Von Conduct-by-Wire zu einer kooperativen Fahrzeugführung - Nutzerzentrierte Evaluation der manöverbasierten Fahrzeugführung und Weiterentwicklung der Interaktion
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Forschungsprojekt „Von Conduct-by-Wire zu einer kooperativen Fahrzeugführung“ lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung eines Interaktionskonzepts, das den Fahrer entlastet und es ihm gleichzeitig ermöglicht trotz hoher Automatisierung in das Verkehrsgeschehen eingebunden zu bleiben (Teilprojekt B1). Zusätzlich sollte ein Akzeptanzmodell entwickelt werden, das in der Lage ist die Akzeptanz von hochautomatisierten Fahrzeugführungskonzepten noch in der Entwicklung vorherzusagen (Teilprojekt B2). Um die beiden Forschungsziele zu erreichen, arbeiteten beide Teilprojekte eng zusammen und entwickelten sowohl das Interaktionskonzept als auch das Akzeptanzmodell iterativ weiter. Dazu wurden insgesamt drei Iterationen durchgeführt. Da sich im vorausgegangenen Projekt die lange Blickabwendungszeit von der Straße bei der Verwendung eines taktilen Touchdisplays als problematisch erwiesen hatte, wurde im Fortsetzungsprojekt an der Trennung zwischen Eingabe- und Ausgabeelementen gearbeitet. In der ersten Iteration wurde dazu eine selbstentwickelte Gestenerkennung entwickelt, die über ein Touchpad in der rechten Armlehne des Fahrers zu bedienen war. Die Informationsanzeige überfolgte über ein Head-up-Display. Zeitgleich wurde an der Entwicklung eines Akzeptanzmodels und Fragebogens gearbeitet, die auf den bisherigen Erkenntnissen zu Fahrerassistenzsystemen und dem Technologie Akzeptanz Modell von Davis aufbauen. In einer Fahrsimulatorstudie wurde anschließend das neuentwickelte Interaktionskonzept mit dem bereits bekannten taktilen Touchdisplay und einer Baseline ohne Assistenzsysteme verglichen. Die objektiven Ergebnisse zeigten, dass die Trennung von Bedienung und Anzeige sich vorteilhaft auf das Blickverhalten der Fahrer auswirkt. Die Verwendung der Gestenerkennung jedoch den Nachteil mit sich bringt, dass vermehrt Eingabefehler auftraten. Die Überprüfung der Akzeptanz zeigte jedoch, dass das Gestenerkennungskonzept trotz vermehrter Fehler durch die Probanden bevorzugt wurde. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden sowohl das Interaktionskonzept als auch der Akzeptanzfragebogen überarbeitet. Bei dem Fragebogen lagen die Veränderungen hauptsächlich in der Umformulierung einzelner Items oder dem Ausschluss von Fragen. Bei dem Interaktionskonzept wurde ein neues Konzept entwickelt, das die Trennung von Eingabe und Ausgabe beibehält, aber dem Fahrer die Auswahl der Manöver über ein halbkreisförmiges Menü ermöglicht. Das Ziel der Menüstruktur lag in der Reduktion der Eingabefehler durch freies Zeichnen. Zusätzlich wurde die Head-up-Darstellung um eine kontaktanaloge Vorschautrajektorie für das gerade gefahrene und das in der Auswahl befindliche Manöver ergänzt. Das neue Interaktionskonzept wurde auf Grund der optischen Gestaltung „pieDrive“ genannt. In einer weiteren Fahrsimulatorstudie wurden das taktile Touchdisplay, die Gestenerkennung und pieDrive miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass pieDrive Vorteile in Bezug auf die Blickverteilung (gegenüber dem taktilen Touchdisplay) sowie Vorteile in Bezug auf die Fehlerhäufigkeit (gegenüber der Gestenerkennung) aufwies und deswegen zur Weiterentwicklung ausgewählt wurde. In einer dritten Iteration wurde dann das finale Akzeptanzmodell mit dem finalen Fragebogen und dem finalen Interaktionskonzept in einer Fahrsimulatorstudie mit vier Messzeitpunkten pro Person überprüft. Es zeigte sich, dass pieDrive in der Lage ist alle Anforderungen an ein Interaktionskonzept für manöverbasierte Fahrzeugführung zu erfüllen, wobei am letzten Versuchstag die Aufmerksamkeit der Fahrer abnahm, so dass eine längsschnittliche Untersuchung angemessen wäre. Der entwickelte Fragebogen weist gute Werte hinsichtlich der Reliabilität auf und war in der Lage zu jedem Versuchszeitpunkt einen großen Anteil der Varianz der Akzeptanz zu erklären. Als entscheidende Einflussfaktoren zeigten sich hier die Kooperation mit dem System, die empfundene Sicherheit, die Vorhersehbarkeit des Systems, die Einfachheit der Nutzung, die Nützlichkeit des Systems, die Stimulation, die Identifikation sowie die Einstellung der Automation gegenüber. Eine erneute Modellprüfung mit ähnlichen Systemen wäre jedoch wünschenswert, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2010). How to conduct a car? A design example for maneuver based driver-vehicle interaction. In 2010 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV) (S. 1214 ‐ 1221). IEEE
Kauer, M., Schreiber, M. & Bruder, R.
- (2010). Verification of a Maneuver Catalog for a Maneuver-Based Vehicle Guidance System. In Systems Man and Cybernetics (SMC) (S. 3683–3689). Istanbul
Schreiber, M., Kauer, M., Schlesinger, D., Hakuli, S. & Bruder, R.
- (2011). Maneuver-Based Driving Today and in the Future - Development of a New Human-Machine Interface for Conduct-by-Wire. In VDI-Bericht 2134: Fahrer, Fahrerunterstützung und Bedienbarkeit (Bd. 2134). Braunschweig
Franz, B., Kauer, M., Schreiber, M., Blanke, A., Distler, S., Bruder, R. et al.
- (2012). Comparison of Two Human- Machine-Interfaces for Cooperative Maneuver-Based Driving. Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation, 41 (1), 4192 ‐ 4199
Franz, B., Kauer, M., Blanke, A., Schreiber, M., Bruder, R. & Geyer, S.
- (2012). pieDrive – a New Driver-Vehicle Interaction Concept for Maneuver-Based Driving. In R. Toledo-Moreo, L. M. Bergasa & M. Á. Sotelo (Hrsg.), Proceedings of the 2012 International IEEE Intelligent Vehicles Symposium Workshops (W2: Workshop on Human Factors in Intelligent Vehicles)
Franz, B., Kauer, M., Bruder, R. & Geyer, S.
- (2012). User Acceptance of Cooperative Maneuver- Based Driving - A Summary of Three Studies. Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation, 41 (1), 4258 ‐ 4264
Kauer, M., Franz, B., Schreiber, M., Bruder, R. & Geyer, S.
- (2014). Entwicklung und Evaluation eines Interaktionskonzepts zur manöverbasierten Führung von Fahrzeugen. Dissertation, Technische Universität Darmstadt. Darmstadt
Franz, B.
- Conduct-by-Wire. In: Winner H., Hakuli S., Lotz F., Singer C. (eds) Handbuch Fahrerassistenzsysteme. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015, pp 1111-1121
Franz, B., Kauer, M., Geyer, S., Hakuli, S.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-658-05734-3_59) - The influence of highly automated driving on the self-perception of drivers on the example of Conduct-by-Wire. Ergonomics, Volume 58, 2015 - Issue 2, 321-334
Kauer, M., Franz, B., Maier, A. & Bruder, R.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1080/00140139.2014.970587)
