车辆工程专业毕业论文车辆工程专业毕业论文 精品论文精品论文 城市道路环境中汽车驾驶员城市道路环境中汽车驾驶员动态视觉特性试验研究动态视觉特性试验研究关键词：汽车驾驶员关键词：汽车驾驶员 城市道路城市道路 动态视觉动态视觉 注视区域注视区域摘要：中国每年发生的 50 余万起道路交通事故中，约有 40发生在城市道路 上，可见，在大力加快城市化建设进程的今天，改善交通安全状况是亟需解决 的问题之一。道路交通系统中，驾驶员是引发交通事故的首要因素，而驾驶员 最重要的交通信息获取途径是视觉。因此，有必要对城市道路交通环境中驾驶 员动态视觉搜索模式展开研究。 在驾驶员动态视觉生理学和心理学理论的基 础上，结合国内外相关领域的研究方法和研究结论，对驾驶员视觉行为的基本 形式和表征参数进行了系统的论述和分析，确定以注视持续时间、视角、视觉 搜索广度、扫视幅度和扫视速度几个指标作为动态视觉搜索模式的基本表征参 数。 通过试验场的模拟试验，对通道宽度、运行速度和交通标志字高三个典 型城市交通环境特征展开研究，分析了各特征条件下驾驶员动态视觉的变化规 律。 进行了较大样本的真实城市道路环境中驾驶员动态视觉搜索模式的试验， 选取综合路线 1 条，典型路段 27 个(包括平面交叉、普通道路、快速干道、立 体交叉)作为试验道路；选取驾驶里程 0.25 万千米和 560 万千米两个群体 的 20 名驾驶员作为受试驾驶员，采用加拿大 SR-Research 公司的 EyelinkII 眼 动仪作为测试仪器。通过对不同表征参数试验数据的统计，从以下三个方面对 驾驶员在城市道路交通环境中的眼动特征及其规律进行了分析： (1)分析了 驾驶员在城市道路环境中各眼动参数的分布特征，对注视持续时间、扫视幅度 和扫视速度三个参数的分布函数进行拟合并进行拟合优度检验，认为它们分别 近似服从对数正态分布、指数分布和对数正态分布； (2)对熟练驾驶员和非 熟练驾驶员两个群体的眼动数据分别进行统计，比较了各参数的分布差异和均 值差异，并用非参数检验方法对其差异的显著性进行检验，认为熟练程度对注 视持续时间、垂直方向搜索广度、扫视幅度和扫视速度四个参数有显著影响； (3)分析了驾驶员在不同道路条件下的眼动数据，比较了各参数的分布差异和均 值差异，对各眼动参数差异的显著性进行了道路条件单因素方差分析和道路条 件与熟练程度双因素方差分析。 提出了运用动态聚类理论确定驾驶员视觉注 视区域的方法，通过对注视点在视野平面的解析坐标进行聚类，划分不同的注 视区域，并把注视区域与试验录像相对应，确定各区域的主要注视目标。这种 方法与传统的注视区域划分方法相比，具有精确度高，统计工作量小的优点。 在此基础上，运用马尔可夫链理论，求解出驾驶员视觉行为在各区域间的一步 转移概率矩阵和平稳分布。 提出了运用模糊理论对驾驶员视觉搜索模式进行 分类和识别的方法。通过对不同路段驾驶员眼动参数均值进行数据标准化，建 立模糊相似矩阵和模糊等价矩阵，并参考各驾驶员驾驶里程，确定了最佳的分 类阈值，把驾驶员视觉搜索模式分为优、良、中、差四类，依据分类标准，运 用择近原则确定了视觉搜索模式的判别方法。正文内容正文内容中国每年发生的 50 余万起道路交通事故中，约有 40发生在城市道路上， 可见，在大力加快城市化建设进程的今天，改善交通安全状况是亟需解决的问 题之一。道路交通系统中，驾驶员是引发交通事故的首要因素，而驾驶员最重 要的交通信息获取途径是视觉。因此，有必要对城市道路交通环境中驾驶员动 态视觉搜索模式展开研究。 在驾驶员动态视觉生理学和心理学理论的基础上， 结合国内外相关领域的研究方法和研究结论，对驾驶员视觉行为的基本形式和 表征参数进行了系统的论述和分析，确定以注视持续时间、视角、视觉搜索广 度、扫视幅度和扫视速度几个指标作为动态视觉搜索模式的基本表征参数。 通过试验场的模拟试验，对通道宽度、运行速度和交通标志字高三个典型城市 交通环境特征展开研究，分析了各特征条件下驾驶员动态视觉的变化规律。 进行了较大样本的真实城市道路环境中驾驶员动态视觉搜索模式的试验，选取 综合路线 1 条，典型路段 27 个(包括平面交叉、普通道路、快速干道、立体交 叉)作为试验道路；选取驾驶里程 0.25 万千米和 560 万千米两个群体的 20 名驾驶员作为受试驾驶员，采用加拿大 SR-Research 公司的 EyelinkII 眼动仪 作为测试仪器。通过对不同表征参数试验数据的统计，从以下三个方面对驾驶 员在城市道路交通环境中的眼动特征及其规律进行了分析： (1)分析了驾驶 员在城市道路环境中各眼动参数的分布特征，对注视持续时间、扫视幅度和扫 视速度三个参数的分布函数进行拟合并进行拟合优度检验，认为它们分别近似 服从对数正态分布、指数分布和对数正态分布； (2)对熟练驾驶员和非熟练 驾驶员两个群体的眼动数据分别进行统计，比较了各参数的分布差异和均值差 异，并用非参数检验方法对其差异的显著性进行检验，认为熟练程度对注视持 续时间、垂直方向搜索广度、扫视幅度和扫视速度四个参数有显著影响； (3)分 析了驾驶员在不同道路条件下的眼动数据，比较了各参数的分布差异和均值差 异，对各眼动参数差异的显著性进行了道路条件单因素方差分析和道路条件与 熟练程度双因素方差分析。 提出了运用动态聚类理论确定驾驶员视觉注视区 域的方法，通过对注视点在视野平面的解析坐标进行聚类，划分不同的注视区 域，并把注视区域与试验录像相对应，确定各区域的主要注视目标。这种方法 与传统的注视区域划分方法相比，具有精确度高，统计工作量小的优点。在此 基础上，运用马尔可夫链理论，求解出驾驶员视觉行为在各区域间的一步转移 概率矩阵和平稳分布。 提出了运用模糊理论对驾驶员视觉搜索模式进行分类 和识别的方法。通过对不同路段驾驶员眼动参数均值进行数据标准化，建立模 糊相似矩阵和模糊等价矩阵，并参考各驾驶员驾驶里程，确定了最佳的分类阈 值，把驾驶员视觉搜索模式分为优、良、中、差四类，依据分类标准，运用择 近原则确定了视觉搜索模式的判别方法。 中国每年发生的 50 余万起道路交通事故中，约有 40发生在城市道路上，可 见，在大力加快城市化建设进程的今天，改善交通安全状况是亟需解决的问题 之一。道路交通系统中，驾驶员是引发交通事故的首要因素，而驾驶员最重要 的交通信息获取途径是视觉。因此，有必要对城市道路交通环境中驾驶员动态 视觉搜索模式展开研究。 在驾驶员动态视觉生理学和心理学理论的基础上， 结合国内外相关领域的研究方法和研究结论，对驾驶员视觉行为的基本形式和 表征参数进行了系统的论述和分析，确定以注视持续时间、视角、视觉搜索广 度、扫视幅度和扫视速度几个指标作为动态视觉搜索模式的基本表征参数。 通过试验场的模拟试验，对通道宽度、运行速度和交通标志字高三个典型城市 交通环境特征展开研究，分析了各特征条件下驾驶员动态视觉的变化规律。 进行了较大样本的真实城市道路环境中驾驶员动态视觉搜索模式的试验，选取 综合路线 1 条，典型路段 27 个(包括平面交叉、普通道路、快速干道、立体交 叉)作为试验道路；选取驾驶里程 0.25 万千米和 560 万千米两个群体的 20 名驾驶员作为受试驾驶员，采用加拿大 SR-Research 公司的 EyelinkII 眼动仪 作为测试仪器。通过对不同表征参数试验数据的统计，从以下三个方面对驾驶 员在城市道路交通环境中的眼动特征及其规律进行了分析： (1)分析了驾驶 员在城市道路环境中各眼动参数的分布特征，对注视持续时间、扫视幅度和扫 视速度三个参数的分布函数进行拟合并进行拟合优度检验，认为它们分别近似 服从对数正态分布、指数分布和对数正态分布； (2)对熟练驾驶员和非熟练 驾驶员两个群体的眼动数据分别进行统计，比较了各参数的分布差异和均值差 异，并用非参数检验方法对其差异的显著性进行检验，认为熟练程度对注视持 续时间、垂直方向搜索广度、扫视幅度和扫视速度四个参数有显著影响； (3)分 析了驾驶员在不同道路条件下的眼动数据，比较了各参数的分布差异和均值差 异，对各眼动参数差异的显著性进行了道路条件单因素方差分析和道路条件与 熟练程度双因素方差分析。 提出了运用动态聚类理论确定驾驶员视觉注视区 域的方法，通过对注视点在视野平面的解析坐标进行聚类，划分不同的注视区 域，并把注视区域与试验录像相对应，确定各区域的主要注视目标。这种方法 与传统的注视区域划分方法相比，具有精确度高，统计工作量小的优点。在此 基础上，运用马尔可夫链理论，求解出驾驶员视觉行为在各区域间的一步转移 概率矩阵和平稳分布。 提出了运用模糊理论对驾驶员视觉搜索模式进行分类 和识别的方法。通过对不同路段驾驶员眼动参数均值进行数据标准化，建立模 糊相似矩阵和模糊等价矩阵，并参考各驾驶员驾驶里程，确定了最佳的分类阈 值，把驾驶员视觉搜索模式分为优、良、中、差四类，依据分类标准，运用择 近原则确定了视觉搜索模式的判别方法。 中国每年发生的 50 余万起道路交通事故中，约有 40发生在城市道路上，可 见，在大力加快城市化建设进程的今天，改善交通安全状况是亟需解决的问题 之一。道路交通系统中，驾驶员是引发交通事故的首要因素，而驾驶员最重要 的交通信息获取途径是视觉。因此，有必要对城市道路交通环境中驾驶员动态 视觉搜索模式展开研究。 在驾驶员动态视觉生理学和心理学理论的基础上， 结合国内外相关领域的研究方法和研究结论，对驾驶员视觉行为的基本形式和 表征参数进行了系统的论述和分析，确定以注视持续时间、视角、视觉搜索广 度、扫视幅度和扫视速度几个指标作为动态视觉搜索模式的基本表征参数。 通过试验场的模拟试验，对通道宽度、运行速度和交通标志字高三个典型城市 交通环境特征展开研究，分析了各特征条件下驾驶员动态视觉的变化规律。 进行了较大样本的真实城市道路环境中驾驶员动态视觉搜索模式的试验，选取 综合路线 1 条，典型路段 27 个(包括平面交叉、普通道路、快速干道、立体交 叉)作为试验道路；选取驾驶里程 0.25 万千米和 560 万千米两个群体的 20 名驾驶员作为受试驾驶员，采用加拿大 SR-Research 公司的 EyelinkII 眼动仪 作为测试仪器。通过对不同表征参数试验数据的统计，从以下三个方面对驾驶 员在城市道路交通环境中的眼动特征及其规律进行了分析： (1)分析了驾驶 员在城市道路环境中各眼动参数的分布特征，对注视持续时间、扫视幅度和扫 视速度三个参数的分布函数进行拟合并进行拟合优度检验，认为它们分别近似服从对数正态分布、指数分布和对数正态分布； (2)对熟练驾驶员和非熟练 驾驶员两个群体的眼动数据分别进行统计，比较了各参数的分布差异和均值差 异，并用非参数检验方法对其差异的显著性进行检验，认为熟练程度对注视持 续时间、垂直方向搜索广度、扫视幅度和扫视速度四个参数有显著影响； (3)分 析了驾驶员在不同道路条件下的眼动数据，比较了各参数的分布差异和均值差 异，对各眼动参数差异的显著性进行了道路条件单因素方差分析和道路条件与 熟练程度双因素方差分析。 提出了运用动态聚类理论确定驾驶员视觉注视区 域的方法，通过对注视点在视野平面的解析坐标进行聚类，划分不同的注视区 域，并把注视区域与试验录像相对应，确定各区域的主要注视目标。这种方法 与传统的注视区域划分方法相比，具有精确度高，统计工作量小的优点。在此 基础上，运用马尔可夫链理论，求解出驾驶员视觉行为在各区域间的一步转移 概率矩阵和平稳分布。 提出了运用模糊理论对驾驶员视觉搜索模式进行分类 和识别的方法。通过对不同路段驾驶员眼动参数均值进行数据标准化，建立模 糊相似矩阵和模糊等价矩阵，并参考各驾驶员驾驶里程，确定了最佳的分类阈 值，把驾驶员视