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《中国人民解放军空军军医大学》 2018年
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雾天对人速度感知影响的研究

施超凡  
【摘要】:速度感知是人在空间中行走、驾驶车辆等行为的一种重要能力,这种能力确保了人能够感知速度大小,进行安全的活动。但是,在某些特殊情况下,人对速度的感知会出现偏差,比如雾天天气。雾天是一种常见的天气情况,在此天气下人对速度的感知会出现偏差。雾天天气下,雾的浓度是变化的,对比度也随之变化,这种变化和人的感知速度之间存在什么关系尚未明确。另外,这种速度感知偏差是由什么原因导致的并没有进行量化分析,需要进一步研究。找出关系和原因之后,可以嵌入智能汽车驾驶系统,使雾天驾驶更加安全。本课题分析了人在雾天情况下速度感知判断误差的影响因素,可能对减少因速度感知误差造成的交通事故等具有积极意义。因此,本文提出的对雾天情况下人的速度感知研究很有必要。论文首先介绍了速度感知的相关概念,解释了人的视觉特性,以及在神经细胞层面上对速度感知的研究。接着阐述了雾天对速度感知影响的相关研究进展,并叙述了其他影响因素对人速度感知的影响。在这些理论基础下,实验使用了两种不同的雾天,即对比度降低不一致(模拟真实雾天)、对比度降低一致(模拟全局均匀雾天),并用UC-win/Road软件搭建虚拟现实实验平台,制作符合要求的实验环境场景,设计了五种不同大小的雾浓度、五种不同大小的速度,并制作雾天场景实验视频。接着使用样本熵的方法去分析不同的雾天场景实验视频,并根据结果分析雾天场景下对速度的判断出现偏差的原因是由什么导致的。再使用MatLab中的Psychtoolbox工具箱进行实验流程的控制以及实验数据的存储和记录,观察实验结果是否和样本熵的分析结果相匹配。最后论文分析了实验视频的样本熵和速度感知实验的结果,得到实验视频样本熵的结果和速度感知实验的结果相匹配。发现是由于道路上信息的变化所引起判断偏差的。雾浓度过小,人视觉接收的道路信息量就多;雾浓度过大,人视觉接收的道路信息量就少,这两种情况下人对速度感知的偏差较少,而当雾浓度大小处于中间位置时,人视觉接收的道路信息量也处于中间位置,此时人对速度感知的偏差较大,这种信息量的变化用样本熵可以很好的体现出来,说明此方法可以用来解释人对速度感知偏差的影响原因:人视觉接收到道路信息量的变化引起了速度感知判断的偏差。另外,对不同类型雾天的实验数据进行了分析。得到在模拟真实雾天下,人对速度会产生高估,不同的浓度下对同一速度的感知是不同的,其速度感知与雾浓度是非线性关系,先上升后下降,期间存在一个峰值,此峰值为速度感知判断偏差最大;在全局均匀雾天下,人对速度会产生低估,不同的浓度下对同一速度的感知是不同的,其速度感知与雾浓度是线性降低或趋于相同的关系。这也说明,不同的对比度降低方式及大小,会影响人对速度感知的判断。
【学位授予单位】:中国人民解放军空军军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R338

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