眼动技术在道路交通系统中的应用

人-车-路环境组成了道路交通系统.从眼动的基本概念入手,总结了眼动技术的发展、数据记录方法以及眼动仪发展特点,着重从汽车设计、道路环境建设和驾驶过程中的视觉信息搜索及驾驶培训等方面分析了眼动技术在道路交通系统中的应用.     

公路线形对驾驶人眼动速度变化率的影响

为了研究公路线形对汽车驾驶人眼动速度的影响,采用EYELINKⅡ型眼睛运动分析仪,对4名经验丰富的驾驶人在平纵线形丰富的云南山区公路上进行了实车道路试验,测量并记录了不同道路条件(弯道半径、纵坡坡度)和试验车速下的驾驶人的眼动速度,并以95%车速的眼动速度为基准,计算得到了眼动速度变化率。建立了多元回归模型,并利用最小二乘法则,对模型进行了多元线性回归分析。分析结果表明,关于眼动速度变化的多元回归模型是显著及有效的;驾驶人的眼动速度变化率与公路的弯道半径、纵坡坡度以及车速都有着显著的线形关系;相对公路的弯道半径和车速而言,纵坡坡度对驾驶人的眼动速度变化率影响较小。     

1109 眼球追踪技术

<正>Q:通用的眼球追踪技术能做什么?A:您好,通用汽车集团对外发布了一项新技术,人眼随动头灯照明技术。它利用车内红外线扫描仪来实时监控驾驶员眼睛的观察方向,并转化相应的电信号来控制车头灯的照射角度。这样便实现"所见即所亮"的照明效果。眼球追踪是一项科学应用技术,用户无需触摸屏幕即可翻动页面。从原理上看,眼球追踪主要是研究眼球运动信息的获取、建模和模拟,用途颇广。     

通道宽度对驾驶员动态视觉和操作行为的影响

使用眼动仪及车速记录仪记录了5种试验条件下3名驾驶员在驾驶过程中的眼动行为和车速数据，分析了不同通道宽度条件下的车速变化特征、驾驶员眼动特征和操作行为特征。结果表明：随着通道宽度变窄，驾驶员的注视点变近，对障碍物的注意变得集中，且习惯于以左侧障碍物为参照来调整车辆运行状态；通道宽度变窄使驾驶员信息感知阶段时间所占的比例减小，而操作校正阶段时间所占比例增大，且通过条件越差，对驾驶员的刺激越强烈。     

基于人眼特征的疲劳驾驶状态检测方法

为获取用于检测驾驶疲劳状态的关键指标,通过实车试验采集了驾驶员行为状态、眼动数据和车辆动态信息,对比分析了各参数对驾驶员主观疲劳状态的反映程度。对于驾驶员眼部特征检测,使用特征提取器完成人脸位置的实时跟踪,并使用 68 点面部特征检测算法标记关键点位置,估算出眼睛长宽比（EAR）。通过分类与回归树（CART）决策算法训练数据模型,实现在一定窗口期内对驾驶员眨眼行为的准确决策分类,获得眼睛闭合率（PERCLOS） 等关键眼部特征指标。在此基础之上设计了 13 种驾驶疲劳状态检测指标,并与卡罗林斯卡嗜睡量等级（KSS）这一主观疲劳程度衡量参数作相关性评价。研究结果表明： PERCLOS 与KSS 的相关性最高,相关系数为 0.83,因此借助 PERCLOS 可以较准确地判断驾驶疲劳状态。     

面向信息娱乐系统的车内眼动交互研究

随着社会媒体的广泛应用和普适计算技术的开发,车载信息娱乐系统功能与操作层级不断增加。为了满足驾驶员与车载信息娱乐系统中各项功能安全交互的要求,自然人机交互方式和直觉性交互方式得以迅速发展。研究分析了现有的和正在开发的人车交互模式,分析其优劣性,在此基础上提出了基于车内信息娱乐系统的直觉性驾驶交互方式——眼动交互,开发了眼动交互原型和交互界面。经过原型测试验证了基于抬头显示器(Head-Up Display,HUD)的人车眼动交互的两个关键因素。     

有无信号控制路段下行人过街眼动特性研究

为反映有无信号控制条件下路段行人过街的眼动特性的差异,选取足够且广泛的行人样本,运用眼动仪在2种条件下追踪过街过程中行人的视线状态,对比分析了2种条件下行人在注视区域、注视目标、视负荷方面的眼动差异.实验结果表明,在水平注视区域,无信号控制关注左侧;有信号控制关注中部,占比为63.57%.在垂直注视区域,都明显更关注中部区域,占比60% 左右;其次是上下侧.在注视目标上,最受关注的是机动车,无信号控制尤为突出,比例达到了52.36%;有信号控制其次重视信号灯的情况,对于其他非交通目标也有一定程度的关注.在视负荷及受压迫程度上,透过扫视及眨眼的数据,表明无信号控制条件下视负荷大,易受到压迫.信号控制能减少一定的视负荷,缓解行人过街紧张状态.      

基于视点移动速度的视认距离确定方法

视认距离法是研究隧道入口行车安全的重要研究方法。基于驾驶员正常驾驶中,不同眼动行为的区别,利用眼动仪采集的视点坐标,提出了一种确定实车实验中视认距离的方法。利用典型实验数据,通过视点坐标的速度变化,确定开始发现障碍物的时刻,即开始视认的时刻。通过眼动仪前置摄像头视频,确定障碍物经过驾驶员的时刻。两时刻作差,得出从发现障碍物到经过障碍物的时间,乘车辆匀速行驶的速度,得出视认距离。该方法充分利用了眼动仪的视点采集技术,为研究自然驾驶实验中的驾驶员视认行为,提供了新的研究方法。     

不同路段作业区驾驶员反应特性对比研究

针对一般路段作业区和隧道路段作业区,通过驾驶员实车眼动试验,采用眼动仪记录驾驶员的注视点分布、注视时间、扫视时间和瞳孔直径等眼动数据,对比分析2种不同作业区内驾驶员的行车反应。试验结果表明:在隧道路段作业区行驶时,驾驶员的眼动数据变化较大,与在一般路段作业区行驶时的眼动数据存在着显著差异;而交通标志、车辆干扰和作业活动等是驾驶员眼动行为的主要影响因素。     

融合技术在汽车故障诊断中的应用

采用融合技术将汽车各相关传感器信号融合，应用在神经网络故障识别系统中，可以快速、准确地诊断汽车故障。本文以氧传感器信号和喷油控制电压信号为例，系统说明了通过提取两信号的特征值，采用融合技术应用神经网络故障识别系统诊断煤油喷射系统故障的方法。其中，氧传感器信号选取5个特征值，喷油控制电压信号选取7个特征值，两信号可识别的故障种类为17种，神经网络设计为12—12—17结构。     

山区高速公路边坡路段驾驶员视点分布特征研究

为了研究山区高速公路路侧边坡对驾驶员视点分布特征的影响,采用Smart Eye Pro5.7型非侵入式眼动仪记录了驾驶员的眼球运动数据,并选用瞳孔直径、X视角、Y视角、注视次数百分数、注视时间百分比、平均注视时间等眼动指标对数据进行分析。结果表明:路侧路堑边坡会使驾驶员产生紧张感,驾驶员主要关注于前方中间和前方近处区域;当右侧有路堑边坡时,驾驶员的视点偏下,且在水平方向上分布更分散,对边坡有少量关注。     

先进传感技术在轿车上的应用

现代轿车上都应用了一个包括许多电子感应器(传感器)的车载网络。这些传感器对于轿车的作用，就相当于人的眼睛、耳朵、皮肤和鼻子等器官．他们能够识别轿车外部和内部物体的位置或运动状态，分辨声音的大小和方向，感受到触、热、冷、痛等，甚至还能够嗅出和辨别周围环境的气味。传感器会自动将这些物理化学量转化成电信号，电信号随即被网络中的控制模块和计算机收集并进行智能化处理，     

驾驶员状态智能检测系统设计

疲劳驾驶和酒后驾驶是国内外交通事故的主要原因，如何从根本上阻止事故的发生，值得我们深思。据此，主要运用眼动仪和酒精检测仪，结合电信号转换与电路闭锁功能，达到汽车闭锁的目的。根据眼动仪技术捕捉驾驶员的眼动参数与轨迹，并结合传统气体检测技术，达到准确检测驾驶员驾驶状态的目的，并能够较为智能地控制车辆做出相应的动作，以达到保护驾驶员的人身安全与财产安全，减少交通事故的发生，从而创造出更加安全、高效的交通环境。     

高速公路连续隧道群驾驶人视觉特性分析

为了提高高速公路隧道群的行车安全,研究隧道群环境下驾驶人的视觉特性,在实际高速公路隧道群场景中,设计了驾驶人眼动特性实验方案,借助TobiiGlass2眼动仪与ErgoLAB数据分析平台采集了20名实验者的注视、扫视及瞳孔变化等眼动行为数据,对比分析了视觉特性变量在不同隧道、不同区段的差异.结果显示,在水平方向上第1条...     

特长隧道灯光带对驾驶员视觉信息获取的影响

为研究高速公路特长隧道中,驾驶员在特殊灯光带区域视觉信息的感知模式,分析灯光带对视觉特征的影响,选用9名驾驶员进行隧道环境实车研究试验.采用眼动仪记录行车过程中驾驶员视觉特征参数,通过专用软件及统计方法分析试验数据,获得数据特征.结果表明,所有试验路段驾驶员注视时间、注视次数变化平缓,完整隧道段驾驶员扫视幅度值及其变化...     

基于机器视觉对交通场景中车辆速度识别研究

通过对YOLOv5机器视觉框架进行二次开发，同时融合DeepSORT追踪算法，实现对桥梁交通车辆时空信息的提取和车辆轨迹的追踪。改进了传统的虚拟线圈法，实现了对车辆速度的测量，避免对传统方法中因检测线圈的像素变化进行阈值的设定，提高了算法的普适性。最后，将算法应用到实际的场景中与测速仪结果进行对比，其中平均误差在1%以内，误差最大值控制在为15%以内。     

大振次交通荷载对压实黄土微观结构变化的影响

长期交通荷载作用下路基土体累积应变的持续发展在引发路面沉降的同时也会影响土体的动力特性。当前研究大多停留在宏观角度,并未从微观上合理揭示其应变发展、动力参数变异的机理。在我国西北地区的公路交通建设过程中,黄土是应用最为广泛的路基填料。为了揭示长期交通荷载作用下压实黄土的宏观力学响应与其微观结构变化的内在联系,采用动三轴试验得到了长期交通荷载作用下压实黄土的累积应变和动模量随振次的发展规律,进而结合扫描电镜对振动前后压实黄土试样的微观结构进行了对比分析。研究结果表明,长期交通荷载作用下压实黄土的累积应变及动模量随振次的发展表现为明显的两阶段变化特征。按照塑性应变速率发展规律可以对其两阶段变化进行定义,分别为"对数下降段"和"稳定震荡段"。长期交通荷载作用前后压实黄土的微观结构变化主要表现为"凹坑"和贯通孔隙的闭合、颗粒之间胶结的断裂以及颗粒的破碎和重分布。推测"对数下降段"累积应变的快速发展和动模量的逐渐增加是"凹坑"和贯通架空孔隙闭合的宏观表现,"稳定震荡段"累积应变的持续发展和动模量的逐渐衰减则是颗粒之间胶结的断裂以及颗粒的破碎和重分布的宏观表现。建议在工程中通过预振等措施消除对数下降段的累积塑性应变,以期有效控制运营期沉降。     

高速公路驾驶人换道意图识别模型

为了增加驾驶人换道过程中的安全性,提出一种基于隐马尔科夫理论的驾驶人意图换道识别方法.在模拟高速公路环境下,采用非接触式眼动追踪仪采集驾驶人的眼动数据、头部运动数据以及车辆行驶数据,选取左-右链结构的隐马尔科夫模型(GM-HMM)分别建立向左换道、向右换道和车道保持模型.结果显示,所建立的驾驶人的意图识别模型的准确率达到了90%以上.     

隧道掘进机技术的发展和研究现状

通过对隧道掘进机的分类、隧道掘进机技术的研究现状以及隧道掘进机技术研究和发展趋势的调研和探讨,提出： 1）根据掘进岩土体强度的不同,隧道掘进机大致可以分为岩石隧道掘进机和盾构; 2）目前岩石隧道掘进机的研究热点问题主要包括滚刀破岩机制和施工预测模型的建立2个方面,而盾构主要研究内容集中在掌子面稳定、施工过程控制和地表沉降研究3个方面,虽然这些研究都取得了较大进展,并且部分已经有效地应用到实际工程建设中,但解决得不够透彻,还有待于进一步研究; 3）隧道掘进机技术的研究发展趋势将集中在掘进力学机制的完善、复杂地质条件下掘进机制与施工过程控制研究和复合掘进机技术的发展等方面,这些会给隧道掘进机技术的研究和发展带来挑战和契机。     

隧道掘进机技术的发展和研究现状

通过对隧道掘进机的分类、隧道掘进机技术的研究现状以及隧道掘进机技术研究和发展趋势的调研和探讨,提出:1)根据掘进岩土体强度的不同,隧道掘进机大致可以分为岩石隧道掘进机和盾构;2)目前岩石隧道掘进机的研究热点问题主要包括滚刀破岩机制和施工预测模型的建立2个方面,而盾构主要研究内容集中在掌子面稳定、施工过程控制和地表沉降研究3个方面,虽然这些研究都取得了较大进展,并且部分已经有效地应用到实际工程建设中,但解决得不够透彻,还有待于进一步研究;3)隧道掘进机技术的研究发展趋势将集中在掘进力学机制的完善、复杂地质条件下掘进机制与施工过程控制研究和复合掘进机技术的发展等方面,这些会给隧道掘进机技术的研究和发展带来挑战和契机.