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Verona Luca matricola: 1011892 M3

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EFFETTI DELL’ HEAD-UP DISPLAY SUI GUIDATORI DIAUTOMOBILI

Verona LucaProgetto personale del corso di Ergonomia Sociale 2010, Università di Padova

Inviato il 26 gennaio 2011

AbstractL’Head-up display nell’uso automobilistico è la proiezione nel parabrezza d’informazioni utili allanavigazione o alla salvaguardia della sicurezza alla guida. Il sistema dunque dà la possibilità di accedere aidati necessari, e visualizzare gli allarmi in situazioni critiche, senza dover distogliere l’attenzione dalla stradae con tempi di reazione minori. La presenza di questa tecnologia può portare ad un calo dell’attenzione,può avere effetti differenti tra le diverse fasce d’età e possono esserci differenze dovute alla scelta dellasimbologia e della locazione spaziale degli indicatori.Con il presente review si sono indagati tali aspetti e si è potuto trovare come l’Head-up display faciliti laguida alle persone anziane, anticipando l’individuazione di ostacoli e variazioni nel traffico; permetta diconcentrarsi maggiormente sulla strada e di avere una diminuzione dei tempi di risposta in ogni situazionedi carico cognitivo. Le tecnologie per essere efficaci devono essere centrate sull’uomo, gli schermi devonoessere multi modali e coordinati con l’autista, avendo un effetto notevolmente maggiore rispetto allapresentazione sui tradizionali display HDD singoli. Il design, per essere funzionale, deve avere unasimbologia chiara, con il numero sufficiente di indicazioni e di poco scostato a destra del cento. Nel futurol’HUD potrà essere esteso all’intero parabrezza per una navigazione capace di leggere e interpretare lastrada. Rimangono ancora numerose perplessità sull’utilizzo su strada, poiché tutte le ricerche fin oraprodotte sono state svolte in laboratorio; la prova su strada in un contesto reale sarà argomento perricerche future.

Keywords:Anziani, attenzione, carico cognitivo, display multimodale, FWD, giovani, Head-up display, sicurezza.

IntroduzioneL’head-up display è un qualsiasi display trasparente che presenta i dati senza obbligare gli utenti a

distogliere lo sguardo dal loro punto di vista abituale.

L’origine del nome deriva dal fatto che i piloti sono in grado di visualizzare le informazioni mantenendo la

testa alta “head-up”, senza dover guardare la strumentazione all’interno dell’aeromobile.

Anche se sono stati sviluppati originariamente per l’aviazione militare, gli HUD sono stati applicati anche

nell’aviazione civile e in situazioni di largo utilizzo, come nelle automobili, oggetto della ricerca.

L’Head-up display nell’automobile (figura.1) è sempre più disponibile in vetture di serie, e di solito sono

visualizzati il tachimetro, il contagiri e il sistema di navigazione GPS. Inoltre sono fornite informazioni per

migliorare la visione notturna.


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La sua costruzione presentò difficoltà di realizzazione e

alcune controversie dovute all’impegno cognitivo

richiesto ai guidatori. Per le difficoltà tecniche si sono

susseguite quattro evoluzioni che hanno portato a un

livello soddisfacente di qualità dell’immagine e di

precisione nella visualizzazione dei dati, mentre

persistono le difficoltà legate al rapporto dello strumento

con i fruitori del servizio offerto.

Le questioni principali si riscontrano nel valutare se

questa tecnologia possa creare un disturbo ai guidatori

più anziani, se possa provocare un calo di attenzione alla guida, e l’efficacia del sistema HUD rispetto ad

altre forme di presentazione dati (come i display a cristalli liquidi a es. HDD). Fattori critici per il corretto

funzionamento sono il posizionamento e il design degli indicatori nella visuale del guidatore, e creare una

tecnologia centrata sull’uomo. L’evoluzione dell’HUD consiste nella visualizzazione delle informazioni

sull’intero parabrezza (FWD), e in modo che sia sempre più in grado di visualizzare e riconoscere

autonomamente i punti critici nella strada.

1. Effetti dell’Head-up display sull’età

Tramite le informazioni disponibili nella vettura, è possibile facilitare la fermata del veicolo in caso di

necessità sia per i guidatori giovani sia per gli anziani con una tempestiva segnalazione.

I guidatori anziani hanno maggiori rischi d’incidenti dovuti a diverse motivazioni (Preusser, 1998),

mentre i giovani hanno dei vantaggi rispetto ai più adulti per i tempi di reazione più rapidi, una vista

migliore e migliori abilità nell’elaborare le informazioni (Caird, 2005; Maltz & Shinar, 1999). Con

l’invecchiamento della popolazione, è importante migliorare la performance di guida delle persone con un

età più elevata, per diminuire il rischio d’incidenti. L’uso nelle automobili di tecnologie che segnalino

l’imminente semaforo può potenzialmente aiutare la popolazione anziana.

Con lo studio di Chisholm (2005) è stato condotto un esperimento per valutare l’effetto dell’Head-

up display su persone di età diversa. È stato usato il sistema ASL 501 per misurare il movimento degli occhi

dei partecipanti, tramite l’illuminazione dell’occhio con un fascio infrarosso che genera un riflesso colto da

un sensore installato nel mezzo. L’illuminazione dell’occhio e il riflesso furono ottenuti da un emittente

infrarosso tenuto con una fascia sotto l’occhio sinistro dell’autista. Per determinare la posizione della testa

fu montato sul veicolo un Magnetic Head Tracking Hardware (MHT).

Figura 1. Esempio di visualizzazione dell'Head-updisplay in un automobile


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Venne scelto un campione di 24 partecipanti maschi e femmine, metà con età compresa tra I 18 e I

24, e l’altra metà tra I 65 e I 76 anni. La scelta dell’età è basata sugli studi della performance di Caird e

Wolffsohn (Caird & Chugh, 1997; Wolffsohn, 1998).

Tutti i partecipanti fecero una pratica di sei minuti di guida per prendere familiarità con il veicolo,

considerando che una delle caratteristiche essenziali per il buon funzionamento del dispositivo è che

l’utenza prenda familiarità con lo stesso. La prova di guida includeva due cambi di luce: uno a 2,21 s e uno a

1.73 s dalla linea di stop all’incrocio nel semaforo. La sessione sperimentale consisteva in quattro guide da

dieci minuti, aventi dodici incroci con un limite di velocità imposto di 70 Km/h. Tutti gli incroci avevano

quattro corsie, macchine parcheggiate, e vetture che attraversavano o provenienti dalla direzione opposta.

Dei quarantotto incroci, ventiquattro avevano luce arancione. Metà dei cambi dell’illuminazione del

semaforo da verde ad arancione,avveniva a 1,73 s e l’altra metà di 2,21 s prima della linea d’arresto. In

accordo con le buone regole di guida (Alexander & Lunfield, 1986),le icone erano visualizzate per la durata

di 4 secondi nell’HUD ed apparivano 12s o 8s prima dell’incrocio.

Le variabili indipendenti dell’esperimento di Chisholm (2005) erano l’età del gruppo (18-24, 65+), il

tipo di guidatore (sperimentale o di controllo) e i tipi di segnali proposti dall’HUD (rettangolari o a

diamante).Le variabili dipendenti erano il comportamento di fermarsi o meno all’incrocio, la variazione

orizzontale o verticale dello sguardo e la percentuale di durata e visualizzazioni dei simboli dello strumento.

Significativamente pochi autisti con il segnale HUD passarono il semaforo con l’arancione. La

percentuale delle fermate al rosso era differente a seconda dell’età senza l’HUD, gli anziani erano meno

preposti a fermarsi e preferivano passare. L’utilizzo dello strumento fece aumentare la percentuale di

fermate per ogni età.

Il movimento degli occhi era analizzato per la durata della presentazione dello stimolo. Cominciava

dodici secondi prima dell’intersezione e si manteneva visualizzato per quattro secondi. Si ottennero i

seguenti risultati:

- Variabilità del punto fisso:era calcolata sui movimenti orizzontali e verticali degli occhi dei

partecipanti con l’utilizzo dei segnali nell’Head-up display (Recarte & Nunes, 2000).

- Variazioni verticali:I guidatori giovani avevano variazioni sull’asse verticale statisticamente

significative rispetto alle persone più vecchie, e rispetto al gruppo sperimentale senza indicazioni.

- Variazioni orizzontali:guidatori anziani mostrarono movimenti orizzontali significativamente più

elevati rispetto ai giovani e rispetto al gruppo di controllo. I giovani non mostrarono differenze

rispetto al gruppo senza indicazioni dallo strumento.

- Percentuale di durata del fissaggio: i giovani ebbero una percentuale di fissaggio dell’HUD

significativamente superiore rispetto ai più adulti.


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- Conteggio delle fissazioni: gli anziani fissavano un numero di volte significativamente più elevato la

strada, rispetto ai giovani, ma con la presenza del segnale i giovani avevano un numero di

visualizzazioni statisticamente più importante.

2. Effetti dell’Head-up display sull’attenzioneLiu (2003) intraprese uno studio preposto a esaminare la differenza di rendimento degli autisti che alla

guida impegnavano la propria attenzione sulla strada o sull’head-up display, in diverse condizioni di carico

cognitivo (Liu, 2003).

Lo studio riporta i risultati di un esperimento al simulatore di guida in quattro scenari: attenzione sulla

strada o sull’HUD con alto o basso carico cognitivo (visualizzazione di un determinato numero di stimoli e

tempi di risposta). Furono presentati ai partecipanti due scenari di guida, uno con la presenza delle

proiezioni dell’HUD display (l'attenzione-on-the-HUD) e l’altra senza (attenzione-on-the-road). Le persone

dovevano, cercando di compiere il minor numero di errori possibile, rispondere a una serie di stimoli come

rispettare le regole e i limiti di velocità stradali, oppure visualizzare dei rettangoli che apparivano

casualmente sullo schermo e rapidamente girare a sinistra o a destra, secondo le indicazioni ricevute

precedentemente (questa metodologia è stato progettata per studiare la differenza di risposta nelle diverse

posizioni nello schermo).

È stato riscontrato che quando il carico cognitivo alla guida era basso, l'attenzione all’HUD consentiva di

reagire prontamente ed eseguendo comportamenti stradali corretti. Vale a dire che il tempo di risposta

sotto l'attenzione-on-the-HUD nello scenario era più breve e c'era meno variazione del movimento del

veicolo che con l’attenzione agli stimoli presentati lungo la strada.

D'altro canto, quando la guida dei veicoli avveniva con un carico elevato, la risposta dei partecipanti

aventi l’HUD era ancora più veloce, ma i cambiamenti nel veicolo erano più variabili (guida maggiormente

scomposta) rispetto a quando l’attenzione è stata rivolta alla strada.

Gli spostamenti d’attenzione dei guidatori variavano con i diversi carichi d’attenzione e le varie

condizioni. A fronte di ostacoli imprevisti e del rispetto dei limiti di velocità, i tempi d risposta erano più

rapidi quando le segnalazioni apparivano nell’HUD rispetto a quando erano visualizzate lungo la strada. A

basso carico il controllo dell’automobile era liscio, con piccole variazioni del volante, sia nella condizione

HUD sia su strada. Tuttavia, se il conducente aveva la sua attenzione sull'HUD mentre i segni apparivano

lungo la strada, allora avveniva la peggior prestazione nel controllo del volante.

Un ulteriore tematica affrontata dallo studio avvenne presentando ai partecipanti una sequenza delle

condizioni di guida sopracitate. Nella situazione di retromarcia le prestazioni miglioravano con la

presentazione iniziale della condizione con Head-up display. Le migliori risposte in termini di attenzione e

comportamento di guida si sono riscontrate nella situazione di utilizzo dell’HUD; Indipendentemente dalla


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sequenza di presentazione, il tempo di risposta ad una condizione improvvisa (limite di velocità - segni) è

stata più rapida quando i piloti hanno guardato la HUD che la strada. Sia con basso, sia con alto carico

cognitivo, i guidatori hanno risposto in modo più lento quando la situazione seguente alla sequenza con

HUD era on-the-road.

3. Tecnologie centrate sull’uomo

Per una completa e fruttuosa intelligenza virtuale applicata nell’automobile, il veicolo deve lavorare in

modo cooperativo con il guidatore (Little, 2001).

Tecnologie non coordinate possono trasmettere eccessivi dati, concorrere o contraddire messaggi e

portare a una maggiore distrazione, confusione, possono portare a sopraffare il guidatore. Questo può

causare un sovraccarico delle limitate risorse cognitive dell’autista, quindi diminuire la performance e la

sicurezza della persona.

Un sistema intelligente deve ricercare le informazioni necessarie nell’ambiente circostante e agire di

conseguenza. Così l’interazione e il canale comunicativo – tramite l’interfaccia – porta a risultati

soddisfacenti dell’intelligenza virtuale che si è scelto di utilizzare.

Un sistema integrato e coordinato è chiamato a definire le caratteristiche della intelligenza centrata

sull’uomo nel veicolo. Senza di questo l’automobile può essere un contenitore di sovrapposte potenzialità

o tecnologie contrastanti.

L’Unione Europea ha bene identificato human technology interaction (HTI) come una priorità a

breve termine per l’evolvere della tecnologia dei trasporti su strada in Europa.

L’integrazione di tecnologie individuali nelle automobili può essere pensato in display e controlli

coordinati e semplificati. Nel corso del tempo, le vetture sono diventate sempre più sofisticate nel modo di

comunicare le informazioni e nel ricevere i comandi del pilota.

Guidare è potenzialmente pericoloso. Sebbene le tecnologie dentro le vetture possano aumentare

la capacità e il comfort di guida, la distinta e complessa natura di questi sistemi suggerisce che loro possono

intaccare la capacità di guida e, se non utilizzate attentamente, possono aggravare realmente i problemi di

traffico. Il design dell’interfaccia uomo – auto, dove l’autista interagisce fisicamente e cognitivamente con il

mezzo, è critico. Quando diamo accesso al guidatore a questi sistemi nella vettura, i designer non devono

considerare solo la sicurezza (non sovraccaricare l’autista di informazioni su processi e risorse) ma anche la

gradevolezza e l’usabilità (Hulse, 2001).

I guidatori hanno un ruolo critico nella scelta di come l’intelligenza nei veicoli debba apparire e funzionare;

l’interfaccia del sistema ha una forte influenza su come l’utente vede e capisce le funzioni del sistema

stesso. L’interfaccia deve essere intelligente, amichevole, facile da usare e deve rappresentare la realtà.

Il primo passaggio è di cercare le potenziali informazioni richieste per l’ipotetico sistema.


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Molte decisioni riguardano quali informazioni presentare, in che modo, il posizionamento e le tempistiche.

Il problema delle informazioni nel display può essere diretto e avere effetti significativi in sistemi di

sicurezza, usabilità e accoglienza; esso include:

- Modalità (per esempio: audio, video o tatto)

- Formato (per esempio: concentrazione e distribuzione dell’informazione HUD o HDD)

- Tempo (per esempio: tempo di partenza, durata, frequenza)

La mancanza di aderenza a specifiche linee guida e modelli di multi - modalità nei display

dell’automobile, fa sì che siano stati progettati in diverse modalità, perché studi simili spesso presentano

risultati contraddittori o teorie difficili da applicare direttamente. Il dipartimento dei trasporti americano ha

recentemente condotto esperimenti al simulatore che riferiscono a tipi di display, formato e luogo in cui si

trovano variabili critiche come:

- Informazioni sul tipo, proprietà e complessità

- Stato del viaggio e carico sulla guida

- Età dei guidatori e carico di lavoro soggettivo.

In ogni potenziale circostanza, display multimodali attentamente studiati mostravano benefici maggiori

che ogni singola modalità di display.

Visualizzazioni multimodali hanno mostrato un comportamento di guida sicuro in ogni condizione di

guida, si è dimostrati validi nella navigazione stradale e nelle risposte d’emergenza, hanno ottenuto

punteggi migliori in molte misure soggettive di carico di lavoro (Liu, 2001).

Generalmente, l’architettura dell’informazione deve essere il più semplice possibile. Se la complessità delle

informazioni è inevitabile, il display multimodale dovrà abbassare il carico cognitivo d’attenzione del

guidatore e dovrà migliorare la performance di guida.

Tuttavia, per evitare di annoiare il guidatore, le informazioni multimodali dovranno essere moderate e

attentamente bilanciate con dei canali sensoriali umani.

4. Confronto tra l’HUD e altri display in - vehicle

Negli ultimi anni, con la presentazione dei sistemi globali di posizionamento (GPS) e tecnologie di

comunicazione, alcuni costruttori di automobili hanno cominciato a produrre veicoli che sono in grado di

presentare le informazioni al conducente con tecnologie head-up o head-down display (HUD o HDD).

Mentre i conducenti possono beneficiare nel ricevere informazioni immediate sullo status del veicolo e

la navigazione, essi devono affrontare un pesante carico cognitivo di attenzione durante la guida per

visualizzare l’informazione. Le vetture sono spesso dotate di uno schermo HDD da 6 – 8 in LCD installato

vicino l'aria condizionata dove vengono presentate le informazioni. In precedenti studi pertinenti si è visto

che gli autisti distolgono molta della loro attenzione visiva (oltre il 90%) per ottenere le informazioni dal


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HDD (Lansdown, 1997). Pertanto i suddetti sistemi di display possono fornire convenienti e immediate

informazioni, ma tendono ad aggiungere extra carico ai sistemi visivi dei conducenti per la consultazione. In

aggiunta, quando l’automobilista riceve le informazioni fornite dall’interno della vettura, il guidatore deve

distogliere gli occhi dalla strada, il che influisce sulla sicurezza di guida (Zwahlen, 1988). La distrazione sulla

strada è una delle cause principali di pericolo alla guida (Wierwille, 1995; French, 1988). HUD può ridurre la

frequenza e la durata della distrazione visiva del conducente proiettando le informazioni richieste sul

parabrezza di fronte alla postazione di guida. Ciò consente di orientarsi facilmente (Kiefer, 1991; Kaptein,

1994) e di rispondere rapidamente alle informazioni fornite dalle condizioni stradali e dalle comunicazioni

del sistema (Inio, 1988; Okabayashi, 1989).

Simon (2001) ha identificato e analizzato differenti schemi di interazione uomo - computer che

generalmente si utilizzano per migliorare la produzione di automobili.

Presentando l’informazione con l’HUD si porta a ridurre i costi relativi all’individualizzazione delle

informazioni e incrementa il tempo di attenzione sulla strada (Sojourmer, 1990). Questo tipo di

presentazione può migliorare la visualizzazione degli oggetti nell’ambiente circostante, il percorso da

seguire e il controllo della velocità (Weintraub, 1992)

Dalla letteratura è possibile notare come i vari sistemi di visualizzazione dei dati abbiano ridotto il

tempo di distrazione con le tecnologie dei display e le applicazioni all’interno del mezzo. Vi sono tuttavia

poche pubblicazioni che esplicano profondamente gli schemi d’interazione con la strumentazione proposta.

È difficile dare una larga veduta generale al concetto d’interfaccia con l’utente e la strumentazione

nell’automobile. Quello che sta sotto allo schema di interazione è giocato dal ruolo importante nella stima

della usabilità e della performance dell’interfaccia dell’utente con il veicolo.

L’introduzione degli HUD nelle automobili porta a nuovi schemi di interazione per la distribuzione delle

informazioni tra il DIP (digital instrument panel) e l’HUD. Le informazioni relative non sono distribuite tra i

due display, ma vengono re-indirizzate nelle varie tipologie di visualizzazione come si vede in figura 2. Gli

altri schemi interattivi contengono una distribuzione coerente delle informazioni presenti nel DIP, ma

sempre ristrette all’interno del veicolo.

Figura 2.L’interfaccia HUD di sinistradà più informazioni rispetto all’HUDdi destra. Il concetto dellarappresentazione di sinistra è dicontenere informazioni importanti,mentre per la visualizzazione didestra si limita a fornirel’informazione sulla velocità e unoschematico sistema di navigazione.Dato che l’informazione di sinistra èpiù dettagliata, l’autista dovràguardare la strumentazione dentro ilveicolo meno frequentemente.


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Ross (Ross, 2001) diede delle indicazioni per la valutazione dei tipi di sistemi informativi alla guida

(IVIS). Dichiarò che un piccolo gruppo di valutatori esperti nel settore diano risultati affidabili. Dato che una

rigorosa ed esauriente valutazione delle tecnologie è un processo costoso, la proposta era di considerare le

metodologie di Netsler come buone. L’esperimento consisteva nella valutazione di differenti interface da

parte di 7 esperti. Innanzi tutto fu provato a ricercare le impressioni sull’usabilità delle differenti tecnologie

con il test SUS (system usability scale) (Brooke, 1996)ma i risultati mostrarono che non era possibile

ottenere risultati statisticamente significativi.

Venne comunque usato il SUS test per fare una stima iniziale dell’usabilità senza distinguere

specificatamente tra interfacce più o meno impiegabili. Il test rilevò che era possibile effettuare

miglioramenti in tutti i tipi di interface, dato che nessuno strumento raggiungeva il punteggio massimo di

50 punti. Il carico di lavoro era misurato dal SEA test (Eilers, 1986). Gli utenti dovevano eseguire due

compiti: manipolare la radio e un sistema di navigazione.

Nuovamente furono trovate possibilità di miglioramento, dal momento che il carico di lavoro della

manipolazione della radio (cambio stazione e volume) non era molto alto, ma cambiare i dati nel sistema di

navigazione (selezionare la destinazione) richiedeva un carico cognitivo abbastanza alto. Fu inoltre

utilizzato il HMI test (Rottner, 2002 ) per valutare numerosi aspetti delle varie tipologie di interfacce nel

veicolo. La scala variava da 1 (pochissimo) a 5 (molto bene)

Le informazioni presentate con l’HUD furono valutate le migliori interfacce nella presentazione delle

informazioni. Le indicazioni dettagliate (figura 2 sinistra) furono valutate migliori rispetto alla presentazione

delle informazioni basilari (figura 2 destra).

4.1 Confronto tra l’Head-up display e l’Head-down display

Il lavoro di Vassilis (2008) introduce un nuovo design avente un head-up display largo come tutto il

parabrezza dell’auto e che punta a migliorare la consapevolezza dello spazio dei guidatori e i tempi di

risposta in condizioni di bassa visibilità. Per soddisfare queste richieste, è stato disegnato e utilizzato un

prototipo di lavoro dell’interfaccia uomo – macchina (HMI).

La situazione di complessità riscontrata nel ricercare le informazioni all’interno del veicolo è il risultato

della proliferazione dell’uso di questi spazi nel cruscotto, l’interfaccia head-down display (HDD) non può

effettivamente fornire immediate informazioni importanti all’attenzione dei guidatori e vengono fornite

informazioni irrilevanti nei vari display HDD nel veicolo.

L’interfaccia Head-up display (HUD) che presenta al centro le sole informazioni utili relative alla guida,

completa il tradizionale cruscotto. Le informazioni più importanti stanno all’interno del campo visivo, in

modo da non distogliere l’attenzione. Questa è la conseguenza data dalla creazione di un design semplice,

senza che vengano aggiunte nuove informazioni al già congestionato cruscotto del veicolo.


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Per interpretare il gran numero d’informazioni provenienti dai sensori delle automobili, l’interfaccia HUD

può aumentare la comprensione dello spazio intorno alla propria vettura e migliorare i tempi di risposta dei

guidatori, particolarmente in situazioni di bassa visibilità.

Nella proposta del sistema HUD diventa critico regolare le informazioni mostrate in situazioni di un

potenziale incidente con bassa visibilità, questo viene facilitato con un’efficiente collaborazione e

interazione tra il sistema e l’automobilista (elementi uomo e macchina). I tempi di risposta in questo

scenario sono di pochi secondi; Vassilis asserisce che l’immediata informazione al conducente tramite la

macchina possa precedere l’evento della possibile collisione e dunque l’incidente stesso.

Specificatamente,questa informazione deve essere fornita tramite l’interfaccia HUD.

Tuttavia la responsabilità dell’azione non deve essere data esclusivamente a una o l’altra soluzione; i

processi di decisione presi alla guida devono essere bilanciati tra la macchina e l’uomo, per qualsiasi tipo di

design dell’interfaccia (McCann & McCandeless, 2003)

Nello studio di Vassilis (2008), la macchina, con l’aiuto dei sensori e dell’equipaggiamento radar, è

capace di identificare ostacoli e informazioni sulla visibilità di guida, la posizione e velocità dei veicoli

limitrofi, tutto con il sistema HUD; seguendo predeterminati algoritmi la decelerazione del veicolo che sta

di fronte può essere calcolata e l’informazione può essere passata all’autista tramite simboli grafici. Di

conseguenza, il sistema aumenta la visione umana senza intervenire nel processo di guida.

La maggiore trappola del HMI (interfaccia uomo-macchina), è dovuta al veicolo, ed è data da un

display non intuitivo.

In generale, il design e la funzionalità dell’interfaccia sono create secondo un approccio centrato sull’uomo.

Di conseguenza un’interfaccia riuscita, centrata, può aumentare l’azione umana ( maneggevolezza con l’uso

dei simboli del traffico ), i sensi (miglioramento della visione grazie al simbolo di collisione del veicolo

precedente) e il giudizio del guidatore (selezione della corsia e decisione di superare con l’aiuto di simboli di

corsia) al fine di creare le condizioni maggiormente favorevoli all’utilizzatore.

Perciò, durante il processo di design dell’interfaccia HUD, si deve avere particolare interesse ad amplificare

ed estendere la percezione e le abilità cognitive dei guidatori con i segnali visivi.

L’interfaccia alfanumerica è stata pesantemente usata nell’ultimo decennio come simbologia per la

navigazione in tempo reale. Questo riflette l’origine militare del design HUD ed è un modo per accrescere

l’accuratezza del bersaglio dell’aviazione militare. Questa tipologia d’interfaccia serve a un tipo particolare

di utilizzo e a uno scopo ben definito nell’ambiente, questo tipo di rappresentazione può però rivelarsi

inadeguato nell’automobilismo.

Alcuni test mostrarono che nell’HUD il sovraccarico d’informazioni, specialmente quelli che usano una

rappresentazione grafica testuale, possono creare l’effetto conosciuto come la cattura dell’attenzione

(Ward & Parkes, 1995). In particolare, la cattura dell’attenzione avviene ogni volta che il guidatore si distrae


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a causa di diverse stimolazioni visive. Questi stimoli prendono una consistente parte delle risorse attentive

dell’utente e possono attenuare l’attenzione sulla guida. Complessivamente la cattura cognitiva è un

turbamento dell’attenzione istantanea, ha un impatto negativo nella performance e nella sicurezza di guida

(Ward & Parkers, 1994).

Per ridurre o eliminare l’agglomerato di stimoli visivi, la simbologia conforme tipica per le informazioni di

navigazione è stata proposta da Fukano (1994) che indica come le raffigurazioni scelte debbano simulare la

formazione visuale degli oggetti esterni reali (viene evidenziato graficamente il contorno degli oggetti

esterni limitrofi al veicolo) per dare all’osservatore la sensazione che la simbologia faccia parte della scena

esterna (Gish & Staplin, 1995).

Un’ulteriore caratteristica dell’interfaccia design per una buona collaborazione uomo-macchina è l’abilità

del sistema di essere appresa velocemente dall’utilizzatore. Il design segue la linea guida del ‘‘form follows

function’’ e il segnale video è presentato in modo minimale.

Vassilis (2008) studiò il sistema cognitivo degli automobilisti, il comportamento antropomorfo e le

caratteristiche culturali. Le misurazioni empiriche e l’analisi statistica dall’inizio della preparazione nella

simulazione, aiutò alla formazione della forma conclusiva dell’interfaccia.

In totale, vi sono quattro diverse tipologie di notifiche nell’interfaccia che offrono diverse alternative per

aiutare e prevenire la collisione. Viene visualizzato il simbolo della strada da percorrere per evitare la

collisione (“sentiero virtuale”, che con i punti di riferimento presenti sulla strada; dà la posizione del veicolo

e le indicazioni per evitare l’incidente, inoltre indica la vicinanza di elementi di pericolo. In base al colore del

simbolo, cambia la gravità del pericolo incombente), il simbolo dei vicoli vicini alla propria vettura (il

segnale si sovrappone ai veicoli adiacenti con diverse colorazioni in base alla pericolosità), la notifica

connessa alla congestione del traffico (risalta l’intensità del traffico e invita a moderare la velocità secondo

il caso) e i simboli d’indicazione stradale nella navigazione (indica preventivamente la svolta per

raggiungere la destinazione impostata nel navigatore).

Nel simulatore, la prova dell’utente veniva effettuata con l’intento di misurare la performance

quando veniva usato l’HDD in contrapposizione al simulazione con l’HUD proiettato nell’intero parabrezza.

Il campione era composto di quaranta partecipanti di diverso genere sessuale e abilità di guida, presso

l’università di Glasgow (UK)

Furono considerati due scenari comuni di “car following”. Il primo scenario descritto in figura 3a,

coinvolgeva venti veicoli distribuiti nella carreggiata, guidati secondo le regole della strada. All’inizio dello

scenario, il veicolo del partecipante era posto dietro due gruppi di automobili che procedevano tutte a

diversa velocità. Poi a un tempo predeterminato queste macchine frenavano improvvisamente, spingendo

il guidatore a frenare fino a fermarsi o ad eseguire una manovra per evitare la collisione. Dopo che il


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guidatore è riuscito a passare il primo gruppo di auto, alla distanza di 500 m, era presente un altro gruppo

di auto che frenava di colpo, e nuovamente il guidatore doveva evitare la collisione.

Il secondo scenario, mostrato in figura 3b, ricreava una congestione del traffico composta da 20 mezzi. In

questo caso il traffico incolonnato era situato in una curva cieca al di sotto di un ponte, il che

rappresentava un significativo rischio di incidente. Le prove furono eseguite anche con diverso grado di

visibilità e le condizioni erano mutate per ogni soggetto partecipante.

Il sistema HUD confrontato con il tradizionale cruscotto (HDD), diede nei differenti scenari di prova,

dimostrazione della sua efficacia. Nello scenario di frenata improvvisa, le condizioni inerenti l’uso

dell’interfaccia HUD, l’utilizzo del cruscotto tipico e le condizioni di bassa visibilità, crearono un percorso

continuo tra le prove, questo per prevenire che i partecipanti identificassero le modalità e le posizioni degli

altri veicoli (Charissis , 2007)

Significativamente, per tutta la durata della simulazione, i guidatori mantennero una buona distanza dal

primo gruppo quando veniva utilizzato l’HUD. In questa condizione, circa tra gli 87-92 s (poco prima della

visione a occhio nudo dei veicoli), l’autista frenava moderatamente; questo è evidente dalla leggera curva

che è possibile osservare nel grafico delle velocità in figura 4b.

Figura 3. Scenario simulato. a. scenario di frenataimprovvisa. b. Scenario di traffico congestionato

Figura 4. Reazione dei partecipanti durante la primasimulazione. a. Distanza tra la distanza e il tempo.b. Velocità del veicolo e il tempo (a distanza e velocitàzero vi è l'impatto con i veicoli precedenti)


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Nella condizione in cui non era utilizzato il sistema Head-up display, i partecipanti mantenevano la velocità

quasi invariata per un periodo più lungo, così quando il gruppo che frenava diventava visibile (92 s) veniva

effettuata una frenata improvvisa con il panico. Dato il tempo in cui si manteneva costante e troppo

elevata la velocità, diventava impossibile potersi fermare in tempo e l’incidente diveniva inevitabile.

L’interfaccia HUD fornisce all’utente uno stimolo a ridurre la velocità (così da incrementare la

maneggevolezza) quando gli altri veicoli limitrofi sono troppo ravvicinati. Inoltre, la consapevolezza della

situazione rischiosa fa diminuire i tempi di reazione all’evento. Con l’utilizzo dell’HUD si ridusse

notevolmente il rischio di collisioni in ogni scenario. Quando fu usata l’interfaccia HDD, il 90% dei

partecipanti subì un incidente nel primo scenario e 37,5% nel secondo. Quando invece era usato il sistema

hud, il numero d’incidenti scendeva al 27,5% e solo il 5% dei partecipanti provocava una collisione nel

secondo scenario. Questi risultati indicano che in alcuni aspetti l’interfaccia HUD possono essere molto più

efficienti dei sistemi HDD, portano a ridurre il numero degli errori degli automobilisti e la possibilità di

velocizzare i tempi di risposta.

A ciascun partecipante fu chiesto di completare due questionari, i quali misuravano le impressioni delle

persone sull’HUD. Ai rispondenti fu chiesto di valutare le quattro tipologie di notifiche della forma finale

proposte da Vassilis (2008), nel totale il 55% degli intervistati considerò l’HUD “estremamente utile” e il

30% “molto utile” mentre solo il 5% dichiarò che non ne trovava il vantaggio dal sistema.

In ogni caso i partecipanti si dimostrarono contenti della simbologia utilizzata e sul posizionamento, il 95%

espresse valutazioni positive sulla scelta del design.

A conferma delle impressioni originali di Vassilis (2008), il livello di stress sembrava essere ridotto

significativamente con l’utilizzo dell’head-up display. Il 90% dei guidatori affermò che il sistema HUD avesse

alleviato la stress nella guida in condizione di basso livello d visibilità, mentre il 92,5% trovò che l’HUD

riducesse lo stress in modo maggiore rispetto alla tradizionale interfaccia HDD.

Anche Liu (Liu, 2004) comparò la performance di guida e il carico di lavoro psicologico tra la guida con

l’head-down display (in- vehicle) e l’head-up display (HUD). I risultati mostrarono che i tempi di risposta in

caso d’urgenza producono un minore stato di stress e una migliore performance con l’uso dell’HUD.

5. Design e posizionamento delle segnalazioni nell’HUD

Lo studio condotto da Yoo (1999) in Michigan (USA), in collaborazione con Hiroshi Watanabe della

Nissan motor Company, verificò gli effetti del posizionamento dell’HUD sui tempi di risposta e la probabilità

di visualizzazione degli allarmi HUD. Nella prova i rispondenti dovevano premere un pulsante ogni volta che

individuavano un evento predeterminato nella scena (passaggio di macchine, segnali da altri veicoli, o

segnali stradali). Inoltre, i partecipanti premevano il pulsante anche quando un triangolo d’allarme appariva

in uno dei quindici posizionamenti previsti nel segnale HUD.


13

I tempi di risposta al segnale HUD, e probabilità di visualizzazione, variano con la localizzazione del

segnale. La media rispose tra i 842 e u 1390 ms e il tempo di risposta più rapido fu ottenuto dalla notifica

posta a cinque gradi sulla destra dal centro. La risposta all’HUD non interferì significativamente con

l’attenzione sulla strada. All’attenzione sull’HUD furono aggiunte alcune prove di guida simulata, i tempi di

risposta ai segnali provenienti delle altre vetture crebbero leggermente (da 1175ms a 1260 ms) ma la

probabilità di visualizzazione non cambiò.

Questi studi e altre ricerche rilevanti sulle automobili hanno visualizzato le seguenti problematiche:

i benefici dell’HUD; la dislocazione del display; la distanza dell’immagine; la misura e il colore; la luminosità

e il contrasto. Gli aspetti tecnici furono presto risolti ma rimasero dubbi sulla locazione e i benefici degli

indicatori.

La letteratura suggerisce che la locazione ideale dell’HUD è direttamente di fronte al guidatore, di

circa dieci gradi sotto la linea di visione frontale. Tradizionalmente, l’HUD dell’automobile è disposto nel

contorno del campo visivo del conducente così da non interferire nella visione di guida della strada e

perché non sono necessari tempi di risposta immediati. Tuttavia, per un segnale d’allarme importante è

prioritaria la posizione, se non viene localizzato nella corretta posizione i guidatori non possono rispondere

abbastanza velocemente, o possono non vedere il segnale, incrementando il rischio d’incidente e

perdendo il beneficio dello strumento.

L’esperimento di Yoo esaminò tre questioni:

1. L’incidenza del posizionamento del segnale d’allarme nei tempi di risposta

2. L’incidenza del dislocamento delle notifiche HUD nei tempi di risposta

3. La posizione migliore e peggiore del segnale d’allarme.

Fu analizzato un campione di 24 persone dotate di patente, 12 giovani (20-29 anni, media di 23) e 12

anziani (65 – 78 anni, media 71). All’interno di ciascun campione di età erano presenti 6 uomini e 6 donne.

Ai partecipanti era controllata la vista per l’accuratezza, profondità, la visione periferica e il daltonismo.

Per determinare l’effetto della locazione dell’HUD sulla performance di visualizzazione, furono

presentate in 15 (3 righe e 5 colonne) diverse posizioni dei triangoli nel display; il triangolo è il simbolo di

pericolo (Figura 5). Appariva solo un triangolo alla volta. Tutti i partecipanti furono fatti sedere nel

simulatore così da fissare le coordinate di posizionamento degli occhi e accumunare la linea dell’orizzonte

visivo.


14

Figura 5. Disposizione dei 15 posizionamenti del segnale d'allerta HUD

Mantenendo l’attenzione sulla guida, i candidati dovettero rispondere, premendo il pulsante, a tre tipologie

diverse di eventualità: (a) passaggio di veicoli e allineamento con l’auto presente frontalmente, (b)

segnalazioni di svolta o fermata dai fanali posteriori delle altre vetture, e (c) segnali stradali. I tre tipi di

eventi erano presentati da sinistra a desta, rispettivamente, portando a visualizzare la proiezione come un

ambiente di guida reale.

Ogni triangolo era presentato per 10 s, dopo di che scompariva e veniva considerato come perso, altrimenti

veniva rimosso non appena il soggetto premeva il bottone.

I partecipanti rispondevano premendo due bottoni nella tastiera: un pulsante era per l’Head-up display, e

l’altro per tutti gli eventi che si presentavano nella scena di guida.

Nelle risposte date con l’uso dell’Head-up display, il 95% per cento dei guidatori anziani rispose

sotto i 6680 ms e il 90% era al di sotto dei 2830 ms, mentre il 95% dei giovani rispose al di sotto dei 1930

ms e il 90% entro i 1280 ms.

Per le quindici disposizioni possibili la differenza per riga era significativa, e ancor più statisticamente

significativa era l’interazione tra righe e colonna nel determinare il risultato. I guidatori risposero più

lentamente agli allarmi HUD con una visualizzazione del segnale più distante dal centro.

I guidatori anziani risposero al segnale d’allerta HUD in modo significativamente più lento (40%)

rispetto ai giovani, valutando le differenze per riga. Considerando l’intersezione tra righe e colonne la

differenza d’età era significativamente diversa per ogni posizionamento del segnale, e le risposte degli

anziani furono maggiormente rallentate a confronto col campione dei giovani.

Con l’analisi del programma statistico ANOVA si è potuto vedere che la probabilità di risposta ai

segnali delle altre vetture aveva effetti dovuti all’età e al numero di guide, ma non al genere. I giovani

erano più veloci a notare i segnali luminosi rispetto agli anziani del 20%. C’erano miglioramenti fino alla


15

terza simulazione, poi avveniva un declino nei risultati di risposta. Inoltre la verifica dei tempi di risposta

alle segnalazioni delle altre auto, rivelò effetti significativi sui diversi tipi di strade, dovuto all’aumento del

traffico, altre che alle eventualità e alla durata degli eventi stessi.

In seguito all’esperimento, ai candidati fu chiesto di indicare le tre locazioni migliori e peggiori del

segnale d’allarme nell’Head-up display. Il “Kruskal-Wallis” test rivelò che erano favorite le tre colonne di

stimoli centrali, e per nulla le 2 colonne laterali.

I partecipanti valutarono la difficoltà nel rilevare l’allerta HUD che fu dichiarata di basso livello,come la

difficoltà di visualizzare il display in concomitanza di eventi stradali; venne chiesto di valutare le potenzialità

e fu considerato un notevole vantaggio il segnale triangolare d’allerta per attirare l’attenzione.

Le persone dovettero stimare anche la difficoltà per ogni prova e fu rilevato che la difficoltà di

visualizzazione si sommava alla complessità sostenuta per ogni tipologia di percorso.

6. Full-windschip display (FWD)

Le tecnologie e le ricerche per migliorare la sicurezza e la qualità di guida in campo automobilistico,

sono in continua evoluzione. Sono state presentate diverse soluzioni possibili e Wu (Wu,2006) presentò un

sistema multimediale di strade, divise tra utenti e navigazione, in cui bisognava seguire le indicazioni

presentate oppure seguendo evidenti punti di riferimento nel video. Chu (Chu,2008) ha recentemente

proposto di usare tutto il parabrezza come HUD per mostrare varie informazioni agli automobilisti. Sato

(Sato, 2006) costruì una struttura simile alla ricerca studiata di Wu et al. (Wu et al., 2009) con il sistema

FWD ma usarono diversi piani tecnologici.

L’uomo usa i punti di riferimento per muoversi. La navigazione satellitare stradale funziona tramite la

sincronizzazione dei dati ricevuti da un satellite (GPS) con il posizionamento su una mappa stradale

precedentemente caricata che, con il sistema “turn-by-turn”, esegue un cut-down all’avvicinarsi alla curva e

arrivando a zero nel momento in cui bisogna girare. Questa forma di navigazione può dare dei problemi se

le mappe non sono aggiornate, o se il segnale inviato dal satellite non è abbastanza preciso, e questo è uno

dei principali problemi che almeno 12000 guidatori Americani si trovano ad affrontare ogni giorno nel

progettare e seguire itinerari (King, 1986; Streeter, 1986; Wierwille, 1989).

Le varie tipologie d’interfaccia grafica hanno dato un uso efficace e gradevole, ma non il migliore. Ad

esempio il sistema di navigazione, poiché il guidatore riceve le informazioni del navigatore satellitare che

non collimare perfettamente, possono aumentare il carico cognitivo all’autista . Un'altra distrazione, è che

il guidatore deve spostare la sua attenzione dalla strada allo strumento per ottenere le informazioni.

Dalla bibliografia è emerso che sono state sviluppate tecnologie per un nuovo tipo di navigazione,

usando l’intero parabrezza come head-up display (FWD).


16

L’FWD può proiettare informazioni ovunque nel vetro anteriore, mentre l’HUD può proiettare i dati solo in

una regione limitata. Un FWD può cercare e rendere evidenti i più importanti punti di riferimento nella

strada, come limiti di velocità,registrare segnaletiche,ecc. Si possono avere tecnologie per scoprire e

riconoscere punti di interesse delle strade (Wu at al, 2005, 2008) e può anche essere usato per aumentare

la visuale in situazioni di pericolo.

Questa tecnologia aveva delle difficoltà tecniche dovute alla curvatura del parabrezza, ma i problemi sono

stati risolti con l’applicazione di formule matematiche e con l’ausilio di un computer.

I cartelli stradali sono un’importante tipologia tra i possibili punti di riferimento. Wu et al. hanno

proposto un sistema che possa incrementare la ricerca dei cartelli mostrandoli su un video (Wu et al, 2005).

Evidenziando i punti chiave, come la segnaletica stradale, si può aiutare l’automobilista nella guida. Non è

chiaro se il disturbo della proiezione del FWD annulli i benefici del sistema, ma i risultati dicono che il FWD

può dare aiuto alla guida con l’ausilio di altri sensori e sistemi, e offrire buone basi per ricerche future.

Conclusioni

L’Head-up display (HUD) è un sistema capace di ricercare le informazioni nell’ambiente esterno a

un’autovettura e proiettare i dati maggiormente pertinenti direttamente nel parabrezza, di fronte al posto

di guida dell’automobilista. L’interfaccia può mostrare diverse tipologie di simboli e notifiche, per la

navigazione o per situazioni di potenziale pericolo.

Tra le possibili segnalazioni vi è quello della prossimità a un incrocio e il colore del semaforo che ci

si appresta a superare. Con il segnale in-vehicle,nell’esperimento condotto da Chisholm (2005), aumentò

sia per i giovani che per gli anziani la percentuale di fermata allo stop. Senza lo strumento le persone più

vecchie erano meno disposte a fermarsi e passando l’incrocio con maggior frequenza rispetto ai giovani.

Presentando il segnale HUD in anticipo, i guidatori riuscivano a ridurre la velocità così da riuscire a fermarsi

col semaforo giallo. Fu eseguita un’analisi dei movimenti oculari che rilevò come i giovani mantenessero la

loro attenzione sull’HUD per un numero maggiore di volte e per periodi di tempo maggiori rispetto alle

persone sopra i sessantacinque anni. Questo può essere dovuto al fatto che gli anziani devono concentrarsi

maggiormente sulla strada, non possono fissare tanto spesso o a lungo l'HUD perché devono stare attenti

alle informazioni importanti del traffico, o perché può rappresentare occasionalmente (sempre molto al di

sopra alla soglia di sicurezza) un disturbo all’attenzione (Caird, in press; Ho et al., 2001; Maltz &

Shinar,1999). I giovani erano maggiormente incuriositi dalla nuova tecnologia (Kiefer, 1991). Quest’aspetto

richiederà nuove ricerche quando l’effetto della novità sarà svanito.

Recarte and Nunes (2000) usarono la variazione dello sguardo in verticale e orizzontale come

misura dell’attenzione durante l’esecuzione di compiti secondari. La diminuzione dello sguardo in ciascun

piano è attribuita all’aumento della richiesta di attenzione e usando l’HUD diminuisce, seppur di poco, in


17

ambedue i piani. Le variazioni dello sguardo orizzontale possono aumentare il carico cognitivo e questo può

non essere un beneficio, si è dimostrato che con l’uso dello strumento diminuisce la richiesta di guardare le

luci del semaforo, e quindi del numero di variazioni orizzontali dello sguardo.

L'uso della tecnologia HUD ai conducenti può consentire di rispondere più rapidamente a eventi

imprevisti (come l’individuazione del tachimetro e le risposte ai compiti progettati) sia con alto che con

basso carico cognitivo alla guida. A basso carico cognitivo, i piloti hanno migliorato i comportamenti di

guida (piccole variazioni di accelerazione laterale e minore angolo di sterzata del volante). Questi validi

indicatori sono necessari all’attenzione per la guida (Dingus, 1997; McDonald, 1980) e indicano che i piloti

devono usare meno attenzione quando si utilizza l’HUD. tuttavia nella guida a basso carico, dato che

l’attenzione globale richiesta è minore, questo può ridurre la consapevolezza dei guidatori (Liu, 2001).

Ll'aggiunta di carico dovuta all’ HUD non esercita un effetto negativo notevole sulla guida in tali condizioni.

Vi sono studi precedenti, in campo aereonautico, discordanti con i dati ottenuti, dato che sostengono che

ad alto carico di lavoro aumentino i tempi di risposta (Fischer, 1980; Wickens, 1993 ) ma le condizioni di

traffico stradali sono differenti da quelli presenti in aviazione.

Per valutare lo sforzo di concentrazione richiesta dal sistema Liu (2003) esaminò Il passaggio

dell’attenzione del conducente dall’ HUD alla strada (o viceversa) presenta diverse modalità di impatto sui

comportamenti di guida. Indipendentemente dalla posizione iniziale d’attenzione (HUD/strada), le

prestazioni dei piloti sono sempre migliori quando l'attenzione è spostata verso l’HUD. Al contrario,i

risultati peggiorano quando l'attenzione viene spostata dal HUD alla strada. Anche se i risultati trovati non

sono coerenti con quelli di McCann ( McCann, 1993) (in particolare sulle informazioni che richiedono una

risposta veloce) sembra che l’HUD consenta al conducente di un tempo di risposta più rapida.

I risultati di miglioramento possibili sono ottenuti grazie ad un’efficiente presentazione grafica dei

segnali o degli stimoli. Nel panorama automobilistico odierno è possibile individuare diverse tipologie

d’interfaccia con l’utente; con l’esperimento condotto da Nestler (Nestler, 2001) si è potuto constatare

come l’head-up display rappresenti la migliore interfaccia con l’utente tra tutte quelle oggi più

comunemente utilizzate. Una schermata con un numero di dettagli elevati, purché indispensabili alla guida,

è preferita ad un interfaccia basilare. L’autista dovrà visualizzare la strumentazione all’interno del veicolo

un numero minore di volte, il che consentirà di mantenere una maggiore concentrazione sulla strada.

Nel confronto tra display interni al veicolo (HDD) con il design dell’Head-up display, grazie

all’esperimento di Vassilis (2008), si nota come i guidatori possono seguire efficacemente la navigazione

con l’assistenza dell’HUD, diminuendo la percentuale di rischio d’incidenti e favorendo molto la guida in

situazioni di scarsa visibilità. Diversamente, l’interfaccia HDD fu valutata inadeguata nel modo di

presentare le informazioni richieste al fine di evitare l’imminente collisione. I partecipanti all’esperimento


18

di Vassilis (2008) considerarono il sistema Head-up display positivamente e furono molto favorevoli

all’utilizzo dello strumento nella quotidianità.

Nel segnalare tempestivamente il pericolo imminente si è rilevato che i tempi di risposta all’allarme

HUD variano in base al posizionamento al segnale stesso. Vassilis pensò che quanto più lontano fosse dal

punto di vista centrale, tanto il tempo di risposta fosse elevato e vi fosse una bassa probabilità di

visualizzazione. Questo fu riscontrato solo per i punti in alto a destra e in basso a sinistra. Quando era

presentato lo stimolo per riga, la risposta all’allerta in quella centrale aveva tempi di risposta più rapidi che

nelle altre. Allo stesso modo, quando era presentato per colonna,la risposta all’allarme nelle tre colonne

centrali era più veloce che nelle due laterali.

Sebbene i tempi di risposta e la potenziale visualizzazione nelle diverse locazioni dal centro siano

abbastanza simili, il tempo di risposta migliore era nella colonna immediatamente alla destra di quella

centrale. Tra i partecipanti fu trovata differenza dovuta all’età , dato che il 10% dai partecipanti anziani

superava i 2830 ms nei tempi di reazione, e solo il 3% dei giovani oltrepassava tale limite.

Il posizionamento agli angoli era percepito peggio rispetto alla posizione centrale, soprattutto per i

guidatori anziani che li visualizzavano un numero minore di volte e per un tempo maggiore rispetto ai

giovani (Questo è dovuto alla differenza di fissaggio oculare e dal campo visivo dei guidatori con un’età

maggiore); ma anche non fu gradita la posizione centrale e sotto al centro. In generale, ai guidatori non

apprezzarono il dislocamento delle notifiche più lontano di cinque gradi orizzontali dal centro, preferendo

posizioni che non si sovrapponessero alla visualizzazione degli eventi che accadono nella strada (non erano

dunque gradite le segnalazioni informative nel centro esatto dello schermo).

Se l’allarme dell’Head-up display interferisse con l’attenzione agli eventi stradali, l’allarme HUD non

sarebbe vantaggioso. Benché possano avvenire inevitabilmente alcune interferenze, i tempi di risposta e la

valutazione degli eventi nella strada non vengono peggiorati se l’allarme HUD è impostato correttamente,

perciò la presentazione dello stimolo d’allarme nell’HUD (con la scomparsa a seguito dell’avvenuta visione)

non comporta una perdita di attenzione alla guida. Tuttavia ci sono alcune divergenze tra la sessione

sperimentale e il reale utilizzo, dato che il carico di lavoro era probabilmente basso nella prova, esso

potrebbe cambiare se si provasse l’Head-up display in situazioni di utilizzo reale. I partecipanti erano

avvertiti dall’allarme HUD, ma questo non riduce l’effetto sorpresa, specialmente nei giovani. Inoltre

l’allarme HUD nell’esperimento è presentato molto più frequentemente rispetto a una situazione reale, e

questo induce a una maggiore preparazione all’apparizione del segnale, migliorando la performance e

quindi inficiando lievemente i risultati ottenuti. Altre controversie sono dovute al fatto che dopo il

riconoscimento del segnale d’allarme, esso scompare immediatamente, prevenendo dei blocchi nella

sessione sperimentale, ma questa modalità di utilizzo non può essere utilizzata in situazioni reali, dato che

deve essere garantita la visualizzazione da parte di tutti gli utilizzatori. Nella differenza con la prova sul


19

campo gli anziani possono risentirne e dunque gli esperimenti futuri sull’HUD dovranno essere sempre

condotti in situazioni reali.

L’architettura dell’informazione proposta dall’HUD deve essere il più semplice possibile, usabile,

intelligente e friendly per l’utilizzatore. Le tecnologie e l’interfaccia sono utilizzabili con successo in ogni

situazione e in ogni condizione, a patto che il lavoro sia svolto in modo coordinato tra uomo e macchina.

La tecnologia deve essere in primo luogo centrata sull’uomo al fine di migliorare la qualità e la sicurezza di

guida. Per raggiungere al meglio lo scopo, dagli studi al simulatore del dipartimento dei trasporti USA ha

trovato come una collocazione multimodale delle informazioni possa avere risultati migliori rispetto ad

ogni tipologia di display singolo e quindi comportando un sensibile miglioramento dei risultati finali,

anche nel carico di lavoro percepito dagli automobilisti.

L’Head-up display resta comunque localizzato in una piccola superficie dell’intero parabrezza e

utilizza i metodi di navigazione tradizionale, così Wu et al. dimostrarono che evidenziando I punti di

riferimento presenti lungo la strada con il sistema Full-windschip display (FWD) , è possibile aiutare i

guidatori in una navigazione stradale più realistica e coerente con la realtà al di fuori dell’automobile, e

diminuire la complessità delle situazioni di guida soprattutto in condizioni di scarsa visibilità.

I punti chiave, come i segnali stradali, sono usati come supporto alla navigazione. L’individuazione dei

segnali stradali, o delle sagome delle altre vetture, può essere estesa a mostrare i pedoni, ciclisti, animali

sulla strada con la telecamera termica, così che l’automobilista possa essere avvertito in anticipo della

situazione di pericolo e pronto a risolvere in sicurezza la manovra. Wu et al. si interessarono anche a

delineare i punti di riferimento in situazioni di mal tempo e scarsa visibilità permettendo di visualizzare

sullo schermo la cartellonistica stradale evidenziata e creando un sistema di navigazione non con una

cartografia caricata precedentemente, ma capace di leggere la strada in tempo reale.

Il possibile futuro del design e dell’utilizzo di FWD possono portare all’analisi degli effetti di queste

tecnologie sulla psicologia umana in modo che l’uomo sia al centro del rapporto con la tecnologia e che

questa possa in modo sempre migliore aiutare al mantenimento di una guida sicura e senza stress.

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