汽车驾驶员注视区域间视觉转移模式研究

本项目是针对驾驶员驾驶过程中视线在各注视目标之间的转移特征和变化规律展开研究。在对人体生理学、心理学和车辆运动学等理论分析的基础上，提出测试、分析和评估驾驶人视觉转移过程的表征参数。利用仪器跟踪驾驶员在真实交通环境中的自然驾驶行为，记录能够表征视线转移的相关眼动数据；运用动态聚类方法，对驾驶人注视点的视野平面解析坐标进行聚类，通过各种聚类结果与注视目标物位置的对照比较，选择最合适的聚类方法，实现对驾驶人注视区域的划分；在考虑驾驶员注视行为在时间轴上关联性的基础上，探讨驾驶人动态视觉行为在各注视区域间转移模式的齐次性，运用马尔可夫链理论，研究各注视区域间视觉转移的一步概率、多步转移概率和平稳分布，提出驾驶人视线在各注视区域之间的转移过程的基本规律；结合场景条件、驾驶人生理心理变化、驾驶技能等，分析典型交通场景条件下不同驾驶员群体视觉转移转移模式的形成机理及对安全行车的影响。

针对驾驶员驾驶过程中视线在各注视目标之间的转移特征和变化规律展开研究。在对人体生理学、心理学和车辆运动学等理论分析的基础上，提出测试、分析和评估驾驶人视觉转移过程的表征参数。进行了城市道路、普通公路、高速公路三种条件下的实车试验，利用仪器跟踪驾驶员在真实交通环境中的自然驾驶行为，记录能够表征视线转移的相关眼动数据；提出了三种适用于不同研究目的的注视区域划分方法；重点讨论了运用动态聚类方法，对驾驶人注视点的视野平面解析坐标进行聚类，通过各种聚类结果与注视目标物位置的对照比较，选择最合适的聚类方法，实现对驾驶人注视区域的划分；在考虑驾驶员注视行为在时间轴上关联性的基础上，探讨驾驶人动态视觉行为在各注视区域间转移模式的齐次性，运用马尔可夫链理论，研究各注视区域间视觉转移的一步概率、多步转移概率和平稳分布，提出驾驶人视线在各注视区域之间的转移过程的基本规律。分析结果表明：不同熟练程度驾驶员车道变换行为的差异性主要集中在决策阶段和执行阶段，熟练驾驶员通过视觉系统获取的信息更充分、全面，并且可以更快地感知信息，作出判断；跟车过程中驾驶人的主要注意力集中在正前方视野，左侧车道跟车时，注视从主视区向右侧区域的一步转移概率最高，向左侧区域的转移概率次之，而右侧车道跟车时的情况与此相反；与行车安全最为相关的是交通环境中的动态目标，动态目标能够引起更强烈的视觉刺激，所以需要驾驶人首要关注，驾驶人需要观察静态的交通设施以保持车辆在车道中的横向位置；换道意图阶段驾驶人的视线主要集中在原车道和目标车道，视线在两者之间来回转移，在换道执行阶段，驾驶人对原车道的注视大幅度降低，对目标车道和左侧区域的注视相应增加。