AT518667A4 - Fahrsicherheits-Trainingsanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung (1), umfassend eine mittels eines Fahrzeuges (2) befahrbare Fahrsicherheitsstrecke (3). Um einerseits die Betriebskosten zu verringern und andererseits Gefahrensituationen realitätsnäher darzustellen weist das Trainingssystem (1) - einen Speicher (4) mit Bilddaten (5) zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, - eine Anzeigeeinrichtung (6) zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten (5) erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung (6) eine transparente Datenbrille oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges (2) gerichtete Projektionseinrichtung umfasst, und - eine Auslöseeinrichtung (7) zum Auslösen des Einblendvorganges auf, wobei die Auslöseeinrichtung (7) zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber (8, 9) und einen im Fahrzeug (2) oder in der Anzeigeeinrichtung (6) angeordneten Signalempfänger (10) zum Empfangen eines vom Signalgeber (8, 9) gesendeten Signals umfasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung, umfassend eine mittels eines Fahrzeuges befahrbare Fahrsicherheitsstrecke, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Trainingssysteme der herkömmlichen Art benutzen Wasserwände oder aufklappbare Hindernisse, die betätigt werden, sobald das Fahrzeug einen bestimmten Abstand zur betreffenden Stelle unterschritten hat. Der Nachteil solcher Trainingssysteme besteht darin, dass diese örtlich kaum variabel und zumeist wenig realitätsnah sind und hohe Herstellungs- und Betriebskosten verursachen. Zudem ist für nachfolgende Fahrer, die einen Vorfahren beobachten, bereits ersichtlich, an welcher Stelle beispielsweise eine Wasserwand oder ein aufklappbares Hindernis betätigt wird, wodurch der Überraschungseffekt verloren geht.

Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin diese Nachteile zu beseitigen und eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung bereitzustellen, mit der Gefahrensituationen für den Probanden realitätsnäher dargestellt werden können, das einen besseren Trainingseffekt aufweist und das sich durch geringere Kosten bei Herstellung und Betrieb auszeichnen soll. Das Trainingssystem soll unabhängig von der Jahreszeit einsetzbar sein und in seiner Funktionalität vielfältig und flexibel sein.

Dieses Ziel wird mit einer eingangs erwähnten Fahrsicherheits-Trainingsanordnung dadurch erreicht, dass die Trainingsanordnung einen Speicher mit Bilddaten zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, eine Anzeigeeinrichtung zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung eine transparente Datenbrille, insbesondere eine als „Augmented-Reality“-Brille oder „Mixed-Reality“-Brille bekannte Datenbrille, oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges gerichtete Projektionseinrichtung umfasst, und eine Auslöseeinrichtung zum Auslösen des Einblendvorganges umfasst, wobei die Auslöseeinrichtung zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber und einen im Fahrzeug oder in der Anzeigeeinrichtung angeordneten Signalempfänger zum Empfangen eines vom Signalgeber gesendeten Signals umfasst.

Beim Einblenden wird eine virtuelle Gefahrensituation dem realen Bild, das der Fahrzeuglenker durch die transparente Datenbrille bzw. die Windschutzscheibe sieht, überlagert. Durch die Anzeige bzw. Projektion virtueller Gefahrensituationen auf Basis von Bilddaten werden die Funktionalität und der Trainingseffekt erhöht. So kann die einzublendende Gefahrensituation auf einfache Weise - durch entsprechende (Bild-)Datenverarbeitung - flexibel ausgewählt, verändert und optimal auf den zu erzielenden Trainingseffekt eingestellt werden. Unter virtueller Gefahrensituation wird insbesondere die bildliche Nachahmung - vorzugsweise einschließlich Bewegungsabläufen - einer möglichen realen Gefahrensituation verstanden.

Vorzugsweise ist im (Bilddaten-)Speicher eine Vielzahl verschiedener Gefahrensituationen in Form von Bilddaten hinterlegt. In Abhängigkeit des zu absolvierenden Trainingsprogrammes und/oder in Abhängigkeit der von der Auslöseeinrichtung generierten Befehle können bestimmte Gefahrensituationen ausgewählt und mittels Anzeigeeinrichtung in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers eingeblendet werden. Die Gefahrensituationen können dabei als statische (d.h. sich nicht verändernde) Bilder eingeblendet werden. Jedoch ist bevorzugt, wenn die Gefahrensituationen dynamisch (d.h. in einer Bildfolge bzw. in Art eines Filmes) dargestellt werden. Dadurch können Bewegungsabläufe (eines Rehs, eines Fußgängers, etc.) nachgeahmt werden.

Die Bilddaten können dem Speicher entnommen, weiterverarbeitet, zu einer Bildfolge verknüpft und in Abhängigkeit von äußeren Parametern (Fahrgeschwindigkeit, Umgebungshelligkeit, Wetter, Orientierung der Datenbrille, etc.) verändert bzw. angepasst werden. Das Erzeugen von (sich bewegenden) Bildern aus den Bilddaten kann somit auch eine Veränderung bzw. Adaptierung der Daten umfassen, wofür die Trainingsanordnung auch eine Datenverarbeitungseinrichtung umfasst.

Als „Datenbrille“ wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine wie eine Brille getragene Vorrichtung verstanden, die in der Lage ist virtuelle, vorzugsweise dreidimensionale Inhalte in der realen Welt anzuzeigen und diese Objekte in Relation zu realen Objekten im Raum zu positionieren. Solche Datenbrillen werden auch als „Augmented-Reality“-Brillen oder „Mixed-Reality“-Brillen bezeichnet. Ein Fahrzeuglenker, der eine solche Brille aufgesetzt hat, sieht die Umgebung wie durch eine normale Sehbrille, allerdings können ihm (holographisch virtuelle) Gegenstände in das Sichtfeld eingeblendet werden.

Virtuelle Gefahrensituationen könnten beispielsweise sein: „ein Fußgänger betritt bzw. quert die Fahrbahn“, „ein Reh springt auf Fahrbahn“, „ein Fahrradfahrer kommt zu Sturz“, „ein Autofahrer missachtet eine Vorrangtafel“, „ein LKW verliert Ladegut“, etc. Schon diese beispielhafte Aufzählung zeigt, dass das Fahrtraining wesentlich näher an der Realität und flexibler gestaltet werden kann, als dies im Stand der Technik der Fall ist. Die holographische Wiedergabe könnte aber auch eine Nebelwand simulieren, oder eine durch Alkoholkonsum beeinträchtigte Wahrnehmung.

Die Auslöseeinrichtung ist mit der Anzeigeeinrichtung direkt oder indirekt gekoppelt. Mit der Auslöseeinrichtung ist es möglich, das Einblenden bzw. den Einblendvorgang an einer bestimmten Stelle der Fahrsicherheitsstrecke auszulösen. Dadurch wird eine Kopplung der Anzeigeeinrichtung mit der Fahrsicherheitsstrecke geschaffen. Somit kann die besondere Beschaffenheit der Strecke an bestimmten Stellen als „Hintergrundumgebung“ für besonders gut dazu passende Gefahrensituationen dienen.

Die Auslöseeinrichtung umfasst erfindungsgemäß zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber und einen im Fahrzeug oder in der Anzeigeeinrichtung angeordneten Signalempfänger zum Empfangen eines vom Signalgeber gesendeten Signals. Der/die Signalgeber sind dabei vorzugsweise ortsfest entlang der Strecke angeordnet und können aktiv oder passiv sein, also bei Passieren eines Fahrzeuges ein Signal oder Daten an den Signalempfänger des Fahrzeuges aktiv senden, oder vom Signalempfänger des Fahrzeuges passiv detektiert oder ausgelesen werden. Im letzteren Fall wird auch von „Markern“ gesprochen, wobei es sich beispielsweise um QR-Codes handeln könnte. Die Signalgeber können dabei am Streckenrand angeordnet oder auch weiter entfernt angeordnet werden, solange sie vom Fahrzeugempfänger detektiert werden können. Im Falle von passiven Signalgebern (Markern) kann über die im Vorhinein bekannte Größe der Marker und der beobachteten Größe und Neigung die relative Position des Markers zu einer fahrzeugseitigen Kamera als Signalempfänger errechnet werden. Im Falle eines aktiven Signalgebers kann unter anderem durch Timestamps im Signal oder durch gemessene Frequenzänderungen (Dopplereffekt) oder durch Signalstärkeänderungen die relative

Position zum Signalempfänger berechnet werden. Eine Anordnung der Signalgeber im Nahbereich der Fahrstrecke ist dabei vorteilhaft aber grundsätzlich nicht zwingend notwendig. Durch die Signalgeber wird jedenfalls ermöglicht, dass an einer bestimmten Stelle der Strecke eine (bestimmte) virtuelle Gefahrensituation „aktiviert“ wird. Der stationäre Signalgeber kommuniziert drahtlos mit dem sich bewegenden Signalempfänger und sendet dabei Funksignale aus. Bei den Signalen kann es sich auch um Datensignale handeln, die Bilddaten enthalten.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Signalgeber für eine erste Gefahrensituation kodiert und ein zweiter Signalgeber für eine zweite, von der ersten Gefahrensituation verschiedene Gefahrensituation kodiert, wobei vorzugsweise der erste Signalgeber und der zweite Signalgeber an unterschiedlichen Stellen entlang der Fahrsicherheits strecke an geordnet sind. Dadurch wird ein Parcours mit einer Abfolge verschiedener Gefahrensituationen realisiert. Es ist aber auch möglich oder mitunter auch technisch erforderlich, dass ein oder mehrere Signalgeber für ein und dieselbe Gefahrensituation kodieren, etwa wenn eine Start- und Zielposition eines eingeblendeten, bewegten Objektes mithilfe unterschiedlicher Signalgeber definiert werden müssen.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das vom Signalgeber gesendete Signal ein Trigger- und/oder Kodiersignal ist oder die Bilddaten der betreffenden virtuellen Gefahrensituation enthält. Dies umfasst die Möglichkeiten, dass der Signalgeber lediglich ein Auslösesignal für eine bestimmte Gefahrensituation sendet und die eigentlichen Bilddaten fahrzeugseitig bzw. in der Anzeigeeinrichtung hinterlegt sind, oder dass der Signalgeber die Bilddaten der einzuspielenden (Bild-)Sequenz an den fahrzeug- bzw. anzeigeseitigen Signalempfänger überträgt. Die zwischen Sender und Empfänger zu übertragende Datengröße kann im ersteren Fall klein gehalten werden, und die weiteren Berechnungen und Datengenerierungen für die Anzeigeeinrichtung werden fahrzeug- bzw. anzeigeseitig durchgeführt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Speicher im Fahrzeug oder in der Anzeigeeinrichtung angeordnet ist. Die Bilddaten können dem Speicher entnommen, weiterverarbeitet, zu einer Bildfolge verknüpft und in Abhängigkeit von äußeren Parametern (Fahrgeschwindigkeit, Umgebungshelligkeit,

Wetter, Orientierung der Datenbrille, etc.) verändert bzw. angepasst werden. Wie bereits erwähnt könnte der (Bilddaten-)Speicher auch im Signalgeber angeordnet sein oder überhaupt in einer zentralen Einheit, die mit dem/den Signalgebern verbunden sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Datenbrille eine holographische Projektionseinrichtung zum Projizieren des Bildes oder der Bildfolge auf zumindest ein Glas der Datenbrille umfasst.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einrichtung zur Ermittlung der Reaktionszeit des Fahrzeuglenkers in Abhängigkeit des Einblendvorganges vorgesehen ist. Dies kann aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung besonders einfach bewerkstelligt werden, da Auslöseeinrichtung und Anzeigeeinrichtung ohnedies signal- bzw. datenmäßig verknüpft sind. Freilich ist auch die Messung weiterer Parameter für die Fahr Sicherheit möglich, wie etwa Puls oder Pupillenbewegung, oder auch medizinische Stressindikatoren wie etwa Blutdruck oder Hauttemperatur.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das an der Anzeigeeinrichtung eingeblendete Bild einer virtuellen Gefahrensituation in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit veränderbar ist. Dadurch werden reale Gefahrensituationen optimal nachgeahmt, insbesondere können die wahrnehmbare Größe und Perspektive von Gegenständen oder Hindernissen bei Annäherung des Fahrzeuges entsprechend angepasst werden.

Die Trainingsanordnung umfasst somit bevorzugt einen Geschwindigkeitssensor bzw. ist mit einem Geschwindigkeitssensor des Fahrzeugs verbunden, da die augenblickliche Geschwindigkeit für die wirklichkeitsgetreue Darstellung virtueller Gefahrensituationen jedenfalls ein entscheidender Parameter ist.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Fahrsicherheits-Trainingsanordnung,

Fig. 2 eine Überlagerung einer virtuellen Gefahrensituation (Läufer) mit der realen Umgebung, und

Fig. 3 eine Datenbrille.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung 1 mit einer Fahrsicherheitsstrecke 3, auf der ein Proband in einem Fahrzeug 2 ein Fahrsicherheitstraining absolviert. Die Trainingsanordnung 1 umfasst einen Speicher 4 mit Bilddaten 5 zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, und eine Anzeigeeinrichtung 6 zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten 5 erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers. Für den Probanden ergibt sich in Folge eine Überlagerung einer Gefahrensituation (in Fig. 2 ein die Fahrbahn querender Läufer) mit der realen Umgebung.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung 6 eine transparente Datenbrille, insbesondere eine „Augmented-Reality“-Brille oder „Mixed-Reality“-Brille, durch die der Träger die reale Umgebung sehen kann, bei der jedoch zusätzlich Einblendungen in das Blickfeld möglich sind. Die Datenbrille kann eine holographische Projektionseinrichtung zum Projizieren des Bildes oder der Bildfolge umfassen. In einer alternativen Ausführungsform könnte die Anzeigeeinrichtung eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges 2 gerichtete Projektionseinrichtung sein.

Das Trainingssystem umfasst des Weiteren eine Auslöseeinrichtung 7 zum Auslösen des Einblendvorganges einer virtuellen Gefahrensituation. Dabei wird ein Bild oder eine Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation mittels der Anzeigeeinrichtung 6 in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers einblendet, wobei der Einblendvorgang durch die Auslöseeinrichtung 7 ausgelöst wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Auslöseeinrichtung 7 mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke 3 angeordnete stationäre Signalgeber 8, 9 und einen im Fahrzeug 2 oder in der Anzeigeeinrichtung 6 (Fig. 3) angeordneten Signalempfänger 10 zum Empfangen eines vom Signalgeber 8, 9 gesendeten Signals. Bei Annäherung, d.h. bei Unterschreiten eines bestimmten Abstandes zum Signalgeber 8, 9, treten Signalgeber 8, 9 und Signalempfänger 10 in uni- oder bidirektionale Kommunikation, sodass als Folge das Einblenden einer Gefahrensituation durch die Anzeigeeinrichtung ausgelöst wird.

Ein erster Signalgeber 8 könnte dabei für eine erste Gefahrensituation kodieren und ein zweiter Signalgeber 9 für eine zweite, von der ersten Gefahrensituation verschiedene Gefahrensituation. Dabei sind der erste Signalgeber 8 und der zweite Signalgeber 9 an unterschiedlichen Stellen entlang der Fahrsicherheits strecke 3 angeordnet.

Die Signalgeber 8, 9 weisen bevorzugt eine beschränkte Reichweite auf, z.B. höchstens im Ausmaß der doppelten Breite der Fahrsicherheits strecke 3. Außerhalb dieser Reichweite können die Signale des Signalgebers vom Signalempfänger 10 nicht empfangen werden. Das vom Signalgeber 8, 9 gesendete Signal kann ein Trigger-und/oder Kodiersignal sein (d.h. ohne Bildinformationen hinsichtlich virtueller Gefahrensituation) oder bereits die Bilddaten der zumindest einen virtuellen Gefahrensituation enthalten.

In Fig. 1 ist der Speicher 4 mit den Bilddaten 5 im Fahrzeug 2 angeordnet. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Speicher 4 in der Anzeigeeinrichtung 6 angeordnet.

Die Signalgeber 8, 9 können durch eine zentrale (Datenverarbeitungs-)Einheit 12 miteinander verbunden sein. Dadurch können an den Signalgebern 8, 9 (Parameter-Einstellungen vorgenommen werden, die z.B. die Bilddaten (falls diese von den Signalgebern bereitgestellt werden), die Reichweite, den Betriebszustand (Ein-Aus), etc. betreffen können.

Die in Fig. 1 dargestellte Trainingsanordnung umfasst auch eine im Fahrzeug 2 angeordnete Einrichtung 11 zur Ermittlung der Reaktionszeit des Fahrzeuglenkers in Abhängigkeit des Einblendvorganges.

Es ist ferner bevorzugt, wenn das an der Anzeigeeinrichtung 6 eingeblendete Bild einer virtuellen Gefahrensituation in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit der Orientierung der Datenbrille veränderbar ist und somit nicht rein statisch ist. Grundsätzlich wird die eingeblendete virtuelle Gefahrensituation vorzugsweise in Form bewegter Bilder (d.h. in Art eines Filmes) dargestellt.

Die erfindungs gemäße Anordnung zeichnet sich im Vergleich mit herkömmlichen Fahrsicherheitssystemen durch geringere Betriebskosten und einen besseren Trainingseffekt aus, da die verwendeten Hindernisse in herkömmlicher Weise mit Wasserwänden simuliert werden, die aber für nachfolgende Fahrer - die dem vorherigen Fahrer oft zuschauen - keine Überraschung mehr darstellen. Die (holographische) Projektion ist hingegen nur für den jeweiligen Fahrer mit Datenbrille sichtbar. Zudem können die Gefahrensituationen bzw. Hindernisse leichter variiert werden, entweder datentechnisch oder indem z.B. die Signalgeber anders entlang der Strecke angeordnet werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   1. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung (1), umfassend eine mittels eines Fahrzeuges (2) befahrbare Fahrsicherheitsstrecke (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Trainingsanordnung (1) einen Speicher (4) mit Bilddaten (5) zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, eine Anzeigeeinrichtung (6) zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten (5) erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung (6) eine transparente Datenbrille, insbesondere eine „Augmented-Reality“-Brille oder „Mixed-Reality“-Brille, oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges (2) gerichtete Projektionseinrichtung umfasst, und eine Auslöseeinrichtung (7) zum Auslösen des Einblendvorganges umfasst, wobei die Auslöseeinrichtung (7) zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber (8, 9) und einen im Fahrzeug (2) oder in der Anzeigeeinrichtung (6) angeordneten Signalempfänger (10) zum Empfangen eines vom Signalgeber (8, 9) gesendeten Signals umfasst.
2. 2. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Signalgeber (8) für eine erste Gefahrensituation kodiert und ein zweiter Signalgeber (9) für eine zweite, von der ersten Gefahrensituation verschiedene Gefahrensituation kodiert, wobei vorzugsweise der erste Signalgeber (8) und der zweite Signalgeber (9) an unterschiedlichen Stellen entlang der Fahrsicherheitsstrecke (3) angeordnet sind.
3. 3. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das vom Signalgeber (8, 9) gesendete Signal ein Trigger-und/oder Kodiersignal ist oder ein die Bilddaten (5) der zumindest einen virtuellen Gefahrensituation enthaltendes Signal ist.
4. 4. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (4) im Fahrzeug (2) oder in der Anzeigeeinrichtung (6) angeordnet ist.
5. 5. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbrille eine holographische Projektionseinrichtung zum Projizieren des Bildes oder der Bildfolge auf zumindest ein Glas der Datenbrille umfasst.
6. 6. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (11) zur Ermittlung der Reaktionszeit des Fahrzeuglenkers in Abhängigkeit des Einblendvorganges vorgesehen ist.
7. 7. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Anzeigeeinrichtung (6) eingeblendete Bild einer virtuellen Gefahrensituation in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit veränderbar ist.