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AR-HUD对L2级别自动驾驶故障期的驾驶员接管的影响
随着自动驾驶技术的迅猛发展，L2级别的自动驾驶系统日益成为现实。然而，即便在L2级别，驾驶员在面对自动驾驶故障时仍需迅速而有效地接管车辆，以确保行车安全。本研究旨在探讨增强现实抬头显示（AR-HUD）技术在L2级别自动驾驶故障期对驾驶员接管行为的影响。通过驾驶模拟实验，我们深入比较了基础HMI和AR-HUD两种界面在故障接管方面的效果，同时分析了横向和纵向两类故障情境下的不同表现。
实验设计
为了全面了解AR-HUD在驾驶员接管行为中的作用，我们选择了52名参与者进行驾驶模拟实验。参与者的选择考虑到年龄、驾龄、驾驶经验等因素，以尽可能模拟真实驾驶人群。在模拟环境中，我们设置了不同类型的故障情境，包括横向和纵向两类，以模拟真实道路上可能出现的各种故障情况。
HMI设计
针对实验，我们设计了两种HMI界面，分别是基础HMI和AR-HUD。基础HMI采用传统的显示方式，而AR-HUD则通过增强现实技术将关键信息投影在驾驶员的视野中。这两种设计在信息呈现方式上存在显著差异，我们将通过比较它们在驾驶员故障接管过程中的性能来评估AR-HUD的有效性。
故障接管表现分析
对比基础HMI和AR-HUD在故障接管方面的效果
在故障接管方面，我们深入比较了基础HMI和AR-HUD两种界面在驾驶员接管行为中的表现。我们关注的主要指标包括反应时间、错误率以及接管的有效性。
反应时间比较： 驾驶员在基础HMI和AR-HUD两种界面下的故障反应时间差异显著。AR-HUD技术的应用使驾驶员能够更迅速地察觉到故障发生，因为关键信息直接投影在驾驶员的视野中。相比之下，基础HMI需要驾驶员更多的时间来寻找和解释信息，导致反应时间相对较长。
错误率对比： 分析驾驶员在接管过程中产生错误的概率，我们发现使用AR-HUD的驾驶员出错的可能性较低。AR-HUD提供直观的信息展示，减少了驾驶员对信息解读的误差，从而提高了系统的可靠性。
接管的有效性： 我们评估了驾驶员成功接管车辆的频率和速度。结果显示，在AR-HUD的辅助下，驾驶员更容易快速而准确地接管车辆，提高了接管的有效性。相反，基础HMI可能导致接管的过程更为复杂，增加了接管的困难度。
分析横向和纵向故障的不同表现
我们将故障类型分为横向和纵向两类，并分别分析了在这两种故障情境下基础HMI和AR-HUD的表现差异。
横向故障表现分析： 针对横向故障，AR-HUD在提供方向控制相关信息上表现出色。驾驶员更容易理解车辆当前状态，包括横向位置和方向变化，从而更迅速地做出反应。基础HMI在这方面可能存在信息表达不清晰的问题，导致驾驶员对横向故障的感知受到影响。
纵向故障表现分析： 对于纵向故障，AR-HUD在速度和距离控制方面的信息传达更为直观。驾驶员可以更准确地感知车辆的速度变化和与前方障碍物的距离，有助于更及时地做出应对。相较之下，基础HMI可能需要驾驶员投入更多认知资源来理解这些关键信息，增加了纵向故障接管的难度。
综上所述，基于故障接管方面的深入比较分析，AR-HUD在反应时间、错误率和接管的有效性等方面都表现出更优越的性能，尤其在横向和纵向两类故障下的信息传达方面更为直观和清晰。这进一步强调了AR-HUD技术在L2级别自动驾驶故障期的驾驶员接管过程中的重要作用，为未来智能交通系统的设计和改进提供了实质性的指导。
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