沈 青 周天宏 孔華鋒 黃 曉 向慧琳

（武漢商學(xué)院信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430056）

0 引言

車道保持輔助系統(tǒng)（Lane Keeping Assistant System，下文簡稱LKA 系統(tǒng)）在避免由于駕駛員疲勞、分神導(dǎo)致車輛駛出原有車道而引起交通事故方面發(fā)揮了重要作用。

目前國內(nèi)外關(guān)于車道保持輔助系統(tǒng)技術(shù)的測試研究，大多集中于客觀測試范疇，車道保持輔助基于消費(fèi)者駕乘體驗(yàn)感的主觀評價方面，相關(guān)研究較少。在i-VISTA 智能行車輔助評價規(guī)程（2020）中設(shè)計(jì)了居中行駛的體驗(yàn)指標(biāo)，主要關(guān)注主車軸線與車道中心線的橫向間距保持范圍，并未對糾偏能力和糾偏時機(jī)進(jìn)行評價。

文獻(xiàn)[2]對車道保持輔助系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并從人機(jī)交互、LDW 功能、LKA 功能三個方面的設(shè)計(jì)了10項(xiàng)測試指標(biāo)進(jìn)行測試和分析，但評價指標(biāo)不夠全面，評價內(nèi)容和方法比較簡略。

1 車道保持輔助系統(tǒng)

LKA 系統(tǒng)是指車輛根據(jù)識別到的實(shí)體車道線保持車輛行駛在車道中。當(dāng)車輛在標(biāo)記線清晰且視線充足的道路上行駛時，如果駕駛員由于注意力不集中等原因造成車輛無意識偏離出本車道時，該系統(tǒng)通過對車輛的橫向運(yùn)動進(jìn)行控制從而將車輛維持在本車道內(nèi)。LKA 系統(tǒng)一般應(yīng)具備車道線識別、車道偏離預(yù)警和主動轉(zhuǎn)向干預(yù)等功能。

2 基于用戶視角的主觀評價體系

隨著汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化概念的提出，汽車行業(yè)正在醞釀一場顛覆性的革命，其中，用戶體驗(yàn)將顛覆傳統(tǒng)的質(zhì)量定義。建立基于用戶駕乘體驗(yàn)的車道保持輔助系統(tǒng)主觀評價方法對于用戶體驗(yàn)問題的發(fā)現(xiàn)與解決具有十分重要的意義。

LKA 系統(tǒng)所產(chǎn)生的預(yù)警、報警或車輛控制與駕乘人員的體驗(yàn)息息相關(guān)。駕駛員和乘客對于LKA 系統(tǒng)的接受度直接影響其對該系統(tǒng)的使用程度，因而在設(shè)計(jì)評價指標(biāo)時需考慮用戶對LKA 各項(xiàng)功能的了解情況和接受度。

該文從用戶駕駛和乘坐搭載LKA 系統(tǒng)的車輛的主觀感受出發(fā)，結(jié)合車道保持輔助的技術(shù)特點(diǎn)和主要功能，從人機(jī)交互、車道偏離預(yù)警、車道保持輔助這三個維度設(shè)計(jì)評價內(nèi)容和方法，構(gòu)建基于用戶視角的車道保持輔助系統(tǒng)主觀評價指標(biāo)體系，如圖1 所示。

2.1 評分依據(jù)

該文采用常用的十分制評價，從用戶體驗(yàn)和感受出發(fā)。設(shè)計(jì)如下評分依據(jù)，如表1 和表2 所示。用戶感受分為四類，如表1 所示。

表1 用戶感受

圖1 基于用戶視角的車道保持輔助系統(tǒng)主觀評價指標(biāo)體系

評分依據(jù)分為6 種，每種對應(yīng)四類用戶感受和相應(yīng)的分?jǐn)?shù)區(qū)間，如表2 所示。

2.2 評價指標(biāo)

從人機(jī)交互、車道偏離預(yù)警、車道保持輔助這三個維度共設(shè)計(jì)18 項(xiàng)評價指標(biāo)，如表3、表4、表5 所示。每個指標(biāo)對應(yīng)一項(xiàng)評分依據(jù)，評分依據(jù)相關(guān)說明見表2。

2.3 人機(jī)交互維度評價內(nèi)容和方法

人機(jī)交互維度主要評價用戶手冊、圖標(biāo)識別和位置、交互方式、操作便捷性、車道線識別和顯示、駕駛員接管車輛、脫手報警敏感度等6 個方面。

表2 評分依據(jù)

表3 人機(jī)交互評價指標(biāo)

2.3.1 用戶手冊

用戶通過閱讀用戶手冊，對車輛所具備的LKA 和LDW功能介紹進(jìn)行了解，根據(jù)閱讀后對功能的理解程度，如LKA主要用途、如何打開和關(guān)閉、LKA 系統(tǒng)正常工作需滿足的條件、LKA 系統(tǒng)退出條件等，參考評分依據(jù)2 來打分。

2.3.2 圖標(biāo)識別和位置

該指標(biāo)評價LKA 系統(tǒng)的圖標(biāo)是否清晰易懂，是否與ADAS 其他功能例如自適應(yīng)巡航（簡稱ACC）、交通擁堵輔助系統(tǒng)（簡稱TJA）好區(qū)分和辨別，圖標(biāo)位置是否便于駕駛員開車時辨認(rèn)。

2.3.3 交互方式

該指標(biāo)評價文字提醒和聲音提醒直觀和清晰情況，提醒頻率是否合適和恰當(dāng)，是否過于頻繁。例如當(dāng)車輛有左偏趨勢時，系統(tǒng)是否有清晰、直觀的圖標(biāo)、文字或聲音提醒。

2.3.4 操作便捷性

該指標(biāo)評價功能開啟和關(guān)閉是否方便駕駛員開車過程中進(jìn)行操作，并且能通過圖標(biāo)清晰顯示出來，使駕駛員能直觀判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)（開啟、關(guān)閉）。

2.3.5 車道線識別和顯示能力

該指標(biāo)評價 LKA 系統(tǒng)對車道線的識別速度和準(zhǔn)確度能力，尤其是車道線不夠清晰的情況下，并能把識別出的車道線在車輛儀表顯示。從三個方面進(jìn)行試驗(yàn)來評價，一是不同類型車道線道路，二是不同光線環(huán)境，三是不同車速條件下，LKA 系統(tǒng)對車道線的識別能力和顯示情況。

2.3.6 駕駛員接管車輛

該指標(biāo)評價駕駛員有主觀接管車輛意圖或動作時，LKA系統(tǒng)應(yīng)該能夠自動退出并修改相應(yīng)圖標(biāo)顯示，且能直觀提醒駕駛員。例如左轉(zhuǎn)向燈打開、雙閃燈打開或駕駛員踩下制動踏板時，此時駕駛員有主動控制車輛意圖，LKA 系統(tǒng)應(yīng)退出，不應(yīng)產(chǎn)生糾偏動作。

2.3.7 脫手報警敏感度

該指標(biāo)評價脫手報警設(shè)計(jì)是否貼合用戶使用習(xí)慣，能否個性化設(shè)置，方向盤脫手報警時間設(shè)置是否合理，報警方式是否直觀。例如，是否太過靈敏，手離開1 秒就報警；還是太過遲鈍，20 秒還不報警；是否有分層級的脫手報警提醒方式，如用戶手離開方向盤5 秒只是文字提醒和聲音提醒，離開15 秒后文字提醒、聲音提醒加震動提示。

2.4 車道偏離預(yù)警維度評價內(nèi)容和方法

車道偏離預(yù)警維度主要評價預(yù)警能力、預(yù)警方式、漏報警、誤報警、報警時機(jī)等5 個方面，如表4 所示。

表4 車道偏離預(yù)警評價指標(biāo)

2.4.1 預(yù)警能力

該指標(biāo)評價LKA 系統(tǒng)預(yù)警能力，從直道預(yù)警能力和彎道預(yù)警能力兩方面來考察。如直道左偏、直道右偏是否能產(chǎn)生報警，彎道左偏、彎道右偏是否能產(chǎn)生報警。

2.4.2 預(yù)警方式

該指標(biāo)評價系統(tǒng)的預(yù)警方式是否有效（主要有三種方式，聲音預(yù)警、視覺預(yù)警、震動預(yù)警），預(yù)警方式是否能夠引起駕駛員的注意，預(yù)警強(qiáng)度是否合適。

2.4.3 漏報警

該指標(biāo)評價漏報警情況，車輛正常行駛，LKA 系統(tǒng)滿足正常工作各項(xiàng)條件，車輛有偏離趨勢時，未產(chǎn)生報警提示。

2.4.4 誤報警

該指標(biāo)評價報警準(zhǔn)確情況，例如車輛沒有偏離趨勢時產(chǎn)生報警或者車輛已從偏離趨勢回到車道中心行駛時無需報警卻產(chǎn)生報警。

2.4.5 報警時機(jī)

該指標(biāo)評價報警時機(jī)是否及時，預(yù)警過早或過晚都不好。如圖2 所示，當(dāng)車輛無意識駛出“6-干預(yù)臨界線”時，LKA 系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行主動轉(zhuǎn)向干預(yù)，使車輛保持在本車道內(nèi)。如果車輛在未駛出“3-最早干預(yù)線”便開始報警，那么就屬于報警時刻過早；如果車輛在已駛出“4-最遲干預(yù)線”還未產(chǎn)生報警，那么就屬于報警時機(jī)過晚。

2.5 車道保持輔助維度評價內(nèi)容和方法

車道保持輔助維度主要評價糾偏能力、糾偏時機(jī)、誤糾偏、漏糾偏、舒適性、安全性等6 個方面，見表5。

2.5.1 糾偏能力

該指標(biāo)評價LKA 系統(tǒng)糾偏能力，主要是直道糾偏能力和彎道糾偏能力。

直道的評價以10km/h 為一個跨度從30～70km/h 評價，在不同車速情況下，車輛產(chǎn)生左偏或右偏時，LKA 系統(tǒng)能進(jìn)行主動轉(zhuǎn)向干預(yù)，使得車輛保持在本車道內(nèi)。用戶參考評分依據(jù)1 來打分。

表5 車道保持輔助維度評價指標(biāo)

彎道行駛的評價主要是三個方面：入彎穩(wěn)定性、彎道行進(jìn)過程穩(wěn)定性、出彎時方向的回正穩(wěn)定柔和。入彎穩(wěn)定性，車輛進(jìn)入彎道時應(yīng)平穩(wěn)順滑，車輛動態(tài)連續(xù)，方向盤轉(zhuǎn)角變化應(yīng)平順自然且跟隨彎道曲率不存在不足或超調(diào)現(xiàn)象。彎道中，車輛轉(zhuǎn)向應(yīng)盡可能維持穩(wěn)定，無明顯突變，彎道中車輛與車道線不存在明顯蛇形現(xiàn)象。出彎時方向的回正穩(wěn)定柔和，車輛與車道線之間盡可能保持正中。

圖2 LKA 系統(tǒng)的車道偏離特征線

2.5.2 糾偏時機(jī)

駕駛員對于 LKA 介入時機(jī)的主觀感受主要受 LKA 介入時車輛在車道中的位置與狀態(tài)這一因素的影響，即介入時機(jī)的早晚。

如圖2 所示，當(dāng)車輛無意識駛出“6-干預(yù)臨界線”時，LKA 系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行主動轉(zhuǎn)向干預(yù)，使車輛保持在本車道內(nèi)。如果車輛在“3-最早干預(yù)線”前便已經(jīng)開始產(chǎn)生糾偏力矩，控制方向盤，那么就屬于糾偏時刻過早；如果車輛在已駛出“4-最遲干預(yù)線”還未產(chǎn)生糾偏力矩或那么就屬于報警時機(jī)過晚。

2.5.3 誤糾偏

該指標(biāo)評價是否出現(xiàn)誤糾偏情況。例如車速低于用戶手冊要求的工作車速、車輛雙閃打開、左轉(zhuǎn)向燈打開等。

2.5.4 漏糾偏

該指標(biāo)評價是否存在漏糾偏情況。如車輛左偏或右偏時，系統(tǒng)未產(chǎn)生糾偏動作。

2.5.5 舒適性

該指標(biāo)評價用戶在使用LKA 系統(tǒng)的駕駛舒適性感受和乘坐舒適性感受，如系統(tǒng)對方向盤施加的糾偏力矩大小是否適中，糾偏過程是否柔和、順暢。

2.5.6 安全性

該指標(biāo)評價用戶在使用LKA 系統(tǒng)的駕駛安全性感受和乘坐安全性感受，系統(tǒng)糾偏過程中是否會引起方向盤較大幅度的擺動，導(dǎo)致車身輕微或小幅度晃動，引起駕駛員的不安全感。

3 實(shí)車試驗(yàn)

選用三臺搭載LKA 系統(tǒng)的車輛，以試駕和試乘的方式，根據(jù)上文設(shè)計(jì)的18 項(xiàng)評價指標(biāo)和評價內(nèi)容進(jìn)行評價。三臺測試樣車來自于不同車企，經(jīng)試駕和試乘，3 臺樣車人機(jī)交互、車道偏離預(yù)警、車道保持輔助均能正常使用，但帶給用戶的體驗(yàn)和感受不同?？傮w來看，3 臺樣車均沒有“沒有滿足用戶需求”的指標(biāo)。樣車1 有7 項(xiàng)指標(biāo)得分在5-6 分，說明“僅實(shí)現(xiàn)部分用戶期望”，須改進(jìn)。樣車2 的18 項(xiàng)指標(biāo)均得分在7-10 分，說明該車LKA 系統(tǒng)給用戶的駕乘體驗(yàn)比較好。樣車3 有2 項(xiàng)指標(biāo)得分在5-6 分，需改進(jìn)。

4 結(jié)語

該文結(jié)合LKA 系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，從用戶視角提出了一種LKA 系統(tǒng)主觀評價方法，并構(gòu)建LKA 系統(tǒng)主觀評價模型，對以往從車道偏離預(yù)警技術(shù)和車道偏離轉(zhuǎn)向干預(yù)技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)視角進(jìn)行客觀評價的測試方法進(jìn)行了有效補(bǔ)充。用戶對LKA 系統(tǒng)的主觀評價由人機(jī)交互、車道偏離預(yù)警、車道保持輔助3 個維度，18 項(xiàng)評價內(nèi)容構(gòu)成。經(jīng)實(shí)車測試驗(yàn)證，該評價方法能有效評估用戶使用車道保持輔助系統(tǒng)的駕乘體驗(yàn)，可為后續(xù)車道保持輔助系統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化提供參考。