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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Transitionen bei Level-3-Automation: Einfluss der Verkehrsumgebung auf die Bewältigungsleistung des Fahrers während Realfahrten

Automatisierte Fahrzeuge nach Level 3 (SAE International, 2018) werden in den nächsten Jahren auf dem Markt erwartet. In definierten Anwendungsfällen kann der Fahrer die komplette Fahrzeugsteuerung an die Automation übergeben und sich dann einer fahrfremden Tätigkeit zuwenden. Jedoch muss er bei Aufforderung durch das System jederzeit wieder die manuelle Kontrolle übernehmen können. Experimentelle Untersuchungen aus den letzten Jahren haben im Simulator Übernahmezeiten von zum Teil unter 3 Sekunden berichtet. Die Studien im vorliegenden Bericht beantworten die Fragen, welchen Einfluss die Verkehrsdichte im Realverkehr auf die Übernahmeleistung der Fahrer nimmt und wie gut diese auf einer Teststrecke auf ein unerwartetes Ereignis direkt nach der Übernahme reagieren können. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) führte hierzu zwei Studien mit einem Wizard-of-Oz-Fahrzeug durch: Die erste Studie mit 39 Probanden fand im Realverkehr auf Bundesautobahnen statt und untersuchte die Übernahmezeiten sowie die anschließende manuelle Fahrleistung im Berufs- und Normalverkehr. Zudem wurde das Blickverhalten der Probanden während der Übernahme analysiert. Die zweite Studie mit 45 Probanden betrachtete die manuelle Querführung direkt nach der Übernahme vor einer Kurve sowie die Bewältigung eines unerwarteten Ereignisses (plötzliches Abbremsen des Vorderfahrzeuges) auf einer Teststrecke. Im Realverkehr wurden Übernahmezeiten von durchschnittlich 3.58 Sekunden (SD = 1.19, Min = 2.02, Max = 8.24) gemessen, wobei die Probanden im Berufsverkehr mit durchschnittlich 3.21 Sekunden (SD = 0.83) signifikant kürzere Übernahmezeiten aufwiesen als die Probanden im Normalverkehr (M = 3.87 Sekunden, SD = 1.35). Die Analyse der Blicke zeigte, dass viele Probanden in der Übernahmephase eine lediglich nach vorn gerichtete visuelle Absicherung vornehmen. Direkt nach der Übernahme sind alle Probanden in der Lage, das Fahrzeug im Fahrstreifen zu halten. Grafisch sind jedoch Unterschiede zwischen hoher und niedriger Verkehrsdichte auszumachen. In der zweiten Studie konnte im Vergleich zu einer bereits länger andauernden manuellen Fahrt keine Verschlechterung der manuellen Querführung in einer Kurve direkt nach einer automatisierten Phase gefunden werden. Auf das plötzlich bremsende Vorderfahrzeug reagierten 80 % der ausgewerteten Probanden nur durch Bremsen, die restlichen 20 % wichen zusätzlich aus. Das Ausweichmanöver wurde jedoch kaum visuell abgesichert. Es wird empfohlen, zukünftige Fahrer von Level-3-Fahrzeugen hinsichtlich des korrekten Übernahmeverhaltens und einer besseren visuellen Absicherung zu informieren. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In the next few years, level 3 automated vehicles (SAE International, 2018) are expected to be on the market. In certain use cases, the driver will be allowed to perform a non-driving related task while the automation is in charge of the vehicle control. Nonetheless, the driver has to take over control and resume manual driving whenever the system requires him to do so. Studies published over the last years report takeover times of less than 3 seconds in driving simulators. The studies in the present report investigate the influence of traffic density on the takeover capabilities of the driver in real traffic and how well they are able to handle an unexpected event on a test track right after taking over manual control. Therefore, BASt conducted two studies with a Wizard-of-Oz-vehicle: The first study with 39 subjects took place in real traffic on German motorways und compares takeover times and following manual driving behaviour in both normal and rush hour traffic. In addition, the subjects' gaze behaviour during the takeover process was analysed. The second study with 45 subjects was conducted on a test track and investigated both manual lateral control and the handling of an unexpected event (harsh braking of the vehicle in front) right after the takeover. In real traffic, mean takeover times of 3.58 seconds (SD = 1.19, Min = 2.02, Max = 8.24) were found. Subjects in rush hour traffic (M = 3.21 sec, SD= 0.83) were significantly faster than those in normal traffic (M = 3.87 sec, SD = 1.35). Gaze behavior analysis showed just a forward visual safeguarding of many subjects during the takeover. All subjects were able to hold the vehicle in its lane after the takeover although a graphical analysis showed differences between low and high traffic densities. The second study did not show a deterioration of the manual lateral control right after a takeover in comparison to a longer manual drive. In reaction to the harsh braking of the vehicle in front of them, 80 % of the subjects only braked, while the remaining 20 % combined braking and swerving. The evasive manoeuvre was hardly safeguarded. It is recommended to inform future level 3 drivers how to correctly take over vehicle control and to visually safeguard the takeover. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Web
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: 75p
  • Serial:
    • FAT Schriftenreihe
    • Issue Number: 323
    • Publisher: Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V.
    • ISSN: 2192-7863

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01736320
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Apr 20 2020 10:51AM