城市道路環(huán)境中汽車駕駛員動(dòng)態(tài)視覺特性試驗(yàn)研究.pdf

1、中國每年發(fā)生的50余萬起道路交通事故中，約有40％發(fā)生在城市道路上，可見，在大力加快城市化建設(shè)進(jìn)程的今天，改善交通安全狀況是亟需解決的問題之一。道路交通系統(tǒng)中，駕駛員是引發(fā)交通事故的首要因素，而駕駛員最重要的交通信息獲取途徑是視覺。因此，有必要對(duì)城市道路交通環(huán)境中駕駛員動(dòng)態(tài)視覺搜索模式展開研究。 在駕駛員動(dòng)態(tài)視覺生理學(xué)和心理學(xué)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究方法和研究結(jié)論，對(duì)駕駛員視覺行為的基本形式和表征參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的論

2、述和分析，確定以注視持續(xù)時(shí)間、視角、視覺搜索廣度、掃視幅度和掃視速度幾個(gè)指標(biāo)作為動(dòng)態(tài)視覺搜索模式的基本表征參數(shù)。 通過試驗(yàn)場(chǎng)的模擬試驗(yàn)，對(duì)通道寬度、運(yùn)行速度和交通標(biāo)志字高三個(gè)典型城市交通環(huán)境特征展開研究，分析了各特征條件下駕駛員動(dòng)態(tài)視覺的變化規(guī)律。 進(jìn)行了較大樣本的真實(shí)城市道路環(huán)境中駕駛員動(dòng)態(tài)視覺搜索模式的試驗(yàn)，選取綜合路線1條，典型路段27個(gè)(包括平面交叉、普通道路、快速干道、立體交叉)作為試驗(yàn)道路；選取駕駛里程0.2

3、～5萬千米和5～60萬千米兩個(gè)群體的20名駕駛員作為受試駕駛員，采用加拿大SR-Research公司的EyelinkII眼動(dòng)儀作為測(cè)試儀器。通過對(duì)不同表征參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，從以下三個(gè)方面對(duì)駕駛員在城市道路交通環(huán)境中的眼動(dòng)特征及其規(guī)律進(jìn)行了分析： (1)分析了駕駛員在城市道路環(huán)境中各眼動(dòng)參數(shù)的分布特征，對(duì)注視持續(xù)時(shí)間、掃視幅度和掃視速度三個(gè)參數(shù)的分布函數(shù)進(jìn)行擬合并進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，認(rèn)為它們分別近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布、指數(shù)分布和對(duì)數(shù)

4、正態(tài)分布； (2)對(duì)熟練駕駛員和非熟練駕駛員兩個(gè)群體的眼動(dòng)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，比較了各參數(shù)的分布差異和均值差異，并用非參數(shù)檢驗(yàn)方法對(duì)其差異的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，認(rèn)為熟練程度對(duì)注視持續(xù)時(shí)間、垂直方向搜索廣度、掃視幅度和掃視速度四個(gè)參數(shù)有顯著影響； (3)分析了駕駛員在不同道路條件下的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，比較了各參數(shù)的分布差異和均值差異，對(duì)各眼動(dòng)參數(shù)差異的顯著性進(jìn)行了道路條件單因素方差分析和道路條件與熟練程度雙因素方差分析。 提出了

5、運(yùn)用動(dòng)態(tài)聚類理論確定駕駛員視覺注視區(qū)域的方法，通過對(duì)注視點(diǎn)在視野平面的解析坐標(biāo)進(jìn)行聚類，劃分不同的注視區(qū)域，并把注視區(qū)域與試驗(yàn)錄像相對(duì)應(yīng)，確定各區(qū)域的主要注視目標(biāo)。這種方法與傳統(tǒng)的注視區(qū)域劃分方法相比，具有精確度高，統(tǒng)計(jì)工作量小的優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用馬爾可夫鏈理論，求解出駕駛員視覺行為在各區(qū)域間的一步轉(zhuǎn)移概率矩陣和平穩(wěn)分布。 提出了運(yùn)用模糊理論對(duì)駕駛員視覺搜索模式進(jìn)行分類和識(shí)別的方法。通過對(duì)不同路段駕駛員眼動(dòng)參數(shù)均值進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)