视觉-操作型分心时长预测及驾驶绩效研究

发布时间：2020-04-17 16:00

【摘要】：近年来,信息技术广泛应用于车载信息服务,使次任务操作更为复杂多样。通常将次任务分为视觉-操作型次任务和认知次任务两大类。驾驶过程中常见的次任务,包括播放音乐、操作导航、调节收音机、拨打电话等,均属于视觉-操作型次任务。此类次任务在驾驶过程中最为常见,也是影响交通安全的重要原因之一。论文旨在研究视觉-操作型次任务单元与驾驶绩效指标的定量关系,揭示视觉-操作型分心对驾驶绩效的影响规律,为车载信息系统设计提供安全评估依据。论文首先建立视觉-操作型分心时长与驾驶绩效指标的关系模型。通过梳理文献选取典型分心任务与驾驶绩效指标,构建虚拟实验环境并设计驾驶次任务影响实验,组织被试参与实验。实验数据表明,分心驾驶与正常驾驶绩效指标存在显著性差异(P0.05),驾驶过程中操作次任务时,车辆速度和加速度指标的变化频率降低,幅度增大;车辆横向偏离量变化幅度增大,高于正常驾驶时水平;方向盘转速率指标随着次任务操作难度增加而增大。利用相关性分析方法研究驾驶分心时长与驾驶绩效指标发现,驾驶分心时长与横向偏离量幅度和纵向速度有较强相关性。利用统计方法定量研究驾驶分心时长与二者之间的关系,模型表明分心时长增加时主任务绩效的下降规律,即横向偏离量幅度随分心时长的增加而增大,且增大的速度越来越快;车辆纵向速度变化量随分心时长的增加而增大。对GOMS、KLM分心时长预测模型进行改进,增加触屏和滑屏操作单元,重新建立视觉-操作型分心时长预测模型。通过实验测量与数据分析,获得基于操作单元的分心时长预测模型,即改进的KLM-GOMS模型。结合分心时长对驾驶绩效指标的关系模型,最终得到次任务基本操作单元与驾驶绩效指标之间的定量关系。论文获得次任务操作单元与驾驶绩效指标的定量关系,可应用于产品设计阶段车载交互界面安全性评估,对于提高产品研发效率,推动车载信息技术在汽车领域中的应用,具有现实意义。
【图文】：

图 2.1 主要实验设备.3 实验平台搭建论文选用的是小型驾驶模拟器，驾驶室的所有配件、零部件均是模拟实车部件，模的操控感接近于实车驾驶。显示系统由 3 台电脑显示器组成，显示器间的夹角为 135提供了逼真的车辆行驶仿真环境。为保证实验顺利、高效地进行，通过搭建符合论文实验要求的实验平台进行驾驶分驾驶绩效指标影响规律的相关研究。根据论文的研究方法及现有实验条件将实验平为两个部分：数据采集模块及数据处理模块，数据采集模块由驾驶模拟器与其配套软件 UC-win/road 组成；数据分析模块则是由 EXCEL、SPSS（version22.0）、TLAB7.0 等数据分析软件组成。UC-win/road 建模软件包含地形选择、道路定义、道路生成、交通流生成和虚拟现

第二章 视觉-操作型分心对驾驶绩效影响规律实验设计模拟等功能，完全可以建立满足各种实验要求的场景。论文利用 UC-win/road 和 CA件设计的标准高速公路场景为双向六车道，路面状况平坦顺畅。设计的道路单车道.75m，中间隔离带宽 3m，，道路场景还包括各类交通标记、标准车道线、树木远景等道路景观。高速公路全长 25km，前车车速控制在 80km/h。实验道路设计过程界面发完成后的高速公路整体场景界面如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6

【参考文献】

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本文编号：2631045