Mehr als Rundenzeiten: Vermessung der Gedanken des Fahrers durch Eye Tracking

Wenn es darum geht, die Leistung eines Fahrzeugs oder einer seiner Komponenten zu analysieren, um ein genaues virtuelles Modell zu erstellen, gibt es nur einen Weg: Die Messung.

Die richtigen Werkzeuge

Wenn wir über ein Rennauto sprechen, ist der erste Parameter, der uns in den Sinn kommt, normalerweise die Höchstgeschwindigkeit oder die Rundenzeit. Um ein genaues mathematisches Modell zu erstellen, sind jedoch noch viele weitere Messungen erforderlich, die nicht immer so einfach zu ermitteln sind wie das Ablesen eines Tachometers oder die Verwendung einer Stoppuhr.

Die Messung der aerodynamischen Belastung oder die Bestimmung der Grenze, ab der die Reifen an Haftung verlieren, erfordert beispielsweise eine spezielle Instrumentierung. Die Fahrzeuge müssen mit Geräten wie Kraftmessdosen, Staurohren oder optischen Geschwindigkeitssensoren ausgestattet sein.

Kurz gesagt, man braucht die richtigen Werkzeuge.

Werkzeuge, die präzise Zahlen und zuverlässige Messungen liefern können. Dank dieser Daten können wir zum Beispiel zwei verschiedene Reifenmischungen auf demselben Fahrzeug vergleichen oder einfach die Leistung von zwei Autos auf derselben Strecke bewerten.

Letztendlich werden Mathematik, numerische Analyse und natürlich die Stoppuhr — zweifelsfrei feststellen, welche Lösung am besten funktioniert —.

Die Human Factors

Was aber passiert, wenn zwei identische Fahrzeuge von unterschiedlichen Fahrern gesteuert werden?

Wie können wir sicher sein, dass beide Fahrer das absolute Limit erreicht haben?

Wie können wir die durch den Fahrer repräsentierte Variable eliminieren, um die Zuverlässigkeit unserer Messungen zu gewährleisten?

Vielleicht sollten wir aber auch den umgekehrten Weg einschlagen: Messen Sie auch den Fahrer, indem Sie Empfindungen und Intuition in messbare und vergleichbare Elemente verwandeln.

Die Antwort ist: Vielleicht.

Der Human Factors bleibt zum Glück der entscheidende Faktor. Gibt es Sensoren, die das fahrerische Können oder, einfacher ausgedrückt, das Talent oder die natürliche Veranlagung eines Fahrers für Geschwindigkeit messen können?

In der realen Welt ist der letzte Richter immer die Stoppuhr. Unter gleichen Bedingungen reicht sie aus, um den Besten unter zwei, zwanzig oder sogar zweihundert Fahrern zu ermitteln. Zum Leidwesen der Simulanten ist dieses Urteil nur in der realen Welt wirklich zuverlässig.

In Simulationsumgebungen unterscheiden sich mehrere Faktoren von der Realität und machen die Stoppuhr zu einem weniger zuverlässigen Richter. Die Wahrnehmung von Gefahren, die physische Möglichkeit, sich zu verletzen, psychologischer Druck und physischer Stress sind alles Elemente, die die Leistung eines Fahrers in der realen Welt beeinflussen, aber in einem Simulator deutlich reduziert sind.

Die Vorteile der Simulation

Die Simulation bietet außerdem einzigartige Vorteile, die in anderen Sportarten nur selten möglich sind.

So ist es beispielsweise möglich, während einer Sitzung biometrische Sensoren direkt am Fahrer anzubringen und Parameter wie die folgenden zu messen:

• Atemfrequenz

• Herzfrequenz

• Schwitzen

• Muskuläre Anstrengung

Diese Daten liefern wertvolle Informationen über den körperliche Verfassung des Sportlers.

Leider messen diese Sensoren hauptsächlich die Fitness des Fahrers, was im Motorsport zweifellos wichtig ist, aber sie messen nicht die wichtigste Fähigkeit: Die Fähigkeit des Fahrers, ein Fahrzeug an und über seine Grenzen zu bringen.

Skydrive's Forschung

In den letzten Jahren wurde bei Skydrive in den letzten Jahren, getrieben von der Notwendigkeit, die Fahrer besser zu bewerten und auszubilden, durch die Erforschung und Einführung neuer Messsysteme noch weiter gegangen.

Eines der innovativsten Instrumente, die wir eingeführt haben, sind
tragbare Eye Trackers die von Tobii entwickelt wurden.

Eye Tracking und Fahrertraining

Diese bemerkenswerte Technologie liefert sowohl aufgezeichnete Daten als auch Informationen in Echtzeit, wodurch sich unsere Möglichkeiten zur Analyse der Fahrerleistung erheblich verbessern. Gleichzeitig hat sie völlig neue Instrumente für die Ausbildung von Fahrern in Bereichen eingeführt, die bis vor kurzem noch weitgehend unerforscht waren. Das Ergebnis ist ein echter qualitativer Sprung nach vorn sowohl bei der Analyse als auch bei den Schulungsprozessen.

Ein Beispiel?

Das vielleicht auffälligste Ergebnis ist, dass wir nun beobachten und analysieren können, was gemeinhin als die "Ideallinie" bezeichnet wird, im Kopf des Fahrers beobachten und analysieren können.

Dank der Eye Tracking können wir professionelle Rennfahrer mit jungen Anfängern oder Gentleman-Fahrern millimetergenau vergleichen, unabhängig von Rundenzeiten, die, wie bereits erwähnt, nicht immer zuverlässig sind.

Wir können jetzt Parameter wie z. B. analysieren:

• Größe der Schülerinnen und Schüler

• Peripheres Sehen

• Sakkadische Geschwindigkeit

• Fixierungszeit

Mit anderen Worten, wir können damit beginnen, das zu messen, was man als die Geschwindigkeit des Sehens. Je schneller das Fahrzeug fährt, desto schneller ist natürlich auch die visuelle Verarbeitung sein muss. Die Möglichkeit, diese Aspekte zu messen, stellt einen großen Fortschritt bei der Fahrerbewertung dar.

Wie das Sehvermögen eines Fahrers funktioniert

Der visuelle Prozess während des Fahrens ist im Wesentlichen ein Wechsel zwischen Fixationen und Sakkaden.

Eine Fixierung liegt vor, wenn der Blick des Fahrers einen Bezugspunkt erreicht und dort lange genug verharrt, um eine Fahraufgabe zu erfüllen. Zum Beispiel ein Referenzpunkt zum Bremsen.

Eine Sakkade findet statt, wenn das Auge diese Fixierung verlässt und sich schnell zum nächsten Bezugspunkt bewegt. Betrachten wir das Beispiel einer Bremszone, gefolgt von einer Kurveneinfahrt. Im Idealfall erkennt der Fahrer die Bremsmarkierung und hält den Blick darauf gerichtet, bis die Bremsung beginnen muss.

Sobald das Bremsen begonnen hat, muss der Fahrer bestimmen, wohin er das Auto lenken muss, um korrekt in die Kurve einfahren zu können. An diesem Punkt führt das Auge eine Sakkade durch und sucht den nächsten Bezugspunkt, häufig den Scheitelpunkt der Kurve Die ideale Flugbahn wird sozusagen im Kopf des Fahrers gezeichnet. Sobald der Scheitelpunkt identifiziert ist, stabilisiert sich der Blick wieder in einer Fixation, und der Fahrer führt die notwendigen Lenk- und Fahrzeugsteuerungseingaben aus, um das Auto genau zu diesem Punkt zu führen.

Training der Augen

Der interessanteste Aspekt ist, dass dieser gesamte Prozess trainiert werden kann.

Fahrer können trainieren:

• Augenbewegungen

• Fixierungsgenauigkeit

• Sakkadische Geschwindigkeit

• Die allgemeine Geschwindigkeit der visuellen Verarbeitung

Eine außergewöhnliche Leistung, die jedoch durch entsprechendes Training erreicht werden kann. Wenn man bedenkt, dass das Auge der schnellste Muskel des menschlichen Körpers ist, der sich in weniger als 1/100 einer Sekunde ist die Messung dieser Augenbewegungen Augenbewegungen mit Präzision zu messen, ist keine triviale Aufgabe.

Die analytische Software von Tobii ermöglicht es uns, genau diese Ebene der Messung zu erreichen. Und von diesem Punkt an kann die eigentliche Erforschung beginnen. Denn wenn etwas gemessen werden kann, kann es auch trainiert werden. Und wenn es trainiert werden kann, kann es verbessert werden.

Wir konnten dann mit der Identifizierung und Entwicklung von spezifische Metriken die für die Parametrisierung der Fahrerleistung von grundlegender Bedeutung sind. Sobald diese Metriken definiert waren, sammelten wir Referenzproben indem wir mit professionellen Fahrern zusammenarbeiteten, die sich bereit erklärten, eine Reihe von Tests am Steuer unseres Simulators und am Steuer des echten Autos zu absolvieren.

Eine Vision in Leistung umsetzen

Nachdem wir ein System entwickelt hatten, das in der Lage ist, dieselben Messwerte auf klare und intuitive Weise zu reproduzieren und anzuzeigen, haben wir weniger erfahrene Fahrer — wie junge Talente oder Amateurfahrer — eingeladen, sich denselben Tests und Fahrübungen zu unterziehen.

Der nächste Schritt war ganz natürlich:

Vergleich der beiden Sätze von Messwerten. Zunächst wurde dieser Vergleich statisch, nach der Fahrsitzung im Simulator, durchgeführt. Dies ermöglichte es dem weniger erfahrenen Fahrer, den Unterschied zwischen seiner Leistung und der eines professionellen Fahrers deutlich zu erkennen, so dass er in der folgenden Sitzung Anpassungen und Verbesserungen vornehmen konnte.

Später wurde das System jedoch mit einer grafischer Echtzeit-Visualisierung auf dem Bildschirm. Der in der Ausbildung befindliche Fahrer kann nun vor sich die Punkte sehen, die die Fixierungen und Sakkaden des Berufskraftfahrers Fixierungen und Sakkaden Dies erleichtert es ihm, diese Bewegungen zu verfolgen und seinen eigenen Sehprozess zu trainieren.

Zu Beginn mag sich dieser Prozess etwas mechanisch anfühlen. Mit wiederholten Trainingseinheiten verbessert sich das visuelle Verhalten des AM-Fahrers jedoch nach und nach und wird zu einem ein unbewusster und natürlicher Prozess und ermöglicht es dem Fahrer schließlich, ein wirklich höheres Niveau an Fahrkompetenz zu erreichen.

Diese leistungsstarke Kombination aus Spitzentechnologie von Skydrive und Tobii erschließt das verborgene Potenzial eines jeden Fahrers der nächsten Generation.