WO2006000210A2 - Simulation system and simulation method for examining the operability of a means of transport - Google Patents

Simulation system and simulation method for examining the operability of a means of transport Download PDF

Info

Publication number
WO2006000210A2
WO2006000210A2 PCT/DE2005/001153 DE2005001153W WO2006000210A2 WO 2006000210 A2 WO2006000210 A2 WO 2006000210A2 DE 2005001153 W DE2005001153 W DE 2005001153W WO 2006000210 A2 WO2006000210 A2 WO 2006000210A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
simulation
task
primary
data set
operator
Prior art date
Application number
PCT/DE2005/001153
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2006000210A3 (en
Inventor
Leon Urbas
Sandro Leuchter
Dirk Schulze-Kissig
Original Assignee
Technische Universität Berlin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universität Berlin filed Critical Technische Universität Berlin
Priority to DE112005002113T priority Critical patent/DE112005002113A5/en
Priority to EP05782180A priority patent/EP1763806A2/en
Publication of WO2006000210A2 publication Critical patent/WO2006000210A2/en
Publication of WO2006000210A3 publication Critical patent/WO2006000210A3/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Definitions

  • the invention relates to a simulation system according to the Oberbe ⁇ handle of claim 1 and a simulation method according to the preamble of claim 14th
  • means of transport such as motor vehicles, aircraft or ships
  • the primary requirements for operation have grown, as the handling of the traffic is becoming increasingly complex.
  • the primary task in the operation of a means of transport is in particular understood to mean everything that is connected with the immediate actions of an operator in the control of the means of transport by the traffic. Applied to a motor vehicle, these are e.g. the demands made on an operator when cornering or overtaking maneuvers are required.
  • Secondary tasks include e.g. the operation of devices inside the vehicle that have comfort or information tasks.
  • infotainment systems or dialog systems can be referred to as infotainment systems or dialog systems. These include e.g. Navigation or audio and / or telecommunication systems in the means of transport to be served during transport.
  • simulation systems have been developed in which the secondary task is performed e.g. with GOMS models, which are described in detail below.
  • the primary task e.g. the requirements for a driver of a car when overtaking, was previously reflected by very detailed and elaborate models, so that the total cost of modeling was very high.
  • a simple overtaking maneuver is broken up into a variety of individual actions (e.g., decisions to initiate or cancel the overtaking maneuver, hand and foot motor actions, roadway monitoring).
  • This level of detail makes the modeling of the primary task so complex that the creation of models, and thus the solution of the overall task, becomes very time-consuming.
  • this representation of the primary task is not suitable to ensure interference with a secondary task in a simple form.
  • the present invention has for its object to provide a simulation system with which the effect of infotainment systems or dialogue systems in means of transport can be examined more easily.
  • At least one secondary data record has data relating to at least one secondary task, in particular the Operability of an infotainment system and / or dialogue system during the operation of the means of transport by the operator.
  • Primary and secondary data set are transmitted to a simulation means, wherein the simulation means automatically determines the influence of at least one primary task on execution of at least one secondary task depending on the primary and secondary data set and the simulation means displays and / or stores the simulation result as a data record.
  • the primary data set has data on the resources still available and / or on the occupancy duration and frequencies of the resource, wherein the resources are in particular visual, cognitive and / or motor. This can be used to assess the way in which the operator is claimed by the primary task.
  • the primary data set has at least one motion scenario of a means of transport, in particular at least one driving scenario of a motor vehicle as a pre-stored profile.
  • a typical driving scenario is e.g. an overtaking on a country road, which will be explained in more detail.
  • the primary data set has at least one resource profile for a typical journey of a motor vehicle on a highway, a country road and / or in city traffic. These scenarios differ in operator demand and allow a comprehensive audit.
  • at least one secondary data record has data relating to the functionality of the infotainment system.
  • a secondary data record on a blocking means which allows a simulation of the secondary task only if at least one predetermined condition, in particular a limit value for a load parameter of the primary task is met.
  • At least one secondary data record has data about the interruptibility, in particular the resumption of operators and sequences.
  • a time reorientation phase can be taken into account by deleting a resource of an operator for a limited time.
  • the influence of different simulation scenarios in particular different driving scenarios, can be determined by the simulation means.
  • the influence of time on the performance of the operator during the performance of at least one secondary task can be determined by the Sirnulationsstoff.
  • a detailed simulation of the secondary task is advantageously possible if the secondary data set has at least one GOMS model.
  • the simulation means has a memory for at least one conflict resolution rule, by means of which the automatic Combination of primary data set and secondary data set is controlled and automatically a result data record is generated or automatically an optimization strategy of an operator is simulated.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a known per se CPM-GOMS model
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an embodiment of the simulation system according to the invention
  • FIG. 4 is a graphical representation of the occupancy of visual, cognitive and motor resources according to FIG. 3;
  • 5a to 5d are schematic representations of conflict resolution rules of the simulation means.
  • the aim of the simulations described below as an embodiment is to be able to make statements about the operability of new infotainment systems or dialog systems efficiently and even in the early stages of system development.
  • the operability is related to a selection of critical driving situations different demands on the attention of the driver.
  • the modeling will be expanded, thus developing a simulation system.
  • the method and the simulation system are then used as examples for the evaluation of prototypes of infotainment systems in motor vehicles.
  • driver information systems and other comfort functions when driving requires a shift away from the driving task (primary task) to the device control (secondary task).
  • secondary task During particularly demanding maneuvers or with high complexity of the service's user interface, too much (in terms of attention shift or duration) distraction could occur. Therefore, attention and other cognitive resources must be effectively distributed between primary and secondary tasks.
  • the distribution involves an interruption of actions of the operator in primary and secondary task. Depending on the nature of the action, an action is interruptible or not. Another action-specific feature is the return to the original activity after an interruption: actions can either continue at the termination point, return to an earlier entry point of a sub-activity may be necessary, or even additional sub-actions may be added.
  • the primary task is fixed here and determines the framework for the secondary tasks.
  • the GOMS method (Card et al., 1983; The Psychology of Human-Computer Interaction, Hillsdale, NJ Lawrence Erlbaum) is suitable for modeling the operation of interactive devices (Hamacher et al., Using formal methods for evaluating usability interactive devices, it + ti information technology and computer engineering, 44, pp, 49-55), ie also for the modeling of the infotainmaint and / or dialog systems in question here.
  • the operation is based on the elements
  • selection rules selection in the list above
  • the selection rules describe the possibilities that an operator has in the operation in order to achieve a specific goal.
  • a method then consists of a previously defined sequence of subdividings (operators) that can no longer be broken down.
  • Operators describe both motor activities (eg press button etc.) and cognitive ones Processes (eg remembering a value). Depending on the modeling goal, they can also summarize unresolved more complex actions (eg speaking a sentence).
  • the modeler defines the methods with their operator sequences, selection rules, and goals during modeling (Kieras 1999, A Guide to GOMS Model Usability Evaluation using GOMSL and GLEAN3, University of Michigan, available online at http://citceseer.nj.nec. com / david99guide.html (last accessed Feb 18, 2004)).
  • the GOMS method is used to store a model of the secondary task execution for the user interface of a new infotainment system or dialog system in a secondary data record 20.
  • resources are withdrawn from the GOMS model during the simulation.
  • Such resource extraction by the primary task is represented by a temporal modeling of cognitive, motor and / or visual actions.
  • a particular highway maneuver can be easily modeled as a resource profile that requires the operator's visual resource to be fully primed for 3 seconds every 2 seconds.
  • the visual resource is not available for other tasks.
  • a motor resource may be free for the secondary task during this time.
  • CPM-GOMS (John & Kieras cit op.) Contains such a resource model. Here operators can be executed in parallel if they occupy different resources.
  • CPM GOMS defines resources as shown in FIG visual perception, auditory perception, cognition, right hand, left hand, verbal utterance and eye movement,
  • Each operator has an execution time during which the occupied resource is used undivided.
  • Operators have logical dependencies in CPM-GOMS, which are used as constraints for optimal parallelization of the operator sequences in the resources.
  • resource profiles are introduced which, depending on the load, restrict the availability of the considered resources. On the one hand, this refers to the extent of the resource still available (static case), but also to occupancy durations and frequencies (dynamic case).
  • the primary tasks track following and tracking will repeat at frequent intervals the visual perception and the motor system.
  • Suitable editors allow the manual creation of these extended GOMS models (eg Wandmacher, J. (2002): GOMS Analyzes with GOMSED (Technical Report) Technical University Darmstadt, Institute of Psychology, Applied Cognitive Psychology), as well as the semiautomatic transformation of formal Specifications of the user interfaces of infotainment systems under development in models (Hamacher, Zieren et al., Op. Cit.).
  • a simulation means 30, determines from the primary data record 10 and the secondary data record 20 an output data record 40 which reflects the influence of the secondary task by the primary task for given driving situations.
  • the output data set 40 takes into account the temporal interference between primary and secondary task.
  • the syntax of the output data set 40 corresponds to that of the secondary data record 20.
  • at least a part of the output data record 40 can be used as an input means for another simulation.
  • infotainment systems can already be evaluated and compared in the early stages of development.
  • a cognitive model based on which systems can be formatively evaluated at an early stage of development, must have "set screws" on which the information processing resources available to the driver (ie the operator) (see Wickens, CD (1991): Processing Resources and Attention: In: Diane L. Damos (Ed.), Multiple Task Performance (p.3-34), London: Taylor & Francis) can be adjusted according to the driving conditions as well as the degree of fatigue.
  • the derived cognitive model can be simulated for use in different primary task conditions (highway driving, city driving, highway) and driver states (fitness, working memory, cognitive load).
  • the parameters of available resources required for the simulation of the dual task in different driving situations, driver states as well as in different driving experience are recorded empirically and stored in the primary and secondary data sets 10, 20.
  • Safe driving also includes the acquisition and processing of visual information required for the driving task (Wickens, C, Gordon, S., & Liu, Y. (1998): An Introduction to Human Factors Engineering, New York, Addison Wesley & Longman).
  • the resource availability profile is stored in the primary data set 10 for different driving situations. Once the primary data set 10 has been determined, it can be reused so that time-consuming driving simulations of the primary task are avoided.
  • the primary data set 10 contains parameters for the difficulty of the driving scenarios used (1st independent variable), the degree of tiredness of the test subjects (2nd independent variable) as well as driver types (3rd independent variable).
  • the secondary task can be a speed-accuracy performance test or a Stroop abandonment. Both tests are characterized by high demands on both visual attention and resources of centralized control mechanisms (see the central executive at Baddeley, A.D. (1986): Working Memory, Oxford University Press.
  • a display is expected to have a stimulus to respond to as quickly as possible. It is important to ensure that fixation of the display is required to register the stimulus.
  • the performance of the participants in these tests (dependent variable) under dual-task conditions provide a central indicator of the level of central (cognitive) resources required for primary task processing:
  • Using eye tracking techniques also allows the temporal characteristics of the visual attention distribution between To record primary and secondary task. This is the duration and frequency of avoiding visual attention of the meant primary driving task. This pattern allows conclusions about when and to what extent visual attention resources are available for interaction with an infotainment system in different driving situations.
  • a comparison of the performance data when processing the secondary task between the conditions, as well as the comparison with the performance in a baseline condition (test performance without dual task condition) in turn provide information on how many central cognitive resources could be used in this case.
  • the data obtained during the investigation are transferred to a primary data record whose structure and function are described below.
  • the primary data set contains 10 information about
  • Resource profiles generally include a sequence of individual requests, as exemplified by FIGS. 3 and 4. On the basis of the resources different possibilities are presented to define the resource allocation. In Fig. 3 different resources and their occupancy are defined.
  • Fig. 4 the proportionate and temporal allocation of resources is graphed. It is clear that resource C (e.g., cognitive resource) is occupied for an interrupted period but then becomes free. Overall, resource C is occupied for 30% of the time.
  • resource C e.g., cognitive resource
  • Resource V (e.g., visual resource) has a regular interruption pattern, with a total availability of 50%.
  • the resource RH (e.g., right hand motorized resource) has a more complex pattern because the breaks and draws are different in length. All in all, 50% of the time is occupied by the resource.
  • This embodiment of the system according to the invention not only saves simulation time, but first enables efficient linking to a secondary data record 20. In the following it is shown how indicators for the interruptibility of the secondary task can be obtained,
  • the primary task now is to signal a stimulus presented acoustically at any time within a defined interval by pressing a button (position of the button: approximately steering wheel height, position of the system approximately as in the vehicle).
  • the secondary task here consists of calling certain functions of the infotainment system. The subjects are instructed; to respond to the target stimulus as soon as it appears and to interrupt the secondary task.
  • the timing of the interruption is varied (according to the performance of the acoustic stimulus).
  • the time at which a stimulus is presented is systematically varied depending on the interaction with the prototype (independent variable: e.g., signal immediately before an input, during an input, after an input).
  • Interruptibility indicators are the system state after interruption (which inputs have not yet been made) (dependent variable 1) and the duration between presentation of the sound and response behavior (keystroke). Based on the state of the system, it is possible to see what operations the subject performed after the performance of the sound (this can be interpreted as an indication of which operations were still to be performed), as well as the latency period between sound performance and response (dependent variable 2). Occur when performing a target stimulus during the execution of an operation has longer latencies than when presenting a target stimulus prior to performing an operation, this is an indication that this operation could not be interrupted.
  • the reentry point in the interaction after the interruption with the system provides an indication of which operators are interruptible.
  • the extension of the GOMS method for analyzing the distraction of a primary task with resource profiles that meet the requirement characteristic of the primary task promises the efficient use of simulation technology in the design of infotainment systems for the vehicle already in the early stages of development.
  • INTERRUPTIBLE (YES
  • operator / method can be aborted, i. if requested externally, the action will not be completed.
  • Method can not be resumed at break point.
  • - t method can be resumed at breakpoint if interruption does not last longer than t.
  • Method can be resumed on this operator when it is interrupted.
  • this interference is independent of the primary task, ie the same modeling of the Secondary task can be examined with very different modeling of the primary task (highway, country road, city traffic).
  • a transfer requires the recording of effective resource profiles of the primary task (possibly in different forms as in different driving situations) - this can be done with the design design described here.
  • a set of GOMS operators must be developed for the selected domain. These are either to be collected empirically or derived from known measures and validated.
  • Fig. 2 is shown schematically how the primary data set 10 and the secondary data set 20 cooperate.
  • the fixed primary data set 10 contains a typical resource profile, e.g. on a highway trip, a city trip and a trip on a highway incurred.
  • These driving scenarios incorporate typical activities (e.g., overtaking, turning, braking, starting, etc.) that together provide a realistic image of the attention an operator needs to perform the primary task. Conversely, it can be deduced from which resources are free to perform the secondary task.
  • the secondary task is modeled using a GOMS model, which can map the functionality of, for example, an infotainment system to a high degree of detail. This determines how long and at what intervals certain actions on the infotainment system occupy the operator's visual, cognitive and / or motor resources.
  • the primary data record 10 and the secondary data record 20 are evaluated together, wherein it is determined whether the fixed predetermined primary task (mapped by the primary data record 10) allows efficient use of the infotainment system.
  • the simulation means 30 automatically calculates a temporal occupancy model from the secondary data record 20.
  • This occupancy model is automatically combined with the prestored resource profile in the primary data set 10.
  • a new combined occupancy model is calculated according to the formulated assumptions about interruptibility, resumption, checkpoints in the secondary data set 20.
  • the output data set 40 thus contains information on when and where which resources conflict with each other and to what extent, i. A measure of usability is automatically generated.
  • the result is stored in the form of an output data record 40, which may consist of different sub-data sets.
  • such a simulation determines whether the primary and secondary tasks are compatible with each other without any further action by the operator.
  • conflict resolution rules are implemented in the simulation means, which map different adaptation strategies of an operator.
  • operators realize that a particular subtask of the secondary task is not solvable in the possible time, it uses various approaches to manage it.
  • One approach is to change the timing of the steps in the secondary task to accommodate the fixed primary task.
  • Another approach is to adapt the primary task, at least within certain limits, to the secondary task. Since in the present embodiment, the resource profile of the primary task is fixed, the conflict resolution rules ensure that moving certain subtasks within certain bounds (eg +/- 10% duration) is considered admissible.
  • the primary data record 10 and the secondary data record 20 are evaluated together, wherein it is determined whether the fixed predetermined primary task (mapped by the primary data record 10) permits efficient use of the infotainment system.
  • the simulation means 30 automatically calculates a temporal occupancy model from the secondary data record 20.
  • This occupancy model is automatically combined with the prestored resource profile in the primary data set 10. Controlled by conflict resolution rules, a new combined occupancy model is calculated in accordance with the assumptions about interruptibility and resumption formulated in the secondary data set 20.
  • the output data set 40 thus contains information on when and where which resources conflict with each other and to what extent, i. A measure of the serviceability of the information system described with the secondary data record 20 is automatically generated in the context of the primary task.
  • FIG. 5 shows the exemplary structure of a primary data record 10 and a secondary data record 20 used for the following FIGS. 5a-5d.
  • such a simulation determines whether the primary and secondary tasks are compatible with each other without any further action by the operator.
  • An example of a detected incompatibility is shown in Fig. 5a.
  • One approach is to adapt the primary task, at least within certain limits, to the secondary task.
  • a set of conflict resolution rules ensures that moving certain resource requests defined in the primary data set 10 within certain bounds (e.g., + 10% duration) is still considered admissible.
  • Fig. 5b is the application of a rule R100
  • rule R300 in addition to the rule sets described for automatically obtaining the temporal occupancy model, rule R300 is used, with the aid of which requirement-free intervals can be shortened.
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants are conceivable that of the simulation system according to the invention and the inventive Simulation method even with fundamentally different versions make use of.
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the simulation system according to the invention and the simulation method according to the invention also in fundamentally different embodiments.
  • simulation means 30 with conflict resolution rulesets for adapting the primary task (R1xx), minimizing the distraction (R2xx) and optimizing unused time periods (R3xx)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

The invention relates to a simulation system and a simulation method for examining the operability of a means of transport, especially a motor vehicle, by a user. The inventive system is characterized by a primary data set (10) comprising a permanently prestored resource profile for solving at least one primary task during operation of the means of transport by a user, and at least one secondary data set (20) comprising data relating to at least one secondary task, especially the operability of an infotainment system and/or dialog system during operation of the means of transport by the user. The inventive method is characterized in that the primary data set (10) and the secondary data set are transmitted to a simulation device (30) and that the simulation device (30), depending on the primary and secondary data set (10, 20), automatically determines the influence of at least one primary task on the execution of at least one secondary task and that the simulation device (30) displays and/or stores the simulation result as an output data set (40). The inventive method and system allow to simplify the examination of the effect of infotainment systems or dialog system used in means of transport.

Description

Beschreibungdescription
Simulationssystem und Simulationsverfahren für die Untersuchung der Bedienbarkeit eines TransportmittelsSimulation system and simulation method for investigating the usability of a means of transport
Die Erfindung betrifft ein Simulationssystem nach dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1 und ein Simulationsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention relates to a simulation system according to the Oberbe¬ handle of claim 1 and a simulation method according to the preamble of claim 14th
Die Bedienung von Transportmitteln, wie Kraftfahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen wird immer komplexer. Zum einen sind die primären Anforderungen an die Bedienung gewachsen, da die Bewältigung des Verkehrsgeschehens immer komplexer wird. Unter der Primäraufgabe bei der Bedienung eines Transportmittels wird dabei insbesondere alles verstanden, was mit den unmittelbaren Aktionen eines Bedieners bei der Steuerung des Transportmittels durch den Verkehr zusammenhängt. Angewandt auf ein Kraftfahrzeug sind dies z.B. die Anforderungen, die an einen Bediener gestellt werden, wenn eine Kurvenfahrt oder ein Überholmanöver bewältigt werden muss.The operation of means of transport, such as motor vehicles, aircraft or ships is becoming increasingly complex. On the one hand, the primary requirements for operation have grown, as the handling of the traffic is becoming increasingly complex. In this case, the primary task in the operation of a means of transport is in particular understood to mean everything that is connected with the immediate actions of an operator in the control of the means of transport by the traffic. Applied to a motor vehicle, these are e.g. the demands made on an operator when cornering or overtaking maneuvers are required.
Andererseits wächst auch die Komplexität sekundärer Aufgaben, die einen Bediener des Transportmittels von der Lösung der Primäraufgabe ablenken könnten. Sekundäraufgaben schließen z.B. die Bedienung von Geräten im Inneren des Fahrzeugs ein, die Komfort- oder Informationsaufgaben haben. Zusammengefasst können solche Systeme als Infotainmentsysteme oder Dialogsysteme bezeichnet werden. Darunter fallen z.B. Navigations- oder Audio- und / oder Telekommunikationssysteme im Transportmittel, die während des Transportes bedient werden müssen.On the other hand, the complexity of secondary tasks that could distract an operator of the means of transport from the solution of the primary task also increases. Secondary tasks include e.g. the operation of devices inside the vehicle that have comfort or information tasks. In summary, such systems can be referred to as infotainment systems or dialog systems. These include e.g. Navigation or audio and / or telecommunication systems in the means of transport to be served during transport.
Der Entwurf des Innenraums von Transportmitteln ist durch die Sekundäraufgaben wesentlich komplexer geworden, da die Wirkungen der zusätzlichen Geräte auf den Bediener während der Lösung der Primäraufgabe (z.B. dem Fahren) schwer vorhersagbar sind.The design of the interior of means of transport has become much more complex due to the secondary tasks, as the effects of additional devices on the operator during the solution of the primary task (eg driving) are difficult to predict.
Zur Lösung dieses Problems sind Simulationssysteme entwickelt worden, bei denen die Sekundäraufgabe z.B. mit GOMS-Modellen, die weiter unten ausführlich beschrieben werden, modelliert wurden. Die Primäraufgabe, z.B. die Anforderungen an einen Fahrer eines Wagens beim Überholen, wurde bisher durch sehr detaillierte und aufwändige Modelle wiedergegeben, so dass der Gesamtaufwand der Modellierung sehr hoch war. So wird ein einfacher Überholvorgang in eine Vielzahl einzelner, Handlungen (z.B. Entscheidungen über die Einleitung oder das Abbrechen des Überholvorgangs, motorische Handlungen für Hände und Füße, Fahrbahnüberwachung) aufgebrochen. Dieser Detaillierungsgrad macht allein die Modellierung der Primäraufgabe so aufwändig, dass die Erstellung von Modellen, und damit die Lösung der Gesamtaufgabe sehr zeitaufwändig werden. Außerdem ist diese Darstellung der Primäraufgabe nicht geeignet, eine Interferenz mit einer Sekundäraufgabe in einfacher Form zu gewährleisten.To solve this problem, simulation systems have been developed in which the secondary task is performed e.g. with GOMS models, which are described in detail below. The primary task, e.g. the requirements for a driver of a car when overtaking, was previously reflected by very detailed and elaborate models, so that the total cost of modeling was very high. Thus, a simple overtaking maneuver is broken up into a variety of individual actions (e.g., decisions to initiate or cancel the overtaking maneuver, hand and foot motor actions, roadway monitoring). This level of detail makes the modeling of the primary task so complex that the creation of models, and thus the solution of the overall task, becomes very time-consuming. In addition, this representation of the primary task is not suitable to ensure interference with a secondary task in a simple form.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Simulationssystem zu schaffen, mit dem die Wirkung von Infotainmentsystemen oder Dialogsystemen in Transportmitteln einfacher untersucht werden kann.The present invention has for its object to provide a simulation system with which the effect of infotainment systems or dialogue systems in means of transport can be examined more easily.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Simulationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a simulation system with the features of claim 1.
Durch die feste Vorgabe des Primärdatensatzes mit einem fest vorgespeicherten Profil betreffend mindestens eine Primäraufgabe für die Bedienung des Transportmittels durch den Bediener ist es möglich, eine aufwändige Simulation der Primäraufgabe zu vermeiden.Due to the fixed specification of the primary data set with a fixed pre-stored profile concerning at least one primary task for the operation of the means of transport by the operator, it is possible to avoid a complex simulation of the primary task.
Mindestens ein Sekundärdatensatz weist Daten betreffend mindestens eine Sekundäraufgabe auf, insbesondere die Bedienbarkeit eines Infotainmentsystems und / oder Dialogsystems während der Bedienung des Transportmittels durch den Bediener.At least one secondary data record has data relating to at least one secondary task, in particular the Operability of an infotainment system and / or dialogue system during the operation of the means of transport by the operator.
Primär- und Sekundärdatensatz werden an ein Simulationsmittel übertragen, wobei das Simulationsmittel in Abhängigkeit vom Primär- und Sekundärdatensatz automatisch den Einfluss mindestens einer Primäraufgabe auf Ausführung mindestens einer Sekundäraufgabe ermittelt und das Simulationsmittel das Simulationsergebnis als Datensatz anzeigt und / oder speichert.Primary and secondary data set are transmitted to a simulation means, wherein the simulation means automatically determines the influence of at least one primary task on execution of at least one secondary task depending on the primary and secondary data set and the simulation means displays and / or stores the simulation result as a data record.
Das Zusammenwirken von einfacher Primäraufgabe und Sekundäraufgabe erlaubt schnelle Überprüfung, ob die Sekundäraufgabe effizient gelöst werden kann.The combination of simple primary task and secondary task allows quick verification of whether the secondary task can be efficiently solved.
Vorteilhafterweise weist der Primärdatensatz Daten über die noch zur Verfügung stehenden Ressourcen und / oder über die Belegungsdauer und -frequenzen der Ressource auf, wobei die Ressourcen insbesondere visuell, kognitiv und / oder motorisch sind. Damit kann beurteilt werden, in welcher Weise der Bediener durch die Primäraufgabe beansprucht ist.Advantageously, the primary data set has data on the resources still available and / or on the occupancy duration and frequencies of the resource, wherein the resources are in particular visual, cognitive and / or motor. This can be used to assess the way in which the operator is claimed by the primary task.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Primärdatensatz mindestens ein Bewegungsszenario eines Transportmittels, insbesondere mindestens ein Fahrszenario eines Kraftfahrzeugs als vorgespeichertes Profil aufweist. Ein typisches Fahrszenario ist z.B. ein Überholvorgang auf einer Landstraße, der noch näher erläutert wird.Furthermore, it is advantageous if the primary data set has at least one motion scenario of a means of transport, in particular at least one driving scenario of a motor vehicle as a pre-stored profile. A typical driving scenario is e.g. an overtaking on a country road, which will be explained in more detail.
Mit Vorteil weist der Primärdatensatz mindestens ein Ressourcenprofil für eine typische Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Autobahn, einer Landstraße und / oder im Stadtverkehr auf. Diese Szenarien unterscheiden sich in der Beanspruchung des Bedieners und erlauben eine umfassende Prüfung. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist mindestens ein Sekundärdatensatz Daten betreffend die Funktionalität des Infotainmentsystems auf.Advantageously, the primary data set has at least one resource profile for a typical journey of a motor vehicle on a highway, a country road and / or in city traffic. These scenarios differ in operator demand and allow a comprehensive audit. In a further advantageous embodiment, at least one secondary data record has data relating to the functionality of the infotainment system.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Sekundärdatensatz ein Sperrmittel auf, das eine Simulation der Sekundäraufgabe nur zulässt, wenn mindestens eine vorbestimmte Bedingung, insbesondere ein Grenzwert für einen Belastungsparameter der Primäraufgabe, erfüllt ist.In a particularly advantageous embodiment, a secondary data record on a blocking means, which allows a simulation of the secondary task only if at least one predetermined condition, in particular a limit value for a load parameter of the primary task is met.
Auch ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Sekundärdatensatz Daten über die Unterbrechbarkeit, insbesondere die Wiederaufnahme von Operatoren und Sequenzen aufweist.It is also advantageous if at least one secondary data record has data about the interruptibility, in particular the resumption of operators and sequences.
Für die Untersuchung der Bedienung von Geräten im Transportmittel ist es vorteilhaft, wenn für die Verarbeitung mindestens eines Sekundärdatensatzes im Simulationsmittel eine zeitliche Reorientierungsphase durch eine zeitlich begrenzte Löschung einer Ressource eines Bediener berücksichtigbar ist.For the investigation of the operation of devices in the means of transport, it is advantageous if, for the processing of at least one secondary data set in the simulation means, a time reorientation phase can be taken into account by deleting a resource of an operator for a limited time.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn durch das Simulationsmittel der Einfluss unterschiedlicher Bewegungsszenarien, insbesondere unterschiedlicher Fahrszenarien ermittelbar ist. Gleichermaßen ist es vorteilhaft, wenn durch das Sirnulationsmittel der Einfluss der Zeit auf die Performanz des Bedieners während der Erfüllung mindestens einer Sekundäraufgabe ermittelbar ist.Furthermore, it is advantageous if the influence of different simulation scenarios, in particular different driving scenarios, can be determined by the simulation means. Similarly, it is advantageous if the influence of time on the performance of the operator during the performance of at least one secondary task can be determined by the Sirnulationsmittel.
Eine detaillierte Simulation der Sekundäraufgabe ist vorteilhafterweise möglich, wenn der Sekundärdatensatz mindestens ein GOMS-Modell aufweist.A detailed simulation of the secondary task is advantageously possible if the secondary data set has at least one GOMS model.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Simulationsmittel einen Speicher für mindestens eine Konfliktresolutionsregel auf, mittels der die automatische Kombination von Primärdatensatz und Sekundärdatensatz gesteuert wird und automatisch ein Ergebnisdatensatz erzeugt wird oder automatisch eine Optimierungsstrategie eines Bedieners simuliert wird.In a particularly advantageous embodiment, the simulation means has a memory for at least one conflict resolution rule, by means of which the automatic Combination of primary data set and secondary data set is controlled and automatically a result data record is generated or automatically an optimization strategy of an operator is simulated.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.The object is also achieved by a method having the features of claim 14.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of the drawings of several embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines an sich bekannten CPM-GOMS-Modells;Fig. 1 is a schematic representation of a known per se CPM-GOMS model;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Simulationssystems;FIG. 2 shows a schematic illustration of an embodiment of the simulation system according to the invention; FIG.
Fig. 3 Beispiel eines Sourcecodes zur Modellierung der Primäraufgabe (Überholen) ;3 example of a source code for modeling the primary task (overtaking);
Fig. 4 graphische Darstellung der Belegung visueller, kognitiver und motorischer Ressourcen gemäß Fig. 3;FIG. 4 is a graphical representation of the occupancy of visual, cognitive and motor resources according to FIG. 3; FIG.
Fig. 5, 5a bis 5d schematische Darstellungen von Konfliktresolutionsregeln des Simulationsmittels.5, 5a to 5d are schematic representations of conflict resolution rules of the simulation means.
Im Folgenden werden die Komponenten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Simulationssystems und die Schritte eines Simulationsverfahrens anhand einer Fahrsimulation eines Kraftfahrzeugs erläutert. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Lehre aber auch auf andere Transportmittel, wie Flugzeuge oder Schiffe angewandt werden.The components of an embodiment of the simulation system according to the invention and the steps of a simulation method based on a driving simulation of a motor vehicle are explained below. In principle, however, the teaching according to the invention can also be applied to other means of transport, such as aircraft or ships.
Die Einführung von neuen Dialogsystemen in ein Kraftfahrzeug birgt Gefahren. Insbesondere in kritischen Fahrsituationen darf die Bedienung eines solchen Dialogsystems oder Infotainmentsystems nicht zu stark oder zu lang von der Hauptaufgabe (Primäraufgabe), der Kraftfahrzeugführung, ablenken.The introduction of new dialogue systems in a motor vehicle carries dangers. Especially in critical driving situations, the operation of such Dialogsystem or infotainment system not too strong or too long from the main task (primary task), the motor vehicle leadership, distract.
Im Folgenden wird daher die Anwendung einer Αusführungsforrα eines erfindungsgemäßen Simulationssystems zur modellgestützten Bewertung von Infotainmentsystemen und / oder Dialogsystemen im Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem eine Erweiterung bestehender Ansätze (GOMS) und eine neuartige datentechnische Berücksichtigung der Parametrisierung der Primäraufgabe zum Einsatz kommen. Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit einem GOMS Modell zur Beschreibung der Sekundäraufgabe verwendet wird, so ist grundsätzlich jede andere formalisierbare, hierarchische Aufgabenanalyse (z.B. State-Task Network) verwendbar.In the following, therefore, the application of an embodiment of a simulation system according to the invention for the model-based evaluation of infotainment systems and / or dialog systems in motor vehicles is described in which an extension of existing approaches (GOMS) and a novel data-technical consideration of the parameterization of the primary task are used. Although the invention is used in conjunction with a GOMS model to describe the secondary task, basically any other formalizable, hierarchical task analysis (e.g., state-task network) is usable.
Die Bewertung von Entwicklungen im Transportbereich geschieht aufgrund des breiten Einsatzes digitaler Konstruktionsunterlagen (CAD) bereits in frühen Phasen der Entwicklung kostengünstig mit Simulationen der physikalischen, technischen und physiologischen Gege¬ benheiten.Due to the widespread use of digital design documents (CAD), the evaluation of developments in the transport sector takes place in the early stages of development at low cost with simulations of the physical, technical and physiological conditions.
Die aktuelle Entwicklung geht dahin, auch Modelle menschlichen Verhaltens in Simulationen für die Produktbewertung einzusetzen (Jürgensohn et al.; Modelling Human Behaviour, A Must For Human Centered Automation in Transport Systems 7, BASYS 2000 - 4th IFIP / IEEE International Conference on Information Technology for Balanced Automation Systems in Manufacturing and Transportation, Berlin, Deutschland, 26-28. September 2000) .The current trend is also to use models of human behavior in simulations for product evaluation (Jürgensohn et al., Modeling Human Behavior, A Must For Human Centered Automation in Transport Systems 7, BASYS 2000 - 4th IFIP / IEEE International Conference on Information Technology for Balanced Automation Systems in Manufacturing and Transportation, Berlin, Germany, September 26-28, 2000).
Zielstellung der im Folgenden als Ausführungsform beschriebenen Simulationen ist es, Aussagen über die Bedienbarkeit neuer Infotainmentsysteme oder Dialogsystem effizient und bereits in frühen Phasen der Systementwicklung machen zu können. Die Bedienbarkeit wird in Bezug gesetzt zu einer Auswahl kritischer Fahrsituationen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Fahrers. Um dies zu erreichen, wird die Modellierung erweitert, und damit ein Simulationssystem entwickelt.The aim of the simulations described below as an embodiment is to be able to make statements about the operability of new infotainment systems or dialog systems efficiently and even in the early stages of system development. The operability is related to a selection of critical driving situations different demands on the attention of the driver. In order to achieve this, the modeling will be expanded, thus developing a simulation system.
Die Methode und das Simulationssystem werden dann exemplarisch zur Bewertung von Prototypen von Infotainmentsystemen im Kraftfahrzeug eingesetzt.The method and the simulation system are then used as examples for the evaluation of prototypes of infotainment systems in motor vehicles.
Bevor die Funktion der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Simulationssystems dargestellt wird, wird auf den wissenschaftlichen Hintergrund der Erfindung eingegangen.Before the function of the embodiment of the simulation system according to the invention is shown, the scientific background of the invention will be discussed.
Die Bedienung von Fahrerinformationssystemen und anderen Komfortfunktionen beim Autofahren bedingt eine Abwendung der Aufmerksamkeit von der Fahraufgabe (Primäraufgabe) zur Gerätesteuerung (Sekundäraufgabe) . Während besonders anspruchsvoller Fahrmanöver oder bei hoher Komplexität der Benutzungsschnittstelle des Dienstes könnte es zu einer zu großen (in Bezug auf Aufmerksamkeitsverschiebung oder Dauer) Ablenkung kommen. Daher müssen die Aufmerksamkeit und andere kognitive Ressourcen effektiv zwischen Primär- und Sekundäraufgabe verteilt werden.The operation of driver information systems and other comfort functions when driving requires a shift away from the driving task (primary task) to the device control (secondary task). During particularly demanding maneuvers or with high complexity of the service's user interface, too much (in terms of attention shift or duration) distraction could occur. Therefore, attention and other cognitive resources must be effectively distributed between primary and secondary tasks.
Die Verteilung bedingt eine Unterbrechung von Handlungen des Bedieners in Primär- und Sekundäraufgabe. Je nach Art der Handlung ist eine Aktion unterbrechbar oder nicht. Ein weiteres handlungsspezifisches Merkmal ist die Rückkehr zur ursprünglichen Tätigkeit nach einer Unterbrechung: Handlungen können entweder am Abbruchpunkt fortgesetzt werden, die Rückkehr zu einem früheren Einstiegspunkt einer Teilhandlung kann notwendig sein oder es sind sogar zusätzliche Teilhandlungen einzufügen.The distribution involves an interruption of actions of the operator in primary and secondary task. Depending on the nature of the action, an action is interruptible or not. Another action-specific feature is the return to the original activity after an interruption: actions can either continue at the termination point, return to an earlier entry point of a sub-activity may be necessary, or even additional sub-actions may be added.
Die Primäraufgabe ist hier fest vorgegeben und bestimmt den Rahmen für die Sekundäraufgaben.The primary task is fixed here and determines the framework for the secondary tasks.
Entwicklungen von Infotainmentsystemen müssen also so variiert werden, dass sowohl die Unterbrechbarkeit von erforderlichen Bedienhandlungen jederzeit möglich ist, als auch dass die Bedienung der Dienste durch die Unterbrechungen nicht wesentlich behindert wird.Developments of infotainment systems must therefore be varied so that both the interruptibility of required operations is possible at any time, as also that the operation of the services is not significantly hindered by the interruptions.
Weiter unten wird die Modellierung der Primär- und Sekundäraufgabe anhand von Beispielen dargestellt.Below, the modeling of the primary and secondary tasks is illustrated using examples.
Die GOMS-Methode (Card et al. (1983) ; The Psychology of Human-Computer Interaction. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum) , eignet sich für die Modellierung der Bedienung interaktiver Geräte (Hamacher et al. Einsatz formaler Methoden zur Evaluierung der Gebrauchsfähigkeit interaktiver Geräte, it + ti Informationstechnik und Technische Informatik, 44, pp, 49-55), d.h. auch zur Modellierung der hier in Rede stehenden Infotainmaint und / oder Dialogsysteme.The GOMS method (Card et al., 1983; The Psychology of Human-Computer Interaction, Hillsdale, NJ Lawrence Erlbaum) is suitable for modeling the operation of interactive devices (Hamacher et al., Using formal methods for evaluating usability interactive devices, it + ti information technology and computer engineering, 44, pp, 49-55), ie also for the modeling of the infotainmaint and / or dialog systems in question here.
Die Bedienung wird anhand der ElementeThe operation is based on the elements
Ziele (Goals) , Operatoren (Operators) , Methoden (Methods) und Auswahl (Selection)Goals, Operators, Methods and Selection
formalisiert . Jede Tätigkeit, die innerhalb der Bedienbarkeit des interaktiven Gerätes liegt, dient der Erreichung eines Zieles. Um das Ziel zu erreichen, sind ggf. mehrere Wege (Methoden) denkbar. Um zwischen Zielerreichungsmethoden zu wechseln, werden Auswahlregeln (Selection in der obigen Auflistung) formalisiert, die aufgrund wahrgenommener Rückmeldungen oder anderer Bedingungen eine Methode aus- wählen. Die Auswahlregeln beschreiben die Möglichkeiten, die ein Bediener bei der Bedienung hat, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen.formalized. Any activity that lies within the usability of the interactive device serves to achieve a goal. To reach the goal, several ways (methods) may be possible. In order to switch between objective achievement methods, selection rules (Selection in the list above) are formalized that select a method based on perceived feedback or other conditions. The selection rules describe the possibilities that an operator has in the operation in order to achieve a specific goal.
Eine Methode besteht dann aus einer vorher festgelegten Sequenz nicht mehr weiter zerlegbarer Teilhandlungen (Operatoren) . Operatoren beschreiben sowohl motorische Akti¬ vitäten (z.B. Button drücken etc.) als auch kognitive Prozesse (z.B. Erinnern eines Wertes) . In Abhängigkeit von dem Modellierungsziel können sie auch nicht weiter aufgelöste komplexere Handlungen (z.B. Sprechen eines Satzes) zusammenfassen.A method then consists of a previously defined sequence of subdividings (operators) that can no longer be broken down. Operators describe both motor activities (eg press button etc.) and cognitive ones Processes (eg remembering a value). Depending on the modeling goal, they can also summarize unresolved more complex actions (eg speaking a sentence).
Der Modellierer legt die Methoden mit ihren Operatorsequenzen, die Auswahlregeln und Ziele während der Modellerstellung fest (Kieras 1999, A Guide to GOMS Model Usability Evaluation using GOMSL and GLEAN3, University of Michigan. Online verfügbar unter http: //citceseer.nj .nec.com/david99guide.html (letzter Zugriff 18. Feb. 2004)) .The modeler defines the methods with their operator sequences, selection rules, and goals during modeling (Kieras 1999, A Guide to GOMS Model Usability Evaluation using GOMSL and GLEAN3, University of Michigan, available online at http://citceseer.nj.nec. com / david99guide.html (last accessed Feb 18, 2004)).
Der Formalismus ist vergleichsweise schnell zu erlernen, Modelle werden anhand von Aufgabenanalysen oder vorliegenden formalen Spezifikationen des interaktiven Gerätes erstellt (John & Kieras 1996, The GOMS Family of User Interface Analysis Techniques: Comparison and Contrast ACM Transactions on Computer Human Interaction, 3 (4), pp. 320-351; Hamacher et al. (2002) : Generierung normativer Benutzermodelle aus SDL-Spezifikationen.' In: Ruth Marzi, Vassilios Karavezyris, Heinz-Hermann Erbe & Klaus-Peter Timpe (Eds.), Bedienen und Verstehen. 4. Berliner Werkstatt Mensch-Maschine Systeme. 10,12:10.2001 (pp. 86-100) . Düsseldorf VDI-Verlag) .Formalism is comparatively quick to learn, models are built on the basis of task analysis or present formal specifications of the interactive device (John & Kieras 1996, The GOMS Family of User Interface Analysis Techniques: Comparison and Contrast ACM Transactions on Computer Human Interaction, 3 (4) , pp. 320-351; Hamacher et al. (2002): Generation of normative user models from SDL specifications. In: Ruth Marzi, Vassilios Karavezyris, Heinz-Hermann Erbe & Klaus-Peter Timpe (Eds.), Operation and Understanding. 4. Berlin workshop man-machine systems 10,12: 10.2001 (pp. 86-100) Dusseldorf VDI-Verlag).
Das Ergebnis von Simulationsläufen mit GOMS-Modellen sind Kennwerte über die Erlernbarkeit einer Aufgabe, die erwarteten Ausführungszeiten und Bedienfehlerraten (Kieras et al. 1995; GLEAN. A Computer-based Tool for Rapid GOMS Model Usability Evaluation of User Interface Designs. Proceedings of the ACM Symposium an User Interface Software and Technology 1995, pp. 91-100) .The results of simulation runs with GOMS models are performance importability, expected execution times, and operator error rates (Kieras et al., 1995; GLEAN, A Computer-based Tool for Rapid GOMS Model Usability Evaluation of User Interface Designs, Proceedings of the ACM Symposium on User Interface Software and Technology 1995, pp. 91-100).
Nimmt man diese Kennwerte als Maße für Effizienz und Effektivität, ist somit eine partielle Evaluation der Gebrauchstauglichkeit möglich (Hamacher et al. Einsatz formaler Methoden zur Evaluierung der Gebrauchsfähigkeit interaktiver Geräte, it + ti Informationstechnik und Technische Informatik, 44, pp, 49-55) .If these parameters are taken as measures of efficiency and effectiveness, a partial evaluation of the usability is possible (Hamacher et al formal methods for evaluating the usability of interactive devices, it + ti information technology and computer engineering, 44, pp, 49-55).
Mit der GOMS-Methode wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Modell der Sekundäraufgabenerledigung für die Benutzungsschnittstelle eines neuen Infotainmentsystems oder Dialogsystems erstellt in einem Sekundärdatensatz 20 gespeichert. Um zu prüfen, wie gut die Sekundäraufgabe bei unterschiedlichen Anforderungen im Straßenverkehr ausgeführt werden kann, werden dem GOMS-Modell während der Simulation Ressourcen entzogen.In the context of the present invention, the GOMS method is used to store a model of the secondary task execution for the user interface of a new infotainment system or dialog system in a secondary data record 20. In order to test how well the secondary task can be performed for different road traffic requirements, resources are withdrawn from the GOMS model during the simulation.
Operatoren benötigen zur Ausführung Ressourcen. In einer Verkehrsituation, in der eine bestimmte Ressource bereits von der Primäraufgabe besonders beansprucht wird, müssen diejenigen Operatoren der Sekundäraufgabe (bzw. Methoden, in denen diese Operatoren benutzt werden) häufiger unterbrochen werden, die ebenfalls dieser Ressource bedürfen. Dadurch können aus GOMS-Modellen zusätzliche Aussagen abgeleitet werden.Operators need resources to execute. In a traffic situation in which a particular resource is already subject to the primary task, those operators of the secondary task (or methods in which these operators are used) must be interrupted more frequently, which also require this resource. This allows additional statements to be derived from GOMS models.
Ein solcher Ressourcenentzug durch die Primäraufgabe wird durch eine zeitliche Modellierung von kognitiven, motorischen und / oder visuellen Handlungen wiedergegeben. So kann ein bestimmtes Manöver auf der Autobahn sehr einfach als ein Ressourcenprofil modelliert werden, bei dem die visuelle Ressource des Bedieners alle 2 Sekunden für 3 Sekunden voll für die Primäraufgabe benötigt wird. In dieser Zeit steht die visuelle Ressource für andere Aufgaben nicht zur Verfügung. Wohl aber kann eine motorische Ressource während dieser Zeit für die Sekundäraufgabe frei sein.Such resource extraction by the primary task is represented by a temporal modeling of cognitive, motor and / or visual actions. Thus, a particular highway maneuver can be easily modeled as a resource profile that requires the operator's visual resource to be fully primed for 3 seconds every 2 seconds. During this time, the visual resource is not available for other tasks. However, a motor resource may be free for the secondary task during this time.
CPM-GOMS (John & Kieras cit op . ) beinhaltet ein solches Ressourcenmodell. Hier können Operatoren parallel ausgeführt werden, wenn sie unterschiedliche Ressourcen belegen. CPM- GOMS definiert, wie in Fig. 1 dargestellt, die Ressourcen visuelle Wahrnehmung, auditive Wahrnehmung, Kognition, rechte Hand, linke Hand, verbale Äußerung und Blickbewegung,CPM-GOMS (John & Kieras cit op.) Contains such a resource model. Here operators can be executed in parallel if they occupy different resources. CPM GOMS defines resources as shown in FIG visual perception, auditory perception, cognition, right hand, left hand, verbal utterance and eye movement,
Fig. 1 ist beispielhaft ein Ausschnitt eines CPM-GOMS Modells für die Bedienung einer Radarstation dargestellt (Wayne D. Gray & Deborah A. Boehm-Davis (2000); Cognitive Analysis of Dynamic Performance: Cognitive process analysis and modeling. Workshop Presented at the HFES/IEA-2000 Conference in San Diego, CA)1 shows an example of a section of a CPM-GOMS model for operating a radar station (Wayne D. Gray & Deborah A. Boehm-Davis (2000); Cognitive Analysis of Dynamic Performance: Cognitive Process Analysis and Modeling. Workshop Presented at the HFES / IEA-2000 Conference in San Diego, CA)
Jeder Operator hat eine Ausführungsdauer, während der die belegte Ressource ungeteilt genutzt wird. Operatoren haben in CPM-GOMS logische Abhängigkeiten, die als Einschränkungen zur optimalen Parallelisierung der Operatorsequenzen in den Ressourcen herangezogen werden.Each operator has an execution time during which the occupied resource is used undivided. Operators have logical dependencies in CPM-GOMS, which are used as constraints for optimal parallelization of the operator sequences in the resources.
Um zusätzlich die Charakteristik der Primäraufgabe berücksichtigen zu können, werden wie oben erwähnt im Rahmen dieser Erfindung Ressourcenprofile eingeführt, die je nach Beanspruchung die Verfügbarkeit der betrachteten Ressourcen einschränken. Das bezieht sich zum einen auf das Ausmaß, der noch zur Verfügung stehenden Ressource (statischer Fall) , aber auch auf Belegungsdauern und - frequenzen (dynamischer Fall) .In order to additionally be able to take into account the characteristic of the primary task, as mentioned above within the scope of this invention, resource profiles are introduced which, depending on the load, restrict the availability of the considered resources. On the one hand, this refers to the extent of the resource still available (static case), but also to occupancy durations and frequencies (dynamic case).
Während einer Kurvenfahrt werden beispielsweise die Primäraufgaben Spurverfolgung und Spurregelung wiederholt in kurzen Abständen die visuelle Wahrnehmung und das motorische System belegen.During cornering, for example, the primary tasks track following and tracking will repeat at frequent intervals the visual perception and the motor system.
Für die Berechnung von Ausführungsdauern unter der Bedingung der Primäraufgabe ist es nicht ausreichend, nur die Operatoren auf den Ressourcenbändern entsprechend dem gewählten Ressourcenprofil auseinander zu ziehen, sondern es müssen ggf. Operatoren unterbrochen werden und unterbrochene Operatoren und Operatoren-Sequenzen wiederholt worden. Die von Freed, M. A. und Remington, R. W. (GOMS, COMS+, and PDL. Working Notes of the AAAI 2000 Fall Symposium on Simulating Human Agents, Falmouth, MA) vorgestellte Sprachvariante GOMS+ erlaubt bereits die Spezifikation von Parallelität und Unterbrechbarkeit. Für Einsatzbereich gemäß der Erfindung sind zusätzliche Konstrukte notwendig. In einer erweiterten Notation ist neben der Unterbrechbarkeit insbesondere die Wiederaufnahme von Operatoren und Sequenzen auszudrücken.For the calculation of execution durations under the condition of the primary task, it is not sufficient to pull apart only the operators on the resource bands according to the selected resource profile, but rather it If necessary, operators must be interrupted and interrupted operators and operator sequences have been repeated. The GOMS + language variant, introduced by Freed, MA, and Remington, RW (GOMS, COMS +, and PDL Working Notes of the AAAI 2000 Case Symposium on Simulating Human Agents, Falmouth, Mass.), Already allows the specification of parallelism and interruptibility. For use according to the invention additional constructs are necessary. In an extended notation, in addition to the interruptibility, in particular the resumption of operators and sequences must be expressed.
Passende Editoren ermöglichen sowohl die manuelle Erstellung dieser erweiterten GOMS-Modelle (z.B. Wandmacher, J. (2002) : GOMS-Analysen mit GOMSED (Technical Report) Technische Universität Darmstadt, Institut für Psychologie, Angewandte Kognitionspsychologie) , als auch die semiautomatische Transformation von formalen Spezifikationen der Benutzungsschnittstellen von in der Entwicklung befindlichen Infotainmentsystemen in Modelle (Hamacher, Zieren et al. op. cit. ) .Suitable editors allow the manual creation of these extended GOMS models (eg Wandmacher, J. (2002): GOMS Analyzes with GOMSED (Technical Report) Technical University Darmstadt, Institute of Psychology, Applied Cognitive Psychology), as well as the semiautomatic transformation of formal Specifications of the user interfaces of infotainment systems under development in models (Hamacher, Zieren et al., Op. Cit.).
Mit Bezug auf Fig. 2, ermittelt ein Simulationsmittel 30, das hier als Computerprogramm ausgebildet ist, aus dem Primärdatensatz 10 und dem Sekundärdatensatz 20 einen Ausgabedatensatz 40, der die Beeinflussung der Sekundäraufgabe durch die Primäraufgabe für gegebene Fahrsituationen wiedergibt. Der Ausgabedatensatz 40 berücksichtigt die zeitliche Interferenz zwischen Primär- und Sekundäraufgabe. Die Syntax des Ausgabedatensatzes 40 entspricht der des Sekundärdatensatzes 20. Damit kann mindestens ein Teil des Ausgabedatensatzes 40 als ein Eingabemittel für eine andere Simulation verwendet werden.With reference to FIG. 2, a simulation means 30, here embodied as a computer program, determines from the primary data record 10 and the secondary data record 20 an output data record 40 which reflects the influence of the secondary task by the primary task for given driving situations. The output data set 40 takes into account the temporal interference between primary and secondary task. The syntax of the output data set 40 corresponds to that of the secondary data record 20. Thus, at least a part of the output data record 40 can be used as an input means for another simulation.
So wird berücksichtigt, wie oft Tätigkeiten unterbrochen werden, so dass eine Wiederaufnahme an einem früheren Punkt erforderlich wird, und wie lange dauert die Erfüllung der Sekundäraufgabe gesamt. Anhand solcher Daten können unterschiedliche Varianten von Infotainmentsystemen bereits in frühen Phasen der Entwicklung bewertet und verglichen werden.It takes into account how often activities are interrupted, requiring a resumption at an earlier point, and how long will it take to complete the activities Total secondary task. Using such data, different variants of infotainment systems can already be evaluated and compared in the early stages of development.
Ein kognitives Modell, auf dessen Basis Systeme bereits in frühen Phasen der Entwicklung formativ evaluiert werden können, muss „Stellschrauben" aufweisen, an denen die dem Fahrer (d.h. dem Bediener) zur Verfügung stehenden Informationsverarbeitungsressourcen (vgl. Wickens, C. D. (1991) : Processing Resources and Attention. In: Diane L. Damos (Ed.), Multiple Task Performance (pp. 3-34) . London: Taylor & Francis) entsprechend den Fahrsituationen sowie des Müdigkeitsgrades eingestellt werden können.A cognitive model, based on which systems can be formatively evaluated at an early stage of development, must have "set screws" on which the information processing resources available to the driver (ie the operator) (see Wickens, CD (1991): Processing Resources and Attention: In: Diane L. Damos (Ed.), Multiple Task Performance (p.3-34), London: Taylor & Francis) can be adjusted according to the driving conditions as well as the degree of fatigue.
Nach Durchführung einer Analyse der Infotainmentsystemnutzung kann das daraus abgeleitete kognitive Modell für den Einsatz in unterschiedlichen Primäraufgabenbedingungen (Autobahnfahrt, Stadtfahrt, Landstraße) und Fahrerzuständen (Fitness, Arbeitsgedächtnis, kognitive Belastung) simuliert werden. Die für die Simulation der Doppelaufgabe erforderlichen Parameter verfügbarer Ressourcen in unterschiedlichen Fahrsituationen, Fahrerzuständen sowie bei unterschiedlicher Fahrerfahrung werden empirisch erfasst und in den Primär- und Sekundärdatensätzen 10, 20 gespeichert.After carrying out an analysis of the infotainment system usage, the derived cognitive model can be simulated for use in different primary task conditions (highway driving, city driving, highway) and driver states (fitness, working memory, cognitive load). The parameters of available resources required for the simulation of the dual task in different driving situations, driver states as well as in different driving experience are recorded empirically and stored in the primary and secondary data sets 10, 20.
Hierbei ist zunächst zu entscheiden, welche Ressourcen bei der Bewältigung der primären Fahraufgabe von zentraler Bedeutung sind. Michon (Michon, J. (1985), A critical view of driver behavior modeis. What do we know, what should we do? in Evans, L., and Schwing, X. (eds.), Human Behavior and Träffic Safety, Plenum) definierte drei Ebenen der Fahr¬ aufgabe.Here, it must first be decided which resources are of central importance in mastering the primary driving task. Michon (Michon, J. (1985), A critical view of driver behavioral mode, What do we know, what should we do? In Evans, L., and Swing, X. (eds.), Human Behavior and Träffic Safety, Plenary) defined three levels of Fahr¬ task.
Die strategische Ebene betrifft insbesondere die Fahraufgabe vorbereitende Tätigkeiten, wie etwa die Routenplanung, und wird daher im Rahmen dieser Erfindung keiner weiteren Betrachtung unterzogen.The strategic level concerns, in particular, the preparatory activities such as route planning, and is therefore not subject to further consideration in the context of this invention.
Informationsverarbeitungsprozesse auf der taktischen und auf der operationalen Ebene weisen unterschiedliche Ressourcenanforderungen auf.Information processing processes at the tactical and operational levels have different resource requirements.
Auf der taktischen Ebene treten Entscheidungsprozesse bezüglich der Anpassung des Fahrverhaltens an die allgemeine Verkehrssituation in Erscheinung. Die Beanspruchung kognitiver Ressourcen sollte bei schwierigeren Verkehrssituationen erhöht, die für die Benutzung der Infotainmentsysteme zur Verfügung stehenden kognitiven Ressourcen entsprechend vermindert sein. Im GOMS-Modell würde, wie oben ausgeführt, eine erhöhte Beanspruchung kognitiver Ressourcen durch die Primäraufgabe das Ausmaß der für die Ausführung kognitiver Operatoren zur Verfügung stehenden Ressourcen beschränken.At the tactical level, decision-making processes regarding the adaptation of the driving behavior to the general traffic situation appear. The use of cognitive resources should be increased in more difficult traffic situations, and the cognitive resources available for the use of infotainment systems should be correspondingly reduced. In the GOMS model, as stated above, increased use of cognitive resources by the primary task would limit the amount of resources available for the execution of cognitive operators.
Sicheres Fahren beinhaltet zudem die Aufnahme und Verarbeitung für die Fahraufgabe erforderlicher visueller Information (Wickens, C, Gordon, S., & Liu, Y. (1998) : An Introduction to Human Factors Engineering. New York, Addison Wesley & Longman) .Safe driving also includes the acquisition and processing of visual information required for the driving task (Wickens, C, Gordon, S., & Liu, Y. (1998): An Introduction to Human Factors Engineering, New York, Addison Wesley & Longman).
Auf der operationalen Ebene der Fahrzeugführung werden verstärkt visuelle Aufmerksamkeitsressourcen beansprucht (Michon op. cit. ) . Weitere Faktoren der Doppelaufgaben- Interferenz, wie die Umschaltkosten (Rogers, R D. und Monsell, S. (1995) : Costs of a Predictable Switch between Simple Cognitive Tasks. Journal of Experimental Psychology- General, 124(2), 207-231) und Reizähnlichkeit (vgl. Wickens 1991 op. cit) können ebenfalls berücksichtigt werden. Für die vorliegende Erfindung ist es wesentlich, dass die Modellierung der Primäraufgabe mittels des Primärdatensatzes 10 einfach ist, um zu einer effizienten Simulation zu gelangen. Durch empirische Untersuchungen (z.B. Fahrsimulationen) besteht wird ein Verfügbarkeitsprofil auf den Ebenen kognitiver, visueller und motorischer Ressourcen während der Bewältigung der Fahraufgabe unter Berücksichtigung unterschiedlicher Fahrsituationen und Fahrerzustände ermittelt. Zum anderen werden die in die GOMS-Modellierung einfließenden Vorannahmen bezüglich der Unterbrechbarkeit einzelner Operatoren einer empirischen überprüft.On the operational level of vehicle guidance, visual attention resources are increasingly being demanded (Michon op. Cit.). Other factors of dual-task interference, such as switchover costs (Rogers, R D. and Monsell, S. (1995): Costs of a Predictable Switch between Simple Cognitive Tasks, Journal of Experimental Psychology-General, 124 (2), 207-231 ) and similarity (see Wickens 1991 op. cit) can also be taken into account. For the present invention it is essential that the modeling of the primary task by means of the primary data set 10 is simple in order to arrive at an efficient simulation. Through empirical investigations (eg driving simulations), an availability profile is determined on the levels of cognitive, visual and motor resources during the accomplishment of the driving task taking into account different driving situations and driver states. On the other hand, the assumptions that are used in the GOMS modeling regarding the interruptibility of individual operators are examined empirically.
Das Ressourcenverfügbarkeitsprofil wird im Primärdatensatz 10 für unterschiedliche Fahrsituationen gespeichert. Ist der Primärdatensatz 10 einmal ermittelt, kann er wieder verwendet werden, so dass aufwändige Fahrsimulationen der Primäraufgabe vermieden werden.The resource availability profile is stored in the primary data set 10 for different driving situations. Once the primary data set 10 has been determined, it can be reused so that time-consuming driving simulations of the primary task are avoided.
Der Primärdatensatz 10 enthält Parameter für die Schwierigkeit der verwendeten Fahrszenarien (1. Unabhängige Variable), den Müdigkeitsgrad der Versuchsteilnehmer (2. Unabhängige Variable) als auch Fahrertypen (3. Unabhängige Variable) .The primary data set 10 contains parameters for the difficulty of the driving scenarios used (1st independent variable), the degree of tiredness of the test subjects (2nd independent variable) as well as driver types (3rd independent variable).
Im Rahmen eines Doppelaufgabenparadigmas, in dem die Bewältigung der Fahrsituationen die Primäraufgabe darstellt, wird der Einfluss dieser Variablen auf Verhaltensmaße in einer Sekundäraufgabe gemessen. Die Sekundäraufgaben sollen dabei instruktionsgemäß nur dann bearbeitet werden, wenn es die Situation der Primaraufgäbe zulässt. Es kommen also nur so genannte residuale Ressourcen (visueller oder kognitiver Art) bei der Bearbeitung der Sekundäraufgabe zum Einsatz.In a dual task paradigm, where coping with driving situations is the primary task, the impact of these variables on behavioral measures is measured in a secondary task. According to the instructions, the secondary tasks should only be processed if the situation of the primary task permits. Thus, only so-called residual resources (visual or cognitive) are used in the processing of the secondary task.
Die Bedingungen, unter denen die Leistung „Bearbeitung der Sekundaraufgabe" gemessen wird, werden zum einen durch die Konstruktion unterschiedlich beanspruchender Fahrszenarien (unabhängige Variable UVl) , des weiteren durch die Messung der Performanz zu Beginn und zum Ende eines Versuchstermins (unabhängige Variable UV2), sowie durch die Parallelisierung der Versuchsteilnehmer-Stichproben auf Basis der Ergebnisse in einem für die Fahrertypeneinteilung aussagekräftigen Testverfahren (between-Gruppen Design) (unabhängige Variable UV3) hergestellt.The conditions under which the performance "secondary task processing" is measured, on the one hand through the construction of different demanding driving scenarios (Independent variable UVl), by measuring the performance at the beginning and end of a trial (independent variable UV2), and by the parallelization of the test subject samples on the basis of the results in a driver type classification test method (between-groups design ) (independent variable UV3).
Im Folgenden wird die empirische Gewinnung von Daten für den Primärdatensatz beschrieben.The following describes the empirical extraction of data for the primary data set.
Als Sekundäraufgabe kann ein Speed-Accuracy Leistungstest oder eine Stroop-Aufgäbe durchgeführt werden. Beide Tests zeichnen sich aus durch hohe Anforderungen sowohl an die visuelle Aufmerksamkeit als auch an Ressourcen zentraler Steuerungsmechanismen (vgl. die zentrale Exekutive bei Baddeley, A. D. (1986) : Working Memory, Oxford üniversity Press.The secondary task can be a speed-accuracy performance test or a Stroop abandonment. Both tests are characterized by high demands on both visual attention and resources of centralized control mechanisms (see the central executive at Baddeley, A.D. (1986): Working Memory, Oxford University Press.
Aufgrund der Konfundierung visueller Beanspruchung und Beanspruchung zentraler Ressourcen kann es sich als erforderlich erweisen, eine Alternativaufgabe zur Messung der zur Verfügung stehenden visuellen Ressourcen zu benutzen: Auf einem Display wird ein Reiz erwartet, auf den so schnell wie möglich reagiert werden soll. Wichtig hierbei ist, zu gewährleisten, dass zur Registrierung des Reizes eine Fixation des Displays erforderlich ist.Due to the confounding of visual stress and central resource demands, it may be necessary to use an alternative task to measure the available visual resources: a display is expected to have a stimulus to respond to as quickly as possible. It is important to ensure that fixation of the display is required to register the stimulus.
Die Leistungen der Versuchsteilnehmer in diesen Tests (Abhängige Variable) unter Doppelaufgabenbedingungen liefern einen zentralen Indikator für das Maß an zentralen (kognitiven) Ressourcen, die für die Primäraufgabenbearbeitung erforderlich sind: Ein Einsatz der Blickbewegungsmesstechnik erlaubt es darüber hinaus, die zeitliche Charakteristik der visuellen Aufmerksamkeitsverteilung zwischen Primär- und Sekundäraufgabe zu erfassen. Hiermit sind die Dauer und die Häufigkeit der Abwendung visueller Aufmerksamkeit von der primären Fahraufgabe gemeint. Dieses Muster lässt Rückschlüsse zu, wann und in welchem Ausmaße in unterschiedlichen Fahrsituationen visuelle Aufmerksamkeitsressourcen für die Interaktion mit einem Infotainmentsystem zur Verfügung stehen. Ein Vergleich der Leistungsdaten bei der Bearbeitung der Sekundäraufgabe zwischen den Bedingungen, sowie der Vergleich mit der Leistung in einer Baseline-Bedingung (Testleistung ohne Doppelaufgabenbedingung) geben wiederum Aufschluss darüber, wie viele zentrale kognitiven Ressourcen hierbei eingesetzt werden konnten. Als Indikator für verfügbare kognitive Ressourcen werden auch die Leistungen in Aufgaben mentaler Arithmetik herangezogen (vgl. hierzu Baddeleys op. cit. Annahmen zur Belastung der zentralen Exekutiven ohne Beanspruchung der visuellen und auditiven Subsysteme des Arbeitsgedächtnisses bei der Ausführung mentaler Arithmetik)The performance of the participants in these tests (dependent variable) under dual-task conditions provide a central indicator of the level of central (cognitive) resources required for primary task processing: Using eye tracking techniques also allows the temporal characteristics of the visual attention distribution between To record primary and secondary task. This is the duration and frequency of avoiding visual attention of the meant primary driving task. This pattern allows conclusions about when and to what extent visual attention resources are available for interaction with an infotainment system in different driving situations. A comparison of the performance data when processing the secondary task between the conditions, as well as the comparison with the performance in a baseline condition (test performance without dual task condition) in turn provide information on how many central cognitive resources could be used in this case. As an indicator for available cognitive resources, the services in tasks of mental arithmetic are also used (see Baddeleys op. Cit Assumptions on the burden on central executives without stressing the visual and auditory subsystems of working memory in the execution of mental arithmetic)
Die bei der Untersuchung ermittelten Daten werden in einen Primärdatensatz überführt, dessen Aufbau und Funktion im Folgenden beschrieben wird.The data obtained during the investigation are transferred to a primary data record whose structure and function are described below.
Mit Ressourcenprofilen wird stark vereinfacht die Beanspruchung des Fahrzeugsführers in spezifischen idealtypischen Fahrsituationen abgebildet. Hierzu wird die zeitliche Charakteristik der Belegung kognitiver, motorischer und visueller Ressourcen abgebildet.With resource profiles, the stress of the vehicle driver in specific ideal driving situations is greatly simplified. For this purpose, the temporal characteristics of the occupancy of cognitive, motor and visual resources are depicted.
Insbesondere enthält der Primärdatensatz 10 Angaben überIn particular, the primary data set contains 10 information about
— Dauer der Fahrsituation — Umfang, d.h. Anteil der Belegung der Ressourcennutzung — Art der Ressourcenanforderung gleichmäßig vs . unvorhersehbar — Frequenz der Ressourcenanforderung — Zulässige Schwankungsbreiten der Einzelanforderungen Ressourcenprofile beinhalten im Allgemeinen eine Sequenz von Einzelanforderungen, wie anhand Fig. 3 und 4 exemplarisch dargestellt wird. Anhand der Ressourcen werden verschiedene Möglichkeiten die Ressourcenbelegung zu definieren dargestellt. In Fig. 3 werden unterschiedliche Ressourcen und deren Belegung definiert. Dabei bedeuten:- Duration of the driving situation - Scope, ie proportion of the allocation of resource use - Type of resource requirement uniform vs. unpredictable - Frequency of the resource requirement - Permissible fluctuation margins of the individual requirements Resource profiles generally include a sequence of individual requests, as exemplified by FIGS. 3 and 4. On the basis of the resources different possibilities are presented to define the resource allocation. In Fig. 3 different resources and their occupancy are defined. Where:
C - Eine andauernde Belegung eines definierten Anteils einer Ressource über einen definierten Zeitraum (statischer Fall) V - Eine wiederholt regelmäßige Belegung mit definierten Belegungs- und Freigabezeiten (dynamischer Fall erster Art) RH - Eine Sequenz von Einzelbelegungen (dynamischer Fall zweiter Art)C - Continuous occupancy of a defined proportion of a resource over a defined period of time (static case) V - Repeated periodic occupancy with defined occupancy and release times (dynamic case of the first type) RH - A sequence of single occupations (dynamic case of the second type)
In Fig. 4 wird die Anteilmäßige und zeitliche Belegung der Ressourcen graphisch dargestellt. Es ist deutlich, dass die Ressource C (z.B. kognitive Ressource) für einen unterbrochenen Zeitraum belegt ist, dann aber frei wird. Insgesamt ist die Ressource C für 30 % der Zeit belegt.In Fig. 4, the proportionate and temporal allocation of resources is graphed. It is clear that resource C (e.g., cognitive resource) is occupied for an interrupted period but then becomes free. Overall, resource C is occupied for 30% of the time.
Die Ressource V (z.B. visuelle Ressource) weist ein regelmäßiges Unterbrechungsmuster auf, wobei insgesamt die Verfügbarkeit 50 % beträgt.Resource V (e.g., visual resource) has a regular interruption pattern, with a total availability of 50%.
Die Ressource RH (z.B. motorische Ressource rechte Hand) weist ein komplexeres Muster auf, da die Unterbrechungen und die Inanspruchnahme unterschiedliche lang sind. Insgesamt wird auch hier 50 % der Zeit von der Ressource belegt.The resource RH (e.g., right hand motorized resource) has a more complex pattern because the breaks and draws are different in length. All in all, 50% of the time is occupied by the resource.
Diese effiziente Modellierung der Primäraufgabe unterscheidet sich grundsätzlich von den bisher verwendeten Modellierungsansätzen, da diese jeweils komplexe Vorgänge in ihrer Komplexität belassen.This efficient modeling of the primary task differs fundamentally from the modeling approaches used so far, since they each leave complex processes in their complexity.
Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems spart nicht nur Simulationszeit ein, sondern ermöglicht erst eine effiziente Verknüpfung mit einem Sekundärdatensatz 20. Im Folgenden wird dargestellt, wie Indikatoren für die ünterbrechbarkeit der Sekundäraufgabe gewonnen werden können,This embodiment of the system according to the invention not only saves simulation time, but first enables efficient linking to a secondary data record 20. In the following it is shown how indicators for the interruptibility of the secondary task can be obtained,
Im Rahmen einer Evaluationsstudie können dann anhand der Benutzung eines Infotainmentsystems die Modellannahmen bezüglich der ünterbrechbarkeit einzelner GOMS-Operatoren evaluiert werden.In the context of an evaluation study, the model assumptions regarding the breakability of individual GOMS operators can then be evaluated on the basis of the use of an infotainment system.
Statt der Bewältigung einer Fahrsituation besteht die Primäraufgabe nun darin, einen zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb eines festgelegten Intervalls akustisch dargebotenen Reiz über einen Tastendruck (Position des Tasters: in etwa Lenkradhöhe; Position des Systems in etwa wie im Fahrzeug) zu signalisieren.Instead of coping with a driving situation, the primary task now is to signal a stimulus presented acoustically at any time within a defined interval by pressing a button (position of the button: approximately steering wheel height, position of the system approximately as in the vehicle).
Die Sekundäraufgabe besteht hier im Aufruf bestimmter Funktionen des Infotainmentsystems. Die Versuchspersonen werden instruiert; auf den Zielreiz zu reagieren, sobald dieser erscheint und hierfür die Sekundäraufgabe zu unterbrechen.The secondary task here consists of calling certain functions of the infotainment system. The subjects are instructed; to respond to the target stimulus as soon as it appears and to interrupt the secondary task.
Variiert wird der Zeitpunkt der Unterbrechung (entsprechend Darbietung des akustischen Reizes) . Der Zeitpunkt, an dem ein Reiz dargeboten wird, wird systematisch in Abhängigkeit von der Interaktion mit dem Prototypen variiert (unabhängige Variable: z.B. Signal unmittelbar vor einer Eingabe, wahrend einer Eingabe, nach einer Eingabe) .The timing of the interruption is varied (according to the performance of the acoustic stimulus). The time at which a stimulus is presented is systematically varied depending on the interaction with the prototype (independent variable: e.g., signal immediately before an input, during an input, after an input).
Indikatoren der Ünterbrechbarkeit sind der Systemzustandes nach Unterbrechung (welche Eingaben sind noch erfolgt welche nicht) (abhängige Variable 1) und die Dauer zwischen Darbietung des Tones und Antwortverhalten (Tastendruck) . Anhand des Systemzustandes ist erkennbar, welche Operationen der Proband nach Darbietung des Tones, noch ausführte (dies kann als ein Hinweis darauf interpretiert werden, welche Operationen noch ausgeführt werden mussten) , sowie die Latenzdauer zwischen Tondarbietung und Reaktion (abhängige Variable 2) . Treten bei Darbietung eines Zielreizes während der Ausführung einer Operation längere Latenzdauern auf, als bei Darbietung eines Zielreizes vor Ausführung einer Operation, stellt dies einen Hinweis, darauf dar, dass diese Operation nicht unterbrochen werden konnte.Interruptibility indicators are the system state after interruption (which inputs have not yet been made) (dependent variable 1) and the duration between presentation of the sound and response behavior (keystroke). Based on the state of the system, it is possible to see what operations the subject performed after the performance of the sound (this can be interpreted as an indication of which operations were still to be performed), as well as the latency period between sound performance and response (dependent variable 2). Occur when performing a target stimulus during the execution of an operation has longer latencies than when presenting a target stimulus prior to performing an operation, this is an indication that this operation could not be interrupted.
Des Weiteren liefert der Wiedereinstiegspunkt in die Interaktion nach der Unterbrechung mit dem System einen Hinweis, welche Operatoren unterbrechbar sind.Furthermore, the reentry point in the interaction after the interruption with the system provides an indication of which operators are interruptible.
Die Erweiterung der GOMS-Methode zur Analyse der Ablenkung von einer Primaraufgäbe mit Ressourcenprofilen, die der Anforderungscharakteristik der Primäraufgabe entsprechen, verspricht den effizienten Einsatz der Simulationstechnik bei der Gestaltung von InfotainmentSystemen für das Fahrzeug bereits in frühen Phasen der Entwicklung.The extension of the GOMS method for analyzing the distraction of a primary task with resource profiles that meet the requirement characteristic of the primary task promises the efficient use of simulation technology in the design of infotainment systems for the vehicle already in the early stages of development.
Bei der Erweiterung werden Operatoren und Methoden eines GOMS-Modells werden für die Abbildung der Interferenz mit der Primäraufgabe mit folgenden neuen, bisher nicht bekannten Attributen INTERRUPTIBLE, RESUMABLE und CHECKPOINT versehen (* steht dabei für den Default Wert) :In the extension, operators and methods of a GOMS model are provided with the following new, previously unknown attributes INTERRUPTIBLE, RESUMABLE and CHECKPOINT for mapping the interference with the primary task (* stands for the default value):
INTERRUPTIBLE = ( YES | NO* ) [ M, O ] - NO: Operator/Methode kann nicht abgebrochen werden, d.h. eine Anforderung aus der Primäraufgabe wird nicht bedient, die Aktion wird auf jeden Fall zu Ende geführt.INTERRUPTIBLE = (YES | NO *) [M, O] - NO: operator / method can not be aborted, i. a request from the primary task is not served, the action will be completed in any case.
- YES: Operator/Methode kann abgebrochen werden, d.h. bei externer Anforderung wird die Aktion nicht zu Ende geführt.- YES: operator / method can be aborted, i. if requested externally, the action will not be completed.
Damit wird modelliert, dass manche menschliche Tätigkeiten ohne unverhältnismäßigen Aufwand nicht unterbrochen werden können, z.B. begonnenen Bewegungen.It is thus modeled that some human activities can not be interrupted without disproportionate effort, e.g. started movements.
RESUMABLE = ( YES | NO* | (t) | ResumeMethod ) [ M ] - YES: Methode kann an Unterbrechungsstelle wieder aufgenommen werden.RESUMABLE = (YES | NO * | (t) | ResumeMethod) [M] - YES: Method can be resumed at breakpoint.
- NO: Methode kann an Unterbrechungsstelle nicht wieder aufgenommen werden. - t: Methode kann an Unterbrechungsstelle wieder aufgenommen werden, wenn Unterbrechung nicht länger als t dauert.- NO: Method can not be resumed at break point. - t: method can be resumed at breakpoint if interruption does not last longer than t.
- ResumeMethod: Methode kann an Unterbrechungsstelle wieder aufgenommen werden, vorher muss jedoch ResumeMethod ausgeführt werden.- ResumeMethod: method can be resumed at breakpoint, but first ResumeMethod must be run.
Eine einmal begonnen Handlungsfolge wird häufig unterbrochen. Eine Wiederaufnahme der Handlungsfolge benötigt einen erhöhten Aufwand, da man wieder den Abbruchpunkt der Handlungsfolge finden muss. Die Ursache ist, dass z.B. bestimmte Arbeitsgedächtniselemente (z.B. Bilder) durch die Unterbrechung vergessen werden und wieder neu erfasst werden müssen.Once started, action is often interrupted. A resumption of the sequence of action requires an increased effort, since one must again find the break point of the sequence of actions. The cause is that e.g. certain working memory elements (e.g., images) are forgotten by the interruption and must be re-captured.
CHECKPOINT = (YES | NO* | Resume Method) [O]CHECKPOINT = (YES | NO * | Resume Method) [O]
- YES: Methode kann bei Unterbrechung an diesem Operator wieder aufgenommen werden.- YES: Method can be resumed on this operator when it is interrupted.
- ResumeMethod: Methode kann an diesem Punkt wieder aufgenommen werden, nachdem die Methode ResumeMethod ausgeführt wurde.- ResumeMethod: method can be resumed at this point after the ResumeMethod method has been executed.
Mit diesem Mittel wird in vereinfachender Weise ein Wiederaufnahmepunkt definiert.This means, in a simplifying way, defines a resumption point.
Mit diesen drei zusätzlichen Mitteln ist es möglich, die Interferenz der Sekundäraufgabe mit einer Primäraufgabe in besonders effizienter Weise zu modellieren. Das Besondere ist dabei, dass diese Interferenz unabhängig von der Primäraufgabe ist, d.h. die gleiche Modellierung der Sekundäraufgabe kann mit ganz unterschiedlichen Modellierungen der Primäraufgabe (Autobahn, Landstraße, Stadtverkehr) untersucht werden.With these three additional means, it is possible to model the interference of the secondary task with a primary task in a particularly efficient manner. The special feature is that this interference is independent of the primary task, ie the same modeling of the Secondary task can be examined with very different modeling of the primary task (highway, country road, city traffic).
Eine Anwendung in anderen Domänen ist möglich. Eine Übertragung erfordert neben den Aufgabenanalysen für die Sekundäraufgaben die Erfassung effektiver Ressourcenprofile der Primäraufgabe (ggf. in unterschiedlichen Ausprägungen wie bei unterschiedlichen Fahrsituationen) - das kann mit dem hier beschriebenen üntersuchungsdesign erfolgen. Zudem ist für die gewählte Domäne ein Satz von GOMS-Operatoren auszuarbeiten. Diese sind entweder empirisch zu erheben oder aus bekannten Maßen abzuleiten und zu validieren.An application in other domains is possible. In addition to the task analyzes for the secondary tasks, a transfer requires the recording of effective resource profiles of the primary task (possibly in different forms as in different driving situations) - this can be done with the design design described here. In addition, a set of GOMS operators must be developed for the selected domain. These are either to be collected empirically or derived from known measures and validated.
In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie der Primärdatensatz 10 und der Sekundärdatensatz 20 zusammenwirken. Wie oben beschrieben, enthält der fest vorgegebene Primärdatensatz 10 ein typisches Ressourcenprofil, das z.B. bei einer Autobahnfahrt, einer Stadtfahrt und einer Fahrt über eine Landstraße anfällt. In diese Fahrszenarios sind typische Tätigkeiten eingearbeitet (z.B. Überholen, Abbiegen, Bremsen, Anfahren etc.), die zusammen ein realistisches Abbild der Aufmerksamkeit ergeben, die ein Bediener für die Wahrnehmung der Primäraufgabe benötigt. Im Umkehrschluss kann daraus geschlossen werden, wann welche Ressourcen für die Wahrnehmung der Sekundäraufgabe frei sind.In Fig. 2 is shown schematically how the primary data set 10 and the secondary data set 20 cooperate. As described above, the fixed primary data set 10 contains a typical resource profile, e.g. on a highway trip, a city trip and a trip on a highway incurred. These driving scenarios incorporate typical activities (e.g., overtaking, turning, braking, starting, etc.) that together provide a realistic image of the attention an operator needs to perform the primary task. Conversely, it can be deduced from which resources are free to perform the secondary task.
Die Modellierung der Sekundäraufgabe erfolgt mittels eine GOMS-Modells, das die Funktionalität z.B. eines Infotainmentsystems in einem hohen Detaillierungsgrad abbilden kann. So wird damit festgelegt, wie lange und in welchen Abständen bestimmte Handlungen am Infotainmentsystem die visuellen, kognitiven und / oder motorischen Ressourcen des Bedieners belegen. Im Simulationsmittel 30 werden der Primärdatensatz 10 und der Sekundärdatensatz 20 zusammen ausgewertet, wobei ermittelt wird, ob die fest vorgegebene, Primäraufgabe (abgebildet durch den Primärdatensatz 10) eine effiziente Benutzung des Infotainmentsystems zulässt.The secondary task is modeled using a GOMS model, which can map the functionality of, for example, an infotainment system to a high degree of detail. This determines how long and at what intervals certain actions on the infotainment system occupy the operator's visual, cognitive and / or motor resources. In the simulation means 30, the primary data record 10 and the secondary data record 20 are evaluated together, wherein it is determined whether the fixed predetermined primary task (mapped by the primary data record 10) allows efficient use of the infotainment system.
Das Simulationsmittel 30 berechnet automatisch aus dem Sekundärdatensatz 20 ein zeitliches Belegungsmodell. Dieses Belegungsmodell wird automatisch mit dem vorgespeicherten Ressourcenprofil im Primärdatensatz 10 kombiniert. Gesteuert durch Konfliktresolutionsregeln wird entsprechend der formulierten Annahmen zu Unterbrechbarkeit, Wiederaufnahme, Checkpoints im Sekundärdatensatz 20 ein neues kombiniertes Belegungsmodell berechnet. Der Ausgabedatensatz 40 enthält somit Angaben, wann und wo welche Ressourcen in welchem Ausmaß miteinander in Konflikt geraten, d.h. es wird automatisch ein Maß für die Usability generiert.The simulation means 30 automatically calculates a temporal occupancy model from the secondary data record 20. This occupancy model is automatically combined with the prestored resource profile in the primary data set 10. Controlled by conflict resolution rules, a new combined occupancy model is calculated according to the formulated assumptions about interruptibility, resumption, checkpoints in the secondary data set 20. The output data set 40 thus contains information on when and where which resources conflict with each other and to what extent, i. A measure of usability is automatically generated.
Das Ergebnis wird in Form eines Ausgabedatensatzes 40 abgespeichert, der aus verschiedenen Teildatensätzen bestehen kann.The result is stored in the form of an output data record 40, which may consist of different sub-data sets.
Im einfachsten Fall wird mit einer solchen Simulation festgestellt, ob die Primär- und Sekundäraufgabe ohne weitere Maßnahmen des Bedieners miteinander kompatibel sind.In the simplest case, such a simulation determines whether the primary and secondary tasks are compatible with each other without any further action by the operator.
Als Erweiterung der Möglichkeiten sind im Simulationsmittel 30 Konfliktresolutionsregeln implementiert, die unterschiedliche Anpassungsstrategien eines Bedieners abbilden. Wenn Bediener merken, dass eine bestimmte Teilaufgabe der Sekundäraufgabe nicht in der möglichen Zeit lösbar ist, so verwendet er verschiedene Ansätze, um sich zu behelfen.As an extension of the possibilities 30 conflict resolution rules are implemented in the simulation means, which map different adaptation strategies of an operator. When operators realize that a particular subtask of the secondary task is not solvable in the possible time, it uses various approaches to manage it.
Ein Ansatz ist die Veränderung der zeitlichen Folge der Schritte in der Sekundäraufgabe, um sich an die fixierte Primäraufgabe anzupassen. Ein weiterer Ansatz ist die Anpassung der Primäraufgabe, zumindest in gewissen Grenzen, an die Sekundäraufgabe. Da in der vorliegenden Ausführungsform das Ressourcenprofil der Primäraufgabe fest vorgegeben wird, sorgen die Konfliktresolutionsregeln dafür, dass ein Verschieben bestimmter Teilaufgaben innerhalb bestimmter Schranken (z.B. +/- 10 % Dauer) als noch zulässig betrachtet wird.One approach is to change the timing of the steps in the secondary task to accommodate the fixed primary task. Another approach is to adapt the primary task, at least within certain limits, to the secondary task. Since in the present embodiment, the resource profile of the primary task is fixed, the conflict resolution rules ensure that moving certain subtasks within certain bounds (eg +/- 10% duration) is considered admissible.
Beide Ansätze können auch kombiniert werden, um die Gesamtaufgabe mit minimalem Ressourceneinsatz zu lösen.Both approaches can also be combined to solve the overall task with minimal resource use.
Im Simulationsmittel 30 werden der Primärdatensatz 10 und der Sekundärdatensatz 20 zusammen ausgewertet, wobei ermittelt wird, ob die fest vorgegebene Primäraufgabe (abgebildet durch den Primärdatensatz 10) eine effiziente Benutzung des Infotainmentsystems zulässt.In the simulation means 30, the primary data record 10 and the secondary data record 20 are evaluated together, wherein it is determined whether the fixed predetermined primary task (mapped by the primary data record 10) permits efficient use of the infotainment system.
Das Simulationsmittel 30 berechnet automatisch aus dem Sekundärdatensatz 20 ein zeitliches Belegungsmodell. Dieses Belegungsmodell wird automatisch mit dem vorgespeicherten Ressourcenprofil im Primärdatensatz 10 kombiniert. Gesteuert durch Konfliktresolutionsregeln wird entsprechend der im Sekundärdatensatz 20 formulierten Annahmen zu Unterbrechbarkeit und Wiederaufnahme ein neues kombiniertes Belegungsmodell berechnet. Der Ausgabedatensatz 40 enthält somit Angaben, wann und wo welche Ressourcen in welchem Ausmaß miteinander in Konflikt geraten, d.h. es wird automatisch ein Maß für die Gebrauchstauglichkeit des mit dem Sekundärdatensatz 20 beschriebenen Informationssystems im Kontext der Primäraufgabe generiert.The simulation means 30 automatically calculates a temporal occupancy model from the secondary data record 20. This occupancy model is automatically combined with the prestored resource profile in the primary data set 10. Controlled by conflict resolution rules, a new combined occupancy model is calculated in accordance with the assumptions about interruptibility and resumption formulated in the secondary data set 20. The output data set 40 thus contains information on when and where which resources conflict with each other and to what extent, i. A measure of the serviceability of the information system described with the secondary data record 20 is automatically generated in the context of the primary task.
Das Ergebnis wird in Form eines Ausgabedatensatzes 40 abgespeichert, der aus verschiedenen Teildatensätzen bestehen kann. In Fig. 5 ist die für die folgenden Fig. 5a bid 5d verwendete beispielhafte Struktur eines Primärdatensatzes 10 und eines Sekundärdatensatzes 20 dargestellt.The result is stored in the form of an output data record 40, which may consist of different sub-data sets. FIG. 5 shows the exemplary structure of a primary data record 10 and a secondary data record 20 used for the following FIGS. 5a-5d.
Im einfachsten Fall wird mit einer solchen Simulation festgestellt, ob die Primär- und Sekundäraufgabe ohne weitere Maßnahmen des Bedieners miteinander kompatibel sind. Ein Beispiel für eine erkannte Inkompatibilität ist in Fig. 5a dargestellt.In the simplest case, such a simulation determines whether the primary and secondary tasks are compatible with each other without any further action by the operator. An example of a detected incompatibility is shown in Fig. 5a.
Als Erweiterung der Möglichkeiten sind im Simulationsmittel 30 verschiedene Sätze von Konfliktresolutionsregeln implementiert. Diese bilden Anpassungsstrategien von Bedienern ab, die zum Einsatz kommen, wenn Teilaufgaben einer Sekundäraufgabe nicht ohne Modifikation des Gesamtablaufs lösbar sind.As an extension of the possibilities, 30 different sets of conflict resolution rules are implemented in the simulation means. These map adaptation strategies of operators who are used when subtasks of a secondary task are not solvable without modification of the overall procedure.
Ein Ansatz ist die Anpassung der Primäraufgabe, zumindest in gewissen Grenzen, an die Sekundäraufgabe. Da in der vorliegenden Ausführungsform das Ressourcenprofil der Primäraufgabe fest vorgegeben wird, sorgt ein Satz von Konfliktresolutionsregeln dafür, dass ein Verschieben bestimmter im Primärdatensatz 10 definierter Ressourcenanforderungen innerhalb bestimmter Schranken (z.B. + 10 % Dauer) als noch zulässig betrachtet wird.One approach is to adapt the primary task, at least within certain limits, to the secondary task. In the present embodiment, since the resource profile of the primary task is fixed, a set of conflict resolution rules ensures that moving certain resource requests defined in the primary data set 10 within certain bounds (e.g., + 10% duration) is still considered admissible.
In Fig. 5b ist die Anwendung einer Regel R100In Fig. 5b is the application of a rule R100
„WENN Aktuelle Ressourcenanforderung aus Sekundäraufgabe ARAS > Aktuelle Ressourcenverfügbarkeit aus Primäraufgabe ARVP UND ARAS < ARVP*1.3 UND Wiederaufnahmepunkt würde erreicht DANN Verlängere ARVP""IF Current Resource Requirement from Secondary Task ARAS> Current Resource Availability from Primary Task ARVP AND ARAS <ARVP * 1.3 AND Retrieval Point Reached THEN Extend ARVP"
für die Teilaufgaben b und d des Sekundärdatensatzes dargestellt. Weitere Regeln dieses Regelsatzes behandeln Konflikte, die bei mehr als einer Ressource auftreten können. Ein weiterer Ansatz ist die Veränderung der zeitlichen Folge der Schritte in der Sekundäraufgabe, um sich an die fixierte Primäraufgabe anzupassen.for subtasks b and d of the secondary data set. Other rules in this rule set deal with conflicts that can occur with more than one resource. Another approach is to change the timing of the steps in the secondary task to adapt to the fixed primary task.
In Fig. 5c kommt für Teilaufgabe b zunächst die Regel RlOO zum Tragen. Bei Teilaufgabe d wird anstelle RlOO die konkurrierende Regel R200In Fig. 5c comes for subtask b first rule RlOO to bear. In subtask d, instead of RlOO, the competing rule R200
„WENN ARAS > ARVP UND ARAS < Nächste Ressourcenverfügbarkeit aus Primäraufgabe NRAS DANN Stelle Aktuelle Ressourcenanforderung aus Sekundäraufgabe zurück""IF ARAS> ARVP AND ARAS <Next resource availability from primary task NRAS THEN position Current resource request from secondary task back"
ausgeführt. Weitere Regeln dieses Regelsatzes behandeln Konflikte, die bei mehr als einer Ressource auftreten können.executed. Other rules in this rule set deal with conflicts that can occur with more than one resource.
Ein weiterer Ansatz betrifft die Optimierung anforderungsfreier Intervalle unter bestimmten Voraussetzungen.Another approach concerns the optimization of requirement-free intervals under certain conditions.
In Fig. 5d kommt neben den beschriebene Regelsätzen zur automatischen Gewinnung des zeitlichen Belegungsmodell die Regel R300 zum tragen, mit deren Hilfe anforderungsfreier Intervalle verkürzt werden können.In FIG. 5d, in addition to the rule sets described for automatically obtaining the temporal occupancy model, rule R300 is used, with the aid of which requirement-free intervals can be shortened.
„WENN Dauer bis zur nächsten Ressourcenanforderung aus Primäraufgabe unbelegt UND Nächste Ressourcenanforderung aus Primäraufgabe NRAP verschiebbar DANN Ziehe Nächste Ressourcenanforderung aus Primäraufgabe vor"."IF duration until next resource request from primary task is unoccupied AND next resource request from primary task NRAP is displaceable THEN Extend next resource request from primary task".
Weitere Regeln dieses Regelsatzes behandeln Konflikte, die bei mehr als einer Ressource auftreten können.Other rules in this rule set deal with conflicts that can occur with more than one resource.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Simulationssystem und dem erfindungsgemäßen Simulationsverfahren auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants are conceivable that of the simulation system according to the invention and the inventive Simulation method even with fundamentally different versions make use of.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Simulationssystem und dem erfindngsgemäßen Simulationsverfahren auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Bezugszeichenliste 10 Primärdatensatz 20 Sekundärdatensatz 30 Simulationsmittel 40 Ausgabedatensatz Zu FIG 5A:The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the simulation system according to the invention and the simulation method according to the invention also in fundamentally different embodiments. List of Reference Numerals 10 Primary Data Set 20 Secondary Data Set 30 Simulation Medium 40 Output Data Set To FIG 5A:
Anwendung von Simulationsmittel 30 ohne KonfliktresolutionsregelnUse of simulation means 30 without conflict resolution rules
Aufgabe nicht lösbar!Task not solvable!
Zu FIG 5B:To FIG. 5B:
Anwendung von Simulationsmittel 30 mit Konfliktresolutionsregelsatz zur Anpassung der Primäraufgabe (R1xx)Application of simulation tool 30 with conflict resolution rule set for adapting the primary task (R1xx)
Zu FIG 5C:To FIG. 5C:
Anwendung von Simulationsmittel 30 mit Konfliktresolutionsregelsätzen zur Anpassung der Primäraufgabe (R1xx) und zur Minimierung der Ablenkung (R2xx)Use of simulation means 30 with conflict resolution rulesets for adapting the primary task (R1xx) and for minimizing the distraction (R2xx)
Zu FIG 5D:To FIG. 5D:
Anwendung von Simulationsmittel 30 mit Konfliktresolutionsregelsätzen zur Anpassung der Primäraufgabe (R1xx), zur Minimierung der Ablenkung (R2xx) und zur Optimierung ungenutzter Zeiträume (R3xx) Application of simulation means 30 with conflict resolution rulesets for adapting the primary task (R1xx), minimizing the distraction (R2xx) and optimizing unused time periods (R3xx)

Claims

Patentansprüche claims
1. Simulationssystem für die Untersuchung der Bedienbarkeit eines Transportmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, durch einen Bediener,1. simulation system for investigating the operability of a means of transport, in particular of a motor vehicle, by an operator,
gekennzeichnet durchmarked by
einen Primärdatensatz (10) mit einem fest vorgespeicherten Ressourcenprofil für die Lösung mindestens einer Primäraufgabe bei der Bedienung des Transportmittels durch den Bediener,a primary data set (10) with a permanently prestored resource profile for the solution of at least one primary task in the operation of the means of transport by the operator,
mindestens einen Sekundärdatensatz (20) mit Daten betreffend mindestens eine Sekundäraufgabe, insbesondere die Bedienbarkeit eines Infotainmentsystem und / oder Dialogsystems während der Bedienung des Transportmittels durch den Bediener,at least one secondary data record (20) with data relating to at least one secondary task, in particular the operability of an infotainment system and / or dialog system during the operation of the means of transport by the operator,
wobei bei der Primärdatensatz (10) und der Sekundärdatensatz an ein Simulationsmittel (30) übertragen werden und das Simulationsmittel (30) in Abhängigkeit von Primär- und Sekundärdatensatz (10, 20) automatisch den Einfluss mindestens einer Primäraufgabe auf Ausführung mindestens einer Sekundäraufgabe ermittelt und das Simulationsmittel (30) das Simulationsergebnis als Datensatz Ausgabedatensatz (40) anzeigt und / oder speichert.wherein in the primary data set (10) and the secondary data set to a simulation means (30) are transmitted and the simulation means (30) depending on primary and secondary data set (10, 20) automatically determines the influence of at least one primary task on execution of at least one secondary task and the Simulation means (30) displays the simulation result as a record output data set (40) and / or stores.
2. Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Primärdatensatz (10) Daten über die noch zur Verfügung stehenden Ressourcen und / oder über die Belegungsdauern und -frequenzen der Ressource aufweist, wobei die Ressourcen insbesondere visuell, kognitiv und / oder motorisch sind. 2. Simulation system according to claim 1, characterized in that the primary data set (10) data on the resources still available and / or on the occupancy durations and frequencies of the resource, the resources are in particular visually, cognitive and / or motor.
3. Simulationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Primärdatensatz (10) mindestens ein Bewegungsszenario eines Transportmittels, insbesondere mindestens ein Fahrszenario eines Kraftfahrzeugs als vorgespeichertes Profil aufweist.3. Simulation system according to claim 1 or 2, characterized in that the primary data set (10) has at least one motion scenario of a means of transport, in particular at least one driving scenario of a motor vehicle as pre-stored profile.
4. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet , dass der Primärdatensatz (10) ein mindestens ein Ressourcenprofil für eine typische Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Autobahn, einer Landstraße und / oder im Stadtverkehr aufweist.4. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the primary data set (10) has at least one resource profile for a typical drive of a motor vehicle on a highway, a country road and / or in city traffic.
5. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet , dass mindestens ein Sekundärdatensatz (20) Daten betreffend die Funktionalität des Infotainmentsystems aufweist.5. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one secondary data record (20) has data concerning the functionality of the infotainment system.
6. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet , dass mindestens ein Sekundärdatensatz (20) ein Sperrmittel aufweist, das eine Simulation der Sekundäraufgabe nur zulässt, wenn mindestens eine vorbestimmte Bedingung, insbesondere ein Grenzwert für einen Belastungsparameter der Primäraufgäbe, erfüllt ist.6. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one secondary data set (20) has a blocking means that allows a simulation of the secondary task only if at least one predetermined condition, in particular a limit for a load parameter of the primary task, is met ,
7. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Sekundärdatensatz (20) Daten über die Unterbrechbarkeit, insbesondere die Wiederaufnahme von Operatoren und Sequenzen aufweist.7. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one secondary data record (20) has data about the interruptibility, in particular the resumption of operators and sequences.
8. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet , dass das Simulationsmittel (30) einen Regeldatensatz zur Abbildung von typischen Eigenschaften eines Bedieners, insbesondere Müdigkeit, Arbeitsgedächtniskapazität des Bedieners und / oder mindestens eine weitere typische Eigenschaft des Bedieners aufweist.8. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the simulation means (30) a rule data set for mapping typical characteristics of an operator, in particular fatigue, working memory capacity of the operator and / or at least one further typical property of Operator has.
9. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass bei der Verarbeitung mindestens eines Sekundärdatensatzes (20) im Simulationsmittel (30) eine zeitliche Reorientierungsphase durch eine zeitlich begrenzte Löschung einer Ressource eines Bediener berücksichtigbar ist.9. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the processing of at least one secondary data set (20) in the simulation means (30) a temporal Reorientierungsphase by a temporary deletion of a resource of an operator is considered.
10. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass durch das Simulationsmittel (30) der Einfluss unterschiedlicher Bewegungsszenarien, insbesondere unterschiedlicher Fahrszenarien ermittelbar ist.10. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that by the simulation means (30) the influence of different motion scenarios, in particular different driving scenarios can be determined.
11. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass durch das Simulationsmittel (30) der Einfluss der Zeit auf die Performanz des Bedieners während der Erfüllung mindestens einer Sekundäraufgabe ermittelbar ist.11. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that by the simulation means (30) the influence of time on the performance of the operator during the fulfillment of at least one secondary task can be determined.
12. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Sekundärdatensatz (20) mindestens ein GOMS-Modell und / oder ein State-Task Network aufweist.12. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the secondary data record (20) has at least one GOMS model and / or a state-task network.
13. Simulationssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Simulationsmittel (30) einen Speicher für mindestens eine Konfliktresolutionsregel aufweist, mittels der die automatische Kombination von Primärdatensatz (10) und Sekundärdatensatz (20) gesteuert wird und automatisch ein Ergebnisdatensatz (40) erzeugt wird oder automatisch eine Optimierungsstrategie eines Bedieners simuliert wird.13. Simulation system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the simulation means (30) has a memory for at least one conflict resolution rule, by means of the automatic combination of primary data set (10) and secondary data set (20) is controlled and automatically a result data set (40 ) or an optimization strategy of an operator is automatically simulated.
14. Verfahren zur Simulation der Bedienbarkeit eines Transportmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, durch einen Bediener,14. A method for simulating the operability of a means of transport, in particular of a motor vehicle, by an operator,
dadurch gekennzeichnet , dasscharacterized in that
a) mindestens ein Primärdatensatz (10) mit einem vorgespeicherten Profil betreffend mindestens eine Primäraufgabe für die Bedienung des Transportmittels durch den Bediener an ein Simulationsmittel (30) übertragen wird,a) at least one primary data record (10) with a prestored profile relating to at least one primary task for the operation of the means of transport is transmitted by the operator to a simulation means (30),
b) zeitgleich oder zeitversetzt mindestens ein Sekundärdatensatz (20) mit Daten betreffend mindestens eine Sekundäraufgabe, insbesondere die Bedienbarkeit eines Infotainmentsystem und / oder Dialogsystems während der Bedienung des Transportmittels durch den Bediener, an das Simulationsmittel (30) übertragen wird,b) at least one secondary data set (20) with data relating to at least one secondary task, in particular the operability of an infotainment system and / or dialog system during operation of the means of transport by the operator, is transmitted to the simulation means (30) at the same time or with a delay,
c) das Simulationsmittel (30) in Abhängigkeit von Primär- und Sekundärdatensatz (10, 20) automatisch den Einfluss mindestens einer Primäraufgabe auf Ausführung mindestens einer Sekundäraufgabe ermittelt und das Simulationsmittel (30) das Simulationsergebnis als Datensatz anzeigt und / oder speichert. c) the simulation means (30) automatically determines the influence of at least one primary task on execution of at least one secondary task as a function of the primary and secondary data record (10, 20) and the simulation means (30) displays and / or stores the simulation result as a data record.
PCT/DE2005/001153 2004-06-25 2005-06-27 Simulation system and simulation method for examining the operability of a means of transport WO2006000210A2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112005002113T DE112005002113A5 (en) 2004-06-25 2005-06-27 Simulation system and simulation method for investigating the usability of a means of transport
EP05782180A EP1763806A2 (en) 2004-06-25 2005-06-27 Simulation system and simulation method for examining the operability of a means of transport

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004031980 2004-06-25
DE102004031980.4 2004-06-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2006000210A2 true WO2006000210A2 (en) 2006-01-05
WO2006000210A3 WO2006000210A3 (en) 2006-07-20

Family

ID=35431574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2005/001153 WO2006000210A2 (en) 2004-06-25 2005-06-27 Simulation system and simulation method for examining the operability of a means of transport

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1763806A2 (en)
DE (1) DE112005002113A5 (en)
WO (1) WO2006000210A2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020133394A1 (en) * 1998-06-03 2002-09-19 Sbc Technology Resources, Inc. Method for categorizing, describing and modeling types of system users

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020133394A1 (en) * 1998-06-03 2002-09-19 Sbc Technology Resources, Inc. Method for categorizing, describing and modeling types of system users

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LAWRENCE DEBORAH ET AL: "Surrogate users: mediating between social and technical interaction" HUM FACTORS COMPUT SYST; CONFERENCE PROCEEDINGS ON HUMAN FACTORS IN COMPUTING SYSTEMS, [Online] 1994, Seiten 399-404, XP007900275 NEW YORK, NY, USA Gefunden im Internet: URL:http://portal.acm.org/ft_gateway.cfm?id=191800&type=pdf&coll=portal&dl=ACM&CFID=3957717&CFTOKEN=38351001> [gefunden am 2006-03-16] *
See also references of EP1763806A2 *
TIJERINA LOUIS , KIGER STEVEN , ROCKWELL THOMAS , WIERWILLE WALTER: "TASK 5: HEAVY VEHICLE DRIVER WORKLOAD ASSESSMENT" FINAL REPORT SUPPLEMENT, [Online] Oktober 1996 (1996-10), Seiten TITELBLATT-5-6, XP007900258 Columbus, OH, USA Gefunden im Internet: URL:http://web.archive.org/web/20040105235920/http://www.itsdocs.fhwa.dot.gov/jpodocs/repts_te/1p$01!.pdf> [gefunden am 2006-03-15] *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006000210A3 (en) 2006-07-20
EP1763806A2 (en) 2007-03-21
DE112005002113A5 (en) 2007-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005026040B4 (en) Parameterization of a simulation working model
EP3082000B1 (en) Method and system for testing a mechatronic system
AT520320A4 (en) Method and device for generating a dynamic speed profile of a motor vehicle
DE102019124018A1 (en) Method for optimizing tests of control systems for automated vehicle dynamics systems
DE102019134053A1 (en) Process for the continuous validation of automated driving functions applied in driving tests
EP4027245A1 (en) Computer-implemented method for determining similarities of traffic scenarios
WO2020011655A1 (en) Method and system for detecting data in vehicles
EP1470459B1 (en) Early prognosis of the reliability of a technical arrangement
AT523850B1 (en) Computer-aided method and device for probability-based speed prediction for vehicles
EP3622451A1 (en) Product maturity determination in a technical system and in particular in an autonomously driving vehicle
DE60114379T2 (en) SYSTEM, VEHICLE AND METHOD FOR THE CONDUCT OF A VEHICLE
WO2006000210A2 (en) Simulation system and simulation method for examining the operability of a means of transport
EP1944664A1 (en) Troubleshooting method for an automation controller
DE102021110083A1 (en) Training an artificial neural network to test an automatic driving function of a vehicle
WO2021089499A1 (en) Method and system for checking an automated driving function by reinforcement learning
DE102023000357B3 (en) Method for generating test data for a simulation of an assistance system of an at least partially assisted motor vehicle, computer program product, computer-readable storage medium and electronic computing device
DE102018251701A1 (en) Procedure for resolving conflict between road users
DE102021111724B4 (en) Method and computer program for evaluating a software version of a driver assistance system
DE102021111463A1 (en) Computer-implemented method for automatically providing a notice for test processes
DE102021123597A1 (en) Process and control unit for the automated application of driver assistance systems in series production
EP4451159A1 (en) Hybrid traffic simulation using agent models for testing teleoperated vehicles
DE102022114913A1 (en) Computer-implemented method for using stored specification parts
DE102023101537A1 (en) Method, system and computer program product for the autonomous or semi-autonomous operation of a motor vehicle
WO2021105103A1 (en) Method and software tool for making executable specifications in system development or system validation of complex functional systems
DE102013217799A1 (en) Method for automatically guiding a motor vehicle and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005782180

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120050021130

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005782180

Country of ref document: EP

REF Corresponds to

Ref document number: 112005002113

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20070712

Kind code of ref document: P