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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2011.tde-11082011-124349
Document
Author
Full name
Eduardo Bertoldi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Filgueiras, Lucia Vilela Leite (President)
Aquino Júnior, Plínio Thomaz
Lopes, Roseli de Deus
Title in Portuguese
Sistema anti-colisão de alerta ao motorista com o uso de estímulo auditivo e háptico.
Keywords in Portuguese
Fatores humanos
Interação homem-computador
Interação motorista-veículo
Interfaces automotivas
Multimodalidade
Projeto de alertas
Segurança veicular
Sistema de assistência ao motorista
Abstract in Portuguese
Neste trabalho, é desenvolvido um estudo sobre o uso de alertas auditivos e hápticos dentro do ambiente veicular. É proposto um sistema de assistência ao motorista para alertá-lo de que uma colisão lateral com outros veículos pode ser iminente, quando a observação do espelho retrovisor é insuficiente ou o motorista está desatento. O sistema é composto por um módulo de ativação e um módulo de alerta. O módulo de ativação detecta a condição de perigo por sensores posicionados ao redor do veículo e na tendência de abandono de faixa. Esse trabalho enfoca o módulo de alerta, para o qual se propõe o uso de som tridimensional juntamente com estímulo de vibração. Um ambiente de simulação é proposto para se reproduzir em laboratório o ambiente em que o motorista atua. Nesse ambiente, o sujeito deve utilizar um jogo de corrida projetado na parede à sua frente usando um volante e pedais para acelerar e frear. O motorista se mantém ocupado na tarefa de conduzir o veículo pela trajetória do jogo enquanto é submetido a situações em que um outro veículo se aproxima pela região lateral-traseira velozmente. O assento utilizado é equipado com os elementos geradores dos estímulos vibratórios e auditivos. No primeiro experimento, estuda-se o comportamento de 12 participantes na situação crítica sem o uso do sistema de alerta e conclui-se que a reação preferencial em tal situação é o esterçamento do volante. No segundo experimento, 23 participantes são submetidos ao mesmo cenário adicionando-se o sistema de alertas auditivo e háptico. São coletados os dados de tempo de reação, esterçamento do volante, pressionamento dos pedais e distância entre os carros. Também são registradas as percepções dos participantes sobre o sistema de alerta utilizado. A análise dos dados indica que o sistema de alerta é elegível para uso e pode auxiliar em termos de tempo de reação, devendo-se, entretanto, revisar as características dos alertas utilizados, especialmente o auditivo, para se reduzir o desconforto e evitar prejuízo significativo no controle do veículo.
Title in English
Collision-avoidance system using auditory and haptic feedback.
Keywords in English
Automotive interfaces
Driver assistance system
Driver-vehicle interaction
Human factors
Multimodality
Vehicular safety
Warning design
Abstract in English
In this work, we develop a study about the usage of auditive and haptic alerts in the vehicular environment. It is proposed a driver assistance system to warn the driver that a lateral collision with other vehicle may be imminent, when the rear mirror observation is insufficient or the driver is distracted. The system is composed by an activation module and a warning module. The activation module detects the dangerous condition using sensors placed around the vehicle and on the identification of a lane departure tendency. This work focuses on the warning module, which proposes the usage of three-dimensional sound together with vibration stimulus. A simulation environment is proposed to reproduce in laboratory the environment where the driver actuates. In this environment, the subject is requested to play a driving game projected in the frontal wall using a steering wheel and pedals to accelerate and brake. While the driver conducts the vehicle over the game route, he is submitted to the situation where another vehicle approaches very fastly from behind. The seat is equipped with the vibration and auditory stimuli generator elements. In the first experiment, it is assessed the behavior of 12 subjects in the critical situation without the usage of the warning system and it is concluded that the major reaction in such situation is the steering of the wheel. In the second experiment, 23 subjects are submitted to the same scenario adding the auditory and haptic warning system. The following data are collected: reaction time, wheel steering, pedal pressing and distance between the vehicles. The perception of the participants about the used warning system is registered. The analysis of all data indicates that the system is eligible to be used and is able to help regarding reaction times. Nevertheless, it is still necessary to review the characteristics of the used warnings, specially the auditory, to reduce discomfort and avoid loss of control during driving.
 
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Publishing Date
2011-09-02
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • BERTOLDI, E., and FILGUEIRAS, L. V. L. Collision-avoidance system using auditory and haptic feedback. In AutomotiveUI 2009 - First International Conference on Automotive User Interfaces and Interactive Vehicular Applications, Essen, 2009. Adjunct Proceedings of the First International Conference on Automotive User Interfaces and Interactive Vehicular Applications., 2009. Abstract. Available from: http://www.auto-ui.org/09/AutomotiveUI2009-adjunct_proceedings.pdf.
  • BERTOLDI, E., and FILGUEIRAS, L. V. L. Multimodal advanced driver assistance systems: an overview [doi:10.1145/2002368.2002370]. In 2nd IUI workshop on multimodal interfaces for automotive applications, Hong Kong, 2010. Proceedings of the 2nd international workshop on Multimodal interfaces for automotive applications.New York : ACM, 2010. Abstract.
  • BERTOLDI, E., e FILGUEIRAS, L. V. L. Collision-avoidance system using auditory and haptic feedback. In User Experience in Cars - Workshop at Interact 2011, Lisboa, 2011. User Experience in Cars Workshop Proceedings., 2011. Resumo. Dispon?vel em: http://workshops.icts.sbg.ac.at/interact2011/img/WS_UX_in_Cars_Interact2011_proceedings.pdf.
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