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基于混合现实的驾驶盲区消除方法研究
| 论文题名： | 基于混合现实的驾驶盲区消除方法研究 |
| 关键词： | 驾驶活动负荷指数DALI;层次分析法;工作量评估 |
| 摘要： | 据统计，全球因驾驶盲区所引发的交通事故高达50万起，其中绝大部分是由车身结构遮挡驾驶员视线所造成的。而车身结构的设计需要一定的强度，不能一味追求小巧，以保证车辆在发生碰撞时其结构不会对座舱造成较大入侵保护驾驶员的生命安全。混合现实技术能够将虚拟物体映射在用户的视觉空间中，本文通过对真实驾驶场景中叠加画面和语音等辅助信息，将驾驶盲区画面映射到驾驶员视觉空间中，从而消除因车身结构造成的驾驶盲区。本论文基于混合现实技术提出驾驶盲区消除的改进方法，在不改变车身结构的前提下，驾驶员通过佩戴混合现实头戴设备HoloLens2能够直接观察车身结构遮挡的驾驶盲区视野，提高行车安全。 本论文结合相机成像原理相关技术，利用空间坐标系转换和透视变换等方法求解驾驶员视角与外部相机坐标系之间的对应关系，实现混合现实场景下的动态盲区消除效果。同时根据实际的驾驶场景需求，提出混合现实驾驶场景多区域盲区消除方法，通过眼动追踪技术实现驾驶员凝视位置的盲区消除。综合驾驶活动负荷指数DALI与层次分析法，对混合现实多区域盲区消除系统所引起的驾驶任务工作量变化进行主观评价，并与传统的盲区消除系统进行对比分析。 本论文针对混合现实驾驶场景下盲区消除系统，深入研究其相关技术与改进方法，提出可行的设计方案，研究内容如下： （1）构建混合现实驾驶场景坐标系统，利用双目相机立体标定求解初始状态下驾驶员人眼视角坐标系与外部相机坐标系之间的转换关系。 （2）本论文利用坐标系转换和多步透视变换等方法计算外部相机画面到人眼视角下的对应关系，解决视线割裂问题。并通过空间映射技术实现动态场景下的盲区消除效果。 （3）分析虚拟场景预实验结果，确定多区域盲区消除画面摆放位置和全息影像标注形态的设定。提出基于眼动追踪的混合现实多区域盲区消除方法，并简述系统工作流程和具体实现方法。 （4）利用驾驶活动负荷指数DALI和层次分析法对混合现实多区域盲区消除方法与传统盲区消除方法的驾驶任务工作量进行对比，收集参与者的体验评价并做出统计学分析得出评价结论。 实验结果验证，本论文提出的盲区消除解决方案能够合理呈现驾驶盲区画面，同时有效减轻驾驶任务工作量。 |
| 作者： | 齐战硕 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 柳有权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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