Name: 使用虚拟现实步行模拟器调查行人行为 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-09T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 38 s
Description: 探索使用虚拟现实步行模拟器研究行人行为的方法，通过沉浸式跑步机模拟交通穿越场景，分析情绪调节与感知行动关系。该技术为行为生态学、行人安全及自动驾驶车辆开发提供重要数据支持。

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本研究由韩国先进技术研究所和产业通商资源部资助（项目编号 10044775）。

本实验方案涉及人类受试者。该实验程序已获得群山国立大学研究委员会的批准。
1. 仪器设备的准备
注意：设备包括以下组件：一台个人计算机（PC，3.3 GHz，8 GB 内存），配有鼠标、键盘和显示器；安装在台式 PC 上的 Walking Simulator 软件；一台定制的跑步机（宽度：0.67 m，长度：1.26 m，高度：1.10 m），配备扶手、传送带和带 USB 电缆的磁性编码器；以及一台 Oculus Rift 虚拟现实设备（DK1，美国，1280 x 800 像素）。设备还包括一台定制的手动跑步机。该跑步机通过参与者的行走动作驱动，不使用内置电机。
<ol>
	<li>为跑步机和附近的PC准备足够的空间。实验装置的照片见图1A。</li>
	<li>按照图2所示连接设备。
	<ol>
		<li>通过USB端口将跑步机的磁性编码器连接到PC。</li>
		<li>将跑步机连接至电源。</li>
		<li>通过DVI/HDMI和USB端口将头戴式显示器连接到PC。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 行走模拟器配置的准备
<ol>
	<li>进入 PC 上的行走模拟器目录，打开“Config”文件夹。 
	注意：每个配置均以文本文件形式保存在“Config”目录中，文件名为“config001”、“config002”等。其中，001、002等为配置编号。步骤 2.2–2.8 描述了如何创建配置文件，以便模拟器软件能够读取。图 3 展示了一个双车交叉情境的示意图，其中标出了可自定义的初始距离。图 4 展示了一个格式正确的配置文件示例。配置文件的各节标题使用方括号（例如，“[WALKER]”）。</li>
	<li>填写 [WALKER] 节，该节包含参与者的起始点参数。
	<ol>
		<li>设置参数“Distance”，表示参与者从起点出发的距离，单位为米（m）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>填写 [CAR] 节，该节包含第一辆车的相关参数。
	<ol>
		<li>设置参数“Type”（表示车辆类型）：“1”代表轿车，“2”代表公交车，“0”表示移除该车辆。</li>
		<li>设置参数“Speed”（表示车辆速度），单位为 km/h，设为所需数值。</li>
		<li>设置参数“Distance”（表示车辆距交叉点的初始距离），单位为米，设为所需数值。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>填写 [SECONDCAR] 节，该节包含第二辆车的相关参数。参数与 [CAR] 节相同。 
	注意：在双车研究中，车隙（gap）定义为两车之间的空隙。车隙大小定义为车隙沿参与者行走路径持续的时间长度，其值取决于 [CAR] 和 [SECONDCAR] 节中的“Distance”、“Speed”和“Type”参数。</li>
	<li>填写 [NEXTCAR] 节，该节包含额外车辆的相关参数。参数与 [CAR] 节相同。 
	注意：此选项可用于研究行人在连续交通流中的行为。本方法的代表性结果部分未讨论此选项。</li>
	<li>填写 [ROAD] 节，该节包含车道选择参数。将参数“lane”设为“1”表示使用靠近行人起始位置的车道，设为“2”表示使用较远的车道。[OBSTACLE] 表示在第二条车道上以与第一辆车相同速度行驶的车辆的配置参数。 
	注意：当使用较近车道作为主车道时，此选项可用于在较远车道上放置同向行驶的额外车辆，从而用于研究并行车辆对视线遮挡的影响。该节包含“Type”和“Distance”参数，其定义与上述相同。本方法的代表性结果部分未讨论此选项。所有展示的结果均涉及两辆车在靠近行人的车道上行驶的情况。</li>
	<li>填写 [SAVE] 节，该节包含与采样频率相关的参数。将参数“numberpersecond”设为所需的赫兹（Hz）值。</li>
	<li>保存配置文件并退出。</li>
	<li>对所有需要的配置重复步骤 2.2–2.8，并准备包含配置列表（按随机顺序排列）的数据&#160;表，供实验使用。</li>
	<li>准备三个用于练习试验的配置文件。 
	注意：第一个练习配置应无车辆（即所有“Type”参数设为“0”）。第二个和第三个练习配置文件应包含车辆。第三个配置应设置较宽松的过街条件。根据实验设计，第二个和第三个练习试验可使用相同的配置。</li>
</ol>
3. 参与者筛选与准备
<ol>
	<li>招募视力正常或矫正视力正常的参与者。 
	注意：所有参与者均不应有任何影响正常行走的疾病。行走时不应出现头晕症状，且不应有严重交通事故史。</li>
	<li>每次实验前，要求参与者签署书面知情同意书。</li>
	<li>准备包含任务口头指导的音频录音，并播放给参与者。 
	注意：口头指导应叙述下文所述的基本实验流程，并提供实验设计所需的任何具体提示。</li>
	<li>鼓励参与者就实验内容提出任何疑问。</li>
	<li>准备就绪后，引导参与者站上跑步机。</li>
	<li>将稳定腰带固定在参与者的腰部。指导参与者在实验过程中始终握住扶手。</li>
</ol>
4. 进行练习试验
<ol>
	<li>指导参与者在跑步机上练习行走，跑步机传送带开启时需扶住扶手。</li>
	<li>当参与者能够舒适地在跑步机上行走后，通过双击可执行的模拟器程序启动步行模拟程序。 
	注意：如图1B所示的黑白卡通人行横道将在每次过街试验之间显示。此时，该图像应出现在PC屏幕上。</li>
	<li>指导参与者佩戴头戴式设备，并根据需要提供协助。检查设备佩戴的舒适性和稳定性，特别是在头部转动时。</li>
	<li>校准头戴式设备，使黑白卡通人行横道与参与者的视野正确对齐。 
	注意：第4.5–4.7节描述了三次练习试验，旨在逐步帮助参与者适应模拟器环境。如果参与者因误解指令而导致任一试验失败，应额外进行最多两次补充试验，直至其理解指令为止。若失败原因并非误解规则（例如发生碰撞），则不进行额外试验。</li>
	<li>开始第一次练习试验。 
	注意：第一次练习试验中不应有任何车辆，以便参与者适应虚拟现实环境。
	<ol>
		<li>告知参与者第一次练习试验中将不会出现任何车辆。</li>
		<li>指导参与者目视正前方。</li>
		<li>在屏幕底部的文本框中输入第一次练习试验的配置编号。</li>
		<li>点击屏幕底部的“开始”按钮。 
		注意：程序应在屏幕上显示如图1C所示的真实感场景。</li>
		<li>告知参与者当听到“准备”时做好准备，听到“开始”时开始行走。同时提供“准备”和“开始”的口头提示。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>第二次练习试验 
	注意：第二次练习试验应引入车辆，但不要求参与者行走。当参与者转动头部时，虚拟现实视角的方向会相应改变。
	<ol>
		<li>指导参与者在此试验中，当听到口头提示“开始”时，向左看并同时向前迈一小步，但不再继续向前行走，而是观察车辆从旁驶过。</li>
		<li>在文本框中输入第二次试验的配置编号，并通过口头提示后点击“开始”按钮。 
		注意：当参与者开始移动时，车辆也将开始移动。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>第三次练习试验 
	注意：第三次练习试验应与正式实验配置相似，但设置更宽松的过街条件。
	<ol>
		<li>告知参与者：1）第三次练习试验将有两辆车从左侧驶来；2）其应尝试在两辆车之间穿过马路。</li>
		<li>通过口头提示，在文本框中输入第三次练习试验的编号。</li>
		<li>点击“开始”按钮，并通过口头提示启动试验。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. 虚拟行走实验
<ol>
	<li>确认参与者理解实验任务并能够完成该任务。</li>
	<li>当参与者准备就绪后，在文本框中输入数据表中的第一个配置编号&#160;，然后点击“开始”。</li>
	<li>按照最终练习试验中的方式进行模拟。 
	注意：每次过街试验结束后，程序会显示“S”、“F”或“C”，分别表示试验结果为成功过街（即参与者在无碰撞的情况下到达街道对面）、未过街（参与者未到达街道对面）或发生碰撞（参与者与车辆发生接触）。</li>
	<li>在数据表中对应配置编号旁记录试验结果。</li>
	<li>对数据表中的所有配置重复上述步骤，完成整个实验。</li>
</ol>
6. 数据导出与分析
<ol>
	<li>获取用于分析的数据文件。步行模拟器软件会将每次运行保存为“Data”文件夹中的电子表格文件。</li>
	<li>使用首选工具分析数据。输出数据以时间序列形式记录步行者和车辆的位置与速度。利用这些数据来分析参与者的运动行为及其对交通状况的依赖性。</li>
</ol>

<ol><li>Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospective+strategies+underlie+the+control+of+interceptive+actions%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Movement+Science%22%5BJournal%5D)">Prospective strategies underlie the control of interceptive actions.</a> Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).</li>
<li>Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+speed+and+direction+during+interception%3A+An+affordance-based+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach.</a> Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).</li>
<li>Chardenon, A., Montagne, G., Laurent, M., Bootsma, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Robust+Solution+for+Dealing+With+Environmental+Changes+in+Intercepting+Moving+Balls%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">A Robust Solution for Dealing With Environmental Changes in Intercepting Moving Balls.</a> Journal of Motor Behavior. 37 (1), 52-64 (2005).</li>
<li>Lenoir, M., Musch, E., Thiery, E., Savelsbergh, G. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rate+of+change+of+angular+bearing+as+the+relevant+property+in+a+horizontal+intercepting+task+during+locomotion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">Rate of change of angular bearing as the relevant property in a horizontal intercepting task during locomotion.</a> Journal of Motor Behavior. 34 (4), 385-401 (2002).</li>
<li>Oxley, J. A., Ihsen, E., Fildes, B. N., Charlton, J. L., Day, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crossing+roads+safely%3A+an+experimental+study+of+age+differences+in+gap+selection+by+pedestrians%5BTitle%5D)+AND+%22Accident+Analysis+%26+Prevention%22%5BJournal%5D)">Crossing roads safely: an experimental study of age differences in gap selection by pedestrians.</a> Accident Analysis & Prevention. 37 (5), 962-971 (2005).</li>
<li>Chihak, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronizing+self+and+object+movement%3A+How+child+and+adult+cyclists+intercept+moving+gaps+in+a+virtual+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%3A+Human+Perception+and+Performance%22%5BJournal%5D)">Synchronizing self and object movement: How child and adult cyclists intercept moving gaps in a virtual environment.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 36, 1535-1552 (2010).</li>
<li>te Velde, A. F., van der Kamp, J., Savelsbergh, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Five-to+twelve-year-olds%27+control+of+movement+velocity+in+a+dynamic+collision+avoidance+task%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Developmental+Psychology%22%5BJournal%5D)">Five-to twelve-year-olds' control of movement velocity in a dynamic collision avoidance task.</a> British Journal of Developmental Psychology. 26 (1), 33-50 (2008).</li>
<li>Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+road+crossing+in+a+virtual+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Accident+Analysis+%26+Prevention%22%5BJournal%5D)">An investigation of road crossing in a virtual environment.</a> Accident Analysis & Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).</li>
<li>Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+roadside+simulation+of+road+crossing+for+children%5BTitle%5D)+AND+%22Ergonomics%22%5BJournal%5D)">A roadside simulation of road crossing for children.</a> Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).</li>
<li>Oudejans, R. R., Michaels, C. F., van Dort, B., Frissen, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((To+cross+or+not+to+cross%3A+The+effect+of+locomotion+on+street-crossing+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Psychology%22%5BJournal%5D)">To cross or not to cross: The effect of locomotion on street-crossing behavior.</a> Ecological Psychology. 8 (3), 259-267 (1996).</li>
<li>Grechkin, T. Y., Chihak, B. J., Cremer, J. F., Kearney, J. K., Plumert, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perceiving+and+acting+on+complex+affordances%3A+How+children+and+adults+bicycle+across+two+lanes+of+opposing+traffic%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%3A+Human+Perception+and+Performance%22%5BJournal%5D)">Perceiving and acting on complex affordances: How children and adults bicycle across two lanes of opposing traffic.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 39 (1), 23-36 (2013).</li>
<li>O'Neal, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+perception-action+tuning+over+long+time+scales%3A+How+children+and+adults+perceive+and+act+on+dynamic+affordances+when+crossing+roads%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%3A+Human+Perception+and+Performance%22%5BJournal%5D)">Changes in perception-action tuning over long time scales: How children and adults perceive and act on dynamic affordances when crossing roads.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 44 (1), 18-26 (2018).</li>
<li>Savelsbergh, G. J. P., Rosengren, K. S., Van der Kamp, J., Verheul, M. H., et al. Catching action development. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSavelsbergh%2C+GJP+%22The+development+of+movement+coordination+in+children.+Application+in+the+field+of+sport%2C+ergonomics+and+health+sciences%22">The development of movement coordination in children. Application in the field of sport, ergonomics and health sciences</a>. Savelsbergh, G. J. P., et al. , Taylor & Francis Group. 191-212 (2003).</li>
<li>Plumert, J. M., Kearney, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Timing+Is+Almost+Everything%3A+How+Children+Perceive+and+Act+on+Dynamic+Affordances%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+child+development+and+behavior%22%5BJournal%5D)">Timing Is Almost Everything: How Children Perceive and Act on Dynamic Affordances.</a> Advances in child development and behavior. 55, 173-204 (2018).</li>
<li>Chung, H. C., Choi, G., Azam, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Initial+Starting+Distance+and+Gap+Characteristics+on+Children%E2%80%99s+and+Young+Adults%27+Velocity+Regulation+When+Intercepting+Moving+Gaps%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Factors%22%5BJournal%5D)">Effects of Initial Starting Distance and Gap Characteristics on Children’s and Young Adults' Velocity Regulation When Intercepting Moving Gaps.</a> Human Factors. , (2019).</li>
<li>Lobjois, R., Cavallo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+differences+in+street-crossing+decisions%3A+The+effects+of+vehicle+speed+and+time+constraints+on+gap+selection+in+an+estimation+task%5BTitle%5D)+AND+%22Accident+Analysis+%26+Prevention%22%5BJournal%5D)">Age-related differences in street-crossing decisions: The effects of vehicle speed and time constraints on gap selection in an estimation task.</a> Accident Analysis & Prevention. 39 (5), 934-943 (2007).</li>
<li>Lobjois, R., Cavallo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+aging+on+street-crossing+behavior%3A+from+estimation+to+actual+crossing%5BTitle%5D)+AND+%22Accident+Analysis+%26+Prevention%22%5BJournal%5D)">The effects of aging on street-crossing behavior: from estimation to actual crossing.</a> Accident Analysis & Prevention. 41 (2), 259-267 (2009).</li>
<li>Yu, Y., Chung, H. C., Hemingway, L., Stoffregen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standing+body+sway+in+women+with+and+without+morning+sickness+in+pregnancy%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Standing body sway in women with and without morning sickness in pregnancy.</a> Gait & Posture. 37 (1), 103-107 (2013).</li>
<li>Stoffregen, T. A., Smart, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postural+instability+precedes+motion+sickness%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Postural instability precedes motion sickness.</a> Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).</li>
<li>Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standing+posture+on+land+and+at+sea%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Psychology%22%5BJournal%5D)">Standing posture on land and at sea.</a> Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

以往的研究曾使用带有投影屏幕的模拟器16,17，但本方案通过完全沉浸式的虚拟视野（即360度）提高了生态效度。此外，要求参与者在跑步机上行走，可用来考察儿童和年轻成年人如何根据变化的环境调整自身行为。该实验设计中，虚拟场景会随着参与者的动作同步变化，车辆会在特定时间点到达行人的过街线位置。这可防止参与者因决策或准备移动而延迟过街时间。在本研究中，参与者在尝试过街时已处于运动状态6，因此研究人员能够清晰地评估其过街过程中对运动控制的调节能力。
关键步骤包括正确设置参数以反映实验设计、在出现晕动症时及时停止实验，以及进行练习试验以使参与者适应跑步机环境。当前软件可配置的交通流量范围远超结果部分所讨论的范围。该软件还可轻松扩展，以纳入更广泛的过街情境（例如，通过增加更多车道或更多车辆类型）。
该方案可用于研究儿童和年轻成人在动态变化的环境中如何调节其运动行为。具体而言，...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61116/using-virtual-reality-walking-simulator-to-investigate-pedestrian">Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior</a>. An&#160;affiliation was updated.
The first affiliation was updated from:
Department of Sports Science, Kunsan National University
to:
Department of Sport and Exercise&#160;Sciences, Kunsan National University

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61116/using-virtual-reality-walking-simulator-to-investigate-pedestrian">Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior</a>. Author and affiliation information&#160;were&#160;updated.

Erratum: Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

跨越间隙是一种拦截行为，需要个体在两个移动车辆之间的间隙中进行移动1,2,3,4。间隙跨越涉及对迎面而来的车辆的感知，并根据移动的交通状况控制自身运动。这要求动作与所感知的信息精确耦合。以往许多研究采用人工道路、路边模拟器和屏幕投影的虚拟环境来考察感知判断和间隙跨越行为5,6。然而，现有过街行为文献对该行为的理解尚不完整，且这些研究的生态效度受到质疑7,8,9。
本方案提出了一种在虚拟现实中研究跨越间隙行为的研究范式，从而最大限度地提高生态效度。通过使用步行模拟器来考察个体在跨越间隙行为中的感知与动作。该模拟器为参与者提供了安全的行走环境，而模拟环境中的实际行走使研究人员能够充分捕捉感知与动作之间的相互关系。已知实际过马路的个体对时间间隙的判断比仅通过口头决定是否过马路的个体更为准确10。该虚拟环境具有较高的生态效度，并允许研究人员通过调整程序参数轻松改变与任务相关的变量。
本研究通过操控参与者的初始起始位置，评估其在接近间隙时的速度控制能力。该方案可用于研究行人在截取间隙过程中的运动控制。通过分析参与者速度随时间的变化，可对个体在接近间隙时的速度调节进行功能性的解读。
此外，被拦截物体的空间和时间特征决定了个体可能的运动方式。在穿越间隙的环境中，间隙大小（车辆间距）和车辆尺寸的变化会影响行人的移动方式。因此，调整间隙特征可能会导致参与者在接近过程中的速度发生变化。通过操控间隙特征（即间隙大小和车辆尺寸），可以获取关于行人如何根据不同的间隙特征调整穿越行为的有价值信息。本研究考察儿童和年轻成人在不同穿越环境中穿越间隙时如何调节自身速度。可通过不同的起始位置、车辆间距和车辆尺寸，评估多种间隙穿越环境下的速度调节特征。

<table><tbody><tr><td>定制跑台</td><td>Kunsan National University</td><td></td><td>为本研究专门建造的跑台</td></tr><tr><td>台式计算机</td><td>多家公司</td><td></td><td>标准台式计算机</td></tr><tr><td>Oculus Rift 开发套件</td><td>Oculus VR, LLC</td><td>DK1</td><td>虚拟现实头戴显示器</td></tr><tr><td>步行模拟软件</td><td>Kunsan National University</td><td></td><td>为本实验开发的软件</td></tr></tbody></table>

使用虚拟现实步行模拟器研究行人行为

Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

为了成功穿越道路，个体必须将自己的移动与行驶中的车辆协调一致。本文描述了一种步行模拟器的使用方法，参与者在跑步机上行走，以穿越沉浸式虚拟环境中两辆移动车辆之间的间隙。虚拟现实技术使得对穿越间隙行为进行安全且生态多样性丰富的研究成为可能。通过操控初始起始距离，可进一步理解参与者在接近间隙时的速度调节机制。可针对不同的间隙穿越变量（如初始距离、车辆大小和间隙大小）评估其速度曲线。每次步行模拟都会生成一个位置/时间序列数据，用以分析速度如何根据间隙特征的不同而进行调整。该方法可用于研究行人在安全且逼真的环境中行走时的行为特征与行为动力学。

通过操纵行人初始位置与路缘到拦截点的距离以及间隙特征（即间隙和车辆大小），步行模拟器可用于研究行人的过街行为。虚拟环境方法能够调节间隙特征，以了解动态变化的过街环境如何影响儿童和年轻成年人的过街行为。
通过量化行人在间隙中的速度分布和穿越位置，用于比较不同行人组别的穿越行为。我们采用瞬时拦截时间（TOI）作为衡量参与者在间隙内因速度调整所产生的即时效应的指标。这些代表性结果来自16名年轻成年人（平均年龄 = 22.75 岁，标准差 = 2.56）和16名儿童（平均年龄 = 12.18 岁，标准差 = 0.83）的数据。通常，12岁儿童正处于协调自身运动与移动物体之间关系的能力发展阶段3,4,11,12,13,<sup class="xre...

本方案描述了一种步行模拟器的使用方法，该模拟器可作为一种安全且生态效度高的方法，用于研究行人在移动交通环境中的行为。

为了成功穿越道路，个体必须协调自身运动与来往车辆的移动。本文描述了一种步行模拟器的使用方法，其中……

这种高度沉浸式的虚拟现实方案使我们能够研究人们在过马路时如何调节自身情绪。通过在跑步机上进行虚拟行走，可以完整捕捉感知与行为之间的相互关系。这一信息不仅可为行为生态学领域提供洞见，还能让研究人员深入探索行人安全与自动驾驶车辆开发方面的研究兴趣。使用示意图来可视化交配情况会很有帮助，这样研究人员便可以正确校准参数，以满足其研究目的。我实验室的研究生 Hui Li 将演示该操作流程。首先，在行走模拟器上使用配置目录设置参数。在车辆部分，设置第一辆车的参数。将类型设为1表示轿车，2表示公交车，0表示无车辆。接着，将速度设为所需的公里每小时数值，距离设为所需的米数值。通过设置相同的参数完成第二个车辆部分。道路部分包含车道选择参数，将参数“lane”设为1以使用靠近行人起始位置的车道，或设为2以使用较远的车道。在包含采样频率相关参数的保存部分，将“number per second”参数设置为所需的赫兹值，然后保存配置文件并退出。准备三个练习试验配置文件，并创建一个单独的工作表，其中包含以随机顺序排列的实验所用配置列表。招募具有正常视力或矫正至正常视力的参与者，并在每次实验前要求他们签署书面知情同意书。向参与者播放包含任务口头说明的音频录音。并鼓励他们提出问题。准备就绪后，引导受试者进入跑步机，将稳定腰带固定在受试者腰部。指导他们在实验过程中始终握住扶手。要求参与者在扶着扶手的同时练习在开启传送带的跑步机上行走。当参与者能够舒适地在跑步机上行走后，双击可执行模拟程序以启动行走模拟程序。指导参与者佩戴头戴式设备，并在需要时提供协助。检查头部转动时的舒适度和稳定性。校准头戴设备，使黑白卡通人行横道与参与者的视野正确对齐。告知参与者第一次练习试验将在无车辆情况下进行，并开始试验。在屏幕底部的文本框中输入第一次练习试验的配置编号，然后点击开始按钮。指导受试者目视前方，听到“准备”时做好准备，听到“开始”时开始行走，随后给出“准备”和“开始”的口头提示。完成第一次练习试验后，进行第二次练习试验，该试验引入车辆但不进行行走。对于第三次练习试验，请告知参与者将有两辆车辆从左侧驶来，他或她应尝试在两辆车之间穿过道路。在文本框中输入第三次练习试验的编号，然后点击开始按钮。要进行虚拟行走实验，请在文本框中输入数据表中的第一个配置编号，然后点击开始按钮。以与最终练习试验相同的方式进行模拟，并将结果记录在实验表上对应的配置编号旁。使用行走模拟器来确定参与者起始位置与曲线到交点距离的远近是否会影响其接近速度。年轻人的速度在接近过程中逐渐增加；然而，当初始距离较短时，他们在试验开始阶段会先减速，随后持续加速。对于儿童而言，车辆尺寸影响了由初始距离引起的步行速度曲线和过街位置。步行后分析显示，儿童在接近过程中整体速度加快；然而，当他们在轿车之间过街时，在较近的初始距离下，接近过程初期会减速。当儿童在公交车之间过街时，在较近的初始距离下，他们在接近初期的速度既未增加也未减少。研究发现，当初始距离由近及远增加时，儿童的拦截时间显著延长；然而，在穿越公交车之间时，儿童在近距离和中等距离初始位置下的拦截时间差异并不显著。为了使该方法能够准确提供有关过街行为的信息，必须对虚拟现实头戴式显示器的视野场景进行适当校准。该技术使研究人员能够建立行人行为的数学模型，并用于研究诸如方位角和可供性等概念。

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Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

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