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Interaktionsmuster der kooperativen Bewegungsführung von Fahrzeugen = Interaction patterns for cooperative guidance and control of vehicles

Baltzer, Marcel Caspar Attila

2021

VerantwortlichkeitsangabeMarcel Caspar Attila Baltzer

ImpressumDüren : Shaker Verlag 2021

UmfangXIV, 233 Seiten : Illustrationen, Diagramme

ISBN978-3-8440-8059-9

ReiheSchriftenreihe Industrial engineering and ergonomics ; 39

Dissertation, RWTH Aachen University, 2020

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Flemisch, Frank O. (Thesis advisor)^RWTH* ; Hurtienne, Jörn (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2020-11-23

Online
URL: https://www.shaker.de/de/content/catalogue/index.asp?lang=de&ID=8&ISBN=978-3-8440-8059-9

Einrichtungen

1. Lehr- und Forschungsgebiet Systemergonomie (420320)
2. Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft (417110)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
ADAS (frei) ; Automation (frei) ; Fahrzeugführung (frei) ; Interaktionsmuster (frei) ; Systemergonomie (frei) ; human systems integration (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Die Dissertation richtet sich nach dem Vorgehen der systemergonomischen Gestaltung. Ausgangspunkt ist der Transfer von kooperativer Bewegung von der Mensch-zu-Mensch-Interaktion hin zur Mensch-zu-hochautomatisiertes Fahrzeug-Interaktion. Dazu wird zunächst eine Übersicht zum Konzept der kooperativen Bewegung gegeben. Danach wird der Nutzungsraum (Use Space) strukturiert. Ein Nutzungsraum beinhaltet verschiedene Unterdimensionen, die die Nutzung des zu gestaltenden Systems klassifizieren, z.B. Straßentyp (Autobahn, Landstraße o.ä.), das Fahrmanöver oder den Zustand der Automation oder des Fahrers. Anschließend wird der Gestaltungsraum (Design Space) strukturiert. Dieser beinhaltet eine Übersicht über nutzbare Interaktionsressourcen sowie nutzbare Interaktionsmedien, um einen Raum möglicher Gestaltungsoptionen aufzuspannen. Nach Strukturierung von Use Space und Design Space wird die Architektur der Interaktionsmediation vorgestellt. Sie ist fundamentaler Bestandteil der betrachteten kooperativen Fahrzeugführung und harmonisiert die Aktivitäten von Automation und Mensch. Sollten Konflikte zwischen Mensch und Automation auftreten, z.B. durch unterschiedliche Beobachtungen, Interpretationen und Aktivitäten, versucht der Interaktionsmediator die richtige Balance zu finden und kooperatives Verhalten zu fördern. Dazu nutzt der Interaktionsmediator Interaktionsmuster. Basierend auf natürlichen Beispielen, wird das Konzept der Interaktionsmuster, die bereits in der Architektur und in der objektorientierten Programmierung als Gestaltungsmuster Einsatz finden, vorgestellt. Dabei wird außerdem die Nutzung von Image Schemata für die intuitive Verknüpfung von erlebter Interaktion hin zu einem Wahrnehmungszustand vorgeschlagen. Aus den vorgestellten Konzepten wird das Konzept der Interaktionsmuster der kooperativen Bewegungsführung abgeleitet. Im nächsten Schritt werden verschiedene Interaktionsmuster der kooperativen Bewegungsführung formalisiert und zu einem Interaktionsmusterkatalog zusammengefasst. Abgeschlossen wird die Schrift mit der Untersuchung eines Kollisionsvermeidungsmusters, u.a. bzgl. Workload, User Experience und Sicherheit.

This dissertation follows the approach of balanced Human Systems Integration. Starting point is the transfer of cooperative movements found in human-to-human interaction towards human-to-highly automated vehicle interaction. Therefore, an overview of the concept of cooperative movement is presented. Afterwards, the Use Space is structured. A Use Space consists of different subdimensions that classify the usage of the system that is to be designed, e.g. type of road (Autobahn, highway etc.), the driving manoeuvre or the state of the automation or driver. The next step is to structure the Design Space. It consists of an overview of the usable interaction resources as well as the usable interaction media, which opens up the space of design options for the system under development. After structuring the Use-Space and the Design-Space, an interaction mediation is presented. It represents a fundamental part of cooperative vehicle guidance and control and harmonises the activities of the human operator and the automation. If conflicts between the human operator and automation arise, e.g. due to different observations, interpretations or action implementations, the interaction mediator tries to find the right balance and facilitates cooperative behaviour. To do so, the interaction mediator uses interaction patterns. In a following step, based on examples taken from nature, the concept of interaction patterns, which is already commonly used in architecture and object-oriented programming, is introduced. Furthermore, the application of image schemas for intuitive linking of experienced interaction towards an internal state of perception is proposed. Consequently, from previously discussed concepts, the concept of interaction patterns for cooperative movement is deducted. In the next step, different interaction patterns are formalised and summarised into an interaction pattern catalogue. The evaluation of a collision avoidance pattern, concerning workload, user experience and safety, completes the thesis.

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Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis/Book

Format
print

Sprache
German

Externe Identnummern
HBZ: HT020976604

Interne Identnummern
RWTH-2021-04755
Datensatz-ID: 818952

Beteiligte Länder
Germany