Development of an HMI for Multimodal Proactive Driver Warning to Protect Vulnerable Road Users (VRUs)

Interdisciplinary Project 2017/18

About

Besonders gefährdete bzw. schwächere Verkehrsteilnehmer, im Englischen Vulnerable Road Users (VRUs), bilden einen großen Anteil der jährlichen Verkehrstoten. Im Jahr 2015 machten weltweit 22 % der tödlich verunglückten Verkehrsteilnehmer Fußgänger und 4 % Fahrradfahreraus (World Health Organization, 2015). Bei einem weltweit steigenden Grad der Motorisierung ist es von besonderer Wichtigkeit, die Interaktion zwischen VRUs und motorisierten Fahrzeugen sicherer zu gestalten. Während aktuelle Assistenzsysteme in sicherheitskritischen Situationen bereits aktiv eingreifen (z.B. Bengler et al., 2014), beispielsweise bei einer automatischen Gefahrenbremsung und korrigierenden Lenkeingriffen zu Spurhaltung, kann diese Schutzwirkung durch ein effektives Fahrerwarnsystem potenziell noch weiter vergrößert werden. Durch eine frühzeitige Information des Menschen kann dieser in die Lage versetzt werden, auch komplexe Situationen bei der Bedienung von (automatisierten) Systemen zu beherrschen und komplexe Probleme zu lösen (z.B. Bainbridge, 1983). Im Automobil soll somit eine rechtzeitige und gezielte Warnung des Fahrers diesen auch in komplexen Situationen in die Lage versetzen, rechtzeitig entsprechende unfallvermeidende Eingriffe vorzunehmen. Viele der existierenden Fahrerwarnsysteme setzen bereits einfache visuelle (z.B. rotes Blinklicht) und akustische Merkmale (z.B. hohe kurze Sinustöne) ein. Die Informationsmenge sowie deren Darstellung ist dadurch aber noch nicht optimal ausgeschöpft. Durch eine intelligentere Aufbereitung der aus den heutigen umgebungserfassenden Sensorsystemen zur Verfügung stehenden Informationen kann die Fahrerwarnung potenziell verbessert und die Aufmerksamkeit des Fahrers frühzeitig besser gesteuert werden.

Um den Fahrer vor Gefahren durch bzw. für VRUs zu warnen, soll ein multimodales Warnkonzept erarbeitet werden. Als Ausgangsbasis dienen dafür Gestaltungsempfehlungen aus der Literatur oder vorhergehenden Projekten, wie insbesondere der im EU-Projekt UR:BAN (Bengler, Drüke, Hoffmann, Manstetten & Neukum, 2018) erarbeitete Warnbaukasten. Im Rahmen des Projekts ist die Konzeption eines Human-Machine-Interfaces (HMIs) zur Anzeige von drei Warnstufen (Frühwarnung, Warnung, Akutwarnung) mit einem Fokus auf die Nutzung visueller und akustischer Signale angedacht. Das erarbeitete Konzept wird prototypisch umgesetzt und in einem Realfahrzeug-Versuchsträger der Daimler AG implementiert, um das HMI auf Basis realistischer Daten des umgebungserfassenden Sensorsystems mittels Probandentests qualitativ zu evaluieren. Speziell besteht der Prototyp insbesondere aus der Kombination einer LED-Leiste im Fahrzeugcockpit mit Auditory Icons als akustischem Signal. Mit diesen Komponenten sollen dem Fahrer mehr Informationen über die Art der kritischen Situation gegeben werden, beispielsweise hinsichtlich Klassifikation des Objekts (z.B. VRU), die Position dessen oder die Kritikalität der Situation. Die Evaluation beschränkt sich dabei aus Zeit- und Sicherheitsgründen auf Fußgänger-Szenarien. Nebst einer objektiven Bewertung des Konzepts und des bis dato erstellten Prototyps werden aus der Evaluation Optimierungspotenziale und Verbesserungsmaßnahmen für die Weiterentwicklung von Konzept und Prototyp abgeleitet.

My tasks

Research
Concept Development
Developmentn
Evaluation
Presentation

Team members

Deike Albers
Dominik Janetzko

Concept Development

Warning concept

LED Strip challenges and concept

Development

Components

Live Prototype

Evaluation

Test with 12 professional test drivers

Test scenarios