DE102016210217A1 - Means of transport, user interface and method for interaction between a means of transportation and an occupant - Google Patents

Means of transport, user interface and method for interaction between a means of transportation and an occupant Download PDF

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Abstract

Es werden ein Fortbewegungsmittel, eine Anwenderschnittstelle sowie ein Verfahren zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel und einem Anwender vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Ermitteln einer Annäherung eines Anwenders an eine virtuelle Schaltfläche (12) um eine vordefinierte erste Distanz, – Ausgeben einer ersten Rückmeldung an den Anwender, – Ermitteln einer Annäherung des Anwenders (1) an die virtuelle Schaltfläche (12) um eine vordefinierte zweite Distanz, und im Ansprechen darauf – Erzeugen einer zweiten Rückmeldung umfassend einen haptisch erfahrbaren Ultraschallpuls (2) mittels einer Vielzahl Ultraschallwandler (3), deren modulierte Einzelsignale sich im Bereich einer Körperoberfläche des Anwender (1) konstruktiv überlagern.A means of transport, a user interface and a method for interaction between a means of transportation and a user are proposed. The method comprises the steps: determining an approach of a user to a virtual button (12) by a predefined first distance, outputting a first feedback to the user, ascertaining an approach of the user to the virtual button (12) by a predefined second distance, and in response thereto - generating a second feedback comprising a haptic experience ultrasonic pulse (2) by means of a plurality of ultrasonic transducers (3) whose modulated individual signals superimpose constructively in the region of a body surface of the user (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, eine Anwenderschnittstelle sowie ein Verfahren zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel und einem Insassen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung einer Blindbedienung durch einen Anwender während der Wahrnehmung einer Fahraufgabe. The present invention relates to a means of locomotion, a user interface and a method for interaction between a means of transportation and an occupant. In particular, the present invention relates to an improvement of a blind operation by a user during the perception of a driving task.

Die Unterstützung eines Fahrers bei der Wahrnehmung einer Fahraufgabe durch Fahrerassistenzsysteme wird derzeit immer umfangreicher. Erste Ansätze beschäftigen sich mit der Darstellung virtueller Schaltflächen und anderer Elemente, welche dem Fahrer als „im Raume schwebend“ dargestellt werden. Durch diese kann der Anwender eine natürliche Körperhaltung während der Bedienung beibehalten und die zur Darstellung der Anwenderschnittstelle erforderliche Hardware kann an sicherem Orte, also formschön und crashsicher, untergebracht werden. The support of a driver in the perception of a driving task by driver assistance systems is currently becoming more extensive. First approaches are concerned with the representation of virtual buttons and other elements, which are presented to the driver as "floating in space". Through this, the user can maintain a natural posture during operation and the hardware required to display the user interface can be housed in secure locations, so beautiful and crash-proof.

WO 2014/181084 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen eines akustischen Feldes mittels Ultraschall. Die Ultraschallsignale werden mit einer Frequenz zwischen 200 Hz und 300 Hz hinsichtlich ihrer Amplitude moduliert, um eine spürbare Rückmeldung an den Anwender zu erzeugen. WO 2014/181084 A1 discloses an apparatus for generating an acoustic field by means of ultrasound. The ultrasonic signals are amplitude modulated at a frequency between 200 Hz and 300 Hz to produce a noticeable feedback to the user.

US 2015/0192995 A1 offenbart eine Anwenderschnittstelle, bei welcher ein Ultraschallwandler-Array hinter einem Bildschirm angeordnet ist, auf welchen ein Projektor eine Anwenderschnittstelle projiziert. Eine Erfassungseinheit ist eingerichtet, die Position der Hand bezüglich der Anordnung zu bestimmen. Mittels des Ultraschallwandler-Arrays werden Druckmuster zur Ausgabe eines haptischen Feedbacks erzeugt. US 2015/0192995 A1 discloses a user interface in which an ultrasound transducer array is disposed behind a screen onto which a projector projects a user interface. A detection unit is arranged to determine the position of the hand with respect to the arrangement. By means of the ultrasonic transducer arrays, pressure patterns are generated for the output of a haptic feedback.

US 2015/0279283 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung eines räumlichen Bildes, welches durch Spiegelung eines Bildschirms an einer Gitterstruktur mit Diederwinkel-Elementen erzeugt wird. US 2015/0279283 A1 discloses a device for generating a spatial image, which is generated by mirroring a screen on a grid structure with dihedral angle elements.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blindbedienung einer Anwenderschnittstelle durch einen Fahrer eines Fortbewegungsmittels komfortabler und sicherer zu gestalten. Based on the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to make a blind operation of a user interface by a driver of a means of transportation more comfortable and secure.

Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel und einem Insassen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein PKW, ein Transporter, ein LKW, ein Motorrad, ein Luft- und/oder Wasserfahrzeug sein. In einem ersten Schritt wird eine Annäherung eines Anwenders (z.B. eines Fahrers, eines Insassen) an eine virtuelle Schalfläche um eine vordefinierte erste Distanz ermittelt. Die virtuelle Schaltfläche kann sichtbar oder unsichtbar sein. Die Annäherung ist insbesondere als eine Distanzverkürzung auf eine erste Distanz größer Null zu verstehen. Sie kann beispielsweise im Bereich zwischen 20 cm und 1 cm liegen. Insbesondere kann sie in einem Bereich zwischen 10 cm und 2 cm liegen. In einem zweiten Schritt wird eine erste Rückmeldung an den Anwender ausgegeben, so dass dem Anwender das Erreichen der vordefinierten ersten Distanz quittiert wird. Dies kann haptisch und/oder akustisch und/oder optisch erfolgen. Eine optische Rückmeldung kann beispielsweise in einem Raumbereich erfolgen, welcher nicht mit der zur Darstellung der virtuellen Schaltfläche verwendeten Anwenderschnittstelle korrespondiert. Beispielsweise kann die optische Rückmeldung über ein Head-Up-Display oder ein Kombiinstrument des Fortbewegungsmittels erfolgen. Anschließend wird eine Annäherung des Anwenders an die virtuelle Schnittstelle um eine vordefinierte zweite Distanz ermittelt. Die zweite Distanz kann kürzer oder länger als die vordefinierte erste Distanz sein. Beispielsweise kann die zweite Distanz in einem Bereich unterhalb der ersten Distanz (also 0 cm bis 4 cm, bevorzugt 0 cm bis 1 cm) liegen. Im Ansprechen darauf wird eine zweite Rückmeldung erzeugt, welche einen haptisch erfahrbaren Ultraschallpuls umfasst, der beispielsweise mittels einer Vielzahl Ultraschallwandler, deren modulierte Einzelsignale sich im Bereich einer Körperoberfläche des Insassen konstruktiv überlagern, umfasst. Somit spürt der Anwender die haptische Rückmeldung der Anwenderschnittstelle spätestens dann, wenn sein Finger die virtuelle Schaltfläche (zumindest annähernd) virtuell berührt. Im zeitlichen Vorlauf kann die erste Rückmeldung den Anwender auch ohne, dass dieser die virtuelle Schaltfläche optisch erfasst, über deren Position und optional über deren Funktion, informieren, wodurch sich die Möglichkeit einer Blindbedienung der Anwenderschnittstelle verbessert und die Blindbedienung fahrsicherheitstechnisch besonders unbedenklich erfolgen kann. The solution of the object identified above is achieved by a method for interaction between a means of transportation and an occupant. The means of transportation may be for example a car, a van, a truck, a motorcycle, an aircraft and / or watercraft. In a first step, an approach of a user (e.g., a driver, an occupant) to a virtual scarf surface is determined by a predefined first distance. The virtual button can be visible or invisible. The approach is to be understood in particular as a distance shortening to a first distance greater than zero. It can for example be in the range between 20 cm and 1 cm. In particular, it can be in a range between 10 cm and 2 cm. In a second step, a first feedback is output to the user, so that the user is acknowledged reaching the predefined first distance. This can be done haptically and / or acoustically and / or optically. An optical feedback may, for example, take place in a spatial area which does not correspond to the user interface used to display the virtual button. For example, the optical feedback can be done via a head-up display or a combination instrument of the means of locomotion. Subsequently, an approach of the user to the virtual interface is determined by a predefined second distance. The second distance may be shorter or longer than the predefined first distance. For example, the second distance may be in a range below the first distance (ie 0 cm to 4 cm, preferably 0 cm to 1 cm). In response thereto, a second feedback is generated, which comprises a haptic experience ultrasonic pulse, which, for example, by means of a plurality of ultrasonic transducers whose modulated individual signals constructively overlap in the region of a body surface of the occupant comprises. Thus, the user feels the haptic feedback of the user interface at the latest when his finger virtually touches the virtual button (at least approximately). In the lead time, the first feedback, the user without even that this visually detects the virtual button, their position and optionally on their function, inform, which improves the possibility of blind operation of the user interface and the blind operation driving safety technology can be particularly harmless.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Die erste Rückmeldung kann beispielsweise ebenfalls mittels eines haptisch erfahrbaren Ultraschallpulses erfolgen. Die Ausgestaltung der ersten Rückmeldung kann unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die erste Rückmeldung einen Kontakt mit einer virtuellen Schaltfläche suggerieren. Dieser Kontakt kann andauern, bis der Anwender die vordefinierte zweite Distanz erreicht hat. Die erste Rückmeldung kann auf diese Weise ein Eindrücken („Hub“ vor Kontakt) der virtuellen Schaltfläche repräsentieren, während die zweite Rückmeldung eine finale Betätigung („elektrischer Kontakt“) der Schaltfläche repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der ersten Rückmeldung eine haptische Begrenzung der Schaltfläche im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Anwenders erfolgen. Mit anderen Worten kann der Anwender eine Art Kanal spüren, welcher die Oberfläche der Schaltfläche gegenüber den umliegenden Raumbereichen begrenzt. The dependent claims show preferred developments of the invention. The first feedback, for example, also be done by means of a haptic experience ultrasonic pulse. The configuration of the first feedback may be different. For example, the first feedback may suggest contact with a virtual button. This contact may continue until the user has reached the predefined second distance. The first feedback may in this way represent a "push-in" (pre-contact) of the virtual button, while the second feedback represents a final push ("electrical contact") of the button. Alternatively or additionally, by means of the first feedback, a haptic limitation of the button substantially perpendicular to the direction of movement of the user respectively. In other words, the user can feel a kind of channel which limits the surface of the button to the surrounding room areas.

Alternativ oder zusätzlich kann die erste Rückmeldung mittels eines Lautsprechers erzeugten Hörschall umfassen, welcher nicht nur das Vorhandensein der Schaltfläche und deren Position, sondern auch eine mit der Schallfläche assoziierte Funktion beschreibt. Beispielsweise kann ein mit der virtuellen Schaltflächen assoziiertes Klangzeichen, ein gesprochener Text oder ein Soundsample (beispielsweise nach Art einer Mehrfrequenztonwahl einer Telefonnummer, einer Fanfare („die Post ist da“) o.ä.) auralisiert werden. Die Verwendung eines Lautsprechers bietet zudem den Vorteil, dass mitunter störende Betriebsgeräusche eines zur Erzeugung der haptischen Rückmeldung verwendeten Ultraschall-Arrays akustisch maskiert werden können. Alternatively or additionally, the first feedback may include sound produced by a loudspeaker, which describes not only the presence of the button and its position, but also a function associated with the sound surface. For example, a sound character associated with the virtual buttons, a spoken text or a sound sample (such as a multi-frequency sound of a telephone number, a fanfare ("the post is there"), etc.) may be aurized. The use of a loudspeaker also offers the advantage that sometimes disturbing operating noise of an ultrasonic array used to generate the haptic feedback can be acoustically masked.

Das bezüglich der ersten Rückmeldung in Verbindung mit der Verwendung eines Lautsprechers Gesagte kann entsprechend auch für die zweite Rückmeldung bei Erreichen der vordefinierten zweiten Distanz gelten. The statements made with respect to the first feedback in connection with the use of a loudspeaker can accordingly also apply to the second feedback upon reaching the predefined second distance.

Bevorzugt kann während der Annäherung des Anwenders an die virtuelle Schaltfläche die Geschwindigkeit der Annäherung ermittelt und in Abhängigkeit der Geschwindigkeit ein Parameter, insbesondere eine Tonhöhe, eine Lautstärke, eine Modulation o.ä. des Schallereignisses variiert werden. Eine energischere Betätigung der virtuellen Schaltfläche führt somit zu einer energischeren Rückmeldung (erste Rückmeldung und/oder zweite Rückmeldung), wodurch das Anwenderwunsch-Folgeverhalten der Betätigung einer realen Schaltfläche simuliert wird. Preferably, during the approach of the user to the virtual button, the speed of the approach can be determined and, depending on the speed, a parameter, in particular a pitch, a volume, a modulation, or the like. of the sound event can be varied. A more energetic actuation of the virtual button thus leads to a more energetic feedback (first feedback and / or second feedback), whereby the user request follow-up behavior of the actuation of a real button is simulated.

Bevorzugt kann eine Geschwindigkeit einer Annährung des Anwenders auch zur Anpassung der vordefinierten zweiten Distanz zum Ausgleichen einer Latenz während einer Erzeugung der zweiten Rückmeldung ermittelt werden. Da sowohl die Latenz des technischen Systems zur Erzeugung der zweiten Rückmeldung als auch eine Latenz bis zur Perzeption des Ultraschallpulses (insbesondere aufgrund von Schallgeschwindigkeit und Reizleitung) zu berücksichtigen ist, kann bzw. können die erste Distanz und/oder die zweite Distanz in Abhängigkeit der ermittelten Geschwindigkeit variiert (z.B. bei höherer Geschwindigkeit vergrößert) werden, um die Empfindung der Rückmeldung stets in demjenigen Moment zu erzeugen, in welchem der Anwender sich tatsächlich im Bereich der ersten/zweiten Distanz bezüglich der virtuellen Schaltfläche befindet. Dies erhöht die Anwenderakzeptanz und den Anwenderkomfort. Preferably, a speed of approaching the user may also be determined to adjust the predefined second distance to compensate for latency during generation of the second feedback. Since both the latency of the technical system for generating the second feedback and a latency up to the perception of the ultrasound pulse (in particular due to the speed of sound and conduction) must be taken into account, the first distance and / or the second distance may or may not depend on the determined distance Speed varies (eg, increased at higher speed) to always generate the sensation of feedback at the moment when the user is actually in the range of the first / second distance relative to the virtual button. This increases the user acceptance and the user comfort.

Sofern eine akustische Rückmeldung für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen ist, können zur Vermeidung eines Erfordernisses zusätzlicher Hardware auch die Lautsprecher eines gegebenenfalls ohnehin vorhandenen Infotainmentsystems des Fortbewegungsmittels zurückgegriffen werden. Da dies mitunter mit einer gewissen Balance-Einstellung zur Optimierung eines Musikgenusses beaufschlagt ist, kann eine zur Erzeugung der akustischen Rückmeldung im Sinne der vorliegenden Erfindung optimierte zweite Balance-Einstellung aktiviert bzw. verwendet werden, um die akustische Rückmeldung für den Anwender an einem vordefinierten Raumbereich zu verorten. Beispielsweise kann die akustische Rückmeldung auf diese Weise von der Position der virtuellen Schaltfläche vernommen werden, wo auch die haptische Rückmeldung einerseits und bei realen Schaltflächen (mechanische Betätigungsgeräusche andererseits) verortet sind. Dies verbessert die Anwenderakzeptanz und die intuitive Handhabung der erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle. Zudem erklärt sich die Intention einer haptischen Rückmeldung leichter bei Begleitung durch eine akustische Rückmeldung. If an acoustic feedback is provided for the method according to the invention, the loudspeakers of an optionally existing infotainment system of the means of locomotion can be used to avoid a requirement of additional hardware. Since this is sometimes applied with a certain balance setting to optimize a musical enjoyment, optimized for generating the acoustic feedback in the context of the present invention, the second balance setting can be activated or used to the acoustic feedback for the user at a predefined area to locate. For example, the acoustic feedback can be heard in this way from the position of the virtual button, where the haptic feedback on the one hand and real buttons (mechanical operating noise on the other hand) are located. This improves the user acceptance and the intuitive handling of the user interface according to the invention. In addition, the intention of a haptic feedback easier explained by accompanied by an acoustic feedback.

Die optische/haptische/akustische Zusammensetzung der ersten Rückmeldung bzw. der zweiten Rückmeldung kann in einem Einstellungsmenü durch den Anwender vorab konfiguriert werden. Beispielsweise kann der Anwender Modulationsmuster, Soundsamples, o.ä., auswählen und die Verwendung derselben in Verbindung mit der ersten Rückmeldung/der zweiten Rückmeldung aktivieren/deaktivieren. Auf diese Weise können die persönlichen Vorlieben des Anwenders besser berücksichtigt werden. The optical / haptic / acoustic composition of the first feedback or the second feedback may be pre-configured in a setting menu by the user. For example, the user may select modulation patterns, sound samples, or the like, and enable / disable their use in conjunction with the first feedback / second feedback. In this way, the personal preferences of the user can be better taken into account.

Die Einzelsignale, welche erfindungsgemäß zur Erzeugung der Ultraschallrückmeldung verwendet werden, können einer Amplitudenmodulation unterzogen werden. Die Amplitudenmodulation kann beispielsweise durch Einschalten/Ausschalten eines Ultraschallträgersignals erzeugt werden. Die Amplitudenmodulation kann bevorzugt in einem Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 400 Hz, insbesondere zwischen 130 Hz und 300 Hz, äußerst bevorzugt zwischen 170 Hz und 240 Hz erfolgen. In Versuchen haben sich die vorstehend definierten Frequenzbereiche als haptisch besonders auffällig herausgestellt. The individual signals which are used according to the invention for generating the ultrasound feedback can be subjected to an amplitude modulation. The amplitude modulation can be generated, for example, by switching on / off an ultrasound carrier signal. The amplitude modulation may preferably take place in a frequency range between 100 Hz and 400 Hz, in particular between 130 Hz and 300 Hz, most preferably between 170 Hz and 240 Hz. In experiments, the frequency ranges defined above have turned out to be particularly noticeable as haptic.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anwenderschnittstelle zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel und einem Insassen vorgeschlagen. Die Anwenderschnittstelle umfasst eine Vielzahl Ultraschallwandler, welche beispielsweise in einem flächigen Ultraschallwandler-Array angeordnet sind. Ein Lautsprecher ist für die optionale Ausgabe einer akustischen Rückmeldung vorgesehen. Er kann im Hörschallbereich (60 Hz bis 20 kHz) arbeiten. Eine Auswerteeinheit ist eingerichtet, die Position des Fingers des Anwenders zu ermitteln, die Vielzahl Ultraschallwandler anzusteuern, den Ultraschallpuls auf die Position des Fingers auszurichten, eine entsprechende Modulation des Ultraschallpulses auszuführen und optional auch den Lautsprecher zur Ausgabe einer akustischen ersten/zweiten Rückmeldung anzusteuern. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Anwenderschnittstelle eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile in entsprechender Weise zu verwirklichen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. According to a second aspect of the present invention, a user interface for interaction between a means of transportation and an occupant is proposed. The user interface comprises a plurality of ultrasonic transducers, which are arranged, for example, in a flat ultrasonic transducer array. A speaker is provided for the optional output of an acoustic feedback. It can work in the audiophile range (60 Hz to 20 kHz). An evaluation unit is set up, the position of the finger of the Determine the user to control the plurality of ultrasonic transducers, to align the ultrasonic pulse to the position of the finger to perform an appropriate modulation of the ultrasonic pulse and optionally also to control the speaker for output of an acoustic first / second feedback. In this way, the user interface according to the invention is set up to realize the features, feature combinations and the resulting advantages thereof in a corresponding manner, so that reference is made to avoid repetition of the above statements.

Die Vielzahl Ultraschallwandler kann beispielsweise 10 bis 500, 30 bis 400, bevorzugt bis 80 bis 300 Ultraschallwandler umfassen. Die einzelnen Ultraschallwandler können beispielsweise nach Art zur Parksensorik/Umgebungssensorik von Fortbewegungsmitteln verwendeter Ultraschallwandler ausgestaltet sein. The plurality of ultrasonic transducers may comprise, for example, 10 to 500, 30 to 400, preferably up to 80 to 300 ultrasonic transducers. The individual ultrasound transducers can be configured, for example, in the manner of the parking sensors / environment sensors of locomotives used ultrasonic transducers.

Optional kann die Anwenderschnittstelle eine Holografie-Vorrichtung umfassen, welche zur Erzeugung einer Darstellung einer virtuellen Schaltfläche eingerichtet ist. Mittels der Holografie-Vorrichtung kann dem Anwender also die optische Erscheinung eines frei im Raum schwebenden Schaltelements vermittelt werden. Optionally, the user interface may include a holography device configured to generate a representation of a virtual button. By means of the holography device, the user can therefore be provided with the visual appearance of a switching element floating freely in space.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Anwenderschnittstelle gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Auf diese Weise verwirklicht auch das Fortbewegungsmittel die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile der vorstehend beschriebenen Erfindungsaspekte. According to a third aspect of the present invention, there is proposed a means of transportation having a user interface according to the second aspect of the invention. In this way, the means of locomotion also realizes the features, feature combinations and advantages of the invention aspects described above.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen: Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrerarbeitsplatzes in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels; 1 a perspective view of a driver's workplace in an embodiment of a means of transport according to the invention;

2 eine perspektivische Seitenansicht zur Darstellung mehrerer Distanzbereiche innerhalb eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anwenderschnittstelle; und 2 a perspective side view illustrating a plurality of distance ranges within an embodiment of a user interface according to the invention; and

3 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 a flowchart illustrating steps of an embodiment of a method according to the invention.

1 zeigt einen Fahrer 1 als Anwender an einem Fahrerarbeitsplatz eines Fortbewegungsmittels 10, der seine Hände am Lenkrad 6 hält. Mittels dreier Ultraschall-Arrays 3, von denen eines im Armaturenbrett 14, eines in der Mittelkonsole 15 und eines im Dachbedienmodul 7 angeordnet ist, können Ultraschallpulse 2 erzeugt und moduliert werden, so dass in einem Bereich einer Körperoberfläche des Anwenders 1 eine haptische Rückmeldung im Ansprechen auf Systemereignisse erzeugt werden kann. Die Ultraschall-Arrays 3 sind hierzu über Signalleitungen (im Falle des Dachbedienmoduls 7 über die Datenverbindung „A-A“ veranschaulicht) mit einem elektronischen Steuergerät 8 als Auswerteeinheit verbunden. Auch eine Infrarot-LED-Leiste 13 zur Ermittlung einer Position eines Fingers des Anwenders 1 und eine Anzeigeeinheit 9 als Holografie-Vorrichtung zur Darstellung einer virtuellen grafischen Bedienoberfläche 11 mit virtuellen Schaltflächen 12 sind an das elektronische Steuergerät 8 angeschlossen. Über einen ebenfalls in der Mittelkonsole 15 angeordneten (Hörschall-)Lautsprecher 16 können akustische Rückmeldungen über Systemereignisse ausgegeben werden. Vorliegend symbolisiert ein Briefumschlag 5 den Eingang einer Nachricht. Im Ansprechen auf den Eingang der Nachricht wird der Ultraschallpuls 2 erzeugt, um den Handrücken des Anwenders 1 am Lenkrad „anzutippen“, während eine Fanfare („die Post ist da“) mittels des Lautsprechers 16 ausgegeben wird. 1 shows a driver 1 as a user at a driver's workplace of a means of transportation 10 holding his hands on the steering wheel 6 holds. By means of three ultrasonic arrays 3 one of which is in the dashboard 14 , one in the center console 15 and one in the roof control module 7 is arranged, ultrasonic pulses 2 be generated and modulated so that in an area of a body surface of the user 1 haptic feedback can be generated in response to system events. The ultrasound arrays 3 are via signal lines (in the case of the roof control module 7 illustrated via the data connection "AA") with an electronic control unit 8th connected as evaluation unit. Also an infrared LED bar 13 for determining a position of a finger of the user 1 and a display unit 9 as a holography device for displaying a virtual graphical user interface 11 with virtual buttons 12 are to the electronic control unit 8th connected. About one also in the center console 15 arranged (Hörschall-) speakers 16 Acoustic feedback can be output via system events. In the present case an envelope symbolizes 5 the receipt of a message. In response to the receipt of the message, the ultrasonic pulse 2 generated around the back of the user's hand 1 on the steering wheel "tapping" while a fanfare ("the post office is there") by means of the speaker 16 is issued.

2 zeigt die Annäherung einer Hand des Anwenders 1 in Richtung eines Pfeils P an eine virtuelle Bedienoberfläche 11. Zwei Entfernungsbereiche 17, 18 vor der virtuellen Bedienoberfläche 11 symbolisieren eine erste Distanz bzw. eine zweite Distanz, beim Erreichen welcher eine jeweilige erste Rückmeldung bzw. eine zweite Rückmeldung an den Anwender ergehen soll. Durch eine Ermittlung der Geschwindigkeit der Hand des Anwenders 1 wird der Ultraschallpuls 2 mittels des Ultraschall-Arrays 3 sowie ein Hörschallereignis mittels der Lautsprecher 16 so rechtzeitig erzeugt, dass bereits bei Erreichen des ersten Distanzbereiches 17 eine haptische/akustische erste Rückmeldung vom Anwender 1 wahrgenommen wird. Die Geschwindigkeit wird mittels der Infrarot-LED-Leiste 13 durch das elektronische Steuergerät 8 ermittelt. Entsprechendes gilt für die erfindungsgemäß vorgesehene zweite Rückmeldung bei Erreichen des zweiten Distanzbereiches 18 bzw. ein virtuelles Berühren der virtuellen Bedienoberfläche 11 oder ihrer virtuellen Schaltflächen 12. 2 shows the approach of a user's hand 1 in the direction of an arrow P to a virtual user interface 11 , Two distance ranges 17 . 18 in front of the virtual user interface 11 symbolize a first distance or a second distance, upon reaching which a respective first feedback or a second feedback is to go to the user. By determining the speed of the user's hand 1 becomes the ultrasonic pulse 2 by means of the ultrasonic array 3 and a Hörschallereignis using the speakers 16 generated in such a timely manner that already on reaching the first distance range 17 a haptic / acoustic first feedback from the user 1 is perceived. The speed is controlled by the infrared LED bar 13 through the electronic control unit 8th determined. The same applies to the inventively provided second feedback on reaching the second distance range 18 or a virtual touch of the virtual user interface 11 or their virtual buttons 12 ,

3 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel und einem Insassen. In Schritt 100 wird eine Annäherung eines Anwenders an eine virtuelle Schaltfläche um eine vordefinierte erste Distanz ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines optischen Sensors und/oder mittels einer Infrarot-LED-Leiste. In Schritt 200 wird eine vordefinierte erste Rückmeldung an den Anwender ausgegeben, um den Anwender über das Erreichen der vordefinierten ersten Distanz zu informieren. In Schritt 300 wird eine Geschwindigkeit der Annäherung des Anwenders an die virtuelle Schaltfläche ermittelt. In Abhängigkeit der Geschwindigkeit wird in Schritt 400 eine vordefinierte zweite Distanz angepasst, um eine Latenz während der Erzeugung sowie während der Perzeption durch den Anwender auszugleichen. Bei Erreichen der angepassten vordefinierten zweiten Distanz (Schritt 500) wird zur Erzeugung einer zweiten Rückmeldung in Schritt 600 ein haptisch erfahrbarer Ultraschallpuls bestehend aus einer Vielzahl modulierter Einzelsignale mittels einer Vielzahl Ultraschallwandler erzeugt, welche sich im Bereich einer Körperoberfläche des Insassen konstruktiv überlagern. Im Ergebnis kann eine Betätigung einer mechanischen Schaltfläche („Taste“, „Tastschalter“ o.ä.) bei Darstellung als virtuelle Schaltfläche nachgebildet werden, wodurch das Anwendererlebnis verbessert und eine Blindbedienung durch einen Fahrer eines Fortbewegungsmittels unterstützt wird. Im Ergebnis verbessern sich Anwenderkomfort und Fahrsicherheit bei der Verwendung in einem Fortbewegungsmittel. 3 shows steps of an embodiment of a method according to the invention for interaction between a means of transportation and an occupant. In step 100 an approach of a user to a virtual button is determined by a predefined first distance. This is done for example by means of an optical sensor and / or by means of an infrared LED bar. In step 200 A predefined first feedback message is output to the user to inform the user about reaching the predefined first distance. In step 300 becomes determines a speed of approach of the user to the virtual button. Depending on the speed will be in step 400 adjusted a predefined second distance to compensate for latency during generation as well as during perception by the user. Upon reaching the adjusted predefined second distance (step 500 ) is used to generate a second feedback in step 600 a haptic experience ultrasonic pulse consisting of a plurality of modulated individual signals generated by a plurality of ultrasonic transducers, which overlap constructively in the region of a body surface of the occupant. As a result, an operation of a mechanical button ("button", "push button" or the like) can be modeled as a virtual button when displayed, thereby improving the user experience and supporting a blind operation by a driver of a vehicle. As a result, user comfort and driving safety improve when used in a vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Anwender user
2 2
Ultraschallpuls ultrasonic pulse
3 3
Ultraschall-Array Ultrasonic array
5 5
Briefumschlag envelope
6 6
Lenkrad steering wheel
7 7
Dachbedienmodul Overhead control module
8 8th
elektronisches Steuergerät electronic control unit
9 9
Anzeigeeinheit (Holografie-Vorrichtung) Display unit (holography device)
10 10
Fortbewegungsmittel Means
11 11
virtuelle Bedienoberfläche virtual user interface
12 12
virtuelle Schaltflächen virtual buttons
13 13
Infrarot-LED-Leiste Infrared LED bar
14 14
Armaturenbrett dashboard
15 15
Mittelkonsole center console
16 16
Lautsprecher speaker
17 17
erster Distanzbereich first distance range
18 18
zweiter Distanzbereich second distance range
100–600 100-600
Verfahrensschritte steps
A-A A-A
Datenverbindung Data Connection
P P
Pfeil arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Verfahren zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel (10) und einem Anwender (1) umfassend die Schritte: – Ermitteln (100) einer Annäherung eines Anwenders an eine virtuelle Schaltfläche (12) um eine vordefinierte erste Distanz, – Ausgeben (200) einer ersten Rückmeldung an den Anwender, – Ermitteln (500) einer Annäherung des Anwenders an die virtuelle Schaltfläche (12) um eine vordefinierte zweite Distanz, und im Ansprechen darauf – Erzeugen (600) einer zweiten Rückmeldung umfassend einen haptisch erfahrbaren Ultraschallpuls (2) mittels einer Vielzahl Ultraschallwandler (3), deren modulierte Einzelsignale sich im Bereich einer Körperoberfläche des Anwenders (1) konstruktiv überlagern. Method for interaction between a means of transportation ( 10 ) and a user ( 1 ) comprising the steps of: - determining ( 100 ) an approach of a user to a virtual button ( 12 ) by a predefined first distance, - output ( 200 ) a first feedback to the user, - determination ( 500 ) an approach of the user to the virtual button ( 12 ) by a predefined second distance, and in response thereto - generating ( 600 ) a second feedback comprising a haptic experience ultrasonic pulse ( 2 ) by means of a plurality of ultrasonic transducers ( 3 ) whose modulated individual signals are located in the area of a body surface of the user ( 1 ) constructively overlay. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Rückmeldung ebenfalls mittels eines haptisch erfahrbaren Ultraschallpulses (2) erfolgt. The method of claim 1, wherein the first feedback also by means of a haptic experience ultrasonic pulse ( 2 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Rückmeldung mittels eines Lautsprechers (16) erzeugten Hörschall umfasst. Method according to claim 1 or 2, wherein the first feedback is by means of a loudspeaker ( 16 ) comprises audible sound. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Rückmeldung ein mittels eines Lautsprechers (16) erzeugtes Hörschallereignis umfasst. Method according to one of the preceding claims, wherein the second feedback by means of a loudspeaker ( 16 ) generated auditory sound event. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 weiter umfassend – Variieren eines Parameters, insbesondere einer Tonhöhe, des Hörschallereignisses in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit der Annäherung.  The method of claim 3 or 4 further comprising Varying a parameter, in particular a pitch, of the auditory noise event as a function of a speed of approach. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Ermitteln (300) einer Geschwindigkeit einer Annäherung des Anwenders und in Abhängigkeit der Geschwindigkeit – Anpassen (400) der vordefinierten zweiten Distanz zum Ausgleichen einer Latenz während einer Erzeugung der zweiten Rückmeldung. Method according to one of the preceding claims further comprising - determining ( 300 ) a speed of approximation of the user and depending on the speed - adjust ( 400 ) of the predefined second distance to compensate for latency during generation of the second feedback. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Verwenden einer Lautsprecheranordnung eines Infotainmentsystems zur Medienwiedergabe mit einer ersten Balance-Einstellung und – Verwenden der Lautsprecheranordnung zur Ausgabe des Hörschallereignisses mit einer zweiten, von der ersten unterschiedlichen Balance-Einstellung.  Method according to one of the preceding claims further comprising Using a loudspeaker arrangement of an infotainment system for media playback with a first balance setting and Using the loudspeaker arrangement to output the auditory-noise event with a second, from the first different balance setting. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einzelsignale mit einer Amplitudenmodulation in einem Bereich zwischen 100 Hz und 400 Hz, insbesondere zwischen 130 Hz und 300 Hz und bevorzugt zwischen 170 Hz und 240 Hz moduliert werden.  Method according to one of the preceding claims, wherein the individual signals are modulated with an amplitude modulation in a range between 100 Hz and 400 Hz, in particular between 130 Hz and 300 Hz, and preferably between 170 Hz and 240 Hz. Anwenderschnittstelle zur Interaktion zwischen einem Fortbewegungsmittel (10) und einem Anwender (1) umfassend – eine Vielzahl Ultraschallwandler (3), – einen Lautsprecher (16) und – eine Auswerteeinheit (8), und welche eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen. User interface for interaction between a means of transportation ( 10 ) and a user ( 1 ) - a plurality of ultrasonic transducers ( 3 ), - a loudspeaker ( 16 ) and - an evaluation unit ( 8th ), and which is arranged to carry out a method according to one of the preceding claims. Anwenderschnittstelle nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl Ultraschallwandler (3) 10 bis 500, insbesondere 30 bis 400, bevorzugt 80 bis 300 einzelne Ultraschallwandler (3) umfasst. The user interface of claim 9, wherein the plurality of ultrasonic transducers ( 3 ) 10 to 500, in particular 30 to 400, preferably 80 to 300 individual ultrasonic transducers ( 3 ). Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche 9 oder 10 weiter umfassend – eine Holographie-Vorrichtung (9) zur Erzeugung einer Darstellung einer virtuellen Schaltfläche (12) frei im Raum. User interface according to one of the preceding claims 9 or 10 further comprising - a holography device ( 9 ) for generating a representation of a virtual button ( 12 ) free in the room. Fortbewegungsmittel umfassend eine Anwenderschnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 11.  Means comprising a user interface according to one of the preceding claims 9 to 11.
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