(最新)眼動跟蹤與駕駛行為研究綜述

《(最新)眼動跟蹤與駕駛行為研究綜述》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、眼動跟蹤與駕駛行為研究綜述摘要：隨著駕駛的日益普及化，對駕駛行為的研究越來越受到重視，并隨著眼動的軟硬件不斷完善，將眼動應(yīng)用到駕駛行為的研究中成為了可能。本文從眼動跟蹤的研究出發(fā)，分析了眼動在駕駛行為研究中應(yīng)用的可行性，并總結(jié)近年來應(yīng)用眼動到駕駛行為的研究，指出在駕駛行為中使用眼動研究的有效性。關(guān)鍵詞：眼動跟蹤，駕駛行為1.引言眼動測量始于1898年，各個領(lǐng)域的眼動研究從80年代興起。在過去的應(yīng)用中，研究者通過使用眼動來洞察人們心理的思想過程和有意識的活動(McKnight&McKnight,1991)。眼動跟蹤的研究有著不少優(yōu)點(diǎn)：可提供對于認(rèn)知活動的實時測量；可滿足心理學(xué)研究對于生態(tài)學(xué)

2、效度的要求等。司機(jī)在駕駛過程中80%的信息獲取來自于視覺，因此，了解如何利用視覺來獲取信息就顯得至關(guān)重要。視線追蹤技術(shù)的引入，能對現(xiàn)有汽車駕駛環(huán)境人機(jī)界面進(jìn)行視覺定量分析，對司機(jī)室內(nèi)環(huán)境及各種儀表的合理布局提供科學(xué)可靠的視覺定量測試數(shù)據(jù)。同時眼動跟蹤技術(shù)也可用于監(jiān)控司機(jī)的注釋狀態(tài)、眨眼頻率和瞳孔大小等指標(biāo)，有效用于對司機(jī)工作負(fù)荷的評價。2．基本的眼動跟蹤研究2．1基本的眼動模式研究在70年代提出的眼動模式(Haber&Hershenson1973;Young&Sheena1975)主要有注視（fixation）、眼跳（saccade）和平滑追隨運(yùn)動（smoothpursuit）。注視（f

3、ixation）是將眼睛的中央窩對準(zhǔn)某一對象的過程。一般注視過程的時間大于100ms。注視的主要作用是獲取當(dāng)前注視點(diǎn)及邊緣視野的信息，并進(jìn)行內(nèi)部加工。注視過程中至少存在3種不同的加工：對當(dāng)前注視位置進(jìn)行編碼、加工，并對場景進(jìn)行分類；從當(dāng)前注視的邊緣視野確定下一個感興趣的區(qū)域；計劃和準(zhǔn)備下一次眼跳眼跳（saccade）是指眼球在兩個注視點(diǎn)之間的快速跳動，持續(xù)時間為30~120ms。眼跳的功能是改變注視點(diǎn)，使即將注視的內(nèi)容落在視網(wǎng)膜最敏感的區(qū)域─中央窩附近，以形成網(wǎng)膜上清晰的像。一般認(rèn)為人們不能從眼跳過程中獲取任何信息。平滑追隨運(yùn)動（smoothpursuit）指眼球隨運(yùn)動目標(biāo)的連續(xù)運(yùn)動，只

4、在追蹤運(yùn)動目標(biāo)的過程中產(chǎn)生。平滑追隨運(yùn)動的目的是使運(yùn)動目標(biāo)的像保持在中央窩區(qū)域，它的最大運(yùn)動速度為30o/秒。在駕駛汽車時，汽車外面的景色是一直在運(yùn)動的，駕駛者要保持著他們的視線跟蹤其他的車、標(biāo)志和汽車外面的所有物體，這種視線跟蹤就是采用了平滑運(yùn)動。(Manbir&Bryan,2002)。2.2眼動模式的應(yīng)用眼動模式在應(yīng)用中研究者往往對以下的一些方面比較感興趣。(1)注視點(diǎn)數(shù)量:總的注視點(diǎn)個數(shù)被認(rèn)為是與搜索績效相聯(lián)系的指標(biāo)。較大數(shù)量的注視點(diǎn)表明低績效的搜索,可能源于顯示元素的糟糕的布局。(2)每個感興趣區(qū)域的凝視比率(時間比):被試眼睛注視特定顯示元素(設(shè)計者感興趣區(qū)域)的時間比例。在此

5、應(yīng)該分清被試在顯示元素上的凝視頻次和凝視的時間,駐留時間反映信息提取的難度,頻次反映顯示區(qū)域的重要性。(3)平均注視駐留時間:長注視被認(rèn)為是被試較困難從顯示界面中提取信息。(4)每個感興趣區(qū)域注視點(diǎn)數(shù):此指標(biāo)與凝視比率密切相聯(lián)系,可以用來研究不同任務(wù)駐留時間下注視點(diǎn)數(shù)量。特定顯示元素(感興趣區(qū)域)的注視點(diǎn)數(shù)量反映元素的重要性,越重要的元素則有更多頻次的注視。(5)每個感興趣區(qū)域的平均凝視駐留時間:如果被試在特定顯示元素上的凝視較長,則表明顯示元素上提取或者解釋信息困難。(6)注視率(注視點(diǎn)/s):與注視駐留時間密切相關(guān)。與注視時間相比,注視點(diǎn)間的時間間隔明顯較短,注視率應(yīng)該大致與注視駐留

6、時間相反。(7)掃描路徑:掃描路徑和感興趣區(qū)域間轉(zhuǎn)換概率,表明界面元素布局工效。(8)感興趣區(qū)域凝視數(shù):凝視(同一個感興趣區(qū)域的一連串注視點(diǎn))常常比單個注視點(diǎn)數(shù)量更有意義。(9)無意注視點(diǎn)數(shù)量和有意注視點(diǎn)數(shù)量:時間較短的注視點(diǎn)(<240ms)是無意注視點(diǎn),時間較長的注視點(diǎn)(>320ms)是有意注視點(diǎn),但有待證實。在駕駛行為的應(yīng)用中V.Anttila（2000）還采集了最長時間的注視點(diǎn)數(shù)據(jù)，用來分析雙語言在標(biāo)志中的使用。2．3基本的眼動參數(shù)（1）眼動軌跡圖：將眼球運(yùn)動信息疊加在視景（visualscene）圖像上形成的注視點(diǎn)及其移動的路線圖。能具體、直觀和全面反映眼動的時空特征，判斷各種不

7、同刺激情境下、不同任務(wù)調(diào)節(jié)下、不同個體間、同一個體不同狀態(tài)下的眼動模式及其差異性。（2）眼動時間：將眼動信息與視景圖像疊加后，利用分析軟件提取多方面眼動時間數(shù)據(jù)。包括：注視時間（駐留）、眼跳時間、回視時間、眼跳潛伏期、追隨運(yùn)動時間、注視過程中的微動時間。（3）眼動次數(shù)：注視次數(shù)、眼跳次數(shù)、回視次數(shù)。時間和空間位置信息用于分析不同眼動模式，揭示信息加工過程和加工模式（4）眼動方向和距離：在二維或三維空間內(nèi)考察眼動方向（角度）、眼動方向