驾驶员注意力分配定量方法研究_李辉

第19卷第2期2009年2月

中国安全科学学报

China Safety Science Journal

Vol.19No.2

Feb.2009驾驶员注意力分配定量方法研究3

李　辉　讲师　景国勋　教授　贾智伟　副教授　段振伟　讲师

(河南理工大学安全科学与工程学院,焦作454000)

学科分类与代码:620.5020 中图分类号:X913.4;TP3205 文献标识码:A

资助项目:国家自然科学基金资助(50874038)。

【摘　要】　驾驶员在不同的路况环境下存在不同的注意力分配模式,为弄清其分配模式特点,利用露天体育场内作为模拟驾驶环境,并利用眼动设备,记录被试者在直道驾驶任务、弯道驾驶任务、复杂路况驾驶任务等3种路况下的眼动数据,采用划分兴趣区域的方式,把视觉信息源划分为原车道兴趣区域F L(For mer Lane)和其他兴趣区域OA(O ther A reas)两个兴趣区域,对平均百米注视次数、平均百米注视时间、不同兴趣区域注视次数百分比3个眼动指标在两个兴趣区域内的分布情况进行分析和对比,得出不同路况环境下不同的注意力分配模式来揭示驾驶员驾驶过程中的注意力分配特点。研究结果对于驾驶员驾驶培训侧重点的改进、对于预防交通事故都具有重要意义。

【关键词】　眼动;　注意力;　定量方法;　兴趣区域;　交通事故

Quan tit a ti ve M ea sur i n g M ethod for the A lloca ti on of D r i vers’A tten ti on

L I Hu i,L ecturer　J I NG Guo2xun,Prof.　J I A Zh i2we i,A ssoc.Prof.　D UAN Zhen2we i,L ecturer (School of Safety Science&Engineering,Henan Polytechnic University,J iaozuo454000,China)

Abstract:　To find out the all ocating modes of drivers’attenti on t o different r oad situati on,the data of drivers’eye move ments under such3kinds of r oad situati ons as straight driving,curve driving and comp lex driving was recorded in a stadium that was taken as the si m ulati on driving envir on ment.Meanwhile, according t o drivers’interest area,the visual inf or mati on s ources were divided int o the For mer Lane of interest and the O ther A reas of interest.By analyzing and contrasting the all ocati on of3kinds of eye move ment indexes(na mely,the average fixati on nu mber of per hundred meters,the average fixati on ti m e of per hundred meters,and the percentage bet w een different interest areas)in the t w o interest areas,the different all ocati on modes of drivers’attenti on t o different r oad situati ons were obtained and corres ponding all ocati on features of drivers’attenti on were revealed.The study is beneficial t o the p reventi on of traffic accidents.

Key words:　eye move ments;　attenti on;　quantitative measuring method;　interest area;

traffic accident

0　引　言

汽车驾驶是一个复杂的过程,驾驶员的心理活动需要保持集中在一定行车信息上,才可以迅速、及时、准确地获得行车过程中的各种交通信息,并采取正确的驾驶操作,保证行车安全。如果驾驶员不能将注意力集中到驾驶上,就容易造成险情或事故。据国外有关资料报道,14%～34%的交通事故和驾

3文章编号:1003-3033(2009)02-0148-04;　收稿日期:2008-10-31;　修稿日期:2009-01-31

驶员的注意力是相联系的。可见驾驶操作时的注意力、注意力水平是至关重要的[1-2]。

驾驶员分配到各个目标上的注意力(量)是不同的,它受外界的环境需要和外部的动机所影响。对比驾驶人在未划车道的长直道路和市区长直道路高峰时的行驶情况,可以发现,这两种情况的主要差别就是分配到驾驶任务中的注意量不同[3-4]。通常,分配于驾驶任务的注意量取决于环境。当环境较为复杂需要增加注意量时,驾驶人分配的驾驶任务的注意量也相应增加;反之,当环境注意量需要减少时,分配的注意量也减少。

眼动追踪技术是一种客观的测量方法,能准确测量驾驶员的视线,眼动数据可以揭示驾驶员的心理活动和心理负荷状况。笔者研究的目的是通过露天体育场内作为模拟驾驶,利用眼动设备对被试者在原车道、驾驶室、后视镜、目标车道的眼动扫视行为,分析记录眼动数据,得到驾驶员在不同路况环境中注意力的分配情况。

1　实验模型的建立

1.1　被试者

实验对象为20名熟练轿车驾驶员,驾龄为3～7年,平均驾龄5.8年,能够熟练完成各种驾驶任务。年龄从22～34岁,平均年龄28.8岁,视力全部正常。

1.2　实验环境

研究方法是在露天体育场内(标准内圈周长400m跑道,其中弯道半径36.5m,跑道宽度10m)模拟驾驶环境,同样利用眼动仪设备,对受试驾驶员在各种实验条件下进行测试。由实验得出受试驾驶员在各种试验条件下的视觉特性参数,对眼动仪的记录数据进行处理分析,得到不同因素环境下驾驶员注视力分配的不同。

1.3　实验任务

1.3.1　直道驾驶任务

每个驾驶员执行从A点到B点的100m的直道驾驶任务,每人进行5次,实验结果各项指标取平均值。

1.3.2　弯道驾驶任务

每个驾驶员执行从C点到D点的214.6m的弯道驾驶任务(其中弯道长度3.14×36.5=114.6m),每人进行5次,实验结果各项指标取平均值。

1.3.3　复杂路况驾驶任务

每个驾驶员执行从A点到D点的250m的复杂路况驾驶任务(其中,分别在直道和弯道设置障碍。

在图1距A点80m的F点,距离外道4m的位置设置障碍F。

在图1弯道进行100m的G,在跑道中轴线上设置障碍G。

弯设置距离外道的不同距离可以模拟行人或者变换车道。

每人进行5次,实验结果各项指标取平均值

。

图1　实验任务示意图

1.4　实验过程

被试者要保证8h的充分休息,开始任务前,要接受关于实验任务的介绍,然后熟悉实验现场环境和车况,给每个被试者5m in的试驾时间,然后开始正式实验。每一个被试开始任务前都要重新进行标定,执行相同的程序。

2　实验数据处理及实验结果分析与讨论

为了研究需要,把视觉信息源划分为两个兴趣区域:原车道兴趣区域F L(For mer Lane)和其他兴趣区域OA(O ther A reas)(主要包括驾驶室、后视镜、目标车道等原车道以外的其他兴趣区域)。对实验测得的原始注视点位置数据进一步处理,得到平均百米注视次数、平均百米注视时间、不同兴趣区域注视次数百分比3个指标。

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第2期 李辉等:驾驶员注意力分配定量方法研究