@phdthesis{Naujoks2015,
  author    = {Naujoks, Frederik},
  title     = {Fr{\"u}hzeitige Fahrerinformationen zur Konfliktvermeidung bei urbanen Verkehrskonflikten - Gestaltung und Absicherung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117180},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die meisten Unf{\"a}lle mit Personenschaden in der Bundesrepublik Deutschland sind infolge urbaner Verkehrskonflikte zu verzeichnen. Die Mehrzahl dieser Unf{\"a}lle findet in Kreuzungssituationen statt (sog. Kreuzen-, Einbiege- und Abbiege-Unf{\"a}lle). Heutige Assistenzsysteme zur Kollisionsvermeidung oder -abschw{\"a}chung stoßen in diesen Situationen aufgrund der durch bordeigene Fahrzeugsensorik eingeschr{\"a}nkten M{\"o}glichkeiten zur Erfassung der Verkehrsumgebung an ihre Grenzen. Diese Einschr{\"a}nkungen ergeben sich beispielsweise durch Sichtverdeckungen (z.B. durch parkende Fahrzeuge oder H{\"a}userreihen, welche die Sicht in Kreuzungsarme verdecken) oder die begrenzte Erfassungsg{\"u}te verletzlicher Verkehrsteilnehmer (Fußg{\"a}nger, Radfahrer oder Motorradfahrer). Zuk{\"u}nftige kooperative Kommunikationstechnologien, basierend auf Fahrzeug-Fahrzeug- und Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation, erm{\"o}glichen es, dem Fahrer auch in komplexen urbanen Konfliktsituationen fr{\"u}hzeitig Informationen {\"u}ber potentielle Gefahrensituationen zu {\"u}bermitteln. Gleichwohl liegen Konzepte zur Ausgestaltung einer solchen Fahrerunterst{\"u}tzung, die den F{\"a}higkeiten und Bed{\"u}rfnissen des Fahrers entsprechen, bislang nur vereinzelt vor. In dieser Arbeit wird deshalb ein neuartiges Konzept zur fr{\"u}hzeitigen Fahrerunterst{\"u}tzung entwickelt und in einer im Fahrsimulator durchgef{\"u}hrten Studienreihe empirisch evaluiert. Ziel ist es, dem Fahrer im Gegensatz zu dringlichen Kollisionswarnungen, wie sie heutzutage beispielsweise im Kontext von Notbremsassistenten verwendet werden, fr{\"u}hzeitig auf drohende Verkehrskonflikte hinzuweisen. Um die Zuverl{\"a}ssigkeit dieser Unterst{\"u}tzung zu erh{\"o}hen, soll der Fahrer (1.) so fr{\"u}h wie n{\"o}tig aber so sp{\"a}t wie m{\"o}glich, (2.) so spezifisch wie n{\"o}tig und (3.) so dringlich wie n{\"o}tig informiert werden. Diese drei zentralen Gestaltungskriterien (Zeitpunkt, Spezifit{\"a}t und Dringlichkeit) wurden in meiner Arbeit in umfassenden Probandenstudien empirisch untersucht, wobei die zu erwartende Unzuverl{\"a}ssigkeit der maschinellen Situationsanalyse und -pr{\"a}diktion expliziter Bestandteil des Studiendesigns war. Folgende Gestaltungsempfehlungen k{\"o}nnen, basierend auf den Studienergebnissen, gegeben werden: Zeitpunkt: Die Fahrerinformationen sollten eine bis zwei Sekunden vor dem letztm{\"o}glichen Warnzeitpunkt (t0+1s/2s) pr{\"a}sentiert werden. Noch fr{\"u}hzeitigere Fahrerinformationen f{\"u}hrten zu keiner weiteren Wirksamkeitssteigerung. Fahrerinformationen zum letztm{\"o}glichen Warnzeitpunkt (t0) hatten keinen positiven Einfluss auf das Fahrverhalten. Spezifit{\"a}t: Die Fahrerinformationen sollten eine Anzeige der Richtung, aus welcher der Konflikt droht (sog. richtungsspezifische Anzeige), beinhalten. Unspezifische Anzeigen (bloße Anzeige, dass ein Konflikt droht) f{\"u}hrten zwar zu vergleichbaren Verhaltenseffekten wie spezifische Anzeigen. Die Anzeige der Konfliktrichtung steigerte jedoch die wahrgenommene N{\"u}tzlichkeit der Fahrerunterst{\"u}tzung. Falls mit der Ausgabe fehlerhafter Richtungsanzeigen zu rechnen ist, wird dennoch eine unspezifische Anzeigestrategie empfohlen, da fehlerhafte Richtungsanzeigen eine Einschr{\"a}nkung der subjektiven N{\"u}tzlichkeit zur Folge hatten. Auch die Anzeige der Art des Konfliktpartners f{\"u}hrte zu einer h{\"o}heren subjektiven N{\"u}tzlichkeit, jedoch berichteten die Fahrer gleichzeitig von einer erh{\"o}hten Ablenkungswirkung dieser Anzeigen. Dringlichkeit: Es sollte ein rein visuelles Anzeigekonzept verwendet werden. Zwar f{\"u}hrten dringlichere, visuell-auditive Anzeigen zu einer schnelleren Bremsreaktion als rein visuelle Anzeigen. In Anbetracht der Fr{\"u}hzeitigkeit der Fahrerinformationen war dies zum einen jedoch nicht entscheidend f{\"u}r deren Wirksamkeit. Zum anderen wirkten sich falsche Alarme gerade bei visuell-auditiven Fahrerinformationen negativ auf Bremsreaktion und Wirksamkeit aus.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wiedemann2020,
  author    = {Wiedemann, Katharina},
  title     = {Fr{\"u}hzeitige Informationen {\"u}ber Systemgrenzen beim hochautomatisierten Fahren},
  doi       = {10.25972/OPUS-21658},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216581},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Fahrzeughersteller haben die Verf{\"u}gbarkeit sogenannter hochautomatisierter Fahrfunktionen (SAE Level 3; SAE, 2018) in ihren Modellen angek{\"u}ndigt. Hierdurch wird der Fahrer in der Lage sein, sich permanent von der Fahraufgabe abzuwenden und fahrfremden T{\"a}tigkeiten nachzugehen. Allerdings muss er immer noch als R{\"u}ckfallebene zur Verf{\"u}gung stehen, um im Fall von Systemgrenzen oder -fehlern (siehe Gold, Naujoks, Radlmayr, Bellem \& Jarosch, 2017), die Fahrzeugkontrolle zu {\"u}bernehmen. Das {\"U}bernahmeerfordernis wird dem Fahrer durch die Ausgabe einer {\"U}bernameaufforderung vermittelt. Die {\"U}bernahme der manuellen Fahrzeugf{\"u}hrung aus dem hochautomatisierten Fahren stellt aus psychologischer Sicht einen Aufgabenwechsel dar. Bei der Untersuchung von Aufgabenwechseln im Bereich der kognitiven und angewandten Psychologie zeigte sich vielfach, dass Aufgabenwechsel mit verl{\"a}ngerten Reaktionszeiten und erh{\"o}hten Fehlerraten assoziiert sind. F{\"u}r den Anwendungsfall des automatisierten Fahrens liegen ebenfalls eine Reihe empirischer Studien vor, die darauf hinweisen, dass der Wechsel zum manuellen Fahren mit einer Verschlechterung der Fahrleistung gegen{\"u}ber dem manuellen Fahren verbunden ist. Da Erkenntnisse vorliegen, dass eine Vorbereitung auf den Aufgabenwechsel die zu erwartenden Kosten verringern kann, ist das Ziel dieser Arbeit die Konzeption und empirische Evaluation einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, die Nutzer hochautomatisierter Fahrzeuge durch fr{\"u}hzeitige Vorinformationen {\"u}ber Systemgrenzen auf die Kontroll{\"u}bernahme vorbereitet. Drei Experimente im Fahrsimulator mit Bewegungssystem betrachteten jeweils unterschiedliche Aspekte fr{\"u}hzeitiger Vorinformationen {\"u}ber bevorstehende {\"U}bernahmen. Das erste Experiment untersuchte, ob Fahrer {\"u}berhaupt von fr{\"u}hzeitigen Situationsank{\"u}ndigungen, beispielsweise im Sinne einer verbesserten {\"U}bernahmeleistung, profitieren. Das zweite Experiment befasste sich mit der Frage, wie solche Ank{\"u}ndigungen zeitlich und inhaltlich zu gestalten sind (d. h. wann sie pr{\"a}sentiert werden und welche Informationen sie enthalten sollten), und welchen Einfluss deren Gestaltung auf die Aufgabenbearbeitung (insbesondere deren Unterbrechung und sp{\"a}tere Wiederaufnahme) w{\"a}hrend der automatisierten Fahrt hat. Um herauszufinden, wie ein Anzeigekonzept zur l{\"a}ngerfristigen Planung von fahrfremden T{\"a}tigkeiten w{\"a}hrend des automatisierten Fahrens beitragen k{\"o}nnte, fand im dritten Experiment ein Vergleich von Situationsank{\"u}ndigungen, die vor dem Erreichen einer {\"U}bernahmesituation ausgegeben wurden, mit kontinuierlich pr{\"a}sentierten Informationen {\"u}ber die verbleibende Distanz zur n{\"a}chsten Systemgrenze statt. In allen Studien wurde neben den Auswirkungen fr{\"u}hzeitiger Vorinformationen auf die {\"U}bernahmeleistung und Bearbeitung von fahrfremden T{\"a}tigkeiten auch untersucht, welche Auswirkungen ein erweitertes {\"U}bernahmekonzept auf die Fahrerreaktion in Grenz- und Fehlerf{\"a}llen, in denen Vorinformationen entweder nicht oder fehlerhaft angezeigt wurden, hat. F{\"u}r die Gestaltung zuk{\"u}nftiger {\"U}bernahmekonzepte f{\"u}r hochautomatisierte Fahrzeuge kann basierend auf den Ergebnissen empfohlen werden, fr{\"u}hzeitige Anzeigen von Systemgrenzen zur Erm{\"o}glichung eines sicheren und komfortablen Wechsels zwischen dem manuellen und dem automatisierten Fahren in die Mensch-Maschine-Schnittstelle zu integrieren. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit liegt der empfohlene Zeitpunkt f{\"u}r diskrete Ank{\"u}ndigungen bei einer Reisegeschwindigkeit von 120 km/h bei etwa 1000 Meter (d. h. ca. 30 Sekunden) vor der Ausgabe der {\"U}bernahmeaufforderung. Zudem wird empfohlen zur Absch{\"a}tzung der verbleibenden Zeit im automatisierten Modus eine Anzeige der Entfernung zur n{\"a}chsten Systemgrenze in das Konzept zu integrieren, die dem Fahrer eine l{\"a}ngerfristige Aufgabenplanung erm{\"o}glicht. Neben der reinen Anzeige des {\"U}bernahmeerfordernisses sollten dem Fahrer auch Informationen {\"u}ber das erforderliche Fahrman{\"o}ver nach der Kontroll{\"u}bernahme {\"u}bermittelt werden.},
  subject      = {Autonomes Fahrzeug},
  language  = {de}
}