Langer, Ingmar (2016)
Analyse von Aktivitäten eines Fahrzeugführers zur Verhaltensbeschreibung am Beispiel des Fahrstreifenwechsels.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Fahrerassistenzsysteme in modernen Fahrzeugen tragen dazu bei, dass in den letzten Jahren weniger Unfälle passieren und auch weniger Teilnehmer am Straßenverkehr verletzt oder getötet werden. Die Systeme warnen den Fahrer vor einer drohenden Gefahr oder greifen bei kritischen Situationen in die Fahrzeugführung ein. Dabei kann es jedoch vorkommen, dass der Fahrer die Gefahr selbst noch abgewendet hätte und er sich somit von dem System bevormundet fühlt oder die Warnung bzw. den Eingriff als fehlerhaft bzw. nicht notwendig ansieht, wodurch die Akzeptanz zu den Systemen sinken kann. Schaltet er deshalb die Systeme ab, fehlt nachfolgend die wichtige Unterstützungswirkung. Um fehlerhafte bzw. nicht notwendige Interventionen der Assistenzsysteme zu vermeiden, kann versucht werden das kurzfristige zukünftige Verhalten des Fahrers über eine Fahrerintentions- oder auch Fahrerabsichtserkennung vorherzusagen. Da beim Fahrerverhalten jedoch intra- und interindividuelle Unterschiede auftreten und es generell als sehr komplex und veränderlich zu bezeichnen ist, gibt es hohen Forschungsbedarf bei der Thematik des Fahrerverhaltens und seiner Vorhersage. Bei näherer Betrachtung fällt eine konkrete Forschungslücke auf. Es ist keine allgemeingültige Beschreibungsmethode vorhanden, die eine gezielte Analyse des IST-Verhaltens des Fahrers bei der Fahrzeugführung ermöglicht. Es können lediglich Ansätze zur Beschreibung des SOLL-Verhaltens ermittelt werden, die jedoch nur sehr bedingt bei der Verhaltensanalyse helfen. In der vorliegenden Arbeit wird daher eine Beschreibungsmethode des Fahrerverhaltens erarbeitet. Diese soll ein grundsätzlich besseres Verständnis zum Fahrer und seinem Verhalten bei der Fahrzeugführung ermöglichen, um Erkenntnisse hinsichtlich einer Vorhersage erarbeiten zu können. Bei der Entwicklung der Beschreibungsmethode wird ein deduktiver Ansatz gewählt. Dies bedeutet, dass die Beschreibungsmethode aus theoretischen, allgemeingültigen Erkenntnissen abgeleitet wird. In der Arbeit wird festgelegt, dass das Verhalten auf Basis einzelner Aktivitäten beschrieben wird. Aktivitäten sind dabei als einzelne messbare „elementare Teilschritte“ im Verhalten zu verstehen. Zentrales Element der Beschreibungsmethode ist ein Katalog zu Aktivitäten eines Fahrzeugführers. Der Katalog besteht aus insgesamt sechs Katalogklassen (visuelle Informationsaufnahme, Querführung, Längsführung, Signalgebung, Schaltvorgänge und sonstige Aktivitäten), zu denen über Messgrößen analysierbare Eigenschaften und Ausprägungen aus der Literatur abgeleitet werden. Auf Basis des Katalogs ist es möglich das Fahrerverhalten bei der Fahrzeugführung zu beschreiben und damit mögliche Muster im Verhalten, die zu einem spezifischen Manöver gehören können, zu identifizieren. Die Beschreibungsmethode, zu der auch eine Visualisierungsmöglichkeit erarbeitet wurde, wird anschließend beispielhaft angewendet, um die Eignung hinsichtlich der IST-Analyse des Fahrerverhaltens prüfen zu können. Als Beispielmanöver dieser Anwendung wird der Fahrstreifenwechsel nach links genutzt, da im zu erwarteten Verhalten dieses Manövers sehr viele Aspekte der Beschreibungsmethode enthalten sind. Zum Verhalten, welches beim Fahrstreifenwechsel zu erwarten ist, werden auf Grundlage von Literaturerkenntnissen Hypothesen formuliert und diese werden anschließend in die Beschreibungssprache der entwickelten Methode überführt. Zur Schaffung einer Datenbasis zur beispielhaften Anwendung wurden Fahrversuche im kontrollierten Feld durchgeführt. Es wurden Daten zu 167 Fahrstreifenwechseln von insgesamt 69 Probanden erhoben und hinsichtlich der vorhandenen Aktivitäten analysiert. Als Ergebnisse der Hypothesenüberprüfung werden charakteristische Aktivitäten des Fahrmanövers ermittelt, die hinsichtlich einer Verhaltensvorhersage sehr hilfreich sein können. So zeigt sich, dass Fixationen des linken Außenspiegels, des Innenspiegels, des Zielfahrstreifens sowie Blicke über die linke Schulter, spezifische Lenkbeginne und Betätigungen des Fahrtrichtungsanzeigers für das Beispielmanöver charakteristisch sind. Zu diesen Aktivitäten werden zudem Analysen über Reihenfolgen und den zeitlichen Bezug zum Manöverbeginn getätigt, wodurch erweiterte Aussagen zum Fahrerverhalten im Manöver erarbeitet werden, welche für eine Absichtserkennung relevant sein können. Die Arbeit schließt mit einer Diskussion der Ergebnisse des Fahrerverhaltens, welches im Rahmen der beispielhaften Anwendung untersucht wurde. Zudem wird die entwickelte Methode diskutiert und im Ausblick wird aufgezeigt, an welchen Stellen weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich des Fahrers und seines Verhaltens besteht.

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