Erarbeitung und Evaluation von Interaktionskonzepten auf Basis von Blickdaten im Fahrzeug

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	19 Dezember 2023
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Christian Wolff
Tag der Prüfung:	13 September 2023
Institutionen:	Sprach- und Literatur- und Kulturwissenschaften > Institut für Information und Medien, Sprache und Kultur (I:IMSK) > Lehrstuhl für Medieninformatik (Prof. Dr. Christian Wolff) Informatik und Data Science > Fachbereich Menschzentrierte Informatik > Lehrstuhl für Medieninformatik (Prof. Dr. Christian Wolff)
Stichwörter / Keywords:	interaction concepts, eye-tracking, gaze-tracking, automotive, car, vehicle, usability, gaze based interaction, human centered design, user centered design
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	000 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke > 004 Informatik
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	55203

Zusammenfassung (Deutsch)

Seit der Entwicklung der ersten Infotainmentsysteme im Fahrzeug wurden die darin verfügbaren Funktionen oft durch Technologien beeinflusst, welche die Nutzer aus ihrem alltäglichen Leben kennen. Eine Modalität, die herkömm-lich vor allem in der Forschung eingesetzt wurde, erreicht langsam eine Ge-nauigkeit und Erschwinglichkeit, um auch in der Consumer-Branche breitere Anwendung zu finden. ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Seit der Entwicklung der ersten Infotainmentsysteme im Fahrzeug wurden die darin verfügbaren Funktionen oft durch Technologien beeinflusst, welche die Nutzer aus ihrem alltäglichen Leben kennen. Eine Modalität, die herkömm-lich vor allem in der Forschung eingesetzt wurde, erreicht langsam eine Ge-nauigkeit und Erschwinglichkeit, um auch in der Consumer-Branche breitere Anwendung zu finden. Blickerkennungssysteme werden zum Beispiel mit dem Ziel verwendet, Spiele immersiver zu gestalten, Inhalte sinnvoller darzu-stellen oder die Bedienung zu erleichtern.
In dieser Arbeit wurden systematisch Lücken in der Forschung zu unter-schiedlichen Aspekten des Blickverhaltens und der Blickbedienung im Fahr-zeug identifiziert und durch einzelne Studien geschlossen. Dabei wurde das Blickverhalten vor der Fahrt, vor einer Interaktion und bei überraschenden Ereignissen während der Fahrt sowie die Möglichkeiten einer automatischen Blickkalibrierung im Fahrzeug betrachtet. Zur Erstellung von Guidelines für die Berücksichtigung des Blicks wurden beispielhaft Use-Cases für eine blick-unterstützte Interaktion im Fahrzeug umgesetzt und evaluiert. Ebenfalls wurden unterschiedliche Fragestellung zur Steuerung von Displayelementen mit dem Blick untersucht. Basierend auf den Erkenntnissen dieser Studien wurde ein Interaktionskonzept für eine blickbasierte Infotainmentbedienung bei einer hochautomatisierten Fahrt entworfen. Dieses wurde prototypisch umgesetzt, in mehreren Iterationen verfeinert und in einer Simulatorstudie mit Probanden evaluiert.
Die Ergebnisse der Studien und daraus abgeleitete Empfehlungen schaffen eine solide Basis für die Berücksichtigung des Blicks im Fahrzeug und darüber hinaus. Sie ermöglichen die Gestaltung intuitiver und nutzerfreundlicher In-teraktionskonzepte, welche den Blick als Eingangsgröße nutzen wollen.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Since the dawn of the first IVIS (in-vehicle-infotainment-systems) many of its functions have been heavily influenced by the technologies known to their users from their daily lives. One modality which has been mostly used in re-search slowly achieves the precision and affordability needed to set foot in the consumer market. Gaze tracking systems are used to create immersive games, display ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Since the dawn of the first IVIS (in-vehicle-infotainment-systems) many of its functions have been heavily influenced by the technologies known to their users from their daily lives. One modality which has been mostly used in re-search slowly achieves the precision and affordability needed to set foot in the consumer market. Gaze tracking systems are used to create immersive games, display content in useful ways or improve current interaction techniques.
This work focuses on filling gaps in current research concerning gaze be-havior and gaze-based interaction in a car. Different studies have been con-ducted to analyze gaze behavior before driving, before interacting with an IVIS and during surprising events while driving. Concepts for an automatic calibration of gaze tracking systems in a vehicle have also been evaluated. To create guidelines for the usage of gaze-based interaction specific use-cases have been implemented in a car and evaluated with users and experts. Addi-tionally, different studies regarding the interaction with elements on a screen based on gaze-data have been conducted. Based on the results of those studies a concept for a gaze based IVIS for highly autonomous driving has been cre-ated. This concept was improved in multiple iterations and tested as a proto-type in a user study.
The recommendations created by this work can be used as a strong foun-dation for gaze-based interaction in a car and beyond. They enable the crea-tion of intuitive and user-friendly interaction incorporating the user’s gaze.

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