Fahrerintentionserkennung für autonome Notbremssysteme (eBook)

Dr. Fanny Kobiela promovierte am Lehrstuhl für Verkehrspsychologie an der Technischen Universität Dresden. Sie arbeitet als Systementwicklerin im Arbeitsbereich Human Machine Interaction.

Danksagung 6
Inhaltsverzeichnis 7
Abbildungsverzeichnis 10
Tabellenverzeichnis 13
Nomenklatur 16
Abkürzungsverzeichnis 17
Kurzzusammenfassung 20
Abstract 21
1 Einleitung 22
1.1 Problemstellung 22
1.2 Ziel der Arbeit 28
2 Intentionen und Reaktionen in kritischen Verkehrssituationen 30
2.1 Intentionen 30
2.1.1 Definition und Merkmale 30
2.1.2 Intentionen beim Führen eines Kfz 33
2.1.3 Experimentelle Beeinflussung von Fahrerintentionen 37
2.1.4 Erfassung von Fahrerintentionen 39
2.2 Fahrerreaktionen in kritischen Verkehrssituationen 41
2.2.1 Gefahrenkognition 41
2.2.2 Fahrerreaktionen auf erkannte Kollisionsgefahren 45
2.2.3 Körperbewegung in kritischen Situationen 52
2.2.4 Einflussfaktoren des Fahrers 53
2.3 Fahrerreaktionen auf Kollisionswarnungen 57
2.3.1 Warngestaltung und Reaktionen bei Kollisionswarnungen 57
2.3.2 Reaktionen auf Fehlwarnungen 65
2.3.3 Vertrauen in Kollisionswarnungen 68
2.4 Fahrerreaktionen auf autonome Fahrzeugeingriffe 70
2.4.1 Von warnenden zu eingreifenden FAS 70
2.4.2 Arbeitsteilung zwischen Menschen und autonom eingreifenden FAS 70
2.4.3 Eingriffe in die Fahrzeugquerführung 71
2.4.4 Eingriffe in die Fahrzeuglängsführung 73
2.4.5 Kontrollierbarkeit 78
2.5 Hypothetische Fahrerreaktionen bei autonomen Notbremseingriffen 79
3 Fahrerintentionserkennung bei autonomen Notbremseingriffen 81
3.1 Fragestellungen und Hypothesen 81
3.2 Methodik der Datenerhebung 84
3.2.1 Versuchsund Messapparaturen 84
3.2.2 Versuchsstrecke 88
3.2.3 Unabhängige Variable 89
3.2.4 Versuchsablauf 92
3.2.5 Versuchsplan 93
3.2.6 Messvariablen 93
3.2.7 Stichprobe 97
3.3 Methodik der Datenanalyse 98
3.3.1 Fallauswahl nach berichteten Intentionen 99
3.3.2 Bestimmung von Einzelmerkmalen der Fahrerreaktion 100
3.3.3 Algorithmusentwicklung zur Intentionserkennung 102
3.3.4 Analyse weiterer Einflüsse auf die Fahrerreaktionen 109
3.3.5 Analyse der Befragungsergebnisse 109
3.4 Ergebnisse 110
3.4.1 Berichtete Intentionen in den Eingriffsbedingungen 110
3.4.2 Fahrerverhalten zu Beginn der autonomen Notbremseingriffe 112
3.4.3 Fahrerreaktionen in den Eingriffsbedingungen 113
3.4.4 Erkennbarkeit der Fahrerintentionen 120
3.4.5 Ergebnisse der Nachbefragung 124
3.5 Ergebnisdiskussion 130
4 Fahrerintentionserkennung in dynamischen Folge-BremsSituationen 136
4.1 Kurzbeschreibung der Studie 136
4.2 Fragestellungen und Hypothesen der Reanalyse 137
4.3 Methodik der Datenerhebung 139
4.3.1 Versuchsund Messapparaturen 139
4.3.2 Unabhängige Variablen 140
4.3.3 Messvariablen 141
4.3.4 Versuchsplan 142
4.3.5 Versuchsablauf 142
4.3.6 Stichprobe 143
4.4 Methodik der Datenanalyse 144
4.5 Ergebnisse 146
4.5.1 Fahrerverhalten zu Beginn der autonomen Notbremseingriffe 146
4.5.2 Fahrerreaktionen in den Eingriffsbedingungen 147
4.5.3 Fahrerintentionserkennung bei den berechtigten Notbremseingriffen 156
4.6 Ergebnisdiskussion 158
5 Fahrerintentionserkennung für kombinierte Warn-/ Notbremssysteme 162
5.1 Fragestellungen und Hypothesen 162
5.2 Methodik der Datenerhebung 165
5.2.1 Versuchsund Messapparaturen 165
5.2.2 Unabhängige Variablen 166
5.2.3 Messvariablen 168
5.2.4 Versuchsplan 168
5.2.5 Versuchsablauf 168
5.2.6 Stichprobe 169
5.3 Methodik der Datenanalyse 169
5.4 Ergebnisse 172
5.4.1 Berichtete Intentionen in den Eingriffsbedingungen 172
5.4.2 Fahrerverhalten zu Beginn der Warnungen und Notbremseingriffe 174
5.4.3 Fahrerreaktionen in den Kontrollgruppen 176
5.4.4 Fahrerreaktionen in den Experimentalgruppen 178
5.4.5 Fahrerintentionserkennung in den Experimentalgruppen 187
5.4.6 Ergebnisse der Nachbefragung 192
5.5 Ergebnisdiskussion 196
6 Physiologische Reaktionen bei autonomen Notbremseingriffen 202
6.1 Physiologische Korrelate der Fahrtätigkeit und Fahrerintention 202
6.2 Fragestellungen und Hypothesen 212
6.3 Methodik der Datenaufzeichnung und Analyse 213
6.3.1 Datenaufzeichnung 213
6.3.2 Datenanalyse 217
6.4 Ergebnisse 220
6.4.1 Herzschlagfrequenz 220
6.4.2 Elektrodermale Aktivität 221
6.4.3 Muskelaktivitäten 223
6.4.4 Rechter Sprunggelenkwinkel 231
6.4.5 Gemeinsame Fahrerintentionserkennung mit Verhaltensund physiologischen Messdaten 233
6.5 Ergebnisdiskussion 236
7 Diskussion und Ausblick 241
7.1 Zusammenfassung der Problemstellung 241
7.2 Ergebnisdiskussion 242
7.2.1 Zusammenfassung der Ergebnisse 242
7.2.2 Einordnung der Ergebnisse in den Stand der Forschung 246
7.2.3 Praktische Relevanz der Arbeit 249
7.3 Möglichkeiten und Grenzen des Untersuchungsansatzes 251
7.4 Ausblick 255
Literaturverzeichnis 257
Verzeichnis der Anhänge 286