基于人因工程学的驾驶疲劳模型的研究
驾驶负荷文献综述讲解
（一）背景我国道路交通建设得到了迅猛发展，近 10 年来，我国道路里程增长了 2 倍；同时，我国道路交通安全形势却异常严峻，2002~2011 年期间，我国因道路交通事故平均每年死亡的人数为 8.7 万人。
道路交通安全已成为人民普遍关注的焦点。
研究表明，大约四分之一的交通事故是因交通要素中人与道路/环境不协调引发的。
交通安全成为交通所面临的一个重要题，世界各国都在致力于减少道路交通事故的发生。
为了提高道路交通安全水平，需要通过安全评价方法分析其安全现状，分析交通事故深层次原因，并提出针对性的改善措施。
智能驾驶本质上涉及注意力吸引和注意力分散的认知工程学，主要包括网络导航、自主驾驶和人工干预三个环节。
智能驾驶的前提条件是，我们选用的车辆满足行车的动力学要求，车上的传感器能获得相关视听觉信号和信息，并通解决我们在哪里、到哪里、走哪条道路中的哪条车道等问题;自主驾驶是在智能系统控制下，完成车道保持、超车并道、红灯停绿灯行、灯语笛语交互等驾驶行为;人工干预，就是说驾驶员在智能系统的一系列提示下，对实际的道路情况做出相应的反应。
(二)国内研究现状1、驾驶负荷影响因素武汉理工大学智能交通系统研究中心从交通心理学的角度，研究了高速公路匝道区的道路交通特性和交通安全特性，并结合驾驶人的认知特性，归纳提取了影响驾驶人生理指标发生变化的主要因素。
其次，通过设计实车实验，获取了真实道路运行环境下被试驾驶人的生理特征数据、道路环境信息和驾驶行为信息。
然后，在对驾驶负荷进行理论研究的基础上结合实验数据广采用相关性分析方法，得到能够表征驾驶人驾驶负荷的最佳生理指标量化驾驶负荷。
最后，在不同实验场景道路环境信息和驾驶负荷指标进行量化的基础上，研究了匝道区不同路段交通组织形式和道路附属设施设计情况对驾驶人驾驶负荷的影响，并得到分/合流区交通组织形式和交通标志信息量对驾驶人驾驶负荷均会产生影响的结论。
驾驶人信息处理过程图驾驶人在行车过程中认知、判断和操作时，环境认知、决策处理和驾驶操作能力是有限的，因此将其称为驾驶负荷驾驶负荷与驾驶人自身信息特征、驾驶经验、驾驶安全态度以及行车环境具有不同的信息量，同一驾驶人行驶在不同环境条件下其驾驶负荷也将不同。
航空器设计中的人因工程研究
航空器设计中的人因工程研究在现代航空领域，航空器的设计不仅仅是关于技术和工程的难题，更是与人的因素紧密相连的综合性挑战。
人因工程，作为一门关注人类与系统相互作用的学科，在航空器设计中发挥着至关重要的作用。
人因工程旨在确保系统、设备和环境的设计能够适应人的能力、限制和需求，从而实现高效、安全和舒适的操作。
在航空器设计中，这一理念贯穿始终。
从驾驶舱的布局到座椅的舒适度，从仪表盘的信息显示到操纵杆的手感，每一个细节都与人的因素息息相关。
首先，驾驶舱的设计是航空器人因工程的核心领域之一。
飞行员需要在紧张和复杂的环境中迅速、准确地获取和处理大量信息，并做出关键决策。
因此，驾驶舱的布局必须合理，各种仪器和控制装置的位置、形状和操作方式都要经过精心设计。
例如，重要的飞行仪表应该放置在飞行员的直接视线范围内，并且易于读取和理解。
操纵杆和踏板的设计要符合人体工程学原理，使飞行员能够轻松、精确地控制航空器的姿态和动作。
同时，驾驶舱的照明和色彩搭配也会影响飞行员的视觉感受和注意力，需要进行科学的规划。
座椅的舒适度和安全性也是人因工程关注的重点。
长时间的飞行对飞行员和乘客的身体都会造成一定的负担，因此座椅的设计需要考虑人体的脊椎曲线、重量分布和血液循环等因素。
座椅的材质要具有良好的透气性和缓冲性能，能够减轻震动和压力。
此外，座椅的安全带和头枕的设计要能够在紧急情况下提供有效的保护。
在信息显示方面，清晰、准确和及时的信息传递对于飞行安全至关重要。
仪表盘上的数字、符号和指示灯应该简洁明了，避免造成信息过载和混淆。
现代航空器普遍采用了电子显示屏，这为信息的整合和定制化显示提供了更多可能性。
但同时，也需要注意显示界面的可读性和操作的便捷性，避免飞行员在操作过程中分散注意力。
除了硬件设施，软件系统的设计也不容忽视。
飞行控制系统的逻辑和操作流程要符合人的思维习惯，避免出现复杂和难以理解的操作步骤。
告警系统的声音和灯光信号要能够在第一时间引起飞行员的注意，并清晰地传达危险的性质和程度。
基于人因工程驾驶模拟仿真软件使用心得
基于人因工程驾驶模拟仿真软件使用心得1. 引言•驾驶模拟仿真软件的背景和重要性•文章简要概述2. 基于人因工程的驾驶模拟仿真软件介绍• 2.1 什么是人因工程• 2.2 驾驶模拟仿真软件的定义• 2.3 人因工程在驾驶模拟仿真软件中的应用3. 驾驶模拟仿真软件的优势• 3.1 安全性• 3.2 可控性与可预测性• 3.3 经济性• 3.4 效率与实用性4. 驾驶模拟仿真软件的使用心得• 4.1 心理因素的考虑1.预先规划行车过程2.熟悉软件界面与控制操作3.动态环境的适应性• 4.2 物理因素的考虑1.手、眼、脚的协调操作2.模拟真实驾驶环境的注意力与反应速度• 4.3 社会因素的考虑1.遵守交通规则与安全驾驶意识2.与其他模拟驾驶者的协同沟通5. 驾驶模拟仿真软件的应用领域• 5.1 驾驶技能培训与考核• 5.2 道路规划与设计• 5.3 交通安全研究与评估• 5.4 汽车驾驶人机交互设计6. 驾驶模拟仿真软件的未来发展• 6.1 人工智能技术的应用• 6.2 虚拟现实与增强现实技术的整合• 6.3 大数据分析与智能指导系统的完善7. 结论•驾驶模拟仿真软件在人因工程领域的重要性和广泛应用•个人使用心得的总结和建议根据任务名称，《基于人因工程驾驶模拟仿真软件使用心得》，本文对驾驶模拟仿真软件进行了全面、详细和深入的探讨。
首先介绍了基于人因工程的驾驶模拟仿真软件的定义和应用，随后重点讨论了驾驶模拟仿真软件的优势和使用心得。
在使用心得部分，从心理、物理和社会因素的角度提出了相关考虑，并给出了具体建议。
进一步探讨了驾驶模拟仿真软件在不同领域的应用，以及未来发展的趋势。
最后，通过总结和建议，强调了驾驶模拟仿真软件在人因工程领域的重要性和广泛应用。
通过本文的阐述，希望能够进一步推广和提升驾驶模拟仿真软件的应用价值。
基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术研究
基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术研究随着现代生活节奏的变快，许多人都面临着疲劳驾驶的问题。
据统计，疲劳驾驶是引起交通事故的重要原因之一。
为了保障驾驶员和其他行车者的安全，开发一种基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术显得尤为迫切。
首先，我们来了解一下什么是卷积神经网络。
卷积神经网络是一种基于深度学习的算法模型，它可以有效地处理图像、语音和文本等数据类型。
在图像识别领域，卷积神经网络已经取得了一系列的成果，如人脸识别、车牌识别等。
因此，卷积神经网络的应用也引起了广泛的关注。
基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术从理论上讲非常有前途。
因为驾驶员的疲劳状态通常反应在他们的面部表情和身体姿势上。
卷积神经网络可以通过训练学习这些特征并加以识别，从而实现对驾驶员疲劳状态的检测。
但是，卷积神经网络技术的应用过程仍然面临着一些挑战。
其中最大的问题是数据收集难度大，数据量不足。
为了训练一个准确的卷积神经网络模型，需要大量的驾驶员数据。
但是，收集这些数据涉及到个人隐私和安全，因此必须有明确的法规和规定，以保护个人隐私和消除数据不准确性。
另外，卷积神经网络的技术水平要求也很高。
虽然卷积神经网络是一种先进的算法，但是也需要高水平的数据科学家和工程师来设计和优化网络模型。
在实际应用中，卷积神经网络也需要不断地优化和测试，以确保其准确性和可靠性。
尽管基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术面临着一些挑战，但是它仍然是一种值得探索和发展的领域。
我们可以期待，随着技术的不断成熟，基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术将成为一种更加普遍和有效的方案，来保障我们的交通安全。
在卷积神经网络技术的应用领域，其他的应用也日益重要。
例如，在医学诊断方面，卷积神经网络可以通过对医学图像进行分析，帮助医生更准确地判断疾病。
此外，在智能家居和智能办公领域，卷积神经网络也可以用于语音识别和人脸识别，以实现更加人性化和高效的操作。
总之，基于卷积神经网络的驾驶员疲劳检测技术是一种创新的解决方案，为保障驾驶员和其他行车者的安全提供了新的手段。
驾驶疲劳检测调研报告
驾驶疲劳检测调研报告驾驶疲劳是指长时间驾驶或过度劳累导致驾驶员产生疲劳，严重的情况下可能会危及行车安全。
为了解决这一问题，许多车企和科技公司已经开始研究和开发驾驶疲劳检测技术。
本调研报告主要围绕驾驶疲劳检测技术进行调研，以下是调研结果的总结。
一、驾驶疲劳检测技术的分类根据研究对象的不同，驾驶疲劳检测技术可以分为生理信号检测和行为特征检测两大类。
生理信号检测主要通过检测驾驶员的生物特征、生理信号来判断疲劳程度，例如眼睛的眨眼频率、头部的位置和姿态等。
而行为特征检测则通过分析驾驶员的操作行为，例如方向盘的转向角度、刹车踏板的使用情况等。
二、驾驶疲劳检测技术的应用驾驶疲劳检测技术主要应用在汽车驾驶员监测系统和智能驾驶系统中。
在汽车驾驶员监测系统中，驾驶员的疲劳程度可以通过实时监测和分析来预警驾驶员，以减少事故的发生。
智能驾驶系统则通过检测驾驶员的疲劳程度来决定是否需要切换为自动驾驶模式，以确保驾驶安全。
三、现有驾驶疲劳检测技术的优缺点1. 生理信号检测技术的优点是准确性较高，可以直接反映出驾驶员的疲劳程度。
缺点是需要使用专用的传感器和设备，成本较高且不够便携。
2. 行为特征检测技术的优点是无需额外设备，可以通过车辆本身的传感器进行检测。
缺点是准确性相对较低，误判率较高。
四、驾驶疲劳检测技术的发展趋势目前，随着人工智能和深度学习技术的发展，驾驶疲劳检测技术将越来越智能化和自动化。
未来的驾驶疲劳检测技术可能会结合生理信号检测和行为特征检测，通过多模态的数据分析来提高准确性。
同时，随着5G技术的普及，驾驶疲劳检测技术也将更加实时和可靠。
总的来说，驾驶疲劳检测技术在提高驾驶安全性和降低交通事故发生率方面具有重要意义。
但目前的驾驶疲劳检测技术仍存在一些问题，例如准确性和误报率等。
因此，未来的研究重点应当放在提高准确性、降低成本和提高实时性等方面，以满足人们对安全驾驶的需求。
HRV分析在驾驶疲劳中的应用研究
10.16638/ki.1671-7988.2021.06.061HRV分析在驾驶疲劳中的应用研究李园园，刘汉，李东升，王刚（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：驾驶员在驾驶过程中易因疲劳、烦躁和压力等不良生理反应引发事故，而心率变异性（HRV）作为评价人体自主神经系统活性，反映人体生理状态的重要指标，能够准确评估驾驶员的精神状态。
为了有效预防事故发生，文章介绍了驾驶员在驾车过程中HRV指标的变化及其应用。
结果表明HRV指标结合相应算法模型对驾驶员生理状态识别的准确率高达90%以上，能够有效降低事故发生率。
关键字：驾驶员；HRV分析；疲劳中图分类号：U491.2+54 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)06-193-02Research and Application of HRV Analysis in driving fatigueLi Yuanyuan, Liu Han, Li Dongheng, Wang Gang( College of Automobile, Chang'an University, Shaanxi Xi'an 710064 )Abstract: Drivers are prone to accidents due to adverse physiological reactions such as fatigue, irritability and stress during driving. Heart rate variability (HRV) is an important indicator for evaluating the activity of the human autonomic nervous system and reflecting the physiological state of the human body, which can accurately assess the driver mental state. In order to effectively prevent accidents, the article introduces the changes and applications of HRV indicators during driving. The results show that the HRV index combined with the corresponding algorithm model can identify the driver's physiological state with an accuracy of over 90%, which can effectively reduce the accident rate.Keywords: Driver; HRV analysis; FatigueCLC NO.: U491.2+54 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)06-193-02前言心率变异性（HRV）描述的是连续的心跳间隔（RR间期）之间的变化，大量研究表明HRV分析是检测不同生理状况的有效方法。
人因工程实验室 清华大学
什么是人因与工效学？人因工程有三个专业研究领域：生理人因学、认知人因学和组织人因学。
生理人因学：关注人在进行生理活动时人体解剖学、人体测量学、生理学和生物力学特征。
认知人因学：关注认知过程，如感知、记忆、推理和响应等过程。
他们影响着人与系统其他元素的交互。
相关课题包括脑力负荷、决策过程、熟练操作、人机交互、人的可靠性、工作压力和训练等。
这些方面都影响着人机系统的设计。
组织人因学：关注社会技术系统的优化，包括组织的结构、政策和过程。
人因与工效学研究所在此三大专业领域下，逐步形成较为完善的十五个专题研究室，见图1。
图1 人因与工效学研究所15个专题研究室这十五个专题研究室分布于人因与工效学研究所的八大主题实验室中（见图2）。
图2 实验室与专题研究室关系图根据国际工效学联合会（IEA）的定义，人因工程（工效学）是一个研究人与系统其他元素之间的交互作用的科学领域，是一个将理论、原则、数据、方法进行设计以提升人类福利并优化整体系统表现的专业。
人因与工效学研究专家秉持着以用户为中心的思想，致力于通过比较分析用户的需求、能力和限制来评估和设计任务、工作、产品、环境和系统等。
驾驶安全与驾驶仿真测试研究室Driving Safety and Driving Simulation Testing中国2009年已经成为世界最大的汽车市场，然而近年来快速的汽车化却也带来了更多的道路事故，中国社会（包括驾驶员及其他道路使用者、政府管理部门、道路人性化设计等）还远远滞后于汽车化的步伐，而国内外均普遍认为驾驶员是道路事故的主要责任人，为此需要开展针对我国特定经济、社会、文化背景下的驾驶员研究。
驾驶安全与驾驶仿真测试研究室设计了多款适用于不同研究目的的实验系统和实验场景，包括大屏幕全尺度模拟器（图1左，中）、桌面型模拟器（图1右）、险情反应及干预训练情景（图2）、导向标识评价场景（图3）、注意力分散测评场景（图4）等。
研究成果已经发表于多篇国际期刊论文中，有关系统已被国内外多家单位采用。
机动车驾驶员疲劳检测系统的研究现状及发展趋势
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Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｅ ｔｎ ｙｓｅ ｓｏｆｍ ｏｔ ｉｖｅ ａｉ ｕ ｆｄｏ ｅ ｔｃａ ｄ ｏｖ ｒｅ ｒ ｅ ｃ ｉｅ ｎ ｔ ｓｐａ ｒ Ｔ ｈ ｕｎ ｔｏｎｏｆｋ ｙ ｓｒｃ ： ｅ ｄ ｔ ｃｉ ｇ ｓ ｔ ｍ ｏｒｄｒ ｒｆｔｇ ｅ ｏ ｍ ｓｉ ｎ ｅ ｓ ａａｅ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｈｉ ｐｅ ． ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ
时，向驾驶员发出警告。（ ） ４ 反应ＮＮ试仪。根据驾驶员对仪器屏幕上随机出现的光点的反映 （ － ， Ｊ 光点出 现时Байду номын сангаас击键盘 ） 速度测试驾驶员 的反应时，用 以判断其疲劳程度。（ ）日本成功研制 了电子清醒带。使 ５ 用时固定在驾驶员头部 ， 将其一端的插头插入车内点
烟器的插座 ， 装在带子里的半导体温差电偶使平展在
断司机是否打瞌睡。另外 ，该系统还安装有汽车内置感应器 ，可以检测汽车速度的变化和转向盘操作频
率 的变化，汽车导航设备还可 以检测汽车是否蛇行。这一系统把上述情况综合起来分析 ，就可大体上判
断司机是否有睡意。一旦确认司机很快有睡意袭来，它就通过改变音乐等方式提醒司机。先锋公司还研
究 了通过测量眨眼频率和车体摇晃频率监测司机是否瞌睡的系统。（ ０） １ 测量头部位置的传感器 。设计
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第 ６卷第 １ 期
２０ ０ ６年 ３月
浙 江 Ｔ 贸职 业 技 术 学 院学 报
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由于 长期维 持一定 的驾驶 姿势 ，脚和 手还 要控制 加速 踏板 和
劳 ，在一定 程度 上还 会影 响驾驶 员 的身心 健康 ：另一 方 面 ，
部 座椅 、操纵 器设 置和 驾驶员 坐姿 是造成 体力 疲 劳的 主要 因 素 。因驾 驶员 驾驶 过程 中处理 信息 量 、 精 神压 力等 方 面的共 同作 用 ，外界 信息 的输入 是形 成精 神疲 劳 的重 要影 响 因素 。
驶 员通 过耳 、眼等感 觉器 官接 收路标 、道 路情况 及 汽车仪 表
车一 环境 系统信 息交 流 的通道 ，发挥 着接 收原 始信息 的重 要
作用 ，具 有多输 入单 输 出的特 点 ，感 觉器 官在 长期输 入 、输
出信 息 的过 程 中也 会 出现 体力 疲 劳和 精神 疲 劳 的后果 ；５ ） 驾驶 员驾 驶疲 劳 的形 成过 程较 为复 杂 ，南于驾 驶疲 劳 同时体 现 在体 力疲劳 及精 神疲 劳两个 方 面 ，二பைடு நூலகம் 不可 分割 ，会共 同 存 在 于 同一 信 息 处 理环 节 ，而 信 息 处理 又 是 连续 不断 进 行
的处理 ，然 而在 实际 驾驶 过程 中 ，一 方面 因汽 车 内 、外部 的 噪音 、驾驶 室空 气质 量 、车辆振 动及 车 内温度等 影 响 ，人 在
三 、 小 结
在人一 汽 车一 环境 系统 下建立 驾驶 疲劳形 成 的人 因工程
学模 型 ，能够 深入地 分析 引发 驾驶 疲劳 的具体 成 因 ，为基 于
人 因工程 学 的汽车 人 因界 面设 计奠定 基础 。应 正确 地认识 到 驾驶 疲劳 是一 个长 期积 累 的复 杂过 程 ，驾 驶室 温度 、汽 车 内
接收 到这 些信号 后会 出现 内分 泌紊乱 、头 晕头 痛 、耳 鸣 目眩 等心理 及 生理反 应 ，造成 躯体不 适 ，使人 的身体 更加 感 到疲
作 为一项 操作 复杂 的机械类 工作 ，汽 车驾驶 中的典型 人 因系统 就是 人一 汽车一 环境 系统 ，驾驶 人 员在 系统运 行时 ， 不仅需 要 动态监 视道 路情 况及车辆 运行 情 况 ，及 时接 受来 自
驶 员在驾驶过程 中各种信 息的传递 方向及 出现 的疲劳类 型 ，处 理信息的次数越 多 ，相应 的疲 劳感 就越强 ，从而长期积 累疲 劳 感 ，导 致驾 驶员发生 心理及生理变化 ，工作效率降低 ］ 。 由驾 驶 疲 劳 形 成 的人 因工 程学 模 型 ，可 以对 驾 驶 疲 劳
会 引发精 神 疲 劳 ；３）人一 汽车 一环 境 系统 最 明显 的表现 就 是驾驶 员 的行 动器 官 ，行 动器 官在不 断输 出和输 入过 程 中会 产 生体力 疲 劳 和精 神疲 劳 ；４）驾驶 员 感觉 器 官作 为 人一 汽
、
人一汽车～环境 系统的信息交流
人一 汽 车一 环境 系统是研 究驾 驶疲 劳模 型的关键 ，因为
驶模 型 的研究 ，发 现信息 输入 及输 出 、信 息处 理是 造成疲 劳 驾驶 的主要 因素 。
实现 了处理 信号 向操 作动 作 的转 化 ，借助 制动器 、方 向盘 、 刹 车 、油 门等操 作构 件对 汽车 的运行 状况 进行控 制 。这就 要 求 驾驶 员提 高警 惕 ，注意力 集 中 ，及 时对 各种信 息做 出正 确
的 ，这两 种疲 劳种 类会不 断积 累 。基于人 因工 程学 的疲 劳驾
盘显 示等部 分环 境信 息 ，将这些 信 息反馈 给 中枢 神 经 ，进 而 判断 并 分 析 这 些信 号 ，同时 协 调机 体 的手 、脚 等执 行 器 官
进 行 反应 和 处 理 。在 驾 驶 员 意 识控 制 的基 础 上 ，执 行 器 官
外部 的信 息 ，还 要结 合 自身要求 对汽 车进 行操控 ，确 保汽 车 的安 全行 驶 ｌ 。本 文研究 主要 分 析 了导致 驾驶 疲 劳 的各种 因
素 ，在人～ 汽 车～环 境系 统 的前 提下 ，对 基于人 因工 程学 的 疲劳驾 驶模型 进行 了探 究 。
一
进行 归纳 ：１ ） 驾驶 员驾驶 疲 劳包括 体力 疲 劳 、精 神疲 劳两 大 类 ；２） 驾驶 过程 中发挥 判 断 、处理 及 分析 各 种信 息 的部 位 为 中枢神 经系统 ，信 息在 中枢神 经 系统输 入和输 出的环节 都
ＡＣ ＡＤ Ｅ ＭＩ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ ＡＲ Ｃ Ｈ 学术研 究
基于 人因工程 学的驾 驶瘢劳模型的研究
◆ 常 铖
摘 要 ：在Ａ － Ｎ工程 学原 理基 础上 ，研 制 而成的驾 驶 疲劳模 型 ，基 于人 因＿ Ｉ ２ 程 学 角度 对 驾驶 疲劳 的形成 因素 进行 了分析 ，以期避 免 驾驶 疲 劳，提 高行 车安全 ，减 轻 驾驶 员劳动 强 度 ，为汽车人 因界 面设 计方 面的研 究提 供参考 意见 。 关键 词 ：人 因工程 学；驾驶疲 劳 ；疲 劳模 型
了解 引发 驾 驶 疲 劳 的 因素 ，才 能 有 效地 消 除 或 减 少 驾驶 疲 劳 ，减 轻驾驶 员的劳 动强度 ，保证 行车安 全 。 参考 文献
［ １ ］ － ｇ酷， 初 秀民 汽车驾驶 员驾驶疲 劳监测技术研 究进展 【 『 ｌ ｌ 中 国安 全科学学报 ， ２ ０ ０ ５ （ ０ ３ ） ． ［ ２ ］ 李增 勇， 王成 焘 驾驶疲 劳与 汽车人机 工程 学初探 【 ｌ ｌ ｌ 机械设 计与
驾驶 员在 驾驶 时会接 收到 汽车 内部及 外部 的综合 信 息 ，在 人 体 中枢神 经的调 控下 ，使 多个器 官做 出反 应 ，完成汽 车安 全 驾驶操 作 ，这一 系列 环节共 同构 成 了人～ 汽车一 环境 系统 的 信息 交流 。 驾驶 员 同汽 车 、环境 的信 息 交流 实 现 具 体 步骤 为 ：驾