[论文解读] Agreeing to Cross: How Drivers and Pedestrians Communicate

Amir Rasouli, Iuliia Kotseruba+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 12, 2017

Traffic and Road Safety被引用 19

一句话总结

本文介绍了JAAD数据集——包含240小时城市、郊区和市区驾驶场景中超过650个行人过街样本，分析了司机与行人之间的非语言交流。研究发现，在90%的无信号灯过街行为中，行人在过街前会注视迎面驶来的车辆，且过街行为的关键影响因素包括碰撞时间（TTC）、司机反应（减速或停车）以及人行横道结构。

ABSTRACT

The contribution of this paper is twofold. The first is a novel dataset for studying behaviors of traffic participants while crossing. Our dataset contains more than 650 samples of pedestrian behaviors in various street configurations and weather conditions. These examples were selected from approx. 240 hours of driving in the city, suburban and urban roads. The second contribution is an analysis of our data from the point of view of joint attention. We identify what types of non-verbal communication cues road users use at the point of crossing, their responses, and under what circumstances the crossing event takes place. It was found that in more than 90% of the cases pedestrians gaze at the approaching cars prior to crossing in non-signalized crosswalks. The crossing action, however, depends on additional factors such as time to collision (TTC), explicit driver's reaction or structure of the crosswalk.

研究动机与目标

• 开发一个全面的视觉数据集，以捕捉真实世界中司机与行人过街事件中的互动。
• 研究在无控制环境下的行人过街过程中，非语言交流（尤其是共同注意）的作用。
• 分析时间到碰撞（TTC）、人行横道类型和司机行为等情境因素如何影响行人过街决策。
• 量化行人注视、手势及司机反应对过街事件发生概率和时间的影响。

提出的方法

• 在多样化的城市、郊区和市区环境中收集240小时驾驶视频，以捕捉真实世界的行人过街行为。
• 对超过650个过街事件进行标注，包含详细的动作标签，如行人注视方向、头部朝向及司机行为。
• 将人行横道类型划分为三类：非指定型、斑马线型和信号控制型（带交通灯或停车标志）。
• 测量接近车辆与行人之间的碰撞时间（TTC），以评估其对过街决策的影响。
• 分析不同年龄群体（成年人、老年人、儿童）在TTC变化下的注视时长与注意力模式。
• 将行人交流线索（注视、手势）与司机反应（加速、减速、停车）相关联，以评估双方的理解程度。

实验结果

研究问题

• RQ1 在无交通信号的环境中，行人通常使用哪些非语言交流方式来表明其过街意图？
• RQ2 碰撞时间（TTC）如何影响行人过街前的注意力持续时间？
• RQ3 在何种情况下行人注视会先于实际过街行为出现，又在何种情况下伴随犹豫或让行？
• RQ4 人行横道类型（非指定型、斑马线型、信号控制型）和司机行为（减速、停车）如何影响过街的可能性？
• RQ5 手势和头部动作在行人与司机过街过程中的相互理解中起到何种作用？

主要发现

• 在90%的无信号灯过街行为中，行人在开始过街前会注视迎面驶来的车辆，表明注视是主要的交流线索。
• 当TTC处于中等水平（成年人和老年人为7–8秒）时，行人注视接近车辆的时间显著更长，且在TTC过低或过高时，注视时长迅速下降。
• 老年人在过街前的注意力阶段平均比成年人多花费1秒，表明其行为更为谨慎。
• 当TTC低于3秒时，仅有18%的过街行为发生在两车道以上道路，表明当车辆过近时，高风险过街行为会被避免。
• 当司机因行人注视而减速或停车时，过街的可能性最大，尤其在非指定型人行横道中，70%的过街行为发生在司机作出此类回应之后。
• 在15%的案例中，行人使用明确手势（如点头、挥手）来回应司机行为，通常用于表达感谢或让行。