Dokument: Der Einfluss fahrfremder Tätigkeiten auf die Fahrerübernahme während des hochautomatisierten Fahrens

Titel:Der Einfluss fahrfremder Tätigkeiten auf die Fahrerübernahme während des hochautomatisierten Fahrens
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20170321-114500-5
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Zeeb, Kathrin [Autor]
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Dateien vom 06.03.2017 / geändert 06.03.2017
Beitragende:Prof. Dr. Buchner, Axel [Gutachter]
PD. Dr. Schrauf, Michael [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:100 Philosophie und Psychologie » 150 Psychologie
Beschreibungen:Autonomes Fahren ist derzeit in aller Munde. Der nächste Schritt auf dem Weg dorthin sind hochautomatisierte Systeme, deren Einführung bis zum Jahr 2020 erwartet wird (Cacilo et al., 2015; Underwood, 2015). Diese Systeme übernehmen sowohl die Quer- als auch Längsfüh-rung des Fahrzeugs und ermöglichen dem Fahrer im Unterschied zu heutigen Assistenzsyste-men, sich von der Fahraufgabe ab- und fahrfremden Tätigkeiten zuzuwenden. Falls nötig, muss der Fahrer allerdings weiterhin in der Lage sein, die Fahrzeugführung wieder adäquat zu übernehmen (Gasser et al., 2012). Dadurch wird der Prozess der Fahrerübernahme zu einem der zentralen sicherheitsrelevanten Aspekte hochautomatisierter Systeme. Ziel der vorliegen-den Arbeit ist die Untersuchung dieses Prozesses. Besonderer Fokus wird dabei auf die Frage gelegt, welchen Einfluss die Ausführung fahrfremder Tätigkeiten auf die Fahrerübernahme ausübt. Befunde hierzu sind bislang nicht eindeutig: Während in einigen Studien eine beein-trächtigte Übernahmefähigkeit abgelenkter Fahrer gefunden wurde (z.B. Körber, Gold, Lech-ner & Bengler, 2016), berichten andere Autoren einen wachsamkeitssteigernden Effekt fahr-fremder Tätigkeiten (z.B. Neubauer, Matthews & Saxby, 2012).
Drei Fahrsimulatorversuche wurden zur Untersuchung dieser Fragestellung durchgeführt. In Studie 1 wurden die während der Fahrerübernahme ablaufenden motorischen und kognitiven Prozesse identifiziert. Studie 2 diente dazu, den Einfluss verschiedener naturalistischer fahr-fremder Tätigkeiten auf die in Studie 1 aufgestellten Prozesse der Fahrerübernahme zu unter-suchen. Basierend auf einer dieser Tätigkeiten wurde in Studie 3 die Stärke visuell-kognitiver und manueller Beanspruchung systematisch variiert. Die Ergebnisse zeigen, dass neben Cha-rakteristika der fahrfremden Tätigkeit auch situative Faktoren den Einfluss von Ablenkung auf die Fahrerübernahme bestimmen. Manuelle Beanspruchung führte v.a. bei Lenk- im Ver-gleich zu Bremseingriffen zu deutlichen Beeinträchtigungen der Übernahmeleistung. Der Ein-fluss visuell-kognitiver Beanspruchung scheint vielschichtiger zu sein. Bei geringer situativer Komplexität reagierten abgelenkte Fahrer ähnlich schnell wie nicht abgelenkte Fahrer. Bei hohen Anforderungen der Fahraufgabe hingegen führte die zusätzliche Beanspruchung kogni-tiver Ressourcen zu Beeinträchtigungen der Übernahmeleistung.
Diese Befunde liefern Erkenntnisse, wie fahrfremde Tätigkeiten die Übernahmefähigkeit der Fahrer beeinflussen und helfen, weiteren Forschungsbedarf zu identifizieren. Dies leistet einen Beitrag zu einem ganzheitlichen Verständnis der Kontrollübergabe von Fahrzeug zu Fahrer, welches für die Entwicklung zukünftiger hochautomatisierter Systeme grundlegend ist.

The introduction of conditionally automated driving systems, which take over lateral as well as longitudinal vehicle control, is expected within this decade (Cacilo et al., 2015; Under-wood, 2015). Contrary to lower levels of automation, drivers no longer have to monitor the system or the environment. This enables them to engage in non-driving related tasks. Howev-er, the driver must still be able to regain vehicle control, if necessary (SAE International, 2014). The process of driver take-over is thus one of the most safety-critical aspects of condi-tionally automated driving. The aim of the present study is to examine driver take-over, as well as the effects of the driver engaging in non-driving related tasks on this process. Even though increasing attention was given to this topic over the past few years, findings do not, so far, provide a uniform picture. While some studies found deteriorated take-over performance (e.g. Körber et al., 2016), others reported an increase in alertness due to the engagement in non-driving related tasks (e.g. Neubauer et al., 2012).
In this thesis, these research questions will be examined based on three driving simulator stud-ies. The aim of study 1 was to identify the physical and cognitive processes of driver take-over during conditionally automated driving. In study 2, the influence of different naturalistic non-driving related tasks on the process of driver take-over was analyzed. One of these tasks was selected for study 3, where the degree of visual-cognitive as well as manual task load was varied systematically. The results indicate that besides characteristics of the non-driving relat-ed task, there are also situational factors that determine the effects of driver distraction. Man-ual task load, i.e. handling an object, was found to delay reaction times and to deteriorate take-over quality. As expected, these effects were more pronounced in a steering compared to a braking maneuver. The influence of cognitive task load appears to be more complex. If situa-tional demands are low, distracted drivers might be able to react about as fast as non-distracted drivers. High situational demands might lead, together with the additional cogni-tive load of a secondary task, to interferences and deteriorated take-over performance.
The present findings provide insights into how non-driving related tasks influence drivers’ ability to resume vehicle control. Based on this, further research questions can be identified. Thereby, a contribution is made to a holistic understanding of the transition of control from the vehicle to the driver, which is vital for the development of future conditionally automated systems.
Fachbereich / Einrichtung:Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Psychologie
Dokument erstellt am:21.03.2017
Dateien geändert am:21.03.2017
Promotionsantrag am:21.12.2016
Datum der Promotion:03.02.2017
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