DE102018203661A1

DE102018203661A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018203661A1
Application number: DE102018203661.6A
Authority: DE
Inventors: Eike Schmidt; Abhinav Dhake; Stefan Wolter
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-09-12
Also published as: CN110251139A; US20190281402A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson bereitgestellt mit einem Audiosystem (11), das mehrere Audio-Ausgabeeinrichtungen (12) zum Ausgeben hörbarer Audiosignale an eine Position einer Testperson aufweist, einem Lichtausgabesystem (15), das mehrere Lichtausgabeeinrichtungen (16) zum Ausgeben von Licht zumindest auch an die Position der Testperson aufweist, und mit einer mit dem Audiosystem (11) und dem Lichtausgabesystem (15) verbundenen Steuereinrichtung (18), die dazu eingerichtet ist, das Audiosystem (11) zu veranlassen, nacheinander eine Mehrzahl hörbarer Audiosignale derart an die Position der Testperson auszugeben, dass für die Testperson eine Audiosignalquelle des jeweiligen Audiosignals jeweils in einer anderen von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen liegt, und das Lichtausgabesystem (15) zu veranlassen, jeder der Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen, in denen die Audiosignalquelle für die Testperson liegen kann, zumindest eine der Lichtausgabeeinrichtungen (16) zuzuordnen und diese zu veranlassen, in Abhängigkeit von dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal Licht zumindest auch an die Position der Testperson auszugeben. Darüber hinaus werden ein geeignetes Fahrzeug (20) und ein Betriebsverfahren (32) bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Testen bzw. zum Trainieren von direktionalem Hören, d.h. Richtungshören, einer Testperson, ein Fahrzeug mit einer geeigneten Vorrichtung, sowie ein Verfahren zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson unter Verwendung der Vorrichtung.
Heutige Fahrzeuge bzw. Kraftfahrzeuge verfügen über eine Vielzahl von Steuerungs-, Kontroll- und Warnsystemen, insbesondere beispielsweise auch über Fahrerassistenzsysteme, die die Umgebung des Fahrzeugs überwachen, z.B. den Abstand zu anderen Objekten, und u.a. auch hörbare Audiosignale, d.h. z.B. Warntöne, Sprachinformationen oder andere Geräusche oder Sound ausgeben, um den Fahrer über eine Situation zu informieren. Dabei kann vorgesehen sein, wenn mit der Information eine Richtung verbunden ist (z.B. gefährlich geringer Abstand auf einer bestimmten Fahrzeugseite), das Audiosignal aus dieser Richtung kommend an den Fahrer auszugeben.
In der US 7,046,128 B2 wird ein Kollisionsdetektions- und Warnsystem vorgestellt, bei dem Hindernisse im toten Winkel eines Fahrzeugs, beispielsweise auf einer benachbarten Fahrspur, erkannt werden und ein Alarmton und/oder ein visuelles Alarmsignal über die Lautsprecher bzw. Blinklichter auf der Seite des Hindernisses ausgegeben werden.
In der DE 103 00 275 A1 wird ein Automobil-Alarmsystem beschrieben, bei dem zunächst eine Warnstelle detektiert wird und dann eine zugeordnete virtuelle Schallquelle bestimmt wird, so dass für die Person im Fahrzeuginnenraum der generierte Warnton so wahrgenommen wird, als käme er von dort.
In der US 8,686,843 B2 wird ein Fahrzeug mit einem Warnsystem gezeigt, das die Position einer Gefahrenstelle detektiert und zunächst einen gerichteten Warnton erzeugt, der aus der Richtung der Gefahrenstelle kommt, und dann einen weiteren Warnton generiert, der die Aufmerksamkeit des Fahrers in eine andere Richtung lenkt, beispielsweise in die, in die das Lenkrad eingeschlagen werden sollte, um der Gefahrenstelle auszuweichen.
In der US 2015/0258930 A1 wird ein Fahrassistenzsystem vorgestellt, bei dem Blinkgeräusche oder akustische Warnansagen zusammen mit visuellen Anzeigen so an den Fahrer ausgegeben werden, dass diese für den Fahrer des Fahrzeugs entweder der linken oder der rechten Seite zuordenbar sind.
In der US 2007/0210906 A1 wird ein Signalisierungssystem für ein Fahrzeug gezeigt, das Positionen von Gefahrenstellen erkennt und ein visuelles Warnzeichen in das Blickfeld des Fahrers so einblendet, dass dieser an der angezeigten Position des Warnzeichens erkennt, in welcher Richtung die Gefahrenstelle liegt. Zusätzlich kann vorgesehen sein, ein akustisches Warnsignal aus dem Lautsprecher des Audiosystems des Fahrzeugs auszugeben, der am ehesten in Richtung der Gefahrenstelle liegt.
In der US 8,022,818 B2 wird eine Warnvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, das Hindernisse im toten Winkel des Fahrzeugs detektiert und je nach deren Position eine visuelle Warnung in einem der Richtung zugeordneten Anzeigefeld ausgibt. Zusätzlich kann ein hörbares Warnsignal ausgegeben werden.
Allerdings muss der Fahrer bei richtungsabhängigen akustischen Informationen auch in der Lage sein, die Richtung, aus der das betreffende Audiosignal kommt, von anderen möglichen Richtungen zu unterscheiden, aus denen ebenfalls Audiosignale beispielsweise desselben oder eines anderen Fahrerassistenzsystems kommen könnten, um diese Information wahrnehmen zu können. Diese Fähigkeit kann bei manchen Personen weniger gut ausgebildet sein bzw. kann mit wachsendem Alter abnehmen. Vorzugsweise ist der Fahrer dabei nicht auf zusätzliche visuelle Informationen angewiesen, die ihm die Richtung anzeigen, um eine möglichst schnelle Reaktionszeit zu gewährleisten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für einen Einsatz in einem Fahrzeug geeignete Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, die Fähigkeit einer Testperson zum direktionalen Hören, d.h. Richtungshören, festzustellen bzw. zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß Anspruch 1, einem Fahrzeug gemäß Anspruch 10, sowie einem Verfahren zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson ein Audiosystem, ein Lichtausgabesystem und eine Steuereinrichtung, die mit dem Audiosystem und dem Lichtausgabesystem verbunden oder verbindbar ist. Das Audiosystem weist eine Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen zum Ausgeben hörbarer Audiosignale an eine Position einer Testperson auf. Das Lichtausgabesystem weist eine Mehrzahl von Lichtausgabeeinrichtungen zum Ausgeben von Licht zumindest auch an die Position der Testperson auf. Die Steuereinrichtung ist zum einen dazu eingerichtet, das Audiosystem zu veranlassen, nacheinander eine Mehrzahl hörbarer Audiosignale derart an die Position der Testperson auszugeben, dass für die Testperson eine Audiosignalquelle des jeweiligen Audiosignals jeweils in einer anderen von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen liegt, Zum anderen ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, das Lichtausgabesystem zu veranlassen, jeder der Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen, in denen die Audiosignalquelle für die Testperson liegen kann, zumindest eine der Lichtausgabeeinrichtungen zuzuordnen und diese zu veranlassen, in Abhängigkeit von dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal Licht zumindest auch an die Position der Testperson auszugeben.
Auf diese Weise wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit der einer Testperson nacheinander Audiosignale aus verschiedenen Richtungen vorgespielt werden können, wobei zu jedem Audiosignal ein von der Testperson wahrnehmbares Lichtsignal aus- oder abgegeben wird, das ebenfalls die Richtung identifiziert, aus der das Audiosignal kam. Ist die Reihenfolge und Richtung der Quelle des Audiosignals der Testperson nicht bekannt, kann sie damit ihr Richtungshören testen bzw. trainieren, die Richtung zu erkennen, aus der das Audiosignal kam, und ihre Annahme anhand des zugehörigen Lichtsignals überprüfen.
Die Auswahl der zum Test verwendeten Audiosignale kann dabei z.B. vom Einsatzgebiet der Vorrichtung abhängig gemacht werden, für die das direktionale Hören trainiert werden soll. Handelt es sich um eine Vorrichtung für den Einsatz im Innenraum eines Fahrzeugs, können als Audiosignale insbesondere die Warntöne, Sprachinformationen oder andere Geräusche oder Sounds verwendet werden, deren Erfassen für den Fahrer des Fahrzeugs relevant ist.
Bei einem Einsatz in einem Fahrzeuginnenraum handelt es sich bei der Testperson dabei insbesondere um den Fahrer des Fahrzeugs, dessen Position auf dem Fahrersitz ist. Die Vorrichtung kann aber auch zum Trainieren oder Testen des direktionalen Hörens einer Person auf dem Beifahrersitz oder auf einem der Rücksitze im Fahrzeuginnenraum verwendet werden. Die „Position der Testperson“ schließt die örtlichen Koordinaten ein, aber auch die Ausrichtung.
Die Audiosignalquelle ist dabei der Ort, von dem nach Wahrnehmung einer Testperson die Schallwellen des Audiosignals auszugehen scheinen, unabhängig davon, ob diese dort tatsächlich generiert werden, also ob es sich um eine primäre, sekundäre oder um eine virtuelle Quelle handelt. Die unterschiedlichen Richtungen, in der eine Audiosignalquelle liegen kann, beziehen sich dabei auf deren Position bezüglich der Position der Testperson bei unveränderter Blickrichtung, beispielsweise eines Fahrers eines Fahrzeugs mit gleichbleibender Blickrichtung nach vorn.
Ein Audiosystem umfasst zwei oder mehr räumlich getrennt angeordnete Audio-Ausgabeeinrichtungen, bei denen es sich insbesondere um Lautsprecher oder andere elektroakustische Wandler handeln kann. Zudem kann ein Audiosystem weitere Einrichtungen umfassen, um die Audio-Ausgabeeinrichtungen zu steuern. Bei einem Fahrzeug kann das Audiosystem beispielsweise eine bordeigene Soundanlage mit an verschiedenen Positionen im Fahrzeuginnenraum bzw. dessen Wänden verteilt angebrachten Lautsprechern sein.
Ein Lichtausgabesystem umfasst zwei oder mehr Lichtausgabeeinrichtungen, d.h. Leuchten, Lampen, lichtemittierende Dioden (LEDs) oder andere Leuchtmittel, die in einem aktivierten Zustand sichtbares Licht aus- bzw. abgeben, also abstrahlen. Zudem umfasst ein Lichtausgabesystem u.U. auch weitere Einrichtungen, um die Lichtausgabeeinrichtungen zu steuern.
Licht in Abhängigkeit von dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal auszugeben, bezieht sich insbesondere auf eine Zeitabhängigkeit, beinhaltet daher, dass das Licht nach, insbesondere auch deutlich verzögert nach dem Ende des Audiosignals ausgegeben wird, kann aber auch umfassen, das Licht gleichzeitig mit dem Audiosignal auszugeben, beispielsweise in einer Startphase zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen Audio- und Lichtsignalen für die Testperson.
Die Funktionalität der Steuereinrichtung kann in einer Ausführungsform als separate Einheit, beispielsweise in einer dafür bestimmten Logikschaltung oder einer programmierbaren Einrichtung mit Hilfe von Programmcode realisiert sein, der dafür in einem Speicher vorliegt. In einer anderen Ausführungsform kann die Funktionalität auch z.B. durch programmierbare Einrichtungen z.B. des Audiosystems oder des Lichtausgabesystems oder bei einem Fahrzeug in einer anderen Steuereinrichtung des Fahrzeugs realisiert sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Audiosystem ein direktionales Audiosystem, das Mittel aufweist, um durch Ansteuern der Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen für die Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen die Audiosignalquelle als virtuelle Audiosignalquelle zu erzeugen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein bereits vorhandenes „Directional Audio System“ (direktionales Audiosystem), d.h. ein bereits zur Ermittlung und Ausgabe von gerichtetem Sound bzw. direktionalem Audio ausgelegtes Audiosystem (beispielsweise an Bord eines Fahrzeugs) handeln, wobei die Steuereinrichtung der Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören diesem vor allem die gewünschte Position der Audiosignalquelle mitteilen muss. In einer weiteren Ausführungsform kann auch ein Teil oder die gesamte Rechenfunktionalität, um mit den Lautsprechern eines Audiosystems ein „Directional Audio System“ zu realisieren, in der Steuereinrichtung der Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören enthalten sein. Die Mittel, um die virtuelle Audiosignalquelle zu erzeugen, umfassen daher, je nach Ausführungsform, neben den Audio-Ausgabeeinrichtungen zumindest beispielsweise eine programmierbare Einrichtung, um die Bestimmung der virtuellen Audiosignalquelle selbst durchführen zu können, oder z.B. Schaltungen, mit denen empfangene, die Audiosignalquelle beschreibende Parameterwerte zur Ansteuerung der Audio-Ausgabeeinrichtungen verwendet werden können.
Die Bestimmung der virtuellen Audiosignalquelle schließt hier den Fall mit ein, dass die Position der erzeugten virtuellen Audiosignalquelle mit der einer der realen Audio-Ausgabeeinrichtungen übereinstimmt, also eigentlich nur die reale Audio-Ausgabeeinrichtung, also einer der Lautsprecher, direkt angesteuert wird.
Die Verwendung eines direktionalen Audiosystems bietet den Vorteil, dass so eine große Anzahl an verschiedenen Richtungen in das Training mit einbezogen werden können, auch wenn nicht genau in jeder der Richtungen ein realer Lautsprecher angeordnet ist. Da auch bei Fahrerassistenzsystemen im Fahrzeug ggf. recht exakte Positionen von Hindernissen oder Gefahrenstellen ermittelt werden, ist auch eine Fähigkeit zur genaueren Unterscheidung der Audiosignalrichtungen durch den Fahrer wünschenswert. Zudem bietet das Verwenden virtueller Audiosignalquellen den Vorteil, dass Tests oder Trainingssequenzen optimiert werden können, in Richtungsbereichen, in denen am ehesten eine Vielzahl von Audiosignalen zu erwarten sind, besonders viele, sich aber unterscheidende Audiosignalquellen berechnet werden können, ohne eine Änderung an den vorhandenen Lautsprechern des Audiosystems vornehmen zu müssen.
In einer beispielhaften weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die virtuelle Audiosignalquelle als sich bewegende virtuelle Audiosignalquelle zu erzeugen. Auf diese Weise kann das direktionale Hören auch in Situationen, in denen sich die Testvorrichtung und/oder Geräusche abgebende Objekte in der Umgebung der Vorrichtung örtlich fortbewegen, unter realistischen Bedingungen getestet werden. Somit eignet sich diese Ausführungsform insbesondere auch zum Trainieren von direktionalem Hören in Fahrsituationen, z.B. in einem Kraftfahrzeug.
In einer anderen Ausführungsform weist das Audiosystem Mittel auf, um jeweils eine von der Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen als Audiosignalquelle auszuwählen. Anstatt eine virtuelle Audiosignalquelle zu ermitteln, wird die Auswahl an möglichen Richtungen, aus denen das Audiosignal kommen kann, auf die Anzahl der räumlich an unterschiedlichen Orten angeordneten Audio-Ausgabeeinrichtungen bzw. Lautsprecher reduziert. Ein Vorteil hierbei ist, dass sich das Ansteuern der Audio-Ausgabeeinrichtungen ggf. darauf reduziert, die ausgewählte Ausgabeeinrichtung zu aktivieren und das Audiosignal darüber ausgeben zu lassen.
Auch bei dieser Ausführungsform gilt, dass entweder die Steuereinrichtung nur den Testbetrieb steuert, also z.B. die Position angibt, aus der der Schall des Audiosignals kommen soll, das Audiosystem aber selbst die Realisierung umsetzt, oder dass die Steuerlogik in der Steuerrichtung verwirklicht sein kann und das Audiosystem vor allem die Lautsprecher selbst umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson sind die Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen Lautsprecher eines Audiosystems für den Innenraum eines Fahrzeugs.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst dann die Mehrzahl von Lichtausgabeeinrichtungen eine Reihe von Leuchten im Innenraum des Fahrzeugs, beispielsweise in Form einer (beispielsweise biegsamen) Leuchtleiste oder eines (ggf. ganz oder nur teilweise geschlossenen) Leuchtrings, angebracht bzw. anbringbar an den bzw. an einigen der Seiten und/oder dem Dachbereich des Innenraums des Fahrzeugs. Die dafür verwendeten Leuchtmittel, d.h. Lichtausgabeeinrichtungen, können z.B. LEDs sein, aber auch andere Lampen oder Leuchten. So kann auf einfache Weise eine Mehrzahl an Leuchtmitteln angebracht werden, von denen jedes einen anderen Winkel bezüglich der Position und Ausrichtung der Testperson aufweist, und auch bei einer Verwendung von mit einem direktionalen Audiosystem erzeugten virtuellen Audiosignalquellen kann so jeder berechneten Audiosignalquelle in guter Näherung eine Lichtausgabeeinrichtung in derselben oder zumindest einer ähnlichen Richtung zugeordnet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, das Lichtausgabesystem zu veranlassen, das Licht gegenüber dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal verzögert auszugeben. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Verzögerung groß genug ist, beispielsweise 2 Sekunden oder länger, so dass die Testperson ihre Einschätzung, aus welcher Richtung sie das Audiosignal gehört hat, tatsächlich alleine aufgrund des Gehörten trifft und das verzögert ausgegebene Licht nur der Kontrolle bzw. Bestätigung dient. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, die Lichtausgabe zur Kontrolle so lange zu verzögern, bis diese durch ein Triggersignal freigegeben wird, beispielsweise mit Hilfe eines Spracherkennungssystems und eines Audiobefehls der Testperson.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die unterschiedlichen Richtungen für die nacheinander vom Audiosystem auszugebenden Audiosignale zumindest näherungsweise zufällig festzulegen. Hierfür wird beispielsweise ein Zufallsgenerator verwendet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Testperson sich nicht, z.B. bei häufiger Verwendung der Vorrichtung, auf die Abfolge der Audiosignalrichtungen einstellt und so den Trainingseffekt vermindert. Allerdings können in einer anderen Ausführungsform auch bestimmte Testsequenzen vorgesehen sein, die z.B. sicherstellen, dass alle Richtungen in einem bestimmten Zeitraum aufgerufen werden, oder dass bestimmte Richtungen, aus denen beispielsweise besonders dringende Warnsignale zu erwarten sind, z.B. in einem Fahrzeug die Warnung vor einem Hindernis im toten Winkel des Fahrers, bevorzugt aufgerufen werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung außerdem eine Auswerteeinrichtung mit einem Kamerasensor und einem Gestenerkennungsmodul zum Erkennen einer Zeigerichtung der Testperson. Bei dieser Ausführungsform entscheidet die Testperson nicht selbst, ob sie die Richtung des Audiosignals korrekt erkannt hat, sondern zeigt durch eine Geste, z.B. mit einem Finger, einer Hand oder einem Arm oder einer Kopfdrehung an, wo sie die Richtung der Audiosignalquelle vermutet. Das Gestenerkennungsmodul umfasst eine Bildanalysesoftware und eine programmierbare Einrichtung, um die mit dem Kamerasensor aufgenommene Geste zu erkennen und auszuwerten. Bei der Verwendung in einem Fahrzeug kann es sich bei dem Kamerasensor z.B. um eine bereits vorhandene Kamera handeln, mit der beispielsweise der Zustand des Fahrers beobachtet wird, um Müdigkeit zu erkennen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson auch im Rahmen eines Fahrzeugs umgesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist hierbei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu erfassen und eine Ausgabe der Audiosignale und Lichtsignale nur bei Stillstand oder in einem Selbststeuermodus des Fahrzeugs zuzulassen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Vorrichtung nur dann zum Testen oder Trainieren eingesetzt wird, wenn der Fahrer seine Aufmerksamkeit nicht vollständig für den Straßenverkehr benötigt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Testen von direktionalem Hören, d.h. Richtungshören, einer Testperson mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in einem ersten Schritt ein Auswählen einer für eine Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung. In einem zweiten Schritt umfasst das Verfahren ein Ausgeben eines hörbaren Audiosignals, das aus der für die Testperson unbekannten Richtung kommt, mit einem Audiosystem. In einem dritten Schritt erfolgt dann ein Ausgeben von Licht zumindest auch an die Position der Testperson, mit einer Lichtausgabeeinrichtung eines Lichtausgabesystems, wobei die Lichtausgabeeinrichtung der Richtung des Audiosignals zugeordnet ist. Auf diese Weise wird die Vorrichtung betrieben, durch das Abgeben eines Audiosignals aus für die Testperson unerwarteter Richtung und nachfolgendem Lichtsignal der Testperson zu ermöglichen, die Richtung des Gehörten zu schätzen und diese Schätzung dann anhand des Lichtsignals zu überprüfen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Auswählen der für die Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung, das Ausgeben des Audiosignals und das Ausgeben des Lichts mindestens einmal wiederholt. So kann durch das Trainieren mit mindestens zwei Audiosignalen, vorzugsweise noch längeren Sequenzen von Audiosignalen, aus jeweils für die Testperson unerwarteten Richtungen der Trainingseffekt vergrößert werden. Dabei ist zu beachten, dass beim Wiederholen die zuvor unbekannte Richtung nun bekannt ist, bei der Wiederholung des ersten Schritts also eine andere, neue unbekannte Richtung ausgewählt wird.
In einer Ausführungsform ist es insbesondere vorgesehen, dass das Ausgeben des Lichts gegenüber dem Ausgeben des Audiosignals verzögert erfolgt. So wird sichergestellt, dass das Schätzen der Richtung, aus der das Audiosignal kommt, nur auf dem von der Testperson Gehörten beruht und das ausgegebene Lichtsignal nur der Kontrolle dient, wodurch bessere Trainingsergebnisse erzielt werden können.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem ein erneutes Ausgeben des Audiosignals und gleichzeitiges erneutes Ausgeben des Lichts. Jedes Audiosignal wird gleichzeitig mit dem Lichtsignal wiederholt, vorzugsweise zeitverzögert, zur Kontrolle und Verbesserung des Lerneffekts.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Auswählen der für die Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung unter Anwendung eines Zufallsgenerators. So wird auf einfache Weise sichergestellt, dass es sich bei der ausgewählten Richtung jedes Mal um eine für die Testperson unbekannte, also unerwartete, Richtung handelt.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Abbildungen ersichtlich. Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
3 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend und nachstehend beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
In 1 wird eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung 10 weist ein Audiosystem 11 auf, das mehrere Audio-Ausgabeeinrichtungen 12, insbesondere Lautsprecher, zum Ausgeben von Testgeräuschen, Tonsignalen oder anderen Audiosignalen aufweist. Jedes Audiosignal 13 wird dabei an eine Position einer Testperson 14 ausgegeben.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem ein Lichtausgabesystem 15 mit einer Mehrzahl von Lichtausgabeeinrichtungen 16, d.h. Leuchtmitteln, zum Ausgeben von Licht auf, wobei jedes Lichtsignal 17 zumindest auch an die Position der Testperson 14 ausgegeben wird. In der gezeigten funktionalen Blockdarstellung ist das Lichtausgabesystem 15 neben dem Audiosystem 11 dargestellt. In der Praxis werden die Lichtausgabeeinrichtungen 16 des Lichtausgabesystems 15 meist so angeordnet, dass zumindest jeder Audio-Ausgabeeinrichtung 12 eine Lichtausgabeeinrichtung 16 auch räumlich derart zugeordnet ist, dass die Testperson 14 die Richtung des Audiosignals 13 anhand der Richtung des Lichtsignals 17 überprüfen kann.
Das Audiosystem 11 und das Lichtausgabesystem 15 sind mit einer Steuereinrichtung 18 verbunden, bei der es sich z.B. um eine programmierbare Einrichtung mit Prozessor und Speicher handelt, in dem Codeanteile einer geeigneten Steuersoftware abgelegt sind, die vom Prozessor geladen werden, um die Funktionalität der Steuereinrichtung zu realisieren. Die Steuereinrichtung 18 veranlasst das Audiosystem 11, nacheinander mehrere Audiosignale derart an die Position der Testperson 14 auszugeben, dass für die Testperson 14 eine Audiosignalquelle des jeweiligen Audiosignals jeweils in einer anderen von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen liegt. Zum anderen veranlasst die Steuereinrichtung 18 das Lichtausgabesystem 15, jeder der unterschiedlichen Richtungen, in denen die Audiosignalquelle für die Testperson 14 liegen kann, zumindest eine Lichtausgabeeinrichtung 16 zuzuordnen und diese zu veranlassen, in Abhängigkeit von dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal 13 ein zugeordnetes Lichtsignal 17 an die Position der Testperson 14 auszugeben.
In 2 wird eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Innenraum des Fahrzeugs 20 verfügt über ein Audiosystem mit beispielsweise vier Lautsprechern 21, 22, 23, 24 als Audio-Ausgabeeinrichtungen und ist als direktionales Audiosystem ausgelegt, bei dem eine virtuelle Audiosignalquelle beispielsweise basierend auf Wellenfeldsynthese, Panoramaregelung und/oder anderen Verfahren bestimmt und durch geeignetes Ansteuern der Lautsprecher 21, 22, 23, 24 in jeder Richtung bezüglich der Testperson, hier einer Person auf dem Fahrersitz 25 des Fahrzeugs 20, erzeugt werden kann. Im gezeigten Beispiel sind die übrigen Sitze im Innenraum des Fahrzeugs 20 unbesetzte Sitze 26, 27 28. Als Lichtausgabesystem weist das Fahrzeug 20 im Innenraum, z.B. umlaufend am Dach angebracht, einen Leuchtring 29 mit einer Mehrzahl von z.B. Leuchtdioden als Leuchtmittel bzw. Lichtausgabeeinrichtungen 30 auf, so dass der Position jeder virtuellen Audioquelle eine zumindest nahezu in derselben Richtung liegende Lichtausgabeeinrichtung zuordenbar ist. Die Steuerung der Audiosignalausgabe und der nachfolgenden zugeordneten Lichtsignalausgabe erfolgt mit einer mit dem Audiosystem und dem Leuchtring 29 verbundenen Steuereinrichtung 31.
In 3 wird eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und somit ein geeignetes Betriebsverfahren für die in 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen erläutert. Das Verfahren 32 beginnt in einem Zustand „Start“ 33, in dem die Vorrichtung in einen Zustand versetzt wird, das Verfahren ausführen zu können und insbesondere auch die Steuereinrichtung geeignet initialisiert wird.
Dann erfolgt ein Auswählen 34 einer für eine Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung. Die Richtungsauswahl ist dabei vorgegeben durch die Beschaffenheit des verwendeten Audiosystems. Als mögliche Richtungen kommen alle Positionen, bzw. deren Winkel relativ zur Ausrichtung der Testperson an deren Position, in Frage, an denen durch das Audiosystem eine (virtuelle oder reale) Audiosignalquelle angeordnet werden kann.
In einem nächsten Schritt erfolgt ein Ausgeben 35 eines hörbaren Audiosignals, das aus der für die Testperson unbekannten, d.h. unerwarteten, Richtung kommt, mit dem Audiosystem. Die Aufgabe der Testperson ist dabei, zu versuchen zu erkennen, aus welcher Richtung das Audiosignal kommt.
In einem weiteren Schritt erfolgt dann ein Ausgeben 36 von Licht bzw. eines Lichtsignals zumindest auch an die Position der Testperson, mit einer Lichtausgabeeinrichtung eines Lichtausgabesystems. Dabei ist die Lichtausgabeeinrichtung der Richtung des Audiosignals zugeordnet, so dass im Rahmen der durch die Beschaffenheit des Lichtausgabesystems und des Audiosystems vorgegebenen Möglichkeiten die Richtung des ausgegebenen Lichtsignals mit der des Audiosignals übereinstimmt. Dadurch kann die Testperson überprüfen, ob die von ihr vermutete Richtung der Quelle des Audiosignals korrekt ist. Dabei erfolgt das Ausgeben 36 von Licht vorzugsweise gegenüber dem Ausgeben des Audiosignals verzögert, so dass das Schätzen der Richtung, aus der das Audiosignal kommt, nicht durch das Lichtsignal beeinflusst wird.
In der gezeigten Ausführungsform ist nachfolgend außerdem ein erneutes Ausgeben 37 des Audiosignals und gleichzeitiges erneutes Ausgeben des zugeordneten Lichtsignals vorgesehen, um den Lerneffekt zu verstärken.
In der gezeigten Ausführungsform erfolgt danach insbesondere ein Abfragen 38, ob weitere Audiosignale ausgegeben werden sollen, d.h. ob der Test bzw. das Training fortgesetzt werden soll. Dies kann beispielsweise über eine Eingabemöglichkeit durch die Testperson gesteuert werden oder z.B. bei der Initialisierung des Startzustands festgelegt worden sein. Beispielsweise kann festgelegt sein, dass eine Testsequenz 2, 3 oder 10 oder eine andere Anzahl von Audiosignalen und zugehörigen Lichtsignalen umfassen soll. Ergibt das Abfragen 38, dass ein weiteres Audiosignal ausgegeben werden soll, werden die Schritte des Auswählens 34 einer für eine Testperson bezogen auf ihre Position wiederum unbekannten Richtung, des Ausgebens 35 eines Audiosignals, des Ausgebens 36 von Licht bzw. eines Lichtsignals und in der in 3 gezeigten Ausführungsform außerdem des erneuten Ausgebens 37 des Audiosignals und gleichzeitigen erneuten Ausgebens des zugeordneten Lichtsignals wiederholt. Ergibt das Abfragen 38, dass kein weiteres Audiosignal ausgegeben werden soll, endet 39 das Verfahren.
In einer anderen Ausführungsform kann, insbesondere wenn eine Anzahl von auszugebenden Audiosignalen bereits feststeht, vorgesehen sein, den Schritt des Auswählens 34 einer unbekannten Richtung nur einmal auszuführen und vor dem Wiederholen der anderen Schritte bereits eine ganze Testsequenz festzulegen. In jedem Fall kann bei dem Auswählen 33 ein Zufallsgenerator verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, in einem vereinfachten Betriebsmodus die Audio- und Lichtsignale immer gleichzeitig auszugeben.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass zusätzlich, beispielsweise mit Hilfe von Videoanalyse, eine Gestenerkennung von Zeigerichtungen der Testperson erfolgt, und z.B. das Abfragen 38 nur dann zu einer Fortsetzung des Tests mit einem Audiosignal aus einer anderen Richtung führt, wenn die Gestenerkennung ergeben hat, dass die Testperson in die richtige Richtung, aus der das eben gehörte Audiosignal kam, gezeigt hat. Hier kann zusätzlich vorgesehen sein, der Testperson über das Lichtausgabesystem bei korrekt erkannter Richtung eine visuelle Bestätigung anzuzeigen, z.B. Blinken oder Farbänderung in z.B. Grün, oder ansonsten visuell den Fehler anzuzeigen, beispielsweise durch eine Farbänderung in z.B. Rot.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.
Es versteht sich, dass Verfahrensschritte, obwohl gemäß einer gewissen geordneten Reihenfolge beschrieben, zum Teil in einer anderen als der hier beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden könnten. Es versteht sich weiterhin, dass gewisse Schritte gleichzeitig durchgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass gewisse, hier beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Mit anderen Worten: Es werden die vorliegenden Beschreibungen zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten nicht als Beschränkung des offenbarten Gegenstands aufgefasst werden.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören
11: Audiosystem
12: Audio-Ausgabeeinrichtung
13: Audiosignal
14: Testperson
15: Lichtausgabesystem
16: Lichtausgabeeinrichtung
17: Lichtsignal
18: Steuereinrichtung
20: Fahrzeug
21: Lautsprecher
22: Lautsprecher
23: Lautsprecher
24: Lautsprecher
25: Fahrersitz
26: unbesetzter Sitz
27: unbesetzter Sitz
28: unbesetzter Sitz
29: Leuchtring
30: Lichtausgabeeinrichtung
31: Steuereinrichtung
32: Verfahren zum Testen von direktionalem Hören
33: Start
34: Auswählen einer unbekannten Richtung
35: Ausgeben eines Audiosignals
36: Ausgeben von Licht
37: gleichzeitiges erneutes Ausgeben des Audio- und des Lichtsignals
38: Abfragen, ob weitere Audiosignale ausgegeben werden sollen
39: Ende

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7046128 B2 [0003]
DE 10300275 A1 [0004]
US 8686843 B2 [0005]
US 2015/0258930 A1 [0006]
US 2007/0210906 A1 [0007]
US 8022818 B2 [0008]

Claims

Vorrichtung (10) zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson, umfassend ein Audiosystem (11), das eine Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen (12) zum Ausgeben hörbarer Audiosignale an eine Position einer Testperson aufweist; ein Lichtausgabesystem (15), das eine Mehrzahl von Lichtausgabeeinrichtungen (16) zum Ausgeben von Licht zumindest auch an die Position der Testperson aufweist; und eine Steuereinrichtung (18), verbunden mit dem Audiosystem (11) und dem Lichtausgabesystem (15), dazu eingerichtet, - das Audiosystem (11) zu veranlassen, nacheinander eine Mehrzahl hörbarer Audiosignale derart an die Position der Testperson auszugeben, dass für die Testperson eine Audiosignalquelle des jeweiligen Audiosignals jeweils in einer anderen von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen liegt, und - das Lichtausgabesystem (15) zu veranlassen, jeder der Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen, in denen die Audiosignalquelle für die Testperson liegen kann, zumindest eine der Lichtausgabeeinrichtungen (16) zuzuordnen und diese zu veranlassen, in Abhängigkeit von dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal Licht zumindest auch an die Position der Testperson auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Audiosystem (11) ein direktionales Audiosystem ist, das Mittel aufweist, um durch Ansteuern der Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen (12) für die Mehrzahl von unterschiedlichen Richtungen die Audiosignalquelle als virtuelle Audiosignalquelle zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, die virtuelle Audiosignalquelle als sich bewegende virtuelle Audiosignalquelle zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Audiosystem (11) Mittel aufweist, um jeweils eine der Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen (12) als Audiosignalquelle auszuwählen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Audio-Ausgabeeinrichtungen (12) Lautsprecher eines Audiosystems für den Innenraum eines Fahrzeugs sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Mehrzahl von Lichtausgabeeinrichtungen (16) eine Reihe von Leuchten im Innenraum des Fahrzeugs umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, das Lichtausgabesystem (15) zu veranlassen, das Licht gegenüber dem jeweils gerade ausgegebenen Audiosignal verzögert auszugeben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, die unterschiedlichen Richtungen für die nacheinander vom Audiosystem (11) auszugebenden Audiosignale zumindest näherungsweise zufällig festzulegen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend eine Auswerteeinrichtung mit einem Kamerasensor und einem Gestenerkennungsmodul zum Erkennen einer Zeigerichtung der Testperson.
Fahrzeug (20), das eine Vorrichtung zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Fahrzustand des Fahrzeugs (20) zu erfassen und eine Ausgabe der Audiosignale und Lichtsignale nur bei Stillstand oder in einem Selbststeuermodus des Fahrzeugs (20) zuzulassen.
Verfahren (32) zum Testen von direktionalem Hören einer Testperson mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren umfassend Auswählen (34) einer für eine Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung; Ausgeben (35) eines hörbaren Audiosignals, das aus der für die Testperson unbekannten Richtung kommt, mit einem Audiosystem; Ausgeben (36) von Licht zumindest auch an die Position der Testperson, mit einer Lichtausgabeeinrichtung eines Lichtausgabesystems, wobei die Lichtausgabeeinrichtung der Richtung des Audiosignals zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Auswählen (34) der für die Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung, das Ausgeben (35) des Audiosignals und das Ausgeben (36) des Lichts mindestens einmal wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei das Ausgeben (36) des Lichts gegenüber dem Ausgeben (35) des Audiosignals verzögert erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, außerdem umfassend ein erneutes Ausgeben (37) des Audiosignals und gleichzeitiges erneutes Ausgeben des Lichts.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Auswählen (34) der für die Testperson bezogen auf ihre Position unbekannten Richtung unter Anwendung eines Zufallsgenerators erfolgt.