DE10137841A1 - System und Verfahren zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen Umgebung unter Anwendung virtueller Realität - Google Patents
System und Verfahren zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen Umgebung unter Anwendung virtueller RealitätInfo
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Abstract
Ein System zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen Umgebung umfaßt eine für das Fahrzeugdesign charakteristische skalierbare physikalische Eigenschaft in der Weise, daß die physikalische Eigenschaft entsprechend einem Skalierungsverhältnis für einen Bewerter des Fahrzeugdesigns justiert wird. Das System umfaßt auch ein Computersystem zur digitalen Schaffung einer virtuellen Umgebung mit einem im Innenraum plazierten virtuellen Menschen. Das System umfaßt weiterhin ein Bewegungserfassungssystem zur Erfassung einer Bewegung des Bewerters und zur Übermittlung der erfaßten Bewegung des Bewerters an das Computersystem und eine operativ mit dem Computersystem kommunizierende Anzeigevorrichtung der virtuellen Realität, damit der Bewerter während der Bewertung des Fahrzeugdesigns die virtuelle Umgebung sehen kann. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Präparierens eines Bewerters eines Fahrzeugdesigns für das Plazieren als virtueller Mensch in der virtuellen Umgebung und die Bestimmung eines Skalierungsverhältnisses für den Bewerter. Das Verfahren umfaßt auch die Schritte des Präparierens einer justierbaren Eigenschaft unter Verwendung des Fahrzeugdesigns und des Skalierungsverhältnisses. Das Verfahren umfaßt außerdem die Schritte des Vergrößerns des virtuellen Menschen innerhalb der virtuellen Umgebung zur virtuellen Darstellung eines skalierten Bewerters und das Anpassen des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung an den Bewerter und ...
Description
Diese Anmeldung beansprucht alle Prioritätsvorteile gemäß der
vorläufigen US-Patentanmeldung 60/. . ., eingereicht am
14. April 2000.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugdesign und
insbesondere auf ein System und Verfahren zur subjektiven
Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen
Umgebung unter Anwendung virtueller Realität.
Fahrzeugdesign und insbesondere das Design eines Kraftfahr
zeugs ist soweit fortgeschritten, daß computerunterstützte
Designtechniken häufig in die Entwicklung eines neuen Fahr
zeugs oder die Umgestaltung eines bestehenden Fahrzeugs ein
bezogen werden. Computerunterstützte Designtechniken sind
besonders bei der Konstruktion und Auslegung der verschiede
nen zum Fahrzeug gehörenden Systeme von Nutzen, um die De
sign- und Funktionsmerkmale dieser Fahrzeugsysteme zu maxi
mieren. Potentielle Fahrzeugsystemdesigns können auf zeitge
mäße und kosteneffektive Weise unter Anwendung einer digita
len Darstellung eines vorgesehenen Designs im Vergleich zur
Herstellung eines wirklichen Fahrzeugmodells vorteilhaft
Berücksichtigung finden.
Ein Merkmal der Designaufgabe für ein Fahrzeugsystem, wie zum
Beispiel das Armaturenbrett, besteht darin, sicherzustellen,
daß das Design des Fahrzeugsystems subjektiven und objektiven
Fahrgastraumkriterien im Hinblick auf ästhetische und mensch
liche Faktoren entspricht. Zu den objektiven Kriterien gehö
ren Auslegung und Paßgenauigkeit eines Systems oder eines
Bauteils innerhalb des Fahrzeugs. Um jedoch die von einem
Verbraucher an ein Fahrzeug gestellten Erwartungen voll zu
erfüllen oder zu übertreffen, finden subjektive Kriterien,
darunter Komfort, Bequemlichkeit, Sicht und Zugänglichkeit
Berücksichtigung.
Bisher wurden unterschiedliche Verfahren dazu benutzt, fest
zustellen, ob ein vorgesehenes Design solche Kriterien er
füllt. So kann zum Beispiel ein vorgesehenes Design in zwei
Dimensionen analysiert werden, was zahlreiche Iterationen
einer Zeichnung voraussetzt. Ein dreidimensionales physikali
sches Modell, auch als Attrappe bezeichnet, kann im Hinblick
auf die Erreichung einer besseren Designperspektive gebaut
werden. Die Attrappe kann Tests unterworfen werden, um fest
zustellen, ob sie objektive und subjektive Kriterien erfüllt.
Subjektive Kriterien können beispielsweise bewertet werden,
indem ein Bewerter (evaluator) in die Attrappe plaziert und
indem dafür gesorgt wird, daß der Bewerter auf festgelegte
Fragen hinsichtlich des Komforts und des Gefühls für ver
schiedene Merkmale der Attrappe reagiert. Dieses Designver
fahren ist zeitaufwendig und teuer, da es ein physikalisches
Modell sowie Bewerter aus einer Zielgruppe voraussetzt.
Bekannt ist auch die Nutzung der Technik der virtuellen Rea
lität im Zusammenhang mit der digitalen Attrappe einer Fahr
zeugkonstruktion zur Bewertung eines vorgesehenen Designs.
Die Technik der virtuellen Realität ermöglicht einem Bewerter
die Betrachtung eines Bilds einer virtuellen Umgebung aus der
Perspektive eines virtuellen Menschen und das Funktionieren
innerhalb der virtuellen Umgebung. Die virtuelle Realität
umfaßt auch die persönliche Plazierung des Bewerters in die
virtuelle Umgebung, so daß der Bewerter die virtuelle Umge
bung erfahren kann. Die Anwendung der Technik der virtuellen
Realität im Zusammenhang mit einer digitalen Attrappe eines
Fahrzeugdesigns verbessert Qualität, Robustheit, Zuverlässig
keit und Kosteneffektivität des Designs.
Ein Beispiel für die Anwendung der Technik der virtuellen
Realität bei der Konstruktion eines Fahrzeugs ist in dem US-
Patent Nr. 5.831.584, erteilt an Socks et al., mit dem Titel
"Handeichungssystem und Auswahl der virtuellen Anzeige für
Fahrzeugsimulator" beschrieben. Ein weiteres Beispiel der
Anwendung der Technik der virtuellen Realität beim Fahrzeug
design ist in dem US-Patent Nr. 5.583.526, erteilt an Socks
et al., mit dem Titel "Handeichungssystem für einen Simulator
der virtuellen Realität eines Fahrzeugs" beschrieben.
Wiewohl beide oben genannten Simulatoren für die virtuelle
Realität eines Fahrzeugs einwandfrei arbeiten, gelangt der
Bewerter nur mit einem Auge und einer Hand in die virtuelle
Umgebung. Deshalb beschränkt sich die Anwendung eines solchen
Simulators für die virtuelle Realität eines Fahrzeugs auf
Untersuchungen, die die Hand und den Gesichtssinn eines Be
werters beinhalten. Da außerdem nur ein Teil des Bewerters in
der virtuellen Umgebung plaziert wird, hat der Bewerter eine
geringere physiologische Verbindung zu der virtuellen Umge
bung als wenn der restliche Körper ebenfalls anwesend wäre.
Somit besteht auf diesem Gebiet Bedarf für ein System und
Verfahren zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns,
bei dem ein digitaler Fahrzeuginsasse in eine virtuelle Fahr
zeugumgebung plaziert wird, so daß der Bewerter das Fahrzeug
subjektiv aus der eigenen Perspektive oder aus einer skalier
ten Perspektive eines Mitglieds einer Zielgruppe beurteilen
kann.
Dementsprechend handelt es sich bei der Erfindung um ein
System zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns inner
halb einer virtuellen Umgebung unter Anwendung virtueller
Realität. Das System umfaßt eine für das Fahrzeugdesign cha
rakteristische skalierbare physikalische Eigenschaft in der
Weise, daß die physikalischen Eigenschaften entsprechend
einem Skalierungsverhältnis für einen Bewerter des Fahrzeug
designs justiert wird. Das System weist auch ein Computersy
stem zur digitalen Schaffung einer virtuellen Umgebung mit
einem im Innenraum plazierten virtuellen Menschen auf. Das
System weist außerdem ein Bewegungserfassungssystem zum Er
fassen einer Bewegung des Bewerters und zur Übermittlung der
erfaßten Bewegung des Bewerters an das Computersystem sowie
eine operativ mit dem Computersystem kommunizierende Anzeige
vorrichtung der virtuellen Realität auf, so daß der Bewerter
während der Bewertung des Fahrzeugdesigns die virtuelle Umge
bung sehen kann.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur subjek
tiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtu
ellen Umgebung unter Anwendung virtueller Realität. Die Ver
fahrensschritte umfassen das Präparieren eines Bewerters
eines Fahrzeugdesigns für das Plazieren als virtueller Mensch
in die virtuelle Umgebung und die Bestimmung eines Skalie
rungsverhältnisses für den Bewerter. Das Verfahren umfaßt als
Schritte auch das Präparieren einer justierbaren Eigenschaft
unter Anwendung des Fahrzeugdesigns und des Skalierungsver
hältnisses. Das Verfahren umfaßt außerdem als Schritte das
Vergrößern des virtuellen Menschen innerhalb der virtuellen
Umgebung zur virtuellen Darstellung eines skalierten Bewer
ters und das Anpassen des virtuellen Menschen in der virtuel
len Umgebung an den Bewerter und die Eigenschaft. Darüber
hinaus umfaßt das Verfahren als Schritte die Ausführung der
Bewertung des Fahrzeugdesigns durch den Bewerter und die
Anwendung der Bewertung des Fahrzeugdesigns bei der Konstruk
tion des Fahrzeugs.
Ein erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, daß ein System
und Verfahren zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns
innerhalb einer virtuellen Umgebung geschaffen wird, bei dem
während der Konstruktion eines Fahrzeugs die Technik der
virtuellen Realität genutzt wird, um subjektive Merkmale der
Interaktion zwischen Verbraucher und Fahrzeug zu untersuchen,
ohne einen wirklichen Prototyp bauen zu müssen. Ein weiterer
Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das System und Ver
fahren einen den vollständigen Körper eines Bewerters dar
stellenden digitalen Menschen persönlich in eine virtuelle
Fahrzeugumgebung plaziert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß das System und Verfahren die Größe des
Bewerters in der virtuellen Fahrzeugumgebung in der Weise
skaliert, daß der Bewerter verstehen kann, wie ein anderer
Angehöriger der Zielgruppe das Fahrzeugdesign wahrnimmt. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich das
System und Verfahren einer justierbaren Eigenschaft bedient,
die für das Fahrzeugdesign charakteristisch ist und mit der
eine skalierte Perspektive simuliert werden kann. Ein weite
rer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das System und
Verfahren eine Echtzeitmessung und die Schaffung eines digi
talen Menschen unter Anwendung von Bewegungserfassungssenso
ren ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht
darin, daß das System und Verfahren eine interaktive Umgebung
für die Untersuchung durch eine im Innenraum plazierte Person
und Bewertung des Fahrzeugdesigns durch Mitglieder eines
Designteams ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß das System und Verfahren die Anwendung
eines virtuellen Menschen, einer digitalen Attrappe, eines
physikalischen Bewerters und einer physikalischen Eigenschaft
integriert.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Er
findung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in
der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläu
tert werden. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Systems zur subjektiven Bewer
tung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen Umge
bung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur subjektiven
Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen
Umgebung gemäß der Erfindung für das System nach Fig. 1; die
Fig. 3A bis 3D Blockdiagramme, die eine skalierte Per
spektive zwischen einer physikalischen Welt und einer virtu
ellen Welt darstellen.
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer physikalischen Eigenschaft für
das System nach Fig. 1.
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Vergrößern
eines digitalen Menschen und Eingrenzen des digitalen Men
schen auf den Bewerter gemäß der Erfindung für das Verfahren
nach Fig. 2.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Ausführungs
form eines Systems 10 zur subjektiven Bewertung eines Fahr
zeugdesigns durch Plazieren eines digitalen Fahrzeuginsassen
in eine virtuelle Umgebung dargestellt. Das System 10 kann
vorteilhaft zur Bewertung eines Fahrzeugdesigns aufgrund
einer Verbraucherwahrnehmung von ergonomischen Faktoren wie
Sicht, Reichweite und Abstand zu einem frühen Zeitpunkt in
nerhalb des Designprozesses genutzt werden.
Das System 10 umfaßt eine justierbare physikalische Eigen
schaft 12, die das jeweils zu bewertende Fahrzeugdesign simu
liert. Bei diesem Beispiel weist die justierbare Eigenschaft
12 einen Sitz 14, einen Boden 16, ein Fußbedienteil 18 und
ein Lenkrad 20 auf. Schlüsselbezugspunkte aus der Fahrzeug
konstruktion werden verwendet, um den Sitz 14, den Boden 16,
das Fußbedienteil 18 und das Lenkrad 20 so zu positionieren,
daß das Fahrzeugdesign simuliert wird. Der Sitz 14 ist für
einen sitzenden Fahrzeuginsassen 24 geeignet.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird ein Beispiel eines Schlüsselbezugs
punkts zur Darstellung eines bestimmten Fahrzeugdesigns für
die Eigenschaft 12 abgebildet. Bei 22 ist ein H-Punkt darge
stellt, der für eine Lage eines Drehpunkts eines Torsos und
eines Oberschenkels einer bei der Begrenzung eines Sitzes 14
verwendeten Zeichenschablone charakteristisch ist. Ein weite
rer Bezugspunkt ist ein Fersenpunkt, wie er bei 26 darge
stellt ist. Der Fersenpunkt 26 ist eine feste Stellung einer
Meßpuppenferse (nicht dargestellt) des sitzenden Fahrzeugin
sassen 24 auf dem Boden 16 des Fahrzeugs im Verhältnis zum H-
Punkt 22. Man wird verstehen, daß der H-Punkt 22 und der
Fersenpunkt 26 zur Festlegung der Lage eines Fußbedienteils
18 verwendet werden. Ein weiterer Bezugspunkt ist die bei 28
dargestellte Lenkradstellung. Die Stellung des Lenkrads 28
hängt von dem Hüftpunkt 22 und der Lage eines (nicht darge
stellten) Armaturenbretts ab.
Die justierbare Eigenschaft 12 kann vorteilhafterweise so
modifiziert werden, daß verschiedene Fahrzeugdesignkonfigura
tionen dargestellt werden. Die justierbare Eigenschaft 12
kann auch so modifiziert werden, daß eine skalierte Perspek
tive auf eine noch zu beschreibende Weise simuliert wird.
Somit erfährt ein sitzender Fahrzeuginsasse 24, der für eine
innerhalb der Eigenschaft 12 sitzende große männliche Person
charakteristisch ist, die Eigenschaft 12 aus der Perspektive
eines anderen Angehörigen der Zielgruppe, wie einer kleinen
weiblichen Person.
Mit Bezug auf Fig. 1 umfaßt das System 10 auch einen physi
kalischen Menschen oder Bewerter 32. Bei diesem Beispiel
sitzt der Bewerter 32 in der justierbaren Eigenschaft 12,
während er an einer noch zu beschreibenden Untersuchung be
teiligt ist. Der Bewerter 32 kann die Untersuchung als er
selbst oder skaliert zur Darstellung eines arideren Angehöri
gen einer Zielgruppe auf eine noch zu beschreibende Weise
durchführen.
Das System 10 umfaßt ein Bewegungserfassungssystem 34, wel
ches am Bewerter 32 in strategischer Lage zur Erfassung der
Bewegung des Bewerters 32 angeordnet ist. Die Bewegungserfas
sung dient auch zur Steuerung eines virtuellen Menschen 36 in
Echtzeit. Die Genauigkeit und Präzision einer digitalen Fahr
zeuginsassenstudie hängt von dem zu beschreibenden virtuellen
Menschen 36 ab, der die Bewegungen des Bewerters 32 wider
spiegelt. Die Widerspiegelung der Bewegungen des Bewerters
ist Bestandteil der Erfahrung der persönlichen Plazierung im
Innenraum, was auch die Wiedergabetreue der Simulation und
das Vertrauen des Bewerters in die Untersuchung erhöht.
Das Bewegungserfassungssystem 34 weist einen Bewegungserfas
sungssensor 38, wie zum Beispiel einen magnetischen dreidi
mensionalen Erfassungssensor, auf. Mehrere Faktoren beein
flussen die strategische Plazierung der Bewegungssensoren am
Bewerter, u. a. der Komfort für den Träger, reproduzierbare
Sensorpositionen und eine reproduzierbare Bewerterhaltung.
Bei diesem Beispiel sind elf Bewegungssensoren an strategi
schen Stellen am Bewerter 32 angeordnet, um die Bewegungen
des Bewerters zu erfassen. So befinden sich beispielsweise
Bewegungserfassungssensoren 38 am Fuß des Bewerters, oberhalb
eines Knies, unten am Rücken, oben am Rücken, oberhalb eines
Ellenbogens, auf einem Handrücken und über dem Kopf. Natür
lich sollten die gleichen ergonomischen Markierungen bei der
Anbringung der Bewegungserfassungssensoren 38 an jedem Bewer
ter verwendet werden, um die Genauigkeit der Bewertung zu
gewährleisten. Natürlich kommunizieren die Bewegungserfas
sungssensoren 38 auch mit einem noch zu beschreibenden Compu
tersystem 46, um auf die noch zu beschreibende Weise Positio
nen und Ausrichtungen für die Bewegungserfassungssensoren
festzulegen.
Das Bewegungserfassungssystem 34 umfaßt außerdem einen auf
diesem Gebiet an sich bekannten instrumentenbestückten Hand
schuh 44, der die Bewegung der Hand des Bewerters erfaßt. Ein
Beispiel eines instrumentenbestückten Handschuhs 44 ist das
Produkt Cybergloves der Firma Virtual Technologies, Inc. Der
instrumentenbestückte Handschuh 44 kommuniziert auf eine noch
zu beschreibende Weise operativ mit dem Computersystem 46.
Das System 10 umfaßt auch ein System zur Anzeige der virtuel
len Realität 40, wie zum Beispiel eine dem Fachmann bekannte,
am Kopf montierte Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung
der virtuellen Realität 40 wird vom Bewerter 32 getragen und
ermöglicht es dem Bewerter 32, eine virtuelle Umgebung 42 mit
den Augen des virtuellen Menschen zu "sehen". Ein Beispiel
einer Anzeigevorrichtung der virtuellen Realität 40 ist das
Produkt PUGO der Firma Kaiser Electro Optics. Die Anzeigevor
richtung der virtuellen Realität 40 kommuniziert mit dem
Computersystem und ermöglicht dem Bewerter 32 eine Betrach
tung mit den Augen des virtuellen Menschen oder einer ersten
Person der virtuellen Umgebung 42.
Das System 10 umfaßt ein an sich bekanntes Computersystem 46
zur Implementierung eines noch zu beschreibenden Verfahrens
zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns unter Anwen
dung virtueller Realität innerhalb einer virtuellen Umgebung
42. Das Computersystem 46 umfaßt einen Prozessor 48 mit einem
Speicher 48a zur Verarbeitung der für die Bewertung des Fahr
zeugdesigns relevanten Informationen. Das Computersystem 46
umfaßt eine Anzeigevorrichtung 50, zum Beispiel ein Videoter
minal, zur Anzeige der die Bewertung betreffenden Informatio
nen. Natürlich wird bei diesem Beispiel zur Anzeige von In
formationen eine Mehrzahl von Videoterminals verwendet.
So zeigt beispielsweise ein erstes Videoterminal 52 Informa
tionen hinsichtlich der Bewertung, zum Beispiel Befehle zur
Steuerung der Untersuchung, an. Ein Benutzer 54 gibt nach
entsprechender Aufforderung Informationen in das Computersy
stem 46 ein. Auswahl und Steuerung der Informationen auf
einem Bildschirm können vom Benutzer 54 mittels eines inter
aktiven Geräts wie einer Tastatur oder einer Maus bewerkstel
ligt werden. Der Parameter- oder der Befehlssatz können für
die Bewertung spezifisch sein, wobei andere, für die Bewer
tung nicht-spezifische Daten und Informationen im Speicher
des Computersystems bereits gespeichert sein können. Ein
Beispiel für ein Eingabeverfahren ist ein Ausklapp-
Dialogfenster, welches die zur Verfügung stehenden Informa
tionen oder Befehle enthält. So können zum Beispiel Informa
tionen für eine Skalierung für den Bewerter 32 oder andere
Fahrzeugdesignalternativen charakteristisch sein.
Das Computersystem 46 umfaßt auch ein zweites Videoterminal
56 zur Anzeige von Informationen betreffend die Bewertung,
wie zum Beispiel die Sicht einer ersten Person 58 auf die
virtuelle Umgebung 42 oder die Sicht einer dritten Person 60
auf den virtuellen Menschen 36 innerhalb der virtuellen Umge
bung 42. Diese Sichtwinkel 58, 60 können vorteilhaft auf
einem Bildschirm oder einer Reihe von Bildschirmen angezeigt
werden.
Das Computersystem 46 umfaßt auch ein Fernvideoterminal 62,
mit dem Beobachter, wie ein für das Fahrzeugdesign verant
wortliches Designteam 64, die Bewertung betrachten können.
Bei diesem Beispiel gibt es zwei Fernvideoterminals 62, von
deren eines die Sicht einer ersten Person 58 auf die Bewer
tung und das andere die Sicht einer dritten Person 60 auf die
Bewertung ermöglicht. Das Designteam 64 kann sich vorteil
hafterweise aktiv an der Bewertung beteiligen, um die mittels
der Bewertung generierten Daten besser zu verstehen und zu
analysieren. So kann das Designteam 64 zum Beispiel nach
einer Störung zwischen dem virtuellen Menschen 36 und einem
Teil eines digitalen Fahrzeugs 41 innerhalb der virtuellen
Umgebung 42 Ausschau halten, während der Bewerter 32 einen
Befehl ausführt.
Das Computersystem 46 verwendet den Satz von Informationen
oder Befehlen vom Benutzer 54 sowie sonstige Informationen
zur Durchführung eines Verfahrens 70 gemäß der Erfindung und
gemäß der nachstehenden näheren Besprechung der subjektiven
Bewertung eines Fahrzeugdesigns innerhalb einer virtuellen
Umgebung.
Das mittels Computer implementierte Verfahren der subjektiven
Bewertung eines Fahrzeugdesigns unter Anwendung virtueller
Realität vereinigt in sich vorteilhafterweise alle obigen
Merkmale, um so ein effizientes, flexibles, schnelles Instru
ment zur subjektiven Bewertung des Designs eines Fahrzeugs
aus der Perspektive des Verbrauchers zu ermöglichen. Außerdem
stehen die bei der subjektiven Bewertung des Designs erziel
ten Daten als Ausgabe des Verfahrens 70 zur weiteren Analyse
und Untersuchung zur Verfügung.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren 70
zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns unter Anwen
dung virtueller Realität dargestellt. Der in einer virtuellen
Umgebung plazierte Bewerter 32 erwartet von der virtuellen
Umgebung das gleiche optische Feedback wie in der physikali
schen Umgebung. Daher sieht das Verfahren 70 das persönliche
Plazieren des Bewerters 32 in eine virtuelle Umgebung 42 vor,
die eine dynamisch-digitale Echtzeit-Darstellung des voll
ständigen Körpers der darin plazierten Person beinhaltet. Das
Verfahren beginnt im Block 100 und setzt sich bis zum Block
105 fort.
Im Block 105 bereitet das Designteam 64 eine subjektive Be
wertung des Fahrzeugdesigns, einschließlich Kriterien zur
Ausführung einer Bewertung, vor. Natürlich kann die subjekti
ve Bewertung in Form eines Fragebogens für einen Bewerter 32
erfolgen, der verwendet wird, während der Bewerter 32 in der
virtuellen Umgebung 42 plaziert ist. Ein Beispiel einer sub
jektiven Bewertung ist eine ergonomische Bewertung der Anord
nung von Steuerorganen innerhalb eines in Reichweite liegen
den Bereichs. Ein weiteres Beispiel einer subjektiven Bewer
tung ist die Sicht des Fahrzeugführers rund um eine A-Säule
des Fahrzeugs. Ein Beispiel einer subjektiven Frage lautet
"Ist eine Radiobetätigungseinrichtung zugänglich?" oder "Ist
ein Fußbedienteil 18 bequem erreichbar?". Ein Beispiel eines
Bewertungskriteriums ist eine zu untersuchende Zielgruppe
oder eine zu untersuchende Verbraucherperspektive. Das Ver
fahren gelangt weiter zum Block 110 und wird fortgesetzt.
Im Block 110 baut das Designteam 64 ein digitales Fahrzeug 41
und eine virtuelle Umgebung 42 zur Ausführung der Bewertung,
vorzugsweise unter Verwendung des Computersystems 46. So kann
das digitale Fahrzeug zum Beispiel ein neues Fahrzeugdesign
oder ein neues, darin enthaltenes System sein, welches durch
ein dem Fachmann als computerunterstütztes Konstruieren be
kanntes Designinstrument generiert wird. In ähnlicher Weise
kann eine in einer Computerdatenbank gespeicherte computerun
terstützte Konstruktion eines Fahrzeugs verwendet werden. Die
virtuelle Umgebung wird vorzugsweise in ähnlicher Weise ge
schaffen. Das Verfahren gelangt weiter zum Block 115.
Im Block 115 bestimmt das Designteam 64 ein Skalierungsver
hältnis und den Bereich einer in der Bewertung dargestellten
Zielgruppe, um sicherzustellen, daß die Eigenschaft 12 in
ausreichendem Umfang justierbar ist. Die Zielgruppe repräsen
tiert vorzugsweise eine spezifische Verbrauchergruppe inner
halb einer bestimmten Population. Natürlich ist eine festge
legte anthropometrische Abmessung der in der Bewertung reprä
sentierten Zielgruppe bekannt und für die Zielgruppe wird ein
maximales und minimales Skalierungsverhältnis und ein eben
solcher Bereich festgelegt. Das Designteam 64 kann zum Bei
spiel anthropometrische Schlüsselabmessungen für eine Sicht
untersuchung, einschließlich der Augenhöhe im Sitzen, bestim
men. Das Designteam 64 bestimmt dann eine zu untersuchende
Zielgruppe wie zum Beispiel kleine weibliche Personen mit
einer Größe von ca. 1,63 m (5'4"). Unter Verwendung der ver
fügbaren Gruppe von Bewertern 32 und anthropometrischer Ab
messungen wird dann das max./min. Skalierungsverhältnis er
mittelt, um eine ausreichende Justierbarkeit der Eigenschaft
12 zu gewährleisten. Das Verfahren gelangt bis zum Block 120.
Im Block 120 wird die Eigenschaft 12 so justiert, daß sie für
die gleichen Abmessungsverhältnisse wie das digitale Fahr
zeugdesign für die Bewertung charakteristisch ist. Zum Bei
spiel weisen der Sitz 14 und das Lenkrad 20 der Eigenschaften
das gleiche geometrische Verhältnis auf wie das digitale
Fahrzeug. Die Eigenschaft 12 wird auch daraufhin überprüft,
ob für die Justierung der Eigenschaft 12 aufgrund des maxima
len und minimalen Skalierungsverhältnisses der Zielgruppe für
eine skalierte Untersuchung ein ausreichender Bereich zur
Verfügung steht. Das Verfahren gelangt bis zum Block 125.
Im Block 125 präpariert das Designteam 64 den Bewerter 32 für
die interaktive Echtzeit-Teilnahme an der Bewertung mit Pla
zierung im Innenraum. Vorteilhafterweise ist es nicht erfor
derlich, daß der Bewerter 32 Angehöriger einer Zielgruppe
ist, wie es noch im Hinblick auf eine Skalierungsperspektive
beschrieben wird. So sind beispielsweise Bewegungserfassungs
sensoren 38 am Bewerter 32 an reproduzierbaren Stellen ange
bracht, wie es weiter oben hinsichtlich des Bewegungserfas
sungssystems 34 beschrieben wurde. Bei diesem Beispiel ist
der Bewerter 32 auch mit der am Kopf montierten Anzeigevor
richtung 40 für die optische Plazierung im Innenraum und mit
instrumentenbestückten Handschuhen 44 für die Echtzeit-
Interaktion der Hände des Bewerters ausgestattet. Das Verfah
ren gelangt zum Block 130 und wird fortgesetzt.
Im Block 130 wird eine Skalierungsperspektive für den Bewer
ter 32 vom Designteam 64 zur Bewertung ausgewählt. Vorteil
hafterweise ermöglicht eine skalierte Perspektive dem Bewer
ter ein Verständnis der Wahrnehmung des digitalen Fahrzeugs
41 aus der Perspektive einer Person von anderer Größe und
Gestalt. Bei diesem Beispiel ermöglicht die Skalierungsper
spektive dem Bewerter 32 ein Verständnis der Wahrnehmung des
digitalen Fahrzeugs 41 aus dem Blickwinkel eines Angehörigen
der Zielgruppe.
Wie in Fig. 3A im Maßstab 1 : 1 dargestellt, betrachtet ein
physikalischer Mensch 80a die physikalische Umgebung, die bei
diesem Beispiel eine Ablage 82a ist, aus der gleichen Per
spektive wie ein virtueller Mensch 84a, der in einer virtuel
len Umgebung 86a plaziert wurde. Eine Perspektive im Maßstab
1 : 1 erlaubt dem Bewerter 32 vorteilhafterweise die Anwendung
seiner individuellen Erfahrungen auf das in der virtuellen
Welt dargestellte digitale Fahrzeug 41. Die Fig. 3B enthält
eine Darstellung im Maßstab 1 : 1 mit tiefer angeordneter Abla
ge 82b. Für gleiche Teile werden in der Fig. 3A gleiche Be
zugsindizes verwendet. Wie in Fig. 3C im Maßstab 1 : 0,9 darge
stellt, erfährt ein Bewerter 80c die virtuelle Umgebung einer
Ablage 86c aus der Perspektive eines virtuellen Menschen 84c,
der um ein Zehntel kleiner ist als die wirkliche Größe des
Bewerters 80c. Die Ablage 86c bewegt sich aufwärts, um die
Wahrnehmung einer kleineren Person zu simulieren. Wie in Fig.
3D im Maßstab 1 : 1,1 dargestellt, erfährt der Bewerter 80c
eine virtuelle Umgebung 86d aus der Perspektive eines virtu
ellen Menschen 84d, der um ein Zehntel größer ist als die
wirkliche Größe des Bewerters 80d. Ebenso bewegt sich die
Ablage 86d in vertikaler Richtung abwärts, um die Wahrnehmung
einer größeren Person zu simulieren. Das Verfahren gelangt
zum Block 135.
Im Block 135 mißt das Designteam 62 die anthropometrischen
Schlüsselabmessungen des Bewerters 32 für die spezifische
Untersuchung. Die anthropometrischen Abmessungen sind, wie
den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, ergonomisch
anerkannte Abmessungen, die von Ergonomie-Experten festgelegt
und verwendet werden, um die Größen verschiedener Angehöriger
einer Zielgruppe miteinander in Beziehung zu setzen. Zu den
Beispielen von anthropometrischen Abmessungen gehören Größe,
Augenhöhe im Sitzen, Armlänge, Beinlänge sowie Längenabmes
sung zwischen Knie und Hüfte. Das Verfahren gelangt zum Block
140 und wird fortgesetzt.
Im Block 140 bestimmt das Verfahren ein Skalierungsverhältnis
für den Bewerter 32 aufgrund der Skalierungsperspektive, eine
ausgewählte anthropometrische Abmessung des Bewerters 32 und
eine ähnliche anthropometrische Abmessung der Zielgruppe. Das
Verfahren gelangt zum Block 145 und die Eigenschaft 145 wird
aufgrund des Skalierungsverhältnisses für den Bewerter 32
justiert. Der Bewerter erfährt die Eigenschaft vorteilhafter
weise aus dem Blickwinkel einer Person, die die Größe der
Skalierungsperspektive hat. Das Verfahren gelangt zum Block
147.
Im Block 147 schafft oder "vergrößert" das Verfahren den
virtuellen Menschen 36 aufgrund des Skalierungsverhältnisses
und der anthropometrischen Abmessungen des Bewerters 32. Der
virtuelle Mensch 36 wird durch Schaffung eines virtuellen
Menschen 36 von gleicher Größe wie der Bewerter 32 vergrö
ßert. So kann beispielsweise eine Personenmeßvorrichtung wie
ein Anthropometer verwendet werden. Dieser Prozeß ist jedoch
zeitaufwendig. Der virtuelle Mensch 36 kann vorteilhafterwei
se auch mittels eines digitalen Prozesses, wie in Fig. 5
beschrieben, vergrößert werden. Das Verfahren gelangt zum
Block 150.
Im Block 150 registriert das Verfahren die virtuelle Umgebung
42 zur physikalischen Umgebung einschließlich der Eigenschaft
12, den virtuellen Menschen 36 zum Bewerter 32 und den virtu
ellen Menschen 36 in der virtuellen Umgebung 32, wie in Fig.
5 beschrieben. Um zum Beispiel die virtuelle und die physika
lische Umgebung anzupassen, befinden sich in jeder Umgebung
drei wiederholbare Markierungen. Die Lage und Ausrichtung
dieser Markierungen werden zur Registrierung der jeweiligen
Umwelt angepaßt. Um zum Beispiel den virtuellen Menschen 36
an die virtuelle Umgebung 42 anzupassen, werden Schlüsselbe
zugspunkte ausgewählt. Ein Beispiel eines Schlüsselbezugs
punkts ist der H-Punkt 22, um den virtuellen Menschen 36 in
einem Sitz im digitalen Fahrzeug 41 in der virtuellen Umge
bung 42 zu lokalisieren. Ein weiteres Beispiel eines Schlüs
selbezugspunkts ist eine horizontale Projektionsebene (nicht
dargestellt), und der virtuelle Mensch 36 wird durch Regi
strierung der digitalen Füße zur horizontalen Projektionsebe
ne lokalisiert. Das Verfahren gelangt zum Block 155.
Im Block 155 wird der Bewerter 32 in der virtuellen Umgebung
42 plaziert. Die Positionierung des Bewerters 32 im Verhält
nis zu der Eigenschaft 12 basiert auf einem festgelegten
Bezugspunkt. So wird der Hüftpunkt 22 zum Beispiel verwendet,
um die Hüftmitte des im Sitz 14 sitzenden Bewerters 32 zu
lokalisieren. Für eine Untersuchung beim Stehen oder Gehen
außerhalb des Fahrzeugs wird der virtuelle Mensch 36 durch
Registrierung der digitalen Füße zu einer horizontalen Pro
jektionsebene lokalisiert. Der Bewerter 32 sieht die virtuel
le Umgebung 42 vorteilhafterweise durch die Augen des virtu
ellen Menschen. Der Bewerter 32 kann eine Bewegung des virtu
ellen Menschen 36 durch seine eigenen Bewegungen steuern, wie
sie durch das Erfassungssystem für vollständige Körperbewe
gung erfaßt werden. Natürlich müssen die Schritte des Präpa
rierens des Bewerters 32, der Eigenschaft 12 und des digita
len Fahrzeugs und des Vergrößerns des virtuellen Menschen 36
und des Registrierens mit den physikalischen und virtuellen
Umgebungen nicht in der in Fig. 2 dargestellten Reihenfolge
bewerkstelligt zu werden, sondern können gleichzeitig in
einer anderen Reihenfolge stattfinden. Das Verfahren gelangt
zum Block 160.
Im Block 160 wird die Bewertung durch den Benutzer 54, das
Designteam 64 und den Bewerter 32 vorgenommen. Ein Beispiel
einer Bewertung ist eine Sichtfelduntersuchung, bei der die
verschiedenen Designalternativen der Säule 68 für das digita
le Fahrzeug bewertet werden, um zu ermitteln, welches Ver
kleidungsdesign eine optimale Sicht nach außen gewährleisten
würde. Ein weiteres Beispiel einer Bewertung ist eine Sicht
felduntersuchung aus dem Fahrzeuginnern zur Beurteilung der
Sichtbehinderung auf eine Armaturenbrettanzeige (nicht darge
stellt). Ein weiteres Beispiel einer Bewertung ist eine
Reichweitenuntersuchung, die die Zugänglichkeit und Anordnung
der Bedienungselemente auf dem Armaturenbrett berücksichtigt.
Typischerweise umfaßt die Bewertung Fragen oder Anweisungen
vom Designteam 64 oder vom Benutzer 54, womit der Bewerter 32
aufgefordert wird, eine Aktivität, zum Beispiel der Blick aus
einem Seitenfenster (nicht dargestellt), für die Sichtfeldun
tersuchung oder Reichweite für einen Radiobetätigungsknopf
(nicht dargestellt) für die Reichweitenuntersuchung auszufüh
ren. Natürlich kann im Rahmen der Untersuchung auch eine
Echtzeit-Kollisionserfassung verwendet werden. Eine Reichwei
tenuntersuchung für den virtuellen Radiobetätigungsknopf kann
beispielsweise eine (nicht dargestellte), den Fachleuten auf
diesem Gebiet an sich bekannte Kollisionserfassungsvorrich
tung umfassen, um den Bewerter 32 darauf aufmerksam zu ma
chen, daß ein Kontakt erfolgt ist. Die Bewertung kann den
Bewerter auch nach seiner Meinung und seinen Kommentaren über
das Fahrzeugdesign fragen und diese aufzeichnen.
Das Designteam 64 kann die Bewertung dadurch beobachten, daß
es die Fernvideoterminals 62 anschaut und mittels interakti
ver Befragung des Bewerters 32 am Ablauf der Bewertung teil
nimmt. Das Designteam 64 kann vorteilhafterweise die Untersu
chung und den eigenen Blick auf die Untersuchung aufgrund
seiner Echtzeit-Beobachtungen dynamisch modifizieren. So kann
das Designteam 64 beispielsweise eine sich auf den Komfort
beziehende Frage stellen. Das Designteam kann auch weitere
Faktoren beobachten, wie zum Beispiel ein gestörtes Verhält
nis oder einen Abstand zu einem Teil des Fahrzeugs. Zum Bei
spiel kann der Abstand zwischen der Oberseite des Kopfs des
virtuellen Menschen und einem Dachteil des Fahrzeugs beobach
tet werden. Die Durchführung der Untersuchung, einschließlich
der Bewegungen und der Sicht des Bewerters 32, kann mit einem
an sich bekannten und mit dem Computersystem 46 operativ
verbundenen Videoaufzeichnungssystem (nicht dargestellt)
zwecks weiterer Analyse durch das Designteam aufgezeichnet
werden. Das Verfahren gelangt zur Raute 165.
In der Raute 165 beschließt das Designteam 64, ob eine weite
re Bewertung stattfinden soll. Beschließt das Designteam 64
die Ausführung einer weiteren Bewertung, so gelangt das Ver
fahren zur Raute 170 und bestimmt, ob die neue Bewertung mit
einem neuen Bewerter 32 stattfinden soll. Wenn die neue Be
wertung mit einem neuen Bewerter 32 stattfindet, kehrt das
Verfahren zum Block 125 zurück und wird fortgesetzt. Wenn das
Designteam 64, wieder ausgehend von der Raute 170, bestimmt,
daß die neue Untersuchung nicht mit einem neuen Bewerter 32
stattfinden soll, gelangt das Verfahren zur Raute 175.
In der Raute 175 beschließt das Designteam 64, ob das Skalie
rungsverhältnis revidiert werden soll. Beschließt das Design
team, das Skalierungsverhältnis nicht zu revidieren, kehrt
das Verfahren zum Block 150 zurück. Wenn das Designteam 64
bei Rückkehr zu der Raute 175 beschließt, das Skalierungsver
hältnis zu revidieren, gelangt das Verfahren zur Raute 180.
In der Raute 180 beschließt das Designteam 64, ob entweder
für die Untersuchung oder den Bewerter 32 unterschiedliche
anthropometrische Abmessungen verwendet werden sollen. Be
schließt das Designteam die Verwendung verschiedener vorbe
stimmter anthropometrischer Abmessungen für den Bewerter 32,
kehrt das Verfahren zum Block 135 zurück und wird fortge
setzt. Beschließt das Designteam 64 bei Rückkehr zu der Raute
180, keine anderen anthropometrischen Abmessungen zu verwen
den, kehrt das Verfahren zum Block 130 zurück.
Beschließt das Designteam 64 bei Rückkehr zu der Raute 165,
keine weitere Untersuchung durchzuführen, gelangt das Verfah
ren zum Block 185. Im Block 185 wird die Untersuchung dem
Designteam 64 zur weiteren Prüfung und Analyse zur Verfügung
gestellt. So kann das Designteam 64 zum Beispiel die Resulta
te der Untersuchung, einschließlich der Ergebnisse des Frage
bogens und der aufgezeichneten Bewegungen, für den Gebrauch
durch Dritte veröffentlichen. Das Designteam 64 kann auch
aufgrund der Resultate der Untersuchung eine Änderung des
Fahrzeugdesigns empfehlen. Das Verfahren gelangt zum Block
190 und endet damit.
Mit Bezug auf Fig. 5 wird ein Prozeß zur digitalen Vergröße
rung eines virtuellen Menschen 236 und zur Begrenzung des
virtuellen Menschen 236 auf den Bewerter für den Gebrauch im
Rahmen des zuvor beschriebenen Verfahrens dargestellt. Der
Prozeß beginnt mit Schritt 1a, wobei ein Bewerter 232 eine
statische, wiederholbare und robuste Anfangshaltung einnimmt.
Ein Beispiel für eine einleitende Haltung umfaßt das Stehen
mit schulterbreit auseinandergestellten Füßen, Händen und
Armen an der Seite und geradeaus blickendem Kopf. Natürlich
ist der Bewerter 232, wie schon weiter oben beschrieben, mit
strategisch angeordneten Bewegungserfassungssensoren 238
ausgestattet. Im Schritt 1b, der parallel zum Schritt 1a
abläuft, bedient sich das Computersystem 46 eines Signals von
den Bewegungserfassungssensoren 238 am Bewerter 232, um digi
tal die Lage der Bewegungserfassungssensoren für den virtuel
len Menschen 236, wie bei 280 dargestellt, festzulegen. Kri
tische Abmessungen zwischen den Sensoren 238 können gemessen
werden, zum Beispiel Größe, Ellenbogenbreite, Beinlänge oder
die Länge vom Knie bis zum Knöchel.
Im Schritt 2a entspannt sich der Bewerter 232, während im
Schritt 2b gleichzeitig das Computersystem 46 digital einen
virtuellen Menschen 236 im Raum schafft, ausgehend von den
Maßen zwischen den Bewegungserfassungssensoren 238 und Abmes
sungen vom Bewerter 232, einschließlich des Gewichts, der
Größe und der Gliederlängen. Natürlich ist der virtuelle
Mensch 236 bei diesem Beispiel dem an sich bekannten mensch
lichen Körpermodell nachgebildet. Das menschliche Körpermo
dell ist ein interaktives Echtzeitmodell des vollständigen
menschlichen Körpers mit realistischen Gelenkbegrenzungen,
Verhaltensmodellen und einer umgekehrten Kinematik, die Echt
zeitlösungen ermöglicht. Durch diese Merkmale wird das
menschliche Körpermodell des digital geschaffenen virtuellen
Menschen 236 in Echtzeit voll kontrollierbar und minimiert
die Anzahl der vom Bewerter 232 zu tragenden Bewegungserfas
sungssensoren 238. Das Modell des menschlichen Körpers be
dient sich realistischer Gelenkbegrenzungen und eines Wirbel
säulenverhaltensmodells in der Weise, daß die Bewegung der
menschlichen Wirbelsäule durch zwei Bewegungserfassungssenso
ren 238 ausreichend kontrolliert werden kann.
Für das digitale Vergrößern des virtuellen Menschen 236 wer
den die an den anthropometrischen Markierungen des Bewerters
232 angebrachten Bewegungserfassungsstellen und die entspre
chenden Stellen am virtuellen Menschen 236 verwendet. Die
Statur wird mit Hilfe vertikaler Differenzgleichungen ermit
telt und der Körperumfang des digitalen Menschen 236 wird
durch Anwendung des horizontalen Abstands zwischen einem
Ellenbogen-Bewegungserfassungssensor 238 und dem Gewicht des
Bewerters berechnet. Der daraus resultierende virtuelle
Mensch 236 hat die Größe, die Gliedmaßenlänge und die Glied
maßenproportionen des Bewerters 232. Der virtuelle Mensch 236
kann für eine skalierte Untersuchung unter Anwendung des
Skalierungsverhältnisses modifiziert werden. Der skalierte
virtuelle Mensch 236 weist vorteilhafterweise ähnliche Glied
maßenproportionen wie der physikalische Bewerter 232, darge
stellt durch die skalierte Perspektive, auf.
Im Schritt 3a nimmt der Bewerter 232 wieder die Ausgangshal
tung aus Schritt 1a ein, um den virtuellen Menschen 236 dem
Bewerter 232 anzupassen. Im Schritt 3b wird der virtuelle
Mensch 236, parallel zum Schritt 3a, in der Weise an den
Bewerter 232 angepaßt, daß der virtuelle Mensch 236 und der
Bewerter 232 in der jeweiligen virtuellen bzw. physikalischen
Umgebung die gleiche Haltung einnehmen. Es werden Begrenzun
gen festgelegt, um die Bewegungserfassungssensoren 238 am
Bewerter 232 mit den digitalen Sensorstellen 280 in Beziehung
zu setzen. Die Begrenzungen zwingen die digitalen Sensorstel
len 280 somit, den Bewegungserfassungssensoren 238 zu folgen.
Im Schritt 4a bewegt sich der Bewerter 232. Gleichzeitig
spiegelt der virtuelle Mensch 236 im Schritt 4b die Bewegun
gen des Bewerters wider. Die Begrenzungen zwingen die digita
len Sensorstellen 280, die Lage der vom Bewerter 232 getrage
nen Bewegungserfassungssensoren 238 widerzuspiegeln. Der
vollständige Körper des Bewerters 232 wird vorteilhafterweise
durch den virtuellen Menschen 236 in der virtuellen Umgebung
42 digital dargestellt und die Bewegungen des Bewerters 232
werden durch den virtuellen Menschen 236 in der virtuellen
Umgebung 240 digital dargestellt.
Die Erfindung wurde mit Hilfe von Veranschaulichungen be
schrieben. Natürlich ist die dabei verwendete Terminologie im
Sinne von beschreibenden Wörtern und nicht einschränkend zu
verstehen.
In Anbetracht der obigen Beschreibung sind zahlreiche Modifi
kationen und Varianten der Erfindung möglich. Deshalb kann
die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche in der
Praxis auch anders verwendet werden als hier spezifisch be
schrieben.
Claims (20)
1. System zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns
innerhalb einer virtuellen Umgebung unter Anwendung virtuel
ler Realität, dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:
eine für das Fahrzeugdesign charakteristische skalierbare physikalische Eigenschaft, wobei die physikalische Eigen schaft entsprechend einem Skalierungsverhältnis für einen Bewerter des Fahrzeugdesigns justiert wird,
ein Computersystem zur digitalen Schaffung einer virtuellen Umgebung mit einem im Innenraum plazierten virtuellen Men schen, wobei die virtuelle Umgebung ein Fahrzeugdesign umfaßt und der virtuelle Mensch virtuell einen skalierten Bewerter darstellt,
ein Bewegungserfassungssystem zum Erfassen einer Bewegung des Bewerters und zur Übermittlung der erfaßten Bewegung des Bewerters an das Computersystem, so daß die Bewegung des Bewerters die Bewegung des virtuellen Menschen in der virtu ellen Umgebung steuert und
eine operativ mit dem Computersystem kommunizierende Anzeige vorrichtung der virtuellen Realität, so daß der Bewerter während der Bewertung des Fahrzeugdesigns die virtuelle Umge bung sehen kann.
eine für das Fahrzeugdesign charakteristische skalierbare physikalische Eigenschaft, wobei die physikalische Eigen schaft entsprechend einem Skalierungsverhältnis für einen Bewerter des Fahrzeugdesigns justiert wird,
ein Computersystem zur digitalen Schaffung einer virtuellen Umgebung mit einem im Innenraum plazierten virtuellen Men schen, wobei die virtuelle Umgebung ein Fahrzeugdesign umfaßt und der virtuelle Mensch virtuell einen skalierten Bewerter darstellt,
ein Bewegungserfassungssystem zum Erfassen einer Bewegung des Bewerters und zur Übermittlung der erfaßten Bewegung des Bewerters an das Computersystem, so daß die Bewegung des Bewerters die Bewegung des virtuellen Menschen in der virtu ellen Umgebung steuert und
eine operativ mit dem Computersystem kommunizierende Anzeige vorrichtung der virtuellen Realität, so daß der Bewerter während der Bewertung des Fahrzeugdesigns die virtuelle Umge bung sehen kann.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bewegungserfassungssystem einen instrumentenbestückten Hand
schuh umfaßt, der vom Bewerter zur Erfassung der Bewegung der
Hand des Bewerters getragen wird.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bewegungserfassungssystem magnetische dreidimensionale Erfas
sungssensoren umfaßt, die am Bewerter zur Erfassung der Bewe
gung des vollständigen Körpers des Bewerters angebracht sind.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzeigevorrichtung der virtuellen Realität eine am Kopf mon
tierte Anzeigevorrichtung umfaßt, die der Bewerter trägt, um
die virtuelle Umgebung aus dem Blickwinkel des virtuellen
Menschen sehen zu können.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Computersystem wenigstens ein Videoterminal umfaßt, welches
eine Ansicht der virtuellen Umgebung anzeigt, wie sie aus dem
Blickwinkel des virtuellen Menschen gesehen wird.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Computersystem wenigstens ein Videoterminal umfaßt, welches
die Sicht einer dritten Person des in der virtuellen Umgebung
plazierten virtuellen Menschen anzeigt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Skalierungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer festge
legten Abmessung des Bewerters und einer festgelegten Abmes
sung eines Angehörigen der Zielgruppe ist.
8. Verfahren zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns
innerhalb einer virtuellen Umgebung unter Anwendung virtuel
ler Realität, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren
folgende Schritte umfaßt:
Präparieren eines Bewerters eines Fahrzeugdesigns, der als virtueller Mensch in der virtuellen Umgebung plaziert wird, wobei die virtuelle Umgebung innerhalb eines Computersystems geschaffen wird und das Fahrzeugdesign einschließt,
Bestimmen eines Skalierungsverhältnisses für den Bewerter, wobei das Skalierungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer festgelegten Abmessung des Bewerters und einer festgelegten Abmessung eines Angehörigen einer Zielgruppe ist,
Präparieren einer justierbaren Eigenschaft unter Verwendung des Fahrzeugdesigns und des Skalierungsverhältnisses,
Vergrößern des virtuellen Menschen innerhalb der virtuellen Umgebung zur virtuellen Darstellung eines skalierten Bewer ters,
Anpassen des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung an den Bewerter und die Eigenschaft,
Ausführung der Bewertung des Fahrzeugdesigns durch den Bewer ter und
Anwendung der Bewertung des Fahrzeugdesigns bei der Konstruk tion des Fahrzeugs.
Präparieren eines Bewerters eines Fahrzeugdesigns, der als virtueller Mensch in der virtuellen Umgebung plaziert wird, wobei die virtuelle Umgebung innerhalb eines Computersystems geschaffen wird und das Fahrzeugdesign einschließt,
Bestimmen eines Skalierungsverhältnisses für den Bewerter, wobei das Skalierungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer festgelegten Abmessung des Bewerters und einer festgelegten Abmessung eines Angehörigen einer Zielgruppe ist,
Präparieren einer justierbaren Eigenschaft unter Verwendung des Fahrzeugdesigns und des Skalierungsverhältnisses,
Vergrößern des virtuellen Menschen innerhalb der virtuellen Umgebung zur virtuellen Darstellung eines skalierten Bewer ters,
Anpassen des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung an den Bewerter und die Eigenschaft,
Ausführung der Bewertung des Fahrzeugdesigns durch den Bewer ter und
Anwendung der Bewertung des Fahrzeugdesigns bei der Konstruk tion des Fahrzeugs.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
genannte Schritt des Präparierens eines Bewerters den Schritt
des Messens einer anthropometrischen Abmessung des Bewerters
umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der genannte Schritt des Präparierens eines Bewerters den
Schritt der Anbringung eines Bewegungserfassungssystems an
dem Bewerter zur Erfassung einer Bewegung des Bewerters und
zur Übermittlung der erfaßten Bewegung des Bewerters an das
Computersystem umfaßt, so daß die Bewegung des Bewerters die
Bewegung des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung
steuert.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der genannte Schritt des Präparierens eines Bewerters die
Ausstattung des Bewerters mit einer operativ mit dem Compu
tersystem kommunizierenden Anzeigevorrichtung der virtuellen
Realität umfaßt, damit der Bewerter die virtuelle Umgebung
während der Bewertung des Fahrzeugdesigns sehen kann.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Präparierens einer justierbaren Eigenschaft
den Schritt der Bestimmung eines Skalierungsverhältnisbe
reichs für einen Angehörigen einer in der Bewertung repräsen
tierten Zielgruppe und die Verwendung des Skalierungsverhält
nisbereichs zur Bestimmung der Justierbarkeit der Eigenschaft
umfaßt.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es
den Schritt der Bestimmung, ob eine neue Bewertung erfolgen
soll, und die Ausführung einer neuen Bewertung, wenn die
Ausführung einer neuen Bewertung festgelegt wird, umfaßt.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der genannte Schritt des Vergrößerns des virtuellen Menschen
folgende Schritte umfaßt:
Einnehmen einer Ausgangshaltung durch den Bewerter,
digitale Festlegung der Anbringungsstellen der Bewegungser fassungssensoren am Bewerter in der Ausgangshaltung unter Verwendung eines Computersystems,
digitale Schaffung eines virtuellen Menschen zur Darstellung des Bewerters unter Verwendung der digitalen Bewegungserfas sungssensorstellen für den virtuellen Menschen, die Maße des Bewerters und das Skalierungsverhältnis,
Anpassen des virtuellen Menschen an den Bewerter, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungserfassungssensorstellen am virtuellen Menschen an die Bewegungserfassungssensorstellen am Bewerter angepaßt werden und
Kontrollieren, ob die Bewegung des virtuellen Menschen die Bewegung des Bewerters widerspiegelt.
Einnehmen einer Ausgangshaltung durch den Bewerter,
digitale Festlegung der Anbringungsstellen der Bewegungser fassungssensoren am Bewerter in der Ausgangshaltung unter Verwendung eines Computersystems,
digitale Schaffung eines virtuellen Menschen zur Darstellung des Bewerters unter Verwendung der digitalen Bewegungserfas sungssensorstellen für den virtuellen Menschen, die Maße des Bewerters und das Skalierungsverhältnis,
Anpassen des virtuellen Menschen an den Bewerter, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungserfassungssensorstellen am virtuellen Menschen an die Bewegungserfassungssensorstellen am Bewerter angepaßt werden und
Kontrollieren, ob die Bewegung des virtuellen Menschen die Bewegung des Bewerters widerspiegelt.
15. Verfahren zur subjektiven Bewertung eines Fahrzeugdesigns
innerhalb einer virtuellen Umgebung unter Anwendung virtuel
ler Realität, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren
folgende Schritte umfaßt:
Präparieren einer justierbaren Eigenschaft zur Darstellung des Fahrzeugdesigns,
Ausmessen des Bewerters,
Anbringung eines Erfassungssystems für vollständige Körperbe wegung am Bewerter zur Erfassung einer Bewegung des Bewerters und zur Übermittlung der erfaßten Bewegung des Bewerters an ein Computersystem, so daß die Bewegung des Bewerters die Bewegung des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung steuert,
Ausstattung des Bewerters mit einer operativ mit dem Compu tersystem kommunizierenden Anzeigevorrichtung der virtuellen Realität, damit der Bewerter die virtuelle Umgebung während der Bewertung des Fahrzeugdesigns sehen kann,
Festlegung eines Skalierungsverhältnisses für den Bewerter, wobei das Skalierungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer festgelegten Abmessung des Bewerters und einer festgelegten Abmessung eines Angehörigen der Zielgruppe ist,
Justieren der Eigenschaft unter Verwendung des Skalierungs verhältnisses für den Bewerter,
Vergrößern des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung unter Verwendung der Maße des Bewerters und des Skalierungs verhältnisses zur virtuellen Darstellung eines skalierten Bewerters,
Anpassen des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung an den Bewerter und die Eigenschaft,
Ausführung der Bewertung des Fahrzeugdesigns durch den Bewer ter und
Verwendung der Bewertung des Fahrzeugdesigns bei der Kon struktion des Fahrzeugs.
Präparieren einer justierbaren Eigenschaft zur Darstellung des Fahrzeugdesigns,
Ausmessen des Bewerters,
Anbringung eines Erfassungssystems für vollständige Körperbe wegung am Bewerter zur Erfassung einer Bewegung des Bewerters und zur Übermittlung der erfaßten Bewegung des Bewerters an ein Computersystem, so daß die Bewegung des Bewerters die Bewegung des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung steuert,
Ausstattung des Bewerters mit einer operativ mit dem Compu tersystem kommunizierenden Anzeigevorrichtung der virtuellen Realität, damit der Bewerter die virtuelle Umgebung während der Bewertung des Fahrzeugdesigns sehen kann,
Festlegung eines Skalierungsverhältnisses für den Bewerter, wobei das Skalierungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer festgelegten Abmessung des Bewerters und einer festgelegten Abmessung eines Angehörigen der Zielgruppe ist,
Justieren der Eigenschaft unter Verwendung des Skalierungs verhältnisses für den Bewerter,
Vergrößern des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung unter Verwendung der Maße des Bewerters und des Skalierungs verhältnisses zur virtuellen Darstellung eines skalierten Bewerters,
Anpassen des virtuellen Menschen in der virtuellen Umgebung an den Bewerter und die Eigenschaft,
Ausführung der Bewertung des Fahrzeugdesigns durch den Bewer ter und
Verwendung der Bewertung des Fahrzeugdesigns bei der Kon struktion des Fahrzeugs.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
es den Schritt der Bestimmung, ob eine neue Bewertung erfol
gen soll, und die Ausführung einer neuen Bewertung, wenn die
Ausführung einer neuen Bewertung festgelegt wird, umfaßt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
es den Schritt der Bestimmung, ob ein neuer Bewerter einge
setzt werden soll, und des Einsatzes eines neuen Bewerters,
wenn der Einsatz eines neuen Bewerters festgelegt wird, um
faßt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
es den Schritt der Bestimmung, ob das Skalierungsverhältnis
revidiert werden soll, wenn festgelegt wird, daß kein neuer
Bewerter zum Einsatz kommt, und das Revidieren des Skalie
rungsverhältnisses, wenn eine Revision des Skalierungsver
hältnisses festgelegt wurde, umfaßt.
19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der genannte Schritt des Vergrößerns des virtuellen Menschen
folgende Schritte umfaßt:
Einnehmen einer Ausgangshaltung durch den Bewerter,
digitale Festlegung der Anbringungsstellen der Bewegungser fassungssensoren am Bewerter in der Ausgangshaltung unter Verwendung eines Computersystems,
digitale Schaffung eines virtuellen Menschen unter Verwendung der Bewegungserfassungssensorstellen für den virtuellen Men schen und die skalierten Maße des Bewerters,
Anpassen des virtuellen Menschen an den Bewerter, wobei die Bewegungserfassungssensorstellen am virtuellen Menschen an die Bewegungserfassungssensorstellen am Bewerter angepaßt werden und
Kontrollieren, ob die Bewegung des virtuellen Menschen die Bewegung des Bewerters widerspiegelt.
Einnehmen einer Ausgangshaltung durch den Bewerter,
digitale Festlegung der Anbringungsstellen der Bewegungser fassungssensoren am Bewerter in der Ausgangshaltung unter Verwendung eines Computersystems,
digitale Schaffung eines virtuellen Menschen unter Verwendung der Bewegungserfassungssensorstellen für den virtuellen Men schen und die skalierten Maße des Bewerters,
Anpassen des virtuellen Menschen an den Bewerter, wobei die Bewegungserfassungssensorstellen am virtuellen Menschen an die Bewegungserfassungssensorstellen am Bewerter angepaßt werden und
Kontrollieren, ob die Bewegung des virtuellen Menschen die Bewegung des Bewerters widerspiegelt.
20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
es den Schritt der Bestimmung eines Skalierungsverhältnisbe
reichs für einen Angehörigen einer bei der Bewertung reprä
sentierten Zielgruppe und der Verwendung des Skalierungsver
hältnisbereichs zur Bestimmung der Justierbarkeit der Eigen
schaft umfaßt.
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