Conduct by Wire 2

Forschungsschwerpunkt Fahrzeugergonomie

Mit dem Fahrzeug gemeinsam fahren – Conduct-by-Wire 2

Hintergrund

Bereits im ersten DFG-Forschungsprojekt „Conduct-by-Wire – Ein neues Paradigma der Fahrzeugführung“ wurde untersucht, in wieweit die Integration aller Fahrerassistenzsysteme in ein übergreifendes System den Fahrer bei der Erfüllung der Fahraufgabe unterstützt. Diese Integration wird in Conduct-by-Wire so umgesetzt, dass der Fahrer nun Manöverbefehle an das Fahrzeug übergibt (z.B. Fahrstreifenwechsel links), welche das Fahrzeug dann selbsttätig ausführt. Während der ersten Projektlaufzeit (April 2008 bis April 2010) lag der Fokus auf der Untersuchung der Machbarkeit eines solchen Konzepts in Autobahnszenarien. Nach dem mehrere Studien zeigen konnten, dass es für den Fahrer möglich ist ein Fahrzeug anhand von Manövern zu steuern, beschäftigt sich das DFG-Folgeprojekt „Von Conduct-by-Wire zu einer kooperativen Fahrzeugführung“ mit der Weiterentwicklung des Systems. Gemeinsam mit dem Fachgebiet Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Darmstadt wird versucht dieses Konzept weiter in Richtung gemeinsame Erfüllung der Fahraufgabe zu entwickeln und neue Verkehrsräume (Landstraßen und Stadtszenarien) zu erschließen. Die Hauptaufgabe des Instituts für Arbeitswissenschaft liegt in der Entwicklung von fahrergerechten Bedienschnittstellen und der Überprüfung der Akzeptanz des Fahrzeugführungskonzepts.

Konzeptskizze des kontaktanalogen Head-up-Displays im IAD-Fahrsimulator
Konzeptskizze des kontaktanalogen Head-up-Displays im IAD-Fahrsimulator

Fragestellung

Folgende Fragestellungen werden im Rahmen dieses Forschungsprojektes bearbeitet:

  • Ist es möglich ein Fahrzeug mit Conduct-by-Wire auch in innerstädtischen Szenarien und auf Landstraßen erfolgreich zu verwenden?
  • Wie muss eine Bedienschnittstelle aussehen, die die situationsangepasste Übergabe von Manövern und Parametern an das Fahrzeug ermöglicht?
  • Wie muss eine Bedienschnittstelle aussehen, die den Fahrer jederzeit in die Lage versetzt die zukünftigen Aktionen des Fahrzeugs vorherzusehen?
  • Wie muss eine Bedienschnittstelle aussehen, die dem Fahrer das Gefühl gibt die Fahraufgabe gemeinsam mit dem Fahrzeug zu lösen?
  • Wird ein manöverbasiertes Fahrzeugführungskonzept von Fahrern akzeptiert?
  • Wie müsste ein solches System aussehen, damit es vom Fahrer akzeptiert wird?
  • Welche Auswirkung hat die Veränderung der Fahrzeugführung auf das Fahrerverhalten/das Rollenverständnis des Fahrers?

Methode

Die Entwicklung der Bedienschnittstellen findet im Rahmen des benutzerzentrierten Entwicklungsprozesses statt. Das heißt, dass während des gesamten Entwicklungsprozesses immer wieder Rückmeldung von Nutzern eingeholt wird. Dazu werden mehrere Fahrsimulationsstudien durchgeführt, in denen die Nutzer die Interaktion aktiv erleben können. In einer vergleichenden Studie wird anschließend auf Grund von subjektiven Bewertungen (z.B. Einfachheit, Beanspruchung) und objektiven Kriterien (z.B. Blickverhalten, Interaktionsverhalten, Unfälle) wird anschließend eine Bedienschnittstelle (für ein Beispiel siehe Video 1) gewählt. Diese Bedienschnittstelle wird in einer Fahrsimulationsstudie über einen längeren Zeitraum durch die Probanden verwendet, um so bessere Rückschlüsse auf die Akzeptanz der Nutzer und den Einfluss auf das Fahrerverhalten zu erlangen. Während der gesamten Zeit werden zusätzlich Interviewstudien und Onlinebefragungen zu der Akzeptanz des Conduct-by-Wire-Systems durchgeführt.

Video 1: pieDrive – ein neues Interaktionskonzept für manöverbasiertes Fahren

Ergebnisse

Nach Abschluss des Projektes wird es möglich sein, zu beurteilen, wie gut Fahrer und Fahrzeug mit der entwickelten Bedienschnittstelle in der Lage sind innerstädtische Szenarien zu bewältigen. Des Weiteren werden Aussagen über die Akzeptanz eines solchen Systems vorliegen.

Publikationen

Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela ; Geyer, Sebastian ; Hakuli, Stephan :Conduct-by-Wire.
In: Handbuch Fahrerassistenzsysteme. Springer Fachmedien , pp. 1111-1121.
[Buchkapitel], (2015)

Kauer, Michaela ; Franz, Benjamin ; Maier, A. ; Bruder, Ralph :
The influence of highly automated driving on the selfperception of drivers in the context of Conduct-by- Wire.
[Online-Edition: http://dx.doi.org/10.1080/00140139.2014.970587]
In: Ergonomics
[Artikel], (2014)

Franz, Benjamin :
Entwicklung und Evaluation eines Interaktionskonzepts zur manöverbasierten Führung von Fahrzeugen.
[Online-Edition: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3963]
TU Darmstadt, Institut für Arbeitswissenschaft , Darmstadt [Dissertation], (2014)

Geyer, Sebastian ; Karg, Melanie ; Hakuli, Stephan ; Winner, Hermann ; Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela :
Temporal Analysis of the Gate Concept as Enabler for Highly Automated Driving based on the Conduct-by-Wire Approach.
In: 2012 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems – (ITSC 2012), 16. – 19. September 2012, Anchorage, USA. Anchorage, Alaska
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela ; Bruder, Ralph ; Geyer, S. :
pieDrive – a New Driver-Vehicle Interaction Concept for Maneuver-Based Driving.
[Online-Edition: http://hfiv.lfe.mw.tum.de/2012/203.pdf]
In: 2012 IEEE Intelligent Vehicles Symposium Workshops (IV), 03.06.2012, Alcala de Henares (Spain).
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

Geyer, Sebastian ; Hakuli, Stephan ; Winner, Hermann ; Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela :
Ermittlung der Anforderungen an die Umfelderkennung für Conduct-by-Wire.
In: 5. Tagung Fahrerassistenz, 15. – 16. Mai 2012, München.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

Franz, B. ; Kauer, M. ; Blanke, A. ; Schreiber, M. ; Bruder, R. ; Geyer, S :
Comparison of two human-machine-interfaces for cooperative maneuver-based driving.
In: Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation. , pp. 4192-4199.
[Buchkapitel], (2012)

Franz, B. ; Kauer, M. ; Bruder, R. ; Geyer, S.: :
pieDrive – a New Driver-Vehicle Interaction Concept for Maneuver-Based Driving.
In: 2012 International IEEE Intelligent Vehicles Symposium Workshops.. Alcalá de Henares, Spanien
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela ; Blanke, Anton ; Schreiber, Michael ; Bruder, Ralph ; Geyer, Sebastian :
Comparison of two human-machine-interfaces for cooperative maneuver-based driving.
In: Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation, 41 (1) pp. 4192-4199. ISSN 1051-9815
[Artikel], (2012)

Geyer, S. ; Hakuli, S. ; Winner, H. ; Franz, B. ; Kauer, M. :
Ermittlung der Anforderungen an die Umfelderkennung für Conduct-by-Wire.
In: 5. Tagung Fahrerassistenz. München
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

Geyer, S. ; Karg, M. ; Hakuli, S. ; Winner, H. ; Franz, B. ; Kauer, M.:
Temporal Analysis of the Gate Concept as Enabler for Highly Automated Driving based on the Conduct-by-Wire Approach.
In: 2012 IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems ITSC. Anchorage, Alaska, USA
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

Kauer, M. ; Franz, B. ; Schreiber, M. ; Bruder, R. ; Geyer, S. :
User acceptance of cooperative maneuver-based driving – a summary of three studies.
In: Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation. , pp. 4258-4264.
[Buchkapitel], (2012)

Kauer, Michaela ; Franz, Benjamin ; Schreiber, Michael ; Bruder, Ralph ; Geyer, Sebastian :
User acceptance of cooperative maneuver-based driving – a summary of three studies.
In: Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation, 41 (1) pp. 4258-4264. ISSN 1051-9815
[Artikel], (2012)

Schreiber, Michael :
Konzeptionierung und Evaluierung eines Ansatzes zu einer manöverbasierten Fahrzeugführung im Nutzungskontext Autobahnfahrten.
Institut für Arbeitswissenschaft , Darmstadt
[Dissertation]

Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael ; Blanke, Anton ; Distler, Sebastian ; Bruder, Ralph ; Geyer, S. :
Maneuver-Based Driving Today and in the Future – Development of a New Human-Machine Interface for Conduct-by-Wire.
In: 6. VDI-Tagung – Der Fahrer im 21. Jahrhundert, 08. – 09. November 2011, Braunschweig. In: VDI-Berichte , 2134 . Düsseldorf
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Hakuli, S. ; Geyer, S. ; Winner, H. ; Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael :
Systematic Development of Manoeuvre-Based Driver Assistance Functions for Conduct-by-Wire with IPG CarMaker.
In: IPG Technology Conference „apply & innovate 2010“.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Geyer, S. ; Hakuli, S. ; Winner, H. ; Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela :
Development of a Cooperative System Behavior for a Highly Automated Vehicle Guidance Concept based on the Conduct-by-Wire Principle.
In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 05 – 09. Juni 2011, Baden-Baden.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Bruder, Ralph ; Franz, Benjamin ; Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael
Bruder, Ralph ; Winner, Hermann (eds.) :
Fahrerverhalten einer kooperativen Fahrer-Fahrzeug-Interaktion.
In: Zukunft der Fahrzeugführung – kooperativ oder autonom?, 5. Darmstädter Kolloquium Mensch & Fahrzeug, 06. – 07. April 2011, Darmstadt. Darmstadt
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Franz, Benjamin ; Schreiber, Michael ; Kauer, Michaela ; Geyer, S. ; Bruder, Ralph :
Konzeption eines kontaktanalogen Head-Up-Displays für Fahrerassistenzsysteme am Beispiel von Conduct-by-Wire.
In: Mensch, Technik, Organisation – Vernetzung im Produktentstehungs- und herstellungsprozess, 57. Kongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, 23. – 25. März 2011, Chemnitz.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Franz, B. ; Schreiber, M. ; Kauer, M. ; Geyer, S. ; Bruder, R. :
Konzeption eines kontaktanalogen Head-Up-Displays für Fahrerassistenzsysteme am Beispiel von Conduct-by-Wire.
In: 57. Kongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft. Chemnitz
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael ; Franz, Benjamin ; Hakuli, S. ; Geyer, S. ; Eggers, Dörte ; Bruder, Ralph :
Nutzungsszenarien der manöverbasierten Fahrzeugführung.
In: Mensch, Technik, Organisation – Vernetzung im Produktentstehungs- und herstellungsprozess, 57. Kongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, 23. – 25. März 2011, Chemnitz.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2011)

Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael ; Bruder, Ralph :
How to conduct a car? A design example for maneuver based driver-vehicle interaction.
[Online-Edition: http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5548099…]
In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 21. – 24. Juni 2010, San Diego (USA).
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2010)

Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael ; Bruder, Ralph ; Hakuli, Stephan ; Basha, Ahmed :
Nutzbarkeit taktiler Touchdisplays im Fahrzeug.
In: Neue Arbeits- und Lebenswelten gestalten, 56. Frühjahrskongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, 24. – 26. März 2010, Darmstadt. GfA-Press , Dortmund
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2010)

Kauer, Michaela ; Schreiber, Michael ; Hakuli, Stephan ; Bruder, Ralph :
Akzeptanz manöverbasierter Fahrzeugführungskonzepte am Beispiel von Conduct-by-Wire.
In: Grundlagen – Methoden – Technologien, 5. VDI Fachtagung USEWARE 2010, 13. – 14. Oktober, Baden-Baden.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2010)

Schreiber, Michael ; Kauer, Michaela ; Hakuli, Stephan ; Bruder, Ralph :
Conduct-by-Wire: Evaluation von teilautonomer Fahrzeugführung mit Hilfe der Wizard of Oz-Technik.
In: Neue Arbeits- und Lebenswelten gestalten, 56. Frühjahrskongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, 24. – 26. März 2010, Darmstadt. GfA-Press , Dortmund
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2010)

Schreiber, Michael ; Kauer, Michaela ; Schlesinger, Dennis ; Hakuli, S. ; Bruder, Ralph :
Verification of a maneuver catalog for a maneuver-based vehicle guidance system.
In: IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, 10. – 13. Oktober 2010, Istanbul (Türkei).
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2010)

Hakuli, S. ; Schreiber, Michael ; Winner, H. :
Entwicklung eines Methodenkatalogs für manöverbasiertes Fahren nach dem Conduct-by-Wire-Prinzip – Ein Fahrerassistenzkonzept auf Bahnführungsebene.
In: 1. Automobiltechnisches Kolloquium, 16. – 17. April 2009, München. München
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2009)

Hakuli, Stephan ; Bruder, Ralph ; Flemisch, F. ; Löper, C. ; Rausch, H. ; Schreiber, Michael ; Winner, Hermann
Winner, Hermann ; Hakuli, Stephan ; Wolf, Gabriele (eds.) :
Kooperative Automation.
In: Handbuch Fahrerassistenzsysteme. Grundlagen, Komponenten und Systeme für aktive Sicherheit und Komfort. Vieweg+Teubner, Wiesbaden , pp. 647-656.
[Buchkapitel], (2009)

Schreiber, Michael ; Kauer, Michaela ; Bruder, Ralph :
Conduct by Wire – Maneuver Catalog for Semi-Autonomous Vehicle Guidance.
In: IEEE Intelligent Vehicle Symposium, 3. – 5. Juni 2009. Xi'an
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2009)

Winner, H. ; Hakuli, S. ; Bruder, R. ; Konigorski, Ulrich ; Schiele, Bernt :
Conduct-by-Wire – ein neues Paradigma für die Entwicklung der Fahrerassistenz.
In: 4. Workshop Fahrerassistenzsysteme, 4. – 6. Oktober 2006, Löwenstein / Hößlinsülz. Christoph Stiller; Markus Maurer. – Karlsruhe : Fmrt
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2006)