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gefördert vom Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI)

MoFFa

Holistisches Modell zur Beschreibung der Aufgabenverteilung und der Aufgabenübergabe zwischen menschlichem Fahrer und Fahrassistenzsystemen beim automatisierten und vernetzen Fahren
In Zusammenarbeit mit dem  Lehrstuhl für Regelungssystemtechnik (RST) der TU Dortmund und dem Forschungs- und Technologiezentrum Ladungssicherung Selm gGmbH (LaSiSe) durchgeführt.

Laufzeit: 01.07.2017–30.06.2020

Projektlogo MoFFa

Forschungskontext

Das Auto wird durch Fahrassistenzsysteme zunehmend digitalisiert und automatisiert. War bislang der Mensch für nahezu alle Fahraufgaben verantwortlich, so gibt er nun immer mehr Zuständigkeiten an die Technik ab. Daher erfordert es neue Mechanismen, die eine klare Rollenverteilung im Fahrzeug gewährleisten sollen und das Zusammenspiel zwischen menschlichem Fahrer und Assistenzsystemen koordinieren:  

  • Wann kann oder darf der Mensch Fahraufgaben übernehmen bzw. an das Auto abgeben?

  • Wie wird der Mensch darauf aufmerksam gemacht, Aufgaben übernehmen zu müssen?

  • Wie muss eine solche Übergabe vonstattengehen, damit der Mensch die neue Technik akzeptiert und stressfrei einsetzen will?

Forschungsziele

Im Rahmen des Vorhabens wird ein holistisches Modell entwickelt, das die Übergabe und Übernahme von Aufgaben eindeutig mathematisch beschreibt. Daran gekoppelt werden Verantwortungen zwischen menschlichem Fahrer und Fahrassistenzsystem im Kontext des automatisierten Fahrens.

Das Modell wird auf Basis der Automationsstufen gemäß der Society of Automotive Engineers (sogenannte SAE-Level) entwickelt. Es eignet sich für eine systematische Prüfung der Funktionen zum automatisierten und vernetzten Fahren und soll

  • die Status des menschlichen Fahrers und des Fahrassistenzsystems überwachen und koordinieren
  • problematische Konstellationen der Interaktion zwischen dem MF und dem FAS in den verschiedenen SAE-Levels erkennen und analysieren
  • die Möglichkeit zur mathematisch exakten Beschreibung der automatisierten Fahrfunktionen aus Sicht der Nutzertransparenz und Erwartungskonformität bieten
  • dadurch bedingt einen erheblichen Erkenntniszugewinn für die Funktionssicherheit und gesellschaftliche sowie nutzerzentrierte Akzeptanz des automatisierten Fahrens liefern

Forschungsmethoden

Das holistische Modell wird über einen dreistufigen Prozess mithilfe verschiedener Forschungsmethoden (quantitativer Online-Fragebogen, Experimente, Interviews) entwickelt.

  1.  Erstens werden Fahrer-Fahrzeug-Interaktionen mithilfe eines Online-Fragebogens abgefragt, um verschiedene Fahrertypen zu klassifizieren und um Einflussvariablen zu identifizieren, die auf den Fahrerzustand bei der Fahrzeugnutzung wirken (z.B. Stress, Erfahrung, Aufmerksamkeit). Der Fragebogen dient auch der Erstellung eines Instruments, um Versuchspersonen in der späteren Projektphase einem bestimmten Fahrertypus zuzuordnen. So kann beispielsweise festgestellt werden, wie Fahrertypen bei der Übernahme bzw. Übergabe von Fahraufgaben unterschiedlich agieren und wie die jeweiligen Einflussvariablen gewichtet sind.
     
  2. In der zweiten Stufe wird ein statischer Fahrsimulator eingesetzt, um mit Hilfe von Probanden in „normalen“ und „kritischen“ Fahrsituationen die Beschreibung der Interaktionen und Interdependenzen im Rahmen des Übergabemodells weiter zu optimieren. Diese Experimente im Fahrsimulator werden durch Vorher-Nachher-Befragungen der Probanden unterstützt, um unter anderem die Nutzerakzeptanz der Fahrassistenzsysteme – getrennt nach Fahrertypen – zu untersuchen.
     
  3. In der dritten Stufe erfolgt die Evaluation des holistischen Modells über den Fahrversuch mit Probanden in realen Fahrsituationen, um diese mit den Ergebnissen unter Laborbedingungen (Fahrsimulator) zu vergleichen und zu interpretieren. Die Versuche werden auf einer Teststrecke des Forschungs- und Technologiezentrums Ladungssicherung Selm gGmbH durchgeführt. Auch hier erfolgt eine Analyse der Nutzerakzeptanz durch die jeweiligen Fahrertypen mittels einer Vorher-Nachher-Befragung.

Ansprechpartner

Portrait Prof. Johannes Weyer © Fabian Adelt​/​TU Dortmund

Prof. Dr. Johannes Weyer

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.