CN107928685A - 一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置及方法，包括汽车驾驶模拟器、眼动仪、报警单元、数据处理单元和综合分析单元；汽车驾驶模拟器、眼动仪和报警单元均连接到数据处理单元，数据处理单元连接综合分析单元。本发明通过设置汽车驾驶模拟器、眼动仪、报警单元、数据处理单元和综合分析单元，对于驾驶人的应激响应感知、决策和操作进行数据化处理，对驾驶人的应激响应时间特性进行分析，为驾驶行为安全性提升提供理论支持。
Description
技术领域
本发明属于城市道路环境中的驾驶行为特性领域，特别涉及一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置及方法。
背景技术
相比于其他道路，城市道路中的交通环境更为复杂，例如突然出现的行人和非机动车、从视线遮挡区突然出现的其他车辆对于驾驶人的注意力分配和应激响应时间都有较高要求，驾驶人在城市道路环境中驾驶时需要投入更多精力，这一点在中国尤为突出。就驾驶人操作模式而言，影响其应激响应行为的过程包括驾驶人的应激响应感知、决策和操作，这3个过程直接决定了驾驶人应激响应行为的及时性和有效性。而且，不同的驾驶人，即使在相同的突发状况下，其应激响应时间也存在差异，有的驾驶人能够很快发现危险情况，进而采取避险操作，而部分驾驶人应激响应时间较长，从而错过避险操作的最优时机，所以设计一整套针对驾驶人应激响应的分析装置，来对驾驶人的应激响应时间特性进行分析，为驾驶行为安全性提升提供理论支持，并可推广应用在驾驶培训及科学实验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置及方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，包括汽车驾驶模拟器、眼动仪、报警单元、数据处理单元和综合分析单元；汽车驾驶模拟器、眼动仪和报警单元均连接到数据处理单元，数据处理单元连接综合分析单元。
进一步的，数据处理单元为ARM9处理器；综合分析单元为安装有软件D-Lab Validfor version3.0、软件SPSS 19.0和软件Microsoft office2013的电脑，用于对数据进行处理、分析，进而对驾驶人的应激响应进行评价。
进一步的，汽车驾驶模拟器为CLT-300汽车驾驶模拟器。
进一步的，眼动仪为头戴式Dikablis眼动仪。
进一步的，数据处理单元还连接有语音提示单元。
进一步的，一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，所述基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置包括汽车驾驶模拟器、眼动仪、报警单元、数据处理单元和综合分析单元；汽车驾驶模拟器、眼动仪和报警单元均连接到数据处理单元，数据处理单元连接综合分析单元；数据处理单元还连接有语音提示单元；
所述基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，包括以下步骤：
步骤一：将利用虚拟现实技术VRP-Builder2016软件开发的四个城市道路应激场景导入汽车驾驶模拟器，并测试模拟器设备；
步骤二：被试驾驶人佩戴眼动仪，并完成进行视觉标定后，进行5-10min的预测试；
步骤三：经语音提示，被试驾驶人进入测试，依次模拟四个城市道路应激场景，模拟驾驶器依次记录驾驶人发现危险后松开加速踏板的时刻，记为t1,t2,t3,t4，同时记录驾驶人踩下制动踏板的时刻，记为t′1,t′2,t′3,t′4，并经数据传输至综合分析单元；
步骤四：模拟驾驶过程中，被试驾驶人佩戴眼动仪在语音提示单元提示下进行数据采样，并记录驾驶人在应激场景中注视点首次位于危险场景时的时刻，记为t″1,t″2,t″3,t″4，并经数据传输至综合分析单元；
步骤五：数据处理单元对来自汽车驾驶模拟器和眼动仪采集到的模拟驾驶车速数据和眼睛注视点数据，判断被试者是否操作不当、处于分心状态，是否视觉标定错误，通过报警单元进行警示，并重新测试；
步骤六：综合分析单元对来自眼动仪和汽车模拟驾驶器的数据进行处理，剔除异常数据，并取均值，得到结果t,t′,t″，并输出结果T＝t″-(t+t′)/2，并可根据T值判断被试驾驶人应激响应的情况；
进一步的，步骤二中通过眼动仪采集到驾驶人注视点首次位于危险场景时的时刻，为危险场景截图，并同时记录时刻以及驾驶人眼部水平、垂直活动范围、眼部持续注视时间和闭合度数据，作为参考数据。
进一步的，步骤六中使用DPS软件根据格拉布斯准则进行数据的异常值检验以剔除干扰数据。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明通过设置汽车驾驶模拟器、眼动仪、报警单元、数据处理单元和综合分析单元，对于驾驶人的应激响应感知、决策和操作进行数据化处理，对驾驶人的应激响应时间特性进行分析，为驾驶行为安全性提升提供理论支持；
本发明脱离实车测试，可用于数据大量采集，并具有较高的精度和稳定性，适合规模化推广、其检测方法，智能化、智能化、自动化、操作方便。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的驾驶人应激响应分析流程图；
其中：1、汽车驾驶模拟器；2、眼动仪；3、语音提示单元；4、报警单元；5、数据处理单元；6、综合分析单元。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明进一步说明：
请参阅图1和图2，一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，包括汽车驾驶模拟器1、眼动仪2、报警单元4、数据处理单元5和综合分析单元6；汽车驾驶模拟器1、眼动仪2和报警单元4均连接到数据处理单元5，数据处理单元5连接综合分析单元6。
数据处理单元5为ARM 9.0(Advanced Reduced Instruction Set ComputerMachien 9/高级精简指令集计算机9.0版)系列处理器，具体型号为S3C2410；综合分析单元6为安装有软件D-Lab 3.0(行为心理研究分析系统3.0版本)、软件SPSS19.0(StatisticalProduct and Service Solutions 19.0/统计产品与服务解决方案19.0版)，和软件Microsoft office 2013(微软系列办公软件2013版)的电脑，用于对数据进行处理、分析，进而对驾驶人的应激响应进行评价。数据处理单元5用于综合判断被试者是否操作不当、处于分心状态，是否视觉标定错误，并通过报警单元进行警示。
汽车驾驶模拟器1为CLT-300汽车驾驶模拟器，用于实时同步采集模拟驾驶过程中的方向盘转角、制动踏板开度及离合器踏板开度数据。
眼动仪2为头戴式Dikablis眼动仪，用于获取模拟驾驶过程中被试驾驶人眼动数据。
数据处理单元5还连接有语音提示单元3，用于对被试者进行模拟驾驶操作进行语音提醒和模拟车辆行驶过程中的各种声音，提高真实感。
报警单元用于在模拟驾驶过程中出现被驾驶人视觉标定错误和被试者错误操作进行语音警示。
所述基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，包括以下步骤：
步骤一：将利用虚拟现实技术VRP-BUILDER 2016(Virtual Reality PlatformBuilder 2016/虚拟现实编辑器2016版)软件开发的4个城市道路应激场景导入汽车驾驶模拟器1，并测试模拟器设备；
步骤二：被试驾驶人佩戴眼动仪2，并完成进行视觉标定后，进行5-10min的预测试；
步骤三：经语音提示，被试驾驶人进入测试，依次模拟4个城市道路应激场景，模拟驾驶器依次记录驾驶人发现危险后松开加速踏板的时刻，记为t1,t2,t3,t4，同时记录驾驶人踩下制动踏板的时刻，记为t′1,t′2,t′3,t′4，并经数据传输至综合分析单元6；
步骤四：模拟驾驶过程中，被试驾驶人佩戴眼动仪2在语音提示单元3提示下进行数据采样，并记录驾驶人在应激场景中注视点首次位于危险场景时的时刻，记为t″1,t″2,t″3,t″4，并经数据传输至综合分析单元6；
步骤五：数据处理单元5对来自汽车驾驶模拟器1和眼动仪2采集到的模拟驾驶车速数据和眼睛注视点数据，判断被试者是否操作不当、处于分心状态，是否视觉标定错误，通过报警单元进行警示，并重新测试；
步骤六：综合分析单元6对来自眼动仪2和汽车模拟驾驶器1的数据进行处理，剔除异常数据，并取均值，得到结果t,t′,t″，并输出结果T＝t″-(t+t′)/2，并可根据T值判断被试驾驶人应激响应的情况；
步骤二中通过眼动仪2采集到驾驶人注视点首次位于危险场景时的时刻，为危险场景截图，并同时记录时刻以及驾驶人眼部水平、垂直活动范围、眼部持续注视时间和闭合度数据，作为参考数据。
步骤六中使用DPS(Data Processing System/数据处理系统)软件根据格拉布斯准则进行数据的异常值检验以剔除干扰数据。
Claims (8)
1.一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，其特征在于，包括汽车驾驶模拟器(1)、眼动仪(2)、报警单元(4)、数据处理单元(5)和综合分析单元(6)；汽车驾驶模拟器(1)、眼动仪(2)和报警单元(4)均连接到数据处理单元(5)，数据处理单元(5)连接综合分析单元(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，其特征在于，数据处理单元(5)为ARM9处理器；综合分析单元(6)为安装有软件D-Lab Valid forversion3.0、软件SPSS 19.0和软件Microsoft office2013的电脑，用于对数据进行处理、分析，进而对驾驶人的应激响应进行评价。
3.根据权利要求1所述的一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，其特征在于，汽车驾驶模拟器(1)为CLT-300汽车驾驶模拟器。
4.根据权利要求1所述的一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，其特征在于，眼动仪(2)为头戴式Dikablis眼动仪。
5.根据权利要求1所述的一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置，其特征在于，数据处理单元(5)还连接有语音提示单元(3)。
6.一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，其特征在于，所述基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置包括汽车驾驶模拟器(1)、眼动仪(2)、报警单元(4)、数据处理单元(5)和综合分析单元(6)；汽车驾驶模拟器(1)、眼动仪(2)和报警单元(4)均连接到数据处理单元(5)，数据处理单元(5)连接综合分析单元(6)；数据处理单元(5)还连接有语音提示单元(3)；
所述基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，包括以下步骤：
步骤一：将利用虚拟现实技术VRP-Builder2016软件开发的四个城市道路应激场景导入汽车驾驶模拟器(1)，并测试模拟器设备；
步骤二：被试驾驶人佩戴眼动仪(2)，并完成进行视觉标定后，进行5-10min的预测试；
步骤三：经语音提示，被试驾驶人进入测试，依次模拟四个城市道路应激场景，模拟驾驶器依次记录驾驶人发现危险后松开加速踏板的时刻，记为t1,t2,t3,t4，同时记录驾驶人踩下制动踏板的时刻，记为t′1,t′2,t′3,t′4，并经数据传输至综合分析单元(6)；
步骤四：模拟驾驶过程中，被试驾驶人佩戴眼动仪(2)在语音提示单元(3)提示下进行数据采样，并记录驾驶人在应激场景中注视点首次位于危险场景时的时刻，记为t″1,t″2,t″3,t″4，并经数据传输至综合分析单元(6)；
步骤五：数据处理单元(5)对来自汽车驾驶模拟器(1)和眼动仪(2)采集到的模拟驾驶车速数据和眼睛注视点数据，判断被试者是否操作不当、处于分心状态，是否视觉标定错误，通过报警单元进行警示，并重新测试；
步骤六：综合分析单元(6)对来自眼动仪(2)和汽车模拟驾驶器(1)的数据进行处理，剔除异常数据，并取均值，得到结果t,t′,t″，并输出结果T＝t″-(t+t′)/2，并可根据T值判断被试驾驶人应激响应的情况。
7.根据权利要求6所述的一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，其特征在于，步骤二中通过眼动仪(2)采集到驾驶人注视点首次位于危险场景时的时刻，为危险场景截图，并同时记录时刻以及驾驶人眼部水平、垂直活动范围、眼部持续注视时间和闭合度数据，作为参考数据。
8.根据权利要求6所述的一种基于驾驶人眼动特性的应激响应分析装置的分析方法，其特征在于，步骤六中使用DPS软件根据格拉布斯准则进行数据的异常值检验以剔除干扰数据。
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