Evaluation of factors affecting speed perception in a driving simulator

The present study was conducted to determine the effects of different variables on the perception of vehicle speeds in a driving simulator. The motivations of the study include validation of the Michigan Technological University Human Factors and Systems Lab driving simulator, obtaining a better understanding of what influences speed perception in a virtual environment, and how to improve speed perception in future simulations involving driver performance measures. Using a fixed base driving simulator, two experiments were conducted, the first to evaluate the effects of subject gender, roadway orientation, field of view, barriers along the roadway, opposing traffic speed, and subject speed judgment strategies on speed estimation, and the second to evaluate all of these variables as well as feedback training through use of the speedometer during a practice run. A mixed procedure model (mixed model ANOVA) in SAS® 9.2 was used to determine the significance of these variables in relation to subject speed estimates, as there were both between and within subject variables analyzed. It was found that subject gender, roadway orientation, feedback training, and the type of judgment strategy all significantly affect speed perception. By using curved roadways, feedback training, and speed judgment strategies including road lines, speed limit experience, and feedback training, speed perception in a driving simulator was found to be significantly improved.

The effect of reduced contrast on drivers' speed perception

It has been demonstrated, using abstract psychophysical stimuli, that speeds appear slower when contrast is reduced under certain conditions. Does this effect have any real life consequences? One previous study has found, using a low fidelity driving simulator, that participants perceived vehicle speeds to be slower in foggy conditions. We replicated this finding with a more realistic video-based simulator using the Method of Constant Stimuli. We also found that lowering contrast reduced participants’ ability to discriminate speeds. We argue that these reduced contrast effects could partly explain the higher crash rate of drivers with cataracts (this is a substantial societal problem and the crash relationship variance can be accounted for by reduced contrast). Note that even if people with cataracts can calibrate for the shift in their perception of speed using their speedometers (given that cataracts are experienced over long periods), they may still have an increased chance of making errors in speed estimation due to poor speed discrimination. This could result in individuals misjudging vehicle trajectories and thereby inflating their crash risk. We propose interventions that may help address this problem.

Contextual effects in speed perception may occur at an early stage of processing

How does nearby motion affect the perceived speed of a target region? When a central drifting Gabor patch is surrounded by translating noise, its speed can be misperceived over a fourfold range. Typically, when a surround moves in the same direction, perceived centre speed is reduced; for opposite-direction surrounds it increases. Measuring this illusion for a variety of surround properties reveals that the motion context effects are a saturating function of surround speed (Experiment I) and contrast (Experiment II). Our analyses indicate that the effects are consistent with a subtractive process, rather than with speed being averaged over area. In Experiment III we exploit known properties of the motion system to ask where these surround effects impact. Using 2D plaid stimuli, we find that surround-induced shifts in perceived speed of one plaid component produce substantial shifts in perceived plaid direction. This indicates that surrounds exert their influence early in processing, before pattern motion direction is computed. These findings relate to ongoing investigations of surround suppression for direction discrimination, and are consistent with single-cell findings of direction-tuned suppressive and facilitatory interactions in primary visual cortex (V1).

Perception de la vitesse : les bases psychophysiques et neuronales

David Katz a fait l’observation que le mouvement entre la peau et l’objet est aussi important pour le sens du toucher que la lumière l’est pour la vision. Un stimulus tactile déplacé sur la peau active toutes les afférences cutanées. Les signaux résultants sont très complexes, covariant avec différents facteurs dont la vitesse, mais aussi la texture, la forme et la force. Cette thèse explore la capacité des humains à estimer la vitesse et la rugosité de surfaces en mouvements. Les bases neuronales de la vitesse tactile sont aussi étudiées en effectuant des enregistrements unitaires dans le cortex somatosensoriel primaire (S1) du singe éveillé. Dans la première expérience, nous avons montré que les sujets peuvent estimer la vitesse tactile (gamme de vitesses, 30 à 105 mm/s) de surfaces déplacées sous le doigt, et ceci sans indice de durée. Mais la structure des surfaces était essentielle (difficulté à estimer la vitesse d’une surface lisse). Les caractéristiques physiques des surfaces avaient une influence sur l’intensité subjective de la vitesse. La surface plus rugueuse (8 mm d’espacement entre les points en relief) semblait se déplacer 15% plus lentement que les surfaces moins rugueuses (de 2 et 3 mm d’espacement), pour les surfaces périodiques et non périodiques (rangées de points vs disposition aléatoire). L’effet de la texture sur la vitesse peut être réduit en un continuum monotonique quand les estimés sont normalisés avec l’espacement et présentés en fonction de la fréquence temporelle (vitesse/espacement). L'absence de changement des estimés de vitesse entre les surfaces périodiques et non périodiques suggère que les estimés de rugosité devraient aussi être indépendants de la disposition des points. Dans la deuxième expérience, et tel que prévu, une équivalence perceptuelle entre les deux séries de surfaces est obtenue quand les estimés de la rugosité sont exprimés en fonction de l'espacement moyen entre les points en relief, dans le sens de l'exploration. La troisième expérience consistait à rechercher des neurones du S1 qui pourraient expliquer l’intensité subjective de la vitesse tactile. L’hypothèse est que les neurones impliqués devraient être sensibles à la vitesse tactile (40 à 105 mm/s) et à l’espacement des points (2 à 8 mm) mais être indépendants de leur disposition (périodique vs non périodique). De plus, il est attendu que la fonction neurométrique (fréquence de décharge/espacement en fonction de la fréquence temporelle) montre une augmentation monotonique. Une grande proportion des cellules était sensible à la vitesse (76/119), et 82% d’entres elles étaient aussi sensibles à la texture. La sensibilité à la vitesse a été observée dans les trois aires du S1 (3b, 1 et 2). La grande majorité de cellules sensibles à la vitesse, 94%, avait une relation monotonique entre leur décharge et la fréquence temporelle, tel qu’attendu, et ce surtout dans les aires 1 et 2. Ces neurones pourraient donc expliquer la capacité des sujets à estimer la vitesse tactile de surfaces texturées.

A new method to measure higher visual functions in an immersive environment

BACKGROUND: Higher visual functions can be defined as cognitive processes responsible for object recognition, color and shape perception, and motion detection. People with impaired higher visual functions after unilateral brain lesion are often tested with paper pencil tests, but such tests do not assess the degree of interaction between the healthy brain hemisphere and the impaired one. Hence, visual functions are not tested separately in the contralesional and ipsilesional visual hemifields. METHODS: A new measurement setup, that involves real-time comparisons of shape and size of objects, orientation of lines, speed and direction of moving patterns, in the right or left visual hemifield, has been developed. The setup was implemented in an immersive environment like a hemisphere to take into account the effects of peripheral and central vision, and eventual visual field losses. Due to the non-flat screen of the hemisphere, a distortion algorithm was needed to adapt the projected images to the surface. Several approaches were studied and, based on a comparison between projected images and original ones, the best one was used for the implementation of the test. Fifty-seven healthy volunteers were then tested in a pilot study. A Satisfaction Questionnaire was used to assess the usability of the new measurement setup. RESULTS: The results of the distortion algorithm showed a structural similarity between the warped images and the original ones higher than 97%. The results of the pilot study showed an accuracy in comparing images in the two visual hemifields of 0.18 visual degrees and 0.19 visual degrees for size and shape discrimination, respectively, 2.56° for line orientation, 0.33 visual degrees/s for speed perception and 7.41° for recognition of motion direction. The outcome of the Satisfaction Questionnaire showed a high acceptance of the battery by the participants. CONCLUSIONS: A new method to measure higher visual functions in an immersive environment was presented. The study focused on the usability of the developed battery rather than the performance at the visual tasks. A battery of five subtasks to study the perception of size, shape, orientation, speed and motion direction was developed. The test setup is now ready to be tested in neurological patients.

Default perception of high-speed motion

When human observers are exposed to even slight motion signals followed by brief visual transients—stimuli containing no detectable coherent motion signals—they perceive large and salient illusory jumps. This novel effect, which we call “high phi”, challenges well-entrenched assumptions about the perception of motion, namely the minimal-motion principle and the breakdown of coherent motion perception with steps above an upper limit. Our experiments with transients such as texture randomization or contrast reversal show that the magnitude of the jump depends on spatial frequency and transient duration, but not on the speed of the inducing motion signals, and the direction of the jump depends on the duration of the inducer. Jump magnitude is robust across jump directions and different types of transient. In addition, when a texture is actually displaced by a large step beyond dmax, a breakdown of coherent motion perception is expected, but in the presence of an inducer observers again perceive coherent displacements at or just above dmax. In sum, across a large variety of stimuli, we find that when incoherent motion noise is preceded by a small bias, instead of perceiving little or no motion, as suggested by the minimal-motion principle, observers perceive jumps whose amplitude closely follows their own dmax limits.

Hitting a moving target: Perception and action in the timing of rapid interceptions

Different interceptive tasks and modes of interception (hitting or capturing) do not necessarily involve similar control processes. Control based on preprogramming of movement parameters is possible for actions with brief movement times but is now widely rejected; continuous perceptuomotor control models are preferred for all types of interception. The rejection of preprogrammed control and acceptance of continuous control is evaluated for the timing of rapidly executed, manual hitting actions. It is shown that a preprogrammed control model is capable of providing a convincing account of observed behavior patterns that avoids many of the arguments that have been raised against it. Prominent continuous perceptual control models are analyzed within a common framework and are shown to be interpretable as feedback control strategies. Although these models can explain observations of on-line adjustments to movement, they offer only post hoc explanations for observed behavior patterns in hitting tasks and are not directly supported by data. It is proposed that rapid manual hitting tasks make up a class of interceptions for which a preprogrammed strategy is adopted-a strategy that minimizes the role of visual feedback. Such a strategy is effective when the task demands a high degree of temporal accuracy.

Speed and rhythm in organizations: How do different generations cope with speed and rhythm at work?

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

La perception de la productivité dans l'industrie hôtelière de luxe : le cas de la Suisse romande

La perception de la productivité SUMMARY The main objective of this thesis is the perception of the productivity in the luxury hospitality industry. Despite a lot of efforts which were already made in the field of the production of goods, this concept (productivity) still remains to be defined in the services sector, more still, in that of the luxury hospitality industry. Since the object of this study is the perception of productivity, we decided to analyze the elements considered to be relevant by the top management in this field. Then, it seemed important to evaluate these same elements for the categories of middle-management and by the in-line employees. As perception is not static, it is dependent in an indirect way on its improvement and however also with the means of improvement. The assumption of our work evokes the possible relationship between productivity and its perception (P), (Q) quality and profitability (R). On this basis we built the P-Q-R model: R=F(P,Q) Finally, our research on this model enabled us to establish a mathematical relation between the three predetermined elements: fR=fP+fQ+c That means that the function efficiency of a process of services -(fR) is the sum of its quality function (intrinsic and extrinsic)-(fP) and of its productivity function - fQ (and the constant of regression "c"). To increase the profitability of the most significant manner, it is necessary to increase at the same time the productivity and quality. On the other hand, according to this formula but also according to the perception of the managers, with a constant profitability, either the productivity decreases in favor of the increase in quality, or the reverse. If the dimensions of the model influence positively or negatively the production process of services, then those wí11 influence in same manner our model (P, Q, R). We advance a point of view saying that profitability depends on the labor productivity which follows same dynamics than the perception of the productivity. The identification of the labor productivity as an essential element of successful management of the hotel is fundamental. The question which always remains in suspense is however the relevance of the concept "labor productivity" for the luxury hospitality industry. It was not proven an obvious correlation between this notion and the one of profitability. We still remain at the stage of perception. It results that one interesting way of future research will be the study of this correlation. As in any kind of luxury industry, the real added value does not consist in the volume produced or in the speed with which the product/service is carried out but in the creativity involved in their results. Let us note that the field of luxury is extremely related to the emotions and to the experience provided to the customers. La perception de la productivité... RÉSUME L'objectif principal de cette thèse est la perception de la productivité dans l'hôtellerie de luxe. Malgré tous les efforts qui ont déjà été faits dans le domaine de la production de biens, ce concept (productivité) reste encore à définir dans le secteur des services, plus encore, dans celui de l'hôtellerie de luxe. Étant donné que l'objet de l'étude est la perception de la productivité, nous avons décidé d'analyser les éléments jugés pertinents par les cadres dirigeants dans ce domaine. Puis, il nous a semblé important d'évaluer ces mêmes éléments pour les catégories de cadres moyens et par les employés in-line. Comme la perception n'est pas statique, elle est liée d'une manière indirecte à son amélioration et cependant également aux moyens d'amélioration. L'hypothèse de notre travail évoque la possible relation entre la productivité et sa perception (P), la qualité (Q) et la rentabilité (R). Sur cette base nous avons construit le modèle P-Q-R de départ R=f(P,Q) Finalement, notre recherche sur ce modèle nous a permis d'établir une relation mathématique entre les trois construits prédéterminés: fR=fP+fQ+c Cela signifie que la fonction rentabilité d'un processus de services -(fR) est la somme de sa fonction qualité (intrinsèque et extrinsèque)-fP et de sa fonction productivité -fQ (plus la constante de régression « c ») Pour augmenter la rentabilité de la manière la plus significative, il faut augmenter en même temps la productivité et la qualité. En revanche, selon cette formule mais selon aussi la perception des managers, à une rentabilité constante, soit la productivité diminue en faveur de l'augmentation de la qualité, soit l'inverse. Si les dimensions du modèle influencent positivement ou négativement le processus de production de services, alors celles-ci vont influencer de la même manière les construits de notre modèle (P, Q, R). Nous avançons un point de vue disant que la rentabilité dépend de la productivité du travail qui suit la même dynamique que la perception de la productivité. L'identification de la productivité du travail comme élément essentiel de gestion réussie de l'hôtel s'avère fondamentale. La question qui reste toujours en suspens est pourtant la pertinence de la notion «productivité du travail » pour l'industrie hôtelière de luxe. Il n'a pas été prouvé une corrélation évidente entre cette notion et celle de la profitabilité. Nous restons donc ici encore au stade de perception. Il en résulte que l'une des voies les plus intéressantes de recherche future sera l'étude de cette corrélation. Comme dans toute industrie de luxe, la vraie valeur ajoutée ne consiste pas toujours dans le volume produit, ni dans la vitesse avec laquelle le produit/service est réalisé, mais parfois dans la créativité emmagasinée dans ces résultats. Notons que le domaine de luxe est extrêmement lié aux émotions et à l'expérience fournie aux clients.

Perception and Interpretation of Advance Warning Signs on County Roads, HR-256, 1984

This research consisted of five laboratory experiments designed to address the following two objectives in an integrated analysis: (1) To discriminate between the symbol Stop Ahead warning sign and a small set of other signs (which included the word-legend Stop Ahead sign); and (2) To analyze sign detection, recognizability, and processing characteristics by drivers. A set of 16 signs was used in each of three experiments. A tachistoscope was used to display each sign image to a respondent for a brief interval in a controlled viewing experiment. The first experiment was designed to test detection of a sign in the driver's visual field; the second experiment was designed to test the driver's ability to recognize a given sign in the visual field; and the third experiment was designed to test the speed and accuracy of a driver's response to each sign as a command to perform a driving action. A fourth experiment tested the meanings drivers associated with an eight-sign subset of the 16 signs used in the first three experiments. A fifth experiment required all persons to select which (if any) signs they considered to be appropriate for use on two scale model county road intersections. The conclusions are that word-legend Stop Ahead signs are more effective driver communication devices than symbol stop-ahead signs; that it is helpful to drivers to have a word plate supplementing the symbol sign if a symbol sign is used; and that the guidance in the Manual on Uniform Traffic Control Devices on the placement of advance warning signs should not supplant engineering judgment in providing proper sign communication at an intersection.

Addendum to Perception and Interpretation of Advance Warning Signs on County Roads, HR-256, 1985

This contract extension was granted to analyze data obtained in the original contract period at a level of detail not called for in the original contract nor permitted by the time constraints of the original contract schedule. These further analyses focused on two primary questions: I. What sources of variation can be isolated within the overall pattern of driver recognition errors reported previously for the 16 signs tested in Project HR-256? 2. Were there systematic relations among data on the placement of signs in a simulated signing exercise and data on the respondents' ability to detect the presence of a sign in a visual field or their ability to recognize quickly and correctly a sign shown them or the speed with which these same persons can respond to a sign for a driver decision?

Perception of acceleration in motion-in-depth with only monocular and both monocular and binocular information

Observers are often required to adjust actions with objects that change their speed. However, no evidence for a direct sense of acceleration has been found so far. Instead, observers seem to detect changes in velocity within a temporal window when confronted with motion in the frontal plane (2D motion). Furthermore, recent studies suggest that motion-in-depth is detected by tracking changes of position in depth. Therefore, in order to sense acceleration in depth a kind of second-order computation would have to be carried out by the visual system. In two experiments, we show that observers misperceive acceleration of head-on approaches at least within the ranges we used [600-800 ms] resulting in an overestimation of arrival time. Regardless of the viewing condition (only monocular or monocular and binocular), the response pattern conformed to a constant velocity strategy. However, when binocular information was available, overestimation was highly reduced.

Perception de la douleur durant le traitement orthodontique avec boîtiers auto-ligaturants

Introduction Cette recherche constitue une étude clinique descriptive, visant à évaluer la douleur durant le traitement orthodontique avec boîtiers auto-ligaturants passifs et actifs. Matériel et méthode L'étude a été effectuée chez 39 patients (18 garçons, 21 filles), âge moyen 14 (entre 11 et 19 ans). Deux types de boîtiers auto-ligaturants ont été utilisés (SPEED n=20 et Damon n=19). Pour évaluer la douleur, un questionnaire a été élaboré par l'équipe de recherche. L’étude comportait 4 phases, c’est-à-dire l’évaluation de la douleur suite à l’insertion des 4 premiers fils orthodontiques du traitement de chaque patient (0.016 Supercable, 016 CuNiTi, 016X022 CuNiTi, 019X025 CuNiTi). Le même questionnaire était utilisé lors de chaque phase et le questionnaire comprenait 6 différents temps (T0: avant l’insertion du fil orthodontique, T1: immédiatement suite à l’insertion du fil, T2: 5h après l’insertion, T3: 24h après l’insertion, T4: 3 jours après l’insertion, T5: une semaine après l’insertion, T6: 4 semaines après l’insertion) suite à l’insertion de chaque fil. L’échelle visuelle analogue (EVA) et la version courte du questionnaire de Saint-Antoine ont été utilisés afin d’évaluer la douleur. Les données des EVA entre les groupes ont été comparées en utilisant le U test Mann-Whitney. Résultats et discussion Pour les deux premiers fils et pour tous les temps étudiés, il n’y avait pas de différence statistiquement significative entre les deux groupes (SPEED et Damon). Cependant, au moment de l’insertion (T0) du troisième fil (016X022 CuNiTi), parmi les patients ayant rapporté de la douleur (SPEED 47.1%, Damon 55.6%), le groupe Damon a rapporté une douleur significativement plus élevée que le groupe SPEED (p=0.018), (EVA moyenne SPEED=14.14±8.55, Damon=33.85±19.64). Trois jours après l’insertion du troisième fil, toujours parmi les patients ayant rapporté de la douleur (SPEED 23.5%, Damon 33.4%), la douleur était significativement plus élevée chez le groupe Damon que chez le groupe SPEED (p=0.008), (EVA moyenne SPEED=8.74±4.87, Damon=25.15±9.69). La plupart des analgésiques ont été pris suite à la pose du premier fil au temps T2 (5h) et T3 (24h). Il n’y avait pas de différence statistiquement significative entre les groupes en ce qui a trait au nombre de patients qui prenaient des analgésiques. La douleur n’a pas affecté le style de vie pour la grande majorité des patients. Les mots descriptifs sensoriels « tiraillement », « étau » et « élancement » et le mot affectif « énervant » étaient le plus souvent utilisés. Conclusion Les patients du groupe Damon ont ressenti significativement plus de douleur que les patients du groupe SPEED à l’insertion du troisième fil et trois jours suite à l’insertion. Plus de patients ont pris des médicaments pour la douleur avec le premier fil et le style de vie n’était pas affecté pour une majorité de patients. « Tiraillement », « étau », « élancement » et « énervant » étaient les mots descriptifs les plus utilisés par les patients pour décrire leur douleur.

Comparaison de la perception de la douleur entre le traitement orthodontique avec Invisalign® et le traitement avec fils et boîtiers fixes

Introduction : L’inconfort causé par les appareils orthodontiques peut significativement affecter la coopération des patients dans leur traitement. La douleur, ainsi que la détérioration de la fonction (mastication, élocution) sont reconnus comme les déterminants majeurs de la coopération des patients traités par appareils amovibles. Invisalign® se positionne comme une alternative esthétique aux multiples inconforts observés lors des traitements fixes avec boîtiers. À ce jour, peu d’études ont cherché à comparer la douleur (quantitativement et qualitativement) perçue entre cette technique et celle avec boîtiers fixes sur une longue période. Objectif : L’objectif de la présente étude est d’évaluer la douleur ressentie par les patients qui suivent un traitement orthodontique avec coquilles correctrices Invisalign® et de la comparer avec celle des patients qui suivent un traitement orthodontique conventionnel avec des boîtiers fixes. Matériels et Méthodes: L’étude compte 70 patients (29 garçons, 41 filles), moyenne d’âge de 16 ans [11 à 30]. Les trois sous-groupes sont Invisalign® (n=31), boîtiers Damon (n=19) et boîtiers Speed (n=20). Les groupes avec boîtiers (Damon et Speed) sont les 2 groupes de l’étude menée au sein de la clinique d’Orthodontie de l’Université de Montréal en 2011 qui comparait la perception de la douleur durant le traitement orthodontique entre boîtiers auto-ligaturants passifs et actifs. L’étude a été organisée en 4 phases correspondant à l’insertion des 4 premiers fils pour les groupes avec boîtiers (Phase 1: 0,016" Supercable, Phase 2: 0,016" CuNiTi, Phase 3: 0,016"x0,022" CuNiTi, Phase 4: 0,019"x0,025" CuNiTi) et à l’insertion des coquilles 1, 4, 7 et 10 pour le groupe Invisalign®. À l’aide d’un questionnaire, l’étude évalue pour chaque phase l’ampleur (grâce à une échelle visuelle analogue EVA), la durée et la localisation de la douleur à 6 différents points (T1: immédiatement après l’insertion, T2: 5h après, T3: 24h après, T4: 3 jours après, T5: une semaine après, T6: 2 semaines après). Résultats: À T1Ph3 le pourcentage de patients rapportant de la douleur était plus élevé avec Damon qu’avec Invisalign® (p=0,032) (Damon=55,6% ; Invisalign®=23,3%) mais il n’y avait pas de différence avec le groupe Speed (p=0,114). Les patients avec Invisalign® rapportaient significativement moins d’irritation des tissus mous (muqueuses, gencives) que les patients avec des boîtiers. Pour les résultats des EVA, les différences étaient statistiquement significatives à 2 temps : T3Ph1 (Médiane Invisalign®=33,31, Médiane Speed=49,47; p=0,025) et T3Ph4 (Médiane Invisalign®=13,15, Médiane Damon=27,28; p=0,014). Pour la majorité des patients la douleur ne nécessitait pas la prise de médicament et il n’y avait pas de différence significative entre les groupes sur ce point. La qualité de vie était légèrement affectée lors de la première phase et moindrement pour le groupe Invisalign® que pour les groupes avec boîtiers. Pour les patients Invisalign®, la douleur atteignait son niveau le plus élevé entre 5 et 24 heures après l’insertion de la première coquille, et diminuait en intensité et en durée à chaque phase. Conclusion: La perception de la douleur lors d’un traitement orthodontique avec Invisalign® est inférieure à celle ressentie lors d’un traitement avec des boîtiers fixes. Cette méthode de traitement est donc une thérapie attirante pour les patients désirant un traitement esthétique et relativement confortable.