基于动态聚类算法的情绪对模拟驾驶仿真视觉关注度影响研究

为防范并减缓因驾驶员情绪波动所导致的交通事故，本研究探讨了模拟仿真驾驶过程中情绪对驾驶员视觉关注度的影响。首先诱发被试人员产生正常情绪与愤怒情绪。其次基于眼动实验分析两组被试人员的视觉注意关注状态，得到了两组被试人员的眼动轨迹图、热点图、眼跳等眼动指标进行分析情绪对视觉关注的影响，之后利用动态聚类算法对注视点进行聚类，呈现出被试人员不同的感兴趣的区域，分析被试人员对车外信息处理情况对比。最后结果表明：愤怒情绪下的被试人员处理车外信息较慢，视野活动轨迹较窄，反应速度较慢。本研究有助于更深入地探究愤怒情绪与道路行驶安全之间的联系，并为开发有效的交通安全策略提供科学依据。

在当今社会，交通事故给人们带来了严重的人员伤害和财产损失。而愤怒情绪，作为一种不良情绪， 被视为引发交通事故的重要元素之一[1]。在驾驶过程中，愤怒情绪可能会导致驾驶员的视觉关注发生变化，从而对驾驶行为产生负面影响[2]。在驾驶过程中，驾驶员的视野能够看到车内装饰与车外道路环境[3]，例如车内的方向盘、仪表盘、中控屏、副驾座位和桌面等，以及车外的行人、路面状况、建筑物等各种突发事物[4]。汽车驾驶是一个需要付出很强的认知能力去完成这一个驾驶过程[5]，驾驶多年的经验提示我们应将注意力集中在最感兴趣的区域，但是驾驶过程中当我们情绪发生改变，愤怒情绪会如何影响驾驶员在不同环境中的视觉关注，目前尚未得到深入研究。因此，研究愤怒情绪对驾驶员视觉关注的影响具有重要的现实意义。

目前，国内外许多学者研究了情绪、视觉关注等相关的驾驶研究。消极和积极情绪的诱发导致了分散注意力和涉及任务无关思维的明显增加， Christoff 等人将这种分心描述为在相对自由产生的精神状态， 或者在没有高度集中注意力的任务存在时的一系列精神状态[6]。Cai 等人指出，愤怒和兴奋情绪可能导致驾驶者行驶速度更高、方向盘角度更大的偏差，而悲伤的司机则可能表现出对危险感知的受损[7]。张殿业等人认为，驾驶员的交感神经兴奋度和情绪唤醒水平会对驾驶行为的安全性产生影响[8]。为研究驾驶员的分心行为，Ahlstrom 等人开展了实际道路环境下的驾驶试验，从整体和局部两个尺度分析了驾驶员的视觉注意情况[9]。张萌等人构建了一个人际情绪危险性的网络拓扑模型，以深入探究人际关系对驾驶情绪的影响[10]。

国内外对驾驶行为的研究主要聚焦在疲劳驾驶和分心驾驶两个方面， 而关于驾驶过程中的愤怒情绪对驾驶员视觉关注影响研究相对较少。