Untersuchung der Fahrsimulatorvalidität

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

Bild: IAD

Hintergrund

Zur Entwicklung von neuen Fahrerassistenzsystemen genau wie zur Beurteilung des Fahrerverhaltens in verschiedenen Situationen werden heute oftmals Fahrsimulatorstudien durchgeführt. Die Durchführung dieser Studien bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich (z.B. geringere Kosten; genaue und einfache Erfassung von Fahrzeug- und Fahrerdaten; einfache Kontrolle der Fahrumgebung und des Verkehrs). Gleichzeitig wird jedoch regelmäßig die Validität der Ergebnisse angezweifelt und eine fehlende Übertragbarkeit auf den Realverkehr bemängelt.

Ziele

Das DFG-Forschungsprojekt „Bestimmung und Quantifizierung von Gestaltungsmerkmalen einer realitätsnahen Fahrsimulation“ befasste sich mit der Fahrerverhaltensvalidität und der Frage, inwieweit das Fahrerverhalten eines Probanden im Fahrsimulator mit dem im realen Feldversuch vergleichbar ist. Zur Klärung dieser Frage wurde der Einfluss zweier unabhängiger Variablen auf verschiedene Validitätskennwerte untersucht. Zum einen wurden Gestaltungsparameter des Fahrsimulators (horizontaler Sichtwinkel, Bewegungssimulation) gezielt variiert, zum anderen fanden ausgewählte Szenarien Berücksichtigung.

Methodik

Das Projekt beinhaltete zwei große Arbeitspakete mit empirischen Untersuchungsreihen. In einem ersten Schritt wurde die Fahrerverhaltensvalidität in kritischen Fahrsituationen untersucht. Hierzu wurden bereits am IAD vorliegende Daten aus Feldstudien als Basis genommen. Die entsprechenden Versuche wurden im Fahrsimulator nachgestellt, um die jeweils erhobenen Kennwerte vergleichend zu analysieren und Aussagen zur Validität zu treffen.

In einem zweiten Schritt wurde eine Versuchsstrecke im Raum Darmstadt konzipiert, die drei ausgewählte Szenarien beinhaltet und zunächst im Rahmen einer Probandenstudie im Feld abgefahren wurde. Im Anschluss wurde sie mit der am IAD eingesetzten Simulator-Software SILAB nachgebaut, um Untersuchungsreihen unter möglichst identischen Bedingungen in simulierter Umgebung durchführen zu können. In diesem Zusammenhang wurden gezielt ausgewählte Gestaltungsparameter des Fahrsimulators sukzessive variiert, um deren Einfluss auf die Validität zu analysieren. Durch einen Vergleich der in Feld und Simulator gewonnenen Kennwerte wurden schließlich Aussagen darüber getroffen, welcher Fahrsimulatoraufbau bei welchen Szenarien zu validen Ergebnissen führt.

Ergebnisse

Ein Abgleich der empirischen Ergebnisse mit den theoretisch aufgestellten Annahmen zeigt, dass die Fahrsimulatorvalidität durchaus von den Einflussgrößen Untersuchungsszenario und Gestaltungsparameter abhängig ist. Die Richtung und Stärke dieser Einflüsse lässt sich jedoch weder theoretisch herleiten noch pauschal von einer empirischen Studie bestimmen, da es sich bei der Fahrerverhaltensvalidität um ein äußerst komplexes Konstrukt handelt. Es existieren vielfältige Zusammenhänge zwischen einzelnen Einflussgrößen und Validitätsaspekten. So zeigt sich im Rahmen der empirischen Studie das interessante Ergebnis, dass eine Gestaltungsparameter-Erweiterung nicht zwangsläufig zu einer positiven oder zumindest neutralen Beeinflussung des Validitätsergebnisses führt.

Förderung

Das Projekt „Bestimmung und Quantifizierung von Gestaltungsmerkmalen einer realitätsnahen Fahrsimulation“ wurde von 2012 bis 2016 unter der Projektnummer 204086220 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Publikationen

Zöller, I., Abenroth, B., & Bruder, R. (2017). Driver behaviour validity in driving simulators – Analysis of the moment of initiation of braking at urban intersections. Transportation Research Part F, 61, 120-130. https://doi.org/10.1016/j.trf.2017.09.008

Zöller, I. (2015). Analyse des Einflusses ausgewählter Gestaltungsparameter einer Fahrsimulation auf die Fahrerverhaltensvalidität. [Dissertation] Technische Universität Darmstadt.

Zöller, I., Mautes, N., Ren, W., & Abendroth, B. (2015). Wissenssammlung für valide Fahrsimulation. ATZ – Automobiltechnische Zeitschrift, 117, 70-73. https://doi.org/10.1007/s35148-015-0406-x

Zöller, I., Betz, A., Mautes, N., Scholz, L., Abendroth, B., Bruder, R., & Winner, H. (2015). Valid representation of a highly dynamic collision avoidance scenario in a driving simulator.Transportation Research Part F, 31, 54-66. https://doi.org/10.1016/j.trf.2015.03.004

Zöller, I., Mautes, N., Ren, W., & Abendroth, B. (2015). Knowledge Base for Valid Driving Simulation. ATZ Worldwide, 117, 46-49. https://doi.org/10.1007/s38311-015-0173-z

Zöller, I., Diederich, C., Abendroth, B., & Bruder, R. (2013). Fahrsimulatorvalidität – Systematisierung und quantitative Analyse bisheriger Forschungen. Zeitschrift für Arbeitswissenschaft, 68(4), 197-206. https://doi.org/10.1007/BF03374409

Zöller, I., Abendroth, B., & Bruder, R. (2013). Fahrsimulatoren als valide Untersuchungsumgebung?- Kritische Analyse bisheriger Forschungen. In: 59. GfA-Frühjahrskongress, 27. Februar – 01. März 2013, Krefeld.