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。     

驾驶疲劳脑电图变异系数测量 指标的有效性研究

为有效测量驾驶疲劳,提出能够反映驾驶员唤醒水平和波动幅度的脑电图变异系数测量指标. 介绍该指标的推导过程,并通过驾驶模拟实验验证其有效性. 实验以制动反应时和主观自评指标为独立指标,分别研究其随驾驶时间的变化规律及其与脑电图测量指标之间的相关性. 研究结果表明脑电图变异系数测量指标θ_CV和β_CV具有较高的可靠性;在驾驶疲劳发生时,存在驾驶员主动抵抗驾驶疲劳的阶段.     

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。     

高速公路服务区加速车道长度对驾驶舒适性的影响

为明确不同长度加速车道对驾驶员舒适性的影响,从驾驶员角度设计实车实验,通过眼动仪采集不同长度高速公路服务区加速车道下的注视时间百分比、平均注视时间、扫视幅度、眨眼率、瞳孔尺寸和心率增长率等生理指标,使用多元线性回归方程对数据进行分析与建模,描述不同长度高速公路服务区加速车道下眼动指标与心率增长率的关系,以紧张度为中间量对驾驶舒适性进行分析。结果表明：在不同长度高速公路服务区加速车道下,平均注视时间、扫视幅度、瞳孔尺寸与心率增长率存在显著相关性,而注视时间百分比、眨眼率与心率增长率显著性不足;基于心率增长率将驾驶舒适性划分为3个等级,阈值为32.120和37.900;加速车道长度对驾驶舒适性有负向影响,在长度较短的加速车道上行驶时,驾驶员表现为紧张甚至恐惧,易发生误操作,安全性较差。     

基于眼动实验的情绪对驾驶员注意力的影响

为预防和降低由于驾驶员不良情绪而引起的交通事故,开展情绪对驾驶员注意力的研究。首先诱发驾驶员产生良好情绪和不良情绪,基于眼动实验分析驾驶员在良好和不良情绪下的注意力状况,得到驾驶员不同情绪下的眼动指标、注视轨迹图和热图分析情绪对注意力的影响关系,最后将实验数据导入SVM进行机器学习。结果表明:良好情绪下驾驶员注视到AOI的人数更多且注视到的AOI区域数更多,在AOI注视的时间更长,注视点个数更多;同时良好情绪下驾驶员首次注视到AOI的时间更短,体现出驾驶员良好情绪下注意力水平优于不良情绪;利用SVM预测驾驶员情绪与注意力状况,测试正确率达到83.34%。本研究对驾驶员不安全驾驶行为的预测和预防具有一定指导作用,有助于减少驾驶员驾驶过程的不安全驾驶行为。     

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.     

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.     

基于熵权法的驾驶疲劳量化

为了客观准确获取驾驶疲劳判别阈值,采用驾驶模拟试验研究方法,采集驾驶员在清醒及疲劳状态下的眼动数据、反应时间、执行时间.用驾驶人连续驾驶状态下的眼动数据、反应时间、执行时间表达驾驶人注意特性、反应能力、执行能力.并以三者为自变量,驾驶疲劳量化值为因变量,基于熵权法对三者加权平均建立三者之间的关系模型.为了提高驾驶疲劳阈值的客观性,选取基于可变的阈值确定方法,得到最优一次疲劳及二次疲劳阈值.文中还揭示了驾驶人连续驾驶状态下疲劳变化规律.评价了驾驶疲劳的量化方法.试验结果表明,该方法有效地提高了驾驶疲劳量化的准确性,在预防驾驶疲劳的行车安全领域有着广泛应用前景.     

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。     

基于驾驶模拟实验的眼部指标与疲劳分级

基于同济大学8自由度高仿真驾驶模拟器,利用眼动仪采集了15位驾驶员各一小时驾驶过程中眼部指标,将驾驶员的疲劳状态分为清醒、轻度疲劳、中度疲劳、重度疲劳和极度疲劳5个等级,建立了考虑驾驶员个体差异的分层有序离散选择模型.结果表明:分层有序离散选择模型能有效地考虑驾驶员的个体差异,提高了对驾驶员不同疲劳等级的识别准确率.     

动视点指标与隧道进口平曲线半径

以高速公路隧道路段驾驶员视点变动为研究对象,在传统的平均注视时间动视点指标、注视时间比率动视点指标基础上,根据大量动视点行车实验,考虑驾驶员注视时间、注视频率、视力角等眼动特征,提出了基于视点平面分布的动视点指标,以评价驾驶员视觉信息加工水平．利用该指标对隧道进口平曲线安全性进行评价,结果表明平曲线半径不宜小于450m．     

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。。     

草原公路直线段路侧景观对驾驶员视觉特性的影响

 视觉系统是驾驶员获取行车信息的主要通道,而公路路侧景观是引起驾驶员视觉刺激的重要因素之一。以不同路侧景观的草原公路直线段作为研究对象,利用眼动仪采集5名驾驶员的眼动指标并进行分析。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;不同路侧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。本研究可为分析草原公路路侧景观对驾驶员疲劳的影响提供参考。     

海底隧道出入口段驾驶人眼动特征分析与建模

为海底隧道交通安全运营管理提供依据,研究海底隧道出入口段驾驶人眼动特征变化规律.选取了26名驾驶员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Facelab 5.0眼动仪和照度计采集真实交通状态下海底隧道照度及驾驶人眼动特征指标.基于实测数据,分析了海底隧道出入口段驾驶人眼动特征及车速的变化规律,探讨了眼睑闭合度、眨眼频率、注视时长、车速与照度和坡度之间的关系,并建立了相应回归数学模型.研究结果表明:驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时,受照度和坡度变化影响,眼睑闭合度和眨眼频率明显降低;受照度变化影响,注视时长增加,视认难度增加,注意力集中;不同照度及纵坡下车速保持能力存在差异性,平均车速受照度及纵坡坡度影响较大,车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律.     

城市道路不同驾驶环境下汽车驾驶员注意力分配定量研究

驾驶员的注意力分配对行车安全至关重要。目前基于驾驶员注意力分配的研究大多是基于定性的,从定性和定量两个角度,结合实际道路场景,借助眼动仪进行实车试验,记录并统计驾驶员在不同道路环境及驾驶环境[直行路段、掉头路段、人行横道(非路口)路段、超车、起步、靠边停车]下眼动数据,分析其注视点、注视时间及注视区域的特性;并得出在不同道路环境及驾驶环境下注意力的分配模式,揭示驾驶员在驾驶过程中的注意力分配特点。研究结果对驾驶员安全驾驶、车辆辅助系统、无人驾驶系统及驾驶员驾驶培训考核标准的改进有着十分重要的意义。     

汽车驾驶员注意力分配定量研究

驾驶员的注意力分配对行车安全至关重要。目前基于驾驶员注意力分配的研究大多是基于定性的,本文从定性和定量两个角度,结合实际道路场景,借助眼动仪进行实车试验,记录并统计驾驶员在不同道路环境及驾驶环境(直行路段、掉头路段、人行横道(非路口)路段、超车、起步、靠边停车)下眼动数据,分析其注视点、注视时间及注视区域的特性,并得出在不同道路环境及驾驶环境下注意力的分配模式,揭示驾驶员在驾驶过程中的注意力分配特点。本文研究结果对驾驶员安全驾驶、车辆辅助系统、无人驾驶系统及驾驶员驾驶培训考核标准的改进有着十分重要的意义。     

基于眼动信号的篇章阅读研究

在归纳国内眼动阅读研究主要成果之上,分析以不同国家、不同民族的学生为阅读主体的认知差异,总结了以不同语言、不同文体、不同风格为阅读材料的眼动特征.得到了阅读认知和眼动参数之间存在对应关系和眼动运动模型的特点,具体表现为逆序扫描模式可以提高英语阅读效率.阅读中空格插入的数量与平均注视时间成反比,与平均眼跳幅度成正比,眼跳距离和注视次数之间呈反比等.这些结论的得出为国内外学者探索人类认知和眼球运动轨迹之间的关系提供了理论依据.     

塔台管制中NNI注视指数与情境意识的相关性研究

为挖掘测量塔台管制员情境意识（SA）的可用眼动指标,搭建模拟塔台管制眼动试验平台,设计3组难度试验。用NASA-TLX量表评估被试的任务负荷,对其进行方差分析,验证了试验设计的合理性;利用NNI算法量化被试的注视模式,用3D-SART量表评估被试的SA,利用SPSS软件对被试的NNI注视指数与SA进行以任务负荷为控制变量的偏相关分析和无控制变量的皮尔逊相关性分析。结果表明,被试的NNI注视指数与SA有显著中度正相关,且相关程度不受试验难度影响;NNI注视指数可以作为测量塔台管制员SA的一项眼动指标。     

塔台管制中最邻近指数注视指数与情境意识的相关性研究

为挖掘测量塔台管制员情境意识(SA)的可用眼动指标,搭建模拟塔台管制眼动试验平台。设计3组难度试验。用NASA-TLX量表评估被试的任务负荷,对其进行方差分析,验证了试验设计的合理性。利用NNI算法量化被试的注视模式,用3D-SART量表评估被试的SA,利用SPSS软件对被试的NNI注视指数与SA进行以任务负荷为控制变量的偏相关分析和无控制变量的皮尔逊相关性分析。结果表明,被试的NNI注视指数与SA有中度正相关,且相关程度不受试验难度影响;NNI注视指数可以作为测量塔台管制员SA的一项眼动指标。     

眼动指标检测管制疲劳的有效性研究

为探索检测管制疲劳指标的性能,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建实验平台进行实验,设计了扫视速度、注视点数、平均注视时长、扫视幅度、闪光融合频率和眼闭合时间比例(percentage of eyelid closure time,PERCLOS)6项指标;并利用卡罗林斯卡嗜睡量表对主观疲劳程度进行评定。通过疲劳前后各项指标的差异显著性,从与疲劳的相关性、受试者工作特征曲线两个方面进行分析,分别评估了指标单项检测和联合检测管制疲劳的性能。研究结果表明:扫视速度、注视点数、闪光融合频率和PERCLOS指标与疲劳呈中度及以上显著相关;其检测管制疲劳的性能在中等及以上水平,可以作为检测管制疲劳的参考指标。指标联合检测管制疲劳的性能要优于单项检测,可以更为准确地检测管制疲劳。所有指标中PERCLOS指标是检测管制疲劳指标中性能最好的指标。