作品包括：

Word设计说明书1份，约22000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共3张

摘要

本文设计了一个模拟驾驶实验，十一位被试驾驶员均要进行无自动驾驶过程和前半程为自动驾驶过程共两次实验。在进行实验的同时，记录下被试驾驶员的心电数据和操纵数据，然后通过Matlab软件编写程序将原始心电数据提取出心率变异性，接着对心率变异性进行时域和频域分析，利用时域和频域分析检测指标，如RMSSD、LF、LF/HF，判断自动驾驶对驾驶负荷的影响。在现阶段的自动驾驶发展过程中，驾驶员无法完全脱离驾驶过程，因此在完全自动驾驶实现前要经历较长的人机共驾阶段。在这一人机共驾阶段，自动驾驶系统会影响驾驶人的驾驶行为，从而显著影响驾驶人的驾驶负荷，进而影响驾驶安全。所得结果对于研究这一人机共驾阶段的驾驶安全及交通安全具有重要的指导意义。

论文主要研究了自动驾驶对驾驶负荷的影响。

研究结果表明：自动驾驶相比驾驶员自行驾驶，驾驶员的驾驶负荷升高。

本文的特色：利用心率变异性研究自动驾驶对驾驶负荷的影响。

关键词：自动驾驶；驾驶负荷；心率变异性

目录

第1章绪论    1

1.1 研究背景及意义    1

1.2 国内外研究现状    1

1.2.1 国外研究现状    1

1.2.2 国内研究现状    2

1.3 研究内容    3

第2章驾驶负荷研究基础    5

2.1 驾驶负荷定义及影响因素    5

2.1.1 驾驶员认知过程    5

2.1.2 驾驶负荷形成过程    5

2.1.3 驾驶负荷影响因素    5

2.2 驾驶负荷测量方法    6

2.2.1 主观评价法    6

2.2.2 工作绩效评价法    6

2.2.3 生理评价法    7

2.3 心率变异性研究基础    9

2.3.1 心率变异性定义    9

2.3.2 心电图典型波形    9

2.3.3 心电信号典型频谱图    10

2.3.4 ECG信号的噪声图    10

2.4 心率变异性分析概述    11

2.4.1 心电信号预处理    11

2.4.2 RR间期提取    13

2.4.3 心率变异性分析    13

2.4.4 Pan-Tompkins算法    14

2.5 汽车操纵参数    15

2.5.1 纵向加速度标准差    16

2.5.2 紧急制动合理性比率    16

2.5.3 前车安全距离合格率    17

2.5.4 方向盘转角标准差    17

2.5.5 横向加速度标准差    18

第3章实验研究    19

3.1 实验目的和内容    19

3.2 实验设备    19

3.2.1 虚拟驾驶平台    19

3.2.2 心电采集设备    20

3.3 实验驾驶员    20

3.4 实验场景    21

3.5 实验流程    21

3.6 实验注意事项    22

第4章实验数据分析    24

4.1 心电信号分析    24

4.2 操纵数据分析    30

4.2.1 方向盘转角熵值    30

4.2.2 横向偏移标准差    33

4.3 实验总结    35

第5章结论与展望    37

5.1 结论    37

5.2 课题研究展望    37

参考文献    38

附录    40

HRV信号提取程序    40

致谢    42

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