Auswirkungen hoher Fahrzeugautomatisierung auf die visuelle Aufmerksamkeitsressource und die Übernahmefähigkeit bei Automationsausfall

Kurzfassung

Mit dem Ziel den Fahrzeugverkehr effizienter und sicherer zu machen, werden im Automobilbereich zunehmend über Assistenz hinausgehende Unterstützungs- und Automationskonzepte entwickelt und untersucht. Eine solche Automation kann dabei wesentliche Anteile der Fahrzeugführung übernehmen, oder im Extremfall die Fahrzeugführung vollständig selbst ausführen. Ein Effekt von hoher Automatisierung kann sein, dass normalerweise durch die Fahrzeugführung gebundene Aufmerksamkeitsanteile frei werden und anderen Aufgaben als der Fahraufgabe gewidmet werden. Einerseits kann die Entbindung von Aufmerksamkeit von der Fahraufgabe zu einer erheblichen Verminderung des Situationsbewusstseins des Fahrers führen. Dies ist dann problematisch, wenn Situationen auftreten für die die Automation nicht ausgelegt ist, oder in denen sie gar ausfällt und der Fahrer plötzlich die Fahrzeugkontrolle übernehmen muss. Andererseits kann dies zu erhöhter Sicherheit beitragen, da der Fahrer oft durchaus von der Fahraufgabe abgelenkt sein kann, ohne die Fahrsicherheit zu gefährden. In dieser Diplomarbeit wurde die Auswirkung unterschiedlich hoher Automationsanteile an der Fahrzeugkontrolle auf die visuelle Aufmerksamkeitsverteilung und die Auswirkung auf die Reaktionsfähigkeit bei einem plötzlichen Automationsausfall untersucht. Für die Studie wurde ein generischer Fahrsimulator des Instituts für Verkehrssystemtechnik am DLR Braunschweig genutzt. Im ersten Teil wurde experimentell betrachtet, ob eine Steigerung der Anteile einer Automation an der Fahraufgabe, entsprechend längere Blickabwendungen von der primären Fahraufgabe zur Folge hat. Dazu wurde eine kopfgestützte Blickrichtungsmessung und eine generische Zweitaufgabe genutzt. Es zeigte sich, dass mit ansteigendem Automationsanteil zunehmend mehr visuelle Ressourcen frei werden, die für die Bearbeitung von Zweitaufgaben genutzt werden konnten. In einem zweiten Untersuchungsteil wurde explorativ, die Reaktion des Fahrers auf einen Ausfall der Automation untersucht. Dabei wurden ein hochautomatisiertes Fahren sowie eine Vollautomation verglichen. Während des hochautomatisierten Fahrens war der Fahrer leicht in die Fahraufgabe involviert und musste daher nur geringe Eingriffe in die Fahrzeugführung vornehmen. Zudem wurden ihm direkt am Stellteil, über haptisches Feedback, Automations- und Streckeninformationen übermittelt. Während des vollautomatisierten Fahrens war der Fahrer dagegen ganz von der Fahrzeugführung entbunden. Die Hypothese war, dass das hochautomatisierte Fahren im Vergleich zum vollautomatisierten Fahren im Fall eines Automationsausfalls eine schnellere Übernahme der Fahrzeugsteuerung durch den Fahrer ermöglicht. Auf den ersten Blick zeigte sich hier kein signifikanter Effekt. Wurde jedoch zusätzlich zur Reaktionszeit noch der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der hohen Automation und der Vollautomation berücksichtigt, so zeigte sich eine deutlichere Tendenz in Richtung eines Unterschiedes zugunsten der hohen Automatisierung. Mögliche Erklärungen der beobachteten Effekte werden im Diskussionsteil behandelt. Im Letzten Abschnitt wird auf Grundlage der Ergebnisse ein Ausblick auf mögliche Folgenuntersuchungen geliefert.