Använda en Virtual Reality Walking Simulator för att undersöka Fotgängare Beteende
Summary
Detta protokoll beskriver användning av en vandrande simulator som fungerar som en säker och ekologiskt giltig metod för att studera fotgängare beteende i närvaro av rörliga trafik.
Abstract
För att korsa en väg framgångsrikt, individer måste samordna sina rörelser med rörliga fordon. Detta dokument beskriver användningen av en vandrande simulator där människor går på ett löpband för att fånga luckor mellan två rörliga fordon i en uppslukande virtuell miljö. Virtuell verklighet möjliggör en säker och ekologiskt varierad undersökning av gap korsning beteende. Att manipulera den inledande startsträckan kan ytterligare förstå en deltagares hastighetsreglering samtidigt som man närmar sig en lucka. Hastighetsprofilen får bedömas för olika mellanrumsövergångsvariabler, till exempel initialavstånd, fordonsstorlek och gapstorlek. Varje gångsimulering resulterar i en positions/tidsserie som kan informera om hur hastigheten justeras olika beroende på spaltegenskaperna. Denna metodik kan användas av forskare som undersöker fotgängare beteende och beteendemässiga dynamik samtidigt anställa mänskliga deltagare i en säker och realistisk inställning.
Introduction
Gap korsning, en interceptive beteende, kräver att flytta sig själv i förhållande till en klyfta mellan två rörliga fordon1,2,3,4. Gap korsning innebär att uppfatta mötande fordon och kontrollera rörelse i förhållande till rörlig trafik. Detta kräver att åtgärder är exakt kopplade till upplevd information. Många tidigare studier har undersökt perceptuell dom och gap-korsning beteende med hjälp av konstgjorda vägar, vägarna simulatorer, och skärm projektion virtuella miljöer5,6. Emellertid, tidigare väg-korsning litteratur har en ofullständig förståelse för detta beteende, och den ekologiska giltigheten av dessa studier har ifrågasatts7,8,9.
Detta protokoll presenterar ett forskningsparadigm för att studera gap crossing beteende i virtuell verklighet, vilket maximerar ekologisk giltighet. En vandrande simulator används för att undersöka uppfattningen och åtgärder gap korsning beteende. Simulatorn ger en säker gångmiljö för deltagarna, och själva promenader i den simulerade miljön gör det möjligt för forskare att fullt ut fånga det ömsesidiga förhållandet mellan perception och handling. Individer som faktiskt korsar en väg är kända för att bedöma tidsgapet mer exakt än de som bara muntligt beslutar att korsa10. Den virtuella miljön är ekologiskt giltig och gör det möjligt för forskare att enkelt ändra uppgiftsrelaterade variabler genom att ändra programmets parametrar.
I denna studie manipuleras en deltagares första startplats för att bedöma hastighetskontrollen samtidigt som den närmar sig klyftan. Detta protokoll tillåter undersökning av fotgängare förflyttning kontroll medan avlyssning en lucka. Analysera en deltagares hastighet förändras över tiden möjliggör en funktionell tolkning av hastighet justeringar medan han eller hon närmar sig en lucka.
Dessutom anger de rumsliga och tidsmässiga egenskaperna hos avlyssnade objekt hur en person kan röra sig. I en gapkorsningsmiljö bör byte av gapstorlek (avstånd mellan fordon) och fordonsstorlek påverka hur en fotgängares förflyttning också förändras. Därför kommer manipulera klyftan egenskaper sannolikt orsaka hastighet justeringar i deltagarens annalkande beteende. Således, manipulera gap egenskaper (dvs, gap storlek och fordonets storlek) ger värdefull information för att förstå korsning beteende förändringar enligt olika gap egenskaper. Denna studie undersöker hur barn och unga vuxna reglerar sin hastighet när de korsar luckor i olika korsningsmiljöer. Hastighetsregleringsprofilen kan bedömas för olika gapkorsningsmiljöer med olika startplatser, avstånd mellan fordon och fordonsstorlekar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tidigare studier har använt simulatorer med projiceradeskärmar 16,17, men detta protokoll förbättrar ekologisk giltighet via en helt uppslukande virtuell vy (dvs. 360 grader). Dessutom, kräver deltagarna att gå på ett löpband gör det möjligt för undersökning av hur barn och unga vuxna kalibrera sina handlingar till en föränderlig miljö. Denna experimentella design virtuella scen ändras samtidigt med deltagarnas rörelser, och fordonen anländer ti…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Korea Institutet finansierat detta arbete för Advancement of Technology och ministeriet för handel, industri och energi (bidrag 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
- Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. Prospective strategies underlie the control of interceptive actions. Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).
- Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach. Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. An investigation of road crossing in a virtual environment. Accident Analysis & Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).
- Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. A roadside simulation of road crossing for children. Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Stoffregen, T. A., Smart, L. J. Postural instability precedes motion sickness. Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).
- Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. Standing posture on land and at sea. Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).
