摘要：人机共驾阶段人类驾驶员对驾驶环境保持较高的风险感知水平是保证及时有效、稳定安全接管的核心。本研究通过开展风险感知模拟驾驶试验,获取了驾驶员在典型汽车-动力两轮车碰撞场景下的驾驶行为及脑电响应数据。从驾驶行为层面以制动TTC(time to collision)和平均加速度为评价指标,利用分位数回归构建了驾驶员风险感知量化模型,通过独立样本检验发现驾驶经验、碰撞场景类型对驾驶员风险感知存在显著影响。在脑电响应层面,通过双独立样本检验及FDR校正发现Alpha频段与驾驶员风险感知显著相关。此外,提出了驾驶员风险感知神经机理,包括视觉感知与认知加工两个阶段。研究结果有助于提升人机共驾汽车的安全性。

摘要：为探究车辆右转过程中不同干预方式对驾驶人未规避行人行为的改善情况,设计听觉警示、触觉警示、形式惩罚、利益惩罚和道德惩罚5种干预方式,分为控制组、警示组和惩罚组,试验基于眼动仪和模拟驾驶仪展开。定义注视次数、注视点分布信息熵、平均注视时间、视线转移路径、区域关注概率和瞳孔面积6项指标表征驾驶人眼动特性,提取制动踏板深度比例、行车速度2项指标反映车辆运行状态。经方差分析确定各干预方式差异的显著性水平,从注视特性指标、扫视特性指标、瞳孔面积指标、驾驶人制动指标和机动车制动指标5个方面分析不同干预下驾驶人视觉及操纵响应特征,并收集被试反馈的追踪问卷。试验结果表明:不同干预方式对右转车辆未避让行人均有规范作用,各组干预效果由强到弱依次为利益惩罚、道德惩罚、形式惩罚、触觉警示和听觉警示。利益惩罚性主动干预效果优势显著,注视点分布信息熵最高为0.74,右侧平均注视次数为6次,平均注视时间增加至13.25s,驾驶人对右侧注视概率增加至0.403,瞳孔面积明显增大,制动踏板深度比例维持在0.8,右转车速下降至20km·h-1以下,谨慎驾驶程度和避让行人意识均有提升。一致性追踪问卷调查表明,结束试验时32%的驾驶人对利益惩罚印象深刻,驾驶人对其主观认可度高达83%,具有较强的推广性;该干预方式可帮助驾驶人规范驾驶行为,树立避让行人的安全驾驶意识。

摘要：为准确识别驾驶人对潜在危险事件的心理预期,提出一种通过脑电信号对驾驶人心理预期进行识别的方法。参照心理学预期行为研究常用的标准S1-S2范式,改进设计了路侧停靠公交车造成视觉遮挡的人车碰撞事故模拟驾驶试验。模拟任务中以路侧停靠的公交车为线索刺激,公交车头的行人为目标刺激,诱发驾驶人的心理预期。为有效识别驾驶人心理预期,首先采用释放油门的避险行为对每个试次标定是否产生心理预期,然后通过快速傅里叶变换提取相关的脑电特征数据,并通过差异性分析及主成分分析算法对脑电特征指标进行筛选和压缩,最后基于支持向量机建立驾驶人心理预期识别模型。研究获取36名驾驶人数据,共计1440个样本。结果表明:当驾驶人产生心理预期活动时,枕区和额区的α波能量值显著降低,而β波能量值则显著增加;差异性分析显示共有31项脑电指标对驾驶人心理预期敏感,所有脑电特征指标通过PCA算法进行降维,抽取出5个主成分作为识别模型输入;选择径向基核函数构建SVM识别模型,通过粒子群寻优算法对模型进行优化,模型对驾驶人心理预期水平的平均识别正确率为82.02%,平均AUC面积为0.82,结果表明模型具有良好的识别能力和稳定性,可为驾驶辅助系统的研发提供技术理论支撑。

摘要：为了避免现有驾驶分心研究方法的局限性,从注意力需求角度入手,探索了高速跟车过程中驾驶人安全驾驶所需的最低视觉注意力。在驾驶模拟器上进行试验,记录26名驾驶人在正常驾驶和视线遮挡驾驶2种状态下的视觉行为和视线遮挡行为数据,并进行统计分析。考虑驾驶人个体差异,初步探索了最低视觉注意力需求分布。结果表明:高速跟车驾驶状态下,驾驶人可以不需观察周围交通信息安全行驶35m左右,视线遮挡距离与车速无关,可用于表征注意力需求。视线遮挡距离和遮挡频率存在个体差异,但驾驶人总体遮挡百分比基本不变。高速跟车过程中驾驶人的剩余注意力主要用于观察道路前方和其他区域。具体表现为视线遮挡驾驶状态下驾驶人对道路前方和其他区域的观察距离显著缩短,而观察频率基本不变,且仅需行驶25m左右的时间驾驶人即可完成观察周围交通状况,说明观察频率对获取交通信息更为重要。驾驶人平均每行驶20~60m(1.0~2.8s)需要观察前方道路一次,每行驶80~220m(4.1~8.6s)需要观察车速表一次,每行驶140~300m(6.7~13.5s)需要观察后视镜一次,每50~200m(2.5~9.1s)可以遮挡视线一次,但遮挡距离一般小于43.7m(约2.4s)。研究结果有助于提高分心预警系统的环境敏感性和车内人机界面设计的合理性。

摘要：为了揭示车内ADAS警报声对驾驶人操作行为的影响规律,进而设计有警报声和无警报声的对照试验。在模拟器上进行试验,记录18名驾驶人在有警报声和无警报声2种情况下的加速踏板位置、制动踏板位置,并取其平均值进行对比分析。研究结果表明:车内ADAS的警报声会使驾驶人做出不自主的反应操作,但操作行为幅度很小。在车辆加速和减速情况下,驾驶人在接受到警报声后主要通过降低车速来保证行车安全,不同的是,在减速情况下驾驶人对警报声的反应更为保守。研究结果有助于提高ADAS报警方式设置的合理性。

摘要：为了研究饮酒对驾驶员视觉信息收集的影响,验证酒后驾车判断标准的可靠性和合理性,利用UC-win/Road软件搭建虚拟道路交叉口场景,组织20名驾驶员在饮酒前后进行模拟驾驶试验,使用呼吸式酒精检测仪对驾驶员体内酒精浓度进行检测。对驾驶员进入5个交叉口前后的7种视觉指标进行对比和显著性差异分析,并根据饮酒前后指标变化情况计算驾驶员指标衰退率,建立各指标衰退率与体内酒精浓度之间的关系模型。结果表明,驾驶员饮酒后6种视觉特性指标均出现显著变化,在相同时间和场景下注视次数减少12.3%,单次注视持续时间增长11.6%,且注视区域更加集中,扫视幅度减小14.1%,眨眼次数和持续时间分别增加10.7%和16.4%。与直行相比,驾驶员在交叉口转向时注视和扫视指标的变化幅度更为明显。当被体内酒精浓度在20~60 mg/100 mL范围时,3种视觉特性指标衰退率在5%至20%之间,且随体内酒精浓度呈递增趋势,其中眨眼指标受试验时间影响较大,其衰退程度也最为明显。

摘要：为了研究夜间环境道路监控补光灯对青年驾驶员驾驶行为的影响,考虑不同光照强度和是否存在行人横穿道路行为2个变量,通过UC-win/Road软件设计城市道路仿真场景,采用驾驶模拟器开展试验,并结合眼动仪、生理记录仪采集青年驾驶员的视觉、生理及驾驶操作3种特性指标。再利用重复测量方差分析方法,分析变量对青年驾驶员的3种特性的影响及其显著性水平。结果表明:①无论是否存在行人横穿道路行为,随着光照强度的增加,青年驾驶员的注视时间、瞳孔面积变化率及脑电(α+θ)/β均减小,心率增长率、制动踏板深度比例及制动反应距离均增加,表明光照强度越大对青年驾驶员的视觉、生理、驾驶操作特性越不利;②在存在行人横穿道路行为时,光照强度对青年驾驶员的视觉、生理及驾驶操作特性的影响更加明显;③当光照强度小于50 lx时,脑电(α+θ)/β和驾驶操作指标变化较缓,而光照强度大于50 lx时,脑电(α+θ)/β指标下降显著,变化率大于10%,其数值低于3.70,表明青年驾驶员产生情绪波动,警觉性显著增大,制动踏板深度比例显著增大,其数值大于0.55,制动反应距离超过13.40 m,制动操作力度较大,操作稳定性降低,且避让行人的成功率显著降低,不利于夜间行车。因此,建议道路监控补光灯的光照强度宜小于50 lx。