Kooperative Fahrstreifenwechselassistenz: Hintergrund, Implementierung & Evaluation. Johann Kelsch, Marc Dziennus, Frank Köster

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1 Kooperative Fahrstreifenwechselassistenz: Hintergrund, Implementierung & Evaluation Johann Kelsch, Marc Dziennus, Frank Köster

2 Folie 2 Hauptschwerpunkt Design kooperativer Assistenz bei Fahrstreifenwechseln

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4 Folie 4 Design Methode 1. Use case Design 2. Konflikt- Analyse Kelsch, J.; Dziennus, M.; Köster, F. (2015): Cooperative Lane Change Assistant: Background, Implementation & Evaluation. AAET Designkonzept 4. Interaktionsdesign 6. Usability Studie 5. Implementierung Kelsch, J.; Temme, G.; Schindler, J. (2013): Arbitration based framework for design of holistic multimodal human machine interaction. AAET 2013

5 Folie 5 1. Use case Design Konkurrenz und Kooperation bei Fahrstreifenwechseln Autobahn, zwei Fahrstreifen, dichter Verkehr Konkurrenz aufgrund eines Ressourcenkonflikts Konflikt kann durch künstlich initiierte Kooperation zwischen V1 und V2 aufgelöst werden

6 Folie 6 3. Designkonzept Kooperationsprozess Agentenebene Vorbedingungen Verhaltensregeln Ego-Sicht Systemebene Wechselwirkung Systemdynamik Sozio-Sicht

7 Folie 7 3. Designkonzept Designmuster für Kooperationsprozesse

8 Folie 8 4. Interaktionsdesign Semantik: Mapping

9 Folie 9 4. Interaktionsdesign Semantik: 9er-Schema

10 Folie Interaktionsdesign Syntax: Kooperationstension Kelsch, J.; Heesen, M.; Hesse, T.; Baumann, M. (2012): Using human compatible reference values in design of cooperative dynamic humanmachine systems. EAM 2012

11 Folie Interaktionsdesign Syntax: Interaktion Kelsch, J.; Dziennus, M.; Köster, F. (2015): Cooperative Lane Change Assistant: Background, Implementation & Evaluation. AAET 2015, Braunschweig Display V1 Display V2

12 Folie Usability Studie Simulationsumgebung Sitzkiste im IDeELab Modifiziertes Lenkrad

13 Folie Usability Studie Setup 8 VPs (4 und 4 ), Ø 32 Jahre (SD = 14.8) Führerschein + wenig Erfahrung mit Assistenzsystemen Testszenario nach definiertem Use Case (Perspektiven V1 + V2) Ca. 1 Stunde/VP Einführung IDeELab + demografischer Fragebogen Trainieren + Kennenlernen des Simulators Instruktion: Assistenz bei Fahrstreifenwechseln Naive Run : 2x beide Perspektiven (V1 + V2) Interview + Fragebögen Einführung + Trainieren der Assistenz Hot Run : 2x beide Perspektiven (V1 + V2) Interview + Fragebögen

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15 Folie Usability Studie Ergebnisse

16 Folie Usability Studie Ergebnisse Insgesamt sehr gut als Bewertung Angenehm, leicht zu lernen, vertrauensvoll VPs gefiel: Entspannung, weil der Verkehr weniger beobachtet werden muss Genaue Anweisungen, was, wann zu tun war Verbesserungsvorschläge: Markierung des Kooperationspartners Unterstützung des Fahrstreifenwechsels links rechts

17 Folie Usability Studie Weitere Beobachtungen Zum Versuch: Ungeduldsproblem Zur Designmethode: Nichtlinear, sondern iterativ Fokus auf eine Semantik ist wichtig Wie hier auf Lücke

18 Folie Usability Studie Ausblick Verbesserung des Designs entsprechend Beobachtungen Integration der Design-Elemente (z.b. 9er-Schema) in ein Gesamtkonzept Komplexere Szenarien (z.b. Stadtverkehr, Kreuzungen)

19 Folie 19 Referenzen Castelfranchi C. (1998): Modeling Social Action for AI Agents. Journal Artificial Intelligence - Special issue: artificial intelligence 40 years later archive Volume 103 Issue 1-2, Aug D3CoS Community (2012): Reference Designs and Design Patterns for Cooperation & DCoS State Inference and Adaptation. D3-03 Deliverable for EU-D3CoS Fastenmeier, W.; Hinderer, J.; Lehnig, U.; Gstalter, H. (2001): Analyse von Spurwechselvorgängen im Verkehr. Zeitschrift für Arbeitswissenschaft 55, 1 Hayward, J. Ch. (1972): Near miss determination through use of a scale of danger. Report no. TTSC 7115, Pennsylvania State University, Pennsylvania Hoc, J. M. (2001): Towards a cognitive approach to human-machine cooperation in dynamic situations. International Journal of Human-Computer Studies, 54, p Kelsch, J.; Heesen, M.; Hesse, T.; Baumann, M. (2012): Using human-compatible reference values in design of cooperative dynamic human-machine systems. EAM 2012, , Braunschweig, Germany Kelsch, J.; Temme, G.; Schindler, J. (2013): Arbitration based framework for design of holistic multimodal human-machine interaction. AAET 2013, Feb. 2013, Braunschweig, Germany Klemm, R. (2013): Willst Du mit mir kooperieren? Ja, Nein, Vielleicht! Masterarbeit, HBK Braunschweig. Martin, J. (2002): Organizational culture: Mapping the terrain. Thousand Oaks, CA: SageMartin (2002) Nowak M.A. (2002): Five rules for the evolution of cooperation. Science (New York, N.y.) 2006; 314(5805): doi: /science Schieben, A.; Heesen, M.; Schindler, J.; Kelsch, J.; Flemisch, F. (2009): The theater-system technique: agile designing and testing of system behavior and interaction, applied to highly automated vehicles. Proceedings: 1st International Conference on Automotive User Interfaces and Interactive Vehicular Applications. pp , ACM New York, NY, USA Sheridan, T. B.; Verplank, W. (1978): Human and Computer Control of Undersea Teleoperators. Cambridge, MA: Man-Machine Systems Laboratory, Department of Mechanical Engineering, MIT Temme, G.; Kelsch, J.; Köster, F. (2014): Domänenübergreifende Gestaltung von Kooperativen Systemen. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2014; 09/2014

20 Folie 20 Vielen Dank