駕駛者的轉(zhuǎn)向感--畢業(yè)設(shè)計(jì)翻譯中文

1、<p><b>　　中文7368字</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 英 文 翻 譯</p><p>　　出處：Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 2007, 221(4): 405-41

2、5</p><p><b>　　駕駛者的轉(zhuǎn)向感</b></p><p>　　Newberry A C, Griffin M J, Dowson M</p><p>　　摘要：最近隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，利用原型車(chē)和專(zhuān)業(yè)方法，轉(zhuǎn)向感被優(yōu)化。對(duì)人的認(rèn)知的了解在設(shè)計(jì)初期可能協(xié)助發(fā)展一種良好的感覺(jué)。為了進(jìn)一步了解哪些因素促成對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的感覺(jué)，三個(gè)心理實(shí)驗(yàn)已

3、經(jīng)進(jìn)行。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，它研究了描述感覺(jué)(即觸覺(jué)性質(zhì))的方向盤(pán)的參照系， 表明測(cè)試者把注意力集中在施加于車(chē)輪上穩(wěn)態(tài)的力，而非穩(wěn)態(tài)扭矩。測(cè)試者把注意力集中車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度而非手中方向盤(pán)的位移。在第二次實(shí)驗(yàn)中，在穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)力與穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)角度狀態(tài)下，檢測(cè)到的閾值變化量被確定在15%左右。 分別用 震級(jí)估算和震級(jí)產(chǎn)生對(duì)穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)力與穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)角度下轉(zhuǎn)向感變化速度進(jìn)行確定。據(jù)發(fā)現(xiàn)，據(jù)史蒂文斯的定律，在強(qiáng)度為1.39上，隨著力的增加，穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)力的感覺(jué)

4、增加。而在強(qiáng)度為0.93上，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的感覺(jué)隨著方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的增大而增大。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將被討論。</p><p>　　關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向感覺(jué)，本體感覺(jué)，觸覺(jué)反饋</p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　開(kāi)車(chē)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，牽涉到許多的司機(jī)和車(chē)輛的互動(dòng)。二者組成的系統(tǒng)的良好運(yùn)行取決于車(chē)輛能理解駕駛者的意圖， 以及如何區(qū)別這些意圖和司

5、機(jī)能很好感知車(chē)輛的反饋。在一輛車(chē)上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是最重要的控制系統(tǒng)之一，讓司機(jī)來(lái)控制汽車(chē)方向。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不僅讓司機(jī)控制車(chē)，而且也提供給司機(jī)了車(chē)輛的反饋，通過(guò)反饋，給予觸覺(jué)感官路-輪胎系統(tǒng)的影響。</p><p>　　來(lái)自腳下的路-輪胎系統(tǒng)的力 (以及相關(guān)的道路輪角度，車(chē)輪速度和道路附著力) 作用在方向盤(pán)，而司機(jī)通過(guò)車(chē)輪與它們(轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)損失 及受到各種援助方式轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ，如液力和電磁的協(xié)助)互動(dòng)，建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部

6、性能和環(huán)境的模型。 </p><p>　　方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩和方向盤(pán)角度關(guān)系來(lái)一直被視為一個(gè)有用的方法描述轉(zhuǎn)向感覺(jué) [1]。 各種度量的關(guān)系，是用來(lái)界定轉(zhuǎn)向感覺(jué)[2-5]。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，改變方向盤(pán)力和方向盤(pán)角度的關(guān)系，都無(wú)法改變的駕駛經(jīng)驗(yàn) [6]。 由司機(jī)所感知的方向盤(pán)的觸覺(jué)的刺激的有關(guān)知識(shí)，被視為是可能有助于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　認(rèn)知?jiǎng)偠萚7]和觀感粘度[8]似乎來(lái)自力，位置和速

7、度。 心理生理學(xué)研究表明，肌梭的受體，皮膚的感受器， 與聯(lián)合受體提供了神經(jīng)輸入，用于感知運(yùn)動(dòng)和的肢體的作用力[9]。 </p><p>　　神經(jīng)物理學(xué)提供技術(shù)來(lái)描述主體如何感受刺激。 典型的措施包括差閾(需要檢測(cè)的改變的最小變化刺激)和神經(jīng)物理學(xué)函數(shù)(刺激程度的變化和對(duì)這些變化的感知之間的關(guān)系)。 不過(guò)， 第一步，利用神經(jīng)物理學(xué)方法對(duì)轉(zhuǎn)向感進(jìn)行量化是要確定方向盤(pán)觸覺(jué)反饋哪些方面是司機(jī)能感知的。</p>

8、<p>　　轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角度描述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，而它們之間的關(guān)系已經(jīng)定義為轉(zhuǎn)向感覺(jué)[2-5]。 似乎有必要檢查實(shí)驗(yàn)者衡量什么，。 也沒(méi)有說(shuō)明是否轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能用一個(gè)旋轉(zhuǎn)參照系(即 扭矩和角度)或傳動(dòng)的參照系(即力和位移)來(lái)描述。</p><p>　　本文描述了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，旨在研究司機(jī)如何感知方向盤(pán)的穩(wěn)態(tài)性能。第一個(gè)試驗(yàn)研究轉(zhuǎn)動(dòng)或傳動(dòng)參照系對(duì)于主觀者是否更直觀。 據(jù)推測(cè)，如果要求匹配不同大小方向盤(pán)

9、，旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的參照系也能更加一致與它們匹配。 第二實(shí)驗(yàn)確定觀感方向盤(pán)力量和角度的差別閾，如果假定韋伯的法律將適用雙方的刺激。 第三實(shí)驗(yàn)研究了方向盤(pán)物理特性的神經(jīng)物理學(xué)等級(jí)觀念，它確定了方向盤(pán)力和方向盤(pán)觀感之間關(guān)系，以及方向盤(pán)角度和方向盤(pán)角度觀感的關(guān)系。 據(jù)推測(cè)史蒂文斯的定律提供了充分的模型描述神經(jīng)物理學(xué)等級(jí)觀念。</p><p><b>　　2儀器</b></p><p&

10、gt;　　一個(gè)平臺(tái)被建立來(lái)模擬駕駛一個(gè)型號(hào)2002年美洲虎S型轎車(chē)的位置如圖 1。 該框架為主觀者提供了一個(gè)腳跟點(diǎn)和支撐汽車(chē)座椅和轉(zhuǎn)向柱總成。 美洲虎S型的方向盤(pán)的截面被用來(lái)作為的實(shí)驗(yàn)方向盤(pán)， 這種方向盤(pán)由快速成型聚合物和優(yōu)質(zhì)皮革做成，以形成良好的對(duì)握。 </p><p>　　測(cè)試者位置由座位，方向盤(pán)，足跟點(diǎn)的位置決定。對(duì)彎頭角度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，使它保持在110°左右，以確保所有測(cè)試者不要離方向盤(pán)太近或

11、太遠(yuǎn)。轉(zhuǎn)向柱總成包括光學(xué)增量編碼器以便測(cè)量角度(結(jié)果0.044°)， 應(yīng)變片扭矩傳感器測(cè)量扭矩(0.01N準(zhǔn)確性)， 軸承以便使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)自由(等距控制) ，夾鎖以便鎖定位置(等滲控制)。 </p><p><b>　　3實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　做三個(gè)實(shí)驗(yàn)，是為了研究司機(jī)對(duì)于方向盤(pán)穩(wěn)態(tài)的性能的反應(yīng)，以及確定司機(jī)的參照系，確定為力和角度感知的閾值變化量

12、， 確定力和角度的感知的增長(zhǎng)率。人體實(shí)驗(yàn)、安全與倫理委員會(huì)研究所和南安普敦大學(xué)的聲學(xué)與振動(dòng)研究通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)。 </p><p><b>　　3.1司機(jī)的參照系</b></p><p>　　參照系提供方法來(lái)描述空間中的實(shí)體的位置和運(yùn)動(dòng)。有兩個(gè)主要分類(lèi)為參照系，在空間知覺(jué):外部中心(外部的人的框架)， 而自我中心(框架集中于人)。對(duì)于某些任務(wù)，選擇的參照系可能僅僅是出于方

13、便。 在人類(lèi)空間認(rèn)知和導(dǎo)航的參照系，決定著人的觀感。方向盤(pán)的位置和運(yùn)動(dòng)的觸覺(jué)的感知，是受車(chē)輪限制，車(chē)輪只能?chē)@轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　在工程方面， 利用方向盤(pán)扭矩和方向盤(pán)的角度，也可很方便地描述了一個(gè)方向盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)參照系運(yùn)動(dòng)。 不過(guò)，當(dāng)感覺(jué)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，司機(jī)可使用不同的參照系; 他們可能會(huì)感覺(jué)方向盤(pán)力而非方向盤(pán)的扭矩，感覺(jué)方向盤(pán)位移而非方向盤(pán)角。另外，司機(jī)可既不使用外界參考系也不使用自我中心的參照系，反而可

14、能會(huì)使用一些由kappers建議中間參照系[10]。 </p><p>　　這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)駕駛者是否能感知方向盤(pán)力或力矩，以及是否他們能意識(shí)的角度或位移。 這些特性的關(guān)系是</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（2）</b></p><p>　　為了研究哪個(gè)

15、變量是被司機(jī)直覺(jué)所感知，找出旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的參照系的關(guān)系是十分必要的。 這項(xiàng)工作可以通過(guò)改變方向盤(pán)的半徑來(lái)完成。 假設(shè)這種情況， 當(dāng)被問(wèn)及他所感知的一個(gè)參考系，在等距 (方向盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng))改變方向盤(pán)半徑條件下，測(cè)試者要么感知手上的作用力要么感知施加于方向盤(pán)的扭力。也有這樣一種假設(shè)，當(dāng)使用變半徑的等滲方向盤(pán)(即車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，不能抵抗運(yùn)動(dòng))測(cè)試者要么感知手中方向盤(pán)的位置或方向盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度。 </p><p><b>　

16、　3.1.1方法</b></p><p>　　采用調(diào)整的方法[11]， 從參考方向盤(pán)到測(cè)試方向盤(pán)，測(cè)試者都能感知。 在抓好參考方向盤(pán)后， 受試者需要完成達(dá)到預(yù)期刺激程度的按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的動(dòng)作。用一臺(tái)有11項(xiàng)固定的指標(biāo)的電腦監(jiān)視器來(lái)顯示視覺(jué)反饋情況。電腦顯示器指示指導(dǎo)測(cè)試者小角度，中角度，或大角度轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，去尋找參考方向盤(pán)的感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)。 受試者需要在6秒的范圍完成相關(guān)操作，并且在隨后的4s內(nèi)保持

17、力或轉(zhuǎn)角。 受試者需要在6秒內(nèi)移動(dòng)他們的手來(lái)完成給定的試驗(yàn)內(nèi)容。 建立參考空間和把握方向感的總時(shí)間為20秒。 </p><p>　　測(cè)試者分成兩組，一組參加等距方向盤(pán)項(xiàng)目，一組參加等滲方向盤(pán)項(xiàng)目。 在每組中有四個(gè)參數(shù)狀態(tài)需要測(cè)試:5N、15N、1.5Nm、3Nm(用等距方向盤(pán))、3°、9°、10毫米、30毫米(用等滲方向盤(pán))。這些力和距離與方向盤(pán)臂的力和距離有關(guān)。

18、

19、 </p><p>　　這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，12名男性，年齡在18至26歲， 應(yīng)用主觀實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，所有測(cè)試者參加了在所有的條件下

20、的測(cè)試。整體的測(cè)試結(jié)果更加均衡合理。第一組的六個(gè)參與者用等距方向盤(pán)： 至于第二組的六個(gè)參與者使用等滲方向盤(pán)。 </p><p>　　對(duì)于每一個(gè)參數(shù)狀態(tài)，共有18個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行： 9個(gè)實(shí)驗(yàn)收集下列對(duì)象的狀態(tài)數(shù)據(jù)： 3個(gè)參考方向盤(pán)的組合和3個(gè)不同直徑試驗(yàn)方向盤(pán) (小型，中型 和大型)。包括，重復(fù)上述相同尺寸方向盤(pán)的九個(gè)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)。 </p><p>　　受試者需要保持力或轉(zhuǎn)矩的時(shí)間的長(zhǎng)短能最大限度地

21、防止疲勞。 通常，測(cè)試者歷時(shí)10秒，以達(dá)到預(yù)期的力量或方向盤(pán)角度。 測(cè)試者的雙手被掩蓋，使他們并未獲得自己的位置或運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)反饋。</p><p><b>　　3.1.2結(jié)果</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)典型測(cè)試者的等距控制的結(jié)果在圖2以力的方式表現(xiàn)，在圖3中以扭矩圖形式表現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)典型測(cè)試者的等滲控制的結(jié)果在圖4以角度的方式表現(xiàn)，在圖5中以位移形

22、式表現(xiàn)。 </p><p>　　物理量的參考條件和試驗(yàn)條件之間的相關(guān)系數(shù)在表1每個(gè)測(cè)試者位置處給出。對(duì)于等距控制，相關(guān)系數(shù)通過(guò)在方向盤(pán)臂處的力矩和力獲得。 對(duì)于等滲控制， 相關(guān)系數(shù)通過(guò)在方向盤(pán)臂處的位移和角度獲得。 據(jù)推斷，相關(guān)系數(shù)越大的變量(力或轉(zhuǎn)矩，角度或位移)是越容易表現(xiàn)在數(shù)據(jù)中。</p><p>　　對(duì)于12個(gè)測(cè)試者，等距控制中通過(guò)力取得的相關(guān)系數(shù)明顯高于通過(guò)扭矩獲得相關(guān)系數(shù) (p

23、＜0.01 wilcoxon配對(duì)標(biāo)記的等級(jí)檢驗(yàn))。 對(duì)于等滲控制， 通過(guò)角度獲得的相關(guān)系數(shù)明顯高于通過(guò)位移獲得的相關(guān)系數(shù) (p＜0.01)。 </p><p><b>　　3.1.3討論</b></p><p>　　最適合的數(shù)據(jù)的線(xiàn)的梯度小于11個(gè)測(cè)試者單元的整體。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的梯度大于1.0的單一測(cè)試者只用了角度的數(shù)據(jù)。 其結(jié)果已經(jīng)才從正在表現(xiàn)第一參數(shù)中產(chǎn)生(即命令生效

24、)。 另外， 它可以顯示物理變量并不反映被測(cè)試者調(diào)整的參數(shù)。無(wú)論參數(shù)與45°線(xiàn)匹配的偏差多大，斯?fàn)柭嚓P(guān)系數(shù)在沒(méi)有做關(guān)于參數(shù)和匹配的確切值的假設(shè)情況下對(duì)參數(shù)和匹配進(jìn)行分級(jí)。</p><p>　　結(jié)果顯示，在理想化等距和等滲控制中，比方向盤(pán)扭矩感來(lái)，司機(jī)有更好的方向盤(pán)力的感覺(jué)。和方向盤(pán)角度感相比，司機(jī)有更好的方向盤(pán)位移感。 看來(lái)，受試者用其肌肉上的力及手臂關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度來(lái)定位方向盤(pán)。 </p>

25、<p>　　為了判斷扭矩， 測(cè)試者將需要估計(jì)力與手與方向盤(pán)的中心的距離。 為了判斷方向盤(pán)臂位移， 測(cè)試者需要估計(jì)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的角度與手腳的長(zhǎng)短。 估計(jì)扭矩和距離比估計(jì)力量和角度需要更多的信息和更大的工作。 因此，扭矩和距離不準(zhǔn)確的、不被喜歡和不自然，這就不足為奇。 </p><p><b>　　3.2差別閾 </b></p><p>　　一個(gè)差別閾是最小的變化

26、和刺激，能夠引起人感覺(jué)器官的注意 [11]。 差別閾可說(shuō)是絕對(duì)單位， 差別閾是描述測(cè)試的變量的物理單位，或者是相對(duì)而言，差別閾是用韋伯分?jǐn)?shù)描述的一個(gè)量。 韋伯提出的絕對(duì)差別閾是一種線(xiàn)性的刺激強(qiáng)度，因此，可以用一個(gè)固定百分比或分?jǐn)?shù)描述刺激的強(qiáng)度。 這體現(xiàn)在韋伯的法律中，C是一個(gè)常數(shù)，稱(chēng)為韋伯分?jǐn)?shù)，常以百分比表示 。</p><p>　　感知力的閾值的形式為多種多樣。 瓊斯[12]報(bào)道手肘屈肌所產(chǎn)生的力的差別閾為韋伯

27、分?jǐn)?shù)0.07(7%)。 基于一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)laming[13] 報(bào)道了舉起重物的差別閾是韋伯分?jǐn)?shù)0.059(5.9%)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中希納[14]把重量 從300克增加到3000克。奧伯[15]測(cè)量了限制重量為50至550差別閾，韋伯分?jǐn)?shù)為0.043(4.3%)。 gaydos[16]報(bào)道了手指跨度的寬度為770至100毫米觸覺(jué)閾值為0.021(2.1%)。 瓊斯報(bào)導(dǎo)肘運(yùn)動(dòng)的閾值為8% 。Rinker[18]研究了手指運(yùn)動(dòng)閾值的規(guī)律為正弦規(guī)律。差

28、別閾的范圍從10%到18%。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)研究穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)力的差別閾 (用等距方向盤(pán))和穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)角度的差別閾 (用等滲方向盤(pán))。 </p><p><b>　　3.2.1方法 </b></p><p>　　差別閾值是用兩種替代被迫選擇程序測(cè)定，即上下轉(zhuǎn)化反應(yīng)方法[19]。 受試者需要根據(jù)刺激程度在方向盤(pán)上完成預(yù)定的力或角度。 完成

29、動(dòng)作所需的水平由一臺(tái)11項(xiàng)固定的指標(biāo)的電腦監(jiān)視器所顯示。 分別介紹了參考刺激和試驗(yàn)刺激的順序和隨機(jī)秩序，受檢者報(bào)告這兩個(gè)刺激的感覺(jué)哪個(gè)更大。UDTR的方法是一個(gè)三升一降規(guī)則(即三個(gè)正確的反應(yīng)使刺激更加接近參考刺激，而一個(gè)不正確的反應(yīng)增加，導(dǎo)致增加參考和測(cè)試刺激的不同)。 三升一降規(guī)則意味著得到的差別閾值有79.4%正確反應(yīng)水平。</p><p>　　三個(gè)參考程度被用來(lái)在每一組：（等距方向盤(pán)的5.25N、10.50

30、N、 21N）和（等滲方向盤(pán)4°、8°、16°）。 為了確定每個(gè)參數(shù)的差別閾，測(cè)試者做了一系列判斷， 而判決的總數(shù)取決于其反應(yīng)。 測(cè)試終止后進(jìn)行三升一降規(guī)則逆方向的測(cè)試。 差別閾的平均值為最后兩個(gè)上和最后的兩個(gè)下的逆轉(zhuǎn)值測(cè)定。 </p><p>　　這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，12名男性年齡18至28歲，參加了內(nèi)部主觀實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 相關(guān)狀態(tài)出現(xiàn)的次序通過(guò)測(cè)試者進(jìn)行平衡。六個(gè)測(cè)試者由等距控制， 六個(gè)測(cè)試

31、者由等滲控制。 </p><p><b>　　3.2.2結(jié)果</b></p><p>　　差別閾值位數(shù)絕對(duì)值和相對(duì)值見(jiàn)表2。 對(duì)于力和角度，隨著參考幅度增加 (p＜0.01 弗里德曼測(cè)驗(yàn)) ，絕對(duì)差閾值明顯增加。</p><p>　　力和角度差別閾值位數(shù)的絕對(duì)值和相對(duì)值列于圖 6和圖 7。 隨著參考力的增加，差別閾值位數(shù)相對(duì)值均呈下降(從16.

32、5%到11.5%)。隨著參考角度的增加， 差別閾值位數(shù)相對(duì)值均呈下降(從17.0%到11.5%)。不過(guò)，總體而言，相對(duì)的差別閾值沒(méi)有超過(guò)三個(gè)力參照和三個(gè)角度參考(p＞0.4弗里德曼測(cè)驗(yàn))。 </p><p><b>　　3.2.3討論</b></p><p>　　統(tǒng)計(jì)分析意味著力量和角度的相對(duì)差別閾是獨(dú)立的，而應(yīng)用韋伯的法則可對(duì)這個(gè)狀況進(jìn)行研究。 </p>

33、<p>　　在檢測(cè)變化力時(shí)，不同程度的參考刺激的平均相對(duì)差別閾為15%。當(dāng)檢測(cè)變化的角度時(shí)，不同程度的參考刺激的平均相對(duì)差別閾為14%。這意味著探測(cè)變化力和角度的準(zhǔn)確性沒(méi)有根本區(qū)別。表明力量和角度提供同樣反饋?zhàn)儎?dòng) 。</p><p>　　對(duì)于力的感知，15%相對(duì)差別閾值達(dá)到正確的性能水平的79.4%。 但直接比較上述研究報(bào)告的力的感知是不可能的， 因?yàn)檎_反應(yīng)水平是不表現(xiàn)在這些研究中。 對(duì)于角度的感

34、知， 在本研究14%與肢體運(yùn)動(dòng)的差別閾值的10～18% (按71%的正確率) 相比，據(jù)rinker的調(diào)查。與肢體運(yùn)動(dòng)的差別閾值的8%(71%正確率)，據(jù)瓊斯調(diào)查。 </p><p><b>　　3.3感知的增長(zhǎng)率</b></p><p>　　刺激感的增長(zhǎng)率采用史蒂文斯的法則[20]確定。ψ表示感覺(jué)的程度，φ是刺激的強(qiáng)度，K是一個(gè)由具體情況決定的常量，N是描述了刺激感的

35、增長(zhǎng)速度的指數(shù)， 并決定感官(例如力的感知或感知響度)。 </p><p>　　以前的研究報(bào)告了在各種實(shí)驗(yàn)條件下[21-24]感覺(jué)力和體重的增長(zhǎng)速度指數(shù)在0.8和2.0之間。史蒂文斯和斯頓研究了手指跨度的觸覺(jué)感覺(jué)[25]利用跨度為2.3-63.7毫米來(lái)估算指數(shù)次方為1.33的震級(jí)。</p><p>　　指數(shù)n的值可要么由震級(jí)估計(jì)決定要么由規(guī)模生產(chǎn)決定。 震級(jí)估計(jì)需要測(cè)試者作一個(gè)感覺(jué)的知覺(jué)程

36、度的數(shù)值預(yù)測(cè)， 而規(guī)模生產(chǎn)需要測(cè)試者調(diào)整刺激產(chǎn)生等于給數(shù)值感應(yīng)程度。這些方法有系統(tǒng)性偏差。這被史蒂文斯[20]叫做回歸效應(yīng)[11]。 偏差都?xì)w因于一種測(cè)試者限制刺激超過(guò)他們所控制的范圍的趨勢(shì)：所以在震級(jí)估計(jì)中他們限制他們所報(bào)告的數(shù)值的范圍，在規(guī)模生產(chǎn)中他們限制了各種所產(chǎn)生的刺激。 偏差造成的規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)生了坡度(即高值n)而不是震級(jí)的估計(jì)。 </p><p>　　第三實(shí)驗(yàn)均雇用震級(jí)估算及生產(chǎn)規(guī)模研究穩(wěn)態(tài)方向盤(pán)力與穩(wěn)

37、態(tài)方向盤(pán)角度的知覺(jué)程度。 </p><p><b>　　3.3.1方法 </b></p><p>　　對(duì)程度的估計(jì)， 測(cè)試者首先在順時(shí)針?lè)较虿僮鞣较虮P(pán)中應(yīng)用參考力(或角度)。 對(duì)于等距方向盤(pán)， 參考力是10.5N，對(duì)于等滲方向盤(pán)，參考角度是9度。 在中等參考下產(chǎn)生了一個(gè)11點(diǎn)的規(guī)模的反饋。 受試者被告訴參考范圍相當(dāng)于100以?xún)?nèi)。 測(cè)試者應(yīng)用于11個(gè)不同的測(cè)試力(或角度

38、)，用力或角度直到指針擺在中間標(biāo)志的11點(diǎn)尺度處。 被指定的力或角度相當(dāng)于50%，60%，70%，80%， 90%，100%，120%，140%，160%，180%， 200%的參考力或角度。 對(duì)于力，這些刺激介于5.25N～21N，而對(duì)角度而言，他們介于4.5度至18度。 在出示一份檢驗(yàn)刺激 測(cè)試者被要求根據(jù)參考的比例提出報(bào)告來(lái)表現(xiàn)試驗(yàn)力(或角度)來(lái)。 出現(xiàn)試驗(yàn)刺激的順序是隨機(jī)。 為程度產(chǎn)生， 測(cè)試者首先在順時(shí)針?lè)较蛏喜倏v方向盤(pán)應(yīng)用參

39、考力(或角度)。 對(duì)于等距方向盤(pán)，參考力是10.5N。對(duì)于等滲方向盤(pán)參考角度是9度。 在中等參考下產(chǎn)生了一個(gè)11點(diǎn)的規(guī)模的反饋。 受試者被告訴參考范圍相當(dāng)于100以?xún)?nèi)。 指針移動(dòng)，顯示的數(shù)字被代替(50、60、70、80、90、100、120、140、160、180 或200)。測(cè)試者被要求</p><p>　　這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，12名男性年齡18至28歲，參加了內(nèi)部主觀實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。測(cè)試者分成兩組按順序進(jìn)行力，角度和程度

40、估計(jì)， 震級(jí)和生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。 相關(guān)狀態(tài)出現(xiàn)的次序通過(guò)測(cè)試者進(jìn)行平衡。</p><p>　　該指數(shù)表明感知的增長(zhǎng)速度，是由史蒂文斯的定律決定的。 隨著對(duì)數(shù)軸上的刺激，該指數(shù)是斜率n由下列公式所決定。</p><p><b>　　3.3.2結(jié)果</b></p><p>　　感知的增長(zhǎng)速度的指數(shù)通過(guò)最小二乘法回歸中位數(shù)得到。對(duì)從12個(gè)測(cè)試者的每次試驗(yàn)程

41、度和實(shí)際試驗(yàn)程度及被假設(shè)的變量決定的震級(jí)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘法回歸[26]。 計(jì)算的指數(shù)分別為1.14(力震級(jí)的估計(jì))，1.70(力程度產(chǎn)生)，0.91(角度震級(jí)估算)和0.96(角度規(guī)模產(chǎn)生)。 </p><p>　　中位的數(shù)據(jù)，最適合于所有的測(cè)試者的線(xiàn)列于圖8 、9、10和11。力的估計(jì)，力的產(chǎn)生，角度估算，角度的產(chǎn)生分別在圖12中比較。</p><p>　　物理程度及認(rèn)知程度之間

42、的斯?fàn)柭闹认嚓P(guān)系數(shù)r分別為0.89（力震級(jí)估計(jì)）和0.65（力的規(guī)模產(chǎn)生），0.89（角震級(jí)估計(jì)）和0.87（角規(guī)模產(chǎn)生）。 刺激和估計(jì)或指定程度之間的相關(guān)顯著性(P＜0.01，N=132)具有較高的關(guān)聯(lián)性。</p><p><b>　　3.3.3討論 </b></p><p>　　隨著震級(jí)的估計(jì)， 隨著力量和角度的增加，力和角度的所有位數(shù)估計(jì)的排序增加，中部(10

43、0和120)的力量估計(jì)除外。 這個(gè)偏差是隨機(jī)的上升。 為了評(píng)估這種偏差對(duì)中位數(shù)據(jù)的指數(shù)的影響，指數(shù)回歸到全部測(cè)試者的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。 由此得出的一個(gè)指數(shù)為1.14，這同從中位數(shù)據(jù)確定的指數(shù)是一樣的。 同樣地，對(duì)于規(guī)模產(chǎn)生，所需的數(shù)值而增加的中間力和角度也一樣，除兩個(gè)最低位力。當(dāng)受試者被要求產(chǎn)生一個(gè)與幅度 70相應(yīng)的力量時(shí)，最低位的力被產(chǎn)生。對(duì)于明顯震級(jí)60和50，中位力略高(雖不顯著)。 這種偏離預(yù)期的秩序是隨機(jī)的，這意味著力的產(chǎn)生的指數(shù)

44、(1.70)比無(wú)最低的二個(gè)力時(shí)要高。 回歸所有來(lái)自所有測(cè)試者的關(guān)于力生產(chǎn)的數(shù)據(jù)(代替位數(shù)判斷)算出的指數(shù) 1.38。 </p><p>　　回歸效果表現(xiàn)在力量和角度的數(shù)據(jù)上。 估計(jì)沒(méi)有偏見(jiàn)的力量和角度的明顯感覺(jué)的增長(zhǎng)率，當(dāng)作幅度估計(jì)和規(guī)模生產(chǎn)的增長(zhǎng)率的幾何平均值。 在這項(xiàng)研究中， 轉(zhuǎn)向盤(pán)力的估算和生產(chǎn)斜率的平均值是1.39，而方向盤(pán)角度的值為0.93。</p><p>　　方向盤(pán)力感的增長(zhǎng)

45、率所在，在先前報(bào)道的范圍內(nèi)[22]。增長(zhǎng)率為1.39意味著力感的增長(zhǎng)快于力的增長(zhǎng)。 例如，增加了一倍力量將引起感知的162%增加。方向盤(pán)角度有平均增長(zhǎng)率為0.93；這樣角度感的增長(zhǎng)速度比角度的增長(zhǎng)慢。例如，增加了一倍的角度會(huì)引起只提高了91%角度感。 </p><p><b>　　4一般性討論</b></p><p>　　雖然希望優(yōu)化轉(zhuǎn)向感，但是很少有系統(tǒng)的研究。這些

46、研究包括司機(jī)的感覺(jué)，他們感知的差別。和隨著轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的力和角度變化，感覺(jué)怎樣變化。 第一次實(shí)驗(yàn)給了適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)向感，配合隨后的兩個(gè)研究。當(dāng)考慮了施加在司機(jī)上的負(fù)載時(shí)，第一項(xiàng)研究的結(jié)果表明了車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的觸覺(jué)特能應(yīng)顧及方向盤(pán)的半徑。方向盤(pán)半徑的變化衡量力感和力感的改變。</p><p>　　第二實(shí)驗(yàn)確定了被測(cè)試到的方向盤(pán)力量和角度的差異。 相差15%的力和相差14%的角度將引起79.4%時(shí)間差。差別閾運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)

47、理描述。差別閾的值通過(guò)正確的反饋?zhàn)兓?。ROC曲線(xiàn)(接受操作特性)曲線(xiàn)描述了所有反饋的差別閾值。 該實(shí)驗(yàn)提供了ROC曲線(xiàn)的一點(diǎn); 最好能測(cè)量其它的點(diǎn)，并建構(gòu)一個(gè)ROC曲線(xiàn)。 差別閾與概率檢測(cè)差異之間的關(guān)系可以看出。 </p><p>　　測(cè)定差閾值的環(huán)境可能影響閾值測(cè)定。 在本研究中，測(cè)試者與力的實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，在角度測(cè)試中使方向盤(pán)回正。它們代表個(gè)別刺激而不是力或角度的增量變化，就像發(fā)生在駕駛過(guò)程中。 雖然試驗(yàn)有限制，

48、結(jié)果可能是在各個(gè)領(lǐng)域有用的。舉例來(lái)說(shuō)，它們提供差異的見(jiàn)識(shí)是可以接受的，從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)到重復(fù)轉(zhuǎn)向可接受差異。 </p><p>　　第三次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，無(wú)論是方向盤(pán)力感部隊(duì)還是方向盤(pán)角度感都不是線(xiàn)性。 了解如何看待司機(jī)感知方向盤(pán)力和方向盤(pán)的角度的反饋需要承認(rèn)無(wú)論是力或角度的感知并不是線(xiàn)性關(guān)系。 </p><p>　　研究報(bào)告說(shuō)，方向盤(pán)力和方向盤(pán)角度的感知如何依靠力和角度。對(duì)于汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

49、中的方向盤(pán)作用力和方向盤(pán)角度一起變化的情況，應(yīng)用研究的結(jié)果可能有局限存在。力或角度的感知可能被角度或力的變量改變。此外，聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)或其他身體感官刺激表現(xiàn)車(chē)輛上，但這些不被包括在本實(shí)驗(yàn)室中，這些可能影響方向盤(pán)力和角度的感知。 </p><p><b>　　5結(jié)論 </b></p><p>　　方向盤(pán)力是更有效的轉(zhuǎn)向感的描述而非方向盤(pán)扭矩。方向盤(pán)的角度更有效的轉(zhuǎn)向感的描述