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眼动追踪技术在汽车研究行业的应用综合指南

导语

本期干货将深入探讨眼动追踪技术在汽车行业钟的各种应用,如提高驾驶员安全性、优化车载系统设计等。同时,我们还将分享具体的研究案例,了解这些研究所和机构是如何利用眼动追踪技术深入了解驾驶员的行为和表现从而帮助他们获取研究成果的。

Catalog

目录

1前言

2眼动仪在汽车行业的应用

3汽车研究人员的眼动追踪解决方案

4汽车研究中的眼动追踪应用案例

5将眼动追踪技术整合到你的研究设置

 

01眼动追踪技术

眼动是通过追踪眼球运动来记录注视点和眼动轨迹的技术,眼动追踪研究的最关注的事件是确定人类或者动物看的地方(“注视点”或“凝视点”),准确来说是通过眼动仪设备进行图像处理技术,定位瞳孔位置,获取坐标,并通过一定的算法,计算眼睛注视或者凝视的点,让计算机知道你正在看哪里,何时看的,为什么看的?

眼动追踪技术示意图

眼动仪的眼动追踪最常见的一个基本原理是“脑-眼假说”。它认为,我们在看某些信息时,这是我们的大脑在控制的。所以说,通过监测眼动的变化,就可以推断出大脑中正在发生的事情。眼动追踪系统在驾驶人行为研究中有着广泛的应用。一方面,眼动追踪是一种无创非侵入技术,支持驾驶人在一定范围内自由移动,几乎不会影响正常驾驶。另一方面,眼动追踪实时监测驾驶员在驾驶过程中的视觉行为数据,帮助研究人员分析驾驶员的注视点、眼动速度等指标,了解驾驶行为背后的认知过程,对驾驶行为和安全研究具有重要价值。

道路安全

眼动追踪技术让研究人员能够深入了解驾驶员是如何与道路及其周边设施互动的,这样就能发现潜在的风险点和需要改进的地方。

通过在真实驾驶环境中追踪司机的视线,研究人员可以分析他们对各种目标(比如其他车辆、行人和交通标志)的注视时间。这些数据对于提高交通安全至关重要。

例如,如果数据显示司机在某些交通标志上花费的注意力不够,这可能意味着我们需要更好的交通指示设备或者需要重新设计交叉路口。同时,眼动追踪还能帮助评估道路设施的质量和天气变化对驾驶行为的影响,这样就能做出更明智的决策来增强道路安全。

驾驶体验

眼动追踪技术在提升驾驶体验方面扮演着关键角色,它让研究人员能够洞察驾驶员是如何与车辆设计和技术互动的。

通过眼动追踪设备,研究人员可以观察驾驶员如何操作信息娱乐系统、连接手机或输入导航地址。这些数据帮助汽车设计师发现可能的干扰因素,并据此进行改进,使这些互动更加简洁和高效。

此外,眼动追踪技术还能评估药物对驾驶行为的影响,确保我们对任何可能损害驾驶能力的因素有深入的理解并能采取相应的减轻措施。

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眼动追踪技术在汽车研究中的优势

Smart Eye Pro遥测式眼动仪是专为汽车研究研发的眼动追踪系统。该系统的摄像头为数字摄像头,在提高图像质量的同时拥有更大的追踪视角。其软件算法在拥有眼部识别系统的同时还增加了头部识别系统。这个先进的系统旨在满足现代汽车研究的复杂需求,在各种应用中提供高精确度和灵活性。

自定义相机配置

Smart Eye Pro的一大亮点特点是它的相机配置可定制。我们可以根据所需的视野范围和所需研究车辆的大小,调整相机的数量,以确保全面覆盖关键区域,例如仪表盘。较大的车辆可能需要更多的相机,该系统的允许客户灵活地放置不同尺寸不同数量的相机,从而有效地跟踪被试的视线并捕获重要数据。

3D世界模型中的兴趣区域

Smart Eye Pro 在创建3D世界模型方面表现出色,它使用激光棋盘工具来测量现实世界的尺寸并构建线框模型。模型中的每个对象都被精心命名,使得能够精确追踪被试在三维空间中的视线。这种功能不仅能够让研究人员分析被试在看哪里,还能分析被试与特定兴趣点的距离和方向,从而更深入地洞察驾驶员的行为。

适应各种商用车平台

SmartEye Pro的适应性不仅限于乘用车,还适用于卡车和公共汽车等商用车。尽管这些车辆的尺寸和振动水平较为特殊,但SmartEye Pro仍保持了其准确性和灵活性,确保在不同环境中实现无缝过渡及可靠的跟踪。这种不被环境所影响的特性使其成为适用于各种汽车研究场景的良好工具。

简单快捷的校准

校准是任何眼动追踪系统的关键过程,SmartEye Pro大大简化了此过程。系统校准(使用SmartEye棋盘标定的工具,使用时手持棋盘在镜头前晃几秒即可完成标定)仅需 15 秒,而凝视校准(使用几个精心选择的凝视校准点)通常需要大约 20 秒。这些简化的程序可以在确保收集高效准确数据的同时,最大限度地减少停机时间,从而提高效率。

与HRT合作:强大的集成

SmartEye Pro与人因研究多模态数据同步分析平台Human Research Tool(HRT)分析平台无缝集成,增强了其分析能力。此次合作使研究人员能够将SmartEye Pro的眼动追踪数据与其他传感器相结合,如脑电近红外脑成像、心电、皮电、肌电等,通过热图、注视路径和情绪追踪获得全面的见解。这种强大的集成提升了汽车研究的深度和广度,提供了驾驶员行为的整体视图。

眼动追踪精度:关键指标

Smart Eye Pro采用先进的三角测量技术,可实现精确的头部姿势和注视精度。通过利用面部特征将头部固定在空间中并跟踪观察 3D 空间中特定点的主体,该系统可确保收集准确的眼部注视数据,校准可进一步提高精度。

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汽车研究中的眼动追踪应用案例

1

与驾驶模拟器集成——将SmartEye Pro集成到

SIMLAB汽车驾驶模拟器中

SIMLAB模拟器可以通过SmartEye Pro眼动追踪系统实时获取驾驶人的视线落点、眼动速度等眼球生理指标,这种集成能够在不同场景下对驾驶员反应进行详细的分析。SmartEye Pro独特的多摄像头系统特别适合汽车驾驶环境,可以轻松灵活地安装在仪表板上。同时,SmartEye眼动追踪系统强大功能提供超过100种输出测量数据,包括注视方向和瞳孔测量等,能够在高达120Hz的频率下进行数据收集,这些数据对于理解驾驶员行为和提高模拟精度至关重要。

SIMLAB的驾驶模拟器主要由模拟舱、视景系统、运动平台和驾驶模拟软件组成,每个部分的规格与配置可以根据用户的不同需求进行配置。其核心技术自主可控已达到世界先进水平。

2

同济大学——驾驶员心理学和个性化驾驶系统

同济大学利用Smart Eye的眼动追踪技术研究驾驶员心理并开发个性化的驾驶系统。他们的研究重点是基于驾驶员状态和注视交互的车道保持和自动变道。

SmartEye的非侵入式眼动追踪设备具有较高的检测精度,可与其他硬件无缝集成,促进驾驶辅助系统和自动驾驶的高级研究。

3

北达科他大学——利用SmartEye进行创新研究

北达科他大学 (UND) 自动驾驶系统研究所 (RIAS) 启动了一项开创性项目,利用 SmartEye眼动追踪技术突破对车内动态的理解界限,并显著提高研究能力。

UND RIAS 是自动驾驶系统研究领域的领导者,需要更深入地了解驾驶员和乘客的行为。传统方法缺乏研究车辆内复杂人机交互所需的深度和准确性。经过细致的评估,UND选择了Smart Eye,因为它们具有创新的硬件和软件集成,尤其是多功能的Smart Eye Pro平台全面的生物传感器功能。该解决方案包括Smart Eye先进的眼动追踪硬件与软件集成,具有多个摄像头、EEG数据收集模块和情绪感知功能等,可进行多模态的深入研究。

在本书中,我们还将介绍眼动追踪技术在汽车行业中的其他应用、更多的研究案例,以及如何将眼动追踪技术融入到您的汽车研究设置。

 

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参考资料

[1]SmartEye.Ebook.Driving Innovation in Mobility Research