基于自然驾驶试验的小半径弯坡路段大型载货汽车驾驶员视觉特性研究

在贵州省G246公路小半径弯坡路段开展大型载货汽车和小汽车驾驶员自然驾驶试验,基于Begaze软件与统计学方法,分析了两类驾驶员注视点分布特征与小半径弯坡路段转弯方向、半径、坡度的关系;研究了左转、右转方向驾驶员瞳孔直径、信息获取能力与速度的关系。研究结果表明:大型载货汽车驾驶员在小半径弯坡路段中行驶时,主要关注车头前方15~25 m区域,对后方车辆关注度不足;小汽车驾驶员关注的区域更远,会关注对向来车和道路线形走向;转向和曲线半径是影响驾驶员关注点的主要因素,左、右转时驾驶员主要关注道路中央标线、右侧道路边线,且应着重加强半径小于30 m弯坡路段的视觉引导有效性;大型载货汽车驾驶员过弯时瞳孔直径和信息获取能力的峰值位置与弯道中央并不重合,现有将凸面镜等提示性施设设置在弯道中央的处理措施并不适宜大型载货汽车。

日本将在公路开展大规模自动驾驶试验

日本内阁府将在2017年启动“战略性创新创造项目”(SIP)下的自动行驶系统大规模公路实证试验,将从201 7年6月开始公开招募参加者,在2017年9月-201 9年3月期间开展试验。实施场所预定为高速公路、普通公路及测试跑道3处。高速公路试验以预定开设模拟市区的测试跑道的筑波日本汽车研究所(JARI)为起点,途经常磐汽车道、首都高速、东名高速及新东名高速的部分路段,全长300 km。

汽车试验驾驶员技能素质评价方法

基于整车道路试验技术标准中的测试项目、测试条件、测量参数、测试方法以及测试过程中对试验驾驶员的操控要求,将整车道路试验分为基础试验、常规试验、专业试验等三类共11项。研究具体试验对试验驾驶员基本素质和试验驾驶技能素质要求,结合目前实际工作中安全管理和检测质量控制的经验,综合考虑各项汽车试验复杂程度和危险度,将汽车试验驾驶员技能素质划分为三个等级,并提出了一套理论考核和实车测试相结合的汽车试验驾驶员技能素质评价方法。研究成果可作为汽车检测机构、试验场管理机构对驾驶员遴选、评价和管理的基本标准,并为试验驾驶员技能素质考评工作提供评审依据。

基于驾驶试验的天台山公路隧道群连接段遮阳棚照明缓冲效果研究

公路隧道群连接段由于明暗适应问题已成为行车事故高发区域,在该区域通过设置遮阳棚降低洞内外的亮度差已经成为避免行车事故的一个重要措施。依托秦岭32 km天台山公路隧道群开展设置遮阳棚前后的驾驶对比试验,采集隧道群连接段的照度及驾驶员的瞳孔直径等相关数据。以瞳孔直径变化速率为指标,分析设置遮阳棚对隧道群连接段明暗适应过程的缓冲效果。研究结果表明:设置遮阳棚可使上游隧道洞内明适应距离缩短至200 m以内;瞳孔直径变化幅度减缓50%以上;最大明适应瞳孔变化速率和最大暗适应瞳孔变化速率分别下降53%和43%以上,验证了遮阳棚具有良好的照明缓冲作用。研究结果可为类似公路隧道群设置遮阳棚提供参考。

自然驾驶状态下城市地下环道驾驶人心理负荷研究

为探究城市地下环道驾驶人心理负荷特性,组织驾驶人自然驾驶试验,使用生理仪获取自然驾驶状态下驾驶人心电信号数据。以驾驶人心率、心率增长率和心率变异性指标为关键变量,基于因子分析法构建心理负荷量化模型,揭示地下环道平曲线半径、曲线类型、出入口以及熟练程度对驾驶人心理负荷的影响。研究表明:心率指标和心率变异性指标分别与地下环道平曲线半径呈负相关和正相关关系;驾驶人心理负荷与平曲线半径呈负相关,在相同半径条件下,连续曲线场景下的心理负荷显著高于单个曲线场景,且连续曲线间负荷累积作用超过单一曲线半径对驾驶人心理负荷的影响;入口段驾驶人心理负荷比出口段高21.39%;非熟练驾驶人心理负荷比熟练驾驶人高30.75%;建议在城市地下环道出入口和曲率变化区段增设视线诱导设施,设计车速为20~40 km·h^(-1)时,平曲线半径不宜小于30 m。

基于生理信号的驾驶疲劳综合评价方法试验研究

采用驾驶模拟舱对30名被试进行动态驾驶模拟试验,分析心电信号和脑电信号随驾驶时间的变化规律,验证心电信号和脑电信号作为驾驶疲劳评价指标的有效性.采用皮尔逊相关系数计算发现心电信号与脑电信号相关关系显著,并通过主成分分析法,建立脑电信号与心电信号之间的关系,确定驾驶疲劳评价的综合指标,可以排除干扰因素,减小数据的波动性,提高驾驶疲劳评价的准确性.

汽车-动力两轮车碰撞前驾驶员风险感知研究

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。

基于生理信号的驾驶疲劳综合指标试验研究

研究驾驶过程中随着疲劳的产生驾驶员生理信号的变化规律,提取反映驾驶疲劳程度的综合指标。采用驾驶模拟器对20名被试进行驾驶模拟试验,用MP150多导生理仪实时采集并记录驾驶员在60 min驾驶任务过程中的心电信号、脑电信号、肌肉电阻信号、皮肤温度信号和呼吸频率信号。运用R软件对数据进行线性回归分析,对比一般回归分析,逐步线性回归分析克服了一般回归分析许多变量不显著的缺点,得到了最优的驾驶综合指标方程,确定了与各项指标相关的驾驶疲劳评价综合指标,并通过3名被试模拟驾驶试验验证了综合指标作为评价驾驶疲劳的有效性。

基于LabVIEW驾驶台指令试验器研究

随着城市轨道交通产业的高速发展,市场对城市轨道交通车辆的安全质量要求日益增长,同时各轨道车辆厂对于生产效率的要求也越来越高。如何使生产能准确、高效地完成一直是各大企业关注的焦点。而通过引进各种不同的设备可以很好地解决这一问题,对在CRH6型动车组静态调试过程中所用到的驾驶台指令试验器就设计原理、硬件设计、软件设计、验证与测试应用等方面进行研究与探讨。

城市道路驾驶人横向避险特性研究

为提高城市道路驾驶人横向避险能力,利用固定基座驾驶模拟器搭建5种典型城市道路危险交通场景,并借助眼动仪采集35名驾驶人的眼动数据和避险操作数据;分别统计并分析驾驶人的视线分布、感知-制动时间、持续制动时间、最大方向盘转角时间和车辆横向位置变化等参数。结果表明：5种场景下驾驶人水平视线基本上都处于中部偏右区域;除场景3外,驾驶人的感知-制动时间均值均在1 s内;在视线无遮挡场景,驾驶人主要通过制动进行避险,反之则以转向和制动相结合的方式进行避险。

酒后驾驶员在交叉口的视觉特性研究

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。

考虑驾驶行为的高速公路改扩建短直线长度研究

高速公路圆曲线间直线长度过短主要影响驾驶人对线形的判断,破坏平面线形连续性,进而对驾驶员视觉、心理及行车安全产生影响。为研究高速公路改扩建满足安全行车要求的短直线最小长度,本文采用驾驶模拟仿真,对同向曲线间2V、3V、4V、5V四种直线长度模拟场景仿真实验下的行车感知进行分析,选取了六个评价指标,综合判定驾驶者在短直线行驶时的精神负荷情况。并针对深汕西高速改扩建工程开展现场观测分析,对典型短直线路段进行交通流监测,从交通流安全指标DHW、THW、TTC、PICUD、DRAC研究短直线路段对车辆跟驰情况及通流事故风险情况的具体影响。经过分析,改扩建高速公路同向曲线间直线长度取4V能满足驾驶员的行驶要求。

普通公路路段养护作业区道路封闭形式对驾驶人的影响

双车道公路养护施工过程中,为了评估封闭路肩与封闭单车道这两种道路封闭措施对驾驶人行为及生理、心理状态的具体影响,通过驾驶模拟试验获取和收集驾驶人在驾驶时的行为和性能指标。试验以封闭路肩和封闭单车道两种封闭形式为自变量,速度、加速度、β波绝对功率、θ波绝对功率和(α+θ)/β脑电比值为因变量,通过方差分析等统计学方法进行研究。结果发现,封闭单车道时驾驶人受到的干扰较大、驾驶警觉性更高、注意力更加集中。

基于多源参数的高速工况驾驶行为模式识别方法

准确识别车辆当前驾驶行为模式是自动驾驶领域亟待解决的技术问题。为实现驾驶行为模式精准解析,提高模型识别精度和可靠性,通过开展自然驾驶试验,采集高速工况下20名驾驶人的驾驶行为数据及视觉特性数据等多源参数信息,分析4类典型驾驶行为模式(自由行驶、跟车、左换道、右换道)运行规律及多源参数耦合特性。基于主成分分析法确定4类驾驶行为模式表征指标集,使用支持向量机、随机森林决策树算法建立驾驶行为模式识别模型,通过学习训练,分析比较模型识别结果,对识别效果较好的模型进一步优化,分析优化模型对4类驾驶行为模式识别精度的时序性变化特征。研究结果表明:支持向量机模型、随机森林决策树模型、基于多层感知器神经网络的随机森林优化模型总体识别精度分别为89.4%、90.5%、91.9%;4类驾驶行为模式的AUC(area under the curve)值均高于0.93,可较好地识别车辆当前驾驶行为模式。此外,随机森林优化模型对4类驾驶行为模式的识别精度均随时间推移,呈现先增长后趋于稳定的变化态势,且同一时刻的自由行驶及跟车模式识别精度高于向左及向右换道模式。研究结果可为高级别自动驾驶系统决策及控制策略的制定提供理论基础和技术支持。

道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究

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。

老年驾驶员跟驰行为及影响因素研究

为提高老龄化背景下道路交通的安全性,基于驾驶模拟试验数据,分析老年驾驶员的跟驰行为特征,并深入研究驾驶员跟驰行为的影响因素。选取车头间距、速度和反应时间作为驾驶员跟驰行为的表征指标,通过对比老年驾驶员与年轻驾驶员跟驰行为的差异,分析老年驾驶员的驾驶特征;进一步采用Pearson相关系数法研究跟驰行为与驾驶员年龄、驾驶负荷和驾驶偏好的关系。研究结果表明:相较于年轻驾驶员,老年驾驶员对前车紧急制动行为的反应时间较长,行驶速度的变化较大,且保持较大的车头间距。驾驶员的跟驰行为与年龄、驾驶负荷得分以及驾驶偏好显著相关。

山区低等级公路典型路段驾驶人视觉差异性分析

为分析山区低等级公路各典型路段驾驶人视觉的差异性,提升山区公路行车安全,运用VS-Design三维场景搭建了长12 km的山区四级双向单车道公路,包含傍山险路、急转弯路、反向弯路及长上下坡5个典型路段,基于驾驶模拟器进行试验。采集了25位驾驶人的眨眼、扫视、注视等眼动数据,进行视觉指标和视觉负荷差异性分析,而后用动态聚类法将视野平面分为5个区域,基于马尔可夫链预测驾驶人一步注视转移概率,并得出注视平稳分布概率。结果表明,驾驶人在山区低等级公路各典型路段存在视觉差异性。弯道路段扫视幅度较大,扫视速度较快,视负荷较纵坡路段及傍山险路大,驾驶人在坡道路段对行车速度的关注度显著高于弯道路段。5种路段中驾驶人在车辆正前方的注视平稳概率都达到70%以上,注视点集中于正前方有助于驾驶人更好地观察道路交通情况。

车内ADAS警报声对驾驶人行为的影响

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。

驾驶舱仿真仪表显示系统设计

以某型民用飞机为背景,阐述了飞控系统功能验证的重要性以及驾驶员在环试验对飞控系统功能的验证作用。在此基础上,介绍并设计了作为驾驶员在环试验重要评定依据的驾驶舱仿真仪表显示系统。此系统利用VC++6.0和OpenGL编程工具的核心优势,同时采用VMIC实时网通讯保证了仿真仪表显示的实时性。并通过驾驶员在环试验,验证了驾驶舱仿真仪表显示系统的实时性和可靠性,能够满足飞机地面模拟试验的需求。

无信号交叉口横向冲突预警对驾驶行为的影响

针对智能网联汽车在无信号交叉口对横向冲突的避撞问题,本研究设计了横向冲突人机交互预警及横向冲突驾驶模拟试验场景,并分析不同类型预警对驾驶行为的影响规律。运用驾驶模拟器搭建城市道路无信号交叉口并设计横向冲突事件,选取30位驾驶人作为试验对象,应用眼动仪、驾驶模拟平台开展驾驶模拟试验;采集风险场景下驾驶人的眼动、操作行为与车辆运行数据;对比分析各组场景下驾驶人的注视时长和扫视频率及行车速度、制动时间和踩制动踏板速率等驾驶行为特性参数,分别运用方差分析和描述性统计方法分析了预警提示类型和提示时机两个方面对驾驶行为特性的影响。结果表明:网联警告型预警的警示效果优于常规提示型预警,但该类预警使驾驶人操作车辆时的减速度增大至-4 m/s^(2)以上,导致行车舒适性降低;预警提示时机对驾驶行为的影响显著,且预警提示位置宜设置在距离交叉口50~90 m处。研究结果能够为交通安全设施开发者提供有效HMI预警设计建议,提高无信号交叉口通行安全性。