Tragbare AR verbessert die Sicherheit von Fussgängern bei autonomen Fahrzeugen

Tragbare Augmented Reality (AR) ist eine Technologie, die helfen könnte, wie Leute mit autonomen Fahrzeugen (AVs) beim Überqueren von Strassen interagieren. Diese Technologie ermöglicht es Nutzern, Echtzeitinformationen direkt in ihrem Blickfeld zu erhalten, was für Fussgänger nützlich sein könnte, besonders in belebten Gegenden, wo viele AVs unterwegs sind. In dieser Studie haben wir neue AR-Konzepte untersucht, die darauf abzielen, Fussgängern zu helfen, sicher Strassen zu überqueren, wenn mehrere AVs aus verschiedenen Richtungen kommen.

#Studienziel

Das Hauptziel dieser Forschung war es, drei verschiedene AR-Designs zu testen, die Fussgängern helfen, ihre Absicht zu signalisieren, die Strasse zu überqueren, und zu sehen, wie AVs darauf reagieren. Die AR-Konzepte wurden mit einem Standard-Fussgänger-Drückknopf verglichen, um herauszufinden, welches die Leute bevorzugen und welches den mentalen Aufwand beim Überqueren der Strasse reduziert.

#Bedeutung der AV-Fussgänger-Kommunikation

Damit AVs erfolgreich sind, müssen sie effektiv mit Fussgängern kommunizieren. Momentan verlassen sich die Leute oft auf Hinweise wie die Bewegung und Geräusche eines Fahrzeugs, um zu erraten, was es machen wird. Wenn ein Fahrzeug jedoch selbstfahrend ist, können diese Hinweise unklar sein. Um dieses Problem zu überwinden, untersuchen Forscher die Verwendung von externen Mensch-Maschine-Schnittstellen (eHMIs), die klar die Absichten eines Fahrzeugs anzeigen können. Das ist besonders wichtig für verletzliche Verkehrsteilnehmer wie Fussgänger.

#Herausforderungen der Skalierbarkeit

Die meisten früheren Forschungen konzentrierten sich auf einen Fussgänger und ein Fahrzeug. In der realen Verkehrssituation sind jedoch oft viele Fahrzeuge und Fussgänger unterwegs. Daher ist es wichtig, zu untersuchen, wie man effektiv mit mehreren AVs gleichzeitig kommunizieren kann. Fussgänger könnten sich überfordert fühlen, wenn sie Signale von mehreren AVs interpretieren müssen, was zu Sicherheitsrisiken führen könnte.

#Vorteile der Augmented Reality

AR hat das Potenzial, die Kommunikation zwischen AVs und Fussgängern zu verbessern. Es kann klare Informationen in der realen Welt anzeigen, sodass Nutzer ihre Umgebung schnell verstehen können. Diese Technologie wurde bereits in Autos getestet, um die Navigation zu unterstützen und die Sicherheit zu erhöhen. Forscher sind jetzt daran interessiert, wie AR Fussgängern in komplexen Situationen helfen kann, besonders wenn mehrere AVs beteiligt sind.

#Studiendesign

In unserer Untersuchung haben wir drei AR-Konzepte erstellt, die darauf abzielen, Fussgängern zu helfen, mit AVs zu kommunizieren, wenn sie Strassen überqueren. Die Konzepte variierten darin, wie sie Antworten von den Fahrzeugen signalisierten. Wir haben eine virtuelle Realität (VR) Umgebung genutzt, um die Designs mit einem traditionellen Fussgänger-Drückknopf zu testen.

#AR-Konzepte

1. Verteilte Antwort: Jedes Fahrzeug zeigt sein eigenes Signal, um anzuzeigen, ob es dem Fussgänger Vorfahrt gewährt.
2. Aggregierte Antwort: Ein einzelnes visuelles Signal repräsentiert alle Fahrzeuge und zeigt an, dass sie den Fussgänger wahrnehmen und anhalten werden.
3. Kombinierte Antwort: Eine Mischung aus verteilten und aggregierten Signalen wird angezeigt.

#Evaluationsmethode

Die Studie bestand aus einer Simulation, in der 24 Teilnehmer eine virtuelle Strasse überquerten. Die Teilnehmer testeten jedes der AR-Konzepte und den Drückknopf, während wir ihre kognitive Arbeitslast, ihr Vertrauen in die Systeme und ihre Präferenzen massen.

#Teilnehmer

Wir haben eine vielfältige Gruppe von Teilnehmern rekrutiert, hauptsächlich junge Erwachsene, die mit Technologie vertraut sind. Sie erlebten die VR-Simulation, die es ihnen ermöglichte, sich zu bewegen und zu beobachten, wie die visuellen Hinweise funktionierten.

#Ergebnisse

#Präferenz für AR-Konzepte

Die meisten Teilnehmer bevorzugten das kombinierte AR-Konzept, das sowohl individuelle Fahrzeugreaktionen als auch ein allgemeines Überquerungssignal nutzte, gegenüber den anderen Designs und dem traditionellen Drückknopf. Dieses Konzept reduzierte ihren mentalen Aufwand beim Überqueren und gab ihnen ein Gefühl der Kontrolle. Allerdings wurde das eigenständige Overlay-Konzept weniger favorisiert, da es niedrigere Vertrauens- und Nutzungsbewertungen erhielt.

#Vertrauen in Systeme

Die Teilnehmer fühlten sich im Allgemeinen mit dem traditionellen Drückknopf sicherer als mit den AR-Konzepten. Bedenken bezüglich technischer Probleme und Unbekanntheit mit AR beeinflussten ihr Vertrauen. Das kombinierte AR-Konzept wurde als Brücke zwischen der traditionellen Methode und der neuen Technologie gesehen und bot mehr Sicherheit in seiner Effektivität.

#Kognitive Belastung

Der mentale Aufwand für die Teilnehmer variierte je nach Design. Das kombinierte AR-Konzept führte zu einer geringeren kognitiven Last, was es den Teilnehmern erleichterte, die Strasse zu überqueren, ohne sich gehetzt zu fühlen. Die Teilnehmer schätzten die Klarheit, die die kombinierten Signale boten.

#Einblicke aus Interviews

#Vertrautheit und Aufregung

Die Teilnehmer berichteten, dass sie sich mit traditionellen Methoden wie dem Drückknopf wohler fühlten. Allerdings fanden sie die AR-Konzepte aufregend und futuristisch. Viele waren der Meinung, dass sie mehr Kontakt zu tragbarer AR brauchen würden, bevor sie ihr im echten Leben voll vertrauen.

#Vorteile persönlicher Geräte

Die Teilnehmer mochten die Flexibilität, die tragbare AR im Vergleich zu festen Drückknöpfen bot. Sie konnten ihre Absichten überall signalisieren, aber Bedenken bezüglich Kosten und Datenschutz waren erhebliche Hindernisse für die Akzeptanz. Einige sorgten sich auch, dass sie vergessen könnten, das AR-Gerät zu tragen oder zu benutzen.

#Vom Nutzer initierte Kommunikation

Alle bevorzugten es, aktiv ihre Überquerungsabsichten zu signalisieren, anstatt darauf zu warten, dass ein Fahrzeug sie erkennt. Die Teilnehmer glaubten, dass es sicherer wäre, direkt zu kommunizieren, zumal sie skeptisch waren, dass AVs ihre Körpersprache oder spontanen Bewegungen richtig deuten könnten.

#Technische Bedenken

Viele Teilnehmer äusserten Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Technologie. Sie waren misstrauisch hinsichtlich möglicher Ausfälle, wie z.B. schlechter Kommunikation zwischen den AR-Brillen und den AVs. Einige schlugen vor, dass ein System von gemeinsamen visuellen Signalen unter den Nutzern helfen könnte, die allgemeine Sicherheit zu verbessern.

#Fazit

Die Studie hat ergeben, dass tragbare AR-Technologie grosses Potenzial hat, die Sicherheit von Fussgängern an Strassenüberquerungen mit AVs zu verbessern. Das kombinierte AR-Konzept schnitt am besten ab, reduzierte die kognitive Last und steigerte das Vertrauen. Allerdings müssen Hindernisse wie Kosten und Datenschutz angegangen werden, um eine breitere Akzeptanz zu fördern. Zukünftige Forschungen sollten berücksichtigen, wie die Kommunikationsstrategien verbessert werden können, um sowohl Fussgängern als auch AVs zu dienen und dabei die Sicherheit zu gewährleisten.

#Zukünftige Richtungen

Zukünftige Studien sollten darauf abzielen, eine breitere und vielfältigere Gruppe von Teilnehmern einzubeziehen. Die in den VR-Simulationen verwendete Technologie könnte auch verfeinert werden, um reale Bedingungen besser nachzubilden. Es wird wichtig sein, zu erkunden, wie AR effektiv in bestehende Infrastrukturen integriert werden kann, um die Interaktion zwischen AVs und Fussgängern zu verbessern. Zudem wird es entscheidend sein zu verstehen, wie verschiedene Kulturen AR-Systeme wahrnehmen und damit interagieren, während sich diese Technologie weiterentwickelt.