驾驶员视觉特性的研究.docx

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驾驶员视觉特性的研究

驾驶员视觉特性的研究

摘要：

本文就驾驶员动静视力的好坏对行车安全地影响进行了探讨，重点分析研究了驾驶员静、动视力总体情况与驾驶员年龄、驾龄等因素之间的关系以及视觉特性与行车安全的联系，论述了检测驾驶员动视力的必要性。

研究驾驶员的视觉特征及其变化规律，驾驶员的视觉特性与道路交通安全有直接必然联系，对于预防交通事故具有现实意义。

关键词：

驾驶员；视觉特性；检测；应用

Thedriverofthevisualproperties

Abstract:

Thispapermovementofgoodorbadeyesightdriversonthetrafficsafelyimpactisdiscussedinthearticle,andanalysesthestaticanddynamicdrivervisiongeneralsituationanddriversfactorssuchasage,drivingtherelationshipbetweenthevisualcharacteristicsandtrainoperationsafetyandthecontact,thispaperdiscussesthenecessityofdynamictestpilotvision.Studythedriver'svisualfeatureandthechanginglaws,thedriver'svisualcharacteristicsandroadtrafficsafetynecessarylinkdirectlytopreventtrafficaccidentshaverealisticmeanings.

Keywords:

Driver;Visualcharacteristics;Detection;application

在交通事故中,处于人-车-路这一交通系统中的人占主导因素,如图0～1所示。

汽车驾驶员感知外界信息对安全行车至关重要,各种感觉器官给驾驶员提供的交通信息比例如图0～2所示,其中80%以上的外界信息是通过视觉系统获取,而驾驶员的视觉功能对驾驶操作的影响很大,由此可见进行汽车驾驶员视觉功能的研究有重要意义。

在衡量驾驶员视觉特性的好坏时，通常将静视力、动视力、视野、立体视力等作为重要的评价指标来进行检测和分析，其中静视力与动视力决定驾驶员是否能够及时发现驾车行驶过程中的事故隐患[10]。

笔者就驾驶员视力检测结果进行汇总整理，重点就驾驶员静、动视力总体情况及其与驾驶员年龄、驾龄、是否有驾照等因素之间的关系进行分析研究，以寻求驾驶员视觉特性的保护特征，并将安全行车的视力以及视觉适应能力等因素对行车安全的影响进行了探讨。

图0-1中国交通事故人、车、路各因素所占比例

图0-2各种感觉器官给驾驶员提供的交通信息比例

由以上两图所示，中国交通事故各因素中，人所占的比例占绝大多数，各种感觉器官中给驾驶员提供的信息比例最大，并且视觉因素与其他各因素相比，视觉所占比例远远超过其他因素。

由此可见，在交通系统中，人是交通事故发生的主导因素。

视觉在人体各感觉器官中，对驾驶员信息的获得起到了极其要的作用。

1国内外研究现状

关于驾驶员视觉特性及眼球运动的研究，国内外已经取得了不少的成就。

尤其是近些年，国外许多著名的大学及研究机构都在这一领域进行了广泛而持续的研究。

通过对国内外相关领域研究现状的调查，发现大部分研究集中在静态视觉特征和虚拟场景条件下的动态视觉特征研究两个方面，开展真实交通场景条件下的动态视觉特征研究的较少。

静态视觉特征主要指注视者和注视目标均处于静止状态时注视者眼睛的运动特征，多用于阅读、观察等领域。

该领域的研究开展较早，主要研究方向有：

通过眼动分析法对驾驶员在汽车驾驶行为中的眼动研究；对眼动心理学的理论、技术及应用的研究；对眼球运动中的基本问题、阅读任务过程中的眼动问题和对追踪、搜索等高级心理活动过程中眼动特征的研究等。

动态视觉特征是指注视者和注视目标有一方处于运动状态或双方均处于运动状态的条件下，注视者的眼睛运动特征。

对于动态视觉特征的研究，研究方法主要有两种，一种是虚拟场景条件下动态视觉特征研究，一种是真实交通环境条件下动态视觉特征研究。

因为受试验仪器和试验实施危险性的限制，对于动态视觉特征的研究多采用虚拟场试验的方法来进行。

虚拟场景条件下动态视觉特征研究是指利用计算机技术，建立虚的交通环境，测试注视者的眼球运动。

目前我国的相关研究基本都是采用这种方法。

如通过对注视点分布、扫视速度及扫视的眼动机制的分析，对模拟飞机降落过程中飞行员的眼球运动进行的研究等[5]。

在真实交通环境条件下进行动态视觉研究，是指驾驶员佩戴专门的眼睛运动测试仪器，驾驶车辆在真实的交通环境中行驶，记录下眼睛运动数据，结合场景数据、驾驶员心理测试数据和车辆运行数据，来分析驾驶员的动态视觉搜索规律。

这种研究一方面对仪器的性能要求很高，同时在真实交通环境中进行试验容易发生危险，因此研究难度较大，但因为试验环境是真实的交通条件，所以数据比较可靠。

目前我国很少见到进行这方面研究的文献，国外近年随着研究的深入以及对驾驶安全性影响较小的仪器的出现，已经开始逐渐开展该领域的研究。

如通过弯道及直道上进行实车试验，对职业驾驶员和非职业驾驶员视觉感知行为进行研究等。

2视力

人的视力也叫视敏度,是指分辨细小的或遥远的物体或物体细微部分的能力。

在一定的条件下,眼睛能分辨的物体越小,视觉的敏锐度越大,即视力越好。

视力一般分为静止视力和动态视力，人在静止状态下测得的视力为静视力，动视力是指人和视标处于运动（其中人和视标一方运动或两方都运动）时检查的视力。

研究表明，驾驶员的静视力与能够安全行驶的速度有密切的关系，如表2所示，静视力越差，驾驶员能安全行驶的车速就越低。

我国驾驶员的体检视力标准为两眼的视力均在0.7以上，或裸眼视力0.4以上矫正视力达到0.7以上，对交通事故资料进行统计发现，低视力驾驶员的动视力随车辆行驶速度的变化而变化，车速提高动视力降低，同时动视力还与年龄有关，年龄增大动视力降低，如图2～1所示。

动视力好的驾驶员一般静视力较好，正常人动视力比静视力低10%～20%，特殊情况下甚至降低30%～40%。

表2静视力与安全行驶车速

视力

安全行驶的极限车速/（km·h-1）

安全感

1.0以上

50以上

安全、舒适

0.75～1.0

30～50

产生不安全感

0.5～0.75

20～30

产生危险感

0.27～0.5

20以下

有显著危险感

图2-1驾驶员动视力与速度、年龄的关系

2.1静止视力

静止视力是指人和所看的目标都在不动状态下检查的视力。

我国通用C型视力表检查驾驶员的两眼视力（中心视力）,两眼视力（包括矫正视力）各为0.7以上才允许报考驾驶员。

一般认为1.0即为正常视力。

用这种方法检查的视力反映驾驶员在静止状态下的视力,即静止视力。

这时驾驶员能分辨的C型指示标志越小则静止视力越好。

2.2动态视力

动态视力是指人和所看的目标处于运动（其中的一方运动或两方都运动）时检查的视力。

汽车驾驶员在行车中的视力为动视力。

许多研究分析都认为,驾驶员的动视力与交通事故有更密切的关系。

值得注意的是,虽然静视力好是动视力好的前提,但是静视力好的人不一定就会有好的动视力。

研究结果表明,驾驶员的动视力随着车速的变化而变化。

例如,以60km/h的速度行驶的车辆,驾驶员可看清前方240m处的交通标志;可是当车速提高到80km/h时,则连160m处的交通标志都看不清楚,因此车速越快,动视力下降越快。

动体视力有一下几个特性：

（1）驾驶员的动体视力随车速的增大而下降。

以辨别道路标志为例，当以60km/h的车速行驶时，一般驾驶员可看清240m以内的标志；当车速增大到80km/h时，只能看到160m之内的标志。

动体视力之所以随车速增大而下降，是因为驾驶员的视力随刺激物露出时间的长短而变化，目标物在高速下移动过快，露出时间过短，致使驾驶员视力下降（看不清）。

目标物移动的速度，通常以眼球的每秒角速度表示。

视力下降的程度与角速度大致成直线关系，眼球转动角速度越大则视力下降越大。

（2）动体视力随年龄的增大而下降，而且年龄越大，动体视力随车速增大而下降的程度越大。

（3）动体视力比静视力与交通事故的关系更为密切，所以对驾驶员来说，仅检查静视力是不够的，动体视力的检查更为重要。

3检测内容和方法

3.1检测仪器

根据选定的检测内容，选择采用AS-4C型动体视力检测仪作为驾驶员视力检测的主要设备（如图3-1）。

该仪器的主要功能在于检查驾驶员对运动物体的辨别能力，可分别检测静视力和动体视力。

该仪器根据静视力表原理，采用液晶显示屏产生的C形视标作为目标，检测距离300mm。

仪器检测范围为0.1～1.6，视标模拟车速为30km/h。

被检者可通过观察识别C行视标大小变化和开口方向变化，按下应答键。

图3-1动视力检测仪

3.2检测内容

根据驾驶员特性研究需要，选择驾驶员视觉特性中对行车安全至关重要的静视力和动视力进行重点检测[8]。

该方法不仅可以就被测者的静、动视力随年龄驾龄等的分布规律，而且有助于分析驾驶员动体视力相对于常规视力（静视力）的变化情况进行检测。

3.3检测方法

首先用检测仪检查受检者的静视力，以获取受检者的常规视力值。

检查动体视力时，让被检测者坐在仪器前，双眼从仪器观察孔中观察以一定速度由远而近移来的“C”形视标。

当能看清视标的开口方向时，立即按下应答开关，并说出“C”的开口方向。

每位受检者练习2次，检测5次。

如果连续3次误答，暂停检测，待休息30min后重新检测。

对检测数据取平均值，用来评价其动体视力。

3.4检测步骤

检测分5个步骤，包括：

1）介绍检测的意义和过程；

2）询问被检测者的基本情况，包括年龄、驾龄、有无驾照等；

3）依次进行静视力和动视力测试，同时记录各项测试的数据于表格内；

4）填写表格信息，包括测试时间、天气情况等；

5）若有可能，向接受检测的学生提出驾驶员所需视力要求及行车时视力的

重要性。

4样本选择

4.1检测样本选择

检测样本即接受检测的大学生。

为在检测工作中能做到突出检测对象的代表性和检测数据的可信性，在样本选取时，笔者主要考虑以下几点：

首先，检测对象为视力在力正常的允许的范围（0.1～1.6）内，没有严重视觉障碍（如色盲、色弱等）。

其次，检测对象要求在精神状态较好的情况下进行检测，若有近视测试者并带有眼镜，要求戴上近视镜检测。

最后每位测试者需配合检测人员严格遵守纪律，耐心有序地进行测试，积极配合实验所需的各项特性检测，不得谎报实验数据，假如看不清图标不能猜

测报给检测人员。

4.2统计样本的筛选和处理

我们组检测在学院实验室里，共计120样本进行了检测。

为了确保检测数据的准确性、代表性和可信性需对采集到的样本进行筛选。

样本筛选的具体步骤如下：

（1）剔除不完整数据

驾驶员的信息不完全和不能真实反映驾驶员的情况,以及检测项目不完全的。

（2）剔除非稳定数据

检测时驾驶员的某一项检测数据出现异常偏大或偏小,不能代表其对应项的素质,因此,对这些异常数据进行剔除。

根据稳定性进行数据剔除的方法

如下:

式中，-某种驾驶员某项重复检测数据的方差；

-第项重复监测数据方差的均值；

-第项重复监测数据方差的标准值；

-设定的第项的概率。

（3）剔除异常数据

稳定性筛选后,还需剔除检测数据在数值方面的异点,以保证样本数据能代表绝大多数沙漠公