Die Arbeit behandelt Anwendungen von Lenkradvibrationen im Kraftfahrzeug, wobei zur Abgrenzung vom Stand der Technik explizit taktile, über Sensoren der Haut wahrnehmbare Anregungen fokussiert werden. Derartigen haptischen Signalen in der Lenkung wird aufgrund der Kompatibilität von Reiz- und Handlungsort ein Potential zur Beeinflussung von Fahrerreaktionen bezüglich der Fahrzeugquerführung beigemessen. Es werden dazu Erkenntnisse zur psychophysischen Wahrnehmung taktiler Lenkradvibrationen zusammengefasst, und durch neue Resultate zum Einfluss spezifischer Vibrationsparameter auf die empfundene Intensität und Interpretation von Lenkradvibrationsbotschaften ergänzt. Als besondere Eigenschaft vibrotaktiler Anregungen wird die Möglichkeit zur Erzeugung örtlich aufgelöster Vibrationen erkannt, die Kommunikation von Richtungsinformation an den Fahrer ermöglicht. Aus dem Stand der Technik wird die subjektive Präferenz vibrationsbasierter Spurverlassenswarnungen mit signalinhärenter Richtungsinformation hypothetisiert, und die einseitige Lenkradvibration in den Fokus der Arbeit gestellt. Es wird angenommen, dass die einseitige vibrotaktile Reizung am Lenkrad die semantische Bedeutung des Spurabkommens übermittelt, so dass Interpretations- und damit Reaktionsvorteile in der Anwendung als Spurverlassenswarnsignal zu erwarten sind. In drei Hauptstudien werden mit insgesamt 150 Probanden verschiedene Aspekte der Fahrerreaktion auf einseitige Lenkradvibrationen untersucht. Zunächst wird in einem grundlegenden Laborexperiment die intuitive Reaktion auf einseitige Lenkradvibrationen ermittelt, wodurch die notwendige Reiz-Reaktions-Zuordnung beim Einsatz des Signals als Warnausgabe eines Spurverlassenswarnsystems legitimiert werden kann. Im Anschluss wird die hypothetisierte subjektive Präferenz der einseitigen Lenkradvibration in der Anwendung als Spurverlassenswarnsignal im direkten Vergleich mit weiteren für die Anwendung optimierten haptischen Signalen in der Lenkung nachgewiesen. Zuletzt wird der Versuch unternommen, die einseitige Lenkradvibration zur Initiierung einer Ausweichreaktion in einer drohenden Frontalkollisionssituation einzusetzen. Auf Basis der Ergebnisse der empirischen Untersuchungen der Arbeit wird eine deutliche Empfehlung für den Einsatz einseitiger Lenkradvibrationen als Warnausgabe von Spurverlassenswarnsystemen ausgesprochen. Dieses Signal übermittelt sowohl den Grund der Warnung als auch eine gerichtete Handlungsempfehlung auf eine unaufdringliche Weise. Darüber hinausgehende Anwendungen einseitiger Lenkradvibrationen, von denen ursprünglich insbesondere der Ausweichhinweis in einer Kollisionssituation favorisiert wurde, können durch die Arbeit hingegen nicht bestätigt werden.

    In this work applications of steering wheel vibrations are discussed. Tactile excitations that are perceived with mechanosensors in the skin of the human palm are explicitly focussed to differentiate from the state of the art. Because of the compatibility of the location of stimulus and response, haptic signals at the steering wheel are advantageously utilized to influence lateral vehicle guidance. The thesis summarizes findings of the psychophysical perception of tactile steering wheel vibrations and supplements these findings with new insights on the effect of variations in specific stimulus parameters on the perceived intensity and interpretation of messages transfered by vibrations at the steering wheel. A peculiar feature of vibro-tactile stimulation is the possibility to produce spatially distributed vibrations, which allows for communication of information on direction to the driver. Based on a review of the literature, a subjective preference of lane departure warning signals relying on vibro-tactile excitation and comprising information on directionality is hypothesized. This thesis therefore focusses on single-sided steering wheel vibrations. A single-sided vibro-tactile stimulation is assumed to be semantically associated with the rumble phenomenon induced in case of lane deparuture, thus facilitating the interpretation of the warning signal and leading to an enhancement of driver reactions when utilized as a lane departure warning signal. Three main studies examining a total of 150 subjects were conducted to reveal specific aspects of driver reactions towards single-sided steering wheel vibrations. First of all, a fundamental laboratory study examined intuitive reactions on single-sided steering wheel vibrations, legitimizing the stimulus-response mapping necessary to utilize this kind of signal as a lane departure warning signal. The second study confirmed the subjective predominance of the single-sided vibration as a lane departure warning signal when comparing this signal to alternative haptic warning signals at the steering wheel that were previously optimized for this application. In a final step, the third study examined the possible application of the single-sided steering wheel vibration to initiate an evasive steering reaction in case of an imminent forward collision situation Based on the results of the experimental studies conducted in this work, the utilization of the single-sided steering wheel vibration as a lane departure warning signal is strongly recommended. The signal both transfers the reason for the warning and recommends an action in a discrete and unintrusive manner. Any further application of the single-sided vibration, particularly the advice on a steering reaction in a collision situation, which was originally favored, can not be supported based on the present work.


    Zugriff

    Zugriff über TIB

    Verfügbarkeit in meiner Bibliothek prüfen

    Bestellung bei Subito €


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    Nutzerorientierte Gestaltung haptischer Signale in der Lenkung: zum Einsatz direktionaler Lenkradvibrationen in Fahrerassistenzsystemen


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    256 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






    Auswirkungen haptischer Signale in der Lenkung auf das Fahrer-Fahrzeug-System

    Schmidt, Gerrit / Kiss, Miklos / Switkes, Joshua P. et al. | Tema Archiv | 2007


    Nutzerorientierte Bewertungsverfahren von Fahrerassistenzsystemen

    Breuer, Jörg / von Hugo, Christoph / Mücke, Stephan et al. | Springer Verlag | 2015


    Auswirkungen haptischer Signale in der Lenkung auf das Fahrer-Fahrzeug System

    Schmidt,G. / Kiss,M. / Switjes,J.P. et al. | Kraftfahrwesen | 2007