Name: using a virtual reality walking simulator to investigate pedestrian behavior
Uploaded: 2020-06-09T12:30:00
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L’Institut coréen a financé ces travaux pour l’avancement de la technologie et le ministère du Commerce, de l’Industrie et de l’Énergie (subvention numéro 10044775).

Ce protocole expérimental implique des sujets humains. La procédure a été approuvée par le Kunsan National University Research Board.
1. Préparation de l’équipement
REMARQUE : L’équipement comprend les éléments suivants : un ordinateur personnel (PC, 3,3 GHz avec 8 GM) avec une souris, un clavier et un moniteur; Logiciel Walking Simulator installé sur le PC de bureau; un tapis roulant personnalisé (largeur : 0,67 m, longueur : 1,26 m, hauteur : 1,10 m)...

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	<li>Bastin, J., Craig, C., Montagne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective+strategies+underlie+the+control+of+interceptive+actions.">Prospective strategies underlie the control of interceptive actions.</a> Human Movement Science. 25 (6), 718-732 (2006).</li><li>Bastin, J., Fajen, B., Montagne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+speed+and+direction+during+interception:+An+affordance-based+approach.">Controlling speed and direction during interception: An affordance-based approach.</a> Experimental Brain Research. 201 (4), 763-780 (2010).</li><li>Chardenon, A., Montagne, G., Laurent, M., Bootsma, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Robust+Solution+for+Dealing+With+Environmental+Changes+in+Intercepting+Moving+Balls.">A Robust Solution for Dealing With Environmental Changes in Intercepting Moving Balls.</a> Journal of Motor Behavior. 37 (1), 52-64 (2005).</li><li>Lenoir, M., Musch, E., Thiery, E., Savelsbergh, G. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate+of+change+of+angular+bearing+as+the+relevant+property+in+a+horizontal+intercepting+task+during+locomotion.">Rate of change of angular bearing as the relevant property in a horizontal intercepting task during locomotion.</a> Journal of Motor Behavior. 34 (4), 385-401 (2002).</li><li>Oxley, J. A., Ihsen, E., Fildes, B. N., Charlton, J. L., Day, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crossing+roads+safely:+an+experimental+study+of+age+differences+in+gap+selection+by+pedestrians.">Crossing roads safely: an experimental study of age differences in gap selection by pedestrians.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 37 (5), 962-971 (2005).</li><li>Chihak, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchronizing+self+and+object+movement:+How+child+and+adult+cyclists+intercept+moving+gaps+in+a+virtual+environment.">Synchronizing self and object movement: How child and adult cyclists intercept moving gaps in a virtual environment.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 36, 1535-1552 (2010).</li><li>te Velde, A. F., van der Kamp, J., Savelsbergh, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Five-to+twelve-year-olds'+control+of+movement+velocity+in+a+dynamic+collision+avoidance+task.">Five-to twelve-year-olds' control of movement velocity in a dynamic collision avoidance task.</a> British Journal of Developmental Psychology. 26 (1), 33-50 (2008).</li><li>Simpson, G., Johnston, L., Richardson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+road+crossing+in+a+virtual+environment.">An investigation of road crossing in a virtual environment.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 35 (5), 787-796 (2003).</li><li>Lee, D. N., Young, D. S., McLaughlin, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+roadside+simulation+of+road+crossing+for+children.">A roadside simulation of road crossing for children.</a> Ergonomics. 27 (12), 1271-1281 (1984).</li><li>Oudejans, R. R., Michaels, C. F., van Dort, B., Frissen, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+cross+or+not+to+cross:+The+effect+of+locomotion+on+street-crossing+behavior.">To cross or not to cross: The effect of locomotion on street-crossing behavior.</a> Ecological Psychology. 8 (3), 259-267 (1996).</li><li>Grechkin, T. Y., Chihak, B. J., Cremer, J. F., Kearney, J. K., Plumert, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceiving+and+acting+on+complex+affordances:+How+children+and+adults+bicycle+across+two+lanes+of+opposing+traffic.">Perceiving and acting on complex affordances: How children and adults bicycle across two lanes of opposing traffic.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 39 (1), 23-36 (2013).</li><li>O'Neal, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+perception-action+tuning+over+long+time+scales:+How+children+and+adults+perceive+and+act+on+dynamic+affordances+when+crossing+roads.">Changes in perception-action tuning over long time scales: How children and adults perceive and act on dynamic affordances when crossing roads.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 44 (1), 18-26 (2018).</li><li>Savelsbergh, G. J. P., Rosengren, K. S., Van der Kamp, J., Verheul, M. H., Savelsbergh, G. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catching+action+development.">Catching action development.</a> The development of movement coordination in children. Application in the field of sport, ergonomics and health sciences. , 191-212 (2003).</li><li>Plumert, J. M., Kearney, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Timing+Is+Almost+Everything:+How+Children+Perceive+and+Act+on+Dynamic+Affordances.">Timing Is Almost Everything: How Children Perceive and Act on Dynamic Affordances.</a> Advances in child development and behavior. 55, 173-204 (2018).</li><li>Chung, H. C., Choi, G., Azam, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Initial+Starting+Distance+and+Gap+Characteristics+on+Children&#8217;s+and+Young+Adults'+Velocity+Regulation+When+Intercepting+Moving+Gaps.">Effects of Initial Starting Distance and Gap Characteristics on Children&#8217;s and Young Adults' Velocity Regulation When Intercepting Moving Gaps.</a> Human Factors. , (2019).</li><li>Lobjois, R., Cavallo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+differences+in+street-crossing+decisions:+The+effects+of+vehicle+speed+and+time+constraints+on+gap+selection+in+an+estimation+task.">Age-related differences in street-crossing decisions: The effects of vehicle speed and time constraints on gap selection in an estimation task.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 39 (5), 934-943 (2007).</li><li>Lobjois, R., Cavallo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+aging+on+street-crossing+behavior:+from+estimation+to+actual+crossing.">The effects of aging on street-crossing behavior: from estimation to actual crossing.</a> Accident Analysis &amp; Prevention. 41 (2), 259-267 (2009).</li><li>Yu, Y., Chung, H. C., Hemingway, L., Stoffregen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+body+sway+in+women+with+and+without+morning+sickness+in+pregnancy.">Standing body sway in women with and without morning sickness in pregnancy.</a> Gait &amp; Posture. 37 (1), 103-107 (2013).</li><li>Stoffregen, T. A., Smart, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postural+instability+precedes+motion+sickness.">Postural instability precedes motion sickness.</a> Brain Research Bulletin. 47 (5), 437-448 (1998).</li><li>Stoffregen, T. A., Villard, S., Chen, F. C., Yu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+posture+on+land+and+at+sea.">Standing posture on land and at sea.</a> Ecological Psychology. 23 (1), 19-36 (2011).</li></ol>

Des études antérieures ont utilisé des simulateurs avecdes écrans projetés 16,17, mais ce protocole améliore la validité écologique grâce à une vue virtuelle entièrement immersive (c’est-à-dire, 360 degrés). De plus, exiger des participants qu’ils marchent sur un tapis roulant permet d’examiner comment les enfants et les jeunes adultes calibrent leurs actions dans un environnement en évolution. La scène virtuelle de cette conception expérime...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61116/using-virtual-reality-walking-simulator-to-investigate-pedestrian">Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior</a>. An&#160;affiliation was updated.
The first affiliation was updated from:
Department of Sports Science, Kunsan National University
to:
Department of Sport and Exercise&#160;Sciences, Kunsan National University

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61116/using-virtual-reality-walking-simulator-to-investigate-pedestrian">Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior</a>. Author and affiliation information&#160;were&#160;updated.

Erratum: Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

Le franchissement de l’écart, un comportement interceptif, nécessite de se déplacer par rapport à un écart entre deux véhiculesen mouvement 1,2,3,4. Le franchissement de l’écart consiste à percevoir les véhicules venant en sens inverse et à contrôler la circulation par rapport au déplacement de la circulation. Cela exige que les mesures soient précisément couplées à l’information perçue. De nombreuses études antérieures ont examiné le jugement perceptuel et le comportement de croisement à l’aide de routes artificielles, de simulateurs routiers et d’environnements virtuels de projectiond’écran 5,6. Cependant, la littérature précédente de croisement de route a une compréhension incomplète de ce comportement, et la validité écologique de ces études a été remiseen question 7,8,9.
Ce protocole présente un paradigme de recherche pour étudier le comportement de croisement des écarts dans la réalité virtuelle, maximisant ainsi la validité écologique. Un simulateur de marche est utilisé pour examiner la perception et les actions du comportement de croisement des écarts. Le simulateur offre un environnement de marche sécuritaire pour les participants, et la marche réelle dans l’environnement simulé permet aux chercheurs de saisir pleinement la relation réciproque entre la perception et l’action. Les personnes qui traversent réellement une route sont connues pour juger l’écart de temps avec plus de précision que ceux qui décident verbalement seulement de traverser10. L’environnement virtuel est écologiquement valide et permet aux chercheurs de modifier facilement les variables liées aux tâches en modifiant les paramètres du programme.
Dans cette étude, l’emplacement de départ initial d’un participant est manipulé pour évaluer le contrôle de vitesse tout en approchant de l’écart. Ce protocole permet d’enquête sur le contrôle de la locomotion des piétons tout en interceptant une lacune. L’analyse de la vitesse d’un participant changeant au fil du temps permet une interprétation fonctionnelle des ajustements de vitesse pendant qu’il s’approche d’un écart.
En outre, les caractéristiques spatiales et temporelles des objets interceptés spécifient comment une personne peut se déplacer. Dans un environnement de passage à niveau, le changement de la taille de l’écart (distances entre les véhicules) et de la taille du véhicule devrait influer sur la façon dont la locomotion d’un piéton change également. Par conséquent, la manipulation des caractéristiques de l’écart provoquera probablement des ajustements de vitesse dans le comportement qui approche du participant. Ainsi, la manipulation des caractéristiques de l’écart (c.-à-d. la taille des écarts et la taille du véhicule) fournit des renseignements précieux pour comprendre les changements de comportement aux passages à niveau en fonction de diverses caractéristiques d’écart. Cette étude examine comment les enfants et les jeunes adultes régulent leur vitesse lorsqu’ils franchissent les lacunes dans divers environnements de croisement. Le profil de régulation de la vitesse peut être évalué pour divers environnements de franchissement d’écart avec différents emplacements de départ, distances inter-véhicules et tailles de véhicules.

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

using a virtual reality walking simulator to investigate pedestrian behavior

Pour traverser une route avec succès, les individus doivent coordonner leurs déplacements avec les véhicules en mouvement. Cet article décrit l’utilisation d’un simulateur de marche dans lequel les gens marchent sur un tapis roulant pour intercepter les écarts entre deux véhicules en mouvement dans un environnement virtuel immersif. La réalité virtuelle permet une étude sûre et écologiquement variée du comportement de franchissement des écarts. La manipulation de la distance de départ initiale peut améliorer la compréhension de la régulation de la vitesse d’un participant tout en approchant d’un écart. Le profil de vitesse peut être évalué pour diverses variables de franchissement d’écart, telles que la distance initiale, la taille du véhicule et la taille de l’écart. Chaque simulation de marche se traduit par une série de position/temps qui peut éclairer la façon dont la vitesse est ajustée différemment selon les caractéristiques de l’écart. Cette méthodologie peut être utilisée par les chercheurs qui étudient le comportement des piétons et la dynamique comportementale tout en employant des participants humains dans un cadre sûr et réaliste.

Le simulateur de marche peut être utilisé pour examiner le comportement de passage à niveau d’un piéton tout en manipulant la distance initiale entre le trottoir et le point d’interception et les caractéristiques de l’écart (c.-à-d. l’écart et la taille des véhicules). La méthode de l’environnement virtuel permet de manipulation des caractéristiques des écarts pour comprendre comment les environnements de croisement en évolution dynamique affectent les comportements des enfants et des jeunes adulte...

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Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

Ce protocole décrit l’utilisation d’un simulateur de marche qui sert de méthode sûre et écologiquement valide pour étudier le comportement des piétons en présence de la circulation en mouvement.

Utilisation d’un simulateur de marche en réalité virtuelle pour enquêter sur le comportement des piétons

To cross a road successfully, individuals must coordinate their movements with moving vehicles. This paper describes use of a walking simulator in which ...

Ce protocole de réalité virtuelle hautement immersif nous permet d’étudier comment les gens ajustent leur émotion pendant la traversée. La marche virtuelle sur tapis roulant permet de saisir pleinement la relation réciproque entre perception et action. Ce message qui peut donner un aperçu du domaine de l’écologie comportementale ainsi que permettre aux chercheurs d’explorer nos passions en matière de sécurité des piétons et de développement de véhicules autonomes.Il est utile d’utiliser des diagrammes pour visualiser la situation de croisement afin que le chercheur puisse calibrer correctement les paramètres en fonction du but de son étude. Hui Li, un étudiant diplômé de mon laboratoire, démontrera leur procédure. Commencez par définir les paramètres du simulateur de marche à l’aide du répertoire Config.Dans la section voiture, définissez les paramètres du premier véhicule. Réglez le type à un pour la berline, deux pour le bus ou zéro pour aucun véhicule. Ensuite, réglez la vitesse en kilomètres par heure et la distance à la valeur désirée dans les compteurs.Complétez la deuxième section de voiture en définissant les mêmes paramètres. La section de la route contient des paramètres pour le choix des voies, réglez la voie paramètre en une seule pour utiliser la voie plus près de la position de départ des piétons ou deux pour la voie plus éloignée. Dans la section enregistrée qui contient le paramètre lié à la fréquence d’échantillonnage, définissez le nombre de paramètres par seconde à la valeur désirée dans hertz puis enregistrez le fichier de configuration et la sortie.Préparez trois fichiers de configuration d’essai pratique et créez une feuille séparée avec la liste des configurations à utiliser dans l’expérience dans un ordre randomisé. Recruter des participants ayant une vision normale ou corrigée à la normale et leur demander de signer un formulaire de consentement éclairé écrit avant chaque expérience. Lire un enregistrement audio avec des instructions verbales de la tâche au participant.Et encouragez-les à poser des questions. Une fois prêts, conduisez les participants au tapis roulant et exploitez la ceinture stabilisatrice jusqu’à la taille du participant. Demandez-leur de tenir les rails à main en tout temps pendant l’expérience.Demandez aux participants de s’entraîner à marcher sur le tapis roulant avec la ceinture en place tout en tenant les rails. Une fois que le participant est en mesure de marcher sur le tapis roulant confortablement, cliquez deux fois sur le simulateur exécutable pour commencer le programme de simulateur de marche. Demandez au participant de porter le casque, en fournissant de l’aide au besoin.Vérifiez à la fois le confort et la stabilité en ce qui concerne les virages à la tête. Calibrez le casque de sorte que le passage pour piétons en noir et blanc de dessin animé soit correctement aligné avec la vue des participants. Informez le participant que le premier essai pratique aura lieu sans aucun véhicule et commencez l’essai.Entrez le premier numéro de configuration des essais pratiques dans la boîte de texte en bas de l’écran et cliquez sur le bouton de démarrage. Demandez au participant de regarder droit devant lui, préparez-vous quand il entendra prêt et commencez à marcher quand il entendra aller, puis donnez les indices verbaux prêts et partez. Une fois terminé avec le premier essai d’entraînement effectuer le deuxième essai pratique qui introduit des véhicules sans marche.Pour le troisième essai pratique, informez le participant qu’il impliquera deux véhicules venant du côté gauche et qu’il ou elle devrait tenter de traverser la route entre les deux véhicules. Entrez le troisième numéro d’essai pratique dans la boîte de texte et cliquez sur le bouton de démarrage. Pour effectuer l’expérience de marche virtuelle, tapez le premier numéro de configuration à partir de la fiche de données sur la boîte de texte et cliquez sur démarrer.Effectuez la simulation de la même manière que l’essai d’entraînement final et enregistrez les résultats à côté du numéro de configuration sur la feuille d’expérience. Le simulateur de marche a été utilisé pour déterminer si la distance initiale entre la courbe et le point d’intersection influe sur la vitesse d’approche des participants. La vitesse des jeunes adultes a augmenté tout au long de l’approche, cependant, lorsque la distance initiale était courte, ils ont ralenti au début de l’essai et accéléré continuellement.Pour les enfants, la taille du véhicule a affecté les profils de vitesse et la position de franchissement induites par la distance initiale. L’analyse post-marche a montré que les enfants ont accéléré tout au long de l’approche, cependant, lorsqu’ils ont traversé entre les voitures, ils ont ralenti au début de l’approche pour la distance presque initiale. Lorsque les enfants traversaient les autobus, leur vitesse n’augmentait ni ne diminuait au début de l’approche pour la distance presque initiale.Il a été constaté que les temps d’interception des enfants augmentaient considérablement à mesure que la distance initiale augmentait de près à loin, cependant, lorsqu’ils traversaient entre les autobus, les temps d’interception des enfants n’étaient pas significativement différents entre les distances initiales proches et intermédiaires. Afin que cette méthode fournisse des informations précises sur le comportement de croisement, les scènes de champ visuel pour le casque de réalité virtuelle doivent être correctement calibrées. Cette technique a permis aux chercheurs de développer des modèles mathématiques du comportement des piétons qui ont été utilisés pour étudier des concepts tels que l’angle de roulement et l’abordabilité.

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