SmartHelm: Multimodale Datensätze (EEG, EyeTracking, GPS) aus Oldenburg & Bremen

Der Datensatz umfasst multimodale Daten (EEG, EyeTracking, GPS), die im Rahmen mehrerer Feldtests im Forschungsprojekt SmartHelm (FKZ: 19F2105B) erhoben wurden. Im Projekt wurde ein intelligenter Fahrradhelm, ausgestattet mit einem Augmented Reality (AR) Display, einem EyeTracking Modul zur Erfassung der Blickbewegungen sowie Elektroenzephalographie (EEG) Elektroden, entwickelt. Ziel ist es, relevante Informationen (z.B. Adressen, Pakete) für Beschäftigte in der Kurier-Express-Paket (KEP) Branche in Anwendungsgebiet der Fahrradzustellung entsprechend der gemessenen Aufmerksamkeit darzustellen. Das Projekt SmartHelm wurde von November 2019 bis Ende Mai 2023 vom Programm mFUND des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert. Die veröffentlichten Daten enstammen mehrerer Studien, die an drei Standorten in Oldenburg (Niedersachsen) und Bremen zwischen August und November 2021 sowie im Oktober 2022 durchgeführt wurden. Im Jahr 2021 erfolgte die Aufnahme der oben erwähnten Daten während der Fahrt mit einem (Lasten-)Fahrrad, bei der eine fiktive Paketzustellsituation simuliert wurde. Bei den Studien im Jahr 2022 kam ein veränderter Versuchsaufbau mit alternativem EEG-System und EyeTracking Modul zum Einsatz. Bei den neuesten Studien konnten die Proband:innen aktiv Rückmeldung in Situationen geben, in denen sie sich abgelenkt gefühlt haben. Weitere Informationen zu den SmartHelm Studien sind in einem YouTube Video zu sehen. https://www.youtube.com/watch?v=2qlAzJY6frU Der bereitgestellte Datensatz umfasst - EEG-Daten aus sieben Elektroden (eeg_value_1, eeg_value_2, eeg_value_3, eeg_value_4, eeg_value_5, eeg_value_6, eeg_value_7) mit einer Messfrequenz von 250 Hz. Diese wurden anhand von sieben Elektroden an festgelegten Kopf-Positionen, die für die Erkennung der Aufmerksamkeit der Proband:innen relevant sind (Cz, C3, T7, P3, P4, PO7, PO8), erfasst (2021). Für das Jahr 2022 enthalten die EEG-Daten zusätzlich eine achte Elektrode (eeg_value_8) sowie ein Accelerometer (acc_x, acc_y, acc_z) und ein Gyroskop (gyro_x, gyro_y, gyro_z). - EyeTracking-Daten (Blickbewegungen) mit der Entfernung eines Objektes vom Auge des Betrachters (eye_gaze_x, eye_gaze_y, eye_gaze_z) sowie der Referenzpunkte für die Augenpositionierung (eye_gaze_origin_x, eye_gaze_origin_y, eye_gaze_origin_z) in jeweils drei Richtungen mit einer Messfrequenz von 30 Hz. Für das Jahr 2022 sind eye_gaze_x und eye_gaze_y im Videokoordinatensystem mit einer Frequenz von ca. 60 Hz verfügbar, da die Entfernung der Objekte zum Auge des Betrachters nur in zwei Richtungen (mit unkonstaner Samplingrate) gemessen wurde. Die Referenzpunkte für die Augenpositionierung sind für diesen Zeitraum nicht enthalten. - GPS-Daten mit Koordinaten (latitude, longitude) und der Höhenlage (altitude) mit einer Messfrequenz von ca. 2 Hz. Für das Jahr 2021 sind zusätzlich Geschwindigkeit (velocity) sowie Messgenauigkeit (accuracy) angegeben. - Der Datensatz für 2022 enthält zusätzlich Marker für annotierte Ablenkungen mit der Art der Ablenkung (visuell, akustisch, mental) Der bereitgestellte Datensatz besteht aus insgesamt 44 Fahrten mit einem Gesamtdatenvolumen von ca. 4 GB.本数据集包含多模态数据（脑电图（EEG）、眼动追踪、全球定位系统（GPS）），这些数据采集自研究项目SmartHelm（资助编号：19F2105B）开展的多场实地测试。该项目旨在研发一款智能骑行头盔，搭载增强现实（AR）显示屏、用于采集眼球运动的眼动追踪模块，以及脑电图电极。项目目标是基于实测的注意力水平，为快递快运包裹（KEP）行业从业者在自行车配送场景中推送相关信息（如地址、包裹信息）。SmartHelm项目于2019年11月至2023年5月底期间，由德国联邦数字和交通部（BMDV）下属的mFUND计划资助。 本次发布的数据集源自多项研究，这些研究分别于2021年8月至11月、2022年10月在德国下萨克森州奥尔登堡与不来梅的三个试验场地开展。2021年的数据采集工作是在模拟虚构快递配送场景的（载重）自行车骑行过程中完成的。2022年的研究采用了更新后的试验方案，搭载了全新的脑电图系统与眼动追踪模块。在2022年的最新研究中，受试者可主动反馈自身感知到分心的场景。更多关于SmartHelm研究的细节可通过以下YouTube视频查看：https://www.youtube.com/watch?v=2qlAzJY6frU 本次提供的数据集包含： - 脑电图（EEG）数据：2021年版本采用7个电极（eeg_value_1、eeg_value_2、eeg_value_3、eeg_value_4、eeg_value_5、eeg_value_6、eeg_value_7），采样频率为250 Hz。电极安装在与受试者注意力检测相关的固定头部位置（Cz、C3、T7、P3、P4、PO7、PO8）。2022年版本的脑电图数据额外增加了第8个电极（eeg_value_8），并新增了加速度计数据（acc_x、acc_y、acc_z）与陀螺仪数据（gyro_x、gyro_y、gyro_z）。 - 眼动追踪数据：包含注视点与观察者眼部的距离（eye_gaze_x、eye_gaze_y、eye_gaze_z），以及眼部定位参考点（eye_gaze_origin_x、eye_gaze_origin_y、eye_gaze_origin_z），三个方向的采样频率均为30 Hz。2022年版本新增了视频坐标系下的眼动坐标（eye_gaze_x、eye_gaze_y），采样频率约为60 Hz，但此时仅能以非恒定采样率测量注视点与眼部的距离，且未包含眼部定位参考点数据。 - 全球定位系统（GPS）数据：包含坐标（latitude、longitude）与海拔高度（altitude），采样频率约为2 Hz。2021年版本额外包含速度（velocity）与测量精度（accuracy）字段。 - 2022年版本的数据集额外包含标注分心事件的标记项，可区分分心类型（视觉、听觉、心理）。 本次发布的数据集共包含44次骑行采集数据，总数据量约为4 GB。