Videogestützte Überwachung der Fahreraufmerksamkeit und Adaption von Fahrerassistenzsystemen

摘要

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Überblick gegeben, welcheSysteme und Verfahren Aussagen über den aktuellen Aufmerksamkeitszustanddes Fahrers zulassen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf monokularenkamerabasierten Fahrerbeobachtungssystemen. Es werden verschiedene Ansätzediskutiert, die es ermöglichen den visuellen Aufmerksamkeitsfokus desFahrers auf Basis eines solchen Systems zu ermitteln sowie die besondereBedeutung der Kopforientierung und Blickrichtung in diesem Zusammenhanghervorgehoben. In einem ersten Schritt wird eine Bewertungsmethodikentwickelt, die es ermöglicht, kamerabasierte Fahrerbeobachtungssysteme intypischen Fahrsituationen im Hinblick auf die Messgenauigkeit derKopforientierung sowie den erreichten Erfassungsbereich zu bewerten. DieFunktionsfähigkeit dieser Methodik wird in einer ersten Versuchsreihe unterBeweis gestellt. In weiteren Versuchsreihen wird bestimmt, inwiefernBlickrichtung und Kopforientierung in typischen Fahrsituationen miteinanderkorrelieren und inwieweit alleine auf Basis der Kopforientierung Aussagenzur Fahreraufmerksamkeit getroffen werden können. Daraus werdenverschiedene eigene Ansätze, wie die Kopforientierung hinsichtlich derFahreraufmerksamkeit interpretiert werden kann, abgeleitet, umgesetzt undbeurteilt. Aufbauend auf diesen Ansätzen zur kopforientierungsbasiertenFahreraufmerksamkeitsbestimmung werden die Warnstrategien von zweiFahrerassistenzsystemen (FAS) mit maschineller Wahrnehmung, ursprünglichnur der Fahrzeugumwelt, prototypisch an die Aufmerksamkeit des Fahrersangepasst. Bei den hierfür beispielhaft modifizierten FAS handelt es sichzum einen um einen Spurverlassenswarner (engl. LDW – Lane Departure WarningSystem), zum anderen um einen abstandsgesteuerten Tempomaten (engl. ACC –Adaptive Cruise Control System). Ziel dieser Adaptionen ist es, einerseitsdem Fahrer im Falle von Unaufmerksamkeit mehr Reaktionszeit in einerGefahrensituation einzuräumen. Anderseits soll die Akzeptanz des FASgesteigert werden, in dem dessen Warnungen nur noch in kritischenSituationen, bezogen auf den Aufmerksamkeitszustand des Fahrers, ausgegebenwerden (Relevanzaspekt). Die prototypischen Systemauslegungen beider FASwerden abschließend in Probandenversuchen evaluiert sowie die darausresultierenden Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.