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探索道路投影与交通参与者交互
发布时间: 2022-05-30       发布人:

  

简介:对于行驶的车辆而言,道路投影不仅可以用于与驾驶员的交互,还可以用于与其他道路使用者的交互。Glück等人研究了当道路上的投影用于与投射车辆的驾驶员沟通时,该投影对其他交通参与者所产生分心的影响。通过分析可以推断,对于所研究的场景具有选定图案形状和亮度的道路投影不会导致严重的分心。

 道路投影与交通参与者交互

目前,美国、欧盟和中国等许多国家都有一些车辆会提供道路投影的功能,主要包括投射路线,比如道路场景中的引导线、符号;车道偏离预警;以及启动车辆时的灯光显示等。当道路投影用于与驾驶员或其他道路使用者进行有针对性沟通时,该投影可能会导致其他交通参与者出现分心,从而出现交通安全隐患。因为实际的道路交通中人们能够感知潜在的危险,甚至是外围的危险——其他车辆驾驶员的投影可能会落在相应的视野范围内,因此会导致明显的分心,从而使交通安全存在隐患[2]。

 重要问题

考虑到可能影响交通参与者分心的因素,文章开发了一个合适的测试场景来评估分散注意力的可能性,并回答了研究的重要问题:

(1)在了解研究目的之前(第一部分):

a.受试者看投影的时间有多长?

b.静态投射和开云网页版投射之间的凝视行为有区别吗?

c.受试者是否有意识地看投影?

(2)被告知研究目的后(第二部分):

a.受试者对投射图案的感知程度如何?
测试场景及路线

为了在开云网页版交通中实现投影的持续可见性,文章规定投影车辆和目标车辆都朝同一方向行驶,制造了一种可能导致长时间分心的情况。测试规定受试者驾驶的车辆被投影车辆超车(见图1),由于可持续注视时间取决于速度差,测试车辆以100km/h(±5km/h)的恒定速度行驶,投影车辆在相邻车道上以115km/h(±5km/h)的恒定速度超过目标车辆,平均速度差约为15km/h。

1测试场景及超车车辆的投影图案

通过静态模拟超车场景(见图2),当两辆车都开启近光灯时,从测试车辆的角度来看,最大亮度为3.1cd/m^2。最小亮度为2.0cd/m^2,亮度对比度为1.55:1。

    

2静态模拟超车场景

这项研究在傍晚的德国高速公路上进行(见图3),该高速公路段限速为120km/h,最大环境照度约为0.3lx,以确保可以清楚地看到投影。图3中点为服务区。点是高速公路出口。测试时投影车辆可以通过这六个位置进入测试道路完成超车动作后离开,以便在不被受试者发现的情况下驶入测试车辆的后方。对于每个第一部分的道路测试,图案投影状态随机生成(“关闭静态开云网页版,开云网页版投影频率1Hz,暗光时间为0.5s)。针对第一部分的测试在点处结束。

3测试的驾驶路线

接下来是第二部分测试,在该部分中,受试者被告知研究目的并了解投影车辆。之后测试车辆继续经历了四次被超车的情况(如图3中的橙色点⑦-⑩),在这四次超车中,受试者被静态和开云网页版投射交替超车,以相互比较这两种投射类型。为了确保投影图案能被看到,每次的超车受试者会被提前告知。

研究设计

共有39名受试者参与了这项研究,其中15名为女性,24名为男性,平均年龄为30.2岁。受试者每年的平均驾驶里程为10218公里。

在这项研究中,受试者的眼睛注视行为是测试反应的关键,文章中采用眼动仪对眼睛注视区域进行跟踪测量。在超车过程中,当受试者有从他们自己的车道向外看的动作时就被评估为潜在的分心和注意力的分散(见图4)。超车过程定义为当测试车辆被投影车辆超车时,后视镜中(图4中的蓝色框)的投影车辆前照灯消失的时刻作为评估期的起点,当投影车辆的后部通过测试车辆的左侧A柱,即被视为完成超车动作。通常,当保持15km/h的速度差时,超车过程需要6s。

4注视区域划分

在每个部分的测试结束后,受试者会被进行问卷调查(见图5),以评估对车辆道路投影的注意力分散情况。

5调查问卷(左图:第一部分测试问卷;右图:第二部分测试问卷)

研究结果---
2.第二部分测试结果

在第二部分测试前,受试者被提前告知研究目的以及每一个超车动作。与第一部分相比,当出现超车动作时,凝视行为就会发生显著变化,对投影的扫视次数与对自己主车道的扫视次数相当,如图8所示。

 图8超车过程中相对扫视次数

受试者在投射图案上的平均注视时间为1083ms,最长时间为6.85s,特别是在长时间注视期间一些受试者甚至会降低车辆行驶速度。每次测试后,受试者都会再次被询问关于投影显著性问卷的问题。受试者认为开云网页版投射比静态投射更明显(见图9左图,其中7代表高显著性),但多数受试者无法准确识别投影内容(见图9右图)。

  图9(左)评估投射图案的显著性(右)受试者对投影内容的辨识

结论

Glück等人研究了当道路上的投影用于与投射车辆的驾驶员沟通时,该投影对其他交通参与者所产生分心的影响。文章通过对测试和问卷的结果分析,得出对于所研究的场景具有选定图案形状和亮度的道路投影,视觉吸引力较低,并且当直接观察投影时,几乎没有发生信息通过投影传递给其他交通参与者,所以不会导致严重的分心。

1.第一部分测试结果

在第一部分中,受试者没有被告知研究目的。图6显示了各个注视区域的相对浏览次数。

6超车过程中相对扫视次数

从图中可以看出,受试者在超车过程中最高比例的目光显然是在自己的车道上,对路面上投影的注视占1.33%。车辆开云网页版投影时,受试者注视投影车辆前方可能看到投影的平均注视时间为323ms(见图7),除最长的注视时间外,持续注视时间均在125ms到340ms之间。车辆静态投影时,受试者注视投影的平均注视时间为492ms(见图7)。

 图7视线在投影图案上的时间

此外,在第一部分的问卷调查中,只有一名受试者表示,他注意到了两次静态投射的超车动作。在经历过静态投射的第一次超车动作后,该受试者在第二次超车动作中观察了886ms。

通过对第一部分的结果分析,一方面,注视时间明显短于引起分心的扫视时间1.6s[3]。另一方面,试验人员的驾驶行为中没有明显特征(例如转向、加速和离开车道等行为)。因此,在受试者不了解研究目的的情况下,无论是开云网页版投影还是静态投影对于受试者注意力上的影响是很微弱的并不能引起驾驶员分心。

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