高速公路隧道入口段障碍物视认距离实验研究

为研究障碍物视认距离受车速与布置距离的影响,招募了6位参与者在60、80、100 km/h三个速度水平下进行高速公路隧道实车实验。结果发现,参与者对障碍物的视认距离随着速度的增加而显著减小,在三个速度水平下,视认距离与障碍物布置的位置之间呈现V形变化趋势,最短视认距离出现在障碍物离洞口约60~80 m,其值低于或远低于该设计速度下的停车视距要求。偏相关性分析显示,运行速度、障碍物位置与距洞口70 m轴线相对距离这两个指标与障碍物视认距离呈现显著的正相关性。研究成果对当前我国高速公路隧道入口段的照明过渡设计提出更高要求。

基于视认距离的隧道入口段亮度折减系数研究

为保障隧道入口段的行车安全,从驾驶员视认特性出发,定量研究被试者视认距离和亮度折减系数、运行速度、障碍物位置之间的关系。被试者在不同条件下进行隧道实车试验,采用障碍物的视认距离作为隧道入口段安全性指标,建立两种亮度环境下的被试者视认距离与亮度折减系数、运行速度、障碍物位置之间的回归模型。以入口段最小视认距离大于相应车速下的安全停车视距为条件,计算得到安全的亮度折减系数阈值,结果高于我国现行规范的参考值。该研究方法和结论对高速公路隧道入口段的照明设计具有参考价值。

交通标线夜间动态视认距离自动测量方法研究

交通标线对保障行车安全具有重要作用,夜间视认效果是决定其功能发挥的主要指标。当前评判该指标的主要方法为检测标线逆反射亮度系数,这类方法仅考虑标线材料反光性能,忽视了驾驶人视觉感知因素,无法直接表征驾驶人对标线的视认效果,存在一定局限性。对此,基于标线夜间动态视认距离评估视认效果,提出了一种基于多传感器融合的动态视认距离测量方法。该方法使用激光指示器标记人眼对标线的最远视认位置,利用计算机视觉在图像中识别车道线。在由车道线和图像边界组成的搜索区域中,根据激光指示器标记点的颜色特征识别并获取其在图像中的坐标。基于激光雷达和工业相机联合标定数据及路面方程约束条件,建立了激光点云坐标与图像坐标间的映射关系,从而计算出标记点点云坐标并最终得到视认距离。该方法所形成的检测系统可对所标记标线的最远可视位置自动识别并测算距离,实现车辆在80 km/h高速行驶下的连续测量。依托北京市周边典型道路开展了286个数据集测试。结果表明:该方法工作稳定可靠,对标线动态视认距离具有较好的估算精度,在90 m范围内距离估算精度可达99%,最大误差仅1.3 m,可满足标线视认距离的检测需求,大幅提高检测效率。研究结果可为推动公路交通标线养护自动化、信息化,为实现交通标线精细化管理提供技术支撑。

基于多模态传感系统的交通标志夜间视认距离测量方法

为快速、准确把握大规模路网交通标志功能性技术状态,特别是标志板夜间视认性能,提出一种基于多模态传感器的标志夜间动态视认距离测量方法。测试人员在车辆行驶至能够看清标志内容的位置时,可通过触发传感器记录所在位置的前视图像、时间戳以及激光点云数据,再运用时间戳对齐、点云投影及点云分割等算法,实现被测标志动态视认距离的自动测算。结果表明,该方法具有较好的距离估算精度,最大估算误差不超过5 m,满足交通标志夜间视认距离检测要求,大幅提升交通标志夜间视认性评估效率。

不同因素对驾驶人夜间视认距离影响

为研究夜间行车时人-车-路系统中一些隐性因素对驾驶人视认距离的影响,进行实际道路试验。共选择35名被试者,黑白2色障碍物颜色,黑色沥青和白色水泥2种路面道路;在不同车速、不同驾驶室环境照度条件下,进行障碍物视认距离标定试验。整理全部试验结果,统计检验不同因素对视认距离的影响,分析视认距离变化规律。研究结果显示,车速、驾驶室环境照度、障碍物颜色等对驾驶人夜间视认距离有显著影响,道路环境颜色对比度对这种距离的影响不显著。夜间行车时,为保证行车安全,应降低驾驶室环境照度,提高路上其他因素颜色视认性,驾驶人应适当降低车速,以适应视认距离变小的情况。

驾驶人所处环境照度对视认距离影响

为研究夜间行车中因驾驶人所处环境照度高于障碍物环境照度,导致驾驶人视认距离减小的定量变化规律,进行了实际道路试验。试验选择35名被试开展,障碍物分别为黑色和白色。考虑到行车速度特征,分别选择80km/h和100km/h速度下进行试验。在不同驾驶人所处环境照度条件下,进行障碍物视认距离标定试验。统计分析全部视认距离,分析不同颜色障碍物在不同条件下视认距离差异。利用回归分析方法,建立视认距离随驾驶人所处环境照度变化规律函数模型。结合汽车制动距离,分析不同照度条件下的允许极限速度。研究表明,随着驾驶人所处环境照度增加,视认距离缩短。进而导致允许反应时间缩短,必须控制车速在临界速度以下,才能避免碰撞发生。经验证表明,所建立函数模型能准确拟合其变化规律。在驾驶人遭遇上述照度光源时,必须降低行车速度,才能保证安全。

雨夜驾驶人对黑色障碍物视认距离变化规律研究

为预防和减少雨夜道路交通事故,定量研究降雨强度对驾驶人视认距离变化规律,以确定行车速度、停车视距及限速选择,进行实际道路试验研究。试验共选择被试38人,在不同降雨量的雨夜,选用黑色障碍物,在不同车速条件下,进行驾驶人空间距离判识实际道路试验。试验共进行71组,最终依据速度和降雨强度,聚类为25组不同条件下全样本试验。统计全部结果,分析数据分布特征。利用曲面回归分析方法,建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律函数模型。模型相关系数为0.983 2,模型有效度系数为0.94,可有效表示视认距离与瞬时降雨强度和行驶速度之间的关系。研究表明,随着单位时间内降雨量增加,视认距离缩短;随着行驶速度增加,视认距离减小;当两因素耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。

降雨强度对驾驶人视认距离的影响研究

为研究降雨对汽车驾驶人空间辨识能力的影响,选择38名被试人,在不同降雨强度的夜间,选用黑、白两色障碍物,在不同车速条件下进行驾驶人空间距离判识实际道路试验,对比相同条件下黑、白两色视认距离差异,利用曲面回归分析方法建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律的函数模型。研究结果表明,白色与黑色障碍物视认距离差异显著,白色障碍物视认距离大于黑色;随着单位时间内降雨量的增加,视认距离缩短;随着行驶速度的增加,视认距离减小;当降雨强度和行驶速度耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。

地面标记文字高度与行人视认距离的关系

在综合考虑地面标记视认试验设计参数的基础上,对地面标记版面颜色、文字字体、字宽、笔划数都给予相关规定,并选择光线明亮的大空间场所,运用行人实地试验的方法,采集行人视认地面标记的数据;运用方差分析或均值检验的分析方法,筛选影响视认距离的因素;采用线性回归拟合出不同身高条件下,地面标记文字高度与视认距离的关系模型,并进行补充试验以验证模型的有效性。结果表明:行人视认距离随着地面标记文字高度的增加而增加,但增加的幅度越来越小。综合以上分析,给出不同视认距离下地面标记文字高度设计推荐值,以便改善地面标记的视认性和有效性。

基于视点移动速度的视认距离确定方法

视认距离法是研究隧道入口行车安全的重要研究方法。基于驾驶员正常驾驶中,不同眼动行为的区别,利用眼动仪采集的视点坐标,提出了一种确定实车实验中视认距离的方法。利用典型实验数据,通过视点坐标的速度变化,确定开始发现障碍物的时刻,即开始视认的时刻。通过眼动仪前置摄像头视频,确定障碍物经过驾驶员的时刻。两时刻作差,得出从发现障碍物到经过障碍物的时间,乘车辆匀速行驶的速度,得出视认距离。该方法充分利用了眼动仪的视点采集技术,为研究自然驾驶实验中的驾驶员视认行为,提供了新的研究方法。

低能见度下人行横道发光标线视认及预警效果研究

城市人行横道在夜间、雾天等低能见度环境下交通事故频发。交通设施视认性能不足、未能提供有效的冲突预警是重要原因。为探究新型发光标线与普通标线相比对于提升驾驶人视认距离、提供交通冲突预警的作用,基于Cinema 4D软件设计夜间及雾天2种低能见度行车场景,开展驾驶模拟实验,获取微观个体驾驶行为数据,使用Wilcoxon符号秩检验方法和Friedman秩和检验方法深入分析标线的发光颜色、发光模式、发光位置因素对于驾驶人视认距离及纵向速度调控行为的影响。实验结果表明:①低能见度场景中驾驶人在发光标线下的视认距离显著大于普通标线,夜间场景中白色、黄色和红色发光标线下驾驶人视认距离分别提升36%,21%,54%,雾天场景中白色、黄色和红色发光标线下驾驶人视认距离分别提升34%,17%,47%;②低能见度环境中,车辆在白色和红色发光标线下的减速幅度较普通标线显著增大,在黄色发光标线下减速幅度变化不显著,夜间场景中白色、红色发光标线下车辆减速幅度较普通标线分别提升了101%,150%,雾天场景中白色、红色发光标线下车辆减速幅度较普通标线分别提升了142%,194%;③发光标线的光源、发光形式与颜色对于驾驶人视认距离的影响具有显著的交互作用,标线不同属性的组合方式对驾驶人视认距离大小的影响有显著差异。

驾驶员夜间对过街行人的视认规律

为了给合理确定人行横道处的夜间最高限速值与道路照明指标提供理论依据,保证过街行人夜间出行安全,开展了驾驶员夜间对过街行人的视认距离随行驶车速及路灯平均照度的变化规律研究.针对6处人行横道单个静止并着深色衣服的过街行人,采集了8名驾驶员对其夜间视认距离的数据.采用回归分析的方法,构建了不同照度条件下的驾驶员夜间视认距离与行驶车速关系模型、不同车速等级下的驾驶员夜间视认距离与平均照度关系模型,以及驾驶员夜间视认距离-行驶车速-平均照度关系模型.结果表明,驾驶员夜间对过街行人的视认距离随行驶车速的提高而降低,二者呈负线性相关;随平均照度的提高而增加,二者呈正对数相关.

双向长隧道入口段驾驶员视认性影响分析

为深入研究双向通行长隧道入口段中对向车灯眩光与隧道洞口内外亮度的叠加对驾驶员视认性的影响,提高隧道入口段行驶的安全性,通过双向通行长隧道的实车试验,测试并计算得到不同车灯与行驶车速下,在隧道入口段驾驶员的视认距离,利用excel、SPSS等软件对数据进行分析处理,研究驾驶员的视认距离的变化情况与车速、车灯之间的关系,分析比较不同行驶车速及车灯条件下驾驶员视认距离的不同。并将视认距离与规范中的停车视距相比较,确定不同车速与车灯情况下驾驶员视认性受影响的程度,得到驾驶员视认距离不能满足要求的隧道入口段范围,为普通公路隧道的建设提出相关建议。

LED交通标志的视认性试验研究与分析

为帮助驾驶员赢得更多反应操作时间从而提高行车安全性,研究分析交通标志的视认性,尤其是夜间视认性。以太原市中环路试设的LED主动发光指路标志及同规格的反光膜标志为研究对象,分别在昼夜条件下对其视认特性开展试验研究。研究表明,驾驶员对标志的视认性与其环境及自身条件有关;LED主动发光交通标志在白天与夜间的视认性相差甚微,但其在夜间的视认距离明显优于反光膜标志,是反光膜标志的1.3~1.9倍。

冰雪环境公路弯道线形诱导标志色彩视认特性研究

为了提高冰雪公路弯道行车安全,研究冰雪环境中驾驶员对不同线形诱导标志的视认效果,通过分析驾驶员色彩视觉效应,采用3ds Max软件建立了冰雪公路弯道仿真模型。基于E-prime软件分别进行了不同速度下反应时间的色彩视认心理物理试验,根据试验结果采用回归分析法确定了行驶速度与视认距离之间的定量关系。对比结果表明:不同的色彩对冰雪环境中视认距离表现出较大差异;蓝色和红色标志拥有最佳视认效果,表现为在20~50 km/h速度中,视认距离介于33 m和41 m之间,并拥有良好的稳定性,其中蓝色标志的视认效果略优于红色标志;绿色标志视认距离稳定性较差,黄色标志视认距离整体最低,二者均不利于行车安全性。

半透发光式与逆反射式指路标志视认效果对比分析

为保证隧道内驾驶员对指路标志的安全视认,分析隧道照明光环境、标志特性对驾驶员视认距离的影响,营造了隧道中间段5种色温、3种亮度照明光环境,随机选取了20名小客车驾驶员进行半透发光式与逆反射式指路标志的视认试验。结果表明:隧道内半透发光式指路标志的视认距离明显优于逆反射式指路标志,且半透发光式指路标志的最佳字体照度范围为3 000~3 500 lx;在最佳的背景光环境条件下,半透发光式指路标志与字高53 cm,笔画在5画以下、5~10画及10画以上的逆反射式指路标志达到相同的视认效果时,字高分别缩减了35. 85%、30. 19%和24. 53%。半透发光式指路标志的应用可提高隧道内指路标志的视认距离,并能减少交通事故的发生,可为以后隧道内交通标志的改进与创新提供理论支撑。

驾驶员动态视认特性初探

分析了动态条件下视野的变化规律,通过实车动态实验测定不同速度下标志汉字的视认距离。实验数据结果表明在120 km/h以下时,速度对驾驶员的视认距离影响不显著,同时应用心理学与视觉理论对实验结果进行了分析。本研究可为后续交通标志视认性研究提供理论依据,对提高交通安全具有借鉴意义。

基于视认特性的公路隧道限速标志位置研究

在对驾驶员视认标志过程与驾驶特性进行分析的基础上,建立了驾驶员对隧道限速标志的视认距离公式和车辆减速距离公式,进一步得到隧道限速标志纵向前置距离,为确定隧道限速标志的位置提供依据。

道路预成形标线视认性能研究

为了给道路交通标线的设计与应用提供参考,提高道路安全性,减少交通事故发生概率,探索不同条件下预成形标线和传统热熔标线的视认性能,进行交通标线视认性能的驾驶试验研究。设计不同光照强度、天气等条件下的多种实验场景,采用方差分析研究各个因素对标线视认距离影响的显著性及其交互作用。结果表明,在白天亮度较高条件下,白色热熔标线和黄色预成形标线对于视认距离无显著影响;在晚上亮度较低的条件下,对比热熔标线,预成形标线在视认距离上有很大提升。在晴天、雨天条件下,预成形标线对比热熔标线在视认距离上都有很大提升,其中白色预成形标线在雨天条件下的效果最好。试验结果显示,不同因素影响下,预成形标线的视认性能要明显强于传统热熔标线。

发光标志中蒙古文笔画宽度视认性影响研究

由于蒙古文字与其他文字的书写、视认存在差别,且国内外交通环境及驾驶员特性的不同,国外对标志文字的研究不能直接应用于我国蒙文使用区的交通实际,因此通过研究标志版面蒙文笔画宽度对视认性的影响,以促进标志版面设计的规范化,首先进行蒙文笔画宽度视认性的静态实验,以此确定最佳蒙文笔画宽度,然后将标志做成主动发光交通标志.选取呼和浩特市腾飞路进行动态试验,得到白天和夜间不同车速下蒙文路名的视认距离、反应时间和视认正确率,并对试验结果进行了分析,指出了主动发光标志在夜间行车安全方面的优势.