信号交叉口公交车驾驶员视觉特性及模拟仿真

摘要

有交通信号控制的交叉口（本文简称，信号交叉口）作为城市道路最重要的交通枢纽。同时也是交通事故和车辆堵塞的多发地段。公交车驾驶员是道路交通重要参与者，获得信息的手段大部分源自视觉，而在信号灯变化情况下驾驶员视觉特点的变化有较大差别。在行车过程中，驾驶员对道路环境信息的感知直接影响到行车安全，而驾驶员的感知、反应会通过视觉特征的变化体现出来。因此，采集和分析在不同信号灯变化状态下通过交叉口时，驾驶员的视觉特性变化规律对研究信号灯如何影响驾驶员感知、决策机制具有重要意义。 本文基于人机工程学开展实车、虚拟试验，采取位置坐标法对测试路段分解，应用眼动仪对公交车通过信号交叉口时视觉特征参数进行收集，获取视觉表征参数。采用定性与定量相结合的方法，分析了当公交车在不同信号灯变化状态下通过交叉口时，在不同阶段表现出来的视觉特性表征参数变化规律。在虚拟试验中，设计无前车干扰的虚拟工况和存在前车干扰的虚拟干扰工况。根据图线变化规律，分析视觉特性参数与有无干扰车状态下的关系，并分析虚拟驾驶与实车驾驶视觉特性规律的相似性和差异性。 数据分析结果表明，在实车工况和虚拟干扰工况中，驾驶员在不同信号灯变化状态下通过交叉口时的视觉特性变化规律相似。存在前车干扰对眼睑闭合度的变化存在影响，且绿灯通过时干扰车的影响范围更大；存在前车干扰的工况下绿灯通过时眨眼持续时间长，眨眼频率较低，注视时间长；进入交叉口前各工况注视点分布位置均处于视线竖直范围内；进入交叉口后均处于水平范围内，且左侧分布次数较多。各工况下，绿灯通过时注视范围和次数均广于、多于红灯等待通过的情况；对比各工况可知，当在实车环境和有前车干扰时，驾驶员对周围环境、前车、其他车道的关注明显增多。

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摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外研究现状分析

1.3主要研究内容

1.3.1主要研究内容

1.3.2技术路线

1.4本章小结

第2章 信号交叉口及驾驶员视觉参数概述

2.1信号交叉口环境分析

2.1.1信号交叉口环境概述

2.1.2信号交叉口环境选择

2.2视觉特性主要参数概述

2.3本章小结

第3章 试验方案设计

3.1试验目的

3.2实车试验平台设计

3.2.1试验道路条件

3.2.2驾驶员样本设计

3.2.3试验测试系统

3.2.4试验车辆参数

3.2.5试验过程设计

3.3试验数据记录方法

3.3.1位置坐标法

3.3.2试验样本库

3.4本章小结

第4章 驾驶员视觉特征的实车试验分析

4.1试验数据的采集与处理

4.1.1实车试验数据采集

4.2实车试验驾驶员视觉特性参数分析

4.2.1变量导入分析

4.2.2变量相关性分析

4.2.3相关性检验结果

4.3实车试验驾驶员视觉特性分布规律

4.3.1眼睑闭合度分析

4.2.2眨眼持续时间规律分析

4.2.3眨眼频率规律分析

4.2.4眼睛注视分布规律分析

4.3本章小结

第5章 驾驶员视觉特征的虚拟试验分析

5.1虚拟试验平台设计

5.1.1虚拟试验平台总体功能设计

5.1.2虚拟试验平台驾驶模拟器设计

5.1.3虚拟试验干扰场景设计

5.1.4虚拟试验场景建立

5.1.5虚拟试验车辆

5.2虚拟试验主要内容

5.3虚拟试验与实车试验视觉特性参数对比分析

5.3.1眼睑闭合度分析

5.3.2眨眼持续时间分布规律分析

5.3.3眨眼频率规律分析

5.3.4眼睛注视分布规律分析

5.4本章小结

第 6 章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致 谢