基于个性化需求的智能家居人机交互系统设计研究
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[摘要]针对智能家居设计的不同阶段，将VR+智能家居系统分为智能家居定制化APP和面对面人机交互环节，软件定制化设计结合佩戴虚拟设备与设计师面对面无障碍交流，真正让消费者以同位开发者的身份参与设计，解决用户在设计环节存在的担忧和顾虑，真正做到以顾客为中心，助力智能家居今后发展。
[关键词]智能家居;虚拟现实技术;人机交互
[中图分类号] TP273.5
[文献标识码]A
2019年初，中共中央、国务院近日印发了《关于完善促进消费体制机制，进一步激发居民消费潜力的若干意见》，提到升级智能化、高端化、融合化信息产品，重点发展适应消费升级的中高端移动通信终端、可穿戴设备、超高清视频终端、智慧家庭产品等新型信息产品，以及虚拟现实、增强现实、智能汽车、服务机器人等前沿信息消费产品。创新发展满足人民群众生活需求的各类便民惠民生活类信息消费。推动基于网络平台的新型消费成长，优化线上线下协同互动的消费生态。要大力推广数字家庭产品，鼓励企业发展面向定制化应用场景的智能家居“产品+服务”模式，推广智能电视、智能音响、智能安防等新型数字家庭产品，积极推广通用的产品技术标准及应用规范，加强“互联网+”人工智能核心技术及平台开发，推动虚拟现实、增强现实产品研发及产业化，支持可穿戴设备、消费级无人机、智能服务机器人等产品创新和产业化升级。因此，将虚拟现实技术与智能家居相结合已成为未来家居产业的发展趋势。
1 智能家居目前销售侧重点与智能家居个性化设计需求分析
1.1 智能家居目前销售侧重点
对消费者进行问卷研究中，在具有一定经济实力的上班族中，通过网络宣传和智能家居软件了解智能家居的人数分别占到56.25%和68.75%。去智能家居体验店了解智能家居的人数仅占31.25%。因此，通过零售渠道宣传智能家居的方法在现如今已经不具有销售优势。而对家庭中安装过智能家居的消费者的调查中可以发现，这类曾经经历过传统智能家居设计过程的消费者对于将平面CAD图纸渲染成3D立体效果的兴趣比较强烈。
事实上，利用虚拟现实技术融入到智能家居设计中的新体验也将会大大提高企業的宣传效果，吸引更多的消费者了解智能家居设计，为市场营销提供新思路。
1.2智能家居个性化设计需求分析
本文设计问卷调查，对现在消费主力：当代青年大学生和上班族人员的个性化需求进行调查，发现在调查人群中，除却对智能家居的性能和质量和安全性等最基础的考虑之外，消费者对产品的个性化设计和设计空间的独立化设计的重视程度占到第一位。因此产品本身只是一个硬件物品，无法满足所有用户的使用需求，但若企业能将智能家居设计成可以私人订制的程度，将极大程度上实现以用户为中心的目标，并且可以适用于不同用户的需求。
2基于个性化需求的智能家居人机交互APP系统设计研究
2.1 定制化APP的作用说明
对消费者而言：除非是专业人员或者已经进行装修的家庭，否则当消费者在抉择是否进行智能家居设计装修时，总会产生或多或少的迷茫。即使将装修整个环节交给专业人士，也需要有个与设计师的前期交涉环节，而问题往往出现在此环节。消费者由于没有接受过专业的装修知识，可能无法准确表达自己脑海中的想法，从而在初期的设计环节需要一次又一次的与设计师进行交谈。设计一个具有定制化作用的APP可以免除这样的烦恼。此款APP可以傻瓜式操作，用户在初始环节需要输入自己的户型，从而产生一个基础房屋，然后对每个空间进行划分，标记它们的用途。接着对个空间进行布置，在海量数据库中选择和自己家（或者自己想要拥有的）款式相似的居家配件进行装饰。再从智能家居产品库中选择单个产品或对子系统进行组合安装，最后软件会渲染形成3D全景图像和视频，供消费者参考。
对设计师而言：设计师对每个作品都付诸了心血，但消费者和设计师之间由于存在交流上的某些障碍，导致消费者的想法与设计师的设计图之间总是存在着偏差，从而在设计初期环节，设计图纸无法确定，延长设计周期。并且若企业的设计师人员较少，则会影响企业所制定的方案产量以及产品成交率。用户在APP上对于所满意的产品可以选择保存，或者可以直接线上与设计师进行预约。设计师将用户参与设计的初级产品上传计算机系统以及虚拟设备上，用户佩戴相应设备对虚拟的房屋以及智能家居的运行进行观看。在此基础上设计师对用户自己设计产品所存在的不合理处以及对用户房屋提出自己的设计见解，最终可以节约设计师的设计时间和设计图纸的修改时间，有助于设计师更加方便工作。
为证实上述在设计中所存在的问题，本论文以问卷调查的形式来证实。问卷结果表明，在设计过程中，令消费者感到头疼和不愿意接触智能家居装修设计的原因主要有以下几点，其中，消费者自身的表达不清楚自身想法和专业的装修知识不足分别以63.93%和67.21%成为最令消费者头疼的方面。用户与设计师之间存在交流障碍以及担心最终实现的装修效果是否与图纸相同也成为用户担心的两种情况。
接着在对这些用户对于在面对面与设计师进行交流前是否有使用智能家居APP的想法进行调查，超过有44%的人想要利用智能家居APP实现对智能家居的设计进行初步了解，以为后来的设计想法或者与设计师之间的交流做好准备工作。
因此，由问卷调查的结果可知，智能家居APP确实可以在一定程上帮助消费者了解智能家居，并且站在消费者的角度上来说，智能家居APP确实是有帮助作用的。
2.2定制化APP的交互式设计
定制化APP需要完成三个功能：（1）用户户型以及屋内事物的布置;（2）智能家居的安放;（3）虚拟3D全景展示环节
图中左侧为软件的手机视图，其中所处在私人订制界面，右侧为定制化APP的功能结构图，以便更加明确APP所能实现的功能。此软件最大的特色是可以导出方案，选择想要分享的方案创建链接，选择导出形式供不同人群分享交流。在方案确定的情况下可以寻找设计师进行预约，同时可以将个人所设计的方案提交给设计师，供设计师提前了解用户想法，方便设计师与用户的线上沟通且提高线下合作效率。 3结语
用户在主界面选择私人订制，可以对智能家居的某个系统或者自我组合系统或者整屋进行个性化定制。在个性化定制界面，首先需要选择户型及其所处楼层。软件中会按照大众普遍摆放规则规划空间并添置基础的家具物件。用户可以按照自家的空间使用情况对默认模式进行修改。利用丰富的家具数据库匹配用户的家具，其目的在于提高与现实房屋的逼真程度，方便用户真正投身于设计当中，并找到真正适合自己房屋的智能家居设计方案，这也为之后虚拟现实展示环节所带来的的沉浸感，临场感做好辅助工作。基础家居安装完成之后，就可以选择智能家居产品或者组合系统或者整屋智能家居系统进行安装，点击这些系统可以动画展示其智能化效果，并且根据实际需求，设置产品的大小，尺寸，颜色等基础信息，让用户更真实体验产品的特性，通过对比产品的不同特性，针对软件中所具备的智能产品，可以采取拖拽的形式将产品进行安放，最终选择最适合的进行安装体验，以达到用户的设计目标。方案设计完成之后，用户可以选择保存此方案，保存过程完成之后会对方案进行渲染出图，为用户提供7200全景展览图片，也可点击导出按钮，将设计的产品方案分享给他人。
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[收稿日期]2020-06-30
[基金项目]国家重点研发计划项目“网络协同制造平台功能安全保障关键设备和系统”（编号：2019YFB1706000）;国家科技支撑计划“社区互动服务综合运营平台与应用示范”（编号：2012BAH15F04）;国家科技支撑计划“安心居家数字家庭服务应用示范”（编号：2011BAH16805）。
[作者简介]谢海琴（1974-），女，广西柳州人，现供职于海尔数字科技（上海）有限公司。
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