交通安全学实验报告.doc

本科实验报告学 院 名 称： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 实验所属课程： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 目录一、实验所属课程名称1二、实验时间及地点1三、实验名称1四、实验要求及目的1五、实验使用的仪器设备1六、实验原理及内容2七、实验心得10一、 实验所属课程名称交通安全学二、 实验时间及地点2016年6月27日七教206三、 实验名称交通安全学眼动仪实验四、 实验要求及目的实验要求：完成以下内容：1、掌握眼动仪实验方法。2、对眼动指标进行分析。（1）注视持续时间（2）注视时间分布（3）注视点散点图实验目的：1、通过本实验的训练，学生能够加深对驾驶人视觉特点的理解，掌握驾驶人视觉测量的方法，并能通过数据分析的驾驶人视觉规律。2、通过实验，使学生了解和掌握眼动仪的使用和视觉指标的提取，熟悉驾驶人视觉特性规律探寻的一般步骤和方法。实验组织：1、实验期间的组织工作应由指导教师全面负责，每班除主讲教师外，还应配备一位辅导教师，共同担任实习期间的辅导工作。2、实验工作按大组进行，每大组1个班，选组长1人，负责组内实验分工和仪器管理。五、 实验使用的仪器设备使用仪器硬件实验设备装置如下：1、计算机1台2、眼动仪1套3、眼动仪配套分析软件4、word和excle软件六、 实验原理及内容实验原理：通过学习眼动仪的使用方法，获得对驾驶人在行车过程中视觉测量的一般思路，结合眼动仪自带软件，选取典型视觉指标进行计算和绘制图表。最终获得对于驾驶人视觉特征的理解和掌握。实验内容：1、数据筛选；1) 先将read startread end，text starttext end,answer startanswer end，call startcall end这四个区间以外的无关数据删除。2) 筛选出注视点，并对所有注视点行标记颜色。3) 取消筛选，效果如图：黄色区域为注视点，白色为眼跳状态或其他。2、注视持续时间在Recording timestamp列左侧新插入一列空白列；在空白列C1格处输入公式：=D3-D2，回车，并下拉计算出整列数据，即求出每个眼动状态点间的时间间隔。对每个黄色区域（即相邻的几行黄色行即为注视点坐标相同的同一注视点）的时间间隔进行合并求和计算。如图，即为每个注视点的注视时间。3、注视时间分布将所有注视点筛选出来，并复制“时间间隔”列数据至新的工作表（注意区分各任务，不同任务数据可用不同颜色填充表示）。在频率栏第一格输入：=COUNTIF(A2:A666,=50)-COUNTIF(A2:A666,100)下面同理。计算百分比并绘制柱状图。图1 正常驾驶read startread end图2 正常驾驶text starttext end图3 正常驾驶answer startanswer end图4 正常驾驶call startcall end图5 任务驾驶read startread end图6 任务驾驶text starttext end图7 任务驾驶answer startanswer end图8 任务驾驶call startcall end4、注视散点图按不同任务选择各区段的fixation point X 和fixation point Y，插入散点图数据坐标轴数值为19201080，将坐标原点调整为左上方（与眼动仪内坐标设置相同）；双击散点图区域进行图片填充：图9 正常驾驶注视点图10 正常驾驶注视点read startread end图11 正常驾驶注视点text starttext end图12 正常驾驶注视点answer startanswer end图13 正常驾驶注视点call startcall end图14 任务驾驶注视点图15 任务驾驶注视点read startread end图16 任务驾驶注视点text starttext end图17 任务驾驶注视点answer startanswer end图18 任务驾驶注视点call startcall end正常驾驶：由注视点停留时间的柱状图我们不难发现，无论是在何种状态，驾驶员的注视时间大多集中在100250ms之间。但是在不同的状态下还是呈现有一些微小的差别，比如在call（图4）这一状态，注视时间明显较小，而在answer（图3）状态下，长时间的注视所占比例很小。read（图1），text（图2）状态的注视时间分布就比较相似，大概是这两种状态对对驾驶员的影响不大，所以变化较小。通过正常驾驶的驾驶员注视点的分布，我们可以发现，在总体情况下（图9），驾驶员的注视点集中于道路的中心，并向两端逐渐递减。屏幕上方，即虚拟道路的前方，有少数注视点。这符合我们一般的驾驶规律，在直线道路上行驶，我们会主要注意道路中心，并向道路前方延生。这是因为，我们的视野受到车速的限制，当车速越快时，我们的视野越狭窄，视野向前延生的距离越长。此时，我们只能注意到车辆前方，当然熟练的驾驶员也会不时的注意道路两侧，防止突发情况。然而车速过快时，驾驶员为了获得全面的道路信息，就要不断地改变自己的注视点，再加上视野变得狭窄，就会造成看右边时，左边看不到；看左边时，右边看不到。此时若是在视野的盲区出现障碍物或是发生突发情况，驾驶员就会来不及进行制动或者避让，最后导致悲剧的发生。任务驾驶：任务驾驶的注视时间柱状图与正常驾驶的比较起来，一个很大的不同是注视时间缩短的非常厉害，大多集中在50150ms，而且长时间的注视很少，特别是answer（图7），call（图8）状态下，长时间注视几乎没有。可能是在这种工作条件下，驾驶员所受的影响加大，需要减少注视点时间来尽量采集道路信息。通过任务驾驶注视点（图14），我们可以发现与正常驾驶最大的不同是，注视点分为了两发部分。第一部分是道路上，而且相较于正常驾驶，注视点更靠上，即更集中于道路前方。第二部分是方向盘上，不过对于实际驾驶来看，注视点应该是集中在仪表盘上。此时驾驶员不断加速，视野像正常驾驶时所述的那样，不断向道路前方延生，同时，驾驶员需要关注仪表盘上的速度信息，在达到一定的速度时进行换挡。结合四个状态（read、text、answer、call）的注视点图来看，call状态下，道路上的注视点最多，也就是说驾驶员对于道路的关心情况最大，此时驾驶员虽然对于道路前方的情况可以把握的很好，但是不难注意到道路两旁的注视点较正常驾驶变的十分少，此时道路两旁若是出现情况，驾驶员很难反应。七、 实验心得此次实验，我们在老师的带领下，进行了眼动仪的演示与数据处理，不仅使用了学院刚刚购置的高端设备，还进行了心电的实体检测，为我们在研究交通安全的道路上点亮了明灯。在我们观看眼动仪的介绍视频时，我觉得要研究交通参与者的行为，最重要的就是研究他们在看什么，当然还要加上一些外部因素，来观察交通参与者在不同的情况下，他们注视点的变化。这样的一个小小的眼动仪，辨识精度虽然不是太高，但是作为做交通参与者注视点位置的研究，这样的辨识精度已然足够。在看完视频后，老师让两位同学分别带上眼动仪进行了实验，主要用来演示眼动仪的工作过程与注视点的变化情况。后来，老师又给我们放了一段研究生做实验时的视频，做的是一个汽车倒车的实验，驾驶员佩戴着眼动仪，实验仪器记录着驾驶员在倒车时的注视点信息，并且显示在视频中。在视频放映时，我们可以清晰地看到驾驶员倒车时的注视点集中在后视镜上，并且时不时的观察其他位置的信息。心电的实验，对于做外部条件影响驾驶员的心理反应很有帮助。比如说，在红绿灯等待时间过长时，驾驶员的心跳变化。还有在一些突发情况下，比如看到前面车辆突然紧急刹车时，后方