真實(shí)世界和虛擬場景下行人繞障的實(shí)驗(yàn)研究

梁璇文，張 俊，宋衛(wèi)國，葉 銳

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥，230026)

0 引言

隨著火災(zāi)安全日益受到重視，火災(zāi)疏散引起了廣泛研究。傳統(tǒng)的研究方法主要包括三個(gè)方面，分別為可控實(shí)驗(yàn)[1,2]，模型模擬[3,4]以及實(shí)地觀測[5,6]?？煽貙?shí)驗(yàn)，即在實(shí)驗(yàn)室條件下開展的實(shí)驗(yàn)，又可分為疏散演習(xí)實(shí)驗(yàn)[2]和非緊急情況下的行人動力學(xué)實(shí)驗(yàn)[1]。出于對實(shí)驗(yàn)參與者的安全考慮和倫理問題，真實(shí)火災(zāi)場景下的疏散實(shí)驗(yàn)難以開展?；谏鲜鍪聦?shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)得到了廣泛的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不僅可重復(fù)性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)成本低，更重要的是，其可以在實(shí)驗(yàn)場景中模擬火災(zāi)，使實(shí)驗(yàn)場景更加接近火災(zāi)場景。

早期的用于行人研究領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備多由三面屏幕或投影儀組成[7-9]，但是這種設(shè)備存在沉浸感低的缺點(diǎn)。近幾年來，CAVE(Cave Automatic Virtual Environment，洞穴狀自動虛擬系統(tǒng))虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開始用于行人研究[10-12]，此種設(shè)備沉浸感高，但價(jià)格高昂、便攜性差。Schwebel等[13]利用智能手機(jī)和Google VR研究了學(xué)生過馬路的行為。該設(shè)備雖然便宜，但是同樣存在沉浸感低的問題。因此上述設(shè)備均不能同時(shí)滿足高沉浸感、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、便攜性好的要求。這種情況下，類似于HTC Vive 和 Oculus等近幾年上市的頭戴式顯示設(shè)備為上述問題提供了解決方案。

和其他實(shí)驗(yàn)方法一樣，使用頭戴式顯示設(shè)備開展行人疏散實(shí)驗(yàn)前，我們須驗(yàn)證其有效性。Moussaid等[14]開展了真實(shí)世界與虛擬場景下的簡單繞障實(shí)驗(yàn)和瓶頸疏散實(shí)驗(yàn)，分析了右行偏好和出口流量，發(fā)現(xiàn)真實(shí)行人在虛擬場景中表現(xiàn)出和真實(shí)世界一樣的典型行為模式，包括右行行為和自組織行為。Deb等[15]開展了行人過馬路實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明虛擬場景里的平均速度和已發(fā)布的真實(shí)世界規(guī)范匹配良好，認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)用于開展行人實(shí)驗(yàn)具有一定的有效性。盡管如此，頭戴式顯示設(shè)備用于開展行人實(shí)驗(yàn)的有效性研究仍十分匱乏，尤其是基于微觀層面的軌跡研究。

Olivier等[12]基于CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，利用游戲手柄、身體和頭部偏移等多種方式控制參與者運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)不同的控制方式對虛擬實(shí)驗(yàn)的有效性也有影響。然而，不少研究采用鼠標(biāo)、鍵盤來控制運(yùn)動[16,17]。因此，研究鼠標(biāo)和鍵盤在虛擬場景里的表現(xiàn)很有必要。另外，似乎還沒有研究討論利用頭顯控制運(yùn)動方向的導(dǎo)航方式。針對頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，從微觀層面定量比較不同控制方式的研究更為缺乏?；诖?，本文開展了真實(shí)世界與虛擬場景下的繞障實(shí)驗(yàn)，分析參與者的運(yùn)動軌跡，以研究利用頭戴式顯示設(shè)備開展行人疏散實(shí)驗(yàn)的有效性。同時(shí)，對于虛擬場景，本文設(shè)置了三種不同的控制方式(頭顯-鼠標(biāo)(HM)、鼠標(biāo)-鼠標(biāo)(MM)、鍵盤-鼠標(biāo)(KM))，以比較不同控制方式的優(yōu)劣。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)人員和設(shè)備

本次實(shí)驗(yàn)在安徽省合肥市中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)開展，實(shí)驗(yàn)中的參與者均為該校學(xué)生。實(shí)驗(yàn)分為真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)和虛擬場景實(shí)驗(yàn)，分別有50名和19名學(xué)生參加。參與者年齡在21～25歲之間，身高在159 cm～180 cm之間。虛擬實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)平臺采用Unreal Engine4游戲引擎和HTC Vive頭戴顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)場景和實(shí)驗(yàn)設(shè)置

1.2.1 真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)

真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)場景為一個(gè)長12 m、寬2.4 m的長方形通道，如圖1(a)所示。一名工作人員站定于通道正中心充當(dāng)障礙物，其肩寬46.0 cm，身體厚度為22.8 cm。圖1(d)為實(shí)驗(yàn)場景示意圖。完整的實(shí)驗(yàn)過程為一名參與者以正常速度從通道一端的起點(diǎn)處行走至通道另一端的終線位置，再從終線的中心處走回起點(diǎn)所在的直線位置，下一名參與者重復(fù)上述相同任務(wù)，直至50名參與者全部完成實(shí)驗(yàn)。行走過程中，參與者不可以與通道兩壁和通道中間的障礙物發(fā)生碰撞。起點(diǎn)位于圖中虛線中心，起點(diǎn)所在直線和終線皆距通道1 m，如圖1(d)所示。

1.2.2 虛擬實(shí)驗(yàn)

為了比較不同控制方法在虛擬場景中的有效性和優(yōu)缺點(diǎn)，本次實(shí)驗(yàn)采用了以下三種常用的控制方法：

(1)頭顯-鼠標(biāo)(headset-mouse，本文簡稱HM)控制方法。此種方法結(jié)合使用了頭戴顯示設(shè)備和鼠標(biāo)，參與者可通過轉(zhuǎn)動頭戴顯示設(shè)備控制運(yùn)動方向，通過是否按住鼠標(biāo)左鍵控制前進(jìn)與停止。

(2)鼠標(biāo)-鼠標(biāo)(mouse-mouse，本文簡稱MM)控制方法。與HM方法不同，此導(dǎo)航方法只需利用鼠標(biāo)即可，轉(zhuǎn)動鼠標(biāo)可控制運(yùn)動方向，是否按住鼠標(biāo)左鍵可控制前進(jìn)與停止。

(3)鍵盤-鼠標(biāo)(keyboard-mouse，本文簡稱KM)控制方法。此方法需用到鍵盤和鼠標(biāo)，通過轉(zhuǎn)動鼠標(biāo)改變方向，通過是否按住鍵盤上的“w”鍵控制前進(jìn)與停止。

本次虛擬實(shí)驗(yàn)包含兩個(gè)場景，分別為訓(xùn)練場景和實(shí)驗(yàn)場景。參與者參與虛擬繞障實(shí)驗(yàn)之前，須先在訓(xùn)練場景中熟悉虛擬場景的導(dǎo)航方式，即分別用上述三種控制方法控制自身在虛擬場景中的運(yùn)動。訓(xùn)練場景示意圖如圖1(c)所示，參與者在此場景中須沿著虛線箭頭所示的運(yùn)動路徑依次繞過前方圓柱形障礙物。虛擬實(shí)驗(yàn)場景與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)場景相同，以便于比較參與者在兩種場景中的運(yùn)動，如圖1(b)所示，真實(shí)世界中的障礙物在虛擬場景中用一個(gè)相同尺寸的柱體表示。圖1(b)為虛擬實(shí)驗(yàn)中某一幀的截圖，本次虛擬實(shí)驗(yàn)采用第一人稱視角。實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示，圖2中HM訓(xùn)練場景表示參與者須先在訓(xùn)練場景中通過HM方法控制自身在虛擬場景里運(yùn)動，即繞行如圖1(c)所示的圓柱體，直至參與者認(rèn)為自身可熟練使用HM控制方法。之后，參與者利用HM控制方法完成虛擬實(shí)驗(yàn)，即從起點(diǎn)到終線，再從終線中心回到起點(diǎn)所在直線，此過程與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)相同。虛擬場景中，參與者須來回行走兩次。如上述完成HM實(shí)驗(yàn)場景，圖2后續(xù)MM場景、KM場景與HM場景類似。當(dāng)一名參與者完成了以上所有實(shí)驗(yàn)后，下一名參與者再依次完成上述實(shí)驗(yàn)，直至19名參與者全部完成。

圖2 虛擬實(shí)驗(yàn)流程圖

1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與處理

真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)利用兩臺攝像機(jī)(Sony FDR-AX700)記錄實(shí)驗(yàn)過程。利用PeTrack軟件跟蹤參與者頭部，得到參與者每一幀的三維位置，幀率為25 HZ，從而得到參與者的行走軌跡。我們對真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)的參與者行走軌跡進(jìn)行了平滑處理，每一幀的三維位置分別為前12幀、此幀以及后12幀的三維位置的平均值。本次虛擬實(shí)驗(yàn)平臺可自動保存并輸出參與者在虛擬場景中每一幀的位置。圖3為真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)的時(shí)間-平均速度圖(中間黑色線條表示平均速度，上下邊界表示標(biāo)準(zhǔn)差)。由圖3可知，真實(shí)世界下，參與者通道內(nèi)的平均速度基本保持穩(wěn)定，約為1.54 m/s。參與者在虛擬場景里有靜止和行走兩種狀態(tài)，我們將行走的速度設(shè)為定值，為1.54 m/s。

圖3 真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)參與者每一幀的平均速度圖

2 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)軌跡

為方便數(shù)據(jù)分析，我們建立了如圖1(d)所示的平面直角坐標(biāo)系。將通道中心，也即障礙物的中心，設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)。分別將圖示水平向右方向、豎直向上方向設(shè)置為x軸、y軸正方向。在真實(shí)世界和虛擬場景里，行人繞障均未出現(xiàn)明顯的左右偏好，因此本文不考慮行人的左右偏好?；诖耍瑸榉奖銛?shù)據(jù)分析，參照圖1(d)所示的坐標(biāo)系，將沿x軸下方繞障的實(shí)驗(yàn)軌跡，以x軸為對稱軸，作軸對稱變換。變換后，軌跡結(jié)果如圖4所示，RE表示真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)(下同)。由圖4可知，真實(shí)與虛擬場景下，均未發(fā)生參與者與障礙物或通道兩側(cè)碰撞的情況。同時(shí)，不同個(gè)體之間的軌跡呈現(xiàn)較大差異。為了消除個(gè)體差異，得到軌跡的一般特性，我們將每種場景下的軌跡進(jìn)行平均處理。具體而言，我們將實(shí)驗(yàn)場地在x軸方向上的范圍(-7 m，7 m)劃分成200個(gè)小區(qū)間，對于落在每個(gè)小區(qū)間里的軌跡點(diǎn)的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)分別作平均。如此，得到各個(gè)場景下，所有參與者的平均軌跡，再做25幀的平滑處理，處理方法與本文1.3節(jié)提到的真實(shí)軌跡處理方法相同，平滑后的平均軌跡如圖5所示。

圖5表明不同場景下，參與者的平均軌跡趨勢相近。為了定量分析虛擬場景與真實(shí)世界軌跡的差異，基于圖5，我們計(jì)算了上述200個(gè)小區(qū)間里，每個(gè)小區(qū)間內(nèi)虛擬場景軌跡點(diǎn)與真實(shí)世界軌跡點(diǎn)縱坐標(biāo)的差值。每個(gè)小區(qū)間內(nèi)共有四個(gè)軌跡點(diǎn)，即RE、HM、KM和MM四個(gè)場景分別有一個(gè)對應(yīng)的軌跡點(diǎn)。由于四個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)不一定相等，為了使縱坐標(biāo)的差值具有可比性，我們對HM、KM和MM所對應(yīng)的軌跡點(diǎn)做插值處理，使其橫坐標(biāo)均等于真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)軌跡點(diǎn)的橫坐標(biāo)，并通過插值運(yùn)算得到該橫坐標(biāo)對應(yīng)的HM、KM、MM的縱坐標(biāo)。如此，我們可得每個(gè)小區(qū)間里三個(gè)虛擬場景與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)的軌跡點(diǎn)的縱坐標(biāo)差值。將這些差值分成了4個(gè)部分，分別為橫坐標(biāo)落在區(qū)間(-7，-5)、區(qū)間(-5，-3)、區(qū)間(-3，-1)和區(qū)間(-1，1)的點(diǎn)所對應(yīng)的差值，繪制箱型圖如圖6所示。由于參與者繞過障礙物后，其運(yùn)動為不考慮障礙物的自由行走狀態(tài)，因此本文此處不考慮區(qū)間(1，7)。觀察箱型圖最大值可知，當(dāng)x<1 m時(shí)，相同橫坐標(biāo)處，虛擬場景與真實(shí)世界平均軌跡的差值在10 cm之內(nèi)，因此我們認(rèn)為基于虛擬現(xiàn)實(shí)的行人運(yùn)動實(shí)驗(yàn)具有一定的有效性。對于區(qū)間(-7，-5)、區(qū)間(-5，-3)和區(qū)間(-1，1)，相較于MM和KM，HM與真實(shí)世界軌跡之間的差距更小。而對于區(qū)間(-3，-1)，相較HM，KM與MM明顯更接近真實(shí)世界軌跡。

圖4 對稱變換后的軌跡圖

圖6 不同區(qū)間內(nèi)真實(shí)世界和虛擬實(shí)驗(yàn)平均軌跡的差值

圖5 各個(gè)實(shí)驗(yàn)場景下的平均軌跡圖

2.2 繞障距離

我們計(jì)算了參與者的平均繞障距離，即參與者在穿越y(tǒng)軸時(shí)，其自身與障礙物中心之間距離的平均值。如圖7所示，RE、HM、MM和KM里的平均繞障距離分別為(0.59±0.11) m、(0.64±0.08) m、(0.67±0.14) m、(0.69±0.15) m。通道內(nèi)壁與障礙物外側(cè)的中間位置的縱坐標(biāo)為0.715，如圖7中虛線所示。由圖7可知，參與者在虛擬場景里的平均繞障距離均大于真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)的平均繞障距離，這可能是因?yàn)閰⑴c者在虛擬場景里對距離更不自信，因此在到達(dá)y軸時(shí)，整體傾向于靠近通道內(nèi)壁和障礙物的中間位置，以避免和障礙物或通道墻壁發(fā)生碰撞。而HM里參與者的平均繞障距離相較于MM、KM更小，可能是因?yàn)閰⑴c者避讓通道墻壁所致。圖8表示各個(gè)場景下參與者轉(zhuǎn)彎點(diǎn)的橫坐標(biāo)。所謂轉(zhuǎn)彎點(diǎn)，即參與者在y軸方向的速度為0的點(diǎn)。由圖8可知，真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)里，在y軸之前、之后轉(zhuǎn)彎的參與者人數(shù)約各占50%。KM和MM場景下，接近70%的參與者在通過y軸之后轉(zhuǎn)彎。而HM場景下，大部分的參與者在到達(dá)y軸之前轉(zhuǎn)彎，表明HM場景里整體轉(zhuǎn)彎更早。這是因?yàn)镠M場景里，參與者在到達(dá)轉(zhuǎn)彎點(diǎn)之前，其速度方向偏向通道墻壁，因此參與者頭部須偏向通道墻壁，而非直視前方，這使得參與者更害怕與通道內(nèi)壁碰撞，因此其整體轉(zhuǎn)彎更早，從而減小了平均繞障距離。繞障距離的不同導(dǎo)致了4種不同實(shí)驗(yàn)下，參與者在障礙物附近的軌跡差異。HM的繞障距離更接近真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)，解釋了為何靠近障礙物時(shí)，相較于其他兩種控制方式，HM的平均軌跡更接近真實(shí)世界，即圖6(d)的結(jié)果。

圖7 不同實(shí)驗(yàn)場景參與者的平均繞障距離

圖8 各個(gè)場景的轉(zhuǎn)彎點(diǎn)橫坐標(biāo)箱線圖

2.3 繞障起始時(shí)間

如圖9所示，實(shí)線和虛線是真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)里兩條典型軌跡的一部分。本次實(shí)驗(yàn)中，參與者既可以在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)便開始繞障，如圖中實(shí)線軌跡所示，也可以直行一段時(shí)間后，再開始繞障，如圖中虛線軌跡所示。圖中實(shí)線和虛線箭頭分別指向其開始繞障的位置?？梢姡瑓⑴c者的繞障起始時(shí)間不同。基于軸對稱處理后的軌跡，當(dāng)?shù)趇幀的縱坐標(biāo)大于3 cm且其后三幀的縱坐標(biāo)皆大于前一幀時(shí)，我們認(rèn)為參與者在第i幀開始繞障，此即參與者的繞障起始時(shí)間。繞障起始時(shí)間概率直方分布圖如圖10所示。觀察圖10可知，真實(shí)世界中，約一半的參與者在實(shí)驗(yàn)開始0.5 s內(nèi)開始繞障。HM場景的繞障起始時(shí)間分布與真實(shí)世界相似度高，超過40%的參與者在實(shí)驗(yàn)開始0.5 s內(nèi)開始繞障；與真實(shí)世界相近，約20%的參與者在實(shí)驗(yàn)開始0.5 s～1.5 s內(nèi)開始繞障。相較于RE和HM場景，MM和KM場景下，參與者繞障起始時(shí)間更晚，參與者主要在實(shí)驗(yàn)開始0.5 s～1.5 s內(nèi)開始繞障，其比例大于40%，在實(shí)驗(yàn)開始0.5秒內(nèi)繞障的參與者比例不足10%。HM控制方式根據(jù)頭部的轉(zhuǎn)動來改變運(yùn)動方向。一方面，參與者很難保持頭部處于完全靜止不動狀態(tài)；另一方面，參與者需要轉(zhuǎn)動頭部來觀察周圍的環(huán)境，尤其是其與通道內(nèi)壁的距離。因此，使用HM控制方式，繞障起始時(shí)間短。相反，利用MM或KM控制方式時(shí)，參與者極易保持鼠標(biāo)不動，且參與者更傾向于在實(shí)驗(yàn)開始后保持鼠標(biāo)靜止一段時(shí)間，即直行一段時(shí)間，因?yàn)檫@樣有利于其適應(yīng)虛擬環(huán)境和自身的運(yùn)動速度，同時(shí)，也沒有發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。這使得MM 和KM繞障起始時(shí)間更長。繞障起始時(shí)間的差異導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前期四種實(shí)驗(yàn)的軌跡差異，HM的繞障起始時(shí)間與RE更接近導(dǎo)致相較KM和MM，HM實(shí)驗(yàn)前期的平均軌跡與RE的平均軌跡更為接近，這解釋了出現(xiàn)圖6(a)、圖6(b)中結(jié)果的原因。

圖9 繞障起始時(shí)間示意圖

圖10 繞障起始時(shí)間概率分布圖

2.4 時(shí)間歸一化下的橫向距離

由本文2.3節(jié)可知，不同實(shí)驗(yàn)場景，參與者的繞障起始時(shí)間分布圖差異較大，同一場景不同參與者的繞障起始時(shí)間也表現(xiàn)出很大的差異性。為了消除上述差異性，以研究繞障行為本身，我們這里僅僅關(guān)注繞障階段。繞障階段始于參與者開始繞障，結(jié)束于參與者到達(dá)本文所建坐標(biāo)系的y軸。圖9分別標(biāo)注了實(shí)線軌跡和虛線軌跡的繞障階段。將繞障起始時(shí)間設(shè)為0，將繞障結(jié)束時(shí)間設(shè)為1，以此對繞障階段的軌跡作時(shí)間歸一化處理。我們計(jì)算了各個(gè)場景下每個(gè)參與者在歸一化時(shí)間下的橫向距離，即參與者與x軸之間的距離，如圖11所示。繞障過程本質(zhì)上是一個(gè)任務(wù)，即參與者要在繞障階段逐漸實(shí)現(xiàn)安全的橫向距離，使其在穿過y軸時(shí)，與障礙物不發(fā)生碰撞。在這個(gè)意義上，歸一化時(shí)間下，每一時(shí)刻的橫向距離可以衡量參與者截至該時(shí)刻繞障任務(wù)的完成量。

圖11 歸一化時(shí)間下的橫向距離圖

與計(jì)算平均軌跡所用的方法相同，我們計(jì)算了各個(gè)場景的平均橫向距離，并進(jìn)行平滑處理，結(jié)果如圖12(a)所示。觀察圖12(a)可知，在變化趨勢上，KM、MM與RE更為接近，皆為在繞障階段的前80%的時(shí)間內(nèi)，即歸一化時(shí)間在(0，0.8)之間時(shí)，平均橫向距離與時(shí)間大致呈線性關(guān)系，而HM并沒有表現(xiàn)出此特性。在繞障階段的后20%部分，四種場景下，隨著歸一化時(shí)間的增大，平均橫向距離的增量下降。這可以理解為參與者接近障礙物時(shí)進(jìn)行的運(yùn)動調(diào)整，有利于其以更自適的距離和運(yùn)動方式繞過障礙物。我們計(jì)算了歸一化時(shí)間下三種不同控制方式的平均橫向距離與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)的平均橫向距離的差距，具體計(jì)算方法類比于本文2.1節(jié)平均軌跡差值的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖12(b)所示。HM、MM、KM與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)平均橫向距離差距分別為4.60±2.41 cm、2.38±1.17 cm、3.61±2.15 cm，表明使用MM控制方式，繞障階段的軌跡與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)最為接近。由此可見，在趨勢上，MM、KM控制方式與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)相近；在數(shù)值上，MM控制方式與真實(shí)世界差距最小。

圖12 平均橫向距離圖

3 結(jié)論

本文通過開展真實(shí)世界與不同控制方式下(頭顯-鼠標(biāo)(HM)、鼠標(biāo)-鼠標(biāo)(MM)、鍵盤-鼠標(biāo)(KM))虛擬場景的繞障實(shí)驗(yàn)，對各個(gè)場景下的平均軌跡、繞障距離、繞障起始時(shí)間和歸一化時(shí)間下的橫向距離進(jìn)行比較，以分析利用虛擬現(xiàn)實(shí)開展行人疏散實(shí)驗(yàn)的有效性，并比較了各種控制方式的優(yōu)劣。本文得出主要結(jié)論如下：

1)當(dāng)橫向坐標(biāo)小于1 m時(shí)，相同橫坐標(biāo)處，虛擬場景與真實(shí)世界平均軌跡的差值在10 cm之內(nèi)，因此我們認(rèn)為基于虛擬現(xiàn)實(shí)的行人運(yùn)動實(shí)驗(yàn)具有一定的有效性。

2)虛擬場景下，行人更傾向于在通道內(nèi)壁和障礙物的中心繞過障礙物，導(dǎo)致虛擬場景下的平均繞障距離大于真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)。

3)繞障起始時(shí)間和繞障距離的不同導(dǎo)致了不同實(shí)驗(yàn)的軌跡差異。對于平均軌跡，相較于MM和KM，HM更接近真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)，這是因?yàn)镠M下的繞障距離、繞障起始時(shí)間與真實(shí)世界實(shí)驗(yàn)更接近。而關(guān)于歸一化時(shí)間下的橫向距離方面，MM在趨勢和數(shù)值上都比HM更接近于真實(shí)實(shí)驗(yàn)，表明就繞障過程而言，MM與真實(shí)世界更接近。