Mit Eye Tracking sicherere Fahrzeuge entwerfen

Prof. Jun Ma leitet das Human-Vehicle Relationship Laboratory (HVR Lab) an der School of Automobil der Tongji-Universität. Das HVR-Labor konzentriert sich auf das Design und die Innovation von Automobilen, einschließlich der Interaktion zwischen Mensch und Computer, der Beziehungen zwischen Mensch und Fahrzeug sowie des Designs und der Entwicklung von intelligenten Automobil-Cockpits. In ihrer jüngsten Studie untersuchten die Forscher des HVR Labs die Auswirkungen von Beifahrerdisplays auf die visuelle und kognitive Belastung des Fahrers sowie die Fahrleistung unter Verwendung von Tobii Pro Glasses 3 .

Anwendungen der Digitaltechnik haben sich in der Automobilbranche rasant weiterentwickelt und bieten eine Reihe von Funktionen und Merkmalen für Navigation, Unterhaltung und die Steuerung im Fahrzeug für Fahrer und Beifahrer. Diese Fortschritte sind in erster Linie auf die Integration größerer und zahlreicher Displays in den Fahrzeuginnenraum zurückzuführen. Über das Beifahrerdisplay können die Fahrgäste während der Fahrt visuelle und akustische Unterhaltung genießen. Während diese Funktionen bei den Verbrauchern beliebt sind, gibt es eine bemerkenswerte Forschungslücke in Bezug auf die Ablenkung der Fahrer durch die Beifahrerdisplays, was neue Sicherheitsbedenken aufwirft. Insbesondere ist wenig darüber bekannt, wie sich das Beifahrerdisplay auf die Arbeitsbelastung und die Fahrleistung des Fahrers auswirken kann.

Verursacht ein Beifahrerdisplay die Ablenkung des Fahrers?

Die Eye Tracking-Technologie ist eine objektive und nicht-invasive Methode, um Daten über das Sehverhalten von Fahrern unter verschiedenen Fahrbedingungen im Fahrzeug und in der Umgebung zu sammeln. In dieser Studie untersuchten die Forscher die Auswirkungen eines auf dem Beifahrerdisplay abgespielten Videos auf die Arbeitsbelastung und die Fahrleistung des Fahrers. Mithilfe des tragbaren Eye Trackers Tobii Pro Glasses 3 und der Software Tobii Pro Lab sammelten die Forscher Daten zur visuellen Aufmerksamkeit in einem Fahrzeugsimulator mit hoher ökologischer Validität. Um zu beurteilen, ob das Beifahrerdisplay das Fahrverhalten und die Arbeitsbelastung beeinflusst, untersuchten die Forscher die folgenden Faktoren:

• Die visuelle Arbeitsbelastung wurde durch Messung des Blickverhaltens (z. B. Gesamtblickdauer, Anzahl der Blicke) auf dem Beifahrerdisplay mit Tobii Pro Glasses 3 ermittelt. Für die Analyse nutzten die Forscher die Tobii Pro Lab Software.

• Die kognitive Arbeitsbelastung wurde mit einer auditiven Erkennungsaufgabe gemessen. Bei dieser Aufgabe musste der Fahrer einen am Lenkrad angebrachten Mikroschalter drücken, sobald er einen Signalton hörte.

• Die Fahrleistung bestand aus Messungen von Abweichungen bei der Geschwindigkeit und der Fahrspurposition.

Eye Tracking misst effektiv die visuelle Arbeitsbelastung beim Autofahren

In einer simulierten Fahrsituation auf einer dreispurigen Autobahn beschäftigten sich die Teilnehmer mit dem Beifahrerdisplay, während auf dem Beifahrerbildschirm Medienmaterial abgespielt wurde, und beantworteten die Erkennungsantwortaufgabe.

Die Ergebnisse zeigten eine erhöhte kognitive und visuelle Arbeitsbelastung und ein schlechteres Fahrverhalten, wenn die Teilnehmer mit aktivem Beifahrerdisplay fuhren. Dies spiegelte sich in einer erhöhten durchschnittlichen Fixationsdauer der Fahrer wider, wenn das Video auf dem Beifahrerbildschirm abgespielt wurde, im Vergleich zu reinen Audiobedingungen. Die Fahrer zeigten eine höhere durchschnittliche Blickdauer, wenn sie auf den Beifahrerbildschirm schauten, im Vergleich zu den Kontrollbedingungen, was auf eine erhöhte visuelle Arbeitsbelastung hindeutet. Während die Fahrgäste Videoinhalte auf dem Beifahrerbildschirm anschauten, zeigten die Fahrer ein unregelmäßiges Fahrverhalten, wie schwankende Geschwindigkeiten und Spurabweichungen. Außerdem hatten die Fahrer bei einer auditiven Erkennungsaufgabe längere Reaktionszeiten, was auf eine höhere kognitive Belastung während der Fahrt mit aktivem Beifahrerdisplay hindeutet.

Diese Forschungsstudie zeigt, wie die Interaktion des Fahrers mit dem Beifahrerdisplay sein Verhalten und seine Sicherheit beeinflusst. Sie regt dazu an, die Entwicklung und Anwendung von Beifahrerdisplays weiter zu verfeinern und betont die Notwendigkeit, ein Gleichgewicht zwischen Unterhaltung und Fahrerorientierung herzustellen.

Zitierte Veröffentlichung

Ma, J., Li, J., Wang, W., Huang, H., Zhang, X., & Zhao, J. (2024). The impact of co-pilot displays use on driver workload and driving performance exploring the impact of co-pilot display on drivers' workload and driving performance . Applied Ergonomics, 114, 104138.