Summary

Brug af en Virtual Reality Walking Simulator til at undersøge fodgængeradfærd

Published: June 09, 2020
doi:

Summary

Denne protokol beskriver brugen af en vandresimulator, der fungerer som en sikker og økologisk gyldig metode til at studere fodgængeradfærd i nærvær af trafik i bevægelse.

Abstract

For at krydse en vej med succes, skal enkeltpersoner koordinere deres bevægelser med køretøjer i bevægelse. Dette papir beskriver brugen af en vandresimulator, hvor folk går på et løbebånd for at opfange huller mellem to køretøjer i bevægelse i et fordybende virtuelt miljø. Virtual reality giver mulighed for en sikker og økologisk varieret undersøgelse af gap crossing adfærd. Manipulation af den indledende startdistance kan fremme forståelsen af en deltagers hastighedsregulering, mens du nærmer dig et hul. Hastighedsprofilen kan vurderes for forskellige mellemrumskrydsningsvariabler, f.eks. Hver gangsimulering resulterer i en positions-/tidsserie, der kan informere om, hvordan hastigheden justeres forskelligt afhængigt af gabets egenskaber. Denne metode kan bruges af forskere, der undersøger fodgængeradfærd og adfærdsmæssige dynamik, mens ansætte menneskelige deltagere i en sikker og realistisk indstilling.

Introduction

Gap passage, en interceptive adfærd, kræver at flytte sig i forhold til et hul mellem to køretøjeribevægelse1,2,3,4. Gap passage indebærer opfatte modkørende køretøjer og kontrollere bevægelse i forhold til kørende trafik. Dette kræver, at foranstaltninger ne præcist kombineres med opfattede oplysninger. Mange tidligere undersøgelser har undersøgt perceptuel dom og gap-crossing adfærd ved hjælp af kunstige veje, vejene simulatorer, og skærm projektionvirtuelle miljøer 5,6. Men tidligere vejkryds litteratur har en ufuldstændig forståelse af denne adfærd, og den økologiske gyldighed af disse undersøgelser er blevet sat spørgsmålstegn7,8,9.

Denne protokol præsenterer et forskningsparadigme for at studere gap crossing adfærd i virtual reality, og dermed maksimere den økologiske gyldighed. En walking simulator bruges til at undersøge opfattelsen og handlinger gap crossing adfærd. Simulatoren giver et sikkert vandremiljø for deltagerne, og den faktiske gang i det simulerede miljø giver forskerne mulighed for fuldt ud at fange det gensidige forhold mellem perception og handling. Personer, der rent faktisk krydser en vej er kendt for at bedømme tidsforskellen mere præcist end dem, der kun verbalt beslutter atkrydse 10. Det virtuelle miljø er økologisk gyldigt og giver forskerne mulighed for nemt at ændre opgaverelaterede variabler ved at ændre programmets parametre.

I denne undersøgelse manipuleres en deltagers oprindelige startsted til at vurdere hastighedskontrol, mens den nærmer sig hullet. Denne protokol gør det muligt at undersøge fodgængerbevægelseskontrol, mens der opfanges et hul. Analyse af en deltagers hastighed, der ændrer sig over tid, giver mulighed for en funktionel fortolkning af hastighedsjusteringer, mens han eller hun nærmer sig et hul.

Desuden angiver de rumlige og tidsmæssige egenskaber af opsnappede objekter, hvordan en person kan bevæge sig. I et hul passage miljø, bør en ændring af kløften størrelse (inter-køretøj afstande) og køretøjets størrelse påvirke, hvordan en fodgængers bevægelse også ændringer. Derfor vil det sandsynligvis medføre hastighedsjusteringer i deltagerens fortræt funktionsmåde, hvis du manipulerer med gabets egenskaber. Således manipulere hul egenskaber (dvs. gap størrelse og køretøjets størrelse) giver værdifulde oplysninger til at forstå passage adfærdsændringer i henhold til forskellige hul egenskaber. Denne undersøgelse undersøger, hvordan børn og unge voksne regulerer deres hastighed, når de krydser huller i forskellige passage miljøer. Hastighedsreguleringsprofilen kan vurderes for forskellige sporkrydsningsmiljøer med forskellige startsteder, afstande mellem køretøjer og køretøjets størrelser.

Protocol

Denne eksperimentelle protokol involverer mennesker. Proceduren blev godkendt af Kunsan National University Research Board. 1. Klargøring af udstyr BEMÆRK: Udstyret indeholder følgende: en pc (PC, 3,3 GHz med 8 GM) med mus, tastatur og skærm; Walking Simulator software installeret på den stationære pc; et tilpasset løbebånd (bredde: 0,67 m, længde: 1,26 m, højde: 1,10 m) udstyret med gelændere, et bælte og en magnetisk koder med et USB-kabel; og en Oculus …

Representative Results

Den walking simulator kan bruges til at undersøge en fodgængers passage adfærd og samtidig manipulere den oprindelige afstand fra bremsen til aflytning punkt og kløften egenskaber (dvs. hul og køretøjets størrelser). Den virtuelle miljømetode gør det muligt at manipulere med gap-karakteristika for at forstå, hvordan dynamisk skiftende passagemiljøer påvirker børns og unge voksnes vejkrydsadfærd. En kvantificeret hastighedsprofil og overfartsposition inden for det hul, der bruges …

Discussion

Tidligere undersøgelser har brugt simulatorer med forventedeskærme 16,17, men denne protokol forbedrer den økologiske gyldighed via en fuldt fordybende virtuel visning (dvs. 360 grader). Desuden gør det muligt at undersøge, hvordan børn og unge voksne kalibrerer deres handlinger til et skiftende miljø, hvis deltagerne skal gå på et løbebånd. Dette eksperimentelle design virtuelle scene ændres samtidig med deltagerbevægelser, og køretøjerne ankommer…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Korea Institute finansierede dette arbejde for fremme af teknologi og ministeriet for handel, industri og energi (tilskud nummer 10044775).

Materials

Customized treadmill Kunsan National University Treadmill built for this study
Desktop PC Multiple companies Standard Desktop PC
Oculus Rift Development Kit Oculus VR, LLC DK1 Virtual reality headset
Walking Simulator Software Kunsan National University Software deloped for this experiment

References

  1. Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. Prospective strategies underlie the control of interceptive actions. Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).
  2. Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach. Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).
  3. Chardenon, A., Montagne, G., Laurent, M., Bootsma, R. J. A Robust Solution for Dealing With Environmental Changes in Intercepting Moving Balls. Journal of Motor Behavior. 37 (1), 52-64 (2005).
  4. Lenoir, M., Musch, E., Thiery, E., Savelsbergh, G. J. P. Rate of change of angular bearing as the relevant property in a horizontal intercepting task during locomotion. Journal of Motor Behavior. 34 (4), 385-401 (2002).
  5. Oxley, J. A., Ihsen, E., Fildes, B. N., Charlton, J. L., Day, R. H. Crossing roads safely: an experimental study of age differences in gap selection by pedestrians. Accident Analysis & Prevention. 37 (5), 962-971 (2005).
  6. Chihak, B. J., et al. Synchronizing self and object movement: How child and adult cyclists intercept moving gaps in a virtual environment. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 36, 1535-1552 (2010).
  7. te Velde, A. F., van der Kamp, J., Savelsbergh, G. J. Five-to twelve-year-olds’ control of movement velocity in a dynamic collision avoidance task. British Journal of Developmental Psychology. 26 (1), 33-50 (2008).
  8. Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. An investigation of road crossing in a virtual environment. Accident Analysis & Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).
  9. Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. A roadside simulation of road crossing for children. Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).
  10. Oudejans, R. R., Michaels, C. F., van Dort, B., Frissen, E. J. To cross or not to cross: The effect of locomotion on street-crossing behavior. Ecological Psychology. 8 (3), 259-267 (1996).
  11. Grechkin, T. Y., Chihak, B. J., Cremer, J. F., Kearney, J. K., Plumert, J. M. Perceiving and acting on complex affordances: How children and adults bicycle across two lanes of opposing traffic. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 39 (1), 23-36 (2013).
  12. O’Neal, E. E., et al. Changes in perception-action tuning over long time scales: How children and adults perceive and act on dynamic affordances when crossing roads. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 44 (1), 18-26 (2018).
  13. Savelsbergh, G. J. P., Rosengren, K. S., Van der Kamp, J., Verheul, M. H., Savelsbergh, G. J. P. Catching action development. The development of movement coordination in children. Application in the field of sport, ergonomics and health sciences. , 191-212 (2003).
  14. Plumert, J. M., Kearney, J. K. Timing Is Almost Everything: How Children Perceive and Act on Dynamic Affordances. Advances in child development and behavior. 55, 173-204 (2018).
  15. Chung, H. C., Choi, G., Azam, M. Effects of Initial Starting Distance and Gap Characteristics on Children’s and Young Adults’ Velocity Regulation When Intercepting Moving Gaps. Human Factors. , (2019).
  16. Lobjois, R., Cavallo, V. Age-related differences in street-crossing decisions: The effects of vehicle speed and time constraints on gap selection in an estimation task. Accident Analysis & Prevention. 39 (5), 934-943 (2007).
  17. Lobjois, R., Cavallo, V. The effects of aging on street-crossing behavior: from estimation to actual crossing. Accident Analysis & Prevention. 41 (2), 259-267 (2009).
  18. Yu, Y., Chung, H. C., Hemingway, L., Stoffregen, T. A. Standing body sway in women with and without morning sickness in pregnancy. Gait & Posture. 37 (1), 103-107 (2013).
  19. Stoffregen, T. A., Smart, L. J. Postural instability precedes motion sickness. Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).
  20. Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. Standing posture on land and at sea. Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).

Play Video

Cite This Article
Chung, H. C., Kim, S. H., Choi, G., Kim, J. W., Choi, M. Y., Li, H. Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior. J. Vis. Exp. (160), e61116, doi:10.3791/61116 (2020).

View Video