随着人工智能、信息技术和物联网技术在交通领域的广泛应用和发展,汽车座舱布局和人机交互界面信息的呈现方式逐渐向数字化、智能化和网联化方向转变。汽车人机交互界面是人车交互的载体,不仅与汽车驾驶安全和系统构建紧密相关,又是座舱内用户体验、用户感知和信息交互的重要媒介。高级驾驶辅助系统（ADAS）和车载信息系统（IVIS）广泛进入到汽车系统后,汽车的本质属性正在从以乘用为目的的交通工具属性逐步演变为服务驱动的交互式乘用空间属性转变。伴随着物联网、智能化技术发展而来的智能汽车的出现,使驾驶员与车辆的“沟通方式”以及信息呈现的方式越来越多样,汽车驾驶人机交互（HMI）相关研究也成为人因学、人机交互、心理学、用户体验和服务设计研究的交叉领域。基于这种转变,该研究从智能汽车座舱中的人机交互视角入手,从人因学和认知学角度出发,重点通过智能汽车人机交互行为分析、视觉认知和中控人机交互界面脑认知机制方面的研究,解决智能汽车座舱布局和数字交互界面的认知量化及设计评价问题,从而为座舱人机交互设计提供底层的人因学和认知行为学理论支撑。论文的主要内容如下:1)构建智能汽车人机交互认知量化研究体系阐述人机交互界面布局中的视觉认知理论和人机交互界面布局中的眼动量化研究方法,挖掘智能汽车座舱信息布局中潜在的视觉认知量化模型;论述了脑认知机制的一般实验流程和脑电量化研究方法,提出了人机交互任务的复杂度测量方法,最终构建了智能汽车人机交互认知量化研究方法体系。2)构建智能汽车座舱情境认知模型及提出人机交互行为分析方法通过真实场景的驾驶实验,分析了目标用户在人车交互过程中的情境认知过程和人机交互行为模式,最终构建了智能汽车情境认知模型,并基于该模型提出智能汽车座舱人机交互行为分析方法。3)智能汽车座舱人机交互视觉认知机制研究分析了智能汽车座舱人机交互布局视知觉信息编码方式,进一步界定了智能汽车座舱人机交互视觉认知信息,研究了智能汽车座舱视觉认知信息编码的一般规律;通过真实场景的驾驶实验,分析智能汽车不同座舱信息布局下被试驾驶员的眼动搜索及视觉认知机制,比较其绩效度量指标,挖掘智能汽车座舱关键设计特征对用户视觉认知的影响,寻找智能汽车座舱设计存在的问题和影响用户体验的关键要素,为评价智能汽车座舱布局设计的客观性和合理性提供参考。4)智能汽车座舱中控人机交互界面脑认知机制研究介绍了智能汽车座舱人机交互脑认知实验的基本范式,将智能汽车中控数字界面与驾驶员脑机制相结合,对智能汽车座舱人机交互数字界面认知实验进行了详细阐述,通过数据分析研究各元素之间的关联性,研究用户在与数字界面交互中脑认知机制,为汽车座舱人机交互界面设计与评价提供数据参考。5)智能汽车座舱人机交互设计评价方法提出基于三、四、五章的研究,分析智能汽车座舱人机交互行为、视觉认知评价指标和脑认知评价指标,提出了基于人机交互行为—视觉认知的智能汽车座舱布局评价方法,以及基于视觉和脑认知的智能汽车座舱中控交互界面设计评价方法,通过不同数学模型和算法,实现对智能汽车座舱人机交互布局和中控界面的设计评价,并通过实例进行验证。通过上述研究工作,在分析国内外汽车人机交互认知和评价的理论及研究现状基础上,融合了认知心理学、行为学、信息科学和人因学的相关理论,系统地提出了智能汽车座舱人机交互认知机制和评价方法,为解决智能化、数字化、网联化下,智能汽车座舱人机交互布局和数字界面设计与体验设计评价提供理论参考和方法指导。