This study presents a novel approach for modeling and simulating human-vehicle interactions in order to examine the effects of automated driving systems (ADS) on driving performance and driver control workload. Existing driver-ADS interaction studies have relied on simulated or real-world human driver experiments that are limited in providing objective evaluation of the dynamic interactions and control workloads on the driver. Our approach leverages an integrated human model-based active driving system (HuMADS) to simulate the dynamic interaction between the driver model and the haptic-based ADS during a vehicle overtaking task. Two driver arm-steering models were developed for both tense and relaxed human driver conditions and validated against experimental data. We conducted a simulation study to evaluate the effects of three different haptic shared control conditions (based on the presence and type of control conflict) on overtaking task performance and driver workloads. We found that No Conflict shared control scenarios result in improved driving performance and reduced control workloads, while Conflict scenarios result in unsafe maneuvers and increased workloads. These findings, which are consistent with experimental studies, demonstrate the potential for our approach to improving future ADS design for safer driver assistance systems.


翻译:本研究为模拟和模拟载人车辆互动提供了一个新颖的方法,以审查自动驾驶系统(ADS)对驾驶业绩和驾驶员控制工作量的影响; 现有的驾驶员-ADS互动研究依靠模拟或现实世界人类驾驶员实验,这些实验在客观评估驾驶员动态互动和控制工作量方面有限; 我们的方法利用一个综合的以人型模型为基础的主动驾驶系统(HuMADS)来模拟驾驶员模型和以机车为基础的自动驾驶员系统在车辆超载任务期间的动态互动; 两个驾驶员冲撞模型是为紧张和放松的载人驾驶员条件开发的,并根据实验数据加以验证; 我们进行了模拟研究,以评估三个不同的随机性共同控制条件(基于控制冲突的存在和类型)对超载工作业绩和驾驶员工作量的影响; 我们发现,没有冲突共同控制情景导致驾驶业绩的改善和减少控制工作量,而冲突情景则造成不安全的调整和工作量的增加。 这些研究结果与实验研究一致,表明我们改进未来ADS设计更安全驾驶员援助系统的方法的潜力。

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