A new scenario based approach for designing driver support systems applied to the design of a lane change support system

Martijn Tideman , Mascha C. van der Voort , Bart van Arem

報告者：楊子群

緒論緒論

當代人與未來電腦控制汽車駕駛之間是藉由駕駛輔助系統來進行“連結” 。

有些技術已經在市場中能夠看見 ( 例如：自適式巡航控制、道路偏移警告和盲點輔助系統 ) 。

政府在將來不久也計畫要推出更多系統 ( 例如：路口輔助、障礙避免系統等。 )

這樣必須使駕駛輔助的技術漸漸發展，來實現這些很多不可能的技術。

一項駕駛輔助的開發常會因為每位駕駛有不同駕駛習慣及不同的背景 ( 例如：不同語言 ) 而變得艱難。

設計者必須想辦法滿足每一位使用者的需求和喜好。

而如果要滿足所有人的需求和喜好，有學者提出現代汽車所要更改的參數共有 105 至 106 的參數數量需要進行更改 (Rouibah Caskey, 2003)。

這樣的數量必須要以龐大的實驗次數來進行，如果真必須去改變這些參數，要以何種方式進行 ?

在開發過程能讓使用者接受很重要

例如：自動巡航控制系統已經開發出來將近 20年，但在近幾年才廣泛再使用，主要一項原因並非技術，而是無法說服使用者去進行購買。

因為使用這些設備是複雜和耗時。

目前應用的趨勢是利用劇本的方式，來解決問題、需求、限制及可能性 (Carroll, 2000)。

過去文獻也指出在開發初期利用虛擬實際方式能夠有效降低成本、時間和避免誤解 (Tideman et al., 2004)。

虛擬實境也使得它可以測試一個設計行為和效果，而不會讓人帶來危險 (Bishop, 2005)。

過去有些研究則用遊戲作為研究過程中的工具，作為虛擬實境的模擬 (Ehn and Sjogren, 1991; Iacucci et al., 2000)。

本研究主要補足過去資料，對於駕駛者的喜好和需求，並在之間找到一個折中的方法，所以利用下列方法：

讓使用者體驗其環境，且表達自己喜好。最後設計者依照使用者意見來設計環境。具體設計出駕駛輔助系統，且適用於其他產品。

目的

方法方法

實驗場景

三個後照鏡 中央一個觸控螢幕 4 個螢幕組成的儀錶板

第一階段實驗

藉由過去文獻，發現設計新的介面最初共有下列步驟(Tideman et al., 2007) ：

交通劇本的設計。道路變換輔助系統的技術設計。駕駛模擬讓受測者能夠在設計好劇本中行駛，且能夠體驗道路變換的輔助系統設計。

第一階段實驗

藉由過去文獻，發現設計新的介面最初共有下列步驟(Tideman et al., 2007) ：

交通劇本的設計。道路變換輔助系統的技術設計。駕駛模擬讓受測者能夠在設計好劇本中行駛，且能夠體驗道路變換的輔助系統設計。

第一階段實驗

受測者12位受測者

第一階段實驗

第一步 最初設計

受測者： 12位

考慮階段①讓所有受測者熟悉實驗場景。②藉由中央觸控螢幕選擇喜愛的劇本。③由設計者評估所需劇本並設計出來。④在由受測者行駛劇本。⑤收集受測者行駛後的回覆。⑥最後發現有 30項細節需要進行修改。

第一階段實驗

之後改善完，找同一群再進行一次體驗

確認階段①讓受測者行駛改編好的劇本。②收集受測者行駛後的回覆。③修改劇本。

第一階段實驗

之後改善完，找同一群再進行一次體驗

確認階段①讓受測者行駛改編好的劇本。②收集受測者行駛後的回覆。③修改劇本。

第一階段實驗

第一階段架構

共有六個劇本：1.前方車輛減速2.有車要進入道路3.有車要離開道路4.車道縮減5.道路合併6.障礙物閃避

每個道路皆是 7 km 直線道路。

第一階段實驗

1. 哪些情況需要輔助系統 ?

左右兩側有車輛時。

側邊輔助應該要能夠改變間格大小。

考慮使用側邊輔助應該在打方向狀況下或超出線的時間 (time-to-line-crossing)來判斷是否啟動。

第一階段實驗

2. 輔助系統提供什麼內容 ?

動作內容不只告訴我發生什麼事情，並且告訴我要做什麼。

訊息內容不只告訴我發生什麼事情，且要告訴我周圍交通狀況(例如：速差、車間距等 )。

第一階段實驗

3. 輔助系統表達形式 ?

視覺輔助- 閃燈、視覺圖像、文字、數字

聽覺輔助- 逼逼聲、聽覺圖像、語音、語音數字

觸覺輔助- 座椅震動

力矩輔助-方向盤反力矩

第二階段實驗

受測者

48位受測者

在文獻指出駕駛輔助可能會因駕駛風格或年齡而有所不同(De Waard et al., 1999; Donmez et al., 2006; Hoedemaekr & Brookhuis, 1988; Ward et al., 1996)。

所以將受測者分成：侵略性 24位使用者：用駕駛風格問卷評估 (Hoedemaeker, 1999)非侵略性 24位使用者：用駕駛風格問卷評估老年 24位： 35 或 35 歲以上青年 24位： 35 歲以下

第二階段實驗

之後用受訪方式，並且錄音及錄影收集受測者的行為反應，最後整理成個人檔案，檔案內容大致如下：

1.個人資訊 (例如：年齡或駕駛風格 )2. 認為哪一項設計最有吸引力，且最完善。3.解釋為什麼吸引。4. 簡單說明使用者在受訪時的行為。

第二階段實驗

最後運用紮根理論將收集的資訊進行編碼確立主題。

編碼完，主要分為三類別：

1.滿意 /不滿意功能。2.原因。3.在什麼情況滿意 /不滿意。

資訊分析及結果資訊分析及結果

個體差異很大

這些不同不單只是設計上因素，很多使用者都認為細部問題是重要因素 (例如：視覺號誌的顏色 )。

這樣的結果是無法克服的，因為不同介面運用於不同使用者會有不同感受 (例如：有使用者喜愛力矩的警告方式，因為非常的直觀，但卻也有使用者認為不好，因為會讓他感受到驚嚇 )

發現使用者對於系統功能的滿意或不滿意有非常多不同的反應

聽覺道路變換輔助

非常清楚，相對視覺儀表板所提供顯示較沒用，因為已能看見附近交通狀況。

會被駕駛聲音、背景、車內音樂或交談聲所覆蓋，相對的儀表板能清楚發覺。

將系統編碼為兩種輔助型態：

舒適輔助提供交通環境，由使用者自行判斷何時該變換道路。

安全輔助當使用者壓線或要進行變道時鄰近車道有車時，會給予警告。

21%

25%

54%

21%

50%

29%

輔助監視區域 監視區域 青年組 老年組10m以下 35% 13%

15m~35m 29% 66%

40m以上 37% 21%

文獻認為道路變換的靈敏度應該要能夠變換，且建議用相同mode(例如：聽覺、視覺或觸覺等 ) 傳達 (Lerner et al., 1993)

一些研究也指出，因為每個駕駛方式不同的使用者，會有不同的需求，所以一些變換道路輔助的細項應該要能夠調整 (例如：車間距多少發出警告或碰撞時間 (time-to-collision ))這樣的設計才讓使用者接受度提高，且減少誤報的機率 (Campbell et al., 1996; Driel & Van Arem, 2005)。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考

道路變換輔助系統應該要模組化。

提出未來設計方向：

兩項舒適輔助兩項安全輔助 ( 超出給予警告 )兩項安全輔助 ( 超出給予干擾 )

未來製造商製作道路變換輔助系統參考

未來製造商製作道路變換輔助系統參考 很多使用者認為進行左邊道路變換時，會比進行右邊道路變換更為困難和緊張。

左邊道路行駛較快，右邊道路行駛較慢，所以進行左邊道路變換時，敏感度要比右邊來得高。

但這樣設計會增加知覺複雜和不一致的系統。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考 舒適輔助

優點讓使用更有把握和輕鬆。改善估計和決策。很適合運用於多線道匯入一道。

缺點漸少撇視觀看後照鏡和注意交通狀況。須花較多的時間去解讀和理解表達意思。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考 安全輔助

優點適用於當使用者太累或不集中精神。很直觀。

缺點 造成不安和分心。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考 混合輔助

可能會造成使用者誤解意思，將安全輔助和舒適輔助兩者訊息混合。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考 道路監控區域

提供額外的資訊- 速差 (inter-vehicle gap)。

額外的啟動輔助系統-Time-to-line-crossing 低於 1 秒。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考

視覺號誌

用於舒適輔助

當左邊有車輛會以靜態燈顯示。-很多使用者反應不夠顯眼，期望運用閃爍。-但利用閃爍會造成，當有訊息出現時，會造成使用者分心。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考

聽覺號誌

用於安全輔助

比起視覺更容易注意，不容易忽視。不易分心。

語音聽覺圖形一般聽覺

-很多使用者認為聽覺應該也要能分辨層級，這樣能直覺的理解。-運用節奏來分辨危害等級。

未來製造商製作道路變換輔助系統參考

力矩號誌

用於安全輔助

更為直覺。

缺點：有使用者表示感覺像是失去控制。

觸覺號誌

本研究很多使用者不喜歡，因為觸覺會導致害怕，且無法明確了解表達之涵義。