home

不止圈速:用眼动追踪读懂驾驶者的心智

  • 博客
  • Cristiano Giardina
  • 5 分钟

图片由 Avehil/Skydrive提供。
图片由 Avehil/Skydrive提供。

当需要分析车辆或其部件的性能,以构建精确的虚拟模型时,只有一条路:测量。

合适的工具 

如果谈论赛车,最先想到的参数通常是极速或圈速。但要建立准确的数学模型,需要更多测量数据,而这些数据并不总像读时速表或按秒表那么容易获取。

例如,测量气动载荷或识别轮胎开始失去抓地力的极限,需要专用仪器。车辆须配备称重传感器、皮托管或光学速度传感器等设备。

简而言之—— 需要核实的工具。 

能提供精确数值和可靠测量的工具。借助这些数据,我们可以在同一辆车上比较两种不同的轮胎配方,或评估两辆车在同一赛道上的表现。

最终,数学、数值分析,当然还有秒表,将毫无疑问地判定哪种方案表现最佳。

人的因素 

但如果两辆完全相同的车由不同的驾驶者来开呢?

我们如何确定两位驾驶者都已达到了绝对极限?

如何消除驾驶者这个变量,以确保测量的可靠性?

又或者,我们应该反过来:也测量驾驶者,将感觉和直觉转化为可衡量、可比较的要素。

答案是:也许可以。 

人的因素,幸运的是,仍然是决定性因素。是否存在能衡量驾驶技术,或更简单地说,驾驶者天赋或速度本能的传感器?

在现实世界中,最终的裁判永远是秒表。在同等条件下,它足以从两位、二十位甚至两百位驾驶者中选出最优者。但对于从事模拟工作的人来说,这个判定只在现实世界中才真正可靠。

在模拟环境中,多个因素与现实不同,使秒表的判断力大打折扣。对危险的感知、实际受伤的可能、心理压力和身体负荷——这些都是在现实中显著影响驾驶者表现的要素,在模拟器中却被大幅削弱。

Therefore, the fastest driver in simulation is not always the one who is the fastest on track. This leads to an important question: How can a driver's performance be properly evaluated in a simulator?
Video thumbnail

使用Tobii Pro Glasses 3进行驾驶表现测试。 视频由Avehil/Skydrive提供。

模拟的优势  

模拟还提供了在其他运动中鲜少具备的独特优势。

例如,在训练过程中,可以将生物传感器直接佩戴在驾驶者身上,测量以下参数: 

  • 呼吸频率

  • 心率

  • 出汗量

  • 肌肉负荷 

这些数据提供了关于运动员身体状态的宝贵信息。

遗憾的是,这些传感器主要衡量的是驾驶者的体能水平——在赛车运动中固然重要——但它们无法测量最关键的能力:驾驶者将车辆推向极限甚至超越极限的能力。

Skydrive 的研究 

近年来,Skydrive 出于更高效地评估和训练驾驶者的需求,走得更远,研究并引入了新的测量系统。

其中,我们采用的最具创新性的工具之一,是 Tobii 开发的穿戴式眼眼动仪

Tobii Pro Glasses 3 用于在驾驶者性能测试中采集宝贵的眼动追踪数据。图片由 Avehil/Skydrive 提供。
Tobii Pro Glasses 3 用于在驾驶者性能测试中采集宝贵的眼动追踪数据。图片由 Avehil/Skydrive 提供。

眼动追踪与驾驶员训练  

这项卓越的技术不仅提供记录数据,还能实时输出信息,极大增强了我们分析驾驶者表现的能力。与此同时,它为驾驶者训练引入了全新工具,覆盖了此前鲜少被探索的领域。分析与训练流程由此实现了真正的质的飞跃。 

举个例子? 

也许最引人注目的成果是:我们如今能够观察和分析驾驶者脑中所谓的"理想赛车线"

借助眼动追踪,我们能以毫米级精度对比职业冠军车手与年轻新手,或绅士车手,独立于圈速结果——正如前文所述,圈速并不总是可靠的。

我们现在可以分析以下参数: 

  • 瞳孔大小

  • 周边视野

  • 眼跳速度

  • 注视时间

换句话说,我们开始能够衡量一种可称为"视觉速度"的东西。自然地,车速越快,驾驶者的视觉处理速度必须越快。能够测量这些方面,代表着驾驶者评估领域的重大进步。

Tobii Pro Lab 用于分析驾驶者性能测试中采集的数据。图片由 Avehil/Skydrive 提供。
Tobii Pro Lab 用于分析驾驶者性能测试中采集的数据。图片由 Avehil/Skydrive 提供。

驾驶员的视觉如何运作  

驾驶中的视觉过程本质上是注视与眼跳的交替。

注视发生在驾驶者的目光到达一个参考点,并在此停留足够长的时间以完成驾驶操作时。例如,一个制动参考点。

眼跳发生在眼睛离开该注视点,快速移向下一个参考点时。以制动区后接弯心为例:理想情况下,驾驶者识别出制动标记,并将目光稳定注视在上面,直到必须开始制动的那一刻。

制动开始后,驾驶者须判断将车引向何处以正确入弯。此时,眼睛执行一次眼跳,搜索下一个参考点——通常是弯心——实际上是在驾驶者脑中绘制出理想轨迹。一旦识别出弯心,目光再次稳定为注视,驾驶者执行所需的转向和车辆控制操作,将车精确导向该点。

训练眼睛  

最有趣的一点是:整个过程都可以被训练。

驾驶员可以训练: 

  • 眼球运动

  • 注视精准度

  • 眼跳速度

  • 视觉处理的整体速度

The angular velocity of the human eye typically ranges between 700 and 900 degrees per second for an average person. Professional racing drivers can reach speeds of around 1000 degrees per second.

卓越的表现,但通过正确训练可以逐步接近。考虑到眼睛是人体最快的肌肉,能在不到百分之一秒内收缩,精确测量这些眼球运动绝非易事。

Tobii 提供的分析软件使我们能够达到这一测量精度。从这一点出发,真正的探索才刚刚开始。因为一旦某样东西可以被测量,它就可以被训练。而一旦可以被训练,它就可以被提升。

团队正使用 Tobii Pro Lab 分析由 Tobii Pro Glasses 3 采集的数据。图片由 Avehil/Skydrive 提供。
团队正使用 Tobii Pro Lab 分析由 Tobii Pro Glasses 3 采集的数据。图片由 Avehil/Skydrive 提供。

随后我们开始识别和开发具体的指标,这些指标是参数化驾驶者表现的基础。指标确定后,我们与同意在模拟器和真车上进行一系列测试的职业车手合作,采集了基准样本

将视觉转化为表现 

在开发出能够以清晰直观的方式复现和展示这些指标的系统后,我们邀请了经验较少的驾驶者——如年轻天才车手或业余车手——接受同样的测试和驾驶练习。

下一步顺理成章:

对比两组指标。最初,这种对比在模拟器驾驶结束后以静态方式进行。这让经验较少的驾驶者能够清楚地认识到自己与职业车手之间的差距,从而在下一次练习中做出调整和改进。

新手驾驶者(红色注视点)与职业车手(蓝色注视点)的眼动追踪数据指标对比。图片由 Avehil/Skydrive 提供。
新手驾驶者(红色注视点)与职业车手(蓝色注视点)的眼动追踪数据指标对比。图片由 Avehil/Skydrive 提供。

不过随后,系统升级为实时屏幕图形可视化。受训驾驶者现在可以看到投影在前方的、代表职业车手注视与眼跳的点位,从而更容易跟随这些运动,训练自己的视觉过程。

起初这一过程可能略显机械。但经过反复训练,业余驾驶者的视觉行为逐步改善,逐渐成为一种潜意识的自然过程,最终使驾驶者获得真正更高水平的驾驶技能。

Skydrive 与 Tobii 的尖端技术这一强力组合,解锁了每一位新一代驾驶者的隐藏潜力。

撰写人

  • Cristiano Giardina

    Cristiano Giardina

    CEO, Skydrive

    Cristiano Giardina is the CEO of Skydrive, where he has spent the past decade advancing high‑fidelity racing simulation and driver‑development technologies. With experience spanning simulator engineering at Simtech, operational leadership at Dream Racing in Las Vegas, and team management as Team Principal in different top motorsports categories (like F3 and World Series by Renault...)

进一步了解眼动追踪在赛车领域的应用

订阅我们的资讯邮件

订阅我们的资讯邮件

订阅 Tobii 资讯,第一时间获取我们的最新博文与行业洞察。我们将直接投递至您的邮箱,带您深入探索真实行为分析、注意力研究以及重塑未来技术的创新趋势。