山区与城市道路交通环境下驾驶员视觉搜索过程分析

论文摘要

道路交通系统中,驾驶员因素是引发交通事故的首要因素,驾驶员在驾驶车辆过程中,主要依靠视觉来感知各种交通信息。为了减少交通事故的发生,有必要对驾驶员的视觉特性进行分析,以深入研究驾驶员的视觉搜索过程及其表征参数。本文在对驾驶员动态视觉特性及相关研究理论进行回顾分析的基础上,着重分析了驾驶员的视觉搜索过程及其表征参数。视觉搜索过程是由一系列的注视和扫视构成的,主要表征参数为:注视持续时间,瞳孔大小,注视目标时X、Y方向的视角,相邻注视点间距离,注视次数,扫视持续时间,扫视幅度,扫视平均速度,扫视峰值速度,扫视角度。本文使用了聚类分析和主成分分析的方法对视觉搜索过程的表征参数进行先分类再筛选,旨在用最少的参数来描述视觉搜索过程。最终得到能够描述视觉搜索过程的参数有:注视持续时间、瞳孔大小,扫视持续时间,扫视平均速度,扫视角度,注视目标时X,Y方向的视角。在上述理论研究的基础上,对驾驶员在山区公路和城市道路真实环境中驾驶车辆时的视觉特征进行试验研究,用眼动仪记录眼球运动的参数,比较分析在不同道路交通环境中,驾驶员的视觉搜索存在何种差异。试验结果表明,驾驶员在行车过程中的眼动形式都是以注视为主。而由于两种道路交通环境不同,驾驶员在不同的交通环境中,改变了视觉搜索的策略。道路交通环境对驾驶员行车时的瞳孔变化率、视点在垂直方向的视角分布、扫视持续时间无显著影响;而不同的道路交通环境对驾驶员行车时的注视持续时间、视点在水平方向的视角分布、扫视平均速度、扫视角度具有显著影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 问题的堤出
• 1.2.1 驾驶员视觉特性研究的必要性
• 1.2.2 道路类型与交通安全
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 本论文的主要研究目的及内容
• 1.4.1 主要研究目的
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 驾驶员视觉搜索过程的理论研究
• 2.1 驾驶员动态视觉特征及影响因素
• 2.1.1 驾驶员动态视觉特征
• 2.1.2 影响驾驶员动态视觉特征的因素
• 2.2 驾驶员眼动的基本形式
• 2.3 驾驶员行驶过程中视觉搜索过程
• 2.4 视觉搜索过程的表征参数
• 第三章 驾驶员动态视觉试验
• 3.1 试验目的和思路
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 试验思路
• 3.2 眼动仪
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 眼动仪的构成
• 3.2.3 眼动追踪原理
• 3.3 试验设计
• 3.3.1 试验路线
• 3.3.2 试验对象
• 3.3.3 主要试验设备
• 3.4 试验过程
• 3.4.1 试验流程
• 3.4.2 试验具体步骤
• 第四章 视觉搜索过程表征参数筛选
• 4.1 视觉搜索过程的表征参数
• 4.2 筛选参数所用的分析方法
• 4.2.1 聚类分析
• 4.2.2 主成分分析法
• 4.3 视觉搜索过程表征参数筛选
• 4.3.1 系统聚类
• 4.3.2 类内指标筛选
• 第五章 视觉搜索过程表征参数分析
• 5.1 分析方法介绍
• 5.1.1 Data Viewer
• 5.1.2 方差分析原理
• 5.1.3 两个独立样本的非参数检验原理
• 5.2 注视持续时间
• 5.2.1 简单统计分析
• 5.2.2 分布规律
• 5.2.3 差异性分析
• 5.2.4 两种道路环境下对比分析
• 5.3 瞳孔直径变化率
• 5.3.1 简单统计分析
• 5.3.2 差异性分析
• 5.3.3 两种道路环境下对比分析
• 5.4 视点X 方向的角度
• 5.4.1 X 方向视点直观对比分析
• 5.4.2 差异性分析
• 5.4.3 两种道路环境下对比分析
• 5.5 视点Y 方向的角度
• 5.5.1 Y 方向视点直观对比分析
• 5.5.2 差异性分析
• 5.5.3 两种道路环境下对比分析
• 5.6 扫视持续时间
• 5.6.1 简单统计分析
• 5.6.2 差异性分析
• 5.6.3 两种道路环境下对比分析
• 5.7 扫视平均速度
• 5.7.1 简单统计分析
• 5.7.2 差异性分析
• 5.7.3 两种道路环境下对比分析
• 5.8 扫视角度
• 5.8.1 简单统计分析
• 5.8.2 差异性分析
• 5.8.3 不同扫视角度的对比分析
• 结论与建议
• 一、结论
• 二、进一步研究的建议
• 参考文献
• 附录
• 附录一 驾驶员信息调查表
• 附录二 试验照片
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢