Der Einfluss von Müdigkeit auf das Fahr- Blick- & Sprachverhalten unter der Betrachtung verschiedener methodischer Ansätze und die Konsequenz für die Entwicklung von Müdigkeitsassistenzsystemen

Reinprecht, Klaus

In vorliegender Arbeit wird der Fahrerzustand Müdigkeit in empirischen Fahrversuchen im Labor und Realität auf Landstraßen und Autobahnen quasi-experimentell untersucht. Unterschiedliche Müdigkeitszustände werden induziert und die Auswirkungen auf das Fahr- Blick- und Sprachverhalten analysiert. Es zeigt sich, dass sowohl das Lenkverhalten, die Spurhaltung und das Geschwindigkeitsverhalten sensitiv auf Müdigkeit reagieren. Diese Effekte zeigen sich in der realen und simulierten Fahrumgebung sowie auf Landstraßen und Autobahnen. Grundlegend lenkt der Fahrer mit zunehmender Müdigkeit weniger, fährt mehr in der Spurmitte, und erhöht seine Geschwindigkeit. In der Realität sind diese Effekte und die Varianz vieler Fahrparameter kleiner als im Fahrsimulator. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass es nicht "den einen" Müdigkeitsparameter gibt, sondern wie relevant es ist, unterschiedliche Versuchssettings und Straßentypen detailliert zu analysieren. Für die Müdigkeitsdetektion kann nachgewiesen werden, dass der müde Fahrer relativ gut, sowohl mit Fahr- als auch mit Blick- und Sprachdaten erkannt werden kann. Der wache Fahrer ist allerdings schwer zu detektieren. Durch die Einführung einer Baseline können die Erkennungsraten für den wachen Fahrer nicht erhöht werden, nur durch Blick- und Sprachdaten gelingt es, die wachen Fahrer sicherer zu erkennen. Insgesamt kann durch die Arbeit ein Beitrag zum besseren Verständnis von Müdigkeit im Straßenverkehr geleistet werden. Was diese Arbeit ebenfalls aufzeigt ist, dass das Erkennen des wachen Fahrers eine der größten Herausforderungen ist. Erst wenn dies zuverlässig gelingt, können Fehlalarme von Assistenzsystemen vermieden werden und so zu einer Erhöhung der Akzeptanz von Müdigkeitswarnsystemen führen. Neue technologische Entwicklungen im Fahrzeug (Blickmessung, Sprachbedienung,…) könnten dazu genutzt werden, einen größeren Datenpool bereitzustellen und dadurch die Erkennung des jeweiligen Fahrerzustands zu verbessern.

The driver state fatigue was investigated in different empirical settings. The effects of such conditions as simulator or real driving and different types of the road (highway or land road) on driving, gaze and speech behavior were measured. The values of those participants who had values in all three fatigue states (awake, fatigue, very fatigue) were used to analyze the consequences of fatigue. The results point out that fatigue has an influence on steering, lane keeping and speed behavior. These effects can also be observed in the real and simulated driving scenario and on both road types (highway and land road). A sleepy driver shows less steering activities, tends to drive near the middle of the road and increases his speed. Summarizing these results it can be shown that there is no "the one and only" parameter to measure the effects of fatigue on driving behavior. However, these results revealed that the exact consideration of the different settings (real or simulator) and different road types is necessary. Taking a closer look to the fatigue detection, it can be shown that a very tired (sleepy) driver is rather easy to detect. This can be achieved with driving data as well as with gaze- and speech data. Problematic is to detect the driver in the "awake"- state. However, with the integration of a baseline in the detection algorithm based on the driving behavior, no increasing in the correct detection rate can be observed. Only when the gaze- and speech data were integrated into the algorithm an increasing of the detection rate was observed. Taken as a whole, this work contributes to a better understanding of what is going on when fatigue increases while driving. The challenge for the future is to detect the sleepy driver correctly. This knowledge can be used to improve the reliability and validity of driver assistance systems to avoid false alarms for a better acceptance of these systems.

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Reinprecht, Klaus: Der Einfluss von Müdigkeit auf das Fahr- Blick- & Sprachverhalten unter der Betrachtung verschiedener methodischer Ansätze und die Konsequenz für die Entwicklung von Müdigkeitsassistenzsystemen. 2013.

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