基于驾驶模拟的自动驾驶接管行为研究*

为探索有条件自动驾驶对非驾驶相关任务的允准边界,基于实车驾驶模拟器,设计自动驾驶接管试验典型场景,招募30名被试者开展驾驶模拟试验;要求驾驶人执行3种分心形式的驾驶次任务,系统发出接管请求提示后,驾驶人接管车辆控制权以避免险情发生,并分析驾驶人接管反应时间、驾驶负荷以及驾驶绩效等相关数据。结果表明:驾驶次任务涉及的分心形式越复杂,接管过程安全性越差,视觉分心任务与操作分心任务对接管行为影响显著;驾驶人更倾向于选择制动操作接管车辆,次任务分心程度越高,制动接管比例越大;与乘客聊天对接管行为影响不显著,看视频和玩手机游戏均会显著延长接管反应时间,增加工作负荷与车辆纵向减速度,玩手机游戏还会显著提升车辆横向加速度。     

女性驾驶人特性与行为机制研究现状及展望

为系统地认识女性驾驶人的驾驶特性,分析其驾驶行为,从女性驾驶人交通事故数据统计、致因和心理、生理、“药驾”等因素,梳理国内外女性驾驶人驾驶特性及行为机制的研究成果,总结主流研究角度、方法和内容,并展望其未来研究趋势。对文献的梳理和分析表明:导致女性驾驶人交通事故的因素主要包括人格、认知等心理特征和视觉能力、应激反应等生理特征,同时“药驾”也影响着驾驶特性与行为。剖析了女性驾驶人特性及行为机制研究目前存在的不足之处,对未来的研究提出了建议。并针对女性驾驶人群体在各种道路交通环境中开展有效的模拟驾驶培训和教育,进而全面提升中国女性驾驶人的交通安全水平。     

不同警告方式下驾驶人应激反应能力模拟试验研究

为研究在道路突发危险场景下先进驾驶辅助系统的不同警告方式对驾驶人应激反应能力的影响，利用自主开发的驾驶人应激反应能力测试软件，以计算机模拟与驾驶模拟器为试验平台，以实际驾驶视频为试验场景，选取操作准确率和反应时间为测试指标，分析不同警告方式下驾驶人的应激反应能力。研究结果表明:视觉警告可有效缩短应激反应时间；视听觉组合警告中，视觉警告占主导作用，听觉警告起辅助作用；在真实场景视频试验环境下，驾驶模拟器模拟试验的操作效果优于计算机模拟试验。     

长时间单调模拟驾驶对疲劳的影响研究

通过模拟驾驶实验,综合评估长时间驾驶以及单调环境对驾驶员疲劳程度的影响是笔者研究的主要课题内容。借助于在模拟驾驶座舱上,4个健康样本分别参加高速公路(单调环境)和一般公路(非单调环境)的两组驾驶仿真实验,每组测试均持续两小时,一共进行10次实验。实验过程中,样本的操控数据(车速和方向盘转角)、反应时间、心电信号、主观疲劳状况等都同步记录并保存。实验结果表明长时间驾驶对操控能力、反应时间、心率、主观疲劳都有显著性影响(p<0.050),单调环境(高速公路)和非单调环境(一般公路)相比,车速方差区别显著,而尽管被试在高速公路的单调环境下驾驶后主观感觉更疲劳一些,但反应时间、心率等因素并没有显著性差异。     

考虑公路景观郁闭度与驾驶人特性的反应时间研究

为探究公路景观郁闭度对驾驶人反应时间的影响规律，运用模拟驾驶试验设计突发事件以测试驾驶人在不同道路线形和空间郁闭度特征景观下的反应时间。利用方差分析与多元逐步回归法，构建反应时间影响因子计量模型，量化不同特征景观、道路线形及驾驶人特性对反应时间的影响。结果显示：驾驶人的反应时间随景观郁闭度增加而减少；弯道路段反应时间显著少于直线路段；随着年龄的增加反应时间相应减少；男性比女性反应时间更短；经验驾驶人反应时间比新手和一般驾驶人更短；驾驶习惯对反应时间没有显著影响。景观郁闭度和道路线形相较于驾驶人特性对反应时间的影响更为显著。研究成果可为公路景观设计提供理论支持，帮助进行交通安全理论研究。     

道路交通环境中驾驶疲劳的生成模型研究

为预防由驾驶疲劳引起的交通事故,有必要研究在道路、交通和环境的综合影响下驾驶疲劳的生成机理。基于生理、心理学中的经典理论,借鉴国内外相关的研究成果,采用理论推理的方法对驾驶疲劳生成过程中驾驶员唤醒水平的变化规律及其影响因素进行分析。在此基础上建立了驾驶疲劳的生成模型,并将模型应用于工程实际。通过驾驶员唤醒水平的变化,指出驾驶疲劳的生成时刻,及其对驾驶时间的规定和道路、景观设计的影响。该模型以唤醒水平为核心,描述驾驶疲劳生成过程中驾驶员唤醒水平的变化规律,强调道路交通环境对驾驶员唤醒水平的影响。     

驾驶人危险感知能力影响因素及干预方式综述

为探究外部干预对驾驶人危险感知能力的作用效果,梳理不同理论描述驾驶人危险感知过程,并总结驾驶人危险感知行为机制;然后,从危险感知行为要素出发,分析驾驶风格、驾驶经验、交通环境、驾驶状态对危险感知能力的影响;其次,介绍5种危险感知能力干预方式的研究成果,归纳各方式特点;最后,从干预效果持续性、评价指标、迁移效应等方面总结...     

基于人机工程学的驾驶疲劳模型

基于人机工程学原理,建立了驾驶疲劳形成的人机工程学模型,并从人机工程学的角度分析了驾驶疲劳的各种形成因素。对预防驾驶疲劳,保障行车安全,汽车人机界面设计具有积极的理论与现实意义。     

基于多生理信号融合的疲劳驾驶检测研究

为减少交通事故，保障道路交通安全，提出一种能更加有效地检测驾驶人驾驶状态的方法。通过对疲劳状态进行等级划分，利用脉搏波信号(Photoplethysmographic signal, PPG)以及皮肤电反应信号(Galvanic Skin Response, GSR),实现多种生理信号融合，进而构建驾驶人的驾驶疲劳状态数据库。根据采集数据结合主观评测分析驾驶人状态变化规律，选取有效指标进行分析比较，以探究各个指标与疲劳程度的变化趋势。依据状态变化规律和特征，结合主观评测，分析驾驶人的疲劳状态。同时，设定疲劳状态等级，分为清醒、轻度疲劳和重度疲劳状态，构建隐马尔可夫(Hidden Markov Model, HMM)驾驶疲劳水平分级的疲劳评估模型。测试结果显示：训练后的HMM疲劳检测模型准确率为90%。     

汽车驾驶愤怒情绪研究现状与展望

系统分析愤怒驾驶的研究方法和研究难点,从汽车驾驶人愤怒情绪产生的情景、汽车驾驶人愤怒时的表现或行为、汽车驾驶人愤怒情绪对交通安全的影响、汽车驾驶人愤怒情绪识别4个方面介绍汽车驾驶人愤怒驾驶的研究进展,以及国外汽车驾驶人愤怒驾驶研究的方法和工具。提出研究汽车驾驶人愤怒情绪应该重点关注样本的选择和研究方法的突破,并对发展趋势进行了展望:准确识别汽车驾驶人开车中的愤怒情绪,预测愤怒下的驾驶人开车可能产生的不安全行为,如何有效地管理愤怒驾驶,消除驾驶人在行车中的愤怒情绪,避免或降低愤怒驾驶对交通安全的影响。     

生理疲劳和心理疲劳对车辆驾驶的影响对比北大核心CSCD

针对现有疲劳驾驶预警和干预技术研究鲜有对生理疲劳和心理疲劳进行区分考虑的问题,为对比这两类典型疲劳态对驾驶员车辆驾驶过程的事故倾向影响,分别从性别、年龄和驾龄的角度分3批次共招募90位驾驶员进行状态诱发和驾驶实验。结果表明:尽管生理疲劳和心理疲劳都会如传统研究所述导致各驾驶员的驾驶违规倾向增加和驾驶能力降低,但是二者对于各类别驾驶员的驾驶影响程度和规律存在差异甚至迥异。研究疲劳驾驶相关问题时有必要首先判断驾驶员是生理疲劳还是心理疲劳,这是一个被普遍忽视而又可能影响研究结论准确性和有效性的重要因素。     

生理疲劳和心理疲劳对车辆驾驶的影响对比

针对现有疲劳驾驶预警和干预技术研究鲜有对生理疲劳和心理疲劳进行区分考虑的问题,为对比这两类典型疲劳态对驾驶员车辆驾驶过程的事故倾向影响,分别从性别、年龄和驾龄的角度分3批次共招募90位驾驶员进行状态诱发和驾驶实验。结果表明:尽管生理疲劳和心理疲劳都会如传统研究所述导致各驾驶员的驾驶违规倾向增加和驾驶能力降低,但是二者对于各类别驾驶员的驾驶影响程度和规律存在差异甚至迥异。研究疲劳驾驶相关问题时有必要首先判断驾驶员是生理疲劳还是心理疲劳,这是一个被普遍忽视而又可能影响研究结论准确性和有效性的重要因素。     

基于个性化行为模型的驾驶疲劳识别方法

为提高疲劳驾驶状态的识别精度,应考虑驾驶人之间的个体差异。以实车驾驶试验条件下车道保持行为中的车速和车道偏离值为输入,以方向盘转角为输出,基于径向基(RBF)神经网络针对每个驾驶人构建正常驾驶状态下的车道保持行为模型,并根据残差对模型的拟合及预测效果进行评价;将疲劳驾驶状态下的车速和车道偏离值输入到上述驾驶行为模型中,可得到模型预测的方向盘转角值,通过分析预测值与实际方向盘转角之间的差异,研究疲劳对驾驶人行为的影响;将预测残差作为输入,建立基于支持向量机(SVM)的疲劳驾驶状态辨识模型。结果表明:所建立的RBF神经网络-SVM识别模型对不同驾驶人疲劳驾驶状态的平均识别率达85%。     

驾驶人疲劳监测预警技术研究与应用综述

基于各种物理传感器的疲劳驾驶监测预警技术(DFMP),是交通安全领域的研究重点。这类技术主要包括基于驾驶人生理特征、车辆运行状态以及驾驶人行为特征的疲劳监测。分析论述各种疲劳监测技术的研究现状与进展、优缺点以及应用状况,介绍目前世界上常用的疲劳监测系统。通过分析比较得出:车道偏离监测、车辆运动参数监测、基于人眼、头部运动以及面部状态的疲劳监测等是目前的热点研究方向;系统软硬件的提升、基于机器视觉的多传感器多参数信息融合等是疲劳监测技术重要的发展趋势;更强的实时性、准确性和鲁棒性是疲劳监测技术的发展目标。     

生理因素对驾驶人行为及风险感知影响研究综述

为全面认识驾驶人行为及风险感知并分析行为成因，从驾驶人生理因素着手，从驾驶人视力、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征和肌肉骨骼疾患3个方面梳理国内外驾驶人行为及风险感知的研究成果与研究不足。研究结果表明:驾驶人的生理疾病对其驾驶能力和危险感知存在显著影响;生理疾病严重程度与异常驾驶行为中的一般性失误、危险性失误行为之间具有显著正相关关系，疾病严重程度越高，出行失误行为的频率越高；之后可从理论和实验两方面着手，针对驾驶人的不同属性进行研究。     

基于生理信号的驾驶疲劳综合指标试验研究

研究驾驶过程中随着疲劳的产生驾驶员生理信号的变化规律,提取反映驾驶疲劳程度的综合指标。采用驾驶模拟器对20名被试进行驾驶模拟试验,用MP150多导生理仪实时采集并记录驾驶员在60 min驾驶任务过程中的心电信号、脑电信号、肌肉电阻信号、皮肤温度信号和呼吸频率信号。运用R软件对数据进行线性回归分析,对比一般回归分析,逐步线性回归分析克服了一般回归分析许多变量不显著的缺点,得到了最优的驾驶综合指标方程,确定了与各项指标相关的驾驶疲劳评价综合指标,并通过3名被试模拟驾驶试验验证了综合指标作为评价驾驶疲劳的有效性。     

汽车驾驶愤怒研究进展

为全面认识驾驶人在愤怒情绪影响下的驾驶特征,回顾、分析了国内外学者在驾驶愤怒与攻击性驾驶的关系、驾驶愤怒影响因素、量表开发与应用及驾驶愤怒相关干预措施的实施等4个方面的研究成果。结果表明:驾驶愤怒的诱发受人口学、心理和环境因素的共同影响,驾驶愤怒在某种程度上会导致攻击性驾驶。驾驶愤怒量表(DAS)、驾驶愤怒表达量表(DAX)和驾驶愤怒倾向量表(PADS)被广泛用于驾驶愤怒的测量,用多种心理训练对驾驶人进行愤怒干预,尽管有一定的效果,但干预对象和方法均较为单一。总体上,众多学者使用相关问卷研究了驾驶人从愤怒情绪的诱发到表达的整个过程,并通过驾驶愤怒预测风险驾驶行为特征,研究内容不断丰富和完善,方法不断创新;对于如何有效减少或避免驾驶愤怒对交通安全的影响,未来应从驾驶人文化背景、交通模式、结合生理和心理特性的干预方法等方面重点考虑。     

针对特定驾驶员的疲劳驾驶检测方法

疲劳驾驶是导致交通事故的重大诱因，而降低交通事故发生概率是交通系统的重要研究方向之一，结合当下的车辆驾驶实际情况，提出了针对特定司机的疲劳检测方法。该检测方法首先存储该车司机正常状态下的面部信息，然后利用多任务卷积神经网络(Multi-Task Convolutional Neural Network, MTCNN)检测摄像头所读取画面中的人脸，返回人脸的位置信息，其次通过全梯度下降树算法根据人脸位置信息得到驾驶人面部特征点，利用特征点中存储的信息判断眼部与嘴部的状态，最终与被检测司机的正常状态对比，根据设定的条件阈值来判断其是否疲劳。与其他检测方法相比，该方法只针对车辆的常驻司机，符合大部分车辆极少更换驾驶人的情况，并且成功消除了个体差异，提高了准确率。     

高速公路疲劳驾驶交通事故的控制

针对我国高速公路疲劳驾驶交通事故频发的现状,结合高速公路行车特点,从驾驶员高速行车的生理心理及高速公路行车环境等方面分析高速公路疲劳驾车交通事故原因。根据交通心理学、安全人机学等原理,提出驾驶者自身控制、运输单位内部管理、宣传和舆论、家庭教导、交通部门服务性诱导、交通管理部门的执法和管理等各个方面提出高速公路疲劳驾驶交通事故的控制措施。     

驾驶分心对隧道段行车安全影响分析

为研究驾驶分心对隧道段行车安全的影响,在虚拟驾驶环境下设计次任务试验,要求被试驾驶人执行多组不同类型、难度的手动与无手动次任务,同时利用眼动追踪装置采集驾驶人视觉特征参数。在筛选有效数据的基础上,运用统计学与数据挖掘方法比较驾驶人在隧道内执行不同次任务时,车辆运行速度离散性、视觉搜索区域面积、瞳孔面积变化率和次任务持续时间的差异,并分析统计显著性。结果表明,驾驶人在执行手动次任务、无手动次任务、无次任务3种状态下,执行手动次任务时车辆运行速度离散性最大、视觉搜索区域面积最小、瞳孔面积变化率最大,次任务持续时间最长;无次任务时车辆运行速度离散性最小、视觉搜索区域面积最大、瞳孔面积变化率最小;无手动次任务的试验结果居于两者之间,次任务持续时间最短。上述差异具有统计学显著性,主观感知评价与客观数据具有一致性。研究表明,手动与无手动次任务使驾驶人心理负荷明显增大,手动次任务对驾驶人的影响最为明显,因此驾驶分心次任务对隧道段行车安全影响较大。