单调路侧景观色彩对驾驶员眼动指标的影响分析

驾驶员行车中主要通过视觉获取信息,而色彩是最易被感知的信息。不同区域的草原公路路侧景观色彩差异较大,对驾驶员行车过程中的视觉特性会产生一定影响。基于色彩心理学理论,结合双因素方差分析方法,比较4名驾驶员在两条路侧景观色彩不同的草原公路上眼动指标均值变化规律,得到以下结论:1景观色彩对驾驶员眨眼持续时间、注视持续时间、瞳孔直径和扫视幅度有显著影响;2土黄褐色暖色调色彩环境对驾驶员视觉影响较复杂,使得瞳孔直径和扫视幅度较大,眨眼时间和注视时间较小;青绿的冷色调则表现相反;3连续单调的景观色彩容易对驾驶员造成一定的视觉疲劳。     

城市道路景观分布对驾驶员视觉刺激性的影响

视觉系统是驾驶员获取行车信息的主要方式,而城市道路景观分布是引起驾驶员视觉刺激性的关键因素之一,为此,需研究城市道路景观分布对驾驶员视觉刺激性的影响。实验路段选择某地省道,对选择路段的景观异质性进行评价。在研究实验样本的基础上,选择6位高校老师作为驾驶员参与实验。将眨眼时间、注视时间、瞳孔直径、扫视幅度作为衡量指标,研究路段1和路段2景观对驾驶员视觉刺激的影响。结果表明,驾驶员在景观相对复杂路段的瞳孔直径和扫视幅度较大,眨眼持续时间与注视持续时间较小;不同城市道路景观对驾驶员的眨眼持续时间、注视持续时间、扫视幅度影响不显著,对驾驶员的瞳孔直径影响显著。     

基于驾驶员视觉特性的草原公路平曲线半径研究

驾驶员在行车过程中主要依靠视觉获取相关的道路交通信息。基于草原公路特殊的线形特点,通过在草原公路进行实驾试验,利用眼动仪采集驾驶员眼动指标。分别提取各驾驶员在不同半径平曲线路段行车时的试验数据,探讨驾驶员在草原公路平曲线段行车过程中的眼动规律,分析驾驶员的眼动特性与道路平曲线半径之间的关系。得到平曲线半径对驾驶员的注视持续时间和扫视幅度的影响非常显著,对眨眼持续时间的影响较为显著。驾驶员在小半径曲线行车时,注意力高度集中,紧张感较强;在大半径平曲线行车时,行车感较为舒适,心理较为放松的特点。建议可以适当合理增加不同半径的平曲线来调节驾驶员的驾驶状态,缓解驾驶疲劳。     

公路平面线形与驾驶员视觉搜索模式相关性分析

为定量描述驾驶员视觉搜索模式与公路平面线形的相关性,基于眼动试验展开对驾驶员视觉搜索模式的研究.首先通过室内试验获得驾驶员在不同公路平面线形条件下的眼动指标;其次,从宏观层面到微观层面分析驾驶员视觉搜索模式与平面线形的相关性;最后,通过室外试验分析验证室内试验的有效性和结论的可靠性.结果表明:在不同平面线形条件下,驾驶员注视持续时间具有显著差异性.此外,平曲线半径、缓和曲线A值与驾驶员注视持续时间有明显的相关性.应用拉格朗日中值定理发现,当平曲线半径R>1.5 km或直线段结束前100 m时驾驶员注视持续时间变化显著,即为驾驶员视觉搜索变化的关键点.     

草原公路路侧景观对驾驶员心率变异的影响研究

为了研究草原公路路侧景观的变化对驾驶员心率变异性的影响,在草原公路上进行实地行车试验。运用多导生理记录仪MP150实时记录心率参数,采集驾驶员行驶过程中的心电信号;结合生理学和人机工程学等方面的理论研究,利用心率变异时频域分析方法,对驾驶员在不同路侧景观环境下的心率变异(HRV)进行分析。研究结果表明:在两种景观下,驾驶员的时域指标R-R间期差值的均方根(RMSSD)在较小范围内平稳波动,其平均值之间无显著差异;在景观Ⅱ中低频与高频比值(LF/HF)变化较大,两种景观下的平均值之间有显著差异;驾驶员在相对单调的路侧景观路段精神负荷较大。     

基于眼球运动参数视觉疲劳评价

视觉显示终端疲劳研究是视觉疲劳研究的主体,通过被试者在视觉显示终端疲劳眼动实验,分析眼动数据与视觉疲劳之间关系,拟合视觉疲劳与眼睑张开值、瞳孔直径、注视时间比例、扫视时间比例函数关系,通过皮尔森系数测量各参数权重,提出疲劳度测量眼动参数公式,并用实测数据验证公式正确性。     

高速公路驾驶人超车过程视觉行为特性

基于驾驶模拟器构建高速公路超车行为模拟场景,利用眼动仪采集30位驾驶人的眼动视频数据,通过后处理软件逐帧分析,获得驾驶人超车过程中注视、扫视和眨眼等视觉行为参数。将驾驶人视觉区域划分为左后视镜、右后视镜、原始车道、目标车道和其余区域共5部分,经过统计分析,获得驾驶人视觉区域驻留概率。研究结果表明:驾驶人超车过程中目标车辆的速度对注视频率、扫视频率、眨眼频率和平均眨眼时间没有显著影响,与平均扫视时间正相关,与平均注视时间负相关;在同一速度水平下,超车目标为大型车时,驾驶人的平均注视时间、平均扫视时间较长,注视频率、扫视频率较低。超车过程中驾驶人在原始车道和目标车道的驻留时间概率超过70%,在左后视镜和右后视镜驻留时间概率相差不大,均为7%左右,在其他区域驻留时间概率为10%左右。驾驶人主要通过观察目标车道和原始车道获得交通信息,通过左后视镜和右后视镜获得交通信息的概率(约为14%)高于其余区域。     

基于眼部行为的驾驶疲劳评价指标研究

通过对驾驶员眼睛生理特征的监测来判断驾驶员的疲劳状况是当前疲劳评判研究的热点之一。基于眼部行为指标来进行驾驶疲劳监测研究,分析驾驶过程中驾驶员眼动的瞳孔直径、眨眼时间均值的变化规律。在原有的眨眼时间均值指标的基础上,提出瞳孔直径包络值指标,并与原有的眨眼时间均值指标进行实验验证分析。结果表明,瞳孔直径包络值指标可以有效地用于客观评价驾驶员的疲劳程度。     

基于眼动特征的信号交叉口老年人等待过街精神负荷分析

为适应我国老龄化社会的到来,对比年轻人,分析了老年人在信号交叉口面对不同过街场景时精神负荷情况。针对不同的交通环境,选取重庆市南岸区内3个交叉口8个进口道的8张不同的图片作为实验场景的刺激物,并利用眼动仪采集了年轻人和老年人两类行人的注视、眨眼、瞳孔直径等数据。本文通过因子分析,采用注视总时长百分比、眨眼频率以及平均瞳孔直径作为评价两类行人过街精神负荷的典型指标,对行人等待过街时精神负荷进行量化。结果表明,两类行人在面对部分场景时,注视总时长百分比、眨眼频率和平均瞳孔直径均存在显著差异;老年人精神负荷最大为场景2(1.38);两类行人的精神负荷相对差值最大的为场景4,老年人高于年轻人55.02%;面对不同过街场景时,年轻人的精神负荷的变化更为敏感;部分精神较为紧张的老年人更容易受到信号灯和路桩的影响;相比于场景2中的过街等待部分台阶和缓坡,老年人对场景4中的黄色台阶和深色缓坡投入更多注意力(16.59%);老年人在场景6、7中对远处车辆的注视时间百分比分别为17.84%和17.62%,说明老年人对远处车辆的注视时间百分比并不受近处行人的影响;老年人对场景2中的灰色路桩注视时间百分比为20.44%,对场景8中的蓝白色路桩注视时间百分比为27.01%,说明醒目的路桩可以显著提升老年人对远处安全设施的注意力。研究结果可以为提升老年人过街的安全性设置提供一定的参考。     

基于眼动分析的不同光环境下岸桥司机的专注度

为提高集装箱岸桥操作的安全性,基于照明因素,运用人类专注状态与眼动参数的关联性原理,分析不同光照度环境对于人的影响.设计不同照度环境下的模拟装卸作业实验,用眼动仪采集岸桥司机的视线落点、眨眼及注视次数、瞳孔直径和眼睑张开度等眼动数据,并对司机操作视野平面进行聚类划分,分析各区域内视线的落点比重、眨眼频率、注视比重、瞳孔直径大小与眼睑张开度大小的变化等,从而获得不同光环境下岸桥司机专注持续时间的排序,得到适宜长时间作业的工作环境(750~1500 lux)、最易疲劳工作环境(50~150 lux)和适中工作环境(150~750 lux、1500~3000 lux),并给出不同环境下的工作防护和改进措施.     

基于视觉行为的长下坡路段彩色路面设置有效性研究

为研究高速公路彩色路面对驾驶员视觉行为的影响规律,采用Smart Eye Pro 5.7型非侵入式眼动仪记录了在彩色路面路段的驾驶员眼球运动数据,并选用瞳孔面积、XY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:彩色路面能够有效引起驾驶员的注意,但也影响了驾驶的舒适性。彩色路面会导致驾驶员对近处与远处的关注变换更为频繁。对于隧道出口同时又是转弯的彩色路面路段,驾驶员注意力分散,关注于弯道内侧,因此彩色路面设置的方式还有待改善。。     

特长隧道群出入口段驾驶员瞳孔大小变化规律

山区高速公路特长隧道群出入口段是行车风险较高的路段，隧道出入口段的“黑白洞效应”对驾驶员的视觉影响显著，为了研究该路段的驾驶员瞳孔大小随着与隧道洞口距离的变化情况，本文通过实车试验采集了10名男性驾驶员在雅康高速公路喇叭河隧道群路段行驶的瞳孔直径数据，分析了该隧道群路段各个隧道出入口的驾驶员瞳孔直径大小变化数据，采用统计检验和多元线性模型的方法得到了隧道群路段隧道出入口的驾驶员瞳孔直径预测模型。试验表明：在隧道群不同隧道的入口段，驾驶员瞳孔直径呈现后倾向“W形”波动趋势，在出口段则呈现后倾向“M形”波动趋势，在隧道前后的基本路段，驾驶员瞳孔直径处于2.8~3.5mm之间，适应隧道内暗环境后驾驶员瞳孔直径则维持在4.0mm~5.0mm之间。全覆盖设置遮光棚洞时，有利于短间距相邻隧道的平稳过渡，减小驾驶员明暗适应过程中心理负荷波动程度。     

标志信息及驾驶时间影响驾驶员视觉特性分析

为定量分析长时程驾驶条件下，驾驶员视认草原公路直线段上不同信息量交通标志设施时，视觉特性的变化，以信息量化理论为基础，通过开展草原公路重复驾驶实验，分析不同标志信息量和驾驶时间耦合作用下驾驶员视认行为变化规律。结果表明：随着标志信息量的增加，两次重复实验中驾驶员扫视持续时间与注视持续时间都呈波动上升趋势，扫视平均速度都呈波动下降趋势；对于标志中的重复道路信息，驾驶员的视认行为会发生与以上相反的变化趋势；进行多项式拟合，依据拟合结果，进一步利用相关分析方法与独立样本检验，探究驾驶员视觉特性变化规律。     

一种山区急弯路段驾驶人熟练度甄别方法

为探究驾驶人眼动行为与驾驶熟练程度以及道路线型之间的响应特性,设计并组织山区公路实车驾驶行为试验。招募20名驾驶人,实时采集被试驾驶人在急弯路段的6个注视及扫视行为表征参数。试验表明:眼睛注视点在左转急弯路段的水平方向分布范围是-0.5~0.1 m,在右转急弯路段的水平方向分布范围是-0.2~0.5 m;眼睛水平注视角变化的主要范围是0°~30°;扫视速度的变化范围区间是0~1(°)·ms~(-1),扫视幅度的变化范围是5°~25°。基于采集的眼动行为参数,构建驾驶人视觉搜索模态矩阵。采用主成分分析法对影响因子进行降维,并建立驾驶人眼动特征综合评价模型。结果显示,眼动综合评分与驾驶里程呈正相关关系,表明该模型可用于量化甄别驾驶人驾驶熟练程度,并为驾驶能力评估提供有效的理论依据。     

山区高速公路门架式标志牌视认特性研究

为了研究山区高速公路不同路基形式下门架式标志牌处的驾驶人眼动特征,通过多条高速公路的实车试验,利用Smart Eyepro5.7眼动仪采集和记录驾驶人的眼动参数和注视行为。通过对行车录像的逐帧分解,得到了路堤和路堑的段数,并分别筛选出路堤和路堑的门架式标志牌路段数。采用视野平面法划分驾驶人行车视域,分别统计路堤、路堑和门架式标志牌各视域的注视分布情况;并对应驾驶人的眼动数据进行视觉适宜性和敏感性分析。结果表明:位于不同路基形式上,门架式标志对驾驶人眼动特征的影响具有显著性差异。在路堤段的视觉适宜性要高于路堑段,而路堑段的视觉敏感性要高于路堤段;路堤和路堑的右侧近处是驾驶人视觉较为敏感的区域;路堑段右侧近处的信息量较大,而路堤段右侧远处的信息量较大;道路前方是最敏感区域,信息量也最大。门架式标志牌是驾驶人的视觉适宜和敏感目标,驾驶人视点明显抬高,前方上侧是敏感区域。在同等条件下,门架式标志牌宜设置在路堑段。     

公路隧道进出口行车安全的视觉适应指标

公路隧道进出口亮度的急剧变化会造成驾驶员视觉适应困难,严重时甚至导致交通事故.文中利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究,试验结果表明,在隧道内距进出口50m范围,驾驶员视网膜照度的对数与路面亮度的对数线性正相关.在大量试验的基础上,文中建立了基于驾驶员瞳孔面积及面积变化速度的行车安全评价指标——当瞳孔面积变化速度超过瞳孔面积临界速度范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全,否则安全;并得出了基于视觉适应的隧道进出口合理照度过渡斜率.     

草原公路长时程行车时驾驶人的脑电特征分析

草原公路具有景观单调,行车视距大,平、纵曲线设置不合理,交通流量小等特征,易引起驾驶疲劳,诱发交通事故。选取草原公路进行模拟驾驶,应用MP150多通道生理信号采集仪,采集12名司机4 h模拟驾驶过程中的脑电(EEG)数据,探寻模拟驾驶条件下驾驶过程中EEG相关指标的特征。结果表明:β波及(α+θ)/β这两项指标能较好地反应司机脑电的变化过程;当行驶到20 min时,驾驶疲劳第一次出现;当行驶到60 min时疲劳第二次出现;当行驶到90 min时疲劳第三次出现,当行驶到120 min时疲劳第四次出现;男司机行驶到170 min时和女司机行驶到160 min时驾驶疲劳增加明显,此时,司机应停止驾驶任务,进行调整休息;男、女司机的驾驶疲劳具有累计效应,且驾驶疲劳的累计变化量与驾驶时间具有较强的相关性。     

眼动指标在实时测量心理负荷中的应用进展

作业人员心理负荷大小关系着整个作业系统的安全,实时有效的测量监控作业人员心理负荷无疑会显著提高系统的可靠性。眼动指标作为一类重要的生理指标,因其实时性、无干扰性和有效性被广泛运用于心理负荷实时测量的研究中。将眼动指标分为注视指标、扫视指标、眨眼指标、瞳孔指标及其他指标五类分别进行阐述,介绍了国内外利用眼动指标测量心理负荷的研究现状,并对眼动指标在心理负荷测量领域的发展提出一些见解。