Bitte überwachen! - Eine Analyse des teilautomatisierten Fahrens (German)

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Fahrerassistenzsysteme können Beiträge zur aktiven Sicherheit im Straßenverkehr leisten und besitzen das Potential die mentale Beanspruchung des Fahrers zu verringern [Winner, H., Danner, B. & Steinle, J. (2009). Adaptive Cruise Control. In H. Winner, S. Hakuli & G. Wolf (Hrsg.), Handbuch Fahrerassistenzsysteme. Grundlagen, Komponenten und Systeme für aktive Sicherheit und Komfort (S. 478-521). Wiesbaden: Vieweg + Teubner Verlag]. Im Zuge eines zweiten Wandels der Mobilität und einer Demokratisierung der Fahrerassistenzsysteme werden immer mehr automatische Fahrfunktionen erforscht. Eine mögliche Ausprägung ist die Teilautomation, bei der die Quer- und die Längsführung von der Funktion übernommen wird, der Fahrer das System jedoch dauerhaft überwachen muss. Dabei unterscheidet sich die Art der Mensch-Maschine-Interaktion deutlich von der manuellen Fahrt. Die Rolle des Fahrers verschiebt sich bei einer teilautomatisierten Funktion zunehmend in Richtung des Überwachers. Daher ist es wichtig, die möglichen Auswirkungen, wie z.B. ein mangelndes Situationsbewusstsein und unzulängliche Reaktionen auf Systemfehler [Endsley, M.R. (1996). Automation and situation awareness. In R. Parasuraman & M. Mouloua (Hrsg.), Automation and human performance: Theory and applications (S. 163-181). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum; Endsley, M.R. & Kiris, E. O. (1995). The Out-of-the-Loop Performance Problem and Level of Control in Automation. Human Factors, 37 (2), S. 381-394] zu betrachten. Der vorliegende Beitrag beschreibt eine Fahrsimulatorstudie zur Evaluation des teilautomatisierten Fahrens. Im Fokus stehen dabei die Identifikation möglicher Vor- und Nachteile und potentielle Effekte auf das Situationsbewusstsein, die Beanspruchung, das Befinden sowie die Akzeptanz. Innerhalb der Studie (N=60) im statischen Fahrsimulator der Volkswagen Konzernforschung wurden diesbezüglich zum einen die Dauer der Überwachung variiert. Zum anderen unterschieden sich die Prüfsituationen, auf welche die Probanden nach einem definierten Zeitraum reagieren mussten. Die Ergebnisse belegen Auswirkungen der Dauer der Überwachung und der Teilautomation selbst auf das Situationsbewusstsein, die Aufmerksamkeit sowie die Reaktionsfähigkeit des Fahrers. Als sensitiv für derartige Effekte scheint hierbei besonders eine Fahrdauer mit einhergehender Überwachung von über 15 Minuten zu sein.

Driver assistance systems can help to improve active road safety and reduce mental workload on the driver [Winner, H., Danner, B. & Steinle, J. (2009). Adaptive Cruise Control. In H. Winner, S. Hakuli & G. Wolf (Hrsg.), Handbuch Fahrerassistenzsysteme. Grundlagen, Komponenten und Systeme für aktive Sicherheit und Komfort (pp. 478-521), Wiesbaden: Vieweg + Teubner Verlag]. In the course of a second change of mobility and the democratization of driver assistance systems more and more automatic driving functions are investigated. A possible system is the semi-automated function which temporary takes lateral and longitudinal control of the vehicle. Nevertheless, the driver has to supervise at all time. Additionally, the human machine interaction in comparison to manual drives will change. A semiautomated function changes the role of the driver to that of a supervisor. Hence, it is important to look at the possible effects such as reduced situational awareness and inadequate reactions to system failures [Endsley, M.R. (1996). Automation and situation awareness. In: R. Parasuraman & M. Mouloua (ed.), Automation and human performance: Theory and applications (pp. 163-181). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum; Endsley, M.R. & Kiris, E. O. (1995). The Out-of-the-Loop Performance Problem and Level of Control in Automation. Human Factors, 37 (2), pp. 381-394]. This paper describes a driving simulator study that evaluates semi-automated driving. Besides, it is focusing the identification of possible advantages and disadvantages and the influences on situation awareness, workload and well-being as well as the acceptance of a semi-automated system. The duration of the supervision task was varied within the study (N=60) taking place in the static driving simulator of Volkswagen Group Research. In addition, the test situations differed on which the subjects had to react to after the defined interval. The results cover effects of the duration of the monitoring and the semi automation on situation awareness, attention as well as the responsiveness of the driver. A driving duration of more than 15 minutes seems to be sensitive in terms of those effects.

Table of contents conference proceedings

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353
Erfahrungen mit der neuen Generation der Umfeldkamerasysteme am Beispiel des neuen VW Passat
Eckert, G. / Radimirsch, M. / Pape, S. / Katzwinkel, R. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Instantane Bestimmung der vollständigen Objektbewegung ausgedehnter Objekte mittels hochauflösendem Radar
Kellner, Dominik / Barjenbruch, Michael / Klappstein, Jens | 2014
1
Die Fahrerbeobachtung als wichtiger Baustein für autonomes Fahren. Fahrerzustandsanalyse zur Steigerung der Sicherheit und Erweiterung des HMI
Müller, Christian / Bläsing, Frank | 2014
1
Ein Vergleich von Algorithmen zur Verhaltensprädiktion anderer Verkehrsteilnehmer. Erkennung der Spurwechselabsicht in Autobahnszenarien
Schlechtriemen, J. / Wedel, A. / Graf, R. / Dietmayer, K. / Fritzsche, M. / Kuhnert, K.D. | 2014
75
Nutzerorientierte Interaktionsgestaltung beim hochautomatisierten Fahren
Albert, M. / Wimmer, M. / Bengler, K. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Erfassung subjektiven Fahrerlebens zur Ableitung von Unterstützungsbedürfnissen jüngerer und älterer Autofahrer
Simon, Katharina / Bullinger, Angelika C. / Spanner-Ulmer, Birgit | 2014
1
Mehrstufiges Planungskonzept für pilotierte Parkhausfunktionen
Lenz, D. / Minnerup, P. / Chen, C. / Roth, E. | 2014
1
Big Loop: Die vernetzte Karte für das automatische Fahren
Kerper, Markus / Sasse, Andreas | 2014
1
3D-Umfeldmodellierung durch Datenverarbeitung von Weitwinkel Time-of-Flight Kameras für Park- und Rangierfunktionen
Dalbah, Yosef / Wahl, Friedrich M. | 2014
1
EU-Projekt "AdaptIVe". Ansätze für hochautomatisches Fahren
Langenberg, Jens / Bartels, Arne / Etemand, Aria | 2014
1
Präzision von Navigationsanzeigen im kontaktanalogen Head-up Display
Pfannmüller, Lisa / Walter, Matthias / Bengler, Klaus | 2014
1
Integration früher Kollisionswarnungen im urbanen Raum. Welche frühen Warninformationen unterstützen den Fahrer effektiv?
Zarife, Rami / Schmidt, Gerald / Kiesel, Andreas | 2014
403
Simulations on Consumer Tests: Systematic Evaluation of Tolerance Ranges by Model-Based Generation of Simulation Scenarios
Berger, C. / Block, D. / Heeren, S. / Hons, C. / Kuhnel, S. / Leschke, A. / Plotnikov, D. / Rumpe, B. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Fahrerassistenzsystem zur vorausschauenden energieeffizienten Geschwindigkeitsregelung speziell für Elektrofahrzeuge
Schwickart, Tim / Voos, Holger | 2014
83
Entwicklung und Evaluation einer semantisch-akustischen Warnung im Fahrzeug zur Kollisionsvermeidung im urbanen Raum
Su, C.-Y. / Petermann-Stock, I. / Vollrath, M. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Probabilistische Prognose von urbanen Verkehrssituationen. Bewertung von Manöverhypothesen mit der Evidenztheorie
Petrich, Dominik / Goth, Johannes / Dang, Thao | 2014
1
Wirksamkeit räumlich gerichteter Warnungen unter Anwendung eines LED Head-Up-Displays
Dettmann, A. / Jentsch, M. / Thieme, C. / Lindner, P. / Bullinger, A.C. / Wanielik, G. | 2014
101
CONFORM - A visualization tool and method to classify driving styles in context of highly automated driving
Griesche, S. / Krahling, M. / Kathner, D. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Automatische Fahrfunktionen und Mobile Devices: HMI-Konzept "Active Frame". Darstellung von system- und umweltbezogenen Informationen auf Tablet PCs während der automatischen Fahrt
Kleen, A. / Schäfer, H. / Bendewald, L. / Manelli, M. / Ricknäs, D. / Selmarker, A. | 2014
1
User Experience für teilautomatische Fahrfunktionen am Beispiel des Highway Assist
Arnon, M. / Sonntag, E. / Johannsen, U. / Klöpfer, F. / Schmidt, C. / Scherzinger, F. / Engeln, A. | 2014
1
Automatisiertes Fahren - So komfortabel wie möglich, so dynamisch wie nötig. Vestibuläre Zustandsrückmeldung beim automatisierten Fahren
Lange, A. / Albert, M. / Bengler, K. / Maas, M. / Siedersberger, K.H. | 2014
45
Beherrschbarkeit von interagierenden Fahrerassistenzsystemen
Schadler, O. / Muller, S. / Grundl, M. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Anhängerrangierassistent - Softwareentwicklung einer neuen Assistenzfunktion
Hüger, P. / Kirchner, A. / Katzwinkel, R. / Jähnisch, M. / Bullmann, C. / Loeben, D. | 2014
301
Rechtliche Herausforderungen auf dem Weg zu vollautomatisierten Fahrzeugen
Lutz, L.S. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
111
Entwicklungsschritte des 24 GHz Heckradars als Volumeninnovation
Max, S. / Jerhot, J. / Brosig, S. / Katzwinkel, R. / Ottenhues, T. / Muhlenberg, M. / John, A. / Stapel, D. / Amsel, C. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik et al. | 2014
91
Compliance to a traffic light assistant - The influence of surrounding traffic and system parameters
Rittger, L. / Muehlbacher, D. / Kiesel, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
249
Erkennung und Warnung visuell abgelenkter Fahrer
Krautter, W. / Korthauer, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Bitte überwachen! - Eine Analyse des teilautomatisierten Fahrens
Othersen, Ina / Petermann-Stock, Ina / Vollrath, Mark | 2014
167
Automatisierung: Interpretation von Kreuzungen mit Ampeln
Hegemann, S. / Natoli, A. / Arbitmann, M. / Luke, S. / Rieth, P.E. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
1
Konzept eines manöverbasierten Längs- und Querführungsassistenzsystems für urbane Einund Ausfallstraßen
Beenken, Maike / Homeier, Kai / Kasper, Roland | 2014
1
Sensorsysteme für Car2X. Herausforderungen für die Fahrzeugarchitektur
Günthner, Stefan / Schmid, Bernhard / Stählin, Ulrich / Jürgens, Gunnar | 2014
1
Vom Parkassistenten hin zum selbstparkenden
Barth, Harald / Mathes, Joachim | 2014
3
Fahren in einer zunehmend automatisierten Welt - Perspektiven fur Deutschland aus Sicht des Bundesverkehrsministeriums
Reiche, K. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
5
1+1=3! Die Erhohung der Fahrzeugsicherheit durch Integration von Backendsystemen
Wollschlager, D. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
9
Wirksamkeit raumlich gerichteter Warnungen unter Anwendung eines LED Head-Up-Displays
Dettmann, A. / Jentsch, M. / Thieme, C. / Lindner, P. / Bullinger, A.C. / Wanielik, G. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
23
Mehrstufiges Planungskonzept fur pilotierte Parkhausfunktionen
Lenz, D. / Minnerup, P. / Chen, C. / Roth, E. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
31
Erfassung subjektiven Fahrerlebens zur Ableitung von Unterstutzungsbedurfnissen jungerer und alterer Autofahrer
Simon, K. / Spanner-Ulmer, B. / Bullinger, A.C. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
57
Fahrerassistenzsystem zur vorausschauenden energieeffizienten Geschwindigkeitsregelung speziell fur Elektrofahrzeuge
Schwickart, T. / Voos, H. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
65
Integration fruher Kollisionswarnungen im urbanen Raum - Welche fruhen Warninformationen unterstutzen den Fahrer effektiv?
Zarife, R. / Schmidt, G. / Kiesel, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
123
3D-Umfeldmodellierung durch Datenverarbeitung von Weitwinkel Time-of-Flight Kameras fur Park- und Rangierfunktionen
Dalbah, Y. / Wahl, F.M. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
135
Instantane Bestimmung der vollstandigen Objektbewegung ausgedehnter Objekte mittels hochauflosendem Radar
Kellner, D. / Barjenbruch, M. / Klappstein, J. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
151
Big Loop: Die vernetzte Karte fur das automatische Fahren
Kerper, M. / Sasse, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
183
Sensorsysteme fur Car2X - Herausforderungen fur die Fahrzeugarchitektur
Gunthner, S. / Schmid, B. / Stahlin, U. / Jurgens, G. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
199
Automatische Fahrfunktionen und Mobile Devices: HMI-Konzept „Active Frame„ - Darstellung von system- und umweltbezogenen Informationen auf Tablet PCs wahrend der automatischen Fahrt
Kleen, A. / Ricknas, D. / Schafer, H. / Manelli, M. / Bendewald, L. / Selmarker, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
215
Automatisiertes Fahren - So komfortabel wie moglich, so dynamisch wie notig - Vestibulare Zustandsruckmeldung beim automatisierten Fahren
Lange, A. / Maas, M. / Albert, M. / Siedersberger, K.-H. / Bengler, K. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
229
Bitte uberwachen! - Eine Analyse des teilautomatisierten Fahrens
Othersen, I. / Petermann-Stock, I. / Vollrath, M. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
261
Prazision von Navigationsanzeigen im kontaktanalogen Head-up Display
Pfannmuller, L. / Walter, M. / Bengler, K. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
275
User Experience fur teilautomatische Fahrfunktionen am Beispiel des Highway Assist
Arnon, M. / Sonntag, E. / Johannsen, U. / Klopfer, F. / Schmidt, C. / Scherzinger, F. / Engeln, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
289
EU-Projekt „AdaptIVe„ - Ansatze fur hochautomatisches Fahren
Langenberg, J. / Bartels, A. / Etemad, A. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
315
Konzept eines manoverbasierten Langs- und Querfuhrungsassistenzsystems fur urbane Ein- und Ausfallstrassen
Beenken, M. / Homeier, K. / Kasper, R. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
331
Anhangerrangierassistent - Softwareentwicklung einer neuen Assistenzfunktion
Huger, P. / Kirchner, A. / Katzwinkel, R. / Jahnisch, M. / Bullmann, C. / Loeben, D. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
345
Vom Parkassistenten hin zum selbstparkenden Auto
Barth, H. / Mathes, J. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
365
Die Fahrerbeobachtung als wichtiger Baustein fur autonomes Fahren - Fahrerzustandsanalyse zur Steigerung der Sicherheit und Erweiterung des HMI
Muller, C. / Blasing, F. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
379
Ein Vergleich von Algorithmen zur Verhaltenspradiktion anderer Verkehrsteilnehmer - Erkennung der Spurwechselabsicht in Autobahnszenarien
Schlechtriemen, J. / Graf, R. / Wedel, A. / Fritzsche, M. / Kuhnert, K.D. / Dietmayer, K. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014
391
Probabilistische Prognose von urbanen Verkehrssituationen - Bewertung von Manoverhypothesen mit der Evidenztheorie
Petrich, D. / Goth, J. / Dang, T. / VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik / Verein Deutscher Ingenieure | 2014