Moderne fahrdynamische Assistenzsysteme unterstützen den Fahrer bei der Umsetzung seines Fahrerwunsches, indem sie aktiv die dynamischen und haptischen Fahrzeugeigenschaften verändern. Der Fahrer reagiert seinerseits auf die Fahrzeugreaktion. Diesem Wechselspiel zwischen Fahrer und Fahrzeug muss bei der Entwicklung neuer Assistenzsysteme angemessen Rechnung getragen werden. Dies erfolgt momentan über umfangreiche Fahrversuche, da die rechnerische Modellierung das Fahrerverhalten nur unzureichend abbildet. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Konzept für die Simulation menschlichen Fahrverhaltens im Kontext fahrdynamischer Assistenzsysteme entwickelt. Es stellt sich heraus, dass hierbei zwei intrinsisch menschliche Eigenschaften berücksichtigt werden müssen: Die Kompensation der physiologisch unausweichlichen Reaktionszeiten und die Adaptation an unbekannte Fahrzeuge. Die Nachbildung dieser Eigenschaften gelingt durch die Übertragung gesicherter Erkenntnisse über die menschliche Motorik und die konzeptionell saubere Trennung fahrzeugabhängiger und fahrerimmanenter Größen. Am Beispiel des Bremsens werden die vorgestellten Ansätze in einem Regler implementiert, und mit Hilfe umfangreicher Probandenstudien parametriert und validiert. Die Ideen, die in dieser Arbeit vorgestellt werden, lassen sich zwanglos auf das Lenkverhalten übertragen, und sollten daher wegweisend für zukünftige Anstrengungen sein, menschliches Fahrverhalten realistisch nachzubilden.

    The interface between driver and vehicle is a subject of ongoingstronginterest within the automotive field. An understanding of howdriver andvehicle interact will enable engineers to take intoaccount drivers'reactions in various driving situations at an earlystage in productdevelopment, which will improve vehicle safety andcomfort while alsoreducing costs. A wealth of literature is available on the topic of modeling human driverbehavior, but it will be argued in this thesis that conventional modelingmethods fall short of the requirements set by the use of human drivermodels in an industrial context. To be specific, they either lack inrealism or range of validity. This work proposes a novel approach by borrowing from well-establishedneurophysiological concepts and successfully apply these concepts to thetask of human braking control. The controller thus developed formalizeshumans innate ability to constantly make predictions about the future andseamlessly incorporates physiological delays inherent in the human controlloop, thereby eliminating the often controversial need for an explicitmodeling of reaction times. It uses both kinematic feedback as well asproprioceptive cues from the brake pedal to negotiate braking tasks. To parametrize and validate the controller setup, we investigated humanbraking behavior in real car experiments with a total of 73 subjects. Theexperiments were carried out in a controlled environment on test tracks ofRobert Bosch GmbH using a vehicle with a programmable brake system. Mostimportant, the experimental data showed that the human control strategy ofthe braking task is governed by the interplay of two perceptual variables.It is a generalization of established findings about human strategies tobrake to a halt in artificial environments, which are confirmed in real-carexperiments for the first time. This novel controllers roots in neurophysiological facts greatly add toits validity. The ideas put forward in this thesis, which have beensuccessfully applied to modeling human braking behavior in this work, canbe seamlessly applied to the task of human steering behavior. They shouldtherefore lead the way for future developments in realistically modelinghuman driving behavior.


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    Title :

    Physiologiebasierte Simulation des Bremsverhaltens von Fahrzeugführern


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2009


    Size :

    208 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





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