Garder les conducteurs attentifs dans les véhicules automatisés
Une étude examine comment les méthodes d'affichage maintiennent la vigilance des conducteurs dans les voitures automatisées.
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Table des matières
Les véhicules automatisés deviennent une réalité, en transformant notre façon de voir la conduite. À mesure que ces véhicules deviennent plus avancés, la manière dont les humains interagissent avec eux change aussi. Cet article examine comment différentes méthodes d'affichage peuvent aider les conducteurs à rester alertes et prêts à reprendre le contrôle quand c'est nécessaire. Notre focus est sur la conduite automatisée conditionnelle, où le véhicule peut se conduire tout seul dans certaines situations, mais le conducteur doit être prêt à intervenir à tout moment.
Le défi de l'attention humaine
Dans la conduite automatisée, les gens ont souvent tendance à se concentrer sur des activités autres que la conduite, comme regarder des vidéos ou utiliser leur téléphone. Ça peut poser des problèmes de sécurité si un conducteur n'est pas prêt à reprendre le contrôle du véhicule quand il le faut. Des recherches montrent que quand les conducteurs s'engagent dans des activités non liées à la conduite (NDRA), leur prise de conscience de la situation peut diminuer, menant à des dangers potentiels sur la route.
À mesure que la technologie de conduite automatisée avance, la nature de la tâche de conduite évolue. Les conducteurs doivent surveiller le véhicule et être prêts à prendre le relais à tout moment. Cela soulève une question clé : comment concevoir des systèmes qui gardent les conducteurs conscients de leur environnement tout en s'engageant dans d'autres activités ?
But de l'étude
Cette étude examine comment différentes interventions d'affichage peuvent aider les conducteurs à maintenir leur préparation tout en regardant des vidéos ou en s'engageant dans d'autres tâches non liées à la conduite. Plus précisément, nous regardons trois types d'interventions :
- Un affichage visuel de l'incertitude du véhicule.
- Interrompre le contenu vidéo pendant les moments critiques de conduite.
- Une combinaison des deux, incertitude visuelle et interruption vidéo.
Notre objectif est d'explorer comment ces différentes méthodes peuvent influencer le comportement des conducteurs et l'utilisabilité, en se concentrant sur la manière dont les conducteurs peuvent surveiller leur environnement tout en étant impliqués dans des activités non liées à la conduite.
Méthodes de recherche
Nous avons réalisé une étude en utilisant un simulateur de conduite haute fidélité avec 215 participants. Le simulateur offrait une expérience immersive, reproduisant les conditions de conduite réelles. Les participants ont participé à une conduite simulée tout en regardant une série de courts clips vidéo. Tout au long de la conduite, nous avons introduit différentes interventions d'affichage pour observer leurs effets sur l'attention et le comportement de Surveillance.
Design de l'étude
L'étude était organisée en quatre groupes :
- Groupe de base (BL) : Les participants regardaient les vidéos sans aucune interruption ni affichages Visuels.
- Groupe d'affichage (T1) : Les participants recevaient un affichage visuel montrant l'incertitude du véhicule dans l'environnement de conduite.
- Groupe d'interruption (T2) : La vidéo était interrompue pendant des moments clés de conduite pour rediriger l'attention vers la route.
- Groupe de combinaison (T3) : Ce groupe expérimentait à la fois l'affichage de l'incertitude visuelle et les Interruptions vidéo.
Les participants devaient surveiller leur environnement tout en regardant les vidéos et répondre à certains marqueurs qui apparaissaient pendant la conduite.
Observations et résultats
Comportement de regard
Nous avons étroitement surveillé où les participants regardaient pendant la simulation. Nous avons utilisé une analyse de carte thermique pour visualiser où leur regard était dirigé au fil du temps. Les résultats ont montré des modèles distincts pour chaque groupe :
Les participants du Groupe d'affichage (T1) avaient tendance à se concentrer davantage sur le contenu vidéo par rapport aux autres groupes. Ce groupe montrait un retard à déplacer leur regard vers l'environnement de conduite, surtout pendant des moments critiques comme les changements de voie ou la rencontre d'obstacles.
Le Groupe d'interruption (T2) avait un modèle de regard plus dispersé. Ils changeaient fréquemment leur attention entre la route et la vidéo, indiquant un niveau de prise de conscience de la situation plus élevé.
Le Groupe de combinaison (T3) affichait le comportement le plus équilibré. Ils réagissaient rapidement aux interruptions et retournaient leur regard vers l'environnement de conduite rapidement après avoir regardé la vidéo.
L'analyse de la carte thermique a révélé que les interruptions et les affichages visuels influençaient la manière dont les participants dirigeaient leur attention, avec des variations significatives en fonction du type d'intervention qu'ils expérimentaient.
Prise de conscience de la situation
La prise de conscience de la situation se réfère à la capacité d'une personne à percevoir et comprendre l'environnement de conduite. Notre étude a révélé que s'engager dans une tâche non liée à la conduite sans soutien diminuait la prise de conscience chez les participants. Cependant, l'utilisation d'affichages visuels et d'interruptions opportunes aidait à améliorer la conscience.
Les participants des Groupes d'interruption et de combinaison étaient plus susceptibles de rester conscients de leur environnement, comme l'indiquent leurs réponses aux marqueurs pendant la conduite. Le timing de ces réponses variait, le Groupe de combinaison ayant montré les réactions les plus rapides, suggérant que la combinaison d'interventions les maintenait attentivement liés à la tâche de conduite.
Utilisabilité des interventions
Après la simulation de conduite, les participants ont rempli un questionnaire sur l'utilisabilité pour évaluer leur expérience. Étonnamment, nous n'avons trouvé aucune différence significative dans les scores d'utilisabilité entre les groupes. Cela indique que même avec des interruptions ou des affichages d'informations supplémentaires, les participants ne ressentaient pas que leur expérience globale était négativement affectée.
Discussion
Les résultats suggèrent que les interventions d'affichage peuvent avoir un impact positif sur la manière dont les conducteurs s'engagent avec leur environnement tout en étant impliqués dans des activités non liées à la conduite. Les points clés incluent :
Les affichages visuels seuls peuvent distraire : Bien que les affichages visuels puissent aider à communiquer des informations critiques, ils peuvent aussi détourner l'attention de la tâche de conduite s'ils ne sont pas mis en œuvre avec soin.
Les interruptions comme rappels : Interrompre l'activité non liée à la conduite s'est avéré bénéfique pour recentrer l'attention sur la route. Les participants retournaient leur regard vers l'environnement plus rapidement après une interruption bien chronométrée.
Combiner des stratégies : La combinaison d'affichages visuels et d'interruptions a montré le plus de promesse. Cette approche semble efficace pour équilibrer le besoin des conducteurs à s'engager dans leur activité choisie tout en restant prêts à intervenir quand c'est nécessaire.
Conclusion
À mesure que les véhicules automatisés continuent d'évoluer, il est essentiel de trouver des moyens efficaces pour garder les conducteurs informés et engagés. Cette étude met en évidence la valeur des interventions d'affichage pour promouvoir un comportement de conduite plus sûr. En utilisant une combinaison d'affichages visuels et d'interruptions opportunes, nous pouvons aider les conducteurs à maintenir un niveau plus élevé de prise de conscience de la situation et de préparation.
De futures études devraient explorer davantage les nuances de la gestion de l'attention dans la conduite automatisée, y compris l'impact de différents types d'activités non liées à la conduite sur le comportement des conducteurs. Comprendre comment créer des systèmes de soutien qui améliorent la sécurité et l'utilisabilité sera crucial à mesure que nous avançons vers un avenir où la conduite automatisée devient la norme.
En fin de compte, créer des systèmes de transport sûrs dépendra de la manière dont nous concevons et mettons en œuvre les interactions homme-machine, en veillant à ce que même lorsque les conducteurs sont engagés dans des activités non liées à la conduite, ils soient toujours prêts à reprendre le contrôle quand cela compte le plus.
Titre: An Eye Gaze Heatmap Analysis of Uncertainty Head-Up Display Designs for Conditional Automated Driving
Résumé: This paper reports results from a high-fidelity driving simulator study (N=215) about a head-up display (HUD) that conveys a conditional automated vehicle's dynamic "uncertainty" about the current situation while fallback drivers watch entertaining videos. We compared (between-group) three design interventions: display (a bar visualisation of uncertainty close to the video), interruption (interrupting the video during uncertain situations), and combination (a combination of both), against a baseline (video-only). We visualised eye-tracking data to conduct a heatmap analysis of the four groups' gaze behaviour over time. We found interruptions initiated a phase during which participants interleaved their attention between monitoring and entertainment. This improved monitoring behaviour was more pronounced in combination compared to interruption, suggesting pre-warning interruptions have positive effects. The same addition had negative effects without interruptions (comparing baseline & display). Intermittent interruptions may have safety benefits over placing additional peripheral displays without compromising usability.
Auteurs: Michael A. Gerber, Ronald Schroeter, Daniel Johnson, Christian P. Janssen, Andry Rakotonirainy, Jonny Kuo, Mike G. Lenne
Dernière mise à jour: 2024-02-27 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.17751
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.17751
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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