考虑驾驶员心理因素的汽车ESP系统性能评价方法研究

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汽车稳定性控制系统(Electronic Stability Program,简称ESP,下同)是一款在临界失稳工况下遵循驾驶员的操纵意图,并与其相互配合实现汽车稳定性控制的主动安全系统。围绕ESP系统的性能评价,研究人员沿用前期形成的汽车操纵稳定性试验体系并针对ESP工作机理,提出了正弦延迟试验、鱼钩试验及单/双移线等换道行驶试验等方法,已初步形成了一套较为完善的客观评价体系。但目前ESP性能的主观评价研究尚开展的不多,就近年来公开发表的文献而言,现有研究大多是单纯依靠评车师的主观感觉进行打分评价,且评价方法缺乏标准性和公认性。由于ESP系统是按照驾驶员的操纵意图来控制汽车的侧纵向运动,在整个工作过程中,驾驶员全程参与ESP系统的工作,驾驶员与汽车ESP系统形成了一个人机交互反馈的闭环系统。为此,驾驶员对ESP系统的理解、接受及其相互配合程度直接决定了ESP系统工作的好坏。这就决定了从驾驶员角度对汽车ESP系统性能做出主观评价是十分必要的。近年来,人与自动化系统之间共同工作下的性能设计问题已逐步成为工程科学领域研究的热点问题。研究人员从人的实验心理学角度提出了一套系统完备的心理学模型,其中心智负荷、情景感知等已经在航空、航海领域内得到了广泛的应用,用于评价、衡量操作者的操作负担及指导人机交互界面的设计。针对ESP系统性能评价中欠缺“驾驶员-ESP人机交互”工作下性能评价方法的问题,并结合实验心理学研究的最新进展,本文尝试将实验心理学中的相关心理学变量引入到汽车ESP系统性能评价中,提出了一套考虑驾驶员心理因素的汽车ESP系统性能评价方法。采用情景意识、心智负荷、信任度、控制点来描述驾驶员对ESP系统性能的主观感受,并按照心理学概念将其进行进一步细化,形成了包括12个子指标及相应问题的调查问卷,通过模糊层次分析法确定了ESP系统的主观评价指标并采用5分制打分方法进行打分。最终,利用课题组自行搭建的ESP系统驾驶员在环(Driver inLoop,简称DIL,下同)实验台,设计了包括躲避障碍物、麋鹿、侧向风响应、单移线、蛇行、变曲率等12种典型工况,并以课题组前期开发的ESP系统控制策略为例,实施了本文提出的ESP系统主观评价方法的测试与完善。通过不同类型驾驶员在ESP典型测试工况下的DIL试验,为ESP系统控制策略的改进提供了指导,同时也进一步验证了本文提出的主观评价方法的可行性。
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