Bachelorarbeit, 2018
47 Seiten, Note: 1,3
Einleitung
1 Theorie
1.1 Blickverhalten
1.1.1 Bedeutung des menschlichen Auges für die Fahraufgabe
1.1.2 Parameter des Blickverhaltens
1.2 Blickverhalten beim hochautomatisiertes Fahren
1.3 Altersunterschiede im Blickverhalten
1.3.1 Hochautomatisiertes Fahren als Unterstützung älterer Personen
1.3.2 Blickverhalten älterer Fahrer
1.4 Fragestellung und Hypothesen
2 Methoden
2.1 Design
2.2 Versuchsteilnehmer
2.3 Erhebungsmaterial
2.4 Versuchsdurchführung
3 Ergebnisse
3.1 Aufbereitung der Daten
3.2 Statistische Hypothesen
3.3 Auswertung der Daten
3.3.1 Ergebnisse für die Anzahl an Kontrollblicken
3.3.2 Ergebnisse für die Fixationsdauer
3.3.3 Ergebnisse für die Fixationsanzahl
4 Diskussion
4.1 Diskussion in Bezug auf die Ergebnisse der Kontrollblicke
4.2 Diskussion in Bezug auf die Ergebnisse der Fixationsdauer
4.3 Diskussion in Bezug auf die Ergebnisse der Fixationsanzahl
4.4 Fazit
Die vorliegende Arbeit untersucht mittels einer Fahrsimulator-Studie, wie sich der Automatisierungsgrad des Fahrzeugs (manuell vs. hochautomatisiert) sowie das Alter der Fahrer auf das Blickverhalten auswirkt, um Rückschlüsse auf die Aufmerksamkeitsverteilung und das Situationsbewusstsein zu ziehen.
1.1.1 Bedeutung des menschlichen Auges für die Fahraufgabe
Visuelle Informationen sind für das Führen eines Kraftfahrzeugs unabdingbar. Ein Großteil der Informationen wird beim Fahren über den Sehsinn wahrgenommen. Das menschliche Auge ist jedoch nur in einem kleinen Bereich von ca. 2° in der Lage scharf zu sehen (Hristov, 2009). Daher wird die Umwelt kontinuierlich durch Blickbewegungen nach neuen Informationen abgetastet, wodurch der Autofahrer seine Blickbewegung und dadurch auch seine Informationsaufnahme gezielt an die aktuelle Verkehrslage anpassen muss (Schweigert, 2003). Größtenteils werden die Informationen beim Fahren visuell aufgenommen, (z.B. Hills, 1980), die restliche Informationsaufnahme erfolgt durch auditive, haptische sowie vestibuläre Wahrnehmung.
Grundsätzlich lässt sich die optische Informationsaufnahme in gesteuerte (willkürliche) und getriggerte (unwillkürliche) Blickbewegungen unterscheiden (Schweigert, 2003). Gesteuerte Blickbewegungen sind das Resultat so genannter Top-Down Prozessen und verlaufen kognitionsgesteuert, da sie sowohl von der Erwartungshaltung des Fahrers abhängig sind, als auch durch Faktoren wie Erfahrung und Aufmerksamkeit beeinflusst werden (Schulz, 2012). Im Kontext des Autofahrens sei als Beispiel für eine willkürliche Blickbewegung eine Autobahnzufahrt aufgeführt: Der Fahrer möchte auf die Autobahn fahren, vergewissert sich jedoch zuvor durch einen willentlich gesteuerten Blick, dass er auf die Autobahn fahren kann ohne ein ankommendes Fahrzeug bzw. sich selbst zu gefährden oder zu behindern.
Unwillkürliche Blickbewegungen hingegen sind das Resultat so genannter Bottom-Up-Prozesse, welche durch reizgesteuerte Verarbeitungen gekennzeichnet sind (Goldstein, 2008). Eine getriggerte Blickbewegung im Kontext des Autofahrens wäre beispielsweiße ein reflexartiger Blick zum Kombiinstrument aufgrund eines aufleuchtenden Warnsymbols. Sowohl die willkürlichen als auch die unwillkürlichen Blickbewegungen sind für das erfolgreiche erfüllen der primären Fahraufgabe unabdingbar. Der Prozess der optischen Informationsaufnahme spielt somit eine zentrale Rolle beim Führen eines Kraftfahrzeuges und kann als Grundlage des Fahrverhalten betrachtet werden (Hristov, 2009).
1 Theorie: Dieses Kapitel legt die wissenschaftlichen Grundlagen dar, erläutert die Funktionsweise des menschlichen Auges und definiert die Mechanismen des Blickverhaltens im Kontext der Fahrzeugautomatisierung und des Alterns.
2 Methoden: Hier wird der Versuchsaufbau der Fahrsimulator-Studie beschrieben, einschließlich des Studiendesigns, der Stichprobenauswahl sowie der technischen Instrumente wie Eye-Tracking zur Datenerhebung.
3 Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die statistische Auswertung der Blickdaten, wobei die Auswirkungen von Automatisierungsstufe und Alter auf Kontrollblicke, Fixationsdauer und Fixationsanzahl detailliert untersucht werden.
4 Diskussion: Das letzte Kapitel interpretiert die erhobenen Daten, diskutiert sie im Kontext bestehender Forschung und leitet daraus Schlussfolgerungen für die Gestaltung zukünftiger Mensch-Maschine-Schnittstellen ab.
Blickverhalten, Hochautomatisiertes Fahren, Fahrsimulator, Fahrerassistenzsysteme, Altersunterschiede, Nutzerakzeptanz, Eye-Tracking, Fixation, Kontrollblicke, Situationsbewusstsein, Aufmerksamkeitsverteilung, Mensch-Maschine-Interaktion, Automatisierungseffekt.
Die Arbeit untersucht, wie sich das Blickverhalten von Autofahrern verändert, wenn sie von manueller Fahrt zu hochautomatisiertem Fahren wechseln, und ob es dabei Altersunterschiede zwischen jüngeren und älteren Probanden gibt.
Die Kerngebiete sind die kognitive Psychologie in Bezug auf die visuelle Aufmerksamkeit, die Auswirkungen von Fahrautomatisierung auf das Verhalten des Fahrers und die Herausforderungen für ältere Verkehrsteilnehmer.
Ziel ist es zu ermitteln, ob die Automatisierung der Fahraufgabe zu einer Verschiebung der visuellen Aufmerksamkeit führt und wie sich dies auf das Situationsbewusstsein und das Vertrauen in die Technik auswirkt.
Es wurde eine quantitative Fahrsimulator-Studie mit 26 Probanden durchgeführt, wobei die Blickdaten mittels Eye-Tracking-Brillen (SMI Eyetracking Glasses 2) erfasst und anschließend statistisch (Mixed-Design-ANOVA) ausgewertet wurden.
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Herleitung der Blickparameter, die detaillierte Beschreibung der experimentellen Methode und die darauffolgende Analyse der Blickdaten hinsichtlich Kontrollblicken, Fixationsdauer und Fixationsanzahl.
Wichtige Begriffe sind unter anderem Blickverhalten, hochautomatisiertes Fahren, Eye-Tracking, Altersunterschiede, Situationsbewusstsein und Mensch-Maschine-Interaktion.
Da sich visuelle Fähigkeiten und Aufmerksamkeitsprozesse im Alter verändern, ist es für eine nutzerorientierte Gestaltung von Assistenzsystemen kritisch zu verstehen, ob ältere Fahrer beim automatisierten Fahren andere Unterstützung benötigen als jüngere.
Die Studie zeigt, dass Fahrer bei hochautomatisiertem Fahren signifikant weniger Kontrollblicke (z.B. in Spiegel oder Kombiinstrument) tätigen, was als Zeichen einer Entlastung von der Fahraufgabe, aber auch als Risiko für das Situationsbewusstsein in Gefahrensituationen gewertet wird.
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