本课题组拥有模拟驾驶平台与实车驾驶平台以及相关的数据采集设备,如生理反馈仪、脑电仪与惯性导航系统等。
1.模拟驾驶实验平台
当仅需单个驾驶模拟器时,可采用武汉理工大学智能交通系统研究中心自主研发的五通道汽车驾驶模拟器(见图2-1),该模拟器具备180°视角和实时反馈效果。另外,在需要多车交互驾驶时,也可采用本研究中心自主研发的多台单通道汽车驾驶模拟器(见图2-2)进行试验。基于这两种驾驶模拟平台可开展道路交通安全研究,如道路交通安全评价、驾驶行为分析。此外,课题组前期的驾驶疲劳相关研究的校验结果表明,这两类模拟器都具备较高的信效度[110],因此,可直接利用此模拟驾驶平台开展驾驶愤怒研究。
图2-1 多通道汽车驾驶模拟器
图2-2 单通道汽车驾驶模拟器
2.实车实验平台
实车实验平台的主体是一台由武汉理工大学智能交通系统研究中心改装的长安悦翔牌自动挡汽车(见图2-3)。改装后,该车具备车辆控制器局域网络(CAN),并搭载了多种驾驶行为传感器,如转向盘角度、加速踏板与制动踏板开度、速度、加速度等传感器。另外,采用车道偏离预警装置Mobileye C2-270系统(见图2-4)采集车头时距以及车辆在车道中的位置,即车道偏离量;采用惯性导航系统RT2500(见图2-5)采集车辆的轨迹、三轴加速度以及三轴角速度等车辆运动状态信号。为了后期对愤怒情绪的标定以及对愤怒情绪诱导因素的分析,在实验车的前挡风玻璃上装备三个高清摄像机,分别记录刺激事件(道路环境)、被试的面部及语音表情,以及被试的一些驾驶操作行为概况(如拍打方向盘、用力挂挡等),如图2-3所示。由于采集的驾驶行为数据是本书的重点分析对象,下面将重点介绍Mobileye C2-270系统和惯性导航系统RT2500。
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图2-3 试验车及摄像头安装位置图
(1)Mobileye C2-270系统。
Mobileye C2-270系统是以色列Mobileye公司开发的基于视觉传感器技术的世界顶级主动安全产品,已被广泛应用在高级驾驶辅助系统(advanced driver assistance systems,ADAS)。该设备由智能摄像机和预警系统显示终端两部分组成,其中,前者安装在车辆挡风玻璃内侧,可实时监控前方路况包括路面上的标线以及前方机动车、行人或障碍物,如图2-4(a)所示;后者一般安装在车辆操作台的正中间,如图2-4(b)所示,该终端不同的显示界面表示不同的预警功能。Mobileye C2-270系统的功能有以下几大类:① 前方碰撞预警。此系统基于视频图像处理技术,计算本车与前车之间的车头时距或车头间距,并在预警终端通过图像显示本车与前车的车头时距,当车头时距小于0.6 s时,将以声音和图像两种方式同时发布预警。② 车道偏离预警。此系统基于视频图像处理技术,获得本车车道偏离量,并在此基础上判断车轮是否轧线,再结合转向灯信号,判断该车道偏离量是驾驶人的有意识换道所致,还是其他原因导致驾驶人的车道保持能力变弱所致,系统将给出预警提示。③ 夜间行人检测、智能远光灯控制以及限速指示等其他功能。
本章将利用该系统的前方碰撞预警和车道偏离预警功能,采集本车的车头时距与车道偏离量。
图2-4 Mobileye C2-270系统
(2)惯性导航系统RT2500。
惯性导航系统RT2500是英国Oxts公司生产的一种高精度导航系统,广泛运用在航空、陆地、海洋导航与跟踪控制等领域。该系统通过内置的高精度GPS,伺服军工级加速度计及军工级角度率陀螺仪提供多种车辆运动状态信息,如位置、速度、三轴加速度、三轴角速度等。该设备可克服单一GPS设备由于路径等原因导致的数据掉包缺陷。由于GPS器件安装在车外,该设备可消除一般惯性传感器由于漂移而产生的误差。此外,该系统集成的多种处理算法可自动校正天线安装位置不佳引起的误差,可保证数据的稳定可靠性。因此,本章利用此系统采集在实际交通环境中运行的试验车的多轴速度、加速度、角速度与角加速度等运动状态信息,采集频率设置为 100 Hz。该设备装置在试验车后备箱内,并将其水平放置且固定,如图2-5所示。
图2-5 惯性导航系统RT2500及其放置示意图
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