人机界面设计趋势:智能化

<正>汽车互联化、智能化趋势对人机界面(HMI)设计提出了更高要求。随着汽车互联技术的发展,驾驶员可以接收并发送更多信息,这同时也给HMI设计带来了挑战。尤其是,随着驾驶员辅助系统以及自动驾驶技术的使用,更多环境信息需要人机界面与驾驶员进行互动,对人机交互界面也将提出全新要求。如何以更加智能、直观的方式进行信息展示,同时确保驾驶的安全性和舒适性,     

车路协同下HMI对跟驰行为与视觉特性的影响

为研究车路协同系统对驾驶员跟驰行为和视觉特性的影响,基于驾驶模拟器搭建高速公路场景和车路协同环境,针对常规状态和意外事件这2种情况,采集跟驰过程中的驾驶行为数据和驾驶员眼动数据,对比分析了有HMI和无HMI这2种情况下的车头间距、车头时距、加速踏板深度、平均制动次数及驾驶员在每个区域的注视时长和扫视频率等行为变量.分析结果表明,常规状态的跟驰过程中,设置HMI车辆的车头间距和车头时距分别增大12.91%和23.70%,加速踏板使用幅度及制动踏板平均使用次数分别降低7.55%和10.14%,设置HMI可使驾驶员注视车辆前方区域的时长减少,在HMI区域的注视时长占总时长的6.18%,而扫视频率没有明显变化;在意外事件的跟驰过程中,HMI的预警对速度和车头时距产生显著性影响,使方向盘转角和加速度方差变化幅度减小,且在保证安全距离的前提下,通过不停地扫视以获取换道时机.      

智能网联汽车人机交互场景测评方法研究

汽车座舱内的人机交互智能系统一定程度决定了用户的智能体验,对人机交互进行测试研究,形成一套完整的人机交互测试评价方法,可以指导人机交互的设计开发,实现人机交互的迭代和优化。汽车座舱内功能日益增加,给用户带来更丰富的体验,然而功能相同,人机交互不同,给用户带来的驾驶体验却大相径庭。基于典型使用场景,从客观角度,分析不同车型相同场景下车机系统的响应、驾驶员眼部活动和驾驶员手部活动的差异,进一步量化评价参数,形成评价指标,同时根据五感和五觉,设计主观评价表对人机交互进行测评。测评结果表明,该方法具备可操作性和合理性,能从客观和主观角度全面评估人机交互的优劣。     

驾驶风格对不同跟驰场景下跟驰行为影响分析

为了分析驾驶风格对不同跟驰场景下跟驰行为的影响,利用高逼真度驾驶模拟器设计晴天、雾天两种天气状况和自由流、拥挤流、阻塞流三种交通流状态组合的六类典型跟驰场景。以跟驰过程中的最大加速度、最大油门踏板受力、最大油门踏板受力速度作为指标,通过K-means聚类识别方法,对六类典型跟驰场景下不同驾驶风格的驾驶员进行聚类识别,并以跟车间距、车头时距为风险指标评价不同驾驶风格的驾驶员在六类典型跟驰场景下的跟驰风险。结果表明：六类典型跟驰场景下,不同驾驶风格驾驶员的跟驰行为存在明显差异;激进型驾驶风格驾驶员倾向保持更小的跟车间距和车头时距,跟驰过程中的碰撞风险更高;晴天和自由流场景下不同驾驶风格驾驶员跟驰行为差异性更加显著。     

先进驾驶辅助系统人机交互界面评价方法研究

为提高先进驾驶辅助系统的人机交互界面设计品质,提出了利用驾驶模拟器对人机交互界面进行测试评价的方法,并通过对人机交互界面评价方法的分析,搭建了基于驾驶模拟器的测试平台,确定了相关测量参数。该评价方法可在先进驾驶辅助系统开发的早期阶段对备选的人机交互界面设计方案进行评价,可尽早发现人机交互界面设计中出现的问题并进行修正,减少了先进驾驶辅助系统的开发成本和周期。     

基于人机工程学的汽车驾驶模拟器后视镜布置研究

为进一步提升汽车驾驶模拟器的感受真实度和视野舒适度,对驾驶模拟器上的后视镜在驾驶视景中的位置布置进行了研究。依据人机工程学原理和驾驶员的视觉特性,结合解析几何学的相关知识,分别对驾驶模拟器的驾驶视景中的左、右后视镜和内后视镜的水平方向和垂直方向的位置与驾驶员视角之间的关系式进行了推导,得到了后视镜位置布置公式。通过对该公式的应用,以期进一步提升汽车驾驶模拟器的视景逼真度,同时改善驾驶员的视觉效率、减少视觉疲劳。     

基于生理信号的多任务下驾驶员认知负荷的评定

为探索驾驶员精神状态与生理信号之间的关系,建立基于生理信号的认知负荷评价方法,在驾驶模拟器中设置了驾驶任务和语音交互任务这一典型的双任务模拟驾驶工况,记录实验过程中驾驶员的主观评分及心电、皮电和呼吸等生理信号,并运用统计方法分析生理参数在整个实验过程中的动态变化规律。结果表明,相对于单一驾驶任务,双任务工况下驾驶员感受的主观压力随着任务难度的增加而上升;心率变异性功率谱密度、皮电水平和呼吸频率等生理指标与驾驶员的认知状态具有较强的关联性,因而可以有效区分不同认知负荷的两种状态。     

安全高效的人机互动

<正>如今越来越多的车辆信息通过车载仪表显示。如何确保车辆与驾驶员之间安全地进行人机交互,是HMI设计的关键要素。汽车互联化、智能化趋势对人机界面(HMI)设计提出了更高要求。大陆集团车身电子事业部旗下仪表与人机界面业务单元不断研发创新产品,以满足现代驾驶环境下对于显示功能的多元化需求。在2015上海车展上,大陆集团展示了最新HMI设计成果,包     

自适应驾驶员行为特征的车道偏离防范系统

提出一种能自适应驾驶员行为特征的车道偏离防范控制方法。基于驾驶员自然驾驶行为和人机交互行为数据库,提出自适应调节的动态期望驾驶区间与车道虚拟边界,以之为基础确定了车道偏离防范的决策参数,设计了车道偏离防范的决策和分步控制策略,采用学习型模型预测控制理论构建自适应驾驶员行为特征的LDP控制器,以驾驶模拟器为平台进行驾驶员在环实验。结果表明,所提出的车道偏离防范方法能提高驾驶员对LDP控制的接受度。     

驾驶模拟器在自动驾驶系统中的应用研究

自动驾驶车辆在实际道路上行驶之前的测试阶段是一个至关重要的环节。一个低成本、高效率以及高精度测量的自动驾驶车辆的测试方式,对于自动驾驶车辆的开发具有重要意义。将驾驶模拟器运用到研究自动驾驶车辆测试已是近年来的一个研究热点。基于虚拟驾驶场景的自动驾驶车辆的检测,通过组合虚拟驾驶场景的背景车辆、行人、交通灯、建筑、指示标牌等元素,研究将驾驶模拟器与虚拟驾驶场景的联合应用来测试自动驾驶车辆。设计了典型的交通场景,通过自动驾驶车辆和背景车辆的实时交互,研究自动驾驶车辆的各项性能指标。研究结果表明:该驾驶模拟器可以高度拟合人类驾驶体验,驾驶员通过驾驶模拟器控制背景车辆能够很好的模拟现实中的驾驶行为,对自动驾驶车辆的仿真测试起到了促进作用。     

基于驾驶模拟器高速公路线形设计安全性评价

针对在道路施工之前很难有效地对道路线形设计的安全性进行评价,提出了一种新的道路线形设计安全评价方法,即在驾驶模拟器上构建待建道路的场景,通过提取并分析驾驶员操纵驾驶模拟器汽车在虚拟道路上行驶的客观反应指标,对高速公路的设计方案进行驾驶安全性、舒适性评价,及时发现事故隐患或对安全有不利影响的设计,减少由于设计不当给社会带来的损失及危害。     

开发型驾驶模拟器体感模拟算法及其评价

运用开发型汽车驾驶模拟器，可在模拟的汽车驾驶环境中，研究人－车－环境闭环系统特性，从而研制出高主动安全性汽车，驾驶员的视觉，听觉，触觉及体感是模拟器的四大模拟要素，直接影响模拟器逼真度，本文提出一种驾驶员体感模拟滤波算法，并建立驾驶员体感评价模型，仿真计算的结果表明，该算法既可充分发挥体感模拟系统硬件的模拟能力，并获得满意的体感模拟逼真度，又可为研制汽车驾驶模拟器需体感模拟软件的逼真度评价提供一种行之有效的方法。     

某车载提神香氛功效验证及应用

疲劳驾驶经常引起交通事故,甚至使驾乘人员受到伤害。针对疲劳驾驶频发的问题,提出驾驶员通过嗅吸一种具有提神作用的车载香氛来缓解驾驶员疲劳感,并设计了一种提神效果综合验证方法,利用多维疲劳量调研表和人体脑电波监测方法,分别从人体主观感受和客观生理指标两方面验证该提神香氛的有效性。试验结果表明,使用该提神香氛可在一定时间内有效缓解人体疲劳感,提高驾驶的安全性。     

驾驶员安全教育方法探索

介绍了我国交通事故、驾驶员安全教育现状和驾驶模拟器用于驾驶员安全教育的条件;提出了驾驶模拟器用于驾驶员安全教育的虚拟道路交通视景系统的组成及设计方法;分析了用于驾驶员安全教育的虚拟道路交通视景特征及驾驶模拟器用于安全教育的可行性.     

关于L3自动驾驶的人机交互设计研究

随着雷达、摄像头、处理平台的软硬件提升,加上高精地图的辅助,全球越来越多的汽车公司都推出了自动驾驶车辆,覆盖Level 2~Level 3的自动驾驶场景(SAE J3016),但这些场景都需要在必要的时候由驾驶员接管车辆,因此自动驾驶汽车对人机交互设计提出了新的挑战,比如合理的接管流程,驾驶操作的监测,权责划分的提示。     

基于驾驶员意图及行驶场景判断的智能驾驶模式识别策略

目前市面上的乘用车大多具备一个以上的驾驶模式供选择,有些车型甚至可以提供车主自定义的驾驶模式,从而满足驾驶员不同场景下的驾驶需求。由于主机厂对驾驶模式的定义具有一定使用场景针对性,可能出现当前选定驾驶模式不适合驾驶员的驾驶风格,或者当驾驶场景发生改变时,当前选定的驾驶模式无法及时满足驾驶员期望的情况。文章介绍一种驾驶模式识别策略,通过对CAN总线相关信号实时监控,掌握驾驶员输入,如加速、制动及转向等动作;以及车辆的动态表现,如车速、纵向加速度及侧向加速度等参数,并利用建立的模型,对车辆当前的行驶交通环境,驾驶员的驾驶风格以及驾驶员的意图进行综合判断,从而实时为驾驶员智能切换更合适的驾驶模式。该策略可满足驾驶员意图与驾驶模式相互匹配,从而提升用户的驾驶主观体验。     

新型立体动感汽车驾驶模拟器的开发

汽车驾驶模拟器是驾驶员训练教学与人机仿真试验研究的重要设备。利用汽车驾驶训练模拟器可部分代替实车训练,可学到规范化的驾驶操作手法、降低训练成本、节省燃油、缩短初期训练时间,而且有利于交通安全。文中提出一种新的具有立体动感的汽车驾驶培训模拟器,并介绍了该模拟器的原理、各系统结构及特点。     

基于驾驶模拟器的危险场景设计研究

文章通过收集整理国内外多种类型的交通事故案例,提炼出2种较具代表性的危险场景进行仿真试验分析,提出了基于驾驶模拟器危险场景设计的基本思路和方法;对场景进行了详细的试验设计及建模分析,并对其进行计算机及驾驶模拟器仿真演示.     

车道对中控制系统的驾驶员自适应需求验证

针对车道对中控制系统(LCCS)的控制目标与驾驶员正常驾驶行为存在差异的现象,提出了基于主观评价试验的方法验证是否需要设计自适应LCCS提高驾驶员的体验.采集驾驶员在设计道路上的驾驶路径,并通过聚类提取4种风格的驾驶路径,设计评价试验得到驾驶员对4种风格驾驶路径和其他3种人为设计路径的喜好情况.试验结果表明,驾驶员对车...     

重复驾驶条件下驾驶员记忆增长模型研究

驾驶员的记忆影响视觉搜索及路径规划等驾驶行为,进而影响道路通行效率与交通安全.为了描述重复驾驶条件下驾驶员记忆变化的特征,设计模拟驾驶实验,研究同一场景下重复驾驶对驾驶员记忆的累积刺激.通过场景记忆量表衡量驾驶员的记忆程度,分析了驾驶员记忆增长与重复驾驶次数的动态变化关系,分别采用单分子式、修正Weibull方程及Richards方程建立累积刺激作用下驾驶员记忆增长模型,并以误差平方和、均方根误差和调整 R2为评价指标对模型精度进行对比分析.结果表明,3种模型均能对驾驶员记忆增长特性进行描述,其中 Richards模型精度最高,其平均调整R2为0.9884.Richards模型揭示了记忆的同化与异化作用的本质,更适合建立重复驾驶条件下驾驶员对场景的记忆增长模型.