关键词:
个车空间
个人空间
虚拟现实技术
互动车辆
互动虚拟化身
摘要:
在超车和会车期间保持适当的车间距离对于道路上安全舒适的社交互动非常重要。在行驶过程中,自身车辆与其他车辆互动时可能存在一个舒适空间,其类似于人与人之间的个人空间,本文将其称为个车空间。个车空间是指环绕在车辆周围的空间,是车内人员认为属于自己的空间,并且当其他车辆入侵此空间时会引起个体的不适。个车空间的作用之一是提供一个足够大的安全区,以确保个体有充分的时间感知即将发生的危险并进行反应。其中视觉是导航过程中一种重要的感官模式,它能为观察者提供信息以预测和应对环境中的物理危害。那么前方互动车辆作为个体在行驶过程中重要的视觉信息来源,其大小和速度的改变就可能会影响个体对危险的感知,进而改变个车空间的大小,导致不同的行驶路径。此外,个车空间被认为是个人空间的延伸,然而却未曾有研究对个体的个车空间与个人空间之间的相关性进行探究。因此,本研究将利用虚拟现实技术,探究超车和会车中互动车辆的大小和车速对个车空间的影响,以及个车空间与个人空间的相关性。本研究由三项研究组成,研究一(实验1)的主要目的是探究互动车辆的车型(Mini Cooper、Suv和卡车)和车速(0m/s、10m/s和16m/s)对个车空间(纵向间距,躲避TTC(Time-to-collision,TTC)和平均横向间距)的影响。实验1的结果表明互动车辆的车型和车速对个车空间有显著影响。表现为互动车辆的车型越大,个体会越远且越早地开始转向躲避,并且与互动车辆保持更远的平均横向间距;而互动车辆车速越快,个体会越远但越晚地开始转向躲避,并且与互动车辆保持更近的平均横向间距。研究二(实验2a和实验2b)的主要目的是进一步验证互动车辆的车速对个车空间影响规律以及探究个车空间与个人空间的相关性。实验2a为验证互动车辆的车速对个车空间影响,我们选取了实验1中差异较大的Mini Cooper和卡车两个车辆模型,并增加互动车辆的车速水平(0m/s、7m/s、14m/s和21m/s)。其实验结果同实验1,验证了互动车辆的车速对个车空间影响规律。实验2b为探究个体的个车空间与个人空间是否存在相关性,我们采用与超车会车情境相似的步行躲避范式,测量两种身高(1.92m和1.60m)的互动虚拟化身以三种速度(0.5m/s、1.2m/s和1.9m/s)接近被试时,被试通过步行进行躲避时与之保持的个人空间(纵向间距,躲避TTC和平均横向间距),并将被试的个车空间与个人空间进行相关比较。其实验结果发现,互动虚拟化身的身高和接近速度对个人空间的影响趋势与互动车辆的车型大小和车速对个车空间的影响趋势相类似。此外,对个车空间与个人空间的相关分析结果表明,个体的个车空间大小与个人空间大小之间确实存在显著正相关。研究三(实验3a和实验3b)的主要目的是进一步明确互动车辆的大小对个车空间影响以及再次验证个车空间与个人空间的相关性。实验3a为明确互动车辆的大小对个车空间的影响,我们将Mini Cooper和卡车两个车辆模型换成等大小的箱型车辆,排除车辆其他外观因素对个车空间的影响,其实验结果同前两个研究,明确了互动车辆的大小和车速对个车空间结果的影响。实验3b为验证个车空间与个人空间之间的相关性。我们采用不同的个人空间范式——停止距离范式,测量不同身高的互动虚拟化身以不同接近速度接近被试时,被试则通过按键使虚拟化身停止时,与之保持的个人空间(舒适距离和舒适TTC)。其实验结果同样表明,互动虚拟化身的身高和接近速度对个人空间的影响趋势与互动车辆的大小和车速对个车空间的影响趋势相类似,且个车空间大小与个人空间大小之间存在显著正相关。综上,本系列实验研究证明了在道路行驶过程中,确实存在着类似个人空间的个车空间,其受互动车辆的大小和车速的影响,并且个体的个车空间和个人空间之间存在正相关。互动车辆的大小和接近速度对个车空间的影响可能与个人空间有关,我们可以通过个人空间理论对其进行解释。本研究结果不仅为理解和预测驾驶者行为提供了新的依据,还为今后自动驾驶的算法设计提供一定的参考,有利于自动驾驶方式更加拟人化,进而提升乘客的用户体验感。