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Bio-inspired intent communication for automated vehicles
Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour Pub Date : 2021-04-27 , DOI: 10.1016/j.trf.2021.03.021
Max Oudshoorn , Joost de Winter , Pavlo Bazilinskyy , Dimitra Dodou

Various external human-machine interfaces (eHMIs) have been proposed that communicate the intent of automated vehicles (AVs) to vulnerable road users. However, there is no consensus on which eHMI concept is most suitable for intent communication. In nature, animals have evolved the ability to communicate intent via visual signals. Inspired by intent communication in nature, this paper investigated three novel and potentially intuitive eHMI designs that rely on posture, gesture, and colouration, respectively. In an online crowdsourcing study, 1141 participants viewed videos featuring a yielding or non-yielding AV with one of the three bio-inspired eHMIs, as well as a green/red lightbar eHMI, a walk/don’t walk text-based eHMI, and a baseline condition (i.e., no eHMI). Participants were asked to press and hold a key when they felt safe to cross and to answer rating questions. Together, these measures were used to determine the intuitiveness of the tested eHMIs. Results showed that the lightbar eHMI and text-based eHMI were more intuitive than the three bio-inspired eHMIs, which, in turn, were more intuitive than the baseline condition. An exception was the bio-inspired colouration eHMI, which produced a performance score that was equivalent to the text-based eHMI when communicating ‘non-yielding’. Further research is necessary to examine whether these observations hold in more complex traffic situations. Additionally, we recommend combining features from different eHMIs, such as the full-body communication of the bio-inspired colouration eHMI with the colours of the lightbar eHMI.



中文翻译:

生物启发的自动驾驶意图交流

已经提出了各种外部人机界面(eHMI),它们将自动驾驶汽车(AV)的意图传达给易受伤害的道路使用者。但是,关于哪种eHMI概念最适合意图通信尚无共识。在自然界中,动物已经发展了通过视觉信号传达意图的能力。受自然界中意图交流的启发,本文研究了三种新颖且可能直观的eHMI设计,它们分别依赖于姿势,手势和颜色。在一项在线众包研究中,有1141名参与者观看了视频,这些视频具有三个受生物启发的eHMI之一,具有可屈服或不屈服的AV以及绿色/红色的lightbar eHMI,一个基于步行/请勿行走的基于文本的eHMI,和基线情况(即无eHMI)。要求参与者在感到可以安全穿越时回答并按住键并回答评分问题。这些措施一起用于确定所测试的eHMI的直观性。结果显示,与三个受生物启发的eHMI相比,lightbar eHMI和基于文本的eHMI更直观,而这三个eHMI则比基线情况更直观。生物启发的着色eHMI是一个例外,当交流“不屈服”时,其表现得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。这些措施一起用于确定所测试的eHMI的直观性。结果显示,与三个受生物启发的eHMI相比,lightbar eHMI和基于文本的eHMI更直观,而这三个eHMI则比基线情况更直观。生物启发的着色eHMI是一个例外,当交流“不屈服”时,其表现得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。这些措施一起用于确定所测试的eHMI的直观性。结果显示,与三个受生物启发的eHMI相比,lightbar eHMI和基于文本的eHMI更直观,而这三个eHMI则比基线情况更直观。生物启发的着色eHMI是一个例外,当交流“不屈服”时,其表现得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。结果显示,与三个受生物启发的eHMI相比,lightbar eHMI和基于文本的eHMI更直观,而这三个eHMI则比基线情况更直观。生物启发的着色eHMI是一个例外,当交流“不屈服”时,其表现得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。结果显示,与三个受生物启发的eHMI相比,lightbar eHMI和基于文本的eHMI更直观,而这三个eHMI则比基线情况更直观。生物启发的着色eHMI是一个例外,当交流“不屈服”时,其表现得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。在交流“不屈服”时产生的性能得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。在交流“不屈服”时产生的性能得分与基于文本的eHMI相当。有必要进行进一步的研究以检查这些观察是否在更复杂的交通情况下成立。此外,我们建议将来自不同eHMI的功能相结合,例如将生物启发式着色eHMI与灯条eHMI的颜色进行全身通信。

更新日期:2021-04-28
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