Blickverhaltens von Kraftfahrern

Transkript

1 Messung des Fahr- und Blickverhaltens von Kraftfahrern ISE Kolloquium Straßen- und Verkehrsdatenerfassung 20. Januar 2009, Karlsruhe Dirk Ebersbach

2 Fahrverhalten? Geschwindigkeit Beschleunigungen (quer, längs) Spurverhalten Blickverhalten Bedienhandlungen (Pedalbetätigung etc.) Psychologische Kenngrößen (Belastung, Beanspruchung) (c) 2003 TU Dresden 2

3 Methoden Probandenfahrten Definiertes Kollektiv Gute Datenlage Größe der Stichprobe Verfolgungsfahrten / Nachfolgefahrten Große Stichprobe Unbeeinflusste Messung Stationäre Messungen Sehr große Stichprobe Geringe räumliche Ausdehnung (c) 2003 TU Dresden 3

4 Fahrverhalten? Geschwin ndigkeit B eschleu unigunge en Verfolgungsfahrten ( ) S purverha alten B lickverh halten B edienha andlunge en P hysio- Kennwert te Räumliche Ausdehnung. Große Stichprobe Probandenfahrten ( ) Stationäre ( Messungen ) Kein unbeeinflusstes Fahren, hoher Aufwand geringe Stichprobe Große Stichprobe, begrenzte räumliche Ausdehnung (c) 2003 TU Dresden 4

5 Messsystem der TU Dresden Probandenfahren / Verfolgungsfahrten Stationäre Messungen 3 Radarmessgeräte 2 Laserscanner SICK (c) 2003 TU Dresden 5

6 Verfolgungsfahrten / Nachfolgefahrten Definition freifahrendes Fahrzeug: ZLnach 4 s ZLvor 7 s (c) 2003 TU Dresden 6

7 Verfolgungsfahrten / Nachfolgefahrten (c) 2003 TU Dresden 7

8 Fahrzeug CAN BUS / Radarsensor internes Fahrzeug-Datenbus- system Motordaten (Drehzahl, Tempera-turen, Gang...) Fahrzeugdaten (Geschwindig- keit, Beschleunigungen...) Bediendaten (Blinker, Bremse...) Radarsensor (Anzahl Objekte, Abstand, Relativgeschwindigkeit) (c) 2003 TU Dresden 8

9 Verfolgungsfahrten / Nachfolgefahrten Fahrzeug technische Spezifikation: Positionierungssystem (GPS, Wegstreckensensor) Beschleunigungssensor Radarsensor Messung Abstand und Relativgeschwindigkeit g vom vorausfahrenden Fahrzeug (c) 2003 TU Dresden 9

10 Verfolgungsfahrten / Nachfolgefahrten (c) 2003 TU Dresden 10

11 Verfolgungsfahrten / Nachfolgefahrten (c) 2003 TU Dresden 11

12 Fahrverhalten? Geschwin ndigkeit B eschleu unigunge en Verfolgungsfahrten ( ) S purverha alten B lickverh halten B edienha andlunge en P hysio- Kennwert te Räumliche Ausdehnung. Große Stichprobe Probandenfahrten ( ) Stationäre ( Messungen ) Kein unbeeinflusstes Fahren, hoher Aufwand geringe Stichprobe Große Stichprobe, begrenzte räumliche Ausdehnung (c) 2003 TU Dresden 12

13 Fahrverhalten? Geschwindigkeit (Fahrzeug CAN) Beschleunigungen (quer, längs) (Sensor) Spurverhalten (zusätzliche Kamera) Blickverhalten (Smart Eye) Bedienhandlungen (Fahrzeug CAN) Psychologische Kenngrößen (Nebenaufgabe, Sensoren) (c) 2003 TU Dresden 13

14 Probandenfahrten Geschwindigkeit (Fahrzeug CAN) Beschleunigungen (quer, längs) (Sensor) Spurverhalten (zusätzliche Kamera) Blickverhalten (Smart Eye) Bedienhandlungen (Fahrzeug CAN) Psychologische Kenngrößen (Nebenaufgabe, Sensoren) (c) 2003 TU Dresden 14

15 Messung des Blickverhaltens berührungslose Blickverhaltensuntersuchung e e suc u (c) 2003 TU Dresden 15

16 Blickverhaltensuntersuchung Blickvektor als Logfile: basierend auf der Kopfposition relativ zum Straßenraum Aufzeichnung mit 30 Hz über GPS-Timestamp mit Daten des Fahrverhaltens und Straßengeometrie überlagerbar ermöglicht automatische Auswertung (c) 2004 TU Dresden 16

17 Blickverhaltensuntersuchung Aufzeichnung: Kopfposition Kopfrotation ti Blickrichtung Qualitätsmaße Auswertung: Streuungs- und Konzentrationsmaße Anzahl von Fixationen Fixationsdauer Fixationsdichte Blickfeldbestimmung (c) 2004 TU Dresden 17

18 Blickbewegungsmessung Möglichkeiten it und Grenzen 0,5 10m 1,0 0,5 0 m 72,8 m 200 m Genauigkeitsbestimmung Versuche bei stehendem Fahrzeug Reduzierung der Fehlerquellen auf System und Person Versuche während der Fahrt Realbedingungen, wechselnde Lichtverhältnisse (c) 2004 TU Dresden 18

19 Datenerhebung Kopfprofilerstellung fil ll Markierung von feature points Probandeneignung abschätzbar Kalibrierung der Szeneriekamera visuelle Genauigkeitskontrolle (c) 2004 TU Dresden 19

20 Genauigkeit Blickbewegungsmessung (c) 2004 TU Dresden 20

21 Genauigkeit Blickbewegungsmessung (c) 2004 TU Dresden 21

22 Zeitliche Blickbewegungsmaße mittlere Fixationsdauer Erwartung: größere Werte bei höherer Beanspruchung Mittel der Fixationsdauern > 166 ms / 400 ms beschreibt nur verarbeitete Informationen Fixations-Saccaden-Verhältnis zeigt tiefe Verarbeitung oder geringe Suchaktivität an Prozent Blickanteil im Hauptaufmerksamkeitsbereich (PRC) blickzielabhängig unterscheidet zwischen Blickrichtung Fluchtpunkt und Umgebung (c) 2004 TU Dresden 22

23 Räumliche Blickbewegungsmaße Standardabweichung Blickwinkel Erwartung: Abnahme bei geringer Sichtweite Spatial Density Index Aufteilung des Blickfelds in Quadrate (3 Seitenlänge) geringe Werte zeigen zielgerichtete Suche an Scanpfadlänge mittlerer Abstand zwischen Fixationsorten (c) 2004 TU Dresden 23

24 Blickverhaltensuntersuchung Szenerievideo: Aufzeichnung mit 25 Hz eingespielter Blickpunkt Blickfeld der letzten n Punkte detaillierte Objekterkennung anhand von Einzelbildern Zuordnung von Fixationen zu Straßenraumelementen Kontrollfunktion während der Versuche (c) 2004 TU Dresden 24

25 Blickverhaltensmessung auf einer Landstraße (c) 2004 TU Dresden 25

26 Nebenaufgabe Zielreiz (zu entdeckendes Städtenamenpaar) Laufrichtung Instruktion: Zügig gg fahren, aber im Rahmen der StVo; sicher Fahren ist wichtiger als Nebenaufgabe Nebenaufgabe: Städtenamenpaar im Lauftext suchen

27 Fahrverhalten? Geschwin ndigkeit B eschleu unigunge en Verfolgungsfahrten ( ) S purverha alten B lickverh halten B edienha andlunge en P hysio- Kennwert te Räumliche Ausdehnung. Große Stichprobe Probandenfahrten ( ) Stationäre ( Messungen ) Kein unbeeinflusstes Fahren, hoher Aufwand geringe Stichprobe Große Stichprobe, begrenzte räumliche Ausdehnung (c) 2003 TU Dresden 27

28 Stationäre Messungen Lichtschranken Induktionsschleifen Video Laserscanning Kombination (c) 2003 TU Dresden 28

29 Fahrverhalten? Geschw windigke it Beschleu unigung gen Spurverh halten Blickver halten Bedienh handlung gen Physio- Kennwe erte Lichtschranken Induktionsschleifen Video - ( ) Preiswert, schnell, Fahrzeugarten? Robust, erkennt Fahrzeugarten Witterung, hoher h Auswerteaufwand Laserscanning ( ) Hoher Aufwand (c) 2003 TU Dresden 29

30 Stationäre Messungen Summ menhäuf figkeit,100%,90%,80%,70%,60%,50%,40%,30%,20%,10%,00% Tag / Trocken Tag / Regen Nacht / Trocken Geschwindigkeit [km/h] (c) 2003 TU Dresden 30

31 Stationäre Messungen Video und Lichtschranke (c) 2003 TU Dresden 31

32 Stationäre Messungen Video und Lichtschranke (c) 2003 TU Dresden 32

33 Stationäre Messungen Laserscanning (c) 2003 TU Dresden 33

34 Querschnittsmessungen Aufbau Waldkurve freies Umfeld / einseitige Bepflanzung (c) 2004 TU Dresden 34

35 Stationäre Messungen (c) 2003 TU Dresden 35

36 Stationäre Messungen Polygon aus vermessenen Punkten Kurvengeometrie (c) 2004 TU Dresden 36

37 Querschnittsmessungen - Fahrzeugerkennung Spurverhalten in einer Linkskurve (c) 2004 TU Dresden 37

38 Spurverhalten Mittelwerte, Streubreiten (c) 2004 TU Dresden 38

39 Messung des Fahr- und Blickverhaltens von Kraftfahrern ISE Kolloquium Straßen- und Verkehrsdatenerfassung 20. Januar 2009, Karlsruhe Dirk Ebersbach