隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，人機(jī)界面（HMI）的設(shè)計(jì)成為關(guān)鍵因素，直接影響駕駛員在自動(dòng)駕駛故障期間的接管效果。本研究旨在比較基線和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示（AR-HUD）兩種HMI概念在駕駛員接管過程中的效果。通過考察兩類故障場景（縱向和橫向故障），我們不僅關(guān)注了客觀指標(biāo)，如駕駛數(shù)據(jù)和眼球追蹤數(shù)據(jù)，還充分考慮了主觀指標(biāo)，以全面評估兩種HMI概念的性能。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們明確定義了基線和AR-HUD兩種HMI概念?；€概念包括一個(gè)顯示駕駛與自動(dòng)駕駛最相關(guān)信息的儀表盤和安裝在擋風(fēng)玻璃底部的LED燈條。而AR-HUD則采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將關(guān)鍵信息直接投影在駕駛員的視野中。兩者作為組間因素，受試者被分配到基線組或AR-HUD組中。

為深入了解兩類故障場景的影響，我們引入了縱向和橫向故障場景作為被試內(nèi)因素。這種設(shè)計(jì)充分考慮了真實(shí)駕駛場景中可能發(fā)生的不同故障情境，有助于模擬更貼近實(shí)際的駕駛情景。

因變量的選擇

為了全面評估兩種HMI概念在駕駛員接管過程中的效果，我們選擇了一系列客觀和主觀指標(biāo)：

1. 駕駛數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析

a. 接管時(shí)間： 接管時(shí)間是評估駕駛員在自動(dòng)駕駛故障情況下轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)駕駛的關(guān)鍵指標(biāo)。通過記錄故障發(fā)生時(shí)刻和駕駛員開始接管時(shí)刻，我們能夠精確計(jì)算出駕駛員的接管時(shí)間。這個(gè)數(shù)據(jù)能夠反映駕駛員對系統(tǒng)故障的察覺速度以及轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)控制的反應(yīng)迅速性。

b. 接管質(zhì)量評估： 在接管過程中，我們將關(guān)注駕駛員的操作質(zhì)量，包括車輛的穩(wěn)定性、路徑控制的準(zhǔn)確性等。通過分析駕駛員的駕駛行為數(shù)據(jù)，我們可以定量評估不同HMI概念在接管質(zhì)量上的差異。這有助于理解HMI概念對駕駛員實(shí)際操作的影響。

2. 眼球追蹤數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析

a. 注意力分布： 通過眼球追蹤設(shè)備記錄駕駛員在不同HMI概念下的注視點(diǎn)分布，我們能夠了解駕駛員在接管過程中的信息關(guān)注度。這有助于評估HMI概念對駕駛員信息處理的影響，尤其是在緊急情況下，注視點(diǎn)的變化可能直接影響駕駛員對故障的察覺和處理。

b. 注視點(diǎn)變化： 通過分析注視點(diǎn)的變化模式，我們可以洞察駕駛員在接管過程中的視覺策略。這包括首次注意到故障信息的位置、對關(guān)鍵信息的持續(xù)關(guān)注等。這些數(shù)據(jù)對于設(shè)計(jì)更符合人類注意力規(guī)律的HMI概念具有指導(dǎo)意義。

3. 主觀數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析

a. 駕駛員主觀感受： 通過主觀問卷調(diào)查，我們能夠獲取駕駛員對基線和AR-HUD的主觀感受。這包括對界面直觀性、易用性、信息理解程度等方面的評價(jià)。主觀感受的數(shù)據(jù)能夠反映駕駛員對不同HMI概念的個(gè)人喜好和認(rèn)可程度，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供用戶體驗(yàn)的重要參考。

b. 接管過程中的主觀負(fù)擔(dān)感： 了解駕駛員在接管過程中的主觀負(fù)擔(dān)感對于評估HMI概念的舒適性和易用性至關(guān)重要。通過問卷中的相關(guān)問題，我們能夠深入了解駕駛員在接管過程中是否感到緊張、焦慮或者疲勞，這有助于優(yōu)化HMI概念以提升用戶體驗(yàn)。

通過對以上三個(gè)方面的詳細(xì)分析，我們可以全面了解基線和AR-HUD兩種HMI概念在駕駛員接管過程中的表現(xiàn)差異。這有助于深入理解不同HMI對駕駛員行為的影響，為未來自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供有實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)過程

在實(shí)驗(yàn)過程中，我們進(jìn)行了受試者的招募，并根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選。實(shí)驗(yàn)設(shè)置采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，確保兩組受試者在個(gè)人特征上的平衡。故障場景的模擬通過駕駛模擬器實(shí)現(xiàn)，真實(shí)還原了駕駛中可能遇到的縱向和橫向故障。

數(shù)據(jù)采集和分析方法

我們采用了駕駛模擬器、眼球追蹤設(shè)備和主觀問卷調(diào)查等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通過t檢驗(yàn)或方差分析等統(tǒng)計(jì)方法，對不同HMI概念和故障場景下的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析。

結(jié)果和討論

通過對駕駛數(shù)據(jù)、眼球追蹤數(shù)據(jù)和主觀數(shù)據(jù)的深入分析，我們將呈現(xiàn)兩種HMI概念在不同故障場景下的效果。特別是在接管時(shí)間、注意力分布、主觀感受等方面的比較，以及故障場景對這些效果的影響。我們將深入探討基線和AR-HUD在駕駛員接管過程中的相對優(yōu)勢和不足之處。

通過本研究，我們將為基線和AR-HUD兩種HMI概念在駕駛員接管過程中的性能提供詳細(xì)的分析和比較。這不僅有助于深入理解不同HMI對駕駛員行為的影響，還為未來自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)。這一研究將在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域提供有價(jià)值的參考，推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。