WO2014032886A1 - Multisensuelle aufmerksamkeitslenkung - Google Patents

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WO2014032886A1
WO2014032886A1 PCT/EP2013/065953 EP2013065953W WO2014032886A1 WO 2014032886 A1 WO2014032886 A1 WO 2014032886A1 EP 2013065953 W EP2013065953 W EP 2013065953W WO 2014032886 A1 WO2014032886 A1 WO 2014032886A1
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driver
danger
vehicle
potential
attention
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PCT/EP2013/065953
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Inventor
Karl-Heinz Knobl
Hans-Wilhelm Rühl
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems

Definitions

  • the present invention relates to safety technology in vehicles.
  • the invention relates to a multi ⁇ sensuelle attention steering apparatus for a vehicle, a vehicle having a multi-sensual attention steering ⁇ device, the use of a multi-sensual attention steering apparatus in a road vehicle, a method for multi-sensual directing the attention of a driver, a program element and a computer-readable medium.
  • Warning signals in vehicles are displayed optically via displays or acoustically via warning sounds. Examples include static or flashing dashboard indicators, warnings in displays, warning tones if, for example, the belt is not in place, warnings about traffic information and also haptic signals, such as a vibrating steering wheel. Warning tones can also be combined with displays to attract the driver's attention and direct attention to the display. The warning signals are usually unspecific with respect to the direction from which the danger comes.
  • WO 2007/049995 A1 describes a system for the detection of
  • Objects that can emit an acoustic signal that is to emulate the natural sound of the object There are several speakers provided which can output a sound indicative of the position of the object. Summary of the invention
  • a multisensory attention steering apparatus for a vehicle having a sensor assembly, a warning signal output assembly and a control unit.
  • the sensor arrangement is used to acquire measured values
  • the warning signal output arrangement serves to output haptic, audible and visual warning signals to the driver of the vehicle.
  • the control unit is designed to analyze the measured values recorded and to use the acquired measured values to assess whether or not there is a potential hazardous situation arising from a potential source of danger.
  • the control ⁇ unit that such a potentially hazardous situation is proposed, it can control the warning signal output device in such a way that these warning signals output to the driver of the vehicle, which point in the direction the driver, in which the potential source of danger is located.
  • the warning signal output arrangement can also be controlled in such a way that the issued warning signals point the driver in the direction in which a man-machine interface is located in the vehicle whose operation by the driver represents a countermeasure for avoiding the potential danger situation.
  • the device steers the driver's attention in a multisensory manner, simultaneously addressing multiple senses of the driver.
  • the interplay of several warning signals such as acoustic warning signals in combination with haptic warning signals or audible warning signals in combination with visual warning or visual warning signals in combination with haptic warning or haptic, audible and visual warning signals, several sensory organs are addressed simultaneously and it can on this example be possible that the driver's attention is faster, more effective, more intuitive and more specifically directed so that he can assess the potential acrossensi ⁇ situation faster and initiate appropriate counter measures.
  • the warning signals simulate the potential source of danger so that the simplest and quickest possible mental assignment between the warning signal and the event is possible.
  • the multisensory attention steering device is designed to perform an acoustic and haptic or an acoustic and optical simulation of the potential source of danger by the warning signal output device.
  • the multi-sensory attention steering device is designed to indicate a possible, to be taken countermeasure to the driver by the warning signal output arrangement simu ⁇ lines the products resulting from such a countermeasure noise before the countermeasure is taken by the driver. For example, brake noises can be recorded in order to inform the driver that he should brake or dodge if possible.
  • the multisensory attention steering device is designed to carry out an optical marking of the potential source of danger on a head-up display of the vehicle. Coupled with an acoustic steering of the driver's attention, it can thus be easier for the driver to recognize the exact location of the potential source of danger.
  • the multi-sensory attention steering device for outputting an acoustic warning signal is performed by the warning signal output assembly which includes a situational Rich ⁇ processing information by suggests to the driver, from the direction in which the potential source of danger or the interface is to come.
  • the sensor arrangement of the vehicle has a vehicle sensor system and an environment sensor system for acquiring measured values.
  • the measured values detected by the vehicle sensor system are vehicle data, such as acceleration data, speed data, position information, and the environmental data are measured values obtained by the surroundings sensor system, such as the distance to a specific object, the road conditions, the Direction of movement and speed of the object and the like.
  • a vehicle is provided with a multisensory attention steering device described above and below.
  • the vehicle may be, for example, a car, an aircraft, such as a helicopter, airship or aircraft, a rail vehicle or a watercraft.
  • a method for multisensory guidance of a driver of a vehicle in which measured values are recorded and analyzed, whereupon a judgment is made on the basis of the acquired measured values as to whether there is a potential danger situation emanating from a potential danger source or not.
  • a warning signal output arrangement can be controlled in such a way that optionally at least haptic and audible or visual and audible warning signals are output, which point the driver in the direction in which the potential danger source is located and / or in which one
  • a program element that, when executed on a processor of a multisensory attention steering device, causes the multisensory attention steering device to perform the method steps described above and below.
  • a computer-readable medium having stored thereon a computer program which, when executed on a processor of a multi-sensory attention steering apparatus, causes the multi-sensory attention steering apparatus to perform the method steps described above and below.
  • the program element may be part of a software stored on a processor of the vehicle.
  • the processor can also be the subject of the invention.
  • the program element may be a computer program which already uses the invention from the very beginning, as well as a computer program which, by means of an update, causes an existing program to use the invention.
  • FIG. 1 shows a multisensory attention steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows the image that a driver can see through the windshield of a vehicle with head-up display according to an embodiment ⁇ example of the invention.
  • FIG. 3 shows devices of a vehicle according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 4 shows various vehicles according to embodiments of the invention.
  • FIG. 1 shows a multisensory attention steering apparatus 100 for a vehicle.
  • the device 100 has a control unit 101 in the form of a processor, which is connected to various devices of the vehicle.
  • the communication between selected devices of the vehicle may be wireless in certain embodiments of the invention.
  • the multisensory attention-steering device has a vehicle navigation device 104, a vehicle assistance device 103 and a vehicle sensor system 102.
  • the vehicle sensor system 102 can have both environmental sensors, such as radar sensors, lidar sensors, and vehicle sensors, which record in-vehicle measurement data. Examples include ESP sensors for measuring accelerations, speeds, as well as the current vehicle position and speed. Further, a data memory 105 is provided, on which, for example, the program element for performing the OF INVENTION ⁇ to the invention the method may be stored.
  • the control unit 101 comprises in addition to a so-called. Rich ⁇ tung mixer 109, which can help to generate the acoustic warning signals.
  • loudspeakers 113, 114, 115, 116 are provided, which are distributed in the vehicle and which form the audible warning signal output unit 107.
  • visual warning and information signals can be output with the aid of a plurality of visual output devices 117, 118, 119.
  • Haptic warning signals can be output via the haptic warning signal output device 106. Examples of this are vibrations of the steering wheel via the vibration unit 110,
  • the invention now proposes several measures to enable the driver to quickly and easily record the situation and corresponding warnings.
  • the natural signals emanating from the source of danger can be amplified or simulated in order to attract the driver's attention before the actual source of danger has become more threatening.
  • the navigation 104 of the control unit 101 forwards a school with the potential danger suddenly ahead of the road crossing children. As a warning signal, children's noise is generated and recorded in the cockpit.
  • the navigation 104 and the instrument cluster shows to the corresponding Ver ⁇ traffic warning sign, for example in the Head-Up Display 117 at.
  • the navigation 104 anticipates a bad lane ahead and the current speed of the lane
  • Vehicle is relatively high. As a warning signal strong rolling noise is recorded.
  • the haptic feedback from the steering wheel and / or seat simulates vibrations with statistics
  • a proximity sensor of the sensor 102 detects that the preceding vehicle is braking heavily.
  • the infotainment reduces the volume of the current sound source (eg radio) and mixes a clearly audible brake noise into the channels of the front loudspeakers so that the driver perceives a place in front of the car as an acoustic location for the brake noise.
  • the current sound source eg radio
  • audible warning signals may be displayed to direct attention in the desired direction.
  • a directional mixer 109 is used to filter the channels of the warning messages and signals to be reproduced via the loudspeaker channels of the car in such a way as to give the driver the subjective impression that the warning signal comes from a certain direction.
  • This direction is the direction in which the driver's attention should be directed.
  • the particular direction does not have to coincide with the horizontal plane of the vehicle, but may also go in the direction of the vehicle's ground or sky. For example, the case may arise that the handbrake of the vehicle is not completely solved.
  • a corresponding warning signal is sent according to the Binaural hearing behavior of the human ear is filtered so prefilter that the signal sounds as if it came from the direction of the handbrake. It is also possible that the front lidar anticipates a fog wall ahead.
  • the drive assistant 103 issues the message: "The switch for fog lights and rear fog lamp is located "
  • the indicator is prefiltered according to the binaural hearing of the human ear, so that the signal sounds as if it came from the direction of the switch.
  • the illumination of the switch can be switched on or flashing simultaneously.
  • multiple modalities can be used simultaneously to generate directional information and direct the driver's attention in the desired direction.
  • the head-up display can also mark the dangerous area 201 next to the street in the windshield 204. This is shown in FIG. 2, in which the road course 203 can be recognized by the windshield 204. On the left lane edge is a schoolchild 202, which is visually highlighted by the child-bordering mark 201 of the head-up display.
  • the various warning signals can be linked together in such a way that the driver intuitively experiences the type, location and danger potential of the source of danger by addressing several of his senses in different ways. Also, the system is able to quickly and effectively communicate to the driver countermeasures that he can take to avoid the danger situation. This may include steering the driver's attention to the hazard warning button, if congestion on the highway threatens.
  • Fig. 3 shows the steering wheel 301 of a vehicle, the accelerator pedal 302 of the vehicle and the vehicle seat 303. All three devices can be addressed via vibration sensors and excited to vibrate, so that thigh and back, hand and foot of the driver can obtain vibration information.
  • Vibration of the accelerator pedal could mean, for example, that the driver should reduce the speed.
  • existing, weak warning signals emanating from a potential or actual source of danger can be amplified. So warning signals that are expected by the driver in conjunction with the corresponding source of danger, be stored and played back as needed.
  • the invention proposes to take no individual measures, but to combine several modalities in order to implement the attention-oriented directionally and effectively.
  • spoken messages can be combined with directional binaural processing.
  • an optical signal is output in conjunction with directional binaural processing.
  • optical and / or acoustic signals may be output in conjunction with a vibrating steering wheel or vibrating seat.
  • Messages or acoustic warning signals can be generated using a direction mixer to meidungen to be played over the PA ⁇ speaker channels of the car channels of warnings and signals as to filter that subjective impression for the driver that the warning signal from a specific direction (the one into which the attention of the driver).
  • the particular direction does not have to coincide with the horizontal plane of the vehicle, but may also point into the ground or the sky of the vehicle.
  • the signals can be used during playback are multi-channel depending on the direction sto ⁇ rides either pre-filtered and stored multi-channel or single-channel and stored.
  • FIG. 4 shows a plurality of vehicles according to embodiments of the invention.
  • the vehicle may, for example, be a helicopter 401, a motor vehicle 402, a ship 403 or a locomotive 404. All vehicles have a mul ⁇ tisensuelle attention steering apparatus.
  • FIG. 5 shows a flow chart of a method according to FIG.
  • step 501 the measurement values are acquired by the surroundings sensor system and the vehicle sensor system.
  • step 502 these acquired measurements are then analyzed and a judgment is made as to whether a potential hazardous situation exists.
  • step 503 the measurement values are acquired by the surroundings sensor system and the vehicle sensor system.
  • Warning signal output arrangement is controlled so that it shows the driver the direction in which the potential source of danger is located.
  • the driver is also shown where the interface is in the vehicle that the driver should operate to avoid the potential source of danger. This is, for example, the hazard warning lights or the handbrake.
  • the driver may be told what action he should take next (braking, dodging, etc.).
  • the output signals may be a combination of acoustic, haptic, and visual signals to direct the driver's attention quickly and effectively.

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Abstract

Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug (401, 402, 403, 404) mit einer Sensoranordnung (102), einer Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108) zur Ausgabe von haptischen, akustischen und optischen Warnsignalen an den Fahrer des Fahrzeugs sowie einer Steuereinheit (101) zur Analyse und Beurteilung der erfassten Messwerte sowie zur Steuerung der Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108). Über die Ausgabe von Warnsignalen, welche mehrere Sinnesorgane des Fahrers ansprechen, kann die Richtung einer potenziellen Gefahrenquelle (201) angezeigt werden. Auch kann die Richtung einer Schnittstelle angezeigt werden, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der Gefahrensituation darstellt. Verwendung, Verfahren, Programmelement und computerlesbares Medium.

Description

Beschreibung
Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkung Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Sicherheitstechnik in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine multi¬ sensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungs¬ vorrichtung, die Verwendung einer multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung in einem Straßenfahrzeug, ein Verfahren zur multisensuellen Lenkung der Aufmerksamkeit eines Fahrers, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
Hintergrund
Warnsignale in Fahrzeugen werden optisch über Anzeigen oder akustisch über Warntöne ausgegeben. Beispiele hierfür sind statische oder blinkende Zeichen im Armaturenbrett , Warntexte in Displays, Warntöne, falls beispielsweise der Gurt nicht angelegt ist, Warnansagen über den Verkehrsfunk und auch haptische Signale, wie ein vibrierendes Lenkrad. Warntöne können auch mit Anzeigen kombiniert werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu wecken und auf die Anzeige zu lenken. Die Warnsignale sind im Regelfall unspezifisch in Bezug auf die Richtung, aus der die Gefahr kommt. WO 2007/049995 AI beschreibt ein System zur Detektion von
Objekten, welches ein akustisches Signal ausgeben kann, das das natürliche Geräusch des Objektes nachbilden soll . Es sind mehrere Lautsprecher vorgesehen, welche ein Geräusch ausgeben können, das auf die Position des Objektes hinweist. Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Sicherheit im Verkehr weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weiterbildungen aus der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug angegeben, welche eine Sensoranordnung, eine Warnsignalausgabeanordnung und eine Steuereinheit aufweist. Die Sensoranordnung dient dem Erfassen von Messwerten und die Warnsignalausgabeanordnung dient der Ausgabe von haptischen, akustischen und optischen Warnsignalen an den Fahrer des Fahrzeugs . Die Steuereinheit ist ausgeführt, die erfassten Messwerte zu analysieren und anhand der erfassten Messwerte zu beurteilen, ob eine potenzielle Gefahrensituation, die von einer potenziellen Gefahrenquelle ausgeht, vorliegt oder nicht. Urteilt die Steuer¬ einheit, dass eine solche potenzielle Gefahrensituation vor- liegt, kann sie die Warnsignalausgabeanordnung derart steuern, dass diese Warnsignale an den Fahrer des Fahrzeugs ausgibt, die dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich die potenzielle Gefahrenquelle befindet. Auch kann die Warnsignalausgabeanordnung derart gesteuert werden, dass die ausgegebenen Warn- signale dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich eine Mensch-Maschine-Schnittstelle im Fahrzeug befindet, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der potenziellen Gefahrensituation darstellt. Wichtig ist, dass die Vorrichtung die Aufmerksamkeit des Fahrers multisensuell lenkt, indem sie gleichzeitig mehrere Sinne des Fahrers anspricht . Hierdurch kann die Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers effektiver erfolgen und es kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass der Fahrer auf die Aufmerksamkeitslenkung wunschgemäß reagiert, selbst falls eines seiner Sinnesorgane (Ohren, Augen oder Tastsinn) die an das entsprechende Sinnesorgan gerichteten Warnsignale nicht wahrnehmen sollte.
Durch das Zusammenspiel mehrerer Warnsignale, beispielsweise akustischer Warnsignale in Kombination mit haptischen Warn- Signalen oder akustischer Warnsignale in Kombination mit optischen Warnsignalen oder optischer Warnsignale in Kombination mit haptischen Warnsignalen oder haptischer, akustischer und optischer Warnsignale, werden mehrere Sinnesorgane gleichzeitig angesprochen und es kann auf diese Weise möglich sein, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers schneller, effektiver, intuitiver und genauer gelenkt wird, so dass er die potenzielle Gefahrensi¬ tuation schneller beurteilen und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Warnsignale die potenzielle Gefahrenquelle simuliert, damit eine möglichst einfache und schnelle mentale Zuordnung zwischen Warnsignal und Ereignis möglich ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung zur Durchführung einer akustischen und haptischen oder einer akustischen und optischen Simulation der potenziellen Gefahrenquelle durch die Warnsignalausgabeanordnung ausgeführt .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung zur Mitteilung einer möglichen, zu ergreifenden Gegenmaßnahme an den Fahrer ausgeführt, indem die Warnsignalausgabeanordnung die durch eine solche Gegenmaßnahme entstehenden Geräusche simu¬ liert, bevor die Gegenmaßnahme von dem Fahrer ergriffen wird. Beispielsweise können Bremsgeräusche eingespielt werden, um dem Fahrer mitzuteilen, dass er nach Möglichkeit bremsen oder ausweichen sollte. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung zur Durchführung einer optischen Markierung der potenziellen Gefahrenquelle auf einem Head-Up Display des Fahrzeugs ausgeführt. Gepaart mit einer akustischen Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers kann es dem Fahrer somit erleichtert werden, den genauen Ort der potenziellen Gefahrenquelle zu erkennen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung zur Ausgabe eines akustischen Warnsignals durch die Warnsignalausgabeanordnung ausgeführt, welches eine situationsbezogene Rich¬ tungsinformation enthält , indem es dem Fahrer suggeriert , aus der Richtung, in der sich die potenzielle Gefahrenquelle oder die Schnittstelle befindet, zu stammen.
Diese akustischen Warnsignale werden beispielsweise mit Hilfe eines Richtungsmischers erzeugt, der die im Fahrzeug verteilten Lautsprecher entsprechend ansteuert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Sensoranordnung des Fahrzeugs eine Fahrzeugsensorik und eine Umfeldsensorik zum Erfassen von Messwerten auf. Bei den von der Fahrzeugsensorik erfassten Messwerten handelt es sich um Fahrzeugdaten, wie beispielsweise Beschleunigungsdaten, Ge- schwindigkeitsdaten, Positionsangaben, und bei den Umfelddaten handelt es sich um von der Umfeldsensorik gewonnene Messwerte, wie beispielsweise die Distanz zu einem bestimmten Objekt, die Straßenverhältnisse, die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Objekts und dergleichen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer oben und im Folgenden beschriebenen multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung angegeben . Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Auto, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter, Luftschiff oder Flugzeug, um ein Schienenfahrzeug oder um ein Wasserfahrzeug handeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Verwendung einer oben und im Folgenden beschriebenen multisensuellen
Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung in einem Straßenfahrzeug zur multisensuellen Verstärkung von Warnsignalen, die von einer potentiellen Gefahrenquelle ausgehen, angegeben . Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur multisensuellen Lenkung der Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeugs angegeben, bei dem Messwerte erfasst und analysiert werden, woraufhin ein Beurteilen anhand der erfassten Messwerte erfolgt, ob eine potenzielle Gefahrensituation, die von einer potenziellen Gefahrenquelle ausgeht, vorliegt oder nicht.
Daraufhin kann eine Warnsignalausgabeanordnung derart gesteuert werden, dass wahlweise zumindest haptische und akustische oder optische und akustische Warnsignale ausgegeben werden, die dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich die potenzielle Gefahrenquelle befindet und/oder in welcher sich eine
Schnittstelle befindet, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der potenziellen Gefahrensituation darstellt . Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor einer multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung ausgeführt wird, die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung veranlasst, die oben und im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor einer multi¬ sensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung ausgeführt wird, die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung veranlasst, die oben und im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Das Programmelement kann Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor des Fahrzeugs gespeichert ist. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin kann es sich bei dem Programmelement um ein Computerprogramm handeln, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, als auch ein Computerprogramm, welches durch eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungs¬ beispiele der Erfindung beschrieben. Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt eine multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Fig. 2 zeigt das Bild, das ein Fahrer durch die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs mit Head-Up Display gemäß einem Ausführungs¬ beispiel der Erfindung sehen kann. Fig. 3 zeigt Einrichtungen eines Fahrzeugs gemäß einem Aus¬ führungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 zeigt verschiedene Fahrzeuge gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
Werden in der folgenden Figurenbeschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch durch unterschiedliche Bezugszeichen bezeichnet sein.
Fig. 1 zeigt eine multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung 100 für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 100 weist eine Steuereinheit 101 in Form eines Prozessors auf, welche mit verschiedenen Einrichtungen des Fahrzeugs verbunden ist.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Kommunikation zwischen ausgewählten Einrichtungen des Fahrzeugs in bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung drahtlos erfolgen kann.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Kommunikation wahlweise drahtgebunden oder drahtlos oder ausschließlich drahtgebunden erfolgt . Die multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung weist eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung 104, eine Fahrzeugassistenzvorrichtung 103 und eine Fahrzeugsensorik 102 auf.
Die Fahrzeugsensorik 102 kann sowohl Umfeldsensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, Lidarsensoren, als auch Fahrzeugsensoren, welche fahrzeuginterne Messdaten aufnehmen, aufweisen. Beispiele hierfür sind ESP-Sensoren zur Messung von Beschleunigungen, Drehzahlen, sowie der aktueller Fahrzeugposition und -geschwindigkeit . Weiter ist ein Datenspeicher 105 vorgesehen, auf dem beispielsweise das Programmelement zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens gespeichert sein kann. Die Steuereinheit 101 weist darüber hinaus einen sog. Rich¬ tungsmischer 109 auf, der dazu beitragen kann, die akustischen Warnsignale zu erzeugen.
Zur Ausgabe der akustischen Warnsignale sind mehrere Laut- Sprecher 113, 114, 115, 116 vorgesehen, die im Fahrzeug verteilt sind und die die akustische Warnsignalausgabeeinheit 107 ausbilden .
Über die sog. optische Warnsignalausgabeeinheit 108 können mit Hilfe mehrerer visueller Ausgabevorrichtungen 117, 118, 119 optische Warn- und Informationssignale ausgegeben werden.
Über die haptische Warnsignalausgabevorrichtung 106 können haptische Warnsignale ausgegeben werden. Beispiele hierfür sind Vibrationen des Lenkrads über die Vibrationseinheit 110,
Vibrationen des Fahrersitzes über die Sitzvibrationseinheit 111 und Vibrationen eines oder mehrerer der Pedale über die Pedalvibrationseinheit 112. Alle diese verschiedenen Ausgabevorrichtungen können von der Steuereinheit 101 angesprochen und aktiviert werden.
Die Erfindung schlägt nun mehrere Maßnahmen vor, um dem Fahrer eine schnelle und einfache Erfassung der Situation und ent- sprechender Warnhinweise zu ermöglichen.
Beispielsweise können die von der Gefahrenquelle ausgehenden, natürlichen Signale verstärkt oder simuliert werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen, ehe die eigentliche Gefahrenquelle an Bedrohlichkeit gewonnen hat. Beispielsweise meldet die Navigation 104 der Steuereinheit 101 eine Schule mit der potenziellen Gefahr plötzlich die Fahrbahn überquerende Kinder voraus. Als Warnsignal wird Kinderlärm erzeugt und in das Cockpit eingespielt. Die Navigation 104 bzw. das Instrumentencluster zeigt dazu das entsprechende Ver¬ kehrswarnzeichen, beispielsweise auf dem Head-Up Display 117, an .
Als weiteres Beispiel erwartet die Navigation 104 eine schlechte Fahrbahnstrecke voraus und die aktuelle Geschwindigkeit des
Fahrzeugs ist verhältnismäßig hoch. Als Warnsignal wird starkes Rollgeräusch eingespielt . Die haptische Rückkopplung vom Lenkrad und/oder Sitz simuliert Vibrationen mit einer Statistik
(Frequenzmuster), die der einer schlechten Fahrbahn entspricht.
Als weiteres Beispiel entdeckt ein Abstandsensor der Sensorik 102, dass das vorhergehende Fahrzeug stark bremst. Das Info- tainment reduziert die Lautstärke der aktuellen Tonquelle (z. B. Radio) und mischt ein deutlich hörbares Bremsgeräusch so in die Kanäle der Frontlautsprecher, dass als akustischer Ort für das Bremsgeräusch vom Fahrer ein Ort vor dem Auto empfunden wird.
Auch können akustische Warnsignale derart dargestellt werden, dass sie die Aufmerksamkeit in die gewünschte Richtung lenken. Dazu wird ein Richtungsmischpult 109 eingesetzt, um die über die LautSprecherkanäle des Autos wiederzugebenden Kanäle der Warnmeldungen und -Signale so zu filtern, dass für den Fahrer der subjektive Eindruck entsteht, dass das Warnsignal aus einer bestimmten Richtung kommt. Bei dieser Richtung handelt es sich um diejenige Richtung, in die die Aufmerksamkeit des Fahrers gelenkt werden soll. Die bestimmte Richtung muss nicht mit der Horizontalebene des Fahrzeugs übereinstimmen, sondern kann auch Richtung Boden oder Richtung Himmel des Fahrzeugs gehen. Beispielsweise kann sich der Fall ergeben, dass die Handbremse des Fahrzeugs nicht vollständig gelöst ist. Ein entsprechendes Warnsignal, respektive eine Warnmeldung, wird entsprechend dem binauralen Hörverhalten des menschlichen Ohres so vorgefiltert, dass das Signal so klingt, als käme es aus der Richtung der Handbremse . Auch ist es möglich, dass das Front-Lidar eine Nebelwand vorausdetektiert . Der Fahrtassistent 103 gibt den Hinweis aus: „Der Schalter für Nebelscheinwerfer und Nebelschlussleuchte befindet sich ...". Der Hinweis wird entsprechend dem binauralen Hörverhalten des menschlichen Ohres vorgefiltert, so dass das Signal so klingt, als käme es aus der Richtung des Schalters. Die Beleuchtung des Schalters kann gleichzeitig eingeschaltet werden oder blinken.
Auch können mehrere Modalitäten gleichzeitig genutzt werden, um richtungsbezogene Informationen zu erzeugen und die Aufmerksamkeit des Fahrers in die gewünschte Richtung zu lenken.
Beispielsweise kann zusätzlich zu dem oben beschriebenen Kinderlärm aus Richtung der Schule auch das Head-Up Display den gefährlichen Bereich 201 neben der Straße in der Windschutz- scheibe 204 markieren. Dies ist in der Fig. 2 gezeigt, in welcher der Straßenverlauf 203 durch die Windschutzscheibe 204 zu erkennen ist. Am linken Fahrbahnrand befindet sich ein Schulkind 202, welches von der das Kind umrandenden Markierung 201 des Head-Up Displays visuell hervorgehoben wird.
Auch ist es möglich, dass gleichzeitig zu der oben beschriebenen Ausgabe des Rollgeräusches eine Vibration von Lenkrad und/oder Sitz erzeugt wird, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Fahrbahn zu lenken.
Die verschiedenen Warnsignale können so miteinander verknüpft werden, dass der Fahrer Art, Ort und Gefahrenpotenzial der Gefahrenquelle intuitiv erfährt, indem mehrere seiner Sinne auf verschiedene Weise angesprochen werden. Auch ist das System in der Lage, dem Fahrer schnell und effektiv Gegenmaßnahmen mitzuteilen, die er ergreifen kann, um die Gefahrensituation zu vermeiden . Hierzu kann auch das Lenken der Aufmerksamkeit des Fahrers auf den Knopf der Warnblinkanlage gehören, falls eine Staubildung auf der Autobahn droht.
Fig. 3 zeigt das Lenkrad 301 eines Fahrzeugs, das Gaspedal 302 des Fahrzeugs und den Fahrzeugsitz 303. Alle drei Vorrichtungen können über Vibrationssensoren angesprochen und zu Vibrationen angeregt werden, so dass Oberschenkel und Rücken, Hand und Fuß des Fahrers Vibrationsinformationen erhalten können.
Vibration des Gaspedals könnte beispielsweise bedeuten, dass der Fahrer die Geschwindigkeit verringern soll. Somit können vorhandene, schwache Warnsignale, die von einer potentiellen oder tatsächlichen Gefahrenquelle ausgehen, verstärkt werden. Es können also Warnsignale, die vom Fahrer in Verbindung mit der entsprechenden Gefahrenquelle erwartet werden, gespeichert sein und bei Bedarf wiedergegeben werden.
Insbesondere schlägt die Erfindung vor, keine Einzelmaßnahmen zu ergreifen, sondern mehrere Modalitäten zu bündeln, um die Aufmerksamkeitslenkung richtungsbezogen und effektiv durchzuführen. Beispielsweise können gesprochene Meldungen in Ver- bindung mit einer richtungsbezogenen binauralen Verarbeitung erfolgen. Auch ist es möglich, dass ein optisches Signal in Verbindung mit einer richtungsbezogenen binauralen Verarbeitung ausgegeben wird. Auch können optische und/oder akustische Signale in Verbindung mit einem vibrierenden Lenkrad oder einem vibrierenden Sitz ausgegeben werden.
Meldungen oder akustische Warnsignale können mit Hilfe eines Richtungsmischpults erzeugt werden, um die über die Laut¬ sprecherkanäle des Autos wiederzugebenden Kanäle der Warn- meidungen und -signale so zu filtern, dass für den Fahrer der subjektive Eindruck entsteht, dass das Warnsignal aus einer bestimmten Richtung entstammt (nämlich der, in die die Auf- merksamkeit des Fahrers gelenkt werden soll) . Die bestimmte Richtung muss nicht mit der horizontalen Ebene des Fahrzeugs übereinstimmen, sondern kann auch in den Boden oder den Himmel des Fahrzeugs weisen. Die Signale können entweder vorgefiltert und mehrkanalig gespeichert oder einkanalig gespeichert und während der Wiedergabe mehrkanalig richtungsabhängig aufbe¬ reitet werden.
Fig. 4 zeigt mehrere Fahrzeuge gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Helikopter 401, ein Kraftfahrzeug 402, ein Schiff 403 oder eine Lokomotive 404 handeln. Sämtliche Fahrzeuge weisen eine mul¬ tisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung auf. Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Schritt 501 erfolgt die Erfassung von Messwerten durch die Umfeldsensorik und die Fahrzeugsensorik . In Schritt 502 werden dann diese erfassten Messwerte analysiert und es wird beurteilt, ob eine potenzielle Gefahrensituation vorliegt. In Schritt 503 wird dann die
Warnsignalausgabeanordnung angesteuert, so dass sie dem Fahrer die Richtung weist, in welcher sich die potenzielle Gefahrenquelle befindet. In Schritt 504 wird dem Fahrer darüber hinaus angezeigt, wo sich die Schnittstelle im Fahrzeug befindet, welche der Fahrer zur Vermeidung der potenziellen Gefahrenquelle bedienen sollte. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Warnblinkanlage oder die Handbremse. Auch kann dem Fahrer in Schritt 505 mitgeteilt werden, welche Maßnahme er als nächstes ergreifen sollte (bremsen, ausweichen, etc.).
Bei den ausgegebenen Signalen kann es sich insbesondere um eine Kombination aus akustischen, haptischen und visuellen Signalen handeln, um die Aufmerksamkeit des Fahrers schnell und effektiv zu lenken.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „auf¬ weisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug, aufweisend:
eine Sensoranordnung (102) zum Erfassen von Messwerten; eine Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108) zur
Ausgabe von haptischen, akustischen und optischen
Warnsignalen an einen Fahrer des Fahrzeugs;
eine Steuereinheit (101) zur:
° Analyse der erfassten Messwerte;
° Beurteilung anhand der erfassten Messwerte, ob eine potentielle Gefahrensituation, die von einer potentiellen Gefahrenquelle (201) ausgeht, vorliegt;
° Steuerung der Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108) derart, dass die ausgegebenen Warnsignale dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich die potentielle Gefahrenquelle (201) befindet, oder in welcher sich eine Schnittstelle befindet, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der potentiellen Gefahrensituation darstellt .
Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, ausgeführt zur Durchführung einer akustischen und haptischen Simulation und/oder einer akustischen und optischen Simulation der potentiellen Gefahrenquelle durch die Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108) .
Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgeführt zur Mitteilung einer möglichen, zu ergreifenden Gegenmaßnahme an den Fahrer, indem die Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108) die durch eine solche Gegenmaßnahme entstehenden Geräusche simuliert, bevor die Gegenmaßnahme ergriffen wird . Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgeführt zur Durchführung einer optischen Markierung der potentiellen Gefahrenquelle auf einem Head-Up Display (204) des
Fahrzeugs .
Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgeführt zur Ausgabe eines akustischen Warnsignals durch die Warn¬ signalausgabeanordnung (106, 107, 108), welches eine situationsbezogene Richtungsinformation enthält, indem es dem Fahrer suggeriert, aus der Richtung, in der sich die potentielle Gefahrenquelle oder die Schnittstelle be¬ findet, zu stammen.
Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach Anspruch 5 , wobei die Warnsignalausgabeanordnung (106, 107, 108) oder die Steuereinheit (101) einen Richtungs¬ mischer (109) aufweist, um das akustische Warnsignal zu erzeugen .
Multisensuelle Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (102) eine Fahrzeugsensorik und eine Um- feldsensorik zum Erfassen von Messwerten aufweist; wobei es sich bei den Messwerten um Fahrzeugdaten und/oder Umfelddaten handelt.
Fahrzeug (401, 402, 403) mit einer multisensuellen Auf¬ merksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verwendung einer multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Straßenfahrzeug zur multisensuellen Verstärkung von Warnsignalen, die von einer potentiellen Gefahrenquelle ausgehen . Verfahren zur multisensuellen Lenkung der Aufmerksamkeit eines Fahrers, aufweisend die Schritte:
Erfassen von Messwerten;
Analysieren der erfassten Messwerte;
Beurteilen anhand der erfassten Messwerte, ob eine po¬ tentielle Gefahrensituation, die von einer potentiellen Gefahrenquelle ausgeht, vorliegt;
Steuern einer Warnsignalausgebeanordnung (106, 107, 108) derart, dass wahlweise zumindest haptische und akustische oder optische und akustische Warnsignale ausgegeben werden, die dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich die potentielle Gefahrenquelle (201) befindet, oder in welcher sich eine Schnittstelle befindet, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der potentiellen Gefahrensituation darstellt.
Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor einer multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) ausgeführt wird, die multisensuelle Aufmerksamkeitslen¬ kungsvorrichtung (100) veranlasst, die folgenden Schritte durchzuführen :
Erfassen von Messwerten;
Analysieren der erfassten Messwerte;
Beurteilen anhand der erfassten Messwerte, ob eine potentielle Gefahrensituation, die von einer potentiellen Gefahrenquelle ausgeht, vorliegt;
Steuern einer Warnsignalausgebeanordnung (106, 107, 108) derart, dass wahlweise zumindest haptische und akustische oder optische und akustische Warnsignale ausgegeben werden, die dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich die potentielle Gefahrenquelle (201) befindet, oder in welcher sich eine Schnittstelle befindet, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der potentiellen Gefahrensituation darstellt. Computerlesbares Medium (105), auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor einer multisensuellen Aufmerksamkeitslenkungsvorrichtung (100) ausgeführt wird, die multisensuelle Aufmerksamkeitslen¬ kungsvorrichtung (100) veranlasst, die folgenden Schritte durchzuführen :
Erfassen von Messwerten;
Analysieren der erfassten Messwerte;
Beurteilen anhand der erfassten Messwerte, ob eine potentielle Gefahrensituation, die von einer potentiellen Gefahrenquelle ausgeht, vorliegt;
Steuern einer Warnsignalausgebeanordnung (106, 107, 108) derart, dass wahlweise zumindest haptische und akustische oder optische und akustische Warnsignale ausgegeben werden, die dem Fahrer die Richtung weisen, in welcher sich die potentielle Gefahrenquelle (201) befindet, oder in welcher sich eine Schnittstelle befindet, deren Bedienung durch den Fahrer eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden der potentiellen Gefahrensituation darstellt.
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