Mit der Einführung hochautomatisierter Assistenzfunktionen soll Fahrzeugführern in naher Zukunft eine Abwendung von der Fahraufgabe ermöglicht werden. Neben der Steigerung des individuellen Komforts besteht die Erwartung an eine gleichzeitig erhöhte oder zumindest vergleichbare Sicherheitsbilanz im weiterhin öffentlichen Straßenverkehr. Um eine langfristige, systemische Verantwortungsübernahme zur Verkehrsbeobachtung und Reaktion zu realisieren, muss die durchgängige Beherrschbarkeit erwartbarer Situationen ohne Fahrereingriff in der ausgewiesenen Betriebsdomäne sichergestellt werden. Für die Motor- und Bremsenansteuerung des Egofahrzeugs ist dabei die Erfassung und Auswahl relevanter Verkehrsteilnehmer eine entscheidende Herausforderung - insbesondere bei Einschermanövern in die eigene Spur. Sie kann je nach Kritikalität der eintretenden Situation und in Abhängigkeit von der Reaktionsfähigkeit zur Kollision führen. Den technisch-sicherheitsrelevanten Anforderungen zur Realisierung einer fahrerlosen Steuerung stehen den Automobilherstellern dabei u.a. die wirtschaftlichen und normativen Vorgaben gegenüber: Unter Verwendung zahlreicher Steuergeräte und Sensoren, die vorverarbeitete Informationen der erfassten Objekte liefern, muss eine hinreichende Erfüllung der gesetzlichen und marktspezifischen Anforderungen zum Serieneinsatz unter gleichzeitiger Berücksichtigung des Aufwands erfolgen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Analyse der notwendigen sensorischen Leistungsfähigkeit zur rechtzeitigen Detektion von Spurwechseln anderer Verkehrsteilnehmer in der Betriebsdomäne einer hochautomatisierten Fahrfunktion zur Ermöglichung einer kollisionsvermeidenden Bremsreaktion. Neben der Darstellung der spezifischen Anforderungen dieser Assistenzstufe im Vergleich zu in Serie befindlichen Systemen wird im ersten Schritt die menschliche Leistungsfähigkeit aus zwei Simulatorstudien bestimmt, um eine Vergleichbarkeit der Risikobilanz für die nachfolgenden Modelle zu ermöglichen. Im nächsten Schritt werden aus den analysierten Eigenschaften der Spurwechselcharakteristik, den Normen zur Straßenanlage und den Bewegungen des sensortragenden Egofahrzeugs die Anforderungen an den sensorisch abzudeckenden Merkmalsraum formuliert. Unter Zuhilfenahme einer existierenden, algorithmischen Modellierung mittels Bayesschen Netzen können die sensorischen Daten zur Erkennung des Spurwechselvorgangs probabilistisch überführt werden. Die Parametrierung des Modells wird im Umfang dieser Arbeit unter Einbezug von Realdaten maschinell trainiert und eine Steigerung der Sensitivität ermöglicht. Für die individuellen, fehlerbehafteten sensorischen Eingangsgrößen wird folglich die Eignung im Gesamtkontext der Spurwechselerkennung simulativ untersucht und in Feldversuchen mit übergeordneter Genauigkeit bewertet. Dabei wird abschließend der für den Automobileinsatz bestimmte und einführend vorgestellte Laserscanner Ibeo ScaLa evaluiert. Die Bewertung der ermittelten Genauigkeiten der Objektdetektion sowie der bereitgestellten Fehlerschätzung erfolgen in Bezug zur erwarteten Risikobilanz des hochautomatisierten Fahrens. Als Ergebnis dieser Arbeit kann für die Spurwechseldetektion anderer Verkehrsteilnehmer neben der ermittelten Reaktionsleistung menschlicher Fahrer auch die damit verbundene, weitreichende Anforderungserfüllung für den betrachteten Laserscanner attestiert werden. Die in Extremfällen fehlende Abdeckung im Randbereich des Sichtfeldes lässt sich durch einfache Erweiterungen in der Fahrstrategie der hochautomatisierten Betriebsdomäne beherrschen. Die experimentell ermittelten Gütemaße erlauben eine Detektion der erwartbaren Spurwechsel bis zu einer durch das verbesserte Modell limitierten Dynamikgrenze. Kollisionen können bei kritischen Spurwechseln bis zu dieser Einschränkung vermieden werden.

A human-centered approach when developing new support systems in vehicles has the potential to enable the driver to make safe decisions in the transition between manual and automatic control. However, careful considerations have to be taken. Not only would the design of the systems, in terms of interface be important, but also what kind of activities the systems support. The aim of this study was to identify an appropriate activity to support the cognitive processes for truck drivers, develop an interface for this activity, and evaluate it in driving situations. This was executed in three sub-studies: the Pre-study, the Design-study, and the Evaluation study. In the Pre-study, the aim was to investigate for what kind of driver-related activity distribution and long haulage truck drivers need a driver support and interface. This was investigated via contribution from truck drivers, HMI/Ergonomics experts, as well as engineers. The activity chosen to support was detecting objects around the vehicle. However, reconsiderations were made due to constrains in the simulator. Suggested by Scania’s Vehicle Ergonomics group a holistic system was chosen; an interface approach enabling for more technologies to be included within the same interface, reducing the amount of modalities a driver can be exposed to. The Design-study addressed the aim of designing an interface for the Holistic system with truck drivers’ cognitive workload in focus. A LED-prototype was built running along the window edges inside the cab of Shania’s Vehicle Ergonomics groups’ simulator, to create warning signal concepts. Literature findings, the LED-prototype, and the simulator were used in an iterative process to design and improve warning signal concepts, until two final concepts were created. The holistic system informs of hazards around and near the vehicle by lighting the area risky objects occurs to guide drivers’ attention and this was done either with 1) the informative display or, 2) the directional display. The Informative display conveys information of a hazard location and type, and the Directional display exclusively conveys information of the hazard location. The Evaluation study explored how drivers were affected by, and how they perceived, the holistic interface design regarding mental workload and hazard detection. A user simulator test was designed to collect data within the areas of ‘Event detection’, ‘Workload’, ‘Driving performance’ and ‘Subjective opinion’. Fourteen professional truck drivers assessed three conditions: 1) Baseline (driving without a system), 2) the Informative display, and, 3) the Directional display, while being exposed to potential hazards. To further increase workload, a secondary task was performed at the end of each condition. The results showed that the Informative display did not only result in more ‘Detection hits’, instances when a driver responded to a present hazard, but also significantly decreased reaction time to detect a hazard. However, in terms of acceptance, the two concepts were considered equally preferred. As the Informative display showed to be more efficient in terms of hazard detection, this should be investigated further. A holistic interface enables for more systems to be included within the same interface, reducing the amount of alarms and modalities drivers are exposed to if designed skillfully. Thus, more support systems can be included in future vehicles, without causing unnecessary distraction when applying a holistic interface approach. / Ett människocentrerat förhållningsätt vid utveckling av nya stödsystem i fordon möjliggör för förare att ta säkra beslut i övergången mellan manuell kontroll och automation. Men noggranna överväganden måste tas. Inte bara systemets utförande i form av gränssnittet är av stor vikt, utan även vilken typ av aktivitet som stöds. Syftet med denna studie var att identifiera en lämplig aktivitet att stödja lastbilsförares kognitiva processer, utveckla ett gränssitt för denna aktivitet och utvärdera gränssnittet i en körsituation. Detta utfördes i tre substudier: Förstudien, Designstudien samt Utvärderingsstudien. Förstudiens syfte var att undersöka för vilken typ av körrelaterad aktivitet distributions- och långtransportförare behövde ett förarstöd och gränssitt. Detta undersöktes med bidrag från lastbilsförare, HMI/Ergonomi experter samt ingenjörer. Den valda aktiviteten blev upptäcka objekt framför och kring lastbilen. Dock ändrades den valda aktiviteten på grund av begräsningar i simulatorn. Förslaget från Scanias Ergonomigrupp för förarhytten blev ett Holistiskt system istället; en gränssnittsstrategi som möjliggör att fler tekniker och system att inkluderas i samma gränssnitt, vilket minskar antalet modaliteter en förare kan bli utsatt för.  Designstudien behandlar syftet beträffande utformningen av gränssnittet för det holistiska systemet med avseende på lastbilsförares kognitiva belastning. En LED-prototyp byggdes, denna löpte längs med fönsterkanten i förarhytten på Scanias Ergonomigrupps simulator, för att skapa varningssignals-koncept. Resultat från litertur, LED-prototypen och simulatorn användes i en iterativ process för att utveckla och förbättra varningssignalerna. Det holistiska systemet informerar om faror runt fordonet genom att tända ljus i det område riskfyllda objekt upptäckts för att leda förarens uppmärksamhet och detta görs med något av de två utvecklade koncepten: 1) det informativa varningskonceptet eller 2) det riktningsgivande konceptet. Det informativa konceptet förmedlar information om farans placering och typ, medan det riktningsgivande varningskonceptet enbart förmedlar information om farans placering. Utvärderingsstudien utforskade hur förare påverkades av och hur de upplevde det holistiska gränssnittet med avseende på mentalbelastning och upptäckten av faror. Ett användartest i en simulatorutvecklades för att samla in data inom områdena Upptäckt av faror, Mentalbelastning, Körförmåga samt Subjektiv uppfattning. Fjorton professionella förare bedömde tre tillstånd: 1) Baslinje (körning utan ett system), 2) det informativa varningskonceptet och 3) det riktningsgivande varningskonceptet, medan de blev utsatta för potentiella faror. För att öka den mentala belastningen utfördes en sekundäruppgift vid slutet av varje tillstånd. Resultaten visade att det Informativa varningskonceptet inte enbart resulterade i fler upptäckta faror, tillfällen då förare reagerade på en närvarande fara, utan även signifikant minskade reaktionstider att upptäcka faror. Däremot föredrogs båda koncepten i samma utsträckning med avseende på acceptans. Då det informativa varningskonceptet visades sig mest effektivt gällande upptäckten av faror borde denna undersökas vidare. Ett holistiskt gränssitt möjliggör för fler system att inkluderas i samma gränssitt och minskar mängden alarm och modaliteter som en förare kan utsättas för om det designas skickligt. Om ett holistiskt gränssnitt tillämpas kan därmed fler stödsystem innefattas i framtida fordon utan att orsaka oönskad distraktion.