Advanced Driver Assistance Systems: Multimodal, redundant warnings enhance road safety.

Advanced driver assistance systems or ADAS are designed to assist the driver while at the wheel of a motor vehicle. ADAS constantly monitor certain driving parameters such as the speed of the vehicle. When these parameters exceed safe threshold (e.g., the speed exceeds the limit), warnings are presented to inform the driver that the execution of given driving adjustments is needed in order to avoid likely accidents. Although ADAS may reduce accidents by 20%, if the warnings presented by these systems are poorly-designed, they may even disturb driving and, as a result, slow drivers’ responses when fast, prompt reactions are instead needed. The aim of my doctoral dissertation is to measure the impact produced on driving by a number of warnings and, further, design a warning capable of speeding up drivers’ responses without negatively affect subjective workload. For the execution of the seven experiments (4 in-lab and 3 driving experiments) contained in the dissertation, I considered the redundancy gain as theoretical framework and applied it to driving. I selected four types of warnings: unimodal visual, unimodal auditory, unimodal vibrotactile and multimodal (auditory + vibrotactile). Results showed that multimodal warnings were capable of reducing braking times even with drivers being distracted by a concurrent cell phone conversation or driving in dense traffic. In addition, no trade-off between braking times and subjective workload was found. These findings are of the utmost importance for car-manufacturers interested in enhancing the ADAS-driver interaction and, more broadly, for the entire research community working on automated vehicles.

I sistemi avanzati di assistenza alla guida o ADAS sono progettati per assistere il guidatore. Gli ADAS monitorano precisi parametri di guida come, ad esempio, la velocità del veicolo guidato. Quando questi parametri superano certe soglie (e.g., la velocità supera il limite), alcuni allarmi vengono presentati al guidatore. Tali allarmi hanno lo scopo di informare chi guida del fatto che determinate manovre devono essere eseguite per evitare che si verifichino incidenti. Sebbene gli allarmi presentati dagli ADAS siano capaci di ridurre gli incidenti del 20%, se tali allarmi non sono ben progettati, questi possono in realtà disturbare la guida e, di conseguenza, rallentare le risposte dei guidatori. Lo scopo della mia tesi di dottorato è quello di misurare l’impatto prodotto sulla guida da una serie di allarmi e di creare un allarme in grado di velocizzare le risposte dei guidatori e di non produrre alcun effetto negativo sul loro carico soggettivo. Per l’esecuzione dei sette esperimenti (4 esperimenti di laboratorio e 3 alla guida) contenuti nella tesi, ho considerato il fenomeno del redundancy gain. Ho identificato quattro allarmi differenti: visivi unimodali, acustici unimodali, vibrotattili unimodali e multimodali (acustici + vibrotattili). I risultati mostrano come gli allarmi multimodali siano in grado di ridurre i tempi di risposta dei guidatori anche durante l’esecuzione di un compito di telefonata e durante la guida in condizioni di traffico denso. Inoltre, nessun trade-off tra tempi di risposta e carico soggettivo è stato osservato. Questi risultati sono utili alle aziende automobilistiche interessate a migliorare l’interazione tra gli ADAS e il guidatore e, in maniera più ampia, per l’intera area di ricerca interessata ai veicoli automatizzati.