Schreiber, Michael (2012)
Konzeptionierung und Evaluierung eines Ansatzes zu einer manöverbasierten Fahrzeugführung im Nutzungskontext Autobahnfahrten.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer mittlerweile bei einer Vielzahl an Aufgaben im Fahrzeug und sollen so das Autofahren sicherer und komfortabler machen. Ein Dilemma, das sich bei der Implementierung dieser Systeme (die eine Interaktion mit dem Fahrer benötigen) abzeichnet, ist eine Überforderung des Fahrers durch eine parallele Bedienung dieser Systeme und der Kenntnis der einzelnen Systemgrenzen. Aus technischer Sicht ist eine Vernetzung einiger dieser Systeme möglich, die für die Fahrer-Fahrzeug-Interaktion, aufgrund einer vereinheitlichten Bedienung, Vorteile aufweisen kann. In der vorliegenden Arbeit wird auf der Grundlage eines von Winner & Heuss (2005) vorgestellten Ansatzes ein Interaktionskonzept für ein manöverbasiertes Fahrerassistenzsystem, das mehrere Funktionen heutiger und in naher Zukunft realisierter Fahrerassistenzsysteme beinhaltet, für den Nutzungskontext der Autobahn entwickelt, in einem Fahrsimulatoraufbau integriert und evaluiert. Der Fahrer interagiert bei diesem System über Manöverkommandos mit dem Fahrzeug und überlässt diesem die Ausführung der Manöver. Der Fahrer kann aber jederzeit die manuelle Kontrolle des Fahrzeuges übernehmen und das Fahrzeug mit Lenkrad und Pedalerie führen. Die Entwicklung des Konzeptes der manöverbasierten Fahrzeugführung schließt die Entwicklung eines Manöverkataloges, der für die Interaktion verwendet wird, und die Entwicklung einer Manöverschnittstelle, mit der die Manöver beauftragt und überwacht wer- den können, mit ein. Die Identifikation der Manöver erfolgt anhand einer Literaturrecherche und eigener Laborversuche, sowie einer Frühevaluierung mit Hilfe der Wizard of Oz-Technik, bei der die Systemreaktion über einen menschlichen Operator simuliert wird. Dies ermöglicht eine Evaluation ohne eine aufwendige Erstellung des Assistenzsystems im Fahrsimulator. Nach der Frühevaluation erfolgen eine Überarbeitung und eine detaillierte Festlegung des Interaktionskonzeptes sowie die Entwicklung der Manöverschnittstelle. Beides wird im Fahrsimulator implementiert (z. B. Erstellung von einfachen Reglern für die Fahrmanöverausführung, Implementierung eines Head-Up-Displays, ...) und einer Evaluation unterzogen, um zum einen zu klären, ob eine Manöversteuerung prinzipiell für den Fahrer ausführbar ist, und zum anderen Gestaltungsvorschläge für Weiterentwicklungen abzuleiten. Die Evaluation erfolgt u. a. hinsichtlich der Aspekte der Entlastung des Fahrers, der Aufrechterhaltung der Situation Awareness und des Interaktionsverhaltens (z. B. Gebrauchstauglichkeit, Systemverständnis). Die Ergebnisse zeigen, dass eine manöverbasierte Fahrzeugführung für die Autobahn prinzipiell möglich ist. Eine große Anzahl an Manövern wird von den Versuchspersonen beauftragt, und die Gebrauchstauglichkeit wird auf einem relativ hohen Niveau bewertet. Des Weiteren konnte eine körperliche Entlastung sowie eine zumindest nicht steigende mentale Belastung nachgewiesen werden. Eine Weiterentwicklung des Ansatzes wird empfohlen, und es werden Gestaltungsvorschläge hinsichtlich der Manöverschnittstelle (z. B. ein kontaktanaloges Head-Up-Display) und des Interaktionskonzeptes werden gegeben.

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