车载空间听觉显示器可以为驾驶者提供更安全、更愉悦的驾驶体验，并缩短驾驶者的反应时间，降低认知负荷，为驾驶本身留出更多可用的认知资源。

空间听觉显示器通过提供与特定位置相关联的活动和指示等听觉线索，帮助驾驶者来直观地甄别声音、指示源，甚至是危险的位置和相关轨迹。该显示器也可改善驾驶者应用提示和应对潜在危险道路物体或事件的反应时间。

降低认知负荷

认知负荷是指在特定时间内，人脑正在处理的工作量。它会对获知、应对和理解刺激，以及执行常见任务的能力带来影响，例如在繁忙的十字路口完成一个转弯。

即便是像收听GPS指令这样的任务也会增加驾驶者的认知负荷，从而影响到驾驶者的驾驶行为。空间听觉显示器可以降低这样的认知负荷，改善驾驶者的表现，并提升驾驶者对车载系统及应用的满意度。

如今，车载音响系统的设计使用户以为大部分非音乐应用发出的声音都来自单一位置。相反，空间听觉显示器可以让用户感知到来自3D空间不同位置的声音。这些位置可能在车内，也有可能在车外。

图1和图2分别代表标准显示器和空间听觉显示器。图1显示了一个所有听觉提示均来自同一位置的语音识别系统。图2则显示了采用一个空间听觉显示器的相同提示。

空间听觉显示器能够帮助驾驶者将一项应用或提示与特定的位置相关联，从而有效地针对与物体（如当前的位置和轨迹）相关的动态空间信息进行交流。这不仅能提升用户的车载应用体验，而且能改善驾驶者的表现。

听者使用的空间线索

空间听觉显示器提供人类听觉系统，用以进行声音定位的声学线索。这些线索包括：

（1）起始差异：声音起始于左耳和右耳的差异；

（2）跨听觉时间差异：声音位于听者两耳间时的差异；

（3）跨听觉水平位置高度差异：当耳朵直接处于声道中，同耳朵位于听者头部产生的声音阴影中相比，声音水平位置高度存在着差异；

（4）频谱：跨频率声音的强度分布；

（5）整体水平：能听到的声音强度；

（6）直接同反射声音比：直接到达听者的声音强度，相对于到达听者前由物体反射出的声音强度；

（7）源自参照物的变量：上述存在于声音和参照声音间线索的差异。

空间听觉显示器能在多大程度上使用户在所需位置感知到声音，取决于它的部署。而这一部署又依赖于硬件（即扬声器的数量、类型和位置）和信号处理能力（如宽带相对于标准信号）。值得注意的是，即便使用理想的显示器，人类感知行为的局限也会对精确度带来影响，而基于这个精确度，位置可用来辨识和区分各种提示。

改善驾驶者表现

空间听觉显示器能够改善驾驶者用以同车交流信息的人机界面，从而可以改善驾驶状况，包括减少错误、缩短反应时间和优化理解在内的多方面进步，从而达到改善驾驶的目的。因为这有助于减少执行任务所需的精力，并减少错误判断，帮助实现更快更准确的驾驶及执行次要任务的表现。空间听觉显示器有助于减少识别、定位和导航等操作错误。例如，如驾驶者未能按照提示操作车辆，便会发生导航操作错误。空间听觉显示器通过两种方式来减少这样的错误：第一，它们提供操作位置的冗余信息，不仅仅口头提示驾驶者“行驶100m后右转”，空间听觉显示器还通过在空间中本地化相关提示，来提供操作位置的冗余信息；第二，它们也可传达采用听觉提示传达的明显运动所进行操作的轨迹信息，如相对于急右转的缓右转。图3展示了空间听觉显示器如何帮助定位和追踪救护车。

改善驾驶者反应时间

空间听觉显示器可减少驾驶者用以确定进行提示的应用程序及物体位置所需的时间。由于像电话这样的设备发出的声音总是来自一个位置，而气候控制系统发出的声音往往来自另一个位置，所以驾驶者能立刻辨别声源或指示。空间听觉显示器提供物体位置和轨迹的空间线索，例如向交叉路口盲点靠近的车辆，帮助驾驶者减少用以准确定位物体的时间（见图4）。特别是如果该物体就是可能要发生碰撞的车辆，那么所争取的时间也许就意味着在千钧一发间避免了一场灾难。

改善语音理解

空间听觉显示器通过将语音安排在不同的位置（或在某个对话远端有多个声音的位置）来改善嘈杂汽车环境中的语音理解，这一安排可以对远端声音带来更加身临其境的感受，这些声音能直接清晰地在前方呈现，而非在深远处模糊显现空间映像。回放不同位置的声音，而非噪声源，可以帮助驾驶者利用“鸡尾酒会效应”改善语音理解。“鸡尾酒会效应”是指听者在忽略其他声音和噪声的同时，更加集中注意力于一个特定的声音，这是因为信息来自于声音的方向性。

语音理解的提升所带来的益处并不局限于电话通话。特别是如果与同宽带电话配合，空间听觉显示器可以减少驾驶者分心的情况，因为更容易知道通话的另一方是谁，说的又是什么，驾驶者用在通话中所需的认知资源也就减少了。

总结

归根结底，车载空间听觉显示器能帮助驾驶者轻松、快速且准确地辨别说话或发声的人和物，及其位置和表达的意思。驾驶者和车载应用（导航、电话和信息娱乐）、车本身，以及汽车情境（通知和警告）之间的互动关系更为优化，这就加速了驾驶者的反应时间，减少了认知负荷，为驾驶本身留出了更多的可用认知资源。

不管是推动车载人机互动，还是作为新车载应用的关键技术，空间听觉显示器都将证明其价值所在。这些显示器提供的听觉线索，就如同那些人类已经本能地使用数百万年的线索一样，用以确定和理解物体和事件位置、轨迹和意义，改善驾驶者对车辆周边环境的认识，减少认知负荷，以释放更多的资源用于驾驶。