CN103760774A - 交通标志设计及设置位置合理性模拟测评系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通标志设计及设置位置合理性模拟测评系统，于模拟场景前路侧的交通导向标识和车辆模拟驾驶系统中进行交通标志设计及设置位置合理性模拟测评；场景随着车速的不同自动改变，交通标志根据控制主机命令自动调整并呈现；当驾驶员认为自己读懂交通标志时,按下反应时间测试系统中位于方向盘上的按钮，控制主机接收并记录驾驶员按下按钮的时间数据，并计算对指导标志的读取时间数据，同时在模拟驾驶过程中记录驾驶员正确转向匝道口数；模拟驾驶结束后，记录结束指令并启动测评算法，通过标志设计及放置位置合理性测评算法对数据的处理与计算，输出测评结果。

Description

交通标志设计及设置位置合理性模拟测评系统

技术领域

本发明涉及交通安全模拟测评系统，尤其涉及一种对交通标志设计及设置位置合理性的模拟测评系统。

背景技术

交通标志是保证道路交通安全、顺畅的重要措施。为了提高交通标志的易读性，许多研究和专利都针对于如何改善交通标志的材料、结构，标志定位方法的发明以及车载提示、标志识别系统的设计等。其目的就是为了保证驾驶员可以对当前路况迅速做出反应，从而减少因道路环境不明造成的交通事故。

交通标志的制作应当符合相关规定。在实地调查中发现,我国在标志设计及标志设置的前置位置均存在很大的随意性，因此，通过合理的行驶模型来确定交通标志设计和位置对于提高驾驶员的可靠性和提高整个道路环境的安全性具有重大意义。

针对这方面，交通部公路科学研究所申请了一种交通标志动态视认距离模拟测试装置(中国专利201020188847.4)，用来测试不同速度条件下运动的观察者对公路交通标志动态视认的距离。长安大学申请了一种道路交通虚拟标志标线的模拟实验平台的建立方法(中国专利公开CN101546437)，通过对整个路段进行试验得到该路段标志标线的最佳设置方案。

但现有技术并未基于驾驶员的反应时间和驾驶作业绩效，不能在更为真实的条件下通过大量模拟测试来确定不同限速条件下交通标志最佳设计形式、标志杆的最佳设置位置以及标志显示屏的最佳空间旋转角度。

发明内容

鉴于上述现有技术上的不足和缺陷，本发明的目的是提出一种模拟测评系统，采集驾驶员在该模拟测评场景下的反应时间数据和进行指定驾驶作业正确率数据，将数据进行计算分析，得出最佳设置场景，从而提高驾驶员在不同道路环境下对交通标志的识别速度。

本发明的目的是通过以下的手段实现的：

交通标志设计及设置位置合理性模拟测评系统，在包括投影系统、反应时间测试系统、控制主机、安装于模拟场景前路侧的交通导向标识和车辆模拟驾驶系统中进行交通标志设计及设置位置合理性模拟测评；控制主机控制整个系统的运行，包括投影系统中场景的设定和运行、反应时间测试系统中反应时间数据的记录、标志显示和空间位置的改变、车辆模拟驾驶系统的运行与控制、数据的记录、存储与计算以及测评结果的输出；控制主机设置系统初始参数；包括以下步骤：

系统设备接收到控制主机的命令信息，自动调整后，测试开始：驾驶员入座模拟器车辆中，模拟驾驶系统启动，场景随着车速的不同自动改变，交通标志根据控制主机命令自动调整并呈现；此时，驾驶员开始驾驶，驾驶过程中，当其认为自己读懂交通标志时，按下反应时间测试系统中位于方向盘上的按钮，将该触压信号进行处理并发送至控制主机，控制主机接收并记录驾驶员按下按钮的时间数据，并计算对指导标志的读取时间数据，同时在模拟驾驶过程中记录驾驶员正确转向匝道口数；模拟驾驶结束后，记录结束指令并启动测评算法，通过标志设计及放置位置合理性测评算法对数据的处理与计算，输出测评结果。

本发明的优点在于：

1）记录驾驶员对指导标志的读取时间，并在模拟驾驶过程中记录驾驶员正确转向匝道口数，得到了模拟实验的合理性，使实验的结果对交通指路标志的状况具有更直接的相关性。

2）将实际中应用的交通指路标志安装于模拟系统路侧，并且把实际的道路环境安装在本模拟系统中，具有较高的真实性，有利于提高测量结果的准确度。

3）综合优化交通标志设计以及位置的合理性，以驾驶员实验数据为依据，

有利于改善道路交通设施的设置。

附图说明如下：

图1为本发明测评系统的工作流程图。

图2为本发明的装置外观示意图。

图3为本发明用于驾驶人员测评时指路标志版面设计的实施例。本实施例将指路牌设置地名的位置设置成了提示应进匝口的词语。

具体实施方式

1）交通标志的设计

驾驶员视认距离的大小与与标志设计的尺寸、形状、颜色、图形符号等都有关系。根据我国在此领域的相关规范性要求和驾驶员对交通标志的识别习惯，为合理优化标志的设计，在系统初始设置时，只改变标志的版面、尺寸（标志屏）、形式（图案和文字）。

标志的版面设计主要是改变文字、图形与留白在显示屏上所占比例或者路线编号、方向、地名的配合使用情况。

标志显示屏尺寸的改变可由控制主机调用命令改变标志的大小，屏上多余的部分采用与周围环境相似的颜色或阴影填充。

标志形式的设计包括改变标志的图案和文字。本发明的交通标志主要针对于指路标志，所以图案的设计包括改变标志内道路线段的长度、线段间连接方式，方向箭头的个数和粗细，标志的整体比例及走向标志的设置。文字的设计包括改变文字的高度。

2）标志杆位置的设置方式

在投影系统模拟的高速公路匝道出口上游或者立交桥入口前方30～50米不同距离设置交叉点指导标志，在各个车行道通向的目的地名称处设置提示进入类词语，使得驾驶员根据提示选择相应匝口，并准备改变相应的驾驶动作行为。

标志杆安装在纵向轨上，可以在沿道路行驶方向即前后方向移动；横向轨安装在纵向轨上，可以沿左右方向移动。即标志杆可以根据控制主机发出的命令在水平面内变换位置。

3）标志显示屏空间位置的设置方式

车辆在移动过程中，驾驶员明视视锥仅能达到视轴上下左右各10°，若考虑驾驶员为阅读路侧标志而移动视轴，则最多可偏离路面10°。为了方便驾驶员在最短的时间内辨识交通标志，改变标志显示屏的空间位置，将标志显示屏与标志杆通过球面轴承连接，显示屏可以360°空间旋转，通过测试，确定其最佳的空间朝向。

4）反应时间测试系统

本系统与控制主机相接，其工作过程主要由控制主机来进行控制。在模拟器车辆的方向盘上安装凸起的按钮，其作用相当于一触压传感器，当驾驶员认为自己已经理解交通标志后，按下按钮，通过微处理器将该触压信号进行处理并发送至控制主机，控制主机接收并自动记录按钮被按下的时间数据，并根据接收到的时间数据和标志牌出现的时间数据，进行相应的减法运算，得到驾驶员的反应时间。

5）车辆模拟驾驶系统

本系统中的车辆驾驶模拟系统依赖于汽车模拟系统技术，包括实时控制与仿真计算机系统、视景模拟系统（即本系统中的投影系统）、声响模拟系统、运动模拟系统和中央控制台（即本系统中的控制主机）。模拟运行时驾驶人员坐到驾驶舱中，根据视景投影系统生成的交通场景操纵方向盘、油门和刹车等操作部件。控制主机采集到操作信息后，仿真计算机根据车辆动力学模型运算出汽车的运动状态。实时控制计算机则根据运动状态计算出驾驶舱内仪表的读数驱动仪表,同时控制运动模拟系统带动模拟舱生成汽车行驶中的运动感觉，控制视景系统及时更新交通场景，控制声响系统合成发动机、路面磨擦、以及隧洞内多普勒等声响。

6）控制主机具体控制方式

控制主机对于整个系统的控制步骤如下：

系统初始设置时，对设备进行系统的参数的调整，包括：a)给定标志的版面、尺寸和形式，显示屏根据命令自动变化其具体内容；b)给定标志杆的位置坐标（x,y），发送运动指令给横向轨及标志杆底部运动部件，控制标志杆的位置；c)根据给定标志显示屏角度数据（x,y,z），发送指令给显示屏运动装置，调整标志屏角度。

同时，投放测试立交桥前方或者高速公路静止场景。测试开始时，场景开始自动播放，场景随车速不同自动改变，标志牌根据控制主机对参数的调整自动呈现，控制主机记录标志出现的时间。驾驶人员在仿真场景中驾驶模拟器车辆，在场景中行驶。驾驶人员认为自己识读完标志信息，按下方向盘上的按钮，反应时间测试系统自动处理该触压信号并发送至控制主机，控制主机接收到按钮被按下的时间数据，并根据接收到的时间数据和标志牌出现的时间，做相应的减法运算，得到驾驶员的反应时间。当驾驶人员转过提示的匝道口后，继续下一场景的播放。

如图3实施例所示，驾驶人员正确的驾驶过程是在驾驶过程中，根据指示牌显示的入口提示，在运动的仿真驾驶场景中，于第二个匝口处右转。右转后，继续出现下一段道路场景，指路标志根据控制主机命令而自行改变，驾驶人员边驾驶边认读新的标志，按下位于方向盘上的按钮后进行新的匝道口转向作业，周而复始，直至测试结束。

同时，控制主机系统自动接收驾驶员按下按钮的时间数据并计算驾驶员对标志信息反应时间、立交桥不同匝道口正确转向率（正确转向匝道口/正确路径转向匝道口）。

经过分组和大量的测评后，测评结束。控制主机记录结束指令并启动测评算法，

将驾驶人员的反应时间和正确转向率两种数据通过标志设计及放置位置合理性测评算法进行计算和分析，评定驾驶员对该种模拟场景中的标志的识别程度，输出测评结果。最终，根据数据处理的结果确定最佳标志设计形式及最佳设置位置。

Claims (2)

1.交通标志设计及设置位置合理性模拟测评系统，在包括投影系统、反应时间测试系统、控制主机、安装于模拟场景前路侧的交通导向标识和车辆模拟驾驶系统中进行交通标志设计及设置位置合理性模拟测评；控制主机控制整个系统的运行，包括投影系统中场景的设定和运行、反应时间测试系统中反应时间数据的记录、标志显示和空间位置的改变、车辆模拟驾驶系统的运行与控制、数据的记录、存储与计算以及测评结果的输出；控制主机设置系统初始参数；包括以下步骤：

系统设备接收到控制主机的命令信息，自动调整后，测试开始：驾驶员入座模拟器车辆中，模拟驾驶系统启动，场景随着车速的不同自动改变，交通标志根据控制主机命令自动调整并呈现；此时，驾驶员开始驾驶，驾驶过程中，当其认为自己读懂交通标志时，按下反应时间测试系统中位于方向盘上的按钮，将该触压信号进行处理并发送至控制主机，控制主机接收并记录驾驶员按下按钮的时间数据，并计算对指导标志的读取时间数据，同时在模拟驾驶过程中记录驾驶员正确转向匝道口数；模拟驾驶结束后，记录结束指令并启动测评算法，通过标志设计及放置位置合理性测评算法对数据的处理与计算，输出测评结果。

2.根据权利要求1所述之交通标志设计及设置位置合理性模拟测评系统，其特征在于，所述主机设置系统初始参数；包括道路、立交桥场景的加载、标志杆位置、标志显示屏空间位置和标志的版面、尺寸和形式。

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