城市道路环境中驾驶员的视觉特性研究

2014-08-15曹雪娟丁长鑫

江西建材 2014年15期

■曹雪娟，丁长鑫

■1.重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074;2.广东省长大公路工程有限公司第三分公司，广东广州 511431

城市道路非机动车流量较大，行人多，交通环境复杂且多变，行车过程中易受到车辆和行人过街行为的影响。视觉系统作为驾驶员驾驶过程中获取外界信息最重要的通道［1］，对于行车环境中的危险信息，驾驶员必须不断搜索周围交通环境，正确的得到行车的信息，才能及时发现并采取有效措施。因此，对城市道路环境行车过程中驾驶员的视觉特性研究和分析，有利于揭示驾驶员视觉规律，从而从驾驶员角度预防在城市复杂的行车环境中交通事故的发生。

1 驾驶员视觉特征

1.1 驾驶员视知觉

视知觉是从眼球接收器官到视觉刺激后，一路传导到大脑接收和辨识的过程。包含视觉接收和视觉认知两大部分。驾驶员在行驶过程中通过眼球搜索与驾驶有关的信息，但往往有些被驾驶员搜索到但是没有能正确的辨识，而导致驾驶行为的错失。能够使驾驶员搜索到并且意识到的信息才能使驾驶员及时采取合理的措施。驾驶员视知觉与驾驶员的兴趣程度、经验和习惯等因素有关。

1.2 驾驶员错觉

(1)速度错觉:速度错觉是指驾驶员根据行车环境中其他车辆或道路两侧景物而判断出来的车辆行驶速度。多发生在周围景观密集或丰富的路段，这种判断会受到周围景物的类型、数量和丰富程度的影响。

(2)坡度错觉:坡度错觉主要指驾驶员在行车过程中遇到坡度变化且变化后的坡度较小时，驾驶员误将边坡点后的坡度当成平路或是反坡，进而采取相反的驾驶行为，这种情况极易造成交通事故。

(3)弯道错觉:同样的坡度错觉在通过弯道时也会发生，在平曲线变化的路段。一般情况下，小于7°的转弯角度会让驾驶员出现判断错误，而圆弧长度越短驾驶员会感觉曲率半径越小。驾驶员对弯道曲率判断失误会导致驾驶员驾驶行为错误而使转向不足或者转向过量导致交通事故的发生。

1.3 视觉搜索表征参数

驾驶员视觉搜索的表征参数通常可以分为注视行为、扫视行为、眼跳行为、追随行为等相关表征参数。目前我们对驾驶员在行车环境中的眼动研究采用的指标主要是注视行为和扫视行为。

1.3.1 注视表征参数

注视行为的表征参数主要包括注视点位置、注视点数目和注视持续时间。一般来讲，把注视点位置和注视点数目统一按注视点分布来研究。

(1)注视点分布。在驾驶员视觉搜索过程中，注视点的分布位置反应了交通环境中信息所处位置，注视点的数目反映了驾驶员所需处理信息的数量。在区域内注视点的数目越多，说明驾驶员在该区域接收到的信息越多，行车环境越为复杂。

(2)注视持续时间。注视持续时间是指在注视过程中，注视点位置保持不变的持续时间，单位(hs)。单次注视持续时间越长则说明驾驶员接受到的信息处理的难度越大。为方便统计，将驾驶员视觉区域划分为若干区域，单个区域内的总的注视持续时间就是累计注视时间。累计注视时间与区域的信息密集程度程度和驾驶员对信息的感知能力以及感兴程度有关。也就是说，区域内信息量越是密集，驾驶员对该区域的感兴程度越高，区域的累积注视时间则越长。

1.3.2 扫视表征参数

扫视是介于两次注视之间的眼球运动过程。扫视的主要表征参数就是扫视持续时间和扫视速度。

(1)扫视持续时间。扫视持续时间是指一次扫视全过程所花费的时间，也就是驾驶员在一次视觉搜索过程搜索目标所花费的时间。扫视持续时间越短，表示驾驶员获取信息的效率较高，同时也说明搜索范围内的信息密度较小。

(2)扫视速度。扫视速度是指扫视过程中眼球转动的速度，单位是(°/s)，可用扫视幅度与扫视时间比值来确定，扫视速度可分为扫视平均速度和扫视峰值速度。