基于视觉边缘率的驾驶员控速设计分析

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1、武汉理工人学硕十学位论文第1章绪论1．1研究背景1．1．1视觉控速标线研究的意义车速与事故强度有关，事故数与车速差有关。据2002年统计，我国所发生的交通事故中直接原因为超速行驶造成，占总事故5．7％，在事故原因中排第五位；2004年，我国交通事故一次死亡3人以上的交通事故中，有1／5是由超速引起；2006年全国查处的1．3亿人次交通违法违规行为中超速占12．3％。我国超速现象严重，控制车速及其差值是减轻事故强度、数量的关键。而人的因素是引起交通事故的主因。根据同本有关资料，将近90％事故是由机动车驾驶人和行人造成；美国有关权威报告

2、指出，90％事故是由人的错误引起；在我国至少有80％以上事故与机动车驾驶人有关。又有研究表明，在人的因素中，感知错误占48．1‰判断错误占36．0％，反应错误占7．9％。在驾驶员获取信息中90％以上是视觉信息，驾驶员主要通过周边视觉信息来感知车速，然后对速度危险性进行判断、决策、行动。可见，如何从事故主因、车速控制主体——驾驶员出发，改善其车速的视知觉信息，提前控制车速，实时地采取与道路线形相适应的速度运行，对减少事故数和事故强度，具有重要的现实意义。而针对我国交通现有实情，极度需要低成本改造。据美国2006年局部路段低成本安全改善

3、研究，视知觉降速等措施为低成本改善措施，比较符合我国国情需要，而目前视知觉降速方法只有视知觉缩减车道宽一种，且降速效果差，因此，符合人性化的视知觉速度控制法需另寻途径。边缘率是驾驶员重要的速度感知源，实验证实了其能改善自我运动的视知觉速度估计水平，而视觉控速标线又是视觉边缘率在交通领域的良好体现形式之一，其合理设计可让驾驶员实时感到其车速存在危险性，且能产生真实车速高估、车距低估，改变长时间行驶后产生的速度适应性缺陷，使驾驶员在经验车速、车距不变下，降低车速、维持安全车距，是一种可行的低成本减速措施，能更好地满足我国目前交通安全状况

4、改善的需要。武汉理工人学硕士学位论文1．1．2问题的提出为提高道路运行安全水平，现有的强制控制车速方法很多。从车出发的有自适应巡航控制系统【I剖、智能速度辅助系统【3‘、新型车速裂引。从路出发可改变道路线形；从驾驶员出发的有警告交通标志、触觉振动减速带、知觉缩减车道宽、有威慑作用的超速抓拍系统，但各方法都尚存在一些较为明显的不足和缺陷。智能速度控制法虽然先进，但在复杂的道路条件、交通条件下，不能完全替代驾驶员的对车速的控制作用。自适应巡航控制系统对交通环境的扫描检测、图像合成、状态危险性识别等耗时、成本高、实时性差，研究欠成熟；智能

5、速度辅助系统、新型车速表都需要详细的道路线形数据库和高精度的位置定位，成本高，目前民用动态GPS精度限制了其应用；振动减速是从驾驶员的触觉出发，通过振动让驾驶员高速行驶时感到不舒服从而逼迫降低车速，但随着车辆减振性能的提高减速效果可能会降低；限速标志由于驾驶员的遵守率低，降速效果差；视知觉缩减车道宽因不是硬性缩减而降速效果差。超速抓拍系统是事后处罚威慑法，不能进行事前预防。以上强制控制车速法的控制角度、原理、效果、成本、适用性等都有差异。强制控制车速及其差值方法须从人一车．路．环境综合协同进行，更重要的是要从车速控制的主体——驾驶员

6、对车速控制的本质特性出发采取措施。而另一方面，我国现有的交通实情和经济实情也决定了目前控制速度的方法极度需要低成本改造措施。据美国2006年局部路段低成本安全改善研究，视知觉降速等措施为低成本改善措施，比较符合我国国情需要。视知觉降速措施正好也是从车速控制的主体(驾驶员)对车速控制的本质特性出发的措施，能够从根本上调节和控制驾驶员感知速度的过程。合理的视知觉控速措施能够对控制车速及其差值产生明显的效果。然而目前视知觉降速方法只有视知觉缩减车道宽一种，且降速效果并不理想，可能的原因是驾驶员已了解知觉缩减车道的机理，已经意识到道路的硬性

7、宽度并没有变窄的事实，从而忽略了知觉缩减车道的影响作用。因此，符合人性化的视知觉速度控制法需另寻途径。边缘率是驾驶员重要的速度感知源，其能改善自我运动的视知觉速度估计水平，若合理设计可让驾驶员在经验车速、车距不变下，降低车速、维持安全车距。视觉控速标线是视知觉速度控制法的一种新兴的且较容易普及的低成本措施，也是视觉边缘率在交通领域的良好体现形式之一。作为一种低成本的控速措施，视觉控速标线能更好2武汉理。1：人学硕七学位论文地满足我国目前交通安全状况改善的需要，但是目前关于它的研究多局限于实地试验，缺乏一套系统的理论与方法支撑，从而限

8、制它控制速度作用的发挥和实际运用的普及率。本文的研究目的也在于针对我国交通安全实际情况，以及国内外对视觉边缘率控速措施的研究和实际运用，来解析驾驶员基于视觉的边缘率控制车速的机理，确定驾驶员视觉边缘率与车速的关系；建立基于驾驶员视觉的