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【6h】

夜间驾驶条件下LED道路交通标志汉字信息视认性研究

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目录

1 绪 论

1.1 研究背景

1.1.1 完善道路交通标志的紧迫性

1.1.2 基于ITS的VMS道路交通标志系统

1.1.3 VMS的应用与发展及存在问题

1.2 研究目的及意义

② 研究意义

1.3 文献综述

1.3.1 国内外相关规范、指南综述

1.3.2 国内外论文著述综述

1.3.3 文献综述小结

1.4 研究内容

1.5 论文的研究方法

1.6 论文研究技术路线

1.7 论文拟解决的关键问题

1.8 论文研究的创新点

2 夜间驾驶视觉工作理论基础

2.1 人眼的物理视觉构造

2.2.1 明视觉和暗视觉

2.2.2 明适应与暗适应

2.2.3 中间视觉

2.2.4 光谱光视效率

2.3.1 视觉功效

2.3.2 视觉功效研究方法

2.4 驾驶的视觉任务

2.4.1 视觉注意

2.4.2 视觉察觉

2.4.3 视觉识别

2.5 驾驶人员夜间动态视觉特点

2.6.1 驾驶人员一般认知过程

2.6.2 驾驶人员对VMS的视觉认知过程

2.7 本章小结

3 VMS理论基础与现场调研

3.1.1 VMS的分类

3.1.2 VMS功能作用

3.1.3 VMS的布设与方案设计原则

3.2 VMS规范理论基础

3.2.1 字体及尺寸要求

3.2.2 亮度指标标准

3.2.3 色度性能标准

3.3 产品及现场调研

3.3.1 调研目的与调研思路

3.3.2 VMS交通信息显示屏产品调研

3.3.3 现场调研

3.4 主观问卷调查

3.4.1 问卷调查的目的

3.4.2 被调查者的基本情况

3.4.3 问卷调查数据结果与分析

3.4.4 问卷调查结果总结

3.5 本章小结

4 实验参数的确定与视觉功效实验的设定

4.1 实验情境的设定

4.2.1 汉字参数的确定

4.2.2 视认距离的确定

4.3 环境背景亮度的确定

4.3.1 道路照明背景亮度相关理论基础概述

4.3.2 本次背景亮度信息的内容

4.3.3 本次研究所采用的的亮度测量方法

4.3.4 测量结果与分析

4.4 实验视标大小的确定

4.4.1 Landolt–C环与汉字的换算关系实验

4.4.2 实验流程

4.4.3 实验结果与实验数据整理分析

4.4.4 实验视标尺寸的确定

4.5 本章小结

5 Landolt-C视标视认视觉功效实验研究

5.1.1 实验目的

5.1.2 实验原理

5.2 心理学实验方法选择

5.2.1 心理学实验方法

5.2.2 本次实验方法的选择

5.2.3 自变量与因变量

5.3.1 实验相关设置

5.3.2 受试人员选择

5.3.3 实验说明

5.3.4 实验流程

5.4 Landolt-C视标视觉功效实验

5.4.1 预实验

5.4.2 正式实验的亮度取值方法

5.4.3 实验数据处理依据及方法

5.4.4 实验结果

5.4.5 实验分析

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究存在的不足

6.3 展望

③ 中间视觉环境中的亮度对比度视认机理研究

参考文献

附录

A 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B 学位论文数据集

C LED可变交通信息显示屏(VMS)主观调查问卷

D1 Landolt-C环视标视觉清晰度实验实验表(1)(节选)

D2 Landolt-C环视标视觉清晰度实验实验表(2)

D3 Landolt-C环视标视觉清晰度实验实验表(3)

D4 Landolt-C环视标视觉主观舒适度实验实验表(1)

D5 Landolt-C环视标视觉主观舒适度实验实验表(2)

D6 Landolt-C环视标视觉主观舒适度实验实验表(3)

致谢

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摘要

为了促进国民经济快速增长,我国城市道路建设量日益增加,与此同时,传统道路交通标志也随着技术的不断革新呈现逐渐被 LED显示技术主导的 VMS (Variable Message Sign)所取代的趋势。然而,VMS在实际应用中由于缺乏较为完善的理论指导和城市道路管理系统,因而并没有发挥出其应有的优势,尤其在夜间条件下的视认性能也备受质疑;另外,目前国家对于VMS的相关规范的亮度参数的标准也不够明确,因此,本文从以LED可变道路交通标志信息显示屏(VMS)为研究对象,以其在夜间汉字信息的亮度及其与背景亮度环境影响下的视认性为研究内容,通过视觉功效研究方法开展相关视觉视认实验,该方法综合考虑各视认因子的影响并针对亮度及亮度对比度的影响下的视认功效进行探讨。  文章从 VMS 的文献基础出发,梳理了世界各国在指南、规范标准中的规定,对基于道路交通标志的视认性研究理论和研究方法进行了分析,明确了在视认性研究中的理论基础。  在论文的第二章中,首先对夜间驾驶中驾驶人员的视觉工作特点进行了介绍,并通过对视觉功效的相关理论基础的梳理,结合本次研究对象特点及研究目标,建立和设定视觉功效实验的方法。  论文第三章首先通过对VMS应用理论基础的介绍分析了应用及功能特点,确立了点阵式VMS为本文具体研究对象;在现场调研中发现目前VMS应用中存在的诸多问题,在着重对VMS的亮度、尺寸、视认距离等现场测量并结合主观问卷验证VMS汉字信息在视认性层面的不足。  在通过对规范条文的解读和调研之后,论文结合前面章节的理论基础和实际现状对实验情境和有关参数进行了设定。  最后结合视觉功效研究理论与实验心理学方法在控制其它相关变量开展了相关视认性实验,先后通过“清晰度判别”和“主观舒适度评价”两步实验最终分别确定了红、绿、黄三种显示字体在夜间不同背景亮度下的最适宜亮度阈值区间与亮度影响下的视认关系曲线;结果验证了目前规范中对于夜间亮度值的不合理性,解决了具体的亮度控制问题,也为中间视觉状态下的视认性理论研究提供依据。  通过对视觉功效的研究,得到了以下结论:  ① 分别得到了黄、绿、红三种颜色在不同照明条件下路段的环境背景亮度下的合理亮度区间,三种显示颜色的合理亮度区间均随着背景亮度的增加而呈现增加的趋势。  ② 黄色和红色的视觉清晰与视觉舒适有较强的相关性,而绿色则相关性较差。  ③ 得到了视标亮度??视认正确率之间的应关系与函数拟合曲线以及亮度对比度?视认正确率之间的对应关系与函数拟合曲线,发现:  1)绿色的在两种拟合曲线中的方差2均要大于黄色和红色,也就是说绿色的整体视认正确率曲线更符合函数关系趋势。  2)三种颜色在实验提供的不同环境背景亮度条件下的视认正确率的峰值具有较强的同一规律性,分析了中间视觉状态下的视认机理。  论文有以下创新:  ① 提出以我国驾驶员的4.9对数矫正视力指标为视认基准,通过视角与距离之间的等比例缩放关系确定了不同视力对应的视认距离,并在此基础上建立了不同视力维度下的实验视认距离计算模型。  ② 确定了亮度正对比条件下的 Landolt-C 环视标与汉字之间的尺寸换算系数K。  ③ 确定了在不同的夜间背景亮度环境下红、绿、黄三种色光所对应的最合理亮度区间。

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