-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Benutzerschnittstelle eines Kraftfahrzeuges, eine Benutzerschnittstelle für ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Kraftfahrzeug.
-
Stand der Technik
-
Es ist es bekannt, einen Fahrer beim Führen eines Kraftfahrzeugs mittels akustischer und/oder optischer Warnung zu unterstützen, wobei eine Lautstärke für akustische Signaltöne mittels Nutzereinstellung voreingestellt werden kann. Während einer Fahrt können auf einen Fahrer zumindest zeitweise zahlreiche weitere Geräuschquellen einwirken, so dass die akustischen Signaltöne in bestimmten Situationen für den Fahrer nicht ausreichend laut wahrnehmbar sind.
-
Kurzbeschreibung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Wiedergabe akustische Signaltöne zu verbessern.
-
Vorgeschlagen wird dementsprechend ein Verfahren zur Steuerung einer Benutzerschnittstelle für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Hauptanspruch. Ferner wird eine Benutzerschnittstelle für ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt und ein Kraftfahrzeug gemäß den Nebenansprüchen vorgeschlagen. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Benutzerschnittstelle eines Kraftfahrzeuges. Die Benutzerschnittstelle umfasst eine Audiosignalverarbeitungseinrichtung, mit der ein Signalton-Audiosignal bereitgestellt wird. Ferner wird mit der Audiosignalverarbeitungseinrichtung ein Eingangssignalpegel eines ersten Audioeingangssignals ermittelt. Das bereitgestellte Signalton-Audiosignal wird dann auf einen Audiosignalausgang ausgegeben, wenn von einer Steuereinrichtung ein Steuersignal empfangen wird. Das bereitgestellte Signalton-Audiosignal wird verstärkt auf den Audiosignalausgang ausgegeben. Eine Verstärkung des bereitgestellten Signalton-Audiosignals wird abhängig von dem ermittelten Eingangssignalpegel des ersten Audioeingangssignals gewählt.
-
Unter einer Benutzerschnittstelle (engl. user interface) ist ein Subsystem eines Kraftfahrzeuges zu verstehen, das mit anderen Fahrzeugsubsystemen, zum Beispiel mit Fahrerassistenzsystemen elektronisch vernetzt ist und mit diesen kommunizieren kann. Eine Aufgabe einer solchen Benutzerschnittstelle besteht darin, einen Fahrer eines Kraftfahrzeuges über die jeweiligen Systemzustände des Kraftfahrzeuges bzw. der Fahrzeugsubsysteme zu informieren. Eine Benutzerschnittstelle kann ferner auch bidirektional ausgeführt sein, so dass auch Benutzereingaben eines Fahrers erfasst und an die entsprechenden Fahrzeugsubsysteme elektronisch signalisiert werden können. Eine solche Benutzerschnittstelle kann beispielsweise in Verbindung mit einem Fahrzeug-Infotainmentsystem bereitgestellt werden, das verschiedene grafische, akustische bzw. haptische Kanäle für eine Kommunikation zwischen Mensch und Maschine, d. h. zwischen Fahrer und Kraftfahrzeug bereitstellt.
-
Eine Audiosignalverarbeitungseinrichtung kann durch ein Zusammenspiel von Hard- und Softwarekomponenten eines Infotainmentsystems bereitgestellt werden, die eine analoge und/oder digitale Verarbeitung von Audiosignalen ermöglichen. Unter einem Audiosignal (auch Tonsignal) ist ein elektrisches Signal in analoger oder digitaler Form zu verstehen, das akustische Informationen repräsentiert.
-
Ein Signalton-Audiosignal beschreibt ein akustisches Signal, beispielsweise einen Signal-, Warn- oder Hinweiston, das von der Benutzerschnittstelle an einen Fahrer adressiert werden soll. Mit Hilfe eines Schallwandlers, z. B. eines Lautsprechers, wird das Signalton-Audiosignal für das menschliche Gehör akustisch wahrnehmbar gewandelt.
-
Das erste Audioeingangssignal beschreibt ein akustisches Signal, das zu dem akustischen Signal-, Warn- oder Hinweiston, der durch das Signalton-Audiosignal beschrieben wird, ein Störschall bzw. ein Störgeräusch darstellen kann. Ein jeweiliges erstes Audioeingangssignal kann also als ein Störsignal (engl. interfering signal) verstanden werden.
-
Eine Idee hinter dem ersten Erfindungsaspekt liegt also darin, die Lautstärke eines potentiellen Störgeräusches mittels einer Audiosignalanalyse zu bestimmen und entsprechend die Lautstärke eines Signal-, Warn- oder Hinweistones für eine akustische Wiedergabe des Signalton-Audiosignals anzupassen.
-
Für die Ausgabe des Signalton-Audiosignals auf den Audiosignalausgang kann eine voreingestellte Basisverstärkung vorgesehen werden, die ferner durch eine Nutzereinstellung anpassbar ausgestaltet sein kann. Die Verstärkung des Signalton-Audiosignals wird also im Wesentlichen abhängig von dem ermittelten Eingangssignalpegel automatisch erhöht.
-
Durch eine vom Störgeräuschpegel, d. h. vom Eingangssignalpegel abhängige Verstärkung kann quasi ein Nutzschall/Störschall-Verhältnis bei der akustischen Wiedergabe des Signalton-Audiosignal verbessert werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung des ersten Erfindungsaspektes kann das erste Audioeingangssignal mit einem Mikrofon in einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeuges aufgenommen werden. Ferner kann das bereitgestellte verstärkte Signalton-Audiosignal über einen Lautsprecher in dem Fahrzeuginnenraum akustisch wiedergegeben werden.
-
Durch ein im Fahrzeuginnenraum platziertes Mikrofon wird eine direkte Messung der akustischen Lautstärke im Kraftfahrzeug und somit im unmittelbaren Umfeld eines Fahrers ermöglicht. Ferner kann das akustische Signal beispielsweise für einen Signal-, Warn- oder Hinweiston im unmittelbaren Umfeld des Fahrers, an den das jeweilige Signal adressiert ist, wiedergegeben werden. Durch das im Fahrzeuginnenraum angeordnete Mikrofon werden insbesondere auch Geräusche beim Ermitteln des Eingangssignalpegels berücksichtigt, die innerhalb des Fahrzeuginnenraums emittiert werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung der vorstehenden Ausgestaltung kann die Verstärkung des Signalton-Audiosignal während einer Ausgabe auf dem Audiosignalausgang abhängig von einem variierenden Eingangssignalpegel fortwährend angepasst werden.
-
Somit können mögliche Lautstärkeschwankungen bezüglich eines Störgeräusches während einer akustischen Wiedergabe des Signalton-Audiosignal berücksichtigt werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, den variierenden Eingangssignalpegel aus einem Audiodifferenzsignal zu ermitteln, das aus einer Signaldifferenz zwischen dem ersten Audioeingangssignal und einem kalibrierten Signalton-Rückkopplungssignal bestimmt wird.
-
Eine Rückkopplung des Signalton-Audiosignal auf das erste Audioeingangssignal, die durch eine akustische Kopplung eines zusammenfallenden Aufnahme- und Wiedergabeort der beiden Signale bedingt sein kann, wird somit unterdrückt bzw. reduziert. Die Signalanteile des Signalton-Audiosignals können also aus dem ersten Audioeingangssignal zumindest anteilig herausgefiltert werden.
-
In einer digitalen Audiosignalverarbeitungseinrichtung liegt das bereitgestellte Signalton-Audiosignal als deterministisches Signal vor, so dass dies prinzipiell nur von dem ersten Audioeingangssignal subtrahiert werden muss. Allerdings hängt ein Signalanteil des Signalton-Audiosignal, das in das erste Audioeingangssignal rückkoppelnd einfließt, von dem Übertragungskanal eines jeweiligen Rückkopplungspfads ab.
-
Daher kann gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen werden, dass das kalibrierte Signalton-Rückkopplungssignal mittels einer Signalaufbereitung aus dem bereitgestellten Signalton-Audiosignal aufbereitet wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung können während der Signalaufbereitung eingemessene Signalparameter berücksichtigt werden. Die eingemessenen Signalparameter können aus einem rückgekoppelten Audioeingangssignal eines auf dem Audiosignalausgang ausgegebenen Einmesssignal bestimmt werden.
-
Bei einer akustischen Rückkopplung eines akustischen Signaltons haben die akustischen Eigenschaften des Fahrzeuginnenraums einen Einfluss auf die rückgekoppelten Signalanteile, die mittels Mikrofon erfasst werden. Auch Laufzeiten bei der Signalverarbeitung können relevant sein. Die eingemessenen Signalparameter enthalten zumindest Laufzeit- und Signalpegelwerte, mit denen ein kalibriertes Signalton-Rückkopplungssignal aus dem bereitgestellten Signalton-Audiosignal generiert werden kann.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, mit einem computerlesbaren Speichermedium, auf dem Befehle eingebettet sind, die, wenn sie von wenigstens einer Recheneinheit ausgeführt werden, bewirken, dass die wenigstens eine Recheneinheit dazu eingerichtet ist, das Verfahren der vorgenannten Art auszuführen.
-
Das Verfahren kann auf einer oder auf mehreren Recheneinheiten verteilt ausgeführt werden, sodass bestimmte Verfahrensschritte auf der einen Recheneinheit und andere Verfahrensschritte auf wenigstens einer weiteren Recheneinheit ausgeführt werden, wobei berechnete Daten sofern notwendig zwischen den Recheneinheiten übermittelt werden können.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Benutzerschnittstelle für ein Kraftfahrzeug, die zumindest eine Steuerungseinrichtung und eine Audiosignalverarbeitungseinrichtung umfasst. Der Steuerungseinrichtung ist wenigstens ein Steuersignaleingang zugeordnet. Die Audiosignalverarbeitungseinrichtung besitzt wenigstens einen ersten Audiosignaleingang, wenigstens einen Audiosignalausgang, einen Audiosignalgenerator und eine Pegelmesseinrichtung. Die Pegelmesseinrichtung ist eingerichtet, einen Eingangssignalpegel an dem ersten Audiosignaleingang zu erfassen. Der Audiosignalgenerator ist eingerichtet, wenigstens ein Signalton-Audiosignal bereitzustellen. Das Signalton-Audiosignal ist mittels der Steuerungseinrichtung und in Abhängigkeit eines an dem Steuereingang anliegenden Steuersignals auf den Audiosignalausgang schaltbar, wobei für das Signalton-Audiosignal eine variable Verstärkung vorgesehen ist. Die variable Verstärkung ist von dem Eingangssignalpegel abhängig.
-
Die Audiosignalverarbeitungseinrichtung und die Steuerungseinrichtung können zum Beispiel durch ein gemeinsames Mikroprozessorsystem bereitgestellt werden, das eine eingebettete Software zur Verarbeitung digitaler Audiosignale sowie eine Steuerungssoftware enthält. Somit kann der Audiosignalgenerator zum Erzeugen des Signalton-Audiosignal sowie die variable Verstärkung durch Softwaremodule bereitgestellt werden. Die Audiosignaleingänge und die Audiosignalausgänge können entsprechend mit Analog-Digital-Umsetzern ausgestattet sein.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Benutzerschnittstelle kann der der erste Audiosignaleingang eingerichtet sein, ein erstes Audioeingangssignal von ein Mikrofon aus einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Ferner kann der Audiosignalausgang ausgebildet sein, das Signalton-Audiosignal für einen Lautsprecher im Fahrzeuginnenraum auszugeben.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Benutzerschnittstelle gemäß kann die Audiosignalverarbeitungseinrichtung eingerichtet sein die Verstärkung des bereitgestellten Signalton-Audiosignals während einer Ausgabe auf dem Audiosignalausgang abhängig von einem variierenden Eingangssignalpegel fortwährend anzupassen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Benutzerschnittstelle kann die Audiosignalverarbeitungseinrichtung eingerichtet sein, den variierenden Eingangssignalpegel basierend auf einer Signaldifferenz zwischen dem ersten Audioeingangssignal und einem kalibrierten Signalton-Rückkopplungssignal zu bestimmen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Benutzerschnittstelle kann die Audiosignalverarbeitungseinrichtung ein Signalaufbereitungsmodul umfassen, das eingerichtet ist, das kalibrierte Signalton-Rückkopplungssignal aus dem bereitgestellten Signalton-Audiosignal unter Berücksichtigung eingemessene Signalparameter aufzubereiten.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Benutzerschnittstelle der zuvor beschriebenen Art.
-
Figurenliste
-
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen:
- 1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Benutzerschnittstelle;
- 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Benutzerschnittstelle.
-
Beschreibung der Ausführungsarten
-
In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Benutzerschnittstelle 10 dargestellt. Die Benutzerschnittstelle 10 ist ein elektronisches Subsystemen innerhalb eines elektrischen bzw. elektronischen Bordnetzsystems, das mit Fahrzeugsubsystemen zwecks Datenaustausches kommunizieren kann. Eines von vielen Fahrzeugsubsystemen ist als Fahrerassistenzsystem 20 beispielhaft eingezeichnet. Aufgabe einer Benutzerschnittstelle 10 ist, eine Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug 1 bzw. seiner Subsysteme und einem Fahrer zu ermöglichen, wobei eine Kommunikation je nach Fahrzeugausstattung uni- oder bidirektional ausgebildet sein kann.
-
Die Dargestellte Benutzerschnittstelle 10 verfügt beispielhaft über einen akustischen Ausgabekanal, mit dessen Hilfe das Fahrerassistenzsystem 20 eine interne Information an den Fahrer signalisieren kann.
-
Das Fahrerassistenzsystem 20 kann beispielsweise ein Parkassistenzsystem sein, dass einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 zu einem nicht dargestellten Hindernis messen kann. Sobald ein kritischer Abstand erreicht bzw. unterschritten wird, soll ein akustischer Signalton zur Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Die Steuereinrichtung 12 der Benutzerschnittstelle 10 empfängt über einen Steuersignaleingang 120 ein entsprechendes Steuersignal, aufgrund dessen der entsprechende akustische Signalton auszugeben ist.
-
Die Benutzerschnittstelle 10 besitzt einen Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14, mit der unter anderem ein Signalton-Audiosignal für einen akustischen Signalton erzeugt werden kann, dem eine Zustandsinformation des Fahrerassistenzsystems 20 zugeordnet ist. Das erzeugte Signalton-Audiosignal kann auf einem Audiosignalausgang 145 ausgegeben, sobald die Steuereinrichtung 12 ein entsprechendes Steuersignal empfangen worden ist.
-
Der Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14 ist ferner ein erster Audiosignaleingang 141 zugeordnet, über den eine erstes Audioeingangssignal von einem Mikrofon 30 aus einem Fahrzeuginnenraum bzw. Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges 1 empfangen werden können. Das Mikrofon 30 kann unter anderem einem Sprachdialogsystem dienen, dass von der Benutzerschnittstelle 10 bzw. der Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14 bereitgestellt werden könnte. Über einen zweiten Audiosignaleingang 142 kann ein Audioeingangssignal von einer externen Audiosignalquelle 50 empfangen werden.
-
Die von der Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14 verarbeiteten Audiosignale, d.h. insbesondere ein intern erzeugtes Signalton-Audiosignal und ggf. ein über den zweiten Audiosignaleingang empfangenes Audiosignal einer externen Audiosignalquelle 50, können abgemischt und summiert auf den Audiosignalausgang 145 ausgegeben werden. Ein auf dem Audiosignalausgang 145 ausgegebenes Audiosignal kann leistungsverstärkt und über einen Lautsprecher 40 als akustisches Signal im Fahrzeuginnenraum widergegeben werden.
-
Eine Gedanke hinter der dargestellten Benutzerschnittstelle 10 stellt auf das Abmischen (engl. mixing) eines auszugebenen Audiosignal ab, wobei insbesondere auf eine verbesserte Wahrnehmbarkeit eines akustischen Signaltons abgezielt wird. Wenn ein Signalton-Audiosignal auf dem Audiosignalausgang 145 ausgegeben werden soll, können andere d.h. zu diesem Zeitpunkt weniger relevante Audiosignal, z.B. das von externen Audiosignalquelle 50 empfangene Audiosignal, stummgeschaltet bzw. in ihrem Signalpegel reduziert werden.
-
Allerdings wirken neben den akustisch wiedergegeneben Audiosignalen eines Infotainmentsystems, welches auch eine Hard- und Software-Plattform für die dargestellte Benutzerschnittstelle 10 bereitstellen kann, auch weitere akustische Signale im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs 1 und somit auf einen jeweilige Fahrer ein.
-
Daher ist die Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14 der Benutzerschnittstelle 10 eingerichtet, einen Eingangssignalpegel eines ersten Audioeingangssignals zu ermitteln, das mit einem Mikrofon 30 in Fahrzeuginnenraum aufgenommen worden ist. Die Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14 ist ferner ausgebildet, einen Ausgangssignalpegel (d.h. eine Verstärkung) des Signalton-Audiosignal abhängig von dem erfassten Eingangssignalpegel anzupassen. Somit wird die Lautstärke eines auszugebenden akustischen Signaltons an eine im Fahrzeuginnenraum herrschende Umgebungslautstärke automatisch angepasst.
-
Das Ablaufdiagramm in der 2 skizziert einen möglichen Ablauf eines Verfahrens zur Steuerung der Benutzerschnittstelle 10 des Kraftfahrzeuges 1. In einem ersten Schritt S1 wird von der Audiosignalverarbeitungseinrichtung 14 ein Eingangssignalpegel eines am ersten Audiosignaleingang 141 anliegenden ersten Audioeingangssignals ermittelt. Im zweiten Schritt S2 wird von der Steuereinrichtung 12 geprüft, ob an dem Steuersignaleingang 120 ein Steuersignal empfangen wurde. Sobald die Steuereinrichtung 12 ein Steuersignal empfängt, wird in dem dritten Schritt S3 mittels der Audiosignalverarbeitungseinrichtung ein Signalton-Audiosignal bereitgestellt. Der Ausgangsignalpegel bzw. die Verstärkung des Signalton-Audiosignal wird abhängig von dem ermittelten Eingangssignalpegel des ersten Audioeingangssignals angepasst. In dem vierten Schritt S4 wird das angepasste Signalton-Audiosignal auf dem Audiosignalausgang 145 ausgegeben.
-
Sofern im dem fünften Schritt S5 festgestellt wird, dass das Steuersignal weiterhin am Steuersignaleingang 120 anliegt, kann das Signalton-Audiosignal zur weiteren Ausgabe auf dem Audiosignalausgang 145 abhängig von einem variierenden Eingangssignalpegel angepasst werden. Dazu kann im sechsten Schritt S6 der Eingangssignalpegel des ersten Audioeingangssignals erneut ermittelt werden. Dabei können Signalanteile aus dem ersten Audioeingangssignal gefiltert werden, die von dem ausgegebenen Signalton-Audiosignal in das erste Audioeingangssignal rückgekoppelt worden sind.
-
Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 10
- Benutzerschnittstelle
- 12
- Steuereinrichtung
- 14
- Audiosignalverarbeitungseinrichtung
- 141
- ersten Audiosignaleingang
- 142
- zweiter Audiosignaleingang
- 145
- Audiosignalausgang
- 20
- Fahrerassistenzsystem
- 30
- Mikrofon
- 40
- Lautsprecher
- 50
- externe Audiosignalquelle
- 120
- Steuersignaleingang
