智能网联汽车情感化交互发展回顾与展望
清华大学车辆与运载学院研究成果
引用信息：Li, W., Li, G., Tan, R. et al.: Review and Perspectives on Human Emotion for Connected Automated Vehicles. Automot. Innov. 7, 4–44 (2024). https://doi.org/10.1007/s42154-023-00270-z
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随着智能网联汽车技术的快速发展，座舱内人机情感化交互成为研究热点。本文系统梳理了人-车-路耦合背景下的情感交互机制，回顾了人类情绪的多模态表达特征、驾驶场景中的情绪实验设计方法，分析了驾乘人员情绪识别与调节的关键技术路径，并提出未来研究方向。
研究重点
文章围绕智能网联汽车中的人因工程与情感计算，聚焦五大核心内容：
- 情绪定义与分类：基于离散情绪理论（如愤怒、悲伤、喜悦等基本情绪）和维度情感理论（愉悦度、唤醒度、优势度三维模型），构建适用于驾驶场景的情绪分类体系。
- 多模态情绪表达：从面部表情、语音语调、身体姿态及生理信号（心率、皮肤电反应等）四个维度，系统总结不同情绪状态下的可测特征。
- 情绪实验范式：涵盖实验平台搭建、情绪诱导方法（视觉刺激、模拟驾驶任务等）、情绪测量手段与标注策略，为高质量数据采集提供方法论支持。
- 情绪识别技术：综述基于舱内感知传感器的数据集构建、算法模型（深度学习、多模态融合）及其在驾驶员状态监测中的应用效果，强调识别的准确性与实时性。
- 情绪调节策略：探讨通过视觉界面、语音反馈、触觉提示、气味调控等多通道交互方式实现情绪干预，并提出面向智能网联汽车的情感交互框架。
图表展示
Fig. 1 The system description of the human-vehicle-road in CAVs, and the topics involved in each part
Fig. 2 Organization of the survey and related research areas
Fig. 3 Modal model and classification of human emotion. (a) is the emotion modal model, (b) and (c) are two discrete emotion models: (b) is the six basic emotions model, (c) is the emotion wheel model. (d) and (e) are two dimensional emotion models, (d) is the 2D circumplex model adapted from, (e) is the 3D PAD emotion model
Fig. 4 Position of the in-cabin sensors used in driver emotion detection
Fig. 5 Framework of affective connected automated driving
研究展望
未来研究应重点关注以下方向：
- 高质量情绪数据集建设：开发具备可靠情绪诱导与标注机制的驾驶场景数据集；构建包含人-车-路交互、情绪与其他认知状态（信任、分心、晕动症等）耦合关系的数据资源。
- 多模态情绪识别深化：融合多种生理与行为测量手段提升识别鲁棒性；推进面部隐私保护技术；结合具体交通场景优化识别模型；引入神经认知机制校准模型解释力；开展跨文化情绪识别研究。
- 个性化情绪调节发展：探索参数化交互界面的情绪调控能力；实现多模态调节策略的场景自适应；考虑个体差异与文化背景的影响；加强情感交互过程中的用户隐私保障。
作者团队简介
李文博，重庆大学机械与运载工程学院副教授，清华大学博士后，美国福特创新研发中心访问学者。中国汽车工程学会智能座舱工作组副秘书长，研究方向为智能座舱人机交互、驾驶人状态建模。担任《Automotive Innovation》期刊客座编辑。
李国法，重庆大学教授，小米青年学者、中国科协青年托举人才。研究方向为智能网联汽车环境感知、驾驶行为分析与决策控制。获中国汽车工程学会突出贡献团队奖、中国科协优秀科技论文奖等多项荣誉。
谭睿宸，美国普渡大学博士，清华大学联合培养博士，康奈尔大学硕士。研究方向为智能交通系统、人工智能与大数据分析。
王聪，清华大学车辆与运载学院博士后助理研究员，研究方向为车辆动力学、运动规划与主动安全控制，参与“十四五”国家重点研发计划等重大项目。
孙泽敏，吉林大学计算机科学与技术学院助理研究员，研究方向为车联网与移动边缘计算，参与多项国家自然科学基金项目。
李颖，北京理工大学特种车辆研究所特别副研究员，研究方向为自动驾驶感知与决策规划，主持国家自然科学基金青年项目等多项课题。
郭钢，重庆大学二级教授，中国汽车工程学会理事、智能座舱工作组副组长。研究领域涵盖智能座舱人机交互、用户体验与工业设计。
曹东璞，国家级海外高层次人才，清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室首席研究员，获IEEE ITSS Outstanding Application Award等多项国际奖项。
李克强，中国工程院院士，清华大学教授，智能绿色车辆与交通全国重点实验室主任、国家智能网联汽车创新中心首席科学家。长期从事汽车智能驾驶系统研究，主持研制三代智能驾驶系统并实现产业化应用。