0. 摘要
1. 引言
1.1 研究范围
1.2 研究主题和方法
2. ADAS提供的辅助程度
2.1 辅助驾驶员注意力的系统类别
2.2 辅助纵向控制的系统类别
2.3 辅助横向控制的系统类别
2.4 汽车市场中车道避让、车道引导和车道保持系统之间的差异
2.5 汽车市场车道保持系统之间的差异
3. ADAS对驾驶员注意力的影响
3.1 L2部分自动驾驶对驾驶员参与度的影响
3.2 影响驾驶员脱离的因素
3.3 与L2驾驶相关的风险
3.4 总结
4. 监测用户注意力的方法
4.1 引言
4.2 脱手检测
4.3 眼动追踪和头部姿势
4.4 从铁路领域汲取的经验
4.5 总结
5. 提醒驾驶员并重新吸引其注意力的技术
5.1 视觉警告
5.2 听觉警告
5.3 触觉警告
5.4 多模态警告
5.5 触觉共享控制
5.6 总结
6.英国的现状
7.结论和知识空白
附录：采访摘要
驾驶员监控系统的最新技术
系统的置信度
5. 提醒驾驶员并重新吸引其注意力的技术
一旦驾驶员监控系统判定驾驶员处于分心状态，系统将立即向其发出警告，期望驾驶员能够恢复对ADAS的监督或恢复对驾驶控制的输入。
每个系统都定义了相应的策略，随着时间的推移，警告的紧迫性会逐步升级，以反映驾驶员恢复对车辆控制的紧迫性不断增加。这些策略需要考虑所使用的L2系统的类型（例如，手扶式、手离式），在警告的显著性、紧迫性、烦扰性以及感官模态（例如，视觉、听觉、触觉）之间取得平衡。
5.1 视觉警告
5.1.1 静态警告
脱手警告通常首先通过仪表板上一个黄色且相对较小的警报显示，并且如果车辆配备了抬头显示（HUD），也会在HUD上显示。
例如，一个黄色方向盘和白色双手可以伴随着一条文字信息，提醒驾驶员将双手放在方向盘上（例如，参见上图）。
通常会紧跟着出现第二个视觉警告，显示一个红色方向盘，有时会将其放大以示强调，从而使其更加显著和紧迫。这通常是听到听觉警告的时候（参见下面的5.2节）。这些警告之间的延迟会因车辆制造商或涉及的法规而异。
有趣的是，特斯拉区分了由于技术限制（例如，无法处理急转弯/系统故障）导致的接管请求，和由于驾驶员的不当使用，新脱手而导致的接管请求（见下图）。
在第一种情况下，即技术限制，方向盘是红色的，双手是白色的；而在第二种情况下，即人为不当使用，双手是红色的，方向盘是白色的。
5.1.2 动态警告
5.1.2.1 动画图形
宝马的车辆会显示一个白色双手抓住黄色方向盘的循环动画，以提示驾驶员做出相同动作。这些动画可能有两个优势：动态图片能够吸引注意力，并且所请求的动作（即抓住方向盘）得到了呈现，这可能会引发并促进相同动作的触发。
事实上，心理学研究表明，与静态提示相比，一致的动态提示在识别可抓握物体（例如，Vainio等人，2008）以及执行相应动作（例如，Castiello等人，2002）方面具有优势。
5.1.2.2 闪烁图形
经过一段时间后，静态警告也可能开始闪烁，以传达紧迫性并更好地吸引驾驶员的视觉注意力。一些汽车型号可能会在方向盘上或后面闪烁一条LED灯带（下图，左）。其他制造商可能会开始闪烁仪表板或中控屏的部分，例如特斯拉，其屏幕顶部会闪烁蓝色或白色灯光（根据汽车型号和软件更新而定，下图，右）。闪烁脉冲频率的增加与驾驶员对感知紧迫性和烦扰性的增加评级有关（例如，Baldwin等人，2012，2014）。
左：凯迪拉克用于指示系统状态并用闪烁的红灯警告驾驶员的LED灯带。
右：特斯拉中控屏闪烁蓝色以警告驾驶员。
5.2 听觉警告
对于手扶式L2系统，其警告序列通常不会以听觉警告开始，这种警告通常是在二级报警时发出的——理由是听觉警告比其他模态更常被感知为烦扰例如，Baldwin & Lewis，2014；Geitner 等人，2019
不过，这种升级仅适用于手扶式系统，因为手离式系统会同时发出听觉和视觉警告。原因是驾驶员可能正看向仪表板或道路中心之外的地方，从而无法察觉单模态的视觉信号。
设计指南通常建议使用听觉信号，因为这些信号能够带来更快的反应，并且导致更少的漏报和误报（Geitner等人，2019）。
然而，在设计听觉信号时，需要考虑几个参数，以确保它们反映出适当的紧迫性水平，同时将引发的烦扰性降至最低，避免驾驶员关闭他们的安全功能（Marshall，Lee & Austria，2007）。
例如，较长的声音会被感知为更紧迫且略微更烦扰，而声音之间的间隔较长则会被视为较不紧迫且较不烦扰。尽管烦扰性与安全没有直接联系，但仍然是一个需要考虑的参数，因为烦扰的系统可能会削弱系统的接受度和使用度（例如，Block Jr.，Nuutinen & Ballast，1999），并且可能会因为接收压迫性的听觉警告而产生的强烈情绪反应（例如，压力）而分散其用户的注意力（Fagerlönn ，2011 ）。
5.3 触觉警告
5.3.1 座椅振动
虽然在车道偏离辅助（LDA）系统中可能会使用方向盘振动，但这并不适用于要求驾驶员将手放在方向盘上的情况。相反，振动可以来自驾驶员座椅的不同位置（例如，Gaspar等人，2015）。这种方法作为前向碰撞警告得到了矛盾的结果（Gaffary & Lécuyer，2018；Gaspar等人，2015），但似乎能有效减少驾驶员对车道偏离警告的反应时间，并且比听觉警告更不令人烦扰（Gaffary & Lécuyer，2018）。
5.3.2 安全带张紧器
另一种解决方案是对驾驶员安全带施加一些拉紧力，这似乎比座椅振动、听觉或视觉前向碰撞警告更有效（例如，Chun等人，2012；Gaspar等人，2015）。没有证据表明这种反馈会影响系安全带的意愿。
5.3.3 制动脉冲（jerker）
制动脉冲，即暂时减慢汽车的速度，作为一种警告方式已被研究，并且似乎也是警告驾驶员潜在前向碰撞的有效方法（例如，Gaspar等人，2015；Lloyd等人，1999）。
5.3.4 方向盘扭矩/抖动
最后，通过短暂施加一些转向力来警告驾驶员也是一种方法。据我们所知，尚未有研究比较这种模态与其他模态在警告驾驶员方面的有效性。这种方法主要被研究作为一种警告驾驶员车道偏离的手段（例如，Beruscha，Augsburg & Manstetten，2011；Hollopeter，Brown & Thomas，2012；Huang ，Wu & Liu，2015）。
5.4 多模态警告
多感官警告被提倡，因为它们比单模态警告更有效地吸引注意力（Campbell等人，2016）。例如，视觉-听觉警报比单独的视觉信号更有效（Geitner等人，2019），尽管增加振动触觉信号也可以为有特定感官缺陷的驾驶员带来可用性优势（例如，与年龄相关的视力或听力下降；Laurienti等人，2006）。因此，建议使用视觉和听觉警告的组合，同时考虑发生的频率，确保警告的紧迫性和烦扰性水平与用户的情况相匹配。可以考虑将触觉警告作为听觉警告的替代品或补充。
5.5 触觉共享控制
L2车道引导系统的设计旨在促进驾驶员持续进行转向输入，而非仅仅通过触觉共享控制来监测手在方向盘上的位置，如日产的 ProPilot 系统。这种控制方式促使驾驶员直接参与驾驶任务，而非进行监督性控制 (Mulder et al., 2012）。这种控制方式往往能激发驾驶员对道路和交通场景的注意力，并降低驾驶员利用L2 辅助系统从事与驾驶无关活动的倾向。
5.6 总结
目前对驾驶员监控系统的能力和缺陷缺乏系统性的研究，无论是在检测驾驶员是否手握方向盘，还是检测驾驶员的视觉注意力方面都是如此。同样，各种警告方式和策略也没有经过系统性的比较。最后，触觉共享控制是一种有望积极维持驾驶员注意力的方法，应该与警告驾驶员其行为不当的替代方法进行对比。
来源：智驾小强
