Beherrschbarkeit von teilautomatisierten Eingriffen in die Fahrzeugführung

Kleen, Andro Torben

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Beherrschbarkeit von automatischen Fahrfunktionen, die gleichzeitig die Quer- und Längsführung eines Fahrzeuges beeinflussen können, jedoch noch vom Fahrer überwacht werden müssen. Im Rahmen einer Simulatorstudie (n = 59) wurden zunächst die Folgen plötzlicher Übernahmesituationen den Auswirkungen von unerwarteten Systemeingriffen (gleichzeitigen Beschleunigungen und Lenkeingriffen) in verschiedenen Fahrszenarien gegenübergestellt. Hierbei zeigte sich, dass Eingriffe größere Auswirkungen als plötzliche Übernahmen haben. Darüber hinaus erwiesen sich die verschiedenen Szenarien unterschiedlich sensitiv. Während sich die Auswirkungen von plötzlichen Deaktivierungen besonders gut in einer Baustelleneinfahrt beobachten ließen, traten die Effekte von kombinierten Systemeingriffen sehr deutlich innerhalb eines Kurvenszenarios auf. Die Darbietung von gleichzeitigen Eingriffen in die Quer- und Längsführung innerhalb einer Realfahrtstudie (n=55) konnte diese Ergebnisse weiter differenzieren. Als besonders bedeutsam erwiesen sich hierbei Kombinationen aus Beschleunigungen und Lenkeingriffen zum Kurvenäußeren. Anhand diverser Verhaltensparameter zeigte sich dabei einerseits eine erschwerte Beherrschbarkeit dieser Fehlerbilder. Anderseits konnten jedoch auch effektive kompensatorische Verhaltensweisen beobachtet werden. Komplexe Interaktionen zwischen den Eigenschaften beider Dimensionen legen zudem den Schluss nahe, dass eine getrennte Betrachtung beider Einflussgrößen keine ausreichende Basis für die Beurteilung der Beherrschbarkeit liefert. Die Analyse der Zusammenhänge zwischen den subjektiv empfundenen Auswirkungen von Eingriffsbildern und den Spannweiten der Gierrate und der Längsbeschleunigung zeigt darüber hinaus, dass sich Eingriffe mit Beschleunigungskomponente besonders gut anhand dieser Parameter vorhersagen lassen.

The present thesis investigates the controllability of automated vehicle systems that take over lateral and longitudinal control at the same time, but still need to be supervised by the driver. To analyze the controllability two experimental studies have been conducted. First the effects of sudden takeover situations have been compared to those of unexpected system interventions (combined accelerations and steering torques) in a fixed based driving simulator study (n = 59) using different driving scenarios. It has been found that interventions have a greater impact than sudden takeover situations. While the effects of sudden takeover situations were clearly observable on a simulated construction site, the impact of combined lateral and longitudinal interventions were most detectable while driving in a curve scenario. Investigations of combined lateral and longitudinal interventions within a real car driving study (n = 55) led to a more detailed picture. Depending on the intervention characteristics clear behavioral differences were found. Accelerations combined with steering torques against the curve have been proved to be very important. Behavioral and subjective data show that interventions with decreased controllability ratings were well balanced by compensatory driver actions. Furthermore multiple interactions between the characteristics of longitudinal and lateral interventions show that a separated investigation of both dimensions is not sufficient to evaluate partially automated systems. In addition to that the relationship between the subjective ratings and the resulting driving dynamics, produced by the interventions, has been analyzed. Multiple regressions show that the subjective ratings can be best explained by using the spans of yaw rate and longitudinal acceleration. Best predictions can be found for interventions with positive accelerations.

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Kleen, Andro Torben: Beherrschbarkeit von teilautomatisierten Eingriffen in die Fahrzeugführung. 2014.

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