車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)诵袨榈挠绊?/h1>
2018-12-08 06:58:58何愛生山巖宋定波
汽車實(shí)用技術(shù) 2018年22期
何愛生，山巖，宋定波
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車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)诵袨榈挠绊?/p>
何愛生，山巖，宋定波
（長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）
為了揭示車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)瞬僮餍袨榈挠绊懸?guī)律，進(jìn)而設(shè)計(jì)有警報(bào)聲和無警報(bào)聲的對(duì)照試驗(yàn)。在模擬器上進(jìn)行試驗(yàn)，記錄18名駕駛?cè)嗽谟芯瘓?bào)聲和無警報(bào)聲2種情況下的加速踏板位置、制動(dòng)踏板位置，并取其平均值進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明：車內(nèi)ADAS的警報(bào)聲會(huì)使駕駛?cè)俗龀霾蛔灾鞯姆磻?yīng)操作，但操作行為幅度很小。在車輛加速和減速情況下，駕駛?cè)嗽诮邮艿骄瘓?bào)聲后主要通過降低車速來保證行車安全，不同的是，在減速情況下駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)更為保守。研究結(jié)果有助于提高ADAS報(bào)警方式設(shè)置的合理性。
交通工程；駕駛分心；駕駛?cè)诵袨?；ADAS；模擬駕駛試驗(yàn)
前言
駕駛?cè)朔中氖窃斐山煌ㄊ鹿实闹匾蛑籟1]。駕駛?cè)朔中目梢苑譃檎J(rèn)知分心、視覺分心、聽覺分心[2]，其中視覺分心和認(rèn)知分心是駕駛?cè)朔中牡闹饕愋汀ＵJ(rèn)知分心是指駕駛?cè)怂伎寂c駕駛無關(guān)的事情[3]，視覺分心是指駕駛?cè)说囊暰€離開了本應(yīng)關(guān)注的交通環(huán)境[4]。不論是認(rèn)知分心還是視覺分心，都會(huì)在一定程度上影響駕駛?cè)说男袨?，具體表現(xiàn)為車輛偏離車道[5]、車速波動(dòng)較大[6]、平均車速降低等。
先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems, ADAS）可對(duì)駕駛?cè)朔中臅r(shí)存在的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，從而避免交通事故的發(fā)生。雖然ADAS旨在幫助駕駛?cè)?，但是研究人員發(fā)現(xiàn)在一定情況下ADAS也會(huì)干擾駕駛?cè)恕agerlonn[7]研究了碰撞預(yù)警系統(tǒng)的報(bào)警聲對(duì)卡車駕駛?cè)诵袨榈挠绊?。結(jié)果表明，該系統(tǒng)通過警告駕駛員進(jìn)行突然的制動(dòng)可能會(huì)對(duì)駕駛產(chǎn)生干擾。
本文基于駕駛?cè)朔中睦碚?，在駕駛模擬器上研究駕駛過程中車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)塑囁俦３中袨榈挠绊懀瑸锳DAS報(bào)警方式的合理選擇提供依據(jù)。
1 試驗(yàn)方案
1.1 被試駕駛?cè)?/h3>
共招募18位身體健康的駕駛?cè)?，其中男?0位，女性8位，年齡在21~50歲之間（均值為26.2歲，標(biāo)準(zhǔn)差為2.2歲）。所有駕駛?cè)艘讶〉民{照，且在過去的半年中未發(fā)生交通事故。
1.2 試驗(yàn)設(shè)備和場景
試驗(yàn)設(shè)備主要為駕駛模擬器和2個(gè)揚(yáng)聲器。模擬器的基座固定，座位可調(diào)，并被設(shè)定為自動(dòng)擋駕駛。揚(yáng)聲器安裝在模擬器的基座上，可以發(fā)出連續(xù)的警報(bào)聲。試驗(yàn)場景由SILAB編寫，由3塊55英寸的顯示屏顯示。
1.3 試驗(yàn)過程
試驗(yàn)開始之前，被試首先進(jìn)行駕駛訓(xùn)練以熟悉駕駛模擬器和試驗(yàn)場景。之后駕駛?cè)税凑赵囼?yàn)場景中的指示執(zhí)行相應(yīng)的加速、減速操作任務(wù)。每位駕駛?cè)诉M(jìn)行2次試驗(yàn)，一組有警報(bào)聲一組沒有警報(bào)聲。試驗(yàn)之前沒有告知駕駛?cè)藞?bào)警聲的意義，且2次試驗(yàn)隨機(jī)進(jìn)行以消除學(xué)習(xí)效應(yīng)。
2 數(shù)據(jù)分析
本文通過對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析來研究車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)说挠绊?，主要分析警?bào)聲出現(xiàn)后5s的數(shù)據(jù)?？紤]到駕駛?cè)藢?duì)緊急信號(hào)的反應(yīng)時(shí)間一般為0.3~1.0s[8]，為便于討論，本文取0-200ms，650-800ms，1200- 1350ms，2300-2450ms和4800-4950ms這5個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的平均值進(jìn)行分析。
3 試驗(yàn)結(jié)果
3.1 油門踏板位置數(shù)據(jù)分析
如圖2所示，在揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲后，0-200ms內(nèi)駕駛?cè)松形磥淼眉皩?duì)警報(bào)聲做出反應(yīng)。650-800ms內(nèi)駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲做出反應(yīng)，這段時(shí)間內(nèi)駕駛?cè)说男袨橹饕菍?duì)警報(bào)聲不自主的反應(yīng)和有意識(shí)地松開油門踏板。1200-1350ms和2350- 2450ms內(nèi)，駕駛?cè)死^續(xù)有意識(shí)地松開油門踏板。4800-4950ms內(nèi)，駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)基本完畢。
圖1 油門踏板位置在不同時(shí)間間隔的平均值
3.2 制動(dòng)踏板位置數(shù)據(jù)分析
由圖2和圖3可知，在不同的時(shí)間間隔內(nèi)，加速和減速情況下駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)相似，不同的是，減速情況下駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)較為保守，直到警報(bào)響后的1s駕駛?cè)瞬抛龀雒黠@的制動(dòng)行為，這可能與駕駛?cè)嗽诩铀俸蜏p速不同情況下的心理有關(guān)。
圖2 制動(dòng)踏板位置在不同時(shí)間間隔的平均值
4 結(jié)論
（1）車內(nèi)警報(bào)聲在加速和減速情況下對(duì)駕駛?cè)说挠绊戄^為相似，駕駛?cè)酥饕扇〗档蛙囁俚姆椒▉肀ＷC行車安全；不同的是，駕駛?cè)嗽跍p速情況下對(duì)警報(bào)聲的反應(yīng)比加速情況下要保守。
（2）在接收到警報(bào)聲的早期階段，即650-800ms內(nèi)，駕駛?cè)吮憩F(xiàn)出了不自主的操作行為，雖然這些操作行為的幅度很小，這些不自主的操作行為的影響仍不可忽視。
（3）本文的研究結(jié)果對(duì)ADAS如何設(shè)置合理的報(bào)警方式提供了理論依據(jù)，下一步應(yīng)研究不同的報(bào)警方式對(duì)駕駛?cè)诵袨榈挠绊懀云谔剿髯詈侠淼腁DAS報(bào)警方式。
[1]Klauer S G, Dingus T A, Neale T V, et al. The Impact of Driver Inatte -ntion on Near-Crash/Crash Risk: An Analysis Using the 100-Car Naturalistic Driving Study Data[J].U.s.department of Transporta -tion Washington D.C, 2006.
[2] Liang Y, Lee J D. Combining Cognitive and Visual Distraction: Less Than the Sum of Its Parts[J]. Accident Analysis & Prevention, 2010, 42(3):881-890.
[3] 劉卓凡,付銳,程文冬,等.駕駛?cè)艘曈X分心與認(rèn)知分心研究綜述[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 25(7): 29-34.
[4] 李鵬輝,胡孟夏,張文會(huì),等.分心對(duì)駕駛?cè)私煌_突反應(yīng)時(shí)間的影響[J].中國公路學(xué)報(bào),2018, 31(4).
[5] 馬勇,石涌泉,付銳,等.駕駛?cè)朔中臅r(shí)長對(duì)車道偏離影響的實(shí)車試驗(yàn)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2015, 45(4): 1095-1101.
[6] Muhrer E, Vollrath M. The Effect of Visual and Cognitive Distraction on Driver’s Anticipation in a Simulated Car Following Scenario[J]. Transportation Research Part F Psychology & Behaviour, 2011, 14 (6): 555-566.
[7] Fagerlonn J. Distracting Effects of Auditory Warnings on Experien -ced Drivers[J]. Georgia Institute of Technology,2010.
[8] 劉浩學(xué).道路交通安全工程[M].人民交通出版社,2013.
Effects of In-car ADAS Alarm Sound on Driver Behavior
He Aisheng, Shan Yan, Song Dingbo
( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064 )
To reveal the influence laws of the ADAS alarm sound on the drivers' behavior, an experiment with alarm sound and no alarm sound was designed. Tests were carried out on the simulator, under the condition of alarming and no alarming, the accelerator pedal position, brake pedal position data of 18 drivers were recorded. The average value was used for comparative analysis. The research results show that the alarm sound of the ADAS in the car will cause the driver to make an involuntary reaction, but the behavior is slight. In the case of acceleration and deceleration, for safety, drivers mainly reduce the speed after receiving the alarm signal. The difference is the drivers' reaction to the alarm sound is more conservative under deceleration. The result is helpful to improve the rationality of the ADAS alarm mode setting.
traffic engineering; driving distraction; drivers’ behavior; simulation driving test
A
1671-7988(2018)22-38-02
U491.254
A
1671-7988(2018)22-38-02
U491.254
何愛生，長安大學(xué)汽車學(xué)院，碩士研究生，主要研究方向：車輛主動(dòng)安全控制技術(shù)。
10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.012
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何愛生，山巖，宋定波
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車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)诵袨榈挠绊?/p>
何愛生，山巖，宋定波
（長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）
為了揭示車內(nèi)ADAS警報(bào)聲對(duì)駕駛?cè)瞬僮餍袨榈挠绊懸?guī)律，進(jìn)而設(shè)計(jì)有警報(bào)聲和無警報(bào)聲的對(duì)照試驗(yàn)。在模擬器上進(jìn)行試驗(yàn)，記錄18名駕駛?cè)嗽谟芯瘓?bào)聲和無警報(bào)聲2種情況下的加速踏板位置、制動(dòng)踏板位置，并取其平均值進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明：車內(nèi)ADAS的警報(bào)聲會(huì)使駕駛?cè)俗龀霾蛔灾鞯姆磻?yīng)操作，但操作行為幅度很小。在車輛加速和減速情況下，駕駛?cè)嗽诮邮艿骄瘓?bào)聲后主要通過降低車速來保證行車安全，不同的是，在減速情況下駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)更為保守。研究結(jié)果有助于提高ADAS報(bào)警方式設(shè)置的合理性。
交通工程；駕駛分心；駕駛?cè)诵袨?；ADAS；模擬駕駛試驗(yàn)
前言
駕駛?cè)朔中氖窃斐山煌ㄊ鹿实闹匾蛑籟1]。駕駛?cè)朔中目梢苑譃檎J(rèn)知分心、視覺分心、聽覺分心[2]，其中視覺分心和認(rèn)知分心是駕駛?cè)朔中牡闹饕愋汀ＵJ(rèn)知分心是指駕駛?cè)怂伎寂c駕駛無關(guān)的事情[3]，視覺分心是指駕駛?cè)说囊暰€離開了本應(yīng)關(guān)注的交通環(huán)境[4]。不論是認(rèn)知分心還是視覺分心，都會(huì)在一定程度上影響駕駛?cè)说男袨?，具體表現(xiàn)為車輛偏離車道[5]、車速波動(dòng)較大[6]、平均車速降低等。
先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems, ADAS）可對(duì)駕駛?cè)朔中臅r(shí)存在的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，從而避免交通事故的發(fā)生。雖然ADAS旨在幫助駕駛?cè)?，但是研究人員發(fā)現(xiàn)在一定情況下ADAS也會(huì)干擾駕駛?cè)恕agerlonn[7]研究了碰撞預(yù)警系統(tǒng)的報(bào)警聲對(duì)卡車駕駛?cè)诵袨榈挠绊?。結(jié)果表明，該系統(tǒng)通過警告駕駛員進(jìn)行突然的制動(dòng)可能會(huì)對(duì)駕駛產(chǎn)生干擾。
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1 試驗(yàn)方案
1.1 被試駕駛?cè)?/h3>
共招募18位身體健康的駕駛?cè)?，其中男?0位，女性8位，年齡在21~50歲之間（均值為26.2歲，標(biāo)準(zhǔn)差為2.2歲）。所有駕駛?cè)艘讶〉民{照，且在過去的半年中未發(fā)生交通事故。
1.2 試驗(yàn)設(shè)備和場景
試驗(yàn)設(shè)備主要為駕駛模擬器和2個(gè)揚(yáng)聲器。模擬器的基座固定，座位可調(diào)，并被設(shè)定為自動(dòng)擋駕駛。揚(yáng)聲器安裝在模擬器的基座上，可以發(fā)出連續(xù)的警報(bào)聲。試驗(yàn)場景由SILAB編寫，由3塊55英寸的顯示屏顯示。
1.3 試驗(yàn)過程
試驗(yàn)開始之前，被試首先進(jìn)行駕駛訓(xùn)練以熟悉駕駛模擬器和試驗(yàn)場景。之后駕駛?cè)税凑赵囼?yàn)場景中的指示執(zhí)行相應(yīng)的加速、減速操作任務(wù)。每位駕駛?cè)诉M(jìn)行2次試驗(yàn)，一組有警報(bào)聲一組沒有警報(bào)聲。試驗(yàn)之前沒有告知駕駛?cè)藞?bào)警聲的意義，且2次試驗(yàn)隨機(jī)進(jìn)行以消除學(xué)習(xí)效應(yīng)。
2 數(shù)據(jù)分析
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3 試驗(yàn)結(jié)果
3.1 油門踏板位置數(shù)據(jù)分析
如圖2所示，在揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲后，0-200ms內(nèi)駕駛?cè)松形磥淼眉皩?duì)警報(bào)聲做出反應(yīng)。650-800ms內(nèi)駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲做出反應(yīng)，這段時(shí)間內(nèi)駕駛?cè)说男袨橹饕菍?duì)警報(bào)聲不自主的反應(yīng)和有意識(shí)地松開油門踏板。1200-1350ms和2350- 2450ms內(nèi)，駕駛?cè)死^續(xù)有意識(shí)地松開油門踏板。4800-4950ms內(nèi)，駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)基本完畢。
圖1 油門踏板位置在不同時(shí)間間隔的平均值
3.2 制動(dòng)踏板位置數(shù)據(jù)分析
由圖2和圖3可知，在不同的時(shí)間間隔內(nèi)，加速和減速情況下駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)相似，不同的是，減速情況下駕駛?cè)藢?duì)警報(bào)聲的反應(yīng)較為保守，直到警報(bào)響后的1s駕駛?cè)瞬抛龀雒黠@的制動(dòng)行為，這可能與駕駛?cè)嗽诩铀俸蜏p速不同情況下的心理有關(guān)。
圖2 制動(dòng)踏板位置在不同時(shí)間間隔的平均值
4 結(jié)論
（1）車內(nèi)警報(bào)聲在加速和減速情況下對(duì)駕駛?cè)说挠绊戄^為相似，駕駛?cè)酥饕扇〗档蛙囁俚姆椒▉肀ＷC行車安全；不同的是，駕駛?cè)嗽跍p速情況下對(duì)警報(bào)聲的反應(yīng)比加速情況下要保守。
（2）在接收到警報(bào)聲的早期階段，即650-800ms內(nèi)，駕駛?cè)吮憩F(xiàn)出了不自主的操作行為，雖然這些操作行為的幅度很小，這些不自主的操作行為的影響仍不可忽視。
（3）本文的研究結(jié)果對(duì)ADAS如何設(shè)置合理的報(bào)警方式提供了理論依據(jù)，下一步應(yīng)研究不同的報(bào)警方式對(duì)駕駛?cè)诵袨榈挠绊懀云谔剿髯詈侠淼腁DAS報(bào)警方式。
[1]Klauer S G, Dingus T A, Neale T V, et al. The Impact of Driver Inatte -ntion on Near-Crash/Crash Risk: An Analysis Using the 100-Car Naturalistic Driving Study Data[J].U.s.department of Transporta -tion Washington D.C, 2006.
[2] Liang Y, Lee J D. Combining Cognitive and Visual Distraction: Less Than the Sum of Its Parts[J]. Accident Analysis & Prevention, 2010, 42(3):881-890.
[3] 劉卓凡,付銳,程文冬,等.駕駛?cè)艘曈X分心與認(rèn)知分心研究綜述[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 25(7): 29-34.
[4] 李鵬輝,胡孟夏,張文會(huì),等.分心對(duì)駕駛?cè)私煌_突反應(yīng)時(shí)間的影響[J].中國公路學(xué)報(bào),2018, 31(4).
[5] 馬勇,石涌泉,付銳,等.駕駛?cè)朔中臅r(shí)長對(duì)車道偏離影響的實(shí)車試驗(yàn)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2015, 45(4): 1095-1101.
[6] Muhrer E, Vollrath M. The Effect of Visual and Cognitive Distraction on Driver’s Anticipation in a Simulated Car Following Scenario[J]. Transportation Research Part F Psychology & Behaviour, 2011, 14 (6): 555-566.
[7] Fagerlonn J. Distracting Effects of Auditory Warnings on Experien -ced Drivers[J]. Georgia Institute of Technology,2010.
[8] 劉浩學(xué).道路交通安全工程[M].人民交通出版社,2013.
Effects of In-car ADAS Alarm Sound on Driver Behavior
He Aisheng, Shan Yan, Song Dingbo
( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064 )
To reveal the influence laws of the ADAS alarm sound on the drivers' behavior, an experiment with alarm sound and no alarm sound was designed. Tests were carried out on the simulator, under the condition of alarming and no alarming, the accelerator pedal position, brake pedal position data of 18 drivers were recorded. The average value was used for comparative analysis. The research results show that the alarm sound of the ADAS in the car will cause the driver to make an involuntary reaction, but the behavior is slight. In the case of acceleration and deceleration, for safety, drivers mainly reduce the speed after receiving the alarm signal. The difference is the drivers' reaction to the alarm sound is more conservative under deceleration. The result is helpful to improve the rationality of the ADAS alarm mode setting.
traffic engineering; driving distraction; drivers’ behavior; simulation driving test
A
1671-7988(2018)22-38-02
U491.254
A
1671-7988(2018)22-38-02
U491.254
何愛生，長安大學(xué)汽車學(xué)院，碩士研究生，主要研究方向：車輛主動(dòng)安全控制技術(shù)。
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