Name: using a virtual reality walking simulator to investigate pedestrian behavior
Uploaded: 2020-06-09T12:30:00
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Il Korea Institute ha finanziato questo lavoro per il progresso della tecnologia e il Ministero del Commercio, dell'Industria e dell'Energia (sovvenzione numero 10044775).

Questo protocollo sperimentale coinvolge soggetti umani. La procedura è stata approvata dal Kunsan National University Research Board.
1. Preparazione delle attrezzature
NOTA: L'apparecchiatura include quanto segue: un personal computer (PC, 3,3 GHz con 8 GM) con mouse, tastiera e monitor; Software Walking Simulator installato sul PC desktop; un tapis roulant personalizzato (larghezza: 0,67 m, lunghezza: 1,26 m, altezza: 1,10 m) dotato di corrimano, cintura e codific...

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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>

Studi precedenti hanno utilizzato simulatori con schermiproiettati 16,17, ma questo protocollo migliora la validità ecologica attraverso una vista virtuale completamente immersiva (cioè 360 gradi). Inoltre, richiedere ai partecipanti di camminare su un tapis roulant consente l'esame di come bambini e giovani adulti calibrano le loro azioni in un ambiente che cambia. La scena virtuale di questo progetto sperimentale cambia contemporaneamente ai movimenti dei par...

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

Il passaggio a distanza, un comportamento intercettivo, richiede lo spostamento in relazione a uno spazio tra due veicoli inmovimento 1,2,3,4. Il passaggio a distanza comporta la percepimento dei veicoli in arrivo e il controllo del movimento in relazione allo spostamento del traffico. Ciò richiede che le azioni siano accoppiate con precisione con le informazioni percepite. Molti studi precedenti hanno esaminato il giudizio percettivo e il comportamento di gap-crossing utilizzando strade artificiali, simulatori stradali e ambienti virtuali di proiezione delloschermo 5,6. Tuttavia, la precedente letteratura sull'attraversamento della strada ha una comprensione incompleta di questo comportamento e la validità ecologica di questi studi è statamessa in discussione 7,8,9.
Questo protocollo presenta un paradigma di ricerca per studiare il comportamento di gap crossing nella realtà virtuale, massimizzando così la validità ecologica. Un simulatore di camminata viene utilizzato per esaminare la percezione e le azioni del comportamento di gap crossing. Il simulatore fornisce un ambiente di camminata sicuro per i partecipanti e la camminata effettiva nell'ambiente simulato consente ai ricercatori di catturare completamente la relazione reciproca tra percezione e azione. Gli individui che effettivamente attraversano una strada sono noti per giudicare il divario di tempo in modo più accurato rispetto a coloro che decidono solo verbalmente diattraversare 10. L'ambiente virtuale è ecologicamente valido e consente ai ricercatori di cambiare facilmente le variabili relative alle attività alterando i parametri del programma.
In questo studio, la posizione iniziale iniziale di partenza di un partecipante viene manipolata per valutare il controllo della velocità mentre si avvicina allo spazio. Questo protocollo consente l'indagine sul controllo della locomozione pedonale intercettando un varco. L'analisi della velocità di un partecipante che cambia nel tempo consente un'interpretazione funzionale delle regolazioni della velocità mentre si avvicina a uno spazio.
Inoltre, le caratteristiche spaziali e temporali degli oggetti intercettati specificano come una persona può muoversi. In un ambiente di passaggio a distanza, il cambiamento delle dimensioni dello spazio (distanze tra veicoli) e delle dimensioni del veicolo dovrebbe influire sul modo in cui cambia anche la locomozione di un pedone. Di conseguenza, la manipolazione delle caratteristiche dello spazio causerà probabilmente regolazioni della velocità nel comportamento di avvicinamento del partecipante. Pertanto, la manipolazione delle caratteristiche dello spazio (ad esempio, le dimensioni dello spazio e le dimensioni del veicolo) fornisce informazioni preziose per comprendere i cambiamenti del comportamento di attraversamento in base alle varie caratteristiche di gap. Questo studio esamina come i bambini e i giovani adulti regolano la loro velocità quando attraversano le lacune in vari ambienti di attraversamento. Il profilo di regolazione della velocità può essere valutato per vari ambienti di gap crossing con diverse posizioni di partenza, distanze tra veicoli e dimensioni del veicolo.

<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

Per attraversare una strada con successo, gli individui devono coordinare i loro movimenti con i veicoli in movimento. Questo documento descrive l'uso di un simulatore di camminata in cui le persone camminano su un tapis roulant per intercettare gli spazi tra due veicoli in movimento in un ambiente virtuale immersivo. La realtà virtuale consente un'indagine sicura ed ecologicamente varia sul comportamento di gap crossing. Manipolare la distanza iniziale di partenza può promuovere la comprensione della regolazione della velocità di un partecipante mentre si avvicina a un divario. Il profilo di velocità può essere valutato per varie variabili di gap crossing, come la distanza iniziale, le dimensioni del veicolo e la dimensione dello spazio. Ogni simulazione di camminata si traduce in una serie posizione/tempo in grado di informare il modo in cui la velocità viene regolata in modo diverso a seconda delle caratteristiche dello spazio. Questa metodologia può essere utilizzata dai ricercatori che studiano il comportamento pedonale e le dinamiche comportamentali impiegando partecipanti umani in un ambiente sicuro e realistico.

Il simulatore di camminata può essere utilizzato per esaminare il comportamento di attraversamento di un pedone manipolando la distanza iniziale dal marciapiede al punto di intercettazione e le caratteristiche dello spazio (ad esempio, gap e dimensioni del veicolo). Il metodo dell'ambiente virtuale consente la manipolazione delle caratteristiche del gap per comprendere in che modo il cambiamento dinamico degli ambienti di attraversamento influisce sui comportamenti di attraversamento stradale di bambini e giovani adulti...

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Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

Questo protocollo descrive l'uso di un simulatore di camminata che funge da metodo sicuro ed ecologicamente valido per studiare il comportamento dei pedoni in presenza di traffico in movimento.

Utilizzo di un simulatore di camminata in realtà virtuale per indagare sul comportamento dei pedoni

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

Questo protocollo di realtà virtuale altamente immersivo ci consente di indagare su come le persone regolano le loro emozioni durante l'attraversamento. Camminare virtualmente su un tapis roulant consente di catturare appieno la relazione reciproca tra percezione e azione. Questo messaggio che può fornire informazioni sul campo dell'ecologia comportamentale e consentire ai ricercatori di esplorare le nostre passioni nella sicurezza dei pedoni e nello sviluppo di veicoli autonomi.È utile utilizzare diagrammi per visualizzare la situazione di attraversamento in modo che il ricercatore possa calibrare correttamente i parametri in base allo scopo del suo studio. A dimostrare la loro procedura sarà Hui Li, uno studente laureato del mio laboratorio. Iniziare impostando i parametri sul simulatore di camminata utilizzando la directory di configurazione.Nella sezione auto, impostare i parametri per il primo veicolo. Imposta il tipo su uno per la berlina, due per bus o zero per nessun veicolo. Quindi, impostare la velocità in chilometri all'ora e la distanza dal valore desiderato in metri.Completa la seconda sezione dell'auto impostando gli stessi parametri. Il tratto stradale contiene parametri per la selezione della corsia, impostare la corsia dei parametri su uno per utilizzare la corsia più vicina alla posizione di partenza del pedone o due per la corsia più lontana. Nella sezione salvata che contiene il parametro relativo alla frequenza di campionamento, impostate il numero di parametro al secondo sul valore desiderato in hertz, quindi salvate il file di configurazione e uscite.Preparare tre file di configurazione di prova esercitazione e creare un foglio separato con l'elenco delle configurazioni da utilizzare nell'esperimento in ordine casuale. Recluta i partecipanti con una visione normale o corretta alla visione normale e chiedi loro di firmare un modulo di consenso informato scritto prima di ogni esperimento. Riprodurre una registrazione audio con le istruzioni verbali dell'attività al partecipante.E incoraggiali a fare domande. Quando è pronto, porta i partecipanti al tapis roulant e sfrutta la cintura stabilizzante fino alla vita del partecipante. Istruiscili a tenere sempre i corrimano durante l'esperimento.Chiedi ai partecipanti di esercitarsi a camminare sul tapis roulant con la cintura mentre tengono i corrimano. Una volta che il partecipante è in grado di camminare comodamente sul tapis roulant, fai doppio clic sul simulatore eseguibile per iniziare il programma Walking Simulator. Istruisi il partecipante a indossare le cuffie, fornendo assistenza in base alle esigenze.Verificare sia il comfort che la stabilità rispetto ai giri della testa. Calibrare le cuffie in modo che il marciapiede dei cartoni animati in bianco e nero sia allineato correttamente con la vista dei partecipanti. Informa il partecipante che la prima prova di pratica si verificherà senza veicoli e inizia la prova.Immettere il primo numero di configurazione delle prove di esercitazione nella casella di testo nella parte inferiore dello schermo e fare clic sul pulsante start. Istruisci il partecipante a guardare dritto, preparati quando sente pronto e inizia a camminare quando sente andare, quindi dai i segnali verbali pronti e vai. Al termine della prima prova di pratica eseguire la seconda prova pratica che introduce i veicoli senza camminare.Per la terza prova pratica, informare il partecipante che coinvolgerà due veicoli provenienti dal lato sinistro e che dovrebbe tentare di attraversare la strada tra i due veicoli. Immettere il terzo numero di prova esercitazione nella casella di testo e fare clic sul pulsante start. Per eseguire virtual walking experiment, digitare il primo numero di configurazione dalla scheda tecnica della casella di testo e fare clic su Avvia.Eseguire la simulazione allo stesso modo della prova di esercitazione finale e registrare i risultati accanto al numero di configurazione nella scheda dell'esperimento. Il simulatore di camminata è stato utilizzato per determinare se la distanza iniziale dalla curva al punto di intersezione influisce sulla velocità di avvicinamento dei partecipanti. Tuttavia, la velocità dei giovani adulti è aumentata durante tutto l'approccio, quando la distanza iniziale era breve, hanno rallentato all'inizio della prova e accelerato continuamente.Per i bambini, le dimensioni del veicolo hanno influenzato i profili di velocità e la posizione di attraversamento indotta dalla distanza iniziale. L'analisi post-passeggiata ha mostrato che i bambini hanno accelerato per tutto l'approccio, tuttavia, quando hanno attraversato tra le auto hanno rallentato all'inizio dell'avvicinamento per la distanza iniziale vicina. Quando i bambini attraversavano gli autobus, la loro velocità non aumentava né diminuiva all'inizio dell'avvicinamento per la distanza iniziale vicina.Si è scoperto che i tempi di intercettazione dei bambini aumentavano significativamente man mano che la distanza iniziale aumentava da vicino a lontano, tuttavia, quando si attraversava tra gli autobus, i tempi di intercettazione dei bambini non erano significativamente diversi tra le distanze iniziali vicine e intermedie. Affinché questo metodo fornisca informazioni accurate sul comportamento di attraversamento, le scene dei campi visivi per le cuffie per la realtà virtuale devono essere calibrate correttamente. Questa tecnica ha permesso ai ricercatori di sviluppare modelli matematici di comportamento pedonale che sono stati utilizzati per studiare concetti come l'angolo portante e l'offerta.

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