一种模拟公路隧道环境驾驶人视觉反应的实验方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟公路隧道环境驾驶人视觉反应的实验方法，首先搭建与实际公路隧道光学反射参数接近的暗室环境，在计算机上设置运行照明测试程序，计算机与投影仪相连接，障碍物采用计算机投影方式在屏幕上显示，屏幕上安装亮度可调的灯光控制器；以环境亮度变化时间和屏幕显示时间配合的方法，模拟测试人员以不同车速进入公路随道的动态试验，并采用多种图形停留时间和多次屏幕显示图形的识别率来实现被测试人的真实反映时间，将根据实验要求抽取多样本和同一样本多次测试的统计方法相结合，以此来接近实际公路隧道环境下驾驶人员在不同照明条件下的视觉反应参数；能从安全角度做好公路隧道的照明，达到安全、节能的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隧道内驾驶人员在人眼中间视觉范围左右的，不同光照条件与视觉反应时间关系的研究方法，主要涉及。
技术介绍
随着我国高速公路规划网的实施，高速 公路隧道的数量正在逐年增多，隧道照明的效果如何，公路隧道运行安全和照明之间的关系成为隧道设计、建设和运营单位需要分析解决的问题。但在实际的隧道中进行实地研究，存在很大的安全隐患，因此针对隧道照明运营环境的模拟方法，是我们研究隧道节能、安全的一个重要手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供。该方法可以测试公路隧道照明指标是否合理，也可以模拟特殊光照环境下车辆运行的安全识别问题。对于大多数修建于偏远山岭区的隧道，能从安全角度做好公路隧道的照明，达到安全、节能的目标。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案，其特征在于，该方法首先搭建与实际公路隧道光学反射参数接近的暗室环境，在计算机上设置运行照明测试程序，计算机与投影仪相连接，障碍物采用计算机投影方式在屏幕上显示，暗室内安装亮度可调的灯光控制器；以环境亮度变化时间和屏幕显示时间配合的方法，图形投影面的照度与亮度的换算关系与实际公路隧道环境中的照度与亮度换算关系一致，模拟测试人员以不同车速进入公路随道的动态试验，并采用多种图形停留时间和多次屏幕显示图形的识别率来实现被测试人的真实反映时间，将根据实验要求多样本和同一样本多次测试的统计方法相结合，以此来接近实际公路隧道环境下驾驶人员在不同照明条件下的视觉反应参数。本专利技术的方法，在不同车速条件下安全识别距离与被测试人员实际观测投影面的距离成比例的条件下，通过人眼在不同亮度和对比度下识别字体(图形)判断其开口方向的反应时间，分析研究得出一定公路隧道照明环境下的障碍物识别时间，从而得出保证安全运行条件下的合理的公路隧道照明参数和指标。附图说明图I是本专利技术的实验流程图。其中，(a)是实验前准备流程图，(b)是实验流程图。图2是模拟公路隧道驾驶环境的实验设备结构示意图。图3是软件流程图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式如图I所示，本专利技术的模拟公路隧道环境驾驶人视觉反应的实验方法，包括实验前的准备工作，即搭建与实际公路隧道光学反射参数接近的暗室环境，准备试验器材、安排实验人员和设置所有参数等，具体步骤是(一)实验条件本实验需要能够完成实验的试验空 间，利用幕布搭建成模拟隧道环境，并保证模拟隧道环境的光学反射参数与实际公路隧道环境的光学反射参数接近。实验需选择被测者多名，根据实验目的确定被测者选择条件，可以采用我国驾驶人员考取驾驶证的医学条件。实验应考虑实验结果代表的普遍性，人数一般建议大于30名，需要有合理年龄和性别构成。(二)实验器材本实验采用自主研制的一种模拟公路隧道环境驾驶人视觉反应的实验设备(图2)，包括计算机3，在计算机3上连接有投影仪I、屏幕2和灯光控制器4，在灯光控制器4上连接有球形灯泡5。灯光控制器4 自制(包括 CLIPSAL 4 Channel Dimmer ；CLIPSAL PC Interface(USB)5500PCU ;Merlin Gerin Multi9 C65N C63 ；FSL 60W 球形灯泡 24 个；导线若干；照度仪、施耐德C-Bus Toolkit程序),亮度可调。辅助用具还有卷尺等。球形灯泡5的灯光照度可按1%等分可调，灯光变化响应时间小于0. 01秒，响应时间可按0. I步距任意调整。环境调光首先选择一个可以控制的暗室，模拟隧道中的环境，形成一个相对隔离，不受干扰的场所；其次，利用现有电子技术搭建室内照明，室内照明范围从30001x直到全暗(低于0. OOllux),采用照度测量仪器，在实验中随时进行测试，保证照明环境符合实验的要求。可根据需求进行环境亮度调节，也能在规定时间内基本线形变化。运用电子控制技术，连接多个球形灯泡，并和计算机连接，可以实现环境调光。投影仪I选择数码投影仪，屏幕2选择专门幕布(接近公路隧道地面反射率的材料，灰色加绒)，屏幕2显示图像采用三基色可调，显示中具有延时显示，显示停留时长可调，背景亮度可调等功能，可实现对显色性变化的实验。计算机3内含自己开发的测试程序，可以将所需要的内容通过投影仪I显示在屏幕2上。并用C-BUS连接灯光控制器4，灯光控制器4连接多个球形灯泡。试验人眼在不同照明条件下识别时间并计算结果。(三)实验方法本试验包括静态模拟试验和动态模拟试验两种。( I)静态模拟试验静态模拟试验指在环境亮度不变的情况下进行模拟实验，不考虑人眼的亮度适应问题。①根据现有隧道照明的标准，提取大于8组隧道内不同的照度特征值，在实验室利用照度仪让实验室内照度和所提取的特征值相同一组一组进行测试。②在计算机上运行测试程序，本实验测试程序是运用C#进行编写制作的(该实验测试程序同期申请了软件著作权)。实验初始参数包括字体(图形)大小、背景灰度及RGB参数、字母(图形)灰度及RGB参数、字体(图形)出现持续时间。软件的流程如图3所示。③设置完成，进入测试界面。本实验就是要判断“C”型视力表中“C”开口的四个不同方向，从而得到人眼在不同亮度和对比度下识 别物体的反应时间。障碍物采用计算机投影方式在屏幕上显示。本实验选标准视标符号“C”型视力表中的“C”，大小考虑停车视距和10厘米障碍物的关系进行换算，反应时间采用视标屏幕显示的停留时间来控制，以保证被测试验人员反应时间的准确。视标停留时间、亮度和屏幕亮度均可调，各种情况每位被测者测30次，按医学常规识别正确率在50%以上，即认为可以识别，数据有效。点击程序中测试键后开始测试。④调整灯光控制器的不同照明光源，用照度仪实时测量保证照度一致，然后测试在不同显色性的情况下被测者的识别率。⑤被测者在“C”显现持续的时间内判断其开口方向，并告诉测试者，测试者通过程序的判断界面做出判断。判断后，点击“确认”，进入下一次的测试判断。测试若干组后，点击“退出”，会出现测试的统计正确率。考虑到暗室内较强的明暗变化会对人眼造成疲劳，甚至影响实验结果，实验程序的图形界面都采用暗色调，从而来保护眼睛，避免明暗突变对眼睛造成的不适和对实验造成的误差。⑥数据的统计分析，得出结论。(2)动态模拟实验动态模拟试验，则是加入了环境亮度的时间变化，模拟车辆以不同的车速驶入驶出隧道的情况。①使用灯光控制器，使灯的亮度在一段时间内的变化来模拟驾驶环境环境亮度的变化，即驾驶者在进入隧道或者驶出隧道时所面临的驾驶环境。②在环境亮度变化的过程中，运行测试程序，测试者通过程序测试在环境亮度变化情况下被测试者对投影仪屏幕上“C”的开口方向识别的正确率和反应时间。③选择多个不同的照度变化情况，如从暗到亮，从亮到暗，进行多组测试，以保证数据的准确性。④更换不同的光源，测试显色性对人眼识别的影响 ⑤数据的统计分析，得出结论。(四)实验注意事项为了使本实验能够科学合理地进行，使结论确实可信，本实验中数据的确定步骤应十分科学严谨，详细步骤如下I、由于实验模拟的是隧道内的场景，所以障碍物亮度小于环境亮度，即字体图形亮度小于背景亮度。2、调整自设可调照明装置使地面亮度在4cd/m2附近取值，营造隧道内实际的照明环境。本实验分别取4. 5,4,3. 5,3,2. 5,2,1. 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟公路隧道环境驾驶人视觉反应的实验方法，其特征在于，该方法首先搭建与实际公路隧道光学反射参数接近的暗室环境，在计算机上设置运行照明测试程序，计算机与投影仪相连接，障碍物采用计算机投影方式在屏幕上显示，暗室内安装亮度可调的灯光控制器；以环境亮度变化时间和屏幕显示时间配合的方法，图形投影面的照度与亮度的换算关系与实际公路隧道环境中的照度与亮度换算关系一致，模拟测试人员以不同车速进入公路随道的动态试验，并采用多种图形停留时间和多次屏幕显示图形的识别率来实现被测试人的真实反映时间，将根据实验要求抽取多样本和同一样本多次测试的统计方法相结合，以此来接近实际公路隧道环境下驾驶人员在不同照明条件下的视觉反应参数。

【技术特征摘要】
1 一种模拟公路隧道环境驾驶人视觉反应的实验方法，其特征在干，该方法首先搭建与实际公路隧道光学反射參数接近的暗室环境，在计算机上设置运行照明测试程序，计算机与投影仪相连接，障碍物采用计算机投影方式在屏幕上显示，暗室内安装亮度可调的灯光控制器； 以环境亮度变化时间和屏幕显示时间配合的方法，图形投影面的照度与亮...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晅，穆千祥，陈建勋，袁文倩，赵乐，刘学，朱晓金，袁志清，刘鹏，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：