控屏幕布局方式与面积占比对感性意向的影响程度，采用相关性分析法来分析数据。首先计算样本图片的感性词汇平均得分值，由于采用的是五级语义差异评分量表，平均数有正负之分，代表了受试者认为样本更加偏向哪一边的感性词汇。具体平均分数计算结果如表所示。得到样本的5组感性词汇平均得分后，探究不同的屏幕布局与占比是否会对消费者的内心感受产生影响，以及会对哪些方面的感性意向产生影响进行语义得分与屏幕占比之间的相关性分析。感性词汇一与屏幕占比皮尔逊相关系数为0.948，显著性（双尾）<0.001，相关性显著；感性词汇二与屏幕占比的显著性（双尾）系数为0.259，因此无明显相关；感性词汇三与屏幕占比的皮尔逊相关性系数为0.687，显著性（双尾）系数为0.028<0.05，相关性显著；感性词汇四与屏幕占比的显著性（双尾）系数为0.119，因此无明显相关；感性词汇五与屏幕占比皮尔逊相关系数为0.946，显著性（双尾）<0.001，相关性显著。根据实验数据分析，在涉及“传统的-科技的”感性意象时，中控台屏幕占比与科技感呈正相关。屏幕面积较大时，消费者对科技感的感知较强。此外，在屏幕面积占比相近的情况下，减少实体按键数量也有助于提升科技感。同样，“笨重的-轻盈的”感性意象与中控台的屏幕占比亦呈正相关，即屏幕面积越大，消费者对轻盈性的感知越强烈。大多数样本在该语义意向上的得分为正数，表明目前市场上大多数汽车的中控台设计能够给消费者营造出一种轻盈的氛围。

结语

随着科技的不断发展，汽车材料与轻量化技术的应用已经成为汽车工业发展的重要趋势。通过研究和应用先进的汽车材料和轻量化技术，可以有效地降低汽车的能耗，提高汽车的燃油经济性和环保性能，为全球能源短缺和环境污染问题的解决提供有力支持。未来，汽车材料与轻量化技术的应用将会更加多元化和智能化，为实现更加节能、环保和可持续发展的汽车工业提供更多可能性。

参考文献

[1]黄其高.浅析我国汽车轻量化技术[J].汽车维修技师，2024（14）：121-123.

[2]彭杨，周宪民，张蕾，等.汽车轻量化材料表面处理技术创新研究[J].现代涂料与涂装，2024，27（7）：49-52.

[3]钟全能.汽车结构设计的轻量化设计探讨[J].汽车实用技术，2019（15）：153-154，168.