[論文レビュー] What Is the Gaze Behavior of Pedestrians in Interactions with an Automated Vehicle When They Do Not Understand Its Intentions?

Hailong Liu, Takatsugu Hirayama+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2020

Human-Automation Interaction and Safety参考文献 26被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、理解できない自動運転車（AV）と対話する際の歩行者の注視行動を調査し、注視時間の延長がAVの意思理解度の低下と関連していると提案している。ロボット式車椅子をAV/MVとして用い、眼動追跡と主観的評価を実施した結果、注視時間とAVの意思理解度の間に有意な負の相関（r = -0.53）が確認され、長時間注視することは不確実性を示していることが裏付けられた。研究結果は、eHMIが歩行者が継続的に注視する場合に、意思を能動的に表示し、明確性を高めるべきであると提言している。

ABSTRACT

Interactions between pedestrians and automated vehicles (AVs) will increase significantly with the popularity of AV. However, pedestrians often have not enough trust on the AVs , particularly when they are confused about an AV's intention in a interaction. This study seeks to evaluate if pedestrians clearly understand the driving intentions of AVs in interactions and presents experimental research on the relationship between gaze behaviors of pedestrians and their understanding of the intentions of the AV. The hypothesis investigated in this study was that the less the pedestrian understands the driving intentions of the AV, the longer the duration of their gazing behavior will be. A pedestrian--vehicle interaction experiment was designed to verify the proposed hypothesis. A robotic wheelchair was used as the manual driving vehicle (MV) and AV for interacting with pedestrians while pedestrians' gaze data and their subjective evaluation of the driving intentions were recorded. The experimental results supported our hypothesis as there was a negative correlation between the pedestrians' gaze duration on the AV and their understanding of the driving intentions of the AV. Moreover, the gaze duration of most of the pedestrians on the MV was shorter than that on an AV. Therefore, we conclude with two recommendations to designers of external human-machine interfaces (eHMI): (1) when a pedestrian is engaged in an interaction with an AV, the driving intentions of the AV should be provided; (2) if the pedestrian still gazes at the AV after the AV displays its driving intentions, the AV should provide clearer information about its driving intentions.

研究の動機と目的

• 自動運転車（AV）と対話する際の歩行者の不確実性を示す行動的指標を特定すること。
• 歩行者のAVの運転意思理解度とAVに対する注視時間との相関関係を検証すること。
• 意思が不明瞭な状況下における、歩行者-車両対話における手動運転車（MV）とAVとの間での注視行動の違いを比較すること。
• 注視行動の観点から、AV用の外部人間-機械インターフェース（eHMI）の設計を支援するため、意思表示の最適タイミングと明確性を特定すること。

提案手法

• ロボット式車椅子を手動運転車（MV）および自動運転車（AV）として用い、歩行者-車両対話実験を実施した。
• MVおよびAVとの対話中に、歩行者の注視行動を眼動追跡技術で記録した。
• 対話終了後に5段階評価尺度で実施したアンケートを通じて、運転意思理解度の主観的評価を収集した。
• ピアソン相関とTukey HSD後続検定を用いた一元配置分散分析（one-way ANOVA）により、注視時間と主観的理解度の相関を分析した。
• MVとAVの注視時間パターンを比較し、AV特有の行動反応を特定した。
• 統計的モデリングを用いて、注視時間が延長するほどAVの意思理解度が低下することを仮説検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自動運転車（AV）に対する注視時間が長くなると、歩行者のAVの運転意思理解度が低下するか？
• RQ2 意思が不明瞭な状況下で、手動運転車（MV）との対話とAVとの対話における注視行動にどのような差が生じるか？
• RQ3 歩行者のAV意思理解度に関する主観的評価に基づいて、注視時間に有意な差が認められるか？
• RQ4 注視時間は、AVとの対話における歩行者の不確実性を客観的指標として用いることができるか？
• RQ5 注視行動に基づいて、eHMI設計におけるタイミングと明確性に関する何らかの指針を導き出せるか？

主な発見

• 歩行者のAVに対する注視時間と、AVの運転意思理解度の主観的理解度との間に有意な負の相関（r = -0.53, p < 0.05）が確認された。
• 分散分析（ANOVA）の結果、理解度のレベルごとの注視時間に顕著な差が認められた（F = 21.15, p < 0.001）、隣接する理解度レベル間の差はわずかにしか認められなかった。
• 歩行者はMVよりもAVに対して顕著に長い時間注視しており、これはAVが意思が不明瞭な場合に特に長時間の視覚的注意を惹きつけることを示している。
• MVに対する注視時間と理解度の間には有意な相関が認められず、人間ドライバーはAVよりも直感的に読み取りやすい可能性があると示唆された。
• 研究結果から、歩行者はAVの意思をMVの意思よりも理解しにくいと感じており、AVとの対話における信頼ギャップが顕著に浮き彫りになった。
• 注視時間が延長するほどAVの意思理解度が低下するという仮説は、結果から支持された。AVに対する長時間注視は、歩行者の理解度を測る客観的指標として有効であると結論づけられた。