用于驾驶相关研究的触觉振动工具包与驾驶模拟平台

本方案为研究人员提供了一个高度可调的平台和工具，用于探究触觉设备应用的优势与有效性，尤其适用于车载预警系统的研究。该振动工具包为开展各类与驾驶相关的研究提供了一种安全、经济且有效的技术手段。该方法也可用于开展其他人类行为学研究。

本方案揭示了智能可穿戴设备在促进驾驶安全方面的潜在应用。为配置实验用驾驶模拟软件，请打开驾驶模拟软件的文件夹、运行时文件夹以及配置文件夹。打开 expconfig。

txt 文件，并根据实验设计需要对驾驶模拟的默认设置进行任何调整。如果实验需要通过UDP进行数据传输，请配置UDP设置，并使用 true 或 false 来设置 enableUDPSendData 选项，以确定是否启用UDP进行时间戳数据同步至特定的本地网络IP地址。然后按照所示命令分别指定IP地址的各个部分，以定义UDP传输所用的IP地址。

设置驾驶模拟器时，将方向盘、三个安装好的投影仪和三个投影屏幕连接到计算机。将投影屏幕置于距地面60厘米高，并距离仪器化车辆前方22厘米的位置。选择选项并显示，在启动驾驶模拟软件时将屏幕分辨率设置为与屏幕尺寸匹配。然后，在配置页面上选择一个用户，并按照软件提供的说明校准方向盘、油门和制动踏板。

配置振动工具包时，先将工具包连接至电源并打开电源开关。通过蓝牙将工具包连接至计算机，并完成一次初步的皮肤敏感性测试，以确定实验中将使用的振动频率。然后按照指示使用相应代码将振动频率设置为 70 赫兹，并同步仿真软件与振动工具包之间的制动事件。

在进行驾驶模拟实验时，首先获得参与者的知情同意，然后协助其调整座椅与踏板之间的距离，并将靠背调节至舒适的位置。向参与者说明模拟器的操作方法，包括方向盘、制动踏板和加速踏板的使用，并向其展示驾驶模拟过程中将使用的道路路线图。告知参与者应如同在真实世界中驾驶一样操作，跟随前方车辆行驶，并保持与前车两秒的时间间隔；同时指示参与者，当前方车辆制动时，应立即尽可能快地踩下制动踏板，即使当前场景并未要求做出制动反应。

让受试者完成一次五分钟的练习试验，其中包括五次随机刹车，以学习如何在前方车辆后方保持两秒的车距。在练习过程中，如果受试者与前方车辆的间距在2.25至2.5秒之间，驾驶模拟软件将播放一段女性语音提示：“距离过远，请加速”。如果受试者与前方车辆的间距小于1.5秒，驾驶模拟软件将播放一段女性语音提示：“距离过近，请减速”。

当参与者完成练习阶段并能够保持稳定的跟车距离后，应告知参与者可在任何时候通知实验人员以终止实验，且不会受到任何处罚。在每个试验阶段开始前，告知参与者振动提示装置将放置的位置，并使用医用胶带协助参与者佩戴该装置。告知参与者，当前方车辆刹车时，该装置将通过振动提醒其进行制动，并让参与者开始第一次试验。

每个试验区块结束后，让参与者休息两分钟，以减少任何残留效应。当所有试验完成后，让参与者在1到7的量表上标示其对工具包各位置的偏好程度及振动强度，并记录参与者日常可穿戴配件的使用频率。在此代表性分析中，驾驶模拟实验在明亮环境中进行，模拟场景设计为类似于晴朗天气下在高速公路上驾驶的情景。

采用成对 Bonferroni 校正的 T 检验进行事后分析，结果表明不同任务条件下驾驶员制动反应率之间的成对比较均无显著差异。如图所示，在驾驶过程中，触觉警示的应用能够促进驾驶员对即将出现的危险做出反应，尤其是当警示装置位于驾驶员手指或手腕部位时效果更为明显。有趣的是，尽管参与者在太阳穴区域感知到的振动强度最高，但他们对将振动工具包放置在太阳穴区域的偏好却最低。

此外，超过50%的参与者在日常生活中佩戴手表，这一事实表明在现实生活中采用可穿戴振动触觉设备作为预警系统是可行的。研究人员无需执行跟车任务，只需在实验方案中启用相应选项，即可通过执行冲击任务来研究触觉刺激的认知效应。