Vehicle Interaction Lab, Immersiver Fahrsimulator

© Foto Ludmilla Parsyak, Fraunhofer IAO

Mensch-Fahrer-Interaktion erforschen und verbessern

Im Themenfeld Vehicle Interaction beschäftigen wir uns mit der Interaktion zwischen Fahrer, Insassen und Fahrzeug und zwischen menschlichen und automatisierten Verkehrsteilnehmern.

Das Auto der Zukunft bietet privaten Raum, effiziente Zeitnutzung und Mobilität als Luxusgüter für Bewohner von Mega-Cities, Pendler und Digital Natives.

Automatisierung und die Integration digitaler Medien über Apps, Smartphones und integriertes Infotainment haben sich als Forschung- und Entwicklungsschwerpunkt etabliert. Wir setzen bei der Gestaltung der Fahraufgabe auf adaptive HMI-Systeme und die Messung von Fahrerzuständen wie Schläfrigkeit, Ablenkung und Fahrerintention. Zur Beurteilung von Usability und Driver-Experience verwenden wir bewährte sowie eigens am IAO entwickelte Evaluierungswerkzeuge. Unsere Methoden setzen wir auch zur Generierung von Fahrermodellen und in Studien zum demographischen Wandel bei unerfahrenen und älteren Fahrern ein.

Simulationen für das Fahrzeug der Zukunft

Zum Fahrsimulationslabor gehören neben einem Eyetrackingsystem, Multikamerabeobachtung und Fahrdatenauswertung auch ein Alterssimulationsanzug und ein Pupillograph zur Schläfrigkeitsmessung.

Wir setzen je nach Projektanforderung und Forschungsfrage verschiedene Formen der Fahrsimulation sowie reale Fahrzeuge ein, um virtuelle Prototypen und HMI-Konzepte in allen Entwicklungsphasen erlebbar zu machen. Die frühe Konfrontation mit real wirkenden und funktionalen Prototypen hilft die richtigen Entscheidungen zu treffen und frühzeitig die beste Gestaltungsvariante zu erkennen.

Das Arbeitsgebiet Vehicle Interaction wird durch die Arbeitsgruppen Human Factors Engineering, Virtual Environments und Visual Technologies getragen. Mit mehr als 15 Jahren Erfahrung im Bereich Vehicle Interaction bietet das Fraunhofer IAO:

  • Erstellung und Integration von (virtuellen) Prototypen für grafische, akustische und haptische Bedienkonzepte im Fahrzeug.
  • Unabhängige Evaluierung von Prototypen und Nachrüstlösungen mit Usability-Experten und Nutzern im Fahrsimulator und auf der Straße.
  • Innovative und bewährte Werkzeuge und Methoden zur Fahrerzustandserfassung.
  • Gestaltung und Evaluierung von Nebenaufgaben und Übergabestrategien für die hochautomatisierte Fahrzeugführung.

Testsystem: Immersiver Simulator

Im Immersiven Simulator sitzt der Fahrer in einem realen Fahrzeug. Der Sichtwinkel nach vorn beträgt dabei 180°. Drei Aufprojektionen simulieren zudem die Sicht über Innen- und Außenrückspiegel. Aus Perspektive des Probanden ergibt sich also nahezu ein 360°-Blickfeld. Um den Realitätsgrad weiter zu erhöhen werden alle akustischen Signale des Fahrzeuges und der Umgebung räumlich durch ein Soundsystem wiedergegeben. Der Simulator verfügt zudem über ein Bewegungssystem, das Sitz- und Chassisvibrationen erzeugt sowie Bremsrucke simuliert.

Für die Untersuchungen an der Mensch-Maschine-Schnittstelle ist der Simulator mit einem modular erweiterbaren Dashboard, inkl. rekonfigurierbaren Instrumentendisplay und einem Multi-Touch fähigen Monitor in der Mittelkonsole ausgestattet.

Zur Durchführung von Simulationsfahrten ist seit Frühjahr 2012 softwareseitig das Programm SILAB im Einsatz. Darüber können Fahrzeugdaten ausgelesen werden die in Hinblick auf Fahrerreaktionen und Fahrerverhalten untersucht werden. Zur Überwachung des Probanden bei Experimenten stehen mehrere Kameras und ein Eye-Tracking-System zur Verfügung. Geschulte Versuchsleiter erheben qualitative Daten mit Fragebögen und Interview-Verfahren.

Unsere Projekte

i-Vital – Smart Vital Signs and eCall for Bikers

Im Projekt i-Vital werden physiologische Daten beim Motorradfahren gemessen und für innovative Anwendungen ausgewertet. Neben emotionalen Streckenabschnitten können auch Stress und körperliche Fehlfunktionen erkannt werden. Zudem stehen bei Unfällen weitreichende Daten für die Übermittlung in einem erweiterten eCall zur Verfügung.
Das Fraunhofer IAO entwickelt zusammen mit Forschungspartnern und drei mittelständischen Europäischen Unternehmen das Produkt und verantwortet die Nutzerinterface Gestaltung.

InCarIn – Intelligent Car Interieur

InCarIn ist ein Verbundprojekt unter Leitung von VW und Beteiligung von Bosch, Visteon, der Universität Stuttgart und Fraunhofer. Die Partner entwickeln eine natürliche Interaktion des Fahrzeuginnenraums mit allen Insassen. Das Fraunhofer IAO baut im Rahmen des Projekts einen Versuchsträger auf und führt die nutzerzentrierte Evaluierung der Anwendungsszenarien und der Mensch-Maschine Interaktion durch.

UR:BAN – Urbaner Raum: Benutzergerechte Assistenzsysteme und Netzmanagement

Im Verbundprojekt UR:BAN werden Fahrerassistenz- und Verkehrsmanagementsysteme für die Stadt der Zukunft entwickelt. Gefördert wird das Verbundvorhaben teilweise durch öffentliche Gelder des Bundeswirtschaftsministeriums. Nahezu alle namenhaften deutschen Automobilbauer und Zulieferer sind Partner im Projekt. Das Fraunhofer IAO beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der Erkennung und Berücksichtigung von Fahrerabsichten zur Optimierung von Fahrerassistenzsystemen und neuen Konzepten der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion.

TEAM – Tomorrow's Elastic, Adaptive Mobility

Im Europäischen Forschungsprojekt TEAM werden neue Applikationen für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2V/V2X) entwickelt. Die TEAM Entwicklungen unterstützen dabei explizit die V2V-Kommunikation und sehen flüssigen und effizienten Verkehr als eine TEAM-Aufgabe für die im Projekt die technischen, organisatorischen und sozialen Grundlagen entwickelt werden. Entwicklungsbegleitend führt das Fraunhofer IAO im Projekt Evaluationsstudien im Fahrsimulator durch und ist zudem für Planung und Auswertung des europaweiten Feldtests, der Euro-EcoChallenge, verantwortlich. Das Vehicle Interaction Labor dient als Entwicklungs- und Demonstrationslabor für die TEAM Anwendungen.