16、自动驾驶交互设计研究：从实验到应用

自动驾驶交互设计研究：从实验到应用

研究背景与变量设定

在自动驾驶技术的研究中，理解驾驶员与自动化系统之间的交互至关重要。本研究聚焦于 3 级和 4 级自动驾驶车辆，旨在评估不同交互界面设计对驾驶员操作和主观感受的影响。研究设定了两个自变量：交互条件和交接类型（非紧急和紧急），以及多个因变量，包括方向盘角度、速度、主观工作量、信任度、有效沟通、接受度、可用性和界面排名。

实验装置

为模拟高速公路环境，研究使用了南安普顿大学驾驶模拟器（SUDS）。该模拟器具有固定底座和 135 度的前视野，配备后视和后视镜显示屏。研究表明，驾驶模拟器测试驾驶行为的有效性较高，其行为测量结果与现实世界的测量结果高度相关。模拟场景在 SCANeR studio（版本 1.9）中建模，模拟了一条三车道高速公路，交通密度适中，非人类驾驶员禁止超车以方便试验比较。道路弯道较少，以确保在控制权转移期间方向盘输入的有效性。通过 Visual Studio 将 HUD 投影到主屏幕上，并使用黑色填充进行投影以实现显示的增强功能。使用 Arduino Unos 同步显示屏和状态灯，通过外部操纵杆从控制室激活和停用自动化。

实验流程

1. 准备阶段
   • 参与者签署同意书后，会收到一份信息表，明确其保密权、匿名权和退出权。
   • 研究人员向参与者简要介绍 3 级和 4 级自动驾驶车辆，并讲解实验内容。
   • 引导参与者熟悉模拟器的操作，确保座椅和镜子调整合适。
   • 向参与者介绍交接程序的基本要素，如状态灯的含义以及紧急和非紧急交接的