(1) (2) (3)

advertisement
1
Reflektas – Ein neuartiges
Lane Departure Prevention
System auf der Basis
reflektorischer Lenkreaktionen
Prof. Dr. Frank Eggert (TU Braunschweig)
Arten von
Querführungsassistenten
2
LANE KEEPING
ASSISTANCE SYSTEMS
LANE DEPARTURE
WARNING SYSTEMS
LANE DEPARTURE
PREVENTION SYSTEM
in der Spur bleiben
nicht aus der Spur kommen
wieder in die Spur kommen
zusätzliche Lenkmomente
zur Reduktion kleinerer
Lenkkorrekturen während
des normalen Fahrens
visuelle, akustische oder
haptische Warnung bei
drohendem Spurabkommen
?
Komfortsystem
Sicherheitssystem
Problem: schnell und
reliabel das richtige
Verhalten auslösen
Gefahrenabwehrsystem
Wie sieht der klassische Ansatz in der
Fahrerassistenzentwicklung aus?
3

Grundlegendes Paradigma

Kommunikation zwischen System und Fahrzeug


auf ein Signal hin korrigiert der Fahrer das Verhalten des
Fahrzeugs
Paradigmenbedingte Probleme

in der Regel arbiträre Signale mit arbiträrer Semantik


erlernte Reiz-Reaktions-Verbindungen



fehlinterpretationsgefährdet
interferenzgefährdet
nicht löschungsresistent
Ressourcenabhängig

fehleranfällig bei verringerter kognitiver Leistungsfähigkeit
Kognitive und Adaptive
Verhaltenssteuerung
4
Kognitive Verhaltenssteuerung
tendenziell komplexer,
langsamer, fehleranfälliger
Adaptive Verhaltenssteuerung
 tendenziell einfacher,
schneller, robuster

basiert auf Informationsverarbeitungsprozessen

basiert auf adaptiven ReizReaktionsverbindungen

steuert Handlungen

steuert Verhalten

Kommunikationsgesteuert

Reizgesteuert

Arbiträre Signale mit
ebensolcher Semantik

global oder lokal fixierte Reize
ohne separierbare Semantik

verbunden mit bewußter
Repräsentation des Prozesses

verbunden mit bewußter
Repräsentation des Ergebnisses

beinhaltet (bewußte)
Entscheidungsprozesse

läuft weitgehend autonom ab
Adaptive
Verhaltenssteuerungsmechanismen
5
Komplexität
Einsicht
Abgeleitete Kontingenzen
Instruktion
Mitgeteilte Kontingenzen
Modelllernen
Beobachtete Kontingenzen
Operante
Konditionierung
Klassische
Konditionierung
Prägung
Erfahrene Kontingenzen
Instinkt
Auslösergesteuertes
Verhalten (komplex)
Reflex
Auslösergesteuertes
Verhalten (einfach)
Signallernen
Auslöserlernen
Stabilität
Schnelligkeit
Arten von
Querführungsassistenten
6
LANE KEEPING
ASSISTANCE SYSTEMS
LANE DEPARTURE
WARNING SYSTEMS
LANE DEPARTURE
PREVENTION SYSTEM
in der Spur bleiben
nicht aus der Spur kommen
wieder in die Spur kommen
zusätzliche Lenkmomente
zur Reduktion kleinerer
Lenkkorrekturen während
des normalen Fahrens
visuelle, akustische oder
haptische Warnung bei
drohendem Spurabkommen
Reflexe?
Komfortsystem
Sicherheitssystem
lösen schnell und reliabel
das richtige Verhalten aus
Gefahrenabwehrsystem
Reflexe
7
„zweckgerichtete, stereotype, unwillkürliche
Reaktionen auf einen bestimmten Reiz unter gleich
bleibenden Bedingungen, die willentlich nicht
unterdrückbar sind“ (vgl. Lehmann-Horn, 2007)





automatisch, sehr schnell (Latenzzeiten von 20-120 ms)
wiederholbar
universell auslösbar
bedingt modulierbar
Verarbeitung einfacher Reflexe im Rückenmark,
geringe Beteiligung höherer Zentren
schnell und reliabel!
Was für ein Reflex?
8

erste Frage:


zweite Frage:


durch welche Reize kann diese Reaktion ausgelöst
werden?
dritte Frage:


welche Reaktion soll ausgelöst werden?
lassen sich diese Reize herstellen?
vierte Frage:

welche weiteren Reaktionen werden ausgelöst?
Das Prinzip von ReflektAS
9
1.
Kritische
Situation
2.
Ruck am
Lenkrad
3.
Reflektorische
Lenkbewegung
4.
Kompensationsreaktion
Orientierungsreaktion
Erhöhtes
arousal
1.
Fahrer droht von der Spur abzukommen
2.
Ein kurzer kräftiger Ruck in Richtung des Abkommens wird auf das Lenkrad gegeben
3.
Reflektorische Lenkreaktion entgegen dem Ruck wird ausgelöst, damit einher gehen eine
Orientierungsreaktion nach vorne und ein erhöhtes arousal (physiologische Erregung)
4.
Es folgt eine kompensatorische Lenkbewegung, um die Fahrtrajektorie zu stabilisieren
Die empirischen Untersuchungen
zu ReflektAS (Kullack, 2009)
10
Stimulus
Reaktion
Ruck am Lenkrad
Lenkreflex
Moderator zweiter
Ordnung
Geschwindigkeit
Kontext als
Moderator
Streckenführung
Windrichtung
Was für ein Reiz?
11

Variation des Stimulus

Reaktionsparameter als
abhängige Variablen

Häufigkeit des Abkommens

Integral des Abkommens über
die Zeit

Weite des Abkommens
Dauer des Abkommens


Reaktionszeit des Fahrers
Reaktionszeit des Fahrzeugs

Stärke des ersten Reflexes


15 verschiedene Auslegungen,
erster und letzter Eingriff gleich
16 Bedingungen
Selektion eines adäquaten Reizes
12


Welche
Konsequenzen
spiegeln die
Werte wider?
Auslegungen
3,5_350, 2_150
und 4_300
zeigten
hinsichtlich der
ausgewählten
gewichteten
Parameter die
besten
Ergebnisse
Bedingung
Anzahl
Abkommen
gesamt
Dauer [s]
Weite [m]
Integral
[m*s]
RT Fahrer
RT Fahrzeug
1,5_150
4
2,96
0,24
0,43
0,05
1,41
2_200
10
1,25
0,12
0,15
0,06
1,30
2,5_250
6
2,21
0,29
0,48
0,07
1,23
3_300
9
2,92
0,26
0,70
0,06
1,42
3,5_350
8
2,10
0,22
0,36
0,06
1,21
2_150
7
1,12
0,13
0,20
0,06
1,49
2,65_200
6
2,63
0,35
0,83
0,07
1,20
3,3_250_1
9
1,64
0,33
0,17
0,07
1,39
3,3_250_2
8
1,29
0,29
0,06
0,06
1,35
4_300
8
1,41
0,17
0,18
0,07
1,12
4,95_350
10
2,05
0,26
0,40
0,07
1,39
3_150
10
1,61
0,32
0,38
0,07
1,05
4_200
8
1,86
0,32
0,56
0,07
1,42
5_250
4
2,60
0,43
0,83
0,06
0,97
6_300
11
2,82
0,32
0,55
0,07
1,81
7_350
10
1,86
0,18
0,37
0,08
1,52
Was für Reaktionen?
13

Identifikation von drei Reaktionstypen
Reaktionstypen
Reaktionszeit des Fahrers [s]
14
(1)
(2)
(3)
0,7
Häufigkeit
3%
33 %
58 %
0,6
RT Fahrer (s)
0,23
0,07
0,06
0,5
RT Fahrzeug
(s)
2,19
1,65
1,1
Stärke erster
Reflex (°)
-5
-5,15
-5,1
0,4
0,3
0,2

0,1
0,0
Reaktionstyp 1
Reaktionstyp 2
Reaktionstypen
Reaktionstyp 3

Reaktionstyp eins unterschied
sich signifikant von
Reaktionstypen zwei und drei
(F(1, 369)=251,90; p<0,05)
Reaktionstyp zwei unterschied
sich nicht signifikant von
Reaktionstyp drei
(F(1, 369)=0,155; p>0,05)
Welchen Einfluss hat der Kontext als Moderator
auf die Beziehung zwischen Stimulus und
Reaktion?
15
Stimulus
Reaktion
Geschwindigkeit
Kontext

Freie Wahl der Geschwindigkeit

Ruck konstant: 4_300
Kurven
unterschiedliche Abkommensrichtungen
experimentell manipuliertes und spontanes Abkommen
unterschiedliche Zweitaufgaben




Zweitaufgaben
16




„Ball“
„Wird der Ball größer oder
kleiner?“


„Mathe“
„Ist die vorgeschlagene
Lösung richtig oder falsch?“
es ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den
Zweitaufgaben
beide stellen eine Ablenkungsbedingung dar
Reaktionsmuster bei geradem
Streckenverlauf
17

Abkommen nach links
(experimentell)

Abkommen nach rechts
(experimentell)
Reaktionsmuster in Linkskurven
18

Abkommen nach links
(experimentell)

Abkommen nach rechts
(experimentell)
Reaktionsmuster in Rechtskurven
19

Abkommen nach links
(experimentell)

Abkommen nach rechts
(experimentell)
Welchen Einfluss hat die gefahrene
Geschwindigkeit auf den moderierenden Einfluss
des Kontextes?
20
Stimulus
Reaktion
Geschwindigkeit
Kontext
Zweitaufgaben
21




„Ball“
„Wird der Ball größer oder
kleiner?“


„Mathe“
„Ist die vorgeschlagene
Lösung richtig oder falsch?“
es ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den
Zweitaufgaben
beide stellen eine Ablenkungsbedingung dar
Geschwindigkeit variiert zwischen
den Streckenführungen
22
30

Kontrast Geraden versus
Linkskurven und
Rechtskurven wurde
signifikant (t=6,591; df=66;
p<0,001)
Kontrast Linkskurven gegen
Rechtskurven wurde
ebenfalls signifikant (t=2,444; df=66; p=0,017)
25
Geschwindigkeit [m/s]

20
15
10
5
0
Gerade
Linkskurve
Streckenführung
Rechtskurve
Geschätztes Integral des
Abkommens über die Strecke
23
Geraden
Kurven
20
Geschätztes Integral über die Strecke [qm]
Geschätztes Integral über die Strecke [qm]
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Windrichtung links
Windrichtung rechts
16
14
12
10
8
6
4
2
0
links
rechts
Linkskurve
Windrichtung

18
t-Test mit korrigierten
Freiheitsgraden war nicht signifikant
(t=-0,31; df=21; p̂
p =0,77)
Rechtskurve
Kurvenverlauf


keine Varianzenhomogenität, a=1 %
Interaktion Windrichtung x Kurvenverlauf
war nicht signifikant (F(1, 25)=0,31; pp̂
=0,58), die Haupteffekte ebenfalls nicht
p̂ =0,49;
(Windrichtung: F(1, 25)=0,49; p
Kurvenverlauf: F(1, 25)=1,32; p̂
p =0,26)
Zusammenfassung
24

Auslösung eines Lenkreflexes ist möglich

Bei geeigneter Auslegung des Rucks







geringe Abkommenshäufigkeiten
kleines Integral des Abkommens
kurze Abkommensdauer
geringe Abkommensweite
kurze Reaktionszeiten des Fahrers
kurze Reaktionszeiten des Fahrzeugs
bei Geraden und Kurven unterschiedliche Reaktionsmuster
die reflektorische Reaktion ist adäquat, schnell und reliabel
25
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Prof. Dr. Frank Eggert
Psychologische Methodenlehre und Biopsychologie
Technische Universität Braunschweig
f.eggert@tu-braunschweig.de
0531/391-3146
Herunterladen