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

Im Folgenden finden Sie eine kurze Zusammenfassung des Projektes. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte die Projektverantwortlichen über den Kontaktbutton auf der rechten Seite.

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, beschäftigte 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 wurde 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 lag in der Entwicklung von fahrergerechten Bedienschnittstellen und der Überprüfung der Akzeptanz des Fahrzeugführungskonzepts.

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

Ziele

Folgende Fragestellungen wurden 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?

Methodik

Die Entwicklung der Bedienschnittstellen fand im Rahmen des benutzerzentrierten Entwicklungsprozesses statt. Das heißt, dass während des gesamten Entwicklungsprozesses immer wieder Rückmeldung von Nutzern eingeholt wurden. Dazu wurden mehrere Fahrsimulationsstudien durchgeführt, in denen die Nutzer die Interaktion aktiv erleben konnten. In einer vergleichenden Studie wurde anschließend auf Grund von subjektiven Bewertungen (z.B. Einfachheit, Beanspruchung) und objektiven Kriterien (z.B. Blickverhalten, Interaktionsverhalten, Unfälle) eine Bedienschnittstelle (für ein Beispiel siehe Video 1) gewählt. Diese Bedienschnittstelle wurde 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 wurden zusätzlich Interviewstudien und Onlinebefragungen zu der Akzeptanz des Conduct-by-Wire-Systems durchgeführt.

Bild: IAD

Ergebnisse

Als ein Ergebnis des Projektes wurde das Konzept pieDrive zur Interaktion Fahrer-Fahrzeug entwickelt, das durch eine intuitive Schnittgestaltung eine ablenkungsarme Beauftragung von Manövern ermöglicht. Alle relevanten Informationen für den Fahrer werden dabei über ein im Blickfeld des Fahrers liegendes kontaktanaloges Head-up-Display dargestellt. Die Eingabe von Informationen durch den Fahrer erfolgt über ein im Bereich der Mittelkonsole für den Fahrer bequem erreichbares Touchpad.

Förderung

Das Projekt „Von Conduct-by-Wire zu einer kooperativen Fahrzeugführung“ wurde unter der Projektnummer 63157795 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Publikationen

Franz, B., Kauer, M., Geyer, S., & Hakuli, S. (2015). Conduct-by-Wire. In: H. Winner, S. Hakuli, F. Lotz & C. Singer (Hrsg.), Handbuch Fahrerassistenzsysteme. ATZ/MTZ-Fachbuch (S. 1111-1121). Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-05734-3_59

Kauer, M., Franz, B., Maier, A., & Bruder, R. (2014). The influence of highly automated driving on the selfperception of drivers in the context of Conduct-by- Wire. Ergonomics, 58(2), 321-334. http://dx.doi.org/10.1080/00140139.2014.970587

Franz, B. (2014). Entwicklung und Evaluation eines Interaktionskonzepts zur manöverbasierten Führung von Fahrzeugen. [Dissertation] Technische Universität Darmstadt.

Geyer, S., Karg, M., Hakuli, S., Winner, H., Franz, B., & Kauer, M. (2012). Temporal Analysis of the Gate Concept as Enabler for Highly Automated Driving based on the Conduct-by-Wire Approach. In: 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2012), 16.–19. September 2012, Anchorage, USA.

Franz, B., Kauer, M., Bruder, R., & Geyer, S. (2012). pieDrive – a New Driver-Vehicle Interaction Concept for Maneuver-Based Driving. In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium Workshops (IV), 03. Juni 2012, Alcala de Henares, Spanien.

Geyer, S., Hakuli, S., Winner, H., Franz, B., & Kauer, M. (2012). Ermittlung der Anforderungen an die Umfelderkennung für Conduct-by-Wire. In: 5. Tagung Fahrerassistenz, 15.–16. Mai 2012, München.

Franz, B., Kauer, M., Blanke, A., Schreiber, M., Bruder, R., & Geyer, S. (2012). Comparison of two human-machine-interfaces for cooperative maneuver-based driving. Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation, 41(Suppl 1), 4192-4199. http://dx.doi.org/10.3233/WOR-2012-0121-4192

Kauer, M., Franz, B., Schreiber, M., Bruder, R., & Geyer, S. (2012). User acceptance of cooperative maneuver-based driving – a summary of three studies. Work: A Journal of Prevention, Assessment and Rehabilitation, 41(Suppl 1), 4258-4264. http://dx.doi.org/10.3233/WOR-2012-0720-4258

Schreiber, M. (2011). Konzeptionierung und Evaluierung eines Ansatzes zu einer manöverbasierten Fahrzeugführung im Nutzungskontext Autobahnfahrten. [Dissertation] Technische Universität Darmstadt.

Franz, B., Kauer, M., Schreiber, M., Blanke, A., Distler, S., Bruder, R., & Geyer, S. (2011). 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.

Hakuli, S., Geyer, S., Winner, H., Kauer, M., & Schreiber, M. (2011). Systematic Development of Manoeuvre-Based Driver Assistance Functions for Conduct-by-Wire with IPG CarMaker. In: IPG Technology Conference „apply & innovate 2010", 15.-16. September 2011, Karlsruhe.

Geyer, S., Hakuli, S., Winner, H., Franz, B., & Kauer, M. (2011). 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.

Bruder, R., Franz, B., Kauer, M., & Schreiber, M. (2011). Fahrerverhalten einer kooperativen Fahrer-Fahrzeug-Interaktion. In: Zukunft der Fahrzeugführung – kooperativ oder autonom? In: Mensch und Fahrzeug, Technische Universität Darmstadt, 06.-07. April 2011.

Franz, B., Schreiber, M., Kauer, M., Geyer, S., & Bruder, R. (2011). Konzeption eines kontaktanalogen Head-Up-Displays für Fahrerassistenzsysteme am Beispiel von Conduct-by-Wire. In: 57. GfA-Frühjahrskonress, 23.–25. März 2011, Chemnitz.

Kauer, M., Schreiber, M., Franz, B., Hakuli, S., Geyer, S., Eggers, D., & Bruder, R. (2011). Nutzungsszenarien der manöverbasierten Fahrzeugführung. In: 57. GfA-Frühjahrskonress, 23.–25. März 2011, Chemnitz.

Kauer, M., Schreiber, M., & Bruder, R. (2010). How to conduct a car? A design example for maneuver based driver-vehicle interaction. In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 21.–24. Juni 2010, San Diego, USA.

Kauer, M., Schreiber, M., Bruder, R., Hakuli, S., & Basha, A. (2010). Nutzbarkeit taktiler Touchdisplays im Fahrzeug. In: 56. GfA-Frühjahrskongress, 24.–26. März 2010, Darmstadt.

Kauer, M., Schreiber, M., Hakuli, S., & Bruder, R. (2010). Akzeptanz manöverbasierter Fahrzeugführungskonzepte am Beispiel von Conduct-by-Wire. In: 5. VDI Fachtagung USEWARE 2010, 13.–14. Oktober 2010, Baden-Baden.

Schreiber, M., Kauer, M., Hakuli, S., & Bruder, R. (2010). Conduct-by-Wire: Evaluation von teilautonomer Fahrzeugführung mit Hilfe der Wizard of Oz-Technik. In: 56. GfA-Frühjahrskongress, 24.–26. März 2010, Darmstadt.

Schreiber, M., Kauer, M., Schlesinger, D., Hakuli, S., & Bruder, R. (2010). 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.

Hakuli, S., Schreiber, M., & Winner, H. (2009). 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.

Hakuli, S., Bruder, R., Flemisch, F., Löper, C., Rausch, H., Schreiber, M., & Winner, H. (2009). Kooperative Automation. In: H. Winner, S. Hakuli & G. Wolf (Hrsg.), Handbuch Fahrerassistenzsysteme. Grundlagen, Komponenten, und Systeme für aktive Sicherheit und Komfort (S. 647-656). Springer Vieweg+Teubner, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8348-9977-4_43

Schreiber, M., Kauer, M., & Bruder, R. (2009). Conduct by Wire – Maneuver Catalog for Semi-Autonomous Vehicle Guidance. In: IEEE Intelligent Vehicle Symposium, 3.–5. Juni 2009, Xi'an, China.

Winner, H., Hakuli, S., Bruder, R., Konigorski, U., & Schiele, B. (2006). Conduct-by-Wire – ein neues Paradigma für die Entwicklung der Fahrerassistenz. In: 4. Workshop Fahrerassistenzsysteme, 4.–6. Oktober 2006, Löwenstein/Hößlinsülz.