Entwicklung und Evaluation eines multimodalen Feedbacksystems für die Umgebungsüberwachung in Baggern anhand interaktiver Prototypen

Bagger werden auf Baustellen als vielseitige einsetzbare Allzweckmaschinen verwendet. Bauformbedingt sind große Bereich vor allem nebenund hinter Baggern nicht oder nur bedingt einsehbar. Dies führt dazu, dass Hindernisse übersehen werden und es bei Kollisionen zu schweren sowie tödlichen Unfällen kommt. Die zunehmende digitale Durchdringung von Prozessen ermöglicht zwar eine bessere Überwachung dieser Bereiche, führt aber auch zum Anstieg der Informationskomplexität und stellt herkömmliche displaybasierte Benutzerschnittstellen (z. B. Kamera-Monitor-Systeme) vor neue Herausforderungen. In der vorliegenden Diplomarbeit wird ein neuartiges 360°-Lichtfeedback-System für die Umgebungsüberwachung in Baggern entwickelt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung auf den Darstellungsmöglichkeiten für Lichtsignale, welche Informationen über gefährdete Objekte, auf LED-Lichtbändern darstellen. Anhand der Analyse der Gefahrensituationen auf Baustellen und der darstellbaren Objektinformationen werden vier verschiedene Konzepte entwickelt. Die Usability dieser Konzepte wird im Rahmen von Expertenworkshops und Selbsttests unter verschiedenen Bewertungskriterien untersucht und
mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse fortlaufend optimiert. Im Rahmen dieser Diplomarbeit entstanden mehrere Ergebnisse. Ein Ergebnis ist das Designtemplate, welches einen schnellen ersten Entwurf von zeitabhängigen Lichtanimationen auf LEDLichtbänder sowohl mit analogen als auch digitalen Zeichenmethoden ermöglicht. Ein weiteres Ergebnis ist der umfassende entwickelte Gestaltungsspielraum für die Darstellungsparameter eines 360°-Lichtfeedback-System. Das zentrale Ergebnis dieser Arbeit ist das Konzept OrbitVision für ein 360°-Lichtfeedback-System der Umgebungsüberwachung in Baggern, dessen physische und digitalen Komponenten in einem Experimentier-Prototyp umgesetzt wurden. Es nutzt LED-Lichtringe um den oberen Teil der Frontscheibe und um das Display an der rechten Bedienkonsole des Baggers. Animierte Lichtsegmente
auf diesen Lichtringen stellen verschiedene relevante Informationen über die gefährdeten Objekte visuell und intuitiv wahrnehmbar dar. Bei drohenden Kollisionen kann es Warnungen sowohl visuell als auch auditiv ausgeben. Dies ermöglicht
Operatorn eine effektive Überwachung aller Bereich um den Bagger und unterstützt sie beim sicheren und fokussierten Arbeiten. Darüber hinaus konnten weitere Assistenz- und Warnsysteme von Baggern integriert werden, deren Informationen und Warnungen ebenfalls visuell und auditiv über das 360°-Lichtfeedback-System ausgegeben werden.