Motion filter design for driver observation in hexapod car simulators

Abstract

In this article the effect of adding motion cues to a car simulation on human operator behavior and simulator acceptance was researched. This was done by performing a car driving experiment, in which three different settings of the classical linear washout algorithm were used. These settings were: no motion, no tilt-coordination and full motion. Objective measures on human control input and driving performance showed that the addition of motion cues positively affected the driving behavior and improved performance. Subjects also subjectively preferred the conditions where all motion cues were present over the conditions without the presence of motion cues.

A meta-analysis of simulator sickness as a function of simulator fidelity

“…Visualization modality We distinguish between four types of visualization modalities. Out of all studies, 20 used monitors, in 36 conditions (Zou et al 2021;Gemonet et al 2021;Almallah et al 2021;Parduzi et al 2020;Suwarno et al 2019;Hohorst et al 2019;Walch et al 2017;Romano et al 2016;Bridgeman et al 2014;Park et al 2005;Sekar et al 2020;Parduzi et al 2019;Ujike and Watanabe 2011;Garcia et al 2010;Stelling et al 2020;Somrak et al 2019;Mittelstaedt et al 2018;Häkkinen et al 2006;Klüver et al 2016); 16 studies used projection systems, in 54 conditions (Talsma et al 2022;Jurisch et al 2020;Benz et al 2019;Weidner et al 2017;Aykent et al 2014;Park et al 2005;Lin et al 2002b;Colombet et al 2016;Parduzi et al 2019;Will et al 2017;Schmieder et al 2017;Keshavarz and Hecht 2012;Boustila et al 2017;Emoto et al 2008;Damveld et al 2010;Klüver et al 2016); 21 studies used HMDs, in 54 conditions (Zou et al 2021;Sawada et al 2020;Parduzi et al 2020;Suwarno et al 2019;…”

“…Field-of-View Following the consensus on the subdivision of the human FoV, we binned studies with visualizations that covered only (part of) the central FoV < 60 Emoto et al 2008;Häkkinen et al 2006); both the central and peripheral FoV 60 • − 180 • , yielding 29 studies and 89 conditions (Zou et al 2021;Almallah et al 2021;Sawada et al 2020;Parduzi et al 2020;Suwarno et al 2019;Hohorst et al 2019;Walch et al 2017;Weidner et al 2017;Romano et al 2016;Aykent et al 2014;Park et al 2005;Colombet et al 2016;Lucas et al 2020;Sekar et al 2020;Parduzi et al 2019;Hartfiel and Stark 2019;Eftekharifar et al 2021;Jung et al 2021;Kaufeld and Alexander 2019;Keshavarz and Hecht 2012;Stelling et al 2020;Somrak et al 2019;Mittelstaedt et al 2018;Boustila et al 2017;Emoto et al 2008;Kovácsová et al 2020;Klüver et al 2016); full FoV ( > 180 • ), 11 studies and 36 conditions (Talsma et al 2022;Gemonet et al 2021;Jurisch et al 2020;Lin et al 2002b;Colombet et al 2016;Parduzi et al 2019;Will et al 2017;Schmieder et al 2017;Garcia et al 2010;…”

“…Stereoscopy Thirty-three studies used (biocular) non-stereoscopic visualizations in 79 experimental conditions (Talsma et al 2022;Zou et al 2021;Gemonet et al 2021;Almallah et al 2021;Jurisch et al 2020;Parduzi et al 2020;Suwarno et al 2019;Benz et al 2019;Hohorst et al 2019;Walch et al 2017;Weidner et al 2017;Romano et al 2016;Bridgeman et al 2014;Aykent et al 2014;Park et al 2005;Sekar et al 2020;Parduzi et al 2019;Will et al 2017;Schmieder et al 2017;Eftekharifar et al 2021;Keshavarz and Hecht 2012;Moss and Muth 2011;Ujike and Watanabe 2011;Garcia et al 2010;Stelling et al 2020;Somrak et al 2019;Mittelstaedt et al 2018;Boustila et al 2017;Emoto et al 2008;Häkkinen et al 2006;Damveld et al 2010;Klüver et al 2016), with a mean sickness score of 0.067; 28 studies used stereoscopic 3D, in 69 experimental conditions (Talsma et al 2022;Zou et al 2021;Gemonet et al 2021;Sawada et al 2020;Parduzi et al 2020;Suwarno et al 2019;Benz et al 2019;…”

“…Motion base We can distinguish between static (fixed-base) simulators, dynamic (moving-base) simulators, and on-road conditions in real vehicles. Static simulators were used in 36 studies with a total of 94 experimental conditions, and average SS of 0.096 (Zou et al 2021;Almallah et al 2021;Sawada et al 2020;Suwarno et al 2019;Hohorst et al 2019;Walch et al 2017;Weidner et al 2017;Romano et al 2016;Bridgeman et al 2014;Aykent et al 2014;Park et al 2005;Lin et al 2002b;Colombet et al 2016;Lucas et al 2020;Sekar et al 2020;Hartfiel and Stark 2019;Will et al 2017;Schmieder et al 2017;Eftekharifar et al 2021;Jung et al 2021;Kaufeld and Alexander 2019;Keshavarz and Hecht 2012;Moss and Muth 2011;Ujike and Watanabe 2011;Garcia et al 2010;Stelling et al 2020;Somrak et al 2019;Mittelstaedt et al 2018;Boustila et al 2017;Emoto et al 2008;Häkkinen et al 2006;Damveld et al 2010;Kovácsová et al 2020;Klüver et al 2016). Dynamic simulators were featured in 21 studies with a total of 43 conditions, and average SS of 0.077 (Talsma et al 2022;Gemonet et al 2021;Sawada et al 2020;Jurisch et al 2020;…”

“…This contributes to simulator fidelity as an instrumented cabin is closer to a real vehicle than for example a desktop simulator with a monitor and steering wheel. We distinguish between simulators featuring a desktop setup (n=7, 18 conditions; mean SS = 0.1008) (Suwarno et al 2019;Bridgeman et al 2014;Park et al 2005;Eftekharifar et al 2021;Jung et al 2021;Häkkinen et al 2006), a vehicle mockup (n=17; 54 conditions; mean SS = 0.073) (Talsma et al 2022;Zou et al 2021;Almallah et al 2021;Sawada et al 2020;Parduzi et al 2020;Hohorst et al 2019;Walch et al 2017;Weidner et al 2017;Romano et al 2016;Colombet et al 2016;Lucas et al 2020;Hartfiel and Stark 2019;Will et al 2017;Stelling et al 2020;Mittelstaedt et al 2018;Damveld et al 2010;Klüver et al 2016), a complete cabin (n=10, 32 conditions; 0.099) (Gemonet et al 2021;Jurisch et al 2020;Aykent et al 2014;Park et al 2005;Lin et al 2002b;Sekar et al 2020;Parduzi et al 2019;Schmieder et al 2017;Garcia et al 2010;Kovácsová et al 2020), and actual vehicles (n=6, 15 conditions; mean SS = 0.074) (Talsma et al 2022;Zou et al 2021;Gemonet et al 2021;Benz et al 2019;…”