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Auswirkungen einer Kinetose auf die menschliche Leistung und Ermittlung von Gegenmaßnahmen in Bezug auf das automatisierte Fahren

Kantusch, Timmy

Durch die voranschreitenden technologischen Entwicklungen in der Automobilindustrie erfolgt eine zunehmende Automatisierung von Fahrzeugen. Ein Ziel dieser Technologie ist es den fahrenden Personen eine effektive Nutzung der neu gewonnenen Zeit während der automatisierten Fahrt zu ermöglichen, um sich Nebentätigkeiten wie lesen, Filme ansehen oder arbeiten zu widmen. Diese führen jedoch häufig zu einer Kinetose, auch bekannt unter dem Begriff „Reisekrankheit“ oder engl. Motion Sickness, mit Symptomen wie Unwohlsein, Kopfschmerzen, Übelkeit oder Erbrechen. Solange noch kein vollautomatisiertes Fahren, in dem eine manuelle Fahrzeugführung nicht mehr erforderlich ist, verfügbar ist, ist die Fahrzeugübernahme beim Erreichen der Systemgrenze weiterhin erforderlich. Zu diesem Zeitpunkt sollte die übernehmen-de Person stets in der Lage sein die Fahraufgabe sicher zu absolvieren. Ziel der Arbeit ist es die Auswirkungen einer Kinetose auf das Reaktionsvermögen in Bezug auf das Übernahmeszenario zu untersuchen und potenzielle Gegenmaßnahmen zu testen. Hierfür wurde zunächst eine Nutzerbefragung (N = 421) zur Ermittlung aktueller Daten bezüglich der Themen Kinetose und automatisiertes Fahren durchgeführt. Der Fokus lag insbesondere auf den bisherigen Erfahrungen mit einer Kinetose und zukünftigen Nutzungsszenarien automatisierter Fahrzeuge. Diese Erkenntnisse dienten als Grundlage für die Auslegung einer Probandenstudie (N = 38). Diese Studie wurde als Realversuch ausgelegt und hatte das Ziel die Auswirkungen einer Kinetose auf Reaktionszeiten sowie Gegenmaßnahmen in Bezug auf die Auslegung des Übernahmeszenarios zu untersuchen. Dafür wurden mittels eines Stop-and-go-Szenarios, in dem sich die Teilnehmenden einer Nebentätigkeit widmeten, das Entstehen einer Kinetose durch unterschiedliche Fahrprofile angeregt. Mittels Gegenmaßnahmen wurde anschließend analysiert, wie das Wohlbefinden und das Reaktionsvermögen während der Fahrt verbessert werden können und wie lange die Effekte andauern. Es konnte nachgewiesen werden, dass eine Kinetose einen Einfluss auf die Reaktionszeiten hat. Ebenso zeigte sich, dass ein sportlicheres Fahrprofil zu signifikant schlechteren Reaktionszeiten führt und dass das Wohlbefinden stärker beeinträchtigt wird. Durch das Beenden der Nebentätigkeit, dem Blick nach vorne und einer konstanten Geschwindigkeit konnte eine signifikante Verbesserung der Reaktionszeiten und des Wohlbefindens erzielt werden. Resultierend daraus konnte eine Empfehlung zur Auslegung der Übernahmezeit von zwei bis sechs Minuten gegeben werden.
Due to the advancing technological developments in the automotive industry, an increasing automation of vehicles is taking place. One goal of this technology is to enable people to effectively use the newly gained time during automated driving to devote themselves to secondary activities such as reading, watching movies or working. However, these often lead to motion sickness with symptoms such as malaise, headache, nausea or vomiting. As long as fully automated driving, in which manual vehicle guidance is no longer required, is not yet available, vehicle takeover is still required when reaching the system limit. At this time, the person taking over should always be able to complete the driving task safely. The aim of this work is to investigate the effects of motion sickness on responsiveness in relation to the takeover scenario and to test potential countermeasures. For this purpose, a user survey (N = 421) was carried out to determine current data on the topics of motion sickness and automated driving. The focus was in particular on previous experience with motion sickness and future usage scenarios of automated vehicles. These findings served as the basis for a user study (N = 38). This study was designed as a real test and had the aim to investigate the effects of motion sickness on reaction times as well as countermeasures with regard to the takeover scenario. For this purpose, a stop-and-go scenario in which the participants were involved in a secondary activity was used to stimulate the development of motion sickness by different driving profiles. Countermeasures were then used to analyse how well-being and reaction times can be improved while driving and how long the effects last. It has been shown that motion sickness has an influence on reaction times. It was also shown that a sportier driving profile leads to significantly worse reaction times and that wellbeing is more severely impaired. By ending the secondary activity, looking ahead and driving with constant speed, a significant improvement in reaction times and wellbeing could be achieved. With the help of the findings, a recommendation of a takeover time of two to six minutes could finally be made.