Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-7290
Main Title: Spatial sampling of a driver’s visual field: characterising peripheral adaptation
Translated Title: Räumliche Stichprobenentnahme im Sehfeld eines Kraftfahrzeugführers: Charakterisierung der peripheren Adaptation
Author(s): Winter, Jan-Christoph
Advisor(s): Völker, Stephan
Fotios, Steve
Referee(s): Völker, Stephan
Fotios, Steve
Schierz, Christoph
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: en
Has Part: 10.1177/1477153516672719
10.1177/1477153516632867
10.1177/1477153518757594
Abstract: For the application of the recommended system of mesopic photometry of the Commission Internationale d'Eclairage (CIE) in road lighting design it is necessary to estimate the peripheral state of adaptation of a driver in an urban environment after dark. Estimating the state of adaptation of a driver in the natural setting is not straightforward, because the visual scene is likely complex and inhomogeneous, having a range of luminances, and because of the dynamic nature of eye movements and travel along a road. As a result, different parts of the visual field stimulate different parts of the retina, and this puts the retina into a state of continuous transient adaptation. Spatial sampling of a driver's visual field was introduced to characterise the heterogeneity of the state of adaptation of the peripheral retina. Estimates with assumptions of dynamic and static gaze were compared to the recently proposed method of the joint technical committee 1 of the CIE, i.e. the average luminance of the design area. The static assumption represents the line of thought that during a fixation mechanisms of adaptation reach a steady state and, therefore, the luminance of a task area determines the state of adaptation. In contrast to that the basis for the dynamic assumption draws upon eye movement, where it is assumed that a crude estimate of adaptation depends on where and how long gaze was directed to within the scene, this representing an overall state of adaptation based on an eye movement probability map. It was found that the average luminance of the design area can be assumed to represent a reasonable estimate of the state of adaptation. Background luminances were significantly higher when estimated using the dynamic assumption than compared to the static assumption and the mean luminance of the road. The recurring sequence of fixations and saccades put the eye into a continuous change between transient and steady states of adaptation, where the former being more likely represented by the results of the dynamic assumption, whereas the latter is a likely scenario during a fixation when a particular part of the peripheral retina is exposed to the road surface. As both states cannot be neglected the implication of underestimation for the various use cases of the recommended system of mesopic photometry needs to be considered when using the design area as an estimate of adaptation.
Um das von der Commission Internationale d'Eclairage (CIE) empfohlene System der mesopischen Photometrie anwenden zu können ist eine Schätzung des Adaptationszustandes der Retina eines Kraftfahrers im nächtlichen innerstädtischen Straßenverkehr notwendig. Dies ist jedoch nicht trivial, da nächtliche Straßenverkehrsszenen komplexe, inhomogene, sich über weite Leuchtdichtenbereiche erstreckende Szenerien darstellen. Durch die ständigen Blickbewegungsänderungen und die Fortbewegung entlang der Straße ergibt sich, dass ständig verschiedene Bereiche des Gesichtsfeldes Teile der Retina stimulieren und das führt dazu, dass sich die Retina in einem ständig veränderlichen Adaptationszustand befindet. Mittels der Methode des ''Spatial Samplings'' des Gesichtsfeldes wurde der heterogene Adaptationszustand der peripheren Retina charakterisiert. Dazu wurden Annahmen zu statischen und dynamischen Blickbewegungsszenarien mit den kürzlich verabschiedeten vorübergehenden Empfehlungen des technischen Verbundkomitees 1 der CIE verglichen: die mittlere Leuchtdichte der Straßendeckschicht. Die statische Annahme basiert auf dem Gedanken, dass während einer Blickfixation die Adaptationsmechanismen einen stabilen Zustand erreichen und somit die Leuchtdichte der Straßendeckschicht das Adaptationsniveau bestimmt. Im Gegensatz dazu repräsentiert die dynamische Annahme einen auf der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Blickbewegungspunkte basierenden Schätzwert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die mittlere Leuchtdichte der Straßendeckschicht einen plausiblen Schätzwert des Adaptationszustandes darstellen. Die mittels der dynamischer Methode berechneten Hintergrundleuchtdichten waren signifikant höher als die der mittels statischer Methode berechneten auch als die der Straßendeckschicht. Die kontinuierliche Folge von Fixationen und Saccaden versetzen die Retina in eine Abfolge von transienten und stabilen Zuständen der Adaptation, wobei der erstere Zustand eher durch die dynamische Methode gekennzeichnet ist und der zweitere Zustand ein wahrscheinliches Szenario darstellt, wenn ein bestimmter Teil der peripheren Retina während einer Fixation der Straßendeckschicht ausgesetzt ist. Da beide Zustände ihre Daseinsberechtigung besitzen, müssen auch beide Beachtung finden und die daraus resultierenden Folgen einer Unterschätzung des Adaptationszustandes muss für die einzelnen Anwendungsfälle der mesopischen Photometrie kritisch geprüft werden, wenn der Adaptationszustand über die mittlere Leuchtdichte der Straßendeckschicht geschätzt wird.
URI: https://depositonce.tu-berlin.de//handle/11303/8129
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-7290
Exam Date: 29-May-2018
Issue Date: 2018
Date Available: 24-Aug-2018
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): eye movement
spatial sampling
adaptation
peripheral vision
system of mesopic photometry
visual performance
Blickbewegung
peripheres Sehen
System für mesopische Photometrie
Sehleistung
License: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in Collections:FG Lichttechnik » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
winter_jan-christoph.pdf12.41 MBAdobe PDFView/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.