使用车辆情境感知 (SAV)设计和校准信任

使用车辆情境感知(SAV)设计和校准信任Designingandcalibratingtrustthroughsituationalawarenessofthevehicle(SAV)feedback背景动机及目的121-1背景动机第一章3无人驾驶汽车是一种自动驾驶汽车(Wood

etal.,2012)，能够执行传统汽车的运输和移动能力。它能够通过使用“感知-计划-行为”的方式设计来实现这一点(Anderson

etal.,2014)。适当的信任级别是成功使用此类车辆的一个组成部分，因为驾驶对自主系统的信任使其废弃或滥用(Parasuramanetal.,1997)。车辆已经演变成智能代理(Thilletal.,2015)，在涉及个人风险的情况下，驾驶必须信任其中。无人驾驶汽车的目标用户必须信任系统的可靠性、情境感知和决策制定等因素。1-2目的第一章4尽管无人驾驶技术已经存在于其他领域，如航空（自动驾驶），但驾驶员-车辆-环境系统具有特定的特征，因此其他领域的知识不一定会转移。在缺乏控制的情况下必须相信系统自身的安全，因此“司机”的讯息在从自动化系统重新获得控制权的情况下可能是至关重要的(Merat

etal.,2009)。文献探讨252.相关文献第二章6自动驾驶汽车能够自我更新其地图，即使在条件发生变化或进入未知环境的情况下，车辆也能跟踪其位置。为了扩展汽车的感知能力，V2X通信被认为是必不可少的部分(Wood

etal.,2012)。通过引入能够监控驾驶员状态的车载技术，车辆不再只是了解外部驾驶环境，同时还了解驾驶员的状态，确保驾驶够恢复控制(Costlow

&Terry,2013)。信任在接受、设计和使用这些新技术方面的作用越来越重要。它也正在经历范式转变，与“工具”的交互方式发生了变化，这为人类滥用和废弃这些技术提供了可能性。2.相关文献第二章7误用是当人们无意中不恰当地依赖自动化时发生的故障，而废用表示当人们拒绝自动化提供的好处时的情况(Lee&Katrina,2004)。方法383-1受测者第三章9291名受访者完成了调查，包括开放式问题。所有参与者的年龄都在18至60岁之间，并且在完成测试之前，他们都没有驾驶过无人驾驶/自动驾驶汽车。3-2仪器设备第三章10无3-3受测者工作第三章11参与者被要求用一系列李克特7分量表的陈述对他们的同意和不同意进行评分，并回答一些开放式问题。参与者需要根据他们对信任的感知重要性对因素进行评分。在半结构化访谈研究中创建了一组问题，这些问题有人为因素、HMI、地理空间科学、定位等领域，并针对12位专家进行了提问，平均访谈时长为31分钟。3-4实验设计第三章12受测者对会影响他们信任的最重要的因素和使用场景进行评分（39个潜在因素中，从1到7级评分），构面如下：汽车“感知”周围环境的能力会影响我对它的信任（传感器的准确性）（平均值：6.43）对汽车可靠性进行的研究会影响我对它的信任（平均值：6.19）汽车过去性能的统计数据会影响我对它的信任（平均值：6.18）我相信我会对无人驾驶汽车有足够的信任来在空旷的道路上行驶（平均值：6.05）在不到20秒内从车辆收回控制权的能力会影响我对它的信任。（平均值：6.02）3-4实验设计第三章13汽车学习曲线的有效性（根据收到的讯息做出判断）会影响我对它的信任。（平均值：5.94）汽车可以访问的讯息量会影响我对它的信任。（平均值：5.94）我过去对汽车的体验会影响我对它的信任。（平均值：5.91）汽车可用的道路讯息量（天气、交通、建筑等）会影响我对它的信任。（平均值：5.89）结果4144.结果第四章15受访者认为：安全性、可靠性、收回控制权的能力和传感器的准确性是最重要的因素。普遍的共识似乎是，从安全的角度来看，增加连接性会带来更好的系统。车辆的连接性方面能够通过增加可以访问和处理的讯息量来增强车辆的感知能力，从而导致车辆可以做出更好的判断并减少对意外情况的响应时间4.结果第四章16在专家给出车辆情境感知的看法，是车辆的“传感”、定位和导航能力，汽车处理传感讯息的算法、对交通的解释和处理控制的能力，比人类更好。?专家们一致认为，最重要的组成部分之一是能够向用户反馈“车辆意识”正在运行的状态以及对冗余的需求。4.结果第四章17专家B：“我对它的工作原理的理解是，每辆车都会有很多很多的传感器，他们会知道它就在他们面前，所以他们将能够感知并处理控制”专家F重申了向用户提供实际情况反馈的重要性，即外部发生的真实情况。专家H对SAV对他的意义进行了更简洁和技术性的描述：“它应该来自各种传感器……所以有系统内置冗余，因此您将拥有GNSS和激光雷达、超声波传感器等，以便车辆知道它在道路上的位置以及与其他车辆相关的位置”。4.结果第四章18专家们将SAV与SA的人工过程联系起来，并提请注意车辆需要向用户提供有关其工作情况的反馈，尤其是在需要交还控制权的情况下。提出的另一个要点是车辆需要自我监控，对自身状态进行自我检查并具有冗余性。专家(G)指出，扩展反馈可能会使驾驶任务变得更糟，因为用户必须继续监控系统，乞求简化、自然的反馈。专家J所建议的那样，可以说这是一个交互设计的问题，因为用户仍将“参与”驾驶任务，这与一些提供没有方向盘或踏板的车辆的方法相矛盾。4.结果第四章19专家A表示因为该任务被认为很难实现，用户需要与反馈系统交互的体验才能理解它专家L认为体验系统至关重要，因为不可预测的情况可能会引发问题。大多数专家都同意需要开发和测试一个界面，该界面可以告知用户/驾驶员SAV的连续状态。界面应以简化的方式呈现讯息，易于理解，并确保用户在道路环境中使用之前已经体验并习惯了它。4.结果第四章20目前研究社区的问题是用户必须收回对车辆的控制权的时刻，许多研究从不同的角度研究了这个问题(Gold

etal.,2014;KPMG,2003;Radlmayretal.,2014)。驾驶若情境意识低，恢复对车辆的控制可能被证明是非常危险的，因为驾驶员需要一段时间来调整(Lee

&

See,2004)。Bazilinskyy&

deWinter(2015)对1692人进行了一项调查，调查他们对接管请求的不同类型反馈的偏好。结果表明驾驶的偏好取决于情况的紧迫性。4.结果第四章21结合视觉和听觉反馈的多模式系统似乎是解决问题的最合适方法，同时考虑到听觉和视觉讯息通道代表不同的模态资源池这一事实(Wickens,2002)。专家C认为，如果车辆系统一开始就不安全，则不应使用自动化“如果不完全安全，系统不应提议使用自动化系统。结果与讨论5225.结果与讨论第五章23大多数专家证实了SAV对用户信任的影响的重要性，特别是考虑到它与系统的可靠性和向用户提供反馈的需要密切相关。车辆的情境感知证实了我们提出的大部分定义，大多数专家都提到了车辆为了自动行驶而使用的传感、定位和导航技术。最初将车辆的态势感知定义为传感（内部和外部环境）、导航和连接技术、讯息处理和解释的组合这些技术正在收集这些讯息，这些技术反过来是让自动驾驶汽车能运行的理由。最普遍的观点是它需要简单、直观、可视化的表示，用户很容易理解。5.结果与讨论第五章24大多数专家认为触觉反馈在控制权接管和移交的情况下不太重要。混乱的模式被强调为这些系统的危险之一，需要设计一个可以解决它的HMI，清楚地通知用户使用或可用的自动化模式。需设计该界面能够让用户了解车辆的感官和处理能力（S.A.V），试图实现驾驶对车辆的信任校准。5.结果与讨论