景区与城市道路环境下驾驶人眼动特性差异性分析

为反映景区和城市道路环境下驾驶特性的差异性,运用眼动仪进行实地视线追踪对比实验,从驾驶人这一关键视角分析了两种环境下驾驶人在注视区域、注视目标、视负荷和视疲劳方面眼动特性的差异。实验结果表明:在水平注视区域,驾驶人都更关注中部,且景区较城市道路更关注左右两侧。在垂直注视区域,于景区驾驶人关注中距离,于城市道路关注近处。在注视目标上,都更关注道路,机动车,尤其是城市道路,而景区注视目标多样。在城市道路驾驶人视负荷大,易于疲劳,驾驶更为谨慎。在景区,驾驶人视负荷小,不易受压迫,更为放松。研究结果可以分析景区交通的突出性,并对设计景区独立明确的各项交通设施规范提供了重要的依据。     

汽车驾驶人驾驶经验对注视行为特性的影响

通过实车试验,分别在城市道路和公路上,利用EyeLinkⅡ眼动仪测试了20名驾驶人的眼动参数与注视行为特性。将被试驾驶人分为熟练驾驶人组和非熟练驾驶人组,通过将实际驾驶过程中的交通场景录像逐帧分解,并与驾驶人的眼动数据相结合来确定驾驶人的真实注视目标,对比了熟练与非熟练驾驶人的注视区域和注视目标特征,研究了2组驾驶人驾驶经验对驾驶人注视行为特性的影响,并分析了导致2组驾驶人注视行为差异的原因。研究结果表明：驾驶经验对驾驶人注视行为特性有显著影响;在城市道路上,熟练驾驶人对近处目标的注视频次比非熟练驾驶人高约18％,而对车内后视镜的注视频次约为非熟练驾驶人的4．7倍;在公路上,非熟练驾驶人对远距离区域的注视频次仅为熟练驾驶人的4l％,而对车内区域的注视频次则为熟练驾驶人的2．1倍;驾驶人对右区域的注视频次平均约为左区域的2．5倍,且熟练驾驶人对右区域关注更多,约为左区域的4倍,而非熟练驾驶人对右区域的注视频次约为左区域的1．5倍;非熟练驾驶人处理信息的策略和效率均比熟练驾驶人差。     

道路环境对驾驶人眼动行为影响的试验研究

为了分析道路类型条件对驾驶人眼动行为的影响,分别在城市道路、城乡结合道路及山区公路上开展试验,利用EyeLink Ⅱ型眼动仪对20 名驾驶人的眼动行为进行测试和记录,分析不同道路环境中驾驶人的注视区域、注视目标及注视时长等特征.结果表明,驾驶人根据道路环境的变化调整其视觉搜索行为,在交通环境相对简单的道路上,驾驶人注视较远且平均注视时间较短,而在交通环境复杂多变的道路上,驾驶人注视较近且平均注视时间较长.研究结果为深入研究驾驶人的视觉行为规律、提高驾驶人行车安全性奠定了试验基础.     

高速公路养护作业上游过渡区 驾驶员注视转移特性研究

为研究高速公路养护作业上游过渡区驾驶员的注视行为特性,利用Smart Eye Pro5.7型非侵入式眼动仪开展实车试验,监测并记录3名被试驾驶员经过普通路段和养护作业上游过渡区的眼动数据。应用动态聚类算法和马尔可夫链理论研究了在高速公路普通路段和上游过渡区行车环境下,驾驶员注视转移规律和注视行为平稳分布特征。结果表明:前方视野、左侧远处和右侧远处是驾驶员获取道路信息的主要区域,注视概率累计达70%以上;注视点有以前方视野为中心在各注视区域之间转移的趋势;与普通路段相比,上游过渡区驾驶员视觉搜索范围减小,主要目标物回视概率增加,受养护作业封闭车道的影响,驾驶员需多次注视交通安全设施以获取足够的车道渠化与行车要求等信息,同时需要注意相邻车道的车辆行驶状态。     

基于注视转移模式的驾驶熟练程度评价方法

为了客观量化评价驾驶人驾驶熟练程度,分析了实车试验环境中的眼动仪采集数据。采取注视区域划分方法,选取8个注视转移模式表征参数作为评价指标。运用主成分分析方法研究了15个驾驶人眼动数据,得到了基于注视转移模式的驾驶熟练程度计算方法。试验结果表明：15个驾驶人驾驶熟练程度评价得分值与其驾驶经验里程之间存在密切关系;运用提出的方法,可以清楚区分以5．0×104 km驾驶经验里程为界限的2个群体,但是在每个群体内部,驾驶人驾驶熟练程度评价得分不呈现明显的规律性。     

基于模拟驾驶的借道左转驾驶人视觉特性研究

借道左转是一种缓解左转车流压力的新型交通组织方法,通过信号灯时空调配借用对向车道为左转待行区,提高相位内左转车辆通行能力。笔者运用驾驶模拟平台,建立城市道路交叉口借道左转仿真场景;结合眼动追踪系统,获取驾驶人借道左转过程中视觉特性参数的变化;通过瞳孔变化和眼动行为,分析驾驶人心理紧张程度及其与行车风险的关联。结果表明：识读借道左转标识及分隔带开口、到达分隔带开口和到达借用车道停车线几个位置,是驾驶人瞳孔面积变化和持续注视时间、注视兴趣区域变化以及扫视频率骤增的集中点,反映出相应位置驾驶人风险感知强、心理负荷大;借道左转短期注视行为较多,注视时长差距较大,表明该过程驾驶人关注目标多、摄取信息密集且处理难度悬殊,需要进行高强度的信息处理;累计扫视时间占比高于普通左转,且以5°以下小角度扫视为主,反映出借道左转过程环境信息复杂、行车风险较大,驾驶人搜索、对比分析的需求更高,扫视主要是为了捕捉关注目标和补充注视信息。     

虚拟试验下驾龄对驾驶人危险感知特性的影响

为提高行车安全,设计危险场景并进行虚拟试验,选择眼动参数作为驾驶人危险感知能力的衡量指标,利用Face LAB眼动仪测试了37名驾驶人的眼动参数,分析了不同驾龄驾驶人的平均注视时长及注视次数的变化规律及差异性规律,并进一步分析了导致不同驾龄驾驶人注视行为差异的原因。研究结果表明:不同驾龄的驾驶人的危险感知能力有显著差异:当发生突发危险状况,驾龄短的驾驶人的紧张程度较高,平均注视时长相对较小,注视点分布比较集中;而驾龄长的驾驶人对危险区域的关注范围更大,注视点分布分散而密集;就处理视觉信息的能力而言,驾龄短的驾驶人对危险的感知水平要明显低于驾龄长的驾驶人,其视觉搜索策略有待改善。     

不同能见度及信息量对驾驶人视觉特性影响

为探究不同能见度及信息量条件下驾驶人的视觉特性，以城市主干路为模型基础，分别建立不同能见度及信息量条件的模拟驾驶场景。选取21名驾驶人参与试验，运用模拟驾驶试验的方式采集数据，分析不同能见度及信息量条件下驾驶人注视时长、扫视百分比和瞳孔直径变化规律；通过动态分类法对驾驶人视野区域进行划分，应用马尔科夫链计算驾驶人在不同能见度及信息量条件下注视点在各区域间的一步转移概率和平稳分布概率。结果表明：能见度较好时交通标志信息量是影响驾驶人视觉特性的主要因素，在I3条件下驾驶人能够迅速判别道路交通环境中的重点信息；当能见度较差时驾驶人的观察区域由道路远处向近处转移，无法及时搜索远处的潜在威胁，不利于行车安全。     

高速公路隧道入口区域视线诱导系统有效性研究

为了达到高速公路隧道入口区域驾驶人早发现、早适应、早决策的目的,分析了隧道入口区域的交通安全现状,提出了一种高速公路隧道入口区域视线诱导系统的改善思路与方法;通过室内驾驶模拟仿真平台,利用眼动仪采集了驾驶人的眼部数据;将驾驶人浏览兴趣区域划分为5类,分析了驾驶人在各区域的眼动参数变化;采用注视点分布位置、视觉敏感区面积等指标,描述了驾驶人视区的变化规律,评价了视线诱导系统改善后的效果。研究结果表明:隧道入口区域视线诱导系统改善后,驾驶人对道路前方远处的浏览时间占比(50.55%)、注视时间占比(53.13%)相比现状方案均有显著的提升,且扫视幅度(5.47°)明显减小;改善后驾驶人的注视点更加集中于前方远处,而道路两侧的注视点减少;现状方案中驾驶人的视觉敏感区面积在距离隧道洞口180 m左右处急剧减小,在隧道内又开始缓慢增大;改善后驾驶人的视觉敏感区面积在距离隧道洞口350 m左右处开始减小,此后一直保持相对平稳的状态;改善后驾驶人的视觉敏感区面积在各隧道区域的变化速度均小于现状方案。视线诱导系统的有效性得到了验证,使得驾驶人更加关注道路前方远处及洞内的交通信息,同时视区变化幅度更小,并且视觉负荷降低。      

驾驶员视点在路段人行横道上的分布特性研究

以驾驶员的视点变化为研究对象,利用Dikablis智能眼动仪,通过在选取路段进行的实车试验,获取驾驶员在通过无信号控制路段行人过街横道线时的眼动参数与注视行为特性。研究结果表明,驾驶员在通过人行横道时,白天和夜间视点在中心区域的注视时间比分别占到了34%和51%,在右侧区域占到了45.3%和34.7%。从正常路段向人行横道过渡时,白天瞳孔面积的变化率达到44.4%,夜间变化率达到26%。正常路段的瞳孔面积夜间相比白天变化率达到65.3%,人行横道处变化率达到67.4%,与白天相比驾驶员的紧张程度高。     

城市道路场景下驾驶注意力需求的影响因素研究

为探索城市道路场景下影响驾驶注意力需求的交通因素,搭建包含多种交通变量的城市道路交通场景,对30位被试进行驾驶模拟器视线遮挡实验。以视线遮挡概率表示驾驶注意力需求等级,采用逐步逻辑回归方法建立各交通变量对驾驶注意力需求等级模型,并分析其影响方式。结果显示,遮挡概率沿驾驶路线波动较大,不同交通变量对驾驶注意力的需求不同。十字路口、公交车站、路边停放车辆、跟车距离、会车距离和弯道曲率等对驾驶注意力需求影响显著。越接近十字路口遮挡概率越小,到达十字路口时几乎没有遮挡。说明被试会主动适应外界交通环境对注意力的需求,有选择的获取与驾驶有关的交通变量信息,并预测各个交通变量的发展趋势。研究结果有助于提高驾驶分心预警系统的环境敏感性。     

车速与标志文字高度对驾驶人视觉搜索模式的影响

在试验场的直线路段上模拟简单交通环境,将车速和标志文字高度作为控制变量,用眼动仪测录了7名受试驾驶人水平和垂直方向的视角与注视持续时间.用方差分析方法对试验数据进行分析,研完了车速与标志文字高度对驾驶人视觉搜索广度、注视持续行为及视角分布的影响.分析结果表明:车速及标志文字高度对驾驶人的视觉搜索广度的影响不显著,车速的...     

典型事故形态下驾驶人工作记忆与应激反应研究

为探究事故发生时的不同形态和工作记忆与驾驶人应激反应能力及视觉行为的关系,本文对31名驾驶人分别开展城市道路中侧面碰撞、追尾碰撞和刮撞行人这3种典型事故形态下的驾驶模拟器实验。根据摄像机和眼动仪的输出视频,采用动态聚类将驾驶人的注视区域划分成7类,同时,基于单因素方差分析,Mann-Whitney U检验和Kruskal-Wallis检验,分析事故形态的类型、不同工作记忆容量的人群避险时的应激反应能力和视觉行为的影响。结果表明：事故形态和驾驶人的应激反应能力显著相关,在前车紧急制动事件中驾驶人的反应时间最短,较侧面碰撞减少了25.46%;在面对危险时的反应时间受到驾驶人工作记忆容量的影响,即相比于低工作记忆容量,高工作记忆容量的驾驶人反应时间短;此外,注视总持续时间、平均扫视时间和瞳孔直径均与工作记忆容量相关。研究结果可为车辆安全针对性预警提供理论支持。     

无信号交叉口横向冲突预警对驾驶行为的影响

针对智能网联汽车在无信号交叉口对横向冲突的避撞问题,本研究设计了横向冲突人机交互预警及横向冲突驾驶模拟试验场景,并分析不同类型预警对驾驶行为的影响规律。运用驾驶模拟器搭建城市道路无信号交叉口并设计横向冲突事件,选取30位驾驶人作为试验对象,应用眼动仪、驾驶模拟平台开展驾驶模拟试验;采集风险场景下驾驶人的眼动、操作行为与车辆运行数据;对比分析各组场景下驾驶人的注视时长和扫视频率及行车速度、制动时间和踩制动踏板速率等驾驶行为特性参数,分别运用方差分析和描述性统计方法分析了预警提示类型和提示时机两个方面对驾驶行为特性的影响。结果表明：网联警告型预警的警示效果优于常规提示型预警,但该类预警使驾驶人操作车辆时的减速度增大至-4 m/s²以上,导致行车舒适性降低;预警提示时机对驾驶行为的影响显著,且预警提示位置宜设置在距离交叉口50～90 m处。研究结果能够为交通安全设施开发者提供有效HMI预警设计建议,提高无信号交叉口通行安全性。     

基于因子分析的城市隧道驾驶人心理负荷变化规律

隧道路段驾驶人心理负荷变化与交通安全关系紧密。为研究驾驶人在出入隧道路段过程中的心理负荷变化规律,在城市隧道路段开展实车实验。首先利用D-Lab软件的Dikablis眼动追踪系统和Physio生理采集系统采集驾驶人的眼动数据和心电数据,分析瞳孔面积变化率、注视时间变化规律及驾驶人心率变异性。然后,基于瞳孔面积变化率、注视时间、RR间期标准差和RR间期差值平方根4项指标,利用因子分析法构建了驾驶人心理负荷计算模型。研究结果表明:在进出隧道过程中,驾驶人瞳孔面积变化率、注视时间及心率变异性均存在显著变化;驾驶人心理负荷可从视觉负荷和生理负荷两方面解释量化,两个公因子的累计方差贡献率为83.165%,其中视觉负荷的方差贡献率为42.689%,生理负荷的方差贡献率为40.476%;驾驶人在进出隧道过程中心理负荷具有显著差异,驶入隧道的过程中心理负荷显著增大,驶出隧道的过程中心理负荷显著减小。因此,在隧道安全设计和道路交通安全预警中,应对驾驶人心理负荷变化规律予以考虑。     

照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征分析与建模

为研究照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征变化规律,选取26名驾驶人在交通状况相近的非高峰时段进行海底隧道实车试验。利用视觉仪、照度计等采集真实交通状态下照度、驾驶人眼睑闭合度、注视时长、车速及位置数据,分析驾驶人受不同照度及纵坡耦合作用下眼睑闭合度、注视时长和行车速度的变化规律,并分别建立眼睑闭合度、注视时长、车速与照度和坡度的数学模型。研究结果表明：驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时,眼睑闭合度明显降低,受照度影响作用效果显著;注视时长增加,受照度作用效果显著;注视点多分布于前方车辆;车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律,且受照度和纵坡坡度耦合作用效果显著。     

高速公路长隧道入口段驾驶人视觉特征变化

为减少高速公路隧道入口交通事故,利用实际道路试验,研究驾驶人在隧道入口段的视觉特征.实验记录行车中驾驶人视觉特征参数,运用神经网络和回归方法,通过程序计算和统计分析实测数据,以及模拟视觉特征参数变化,建立驾驶人注视时间、注视次数、扫视幅度等变化的数学模型.结果表明:在接近隧道人口过程中,驾驶员注视时间逐渐增加,注视次数减少,眼动扫视幅度减小;在车辆由远处不断接近隧道入口过程中,驾驶人注视点逐渐由正前方向右侧过渡,出现右侧注视点增加的情况;在车辆进入隧道后,注视时间出现先减少后增加,注视次数增加,扫视幅度增加的规律.     

高速公路隧道群出、入口段驾驶人视觉特征

为提高隧道群交通安全水平,研究高速公路隧道群出、入口段驾驶人视觉信息认知过程和变化.针对驾驶人视觉特征参数变化规律,选用9名驾驶入进行隧道群环境中实车试验.采用眼动仪,记录行车过程中驾驶人视觉特征参数.应用统计方法,分析试验数据特征.运用神经网络技术,模拟视觉特征参数变化,并建立相关模型.研究结果表明:在逐渐接近特长隧...     

基于自然驾驶跟车数据的驾驶人差异性分析与辨识

为研究跟车工况下个体驾驶行为特性及其辨识,以驾驶人自然驾驶数据为基础,通过统计分析,频域分析及时频分析,多尺度对比驾驶人加速度、碰撞时间倒数、跟车时距等跟车轨迹特征参数分布的差异性;利用统计方法和离散小波变换提取能够表征驾驶人跟车习性差异的特征参数,分析不同参数输入结果,确定最优参数组合,建立基于随机森林的驾驶人差异性辨识模型;对 8位驾驶人的实车数据分析和辨识结果表明,以加速度,与前车相对速度、相对距离,跟车时距,碰撞时间倒数的平均值、标准差、中位数、小波能量熵为特征向量的随机森林模型,驾驶人识别的准确率能达到96.48%,袋外错误率为4.55%,相比于支持向量机、K近邻、BP神经网络,具有更高的识别准确性。说明运用多尺度细化特征向量建立的随机森林模型在识别跟车工况下驾驶人的差异性方面是可行的,该结果对驾驶行为精细化研究及个性化辅助驾驶系统发展具有重要意义。     

夜间快速路隧道入口段新驾驶员眼动特性分析

为研究夜间城市快速路隧道入口段新驾驶员的眼动变化特征,选取4名驾龄小于5年的新驾驶员,4人均佩戴DIkablis眼动仪在长春市南部快速路卫星路隧道驾车行驶,获取其晚高峰时段在隧道入口段不同车道位置的眼动参数数据,对新驾驶员的瞳孔面积、注视持续时间和扫视速度等眼动参数进行分析.结果表明:新驾驶员行驶在不同车道位置上的瞳孔面积变化趋势基本一致,车道位置对瞳孔面积有显著影响;新驾驶员通过隧道入口段时的视点主要集中在前方区域,该区域的内侧车道、中间车道和外侧车道上的注视时间百分比分别为47.8％、35.3％ 和37.7％,注视次数百分比分别为50.4％、41.9％ 和47.6％;不同车道位置的平均扫视速度变化规律有所不同,内侧车道上以慢速扫视为主,扫视速度变化呈现递减趋势,而中间车道和外侧车道以快速扫视为主,其变化呈现先增加后减小趋势.