Entwicklung einer Validierungsumgebung im IPEK-X-in-the-Loop-Framework und Ableitung einer Validierungsmethodik für emotionalisierende Sound Designs zur Beeinflussung des Fahrverhaltens am Beispiel der Erhöhung des Sicherheitsabstands = Development of a Validation Environment in the IPEK-X-in-the-Loop Framework and derivation of a Validation Methodology for Emotionalising Sound Designs to influence Driving Behaviour using the example of increasing the Safety Distance

Der Stand der Forschung im Bereich der Wirkung auditiver Reize auf Emotionen zeigt, dass Emotionen durch bestimmte Tonkombinationen und Klangcharakteristiken induziert und verändert werden können. Ergebnisse aus dem Bereich der Verkehrspsychologie zeigen wiederum, dass Emotionen das Fahrverhalten beeinflussen. Trotz dieser Erkenntnisse fehlt es bisher an Forschung, die untersucht, wie emotionalisierende künstliche Fahrzeuggeräusche das Fahrverhalten über eine Induktion von Emotionen beeinflussen können. Im ersten Teil dieser Arbeit wird deshalb untersucht, ob ein emotionsstimulierendes, künstlich erzeugtes aktives Fahrzeuggeräusch (emotionalisierendes Sound Design) das Fahrverhalten und damit die Verkehrssicherheit beeinflussen kann. Im Rahmen des Sound Designs soll die Induktion von Angst bzw. Bedrohung durch ein entsprechend gestaltetes emotionalisierendes aktives Sound Design für eine Beeinflussung des Fahrverhaltens genutzt werden. Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit wird eine positive Beeinflussung des gefahrenen Sicherheitsabstands angestrebt. Für die Untersuchung der Wirkung von Sounds auf Emotionen, auf die Wahrnehmung von Sicherheitsabständen und auf das Fahrverhalten in Bezug auf Sicherheitsabstände wurden drei Probandenstudien durchgeführt: Für die erste Studie wurden mehrere potenziell emotionalisierenden Sounds generiert. Diese wurden in einer Probandenstudie hinsichtlich ihrer emotionalen Wirkung bewertet. Hierdurch wurden Sounds identifiziert, die als Basis für die Entwicklung eines emotionalisierenden Sound Designs genutzt werden können. Des Weiteren wurden die Klangcharakteristiken der Sounds unter Verwendung psychoakustischer Analysen quantifiziert, um mögliche objektive Optimierungsgrößen für eine emotionalisierende Wirkung zu identifizieren. Die Studie zeigt, dass bestimmte Klangcharakteristiken wie Schwankungsstärke, Impulshaltigkeit und Tonhaltigkeit innerhalb der Sounds mit der Wahrnehmung von Bedrohung und Angst korrelieren. In der zweiten Studie wurde die Wirkung ausgewählter emotional effektiver Sounds der ersten Studie sowie auf Basis der Erkenntnisse aus der ersten Studie neu erzeugter emotionalisierender Sounds auf die Wahrnehmung von Sicherheitsabständen in einer Online-Videostudie untersucht. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede bzgl. des quantitativ geschätzten Sicherheitsabstands, wobei bedrohliche Sounds zu einer niedrigeren Schätzung führten. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Sicherheitsabstand als zu gering im Vergleich zu angemessen bewertet wurde, war bei einigen bedrohlichen Sounds zwei- bis dreimal höher als bei den positiven Sounds. Bedrohliche Sounds führten mehrheitlich auch zu einer Erhöhung der gewünschten Änderung des Sicherheitsabstands. Die dritte Studie untersuchte die Wirkung eines auf Basis der zuvor identifizierten und optimierten Sounds entwickelten emotionalisierenden Sound Designs auf das Fahrverhalten in einem Fahrsimulator. Dabei wurde ein dynamisches Sound Design getestet, das basierend auf dem Zeitabstand (Sicherheitsabstand in Sekunden) von einem beruhigenden positiven Sound zu einem bedrohlichen negativen Sound bei niedrigem Zeitabstand überführt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass das Sound Design das Fahrverhalten innerhalb von Teilnehmenden positiv beeinflusste, indem es die Dauer des Fahrens in niedrigen Zeitabstands-Bereichen verringerte und den durchschnittlichen Zeitabstand in den meisten Fällen erhöhte. Um die Erforschung und Entwicklung von emotionalisierenden Sound Designs zukünftig unterstützen zu können, wird im zweiten Teil der Arbeit eine Validierungskonfiguration sowie eine Validierungsmethodik auf Basis der durchgeführten Untersuchungen abgeleitet. Das Validierungsframework sowie dessen Validierungskonfigurationen wurden auf Basis der für die Studien verwendeten Versuchsumgebungen sowie des IPEK-X-in-the-Loop-Ansatzes entwickelt, um eine kontinuierliche Validierung von einer frühen Entwicklungsphase bis zur prototypischen Umsetzung eines emot…