DE102005037288A1

DE102005037288A1 - Verfahren zur kontextbasierten Auswahl von Informationen sowie Verfahren zu deren Darstellung

Info

Publication number: DE102005037288A1
Application number: DE102005037288A
Authority: DE
Inventors: Martin Dienelt; Oliver MÄCKEL
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-15
Also published as: WO2007017325A2; WO2007017325A3

Abstract

Es wird ein Verfahren zum kontextabhängigen Darstellen von Informationen, insbesondere auf einem Display, zur Verfügung gestellt, in dem Informationen in Abhängigkeit von einer eine Situation, insbesondere eine Fahrsituation, repräsentierenden Menge von Eingangsfakten dargestellt werden. Das Verfahen umfasst die Schritte: DOLLAR A - Ermitteln wenigstens eines Soll-Faktums, welches einer darstellbaren Information zugeordnet ist, auf der Basis einer ersten Teilmenge der Menge von Eingangsfakten, DOLLAR A - Überwachen wenigstens eines Ist-Faktums, welches dem wenigstens einen Soll-Faktum zugeordnet ist; DOLLAR A - Vergleichen des wenigstens einen Ist-Faktums mit dem wenigstens einen Soll-Faktum; DOLLAR A - Zuordnen einer Relevanzgröße mit einem bestimmten Wert zur dem Soll-Faktum zugeordneten Information auf der Basis des Vergleichsergebnisses und DOLLAR A - Darstellen der Information, wenn der Wert der Relevanzgröße eine vorgegebene Bedingung erfüllt.

Description

Verfahren zur kontextbasierten Auswahl von Informationen sowie Verfahren zu deren Darstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontextbasierten Auswahl von Informationen. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Darstellen von Informationen, insbesondere zum optischen Darstellen von Informationen, auf einem Display wie etwa einem Head-Up-Display.

In modernen Verkehrsmitteln, beispielsweise in Automobilen, kommt eine Vielzahl von Steuerungsgeräten zum Einsatz. Die Zahl der Steuerungsgeräte wird auch in Zukunft durch Einführung neuer Steuerungsgeräte und den Ausbau vorhandener Technologien weiter steigen. Beispiele hierfür sind die sogenannte „Lane-Departure-Warning", also die Warnung bei Abweichung von der Fahrspur, die lückenlose Rundumsicht um das Fahrzeug, aber auch in Infotainmentsysteme im Fahrzeug.

Bereits heute stellt die Komplexität der Bedienung von Geräten und die Repräsentation der Geräte- und Fahrzeugmeldungen eine große Herausforderung an den Fahrer dar. Neue Bedienkonzepte, wie sie von manchen Automobilherstellern vorgeschlagen werden, stellen mögliche Lösungen die Unterstützung des Fahrers bei seinen Bedienaufgaben dar. Eines dieser Konzepte sieht beispielsweise die gestenbasierte Interaktion mit den Systemen im Fahrzeug vor.

Die Darstellung bzw. Repräsentation von Informationen erfolgt überwiegend akustisch oder optisch über die konventionellen Anzeigeinstrumente im Cockpit. Ein Nachteil der Anzeige von Fahrinformationen in den Kombiinstrumenten des Cockpits bildet der Umstand, dass der Fahrer zum Ablesen notwendiger Fahrinformationen den Blick vom Verkehrsgeschehen abwenden muss. Je nach Informationsmenge in den Anzeigeinstrumenten vergeht wertvolle Zeit, bis der Fahrer die gewünschte Infor mation erfasst und den Blick zurück auf das Verkehrsgeschehen gewendet hat.

Eine Möglichkeit, die Blickabwendungen vom Verkehrsgeschehen zu vermeiden, stellen sogenannte Head-Up-Displays (HUDs) dar. Mit dieser Technologie ist es möglich, dem Fahrer bestimmte Fahrinformationen direkt in die Windschutzscheibe einzublenden. Der Fahrer muss daher seinen Blick nicht mehr vom Verkehrsgeschehen abwenden, wenn er Fahrinformationen wie etwa die momentane Geschwindigkeit feststellen will. Ein derartiges Head-Up-Display umfasst im Wesentlichen eine semitransparente Glasscheibe, die im direkten Seefeld des Fahrers angebracht ist, und einen Projektor zum Erzeugen der anzuzeigenden Informationen, der beispielsweise durch einen TFT-Bildschirm mit besonders hoher Leuchtstärke realisiert sein kann.

Ursprünglich stammt die Konzeption des Head-Up-Displays aus der Luftfahrt, wo sie zum Darstellen der primären Anzeigeinstrumente dient. Anders als in der Luftfahrt werden Head-Up-Displays im Automobilbereich jedoch nicht zu den primären Anzeigeinstrumenten gezählt. Im Automobilbereich ist es wichtiger, Veränderungen in der Umgebung, wie beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer oder den Straßenverlauf, auf dem Head-Up-Display darzustellen. Das Bild erscheint daher nicht im direkten Seefeld des Fahrers sondern beispielsweise direkt über der Motorhaube in einer optischen Entfernung von ca. 2 m bis 4 m vom Betrachter.

Allerdings lassen sich nicht beliebig viele Informationen in einem Display, insbesondere in einem Head-Up-Display, darstellen, da zum einem die Größe des Displays beschränkt ist und zum anderen insbesondere bei Head-Up-Displays eine Aufmerksamkeitsfixierung (englisch „attention capture") auftreten kann. Bei einer Aufmerksamkeitsfixierung fixiert der Fahrer bestimmte Elemente des Head-Up-Displays, d.h. der Fahrer widmet seine ganze Aufmerksamkeit einer auf dem Head-Up- Display dargestellten Information, und erkennt daher Änderungen im Verkehrsgeschehen erst mit einer gewissen Zeitverzögerung oder im schlimmsten Fall gar nicht, obwohl er den Blick nicht vom Verkehrsgeschehen abwendet. In H. Bubb, et al.: „Braucht man HUDs im Kraftfahrzeug?" Ergebnisse einer Literaturrecherche und eigener Versuche, VDI Berichte Nr. 948, VDI wird daher gefordert, ausschließlich sogenannte kontaktanaloge Fahrinformationen in Head-Up-Displays darzustellen. Bei Head-Up-Displays wird zwischen kontaktanaloger und nichtkontaktanaloger Darstellung unterschieden. Kontaktanaloge Darstellungsformen reichern die vom Fahrer wahrgenommene Umwelt durch Überlagerung einer künstlich erzeugten Szenerie an. Beispiele hierfür aus der Luftfahrt sind im Head-Up-Display eingeblendete Landebahnmarkierungen oder künstliche Horizonte. Nicht-kontaktanaloge Darstellungsformen stellen dagegen Informationen ohne direkten Bezug zur Umwelt dar, im Bereich der Luftfahrt beispielsweise der Kurs oder die aktuelle Geschwindigkeit. Eine andere Möglichkeit, die Aufmerksamkeitsfixierung zu vermeiden, besteht darin das Head-Up-Display lediglich als temporäres Anzeigeelement zu verwenden. Dies wurde beispielsweise von D. M. Zaidel in „Specification of methology for investigating the human factors of advanced driver information systems", Toronto University, 1999 vorgeschlagen. Bei Verwendung eines Head-Up-Displays als temporäres Anzeigeelement ist jedoch eine Entscheidung nötig, welche Fahrinformationen angezeigt werden sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Informationen, insbesondere auf einem Head-Up-Display darzustellende optische Informationen, kontextbasiert ausgewählt und dargestellt werden können.

Die erste Aufgabe wird durch ein Verfahren zur kontextbasierten Auswahl von Informationen nach Anspruch 1 gelöst, die zweite Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 13.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontextbasierten Darstellen von Informationen, insbesondere zur Darstellung auf einem Display, in dem die kontextabhängige Darstellung in Abhängigkeit von einer die Fahrsituation repräsentierenden Menge von Eingangsfakten erfolgt, umfasst die Schritte:

– Ermitteln mindestens eines Soll-Faktums, welches einer darstellbaren Information zugeordnet ist, auf der Basis einer ersten Teilmenge der Menge von Eingangsfakten. Die erste Teilmenge kann insbesondere auch die gesamte Eingangsfaktenmenge sein. Die Information kann selbst ebenfalls als ein Faktum, nämlich als ein Ausgangsfaktum angesehen werden.
– Überwachen wenigstens eines Ist-Faktums, welches dem wenigstens einen Soll-Faktum zugeordnet ist. Das Soll-Faktum kann hierbei durch ein oder mehrere Fakten der Menge von Eingangsfakten repräsentiert sein. Falls es durch mehrere Eingangsfakten repräsentiert ist, kann das Soll-Faktum durch arithmetische oder logische Operationen aus diesen Eingangsfakten ermittelt werden.
– Vergleichen des wenigstens einen Ist-Faktums mit dem wenigstens einen Soll-Faktum, wobei gegebenenfalls weitere Fakten berücksichtigt werden können. In den Vergleich kann dabei zusätzlich noch wenigstens ein Eingangsfaktum eingehen.
– Zuordnen einer Relevanzgröße mit einem bestimmten Wert zu der dem Soll-Faktum zugeordneten Information auf der Basis des Vergleichsergebnisses. Die Relevanzgröße kann hierbei als ein Zwischenfaktum des Verfahrens angesehen werden, welches weder ein Eingangsfaktum noch ein Ausgangsfaktum darstellt.
– Darstellen der Information, wenn der Wert der Relevanzgröße eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Die vorgegebe ne Bedingung kann beispielsweise sein, dass der Wert der Relevanzgröße der größte Wert aller einer Information zugeordneten Relevanzgrößen sein muss, damit die zugehörige Information dargestellt wird. Als weiteres Beispiels ist es möglich, das Überschreiten einer Relevanzschwelle durch den Wert der Relevanzgröße zur Bedingung für das Darstellen zu machen. Auch eine Kombination aus der Größe eines Relevanzwertes im Vergleich zu den Größen der übrigen Relevanzwerte und einer Relevanzschwelle ist möglich.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Neuermitteln wenigstens eines Soll-Faktums erfolgen, wenn sich wenigstens ein in den Vergleich eingehendes Eingangsfaktum der ersten Teilmenge geändert hat, und ein erneutes Vergleichen kann stattfinden, wenn sich wenigstens das Soll-Faktum und/oder das Ist-Faktum geändert hat bzw. haben. Alternativ ist es jedoch auch möglich, ein erneutes Vergleichen des Ist-Faktums mit dem Soll-Faktum durchzuführen, wenn sich wenigstens ein bestimmtes Eingangsfaktum geändert hat.

Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es, Informationen aus einem Informationspool gemäß ihrer Relevanz kontextbasiert auszuwählen, die dann als temporäre Information, beispielsweise in einem Head-Up-Display dargestellt werden kann. Dies ermöglicht die Anzahl der anzuzeigenden Informationen auf die in der aktuellen Fahrsituation relevantesten Informationen zu reduzieren, was den Vorteil hat, dass der Fahrer weniger Zeit damit verbringen muss, im Display nach den gewünschten Informationen zu suchen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wert einer zu einer Information neu ermittelten Relevanzgröße zum aktuellen Wert, d.h. zum bisherigen Wert der Relevanzgröße, hinzuaddiert. Hierbei kann der hinzuaddierte Relevanzwert sowohl positive als auch negative Werte aufweisen. Wenn das Soll-Faktum etwa den sicherheitsrelevanten Mindest abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug angibt und das Ist-Faktum den tatsächlichen Abstand repräsentiert, so kann beispielsweise ein Unterschreiten des Sicherheitsabstandes zu einer Erhöhung des Relevanzwertes führen. Wenn nun beim nächsten Vergleich festgestellt wird, dass der Sicherheitsabstand immer noch unterschritten ist und der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug gegebenenfalls sogar geringer geworden ist, so wird ein positiver Relevanzwert zum bisherigen Relevanzwert hinzuaddiert, so dass der Relevanzwert weiter steigt und irgendwann die Darstellungsbedingung erfüllt. Vergrößert sich hingegen der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und wird hierbei insbesondere der Sicherheitsabstand überschritten, so kann ein negativer Wert zum Relevanzwert hinzuaddiert werden, sodass die Summe aus altem Relevanzwert und neu hinzugekommenem Wert geringer wird und somit die Relevanz fällt. Gegebenenfalls kann der Relevanzwert aber auch auf 0 zurückgesetzt werden, was sich beispielsweise anbietet, wenn der Sicherheitsabstand nicht mehr unterschritten ist.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist der Wert der Relevanzgröße umso größer, je mehr das Ist-Faktum vom Soll-Faktum in einer unerwünschten Art abweicht.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Zuordnen der Relevanzgröße zur dem Soll-Faktum zugeordneten Information dadurch, dass anhand des Vergleichsergebnisses eine Vergleichsgröße gebildet wird und die Vergleichsgröße in eine von wenigstens zwei Relevanzklassen, welche unterschiedliche Vergleichsergebnisse repräsentieren, eingeordnet wird. Die Relevanzklassen können hierbei für verschiedene Soll-Fakten unterschiedlich gebildet werden. Zudem können in die Relevanzklassen neben den Soll-Fakten auch weitere Fakten eingehen. Den wenigstens zwei Relevanzklassen sind unterschiedliche Werte der Relevanzgröße zugeordnet. Der Information wird dann derjenige Wert der Relevanzgröße zugeordnet, welcher der Relevanzklasse entspricht, in welche die Vergleichsgröße eingeordnet worden ist.

Im bereits dargestellten Beispiel mit der Abstandswarnung kann eine Relevanzklasse für das Unterschreiten des Sicherheitsabstandes und eine für das Einhalten bzw. Überschreiten des Sicherheitsabstandes vorhanden sein. Der Relevanzklasse für das Unterschreiten entspricht dann ein positiver Relevanzwert, der für das Überschreiten ein negativer. Alternativ ist es auch möglich, dass diese Klasse für das Überschreiten zu einer Rücksetzung des Relevanzwertes auf 0 führt.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche das Setzen von Prioritäten für die darzustellenden Informationen ermöglicht, kann die vorgegebene Bedingung, die für das Darstellen der Information erfüllt sein muss, von wenigstens einem weiteren Faktum abhängig gemacht sein. Als solche Fakten können beispielsweise die Vergleichsergebnisse von Ist-Fakten mit Sollfakten, die nicht der darzustellenden Information zugeordnet sind, dienen. Dies ermöglicht es beispielsweise, eine Information des Navigationssystems, die eigentlich eine hohe Relevanz hat, bei gleichzeitigem Vorliegen einer Abstandwarnung als weiterem Faktum, das zwar eine niedrigere Relevanz hat, aber ein sofortiges Handeln erfordert, zu unterdrücken. Es werden in dieser Ausgestaltung also mehrere Bedingungen überprüft, bevor eine Information als Ausgangsfaktum dargestellt wird. Die Prioritäten können dabei durch die Auswahl der zu berücksichtigenden weiteren Fakten und deren zur Berücksichtigung führenden Voraussetzungen gesetzt werden.

Eine alternative Möglichkeit, Prioritäten beim Darstellen von Informationen zu setzen, besteht darin, die Relevanzgröße, welche der dem Soll-Faktums zugeordneten Information zugeordnet wird, unter Berücksichtigung bestimmter weiterer Fakten zu modifizieren. So kann beispielsweise der ermittelte Wert der Relevanzgröße für eine Navigationsanzeige verringert oder gar auf 0 gesetzt werden, wenn gleichzeitig eine Abstandwarnung vorliegt. Auf diese Weise können Relevanzwerte anderer Informationen bei Vorliegen einer Abstandswarnung derart modifiziert werden, dass die Abstandswarnung bevorzugt dargestellt wird. Auch hier kann die Priorisierung durch Wahl der zu berücksichtigenden weiteren Fakten erfolgen.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Darstellen von Informationen werden die darzustellenden Informationen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur kontextbasierten Auswahl von Informationen ausgewählt. Das Darstellen kann insbesondere ein optisches Darstellen auf einem Display, etwa auf einem Head-Up-Display, umfassen. Durch diese Darstellungsart ergibt sich der Vorteil, dass sich die Anzahl der angezeigten Informationen reduzieren lässt, ohne dass dem Fahrer relevante Informationen vorenthalten werden. Der Fahrer muss daher weniger Zeigt damit verbringen, im Display nach den gewünschten Informationen zu suchen.

Wenn die Informationen kurzzeitig so in das Display eingeblendet werden, dass sie sich im peripheren Sehfeld des Betrachters befinden, können durch das Einblenden kurze Hinweisreize im peripheren Sehfeld geschaffen werden, welche die Möglichkeit ergeben, dem Fahrer zusätzliche Reaktionszeit in kritischen Fahrsituationen zu verschaffen.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur.

Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Blockschaltbildes. Priorität einer darzustellenden Information.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Bezug auf das in 1 dargestellte Blockschaltbild anhand der Darstellung von fahrrelevanten Informationen auf einem Head-Up-Display eines Fahrzeuges erläutert.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Anzahl von Eingängen 3a bis 3n zum Empfangen von Signalen von Sensoren des Fahrzeuges. Als Sensoren können hierbei beispielsweise Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Radarsensoren für die automatische Abstandsregelung bzw. für die adaptive Geschwindigkeitsregelung, Drehzahlsensoren, Lenkwinkelsensoren, etc. Verwendung finden. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin wenigstens einen Eingang 5 zum Anschließen von Informations- oder Kommunikationsgeräten, beispielsweise einem Navigationssystem oder einem System zum Übermitteln von Verkehrswarnungen. Darüber hinaus kann auch ein Speicher 7 vorhanden sein, in welchem Fahrzeugdaten, die von Relevanz für Fahrsituationen sein können, gespeichert sind. Der Speicher ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel programmierbar, sodass die gespeicherten Fahrzeugdaten geändert werden können. Die über die Eingänge 3, 5 und 7 eingehenden Signale und Informationen bilden eine die Fahrsituation repräsentierende Menge von Eingangsfakten.

Die Eingänge 3, 5 und 7 sind mit einem Zwischenspeicher 9 verbunden, in welchem die Eingangsfakten solange gespeichert bleiben, bis über die Eingänge 3, 5 und 7 neue Eingangsfakten zugeführt werden. Die im Zwischenspeicher 9 gespeicherten Eingangsfakten werden dann von den neuen Eingangsfakten überschrieben.

Mit dem Zwischenspeicher 9 verbunden sind eine Soll-Faktum-Ermittlungseinheit 11 sowie eine Ist-Faktum-Ermittlungseinheit 13. Diese dienen dazu, aus den Eingangsfakten jeweils wenigstens ein Soll-Faktum und ein Ist-Faktum zu ermitteln. Beide Ermittlungseinheiten 11, 13 können zum Ermitteln des Soll-Faktums bzw. des Ist-Faktums arithmetische und/oder logische Operationseinheiten umfassen.

Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Vergleichseinheit 15, die zum Empfang des Soll-Faktums mit der Soll-Faktum-Ermittlungseinheit 11 und zum Empfang des Ist-Faktums mit der Ist-Faktum-Ermittlungseinheit 13 in Verbindung steht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht die Vergleichseinheit 15 außerdem mit dem Zwischenspeicher 9 zum optionalen Empfang wenigstens eines Eingangsfaktums in Verbindung. Die Vergleichseinheit 15 zum Vergleichen des ermittelten Soll-Faktums mit dem ermittelten Ist-Faktum, gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Eingangsfaktums.

Eine mit der Vergleichseinheit 15 zum Empfang des Vergleichsergebnisses in Verbindung stehende Relevanz-Zuordnungseinheit 17 dient dazu, einer Information, welche dem Soll-Faktum zugeordnet ist, auf der Basis des Vergleichsergebnisses einen bestimmte Relevanzwert zuzuordnen. Die Information ist in einem mit der Relevanz-Zuordnungseinheit 17 verbundenen Informationsspeicher 19 gespeichert.

Mit der Relevanz-Zuordnungseinheit 17 ist eine Priorisierungseinheit 21 verbunden, welche dazu dient, die Relevanzen der von der Relevanz-Zuordnungseinheit 17 ermittelten Relevanzwerte anhand vorbestimmter Prioritätsregeln zu modifizieren. Die Priorisierungseinheit 21 ist zum Empfang von Eingangsfakten mit dem Zwischenspeicher 9 und zum Empfang von Vergleichsergebnissen mit der Vergleichseinheit 15 verbunden, um die Priorisierung unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrsituation zu ermöglichen. Alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Priorisierungseinheit 21 auch in die Relevanz-Zuordnungseinheit 17 integriert sein, sodass bereits beim Ermitteln der Relevanzwerte die Prioritätsregeln berücksichtigt werden.

Schließlich umfasst die Vorrichtung 1 einen mit der Priorisierungseinheit 21 verbundenen Ausgang, über den die von der Priorisierungseinheit 21 ausgegebenen Informationen an ein Display 23, beispielsweise ein Head-Up-Display, weitergegeben werden, sofern sie entsprechende Relevanzwerte aufweist und nicht aufgrund einer Prioritätsregelung unterdrückt wird.

Eine kontextbasierte Auswahl von Informationen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem Head-Up-Display dargestellt werden sollen, findet wie folgt statt:
Die über die Eingänge 3, 5, 7 eingehenden Daten und Informationen bilden eine Menge von Eingangsfakten, welche die Basis für die kontextbasierte Auswahl von auf dem Head-Up-Display darzustellenden Informationen bilden. Welche Informationen auf dem Head-Up-Display 23 erscheinen sollen, hängt einerseits von ihrer Relevanz und ihrer Priorität und andererseits von dem auf dem Display zur Verfügung stehenden Platz ab. Die Relevanz und/oder die Priorität kann sich insbesondere aus der Verkehrssituation ergeben.

Die Daten zur Verkehrssituation werden über die Eingänge 3, 5, 7 in den Zwischenspeicher 9 eingelesen. Neu über die Eingänge eintreffende Daten und Informationen überschreiben dabei die zuvor gespeicherten Daten und Informationen.

Der Kontext der Fahrt, also die Fahrsituation, besteht u. a. aus den Straßen, den Verkehrsschildern und Ampeln sowie den anderen Verkehrsteilnehmern. Der Fahrer muss in erster Linie der Straße folgen und dabei die dynamischen Aspekte der Umgebung, etwa die anderen Verkehrsteilnehmer, sowie statische Aspekte, etwa Verkehrszeichen, Hinweisschilder, etc., beachten. Daneben spielen auch Witterungsbedingungen eine Rolle sowie die Verfassung des Fahrers, persönliche Präferenzen, etwa sportliche oder wirtschaftliche Fahrweise, und eventuell vorhandene weitere Insassen, beispielsweise Kinder. All diese Faktoren lassen sich mittels geeigneter Sensoren erfassen oder in geeignete Speicher eingeben und über die Eingänge 3, 5, 7 dem Zwischenspeicher 9 zuführen. All diese Faktoren, die als Eingangsfakten im Zwischenspeicher 9 gespeichert werden, lassen sich zum Kontext der Fahrsituation zusammenfassen.

Anhand der im Zwischenspeicher 9 gespeicherten Eingangsfakten werden im erfindungsgemäßen Verfahren Entscheidungen getrof fen, die den Fahrer beim Bewältigen seiner Fahraufgabe durch Darstellen entsprechender Informationen im Head-Up-Display unterstützen können.

Dazu wird die Fahrsituation beobachtet, anhand bestimmter Merkmale werden Schlussfolgerungen gezogen, und es wird ein mögliches Gefahrenpotential erkannt und anschließend eine Aktion ausgeführt. Befindet sich der Fahrer zum Beispiel auf einer Autobahn und folgt einem anderen Fahrzeug mit zu geringem Sicherheitsabstand, besteht die Gefahr eines Auffahrunfalls. Wird der Sicherheitsabstand über längere Zeit unterschritten, sollte daher als Aktion eine Abstandswarnung auf dem Head-Up-Display angezeigt werden. Dieses Beispiel zeigt auch, dass bestimmte Aspekte der Umgebung unter bestimmten Voraussetzung höher zu bewerten sind, als unter anderen Voraussetzungen. Der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug gewinnt erst dann an Bedeutung, wenn er zu gering ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Lage, in einer bestimmten Situation zu entscheiden, welche Information dem Fahrer angezeigt werden soll. Die Fahrsituation kann hierbei als eine Menge von Fakten angesehen werden, welche den augenblicklichen Fahrzustand beschreiben. Hinzukommen weitere Informationen, die nicht unmittelbar aus der Umgebung des Fahrzeuges abgeleitet werden können, wie etwa das Fahrziel. Anhand dieser Eingangsfakten wird die geeignete Aktion in Form der Darstellung einer bestimmten Fahrinformation ausgelöst.

Das System funktioniert also ähnlich wie ein Fahrexperte, der die Fahrsituation beurteilt und bei einer potentiellen Gefährdung entsprechend seines Wissens eingreift.

Das erfindungsgemäße Verfahren wählt die darzustellende Information anhand der Eingangsfakten und eines Regelsystems aus. Als Regelsystem kann beispielsweise ein Regelsystem in Form der „Java Expert System Shell (JESS)" zum Einsatz kommen. JESS ist in Java implementiert und wird seit 1995 entwi ckelt und bereits vielfach eingesetzt. Zudem stellt dieses Regelsystem eine umfangreiche Schnittstelle zur Verwendung von JESS in Java-Programmen und eine hohe Performanz der Interferenzmaschine zur Verfügung.

Wie erwähnt, stellen die verschiednen Signale und Informationen des Fahrzeugs eine Menge von Eingangsfakten dar, auf deren Basis die im Head-Up-Display anzuzeigenden Informationen ausgewählt werden. Diese Informationen stellen die Ausgangsfakten des Verfahrens dar. Außerdem gibt es noch einen weiteren Typ von Fakten im Regelsystem, nämlich die Zwischenfakten, die für die Ausführung der Regeln notwendig sind.

Die Modellierung des zeitlichen Verlaufs der Fahrinformation erfolgt über einen indirekten Ansatz. Bei diesem Ansatz wird zu jedem Zeitpunkt ermittelt, wie relevant die einzelnen Fahrinformationen für den Fahrer sind. Anstatt nun den zeitlichen Verlauf der eingehenden Fahrdaten zu verfolgen und anhand dieses Verlaufs Fahrinformationen ein- oder auszublenden, werden zu jeder Fahrinformation, die auf dem Head-Up-Display angezeigt werden soll, Relevanzwerte berechnet und gegebenenfalls Prioritäten berücksichtigt.

Folgendes konkrete Beispiel soll diese Vorgehensweise verdeutlichen:
Für die bereits erwähnte Anzeige einer Abstandwarnung sind neben dem tatsächlichen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug auch die Geschwindigkeit sowie die Witterungs- und Temperaturverhältnisse von Bedeutung. Der Einfachheit halber erfolgt die Berechnung des Sicherheitsabstandes nach der Formel Geschwindigkeit dividiert durch 2. Auf weitere Einflussgrößen in Bezug auf den Sicherheitsabstand, wie beispielsweise die Reaktionszeit des Fahrers, der Bremsweg des Fahrzeuges, der Reibschluss zwischen Reifen und Fahrbahn sollen an dieser Stelle der Einfachheit halber verzichtet werden.
Damit werden für die Anzeige einer Abstandwarnung folgende Fahrinformationen berücksichtigt: Geschwindigkeit, Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, Witterungsverhältnisse und Temperatur. Diese Informationen bilden im vorliegenden Beispiel die in den Zwischenspeicher 9 eingelesenen Eingangsfakten des Regelsystems.
Die Witterungs- und Temperaturverhältnisse haben direkten Einfluss auf den Sicherheitsabstand. Temperaturen unter 0°C und Niederschlag verlängern den Bremsweg, trockenes Wetter verringert ihn. Um diesen Einfluss zu modellieren, wird der Quotient entsprechend modifiziert. Liegt die Temperatur unter 0°C und herrscht Niederschlag, so wird die Geschwindigkeit durch 1,2 statt durch 2 geteilt. Bei Temperaturen über 0°C und Niederschlag durch 1,6 und in allen anderen Fällen durch 2. Diese Werte wurden gewählt um die unterschiedlichen Einflüsse grob beschreiben zu können.
Die Geschwindigkeit und der Abstand sollen hier als kontinuierliche, die Temperatur- und Witterungsbedingungen als diskrete Werte angenommen werden. Bei der Temperatur und bei den Witterungsverhältnissen ließe sich statt der diskreten aber auch eine kontinuierliche Unterteilung treffen, da es z.B. bei starkem Niederschlag und hoher Geschwindigkeit zu Aquaplaning kommen kann.
Die erwähnten Fahrinformationen werden als Tupel der Klassen Einfangsfakten zugeordnet. Die Eingangsfakten werden als ungeordnete Fakten mit zwei Slots modelliert. Der erste Slot stellt die Bezeichnung der Fahrinformation dar, der zweite den zugehörigen Wert. Die JESS-Syntax für diese Struktur ungeordneter Fakten lautet:
Damit ergibt sich für die Eingangsfaktoren folgende Struktur in JESS:
(deftemplate DivFacts (slot name) (slot value))
Neben den reinen Fahrinformationen existieren noch weitere Bedingungen, die bei der Anzeige einer Abstandswarnung zu beachten sind. Zum einen ist der Sicherheitsabstand umso höher zu bewerten, je höher die Fahrgeschwindigkeit ist. Zum anderen ist es innerorts oftmals schwierig, den Sicherheitsabstand aufgrund des dichten Verkehrs einzuhalten. Daher sollte eine Abstandswarnung erst dann angezeigt werden, wenn eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit überschritten ist. Diese dynamischen Bedingungen werden ebenso die Fahrinformationen als ungeordnete Fakten mit zwei Slots modelliert:
(deftemplate DynCondition (slot name) (slot value))
Die Modellierung des Expertenwissens in Form der Wenn-Dann-Regeln erfolgt nach den Erkenntnisses der Risikobewertung. Zunächst wird ein Soll-Verhalten des Fahrers in den verschiedenen Fahrsituationen definiert, um Abweichungen von diesem Verhalten erkennen zu können. Das Soll-Verhalten wird durch wenigstens ein Soll-Faktum repräsentiert, welches in der Soll-Faktum-Ermittlungseinheit 11 auf der Basis arithmetischer und/oder logischer Operationen aus einer Teilmenge der im Zwischenspeicher 9 gespeicherten Eingangsfakten ermittelt wird. Die Teilmenge kann hierbei in den Extremfällen lediglich ein einziges Faktum oder alle Eingangsfakten umfassen. Entsprechend wird das Ist-Verhalten des Fahrers in Form eines Ist-Faktums dargestellt, welches von der Ist-Faktum-Ermittlungseinheit 13 auf der Basis der im Zwischenspeicher 9 gespeicherten Eingangsfakten ermittelt wird. Hierzu wird eine Teilmenge der Eingangsfakten herangezogen, die im Extremfall lediglich ein einziges Eingangsfaktum sein kann, aber auch die gesamte Menge von Eingangsfakten umfassen kann.
Im vorliegenden Beispiel ist die Teilmenge an Eingangsfakten, die zum Ermitteln des Sicherheitsabstands als Soll-Faktum herangezogen wird, die Eingangsfaktenmenge, die aus den folgenden Eingangsfakten besteht: Geschwindigkeit, Witterungsverhältnisse und Temperatur. Das Eingansfaktum, das zum Ermitteln des Ist-Faktums, also des tatsächlichen Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug, herangezogen wird, ist lediglich durch ein Eingangsfaktum gegeben, nämlich durch den tatsächlichen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug.
Im vorliegenden Beispiel werden zum Ermitteln des Soll-Faktums die Geschwindigkeit, die Witterungsverhältnisse und die Temperatur berücksichtigt, um den optimalen Sicherheitsabstand zu ermitteln. Daneben können auch weitere Einflussgrößen wie beispielsweise der Straßenzustand in das Ermitteln des Soll-Faktums eingehen. Der Einfachheit halber werden die Eingangsfakten im vorliegenden konkreten Beispiel jedoch auf die drei genannten Eingangsfakten beschränkt. Die resultierenden Regeln können dann beispielsweise die folgende Form besitzen:
Die Witterungsbedingungen wurden hierbei als einfache diskrete Werte aufgefasst (Regen oder Sonne). Die Temperatur geht nur dann in die Berechnung ein, wenn sie unter 0°C liegt und zugleich Niederschlag in Form von Regen vorliegt. Alle drei Regeln modifizieren den Quotienten bei der Berechnung des Mindestabstandes (dcquot). Die Berechnung des optimalen Sicherheitsabstandes erfolgt dann in folgender Form:
Sobald sich die Geschwindigkeit oder der Quotient ändert, feuert diese Regel und führt dazu, dass die Soll-Faktum-Ermittlungseinheit 11 das Soll-Faktum, also den Sicherheitsabstand (dcmet) mit Hilfe der Funktion f_calcDist neu ermittelt. Die Funktion f_calcDist teilt die aktuelle Geschwindigkeit durch den Wert im Faktum „dcquot".
Der Grad der Abweichung des Ist-Faktums vom Soll-Faktum, im vorliegenden Beispiel also der Grad der Abweichung des Abstand zum Vordermann zum Sicherheitsabstand kann die Höhe des Gefährdungspotentials in dieser Fahrsituation repräsentieren, nämlich dann, wenn der tatsächliche Abstand geringer ist als der Sicherheitsabstand. Je geringer der tatsächliche Abstand ist, desto schneller sollte eine Information in Form einer Warnmeldung im Head-Up-Display angezeigt werden. Die Warnmeldung erfolgt dann durch einen Hinweis auf das auslösende Gefährdungspotential. Im Falle eines zu geringen Sicherheitsabstandes wäre der Hinweis in Form einer Abstandswarnung einzublenden.
Der Vergleich des Ist-Faktums mit dem Soll-Faktum, also des tatsächlichen Abstands mit dem Sicherheitsabstand, erfolgt in der Vergleichseinheit 15. Diese empfängt von der Soll-Faktum-Ermittlungseinheit 11 das Soll-Faktum, im vorliegenden Beispiel den Sicherheitsabstand, und von der Ist-Faktum-Ermittlungseinheit 13 den tatsächlichen Abstand als Ist- Faktum. Der Vergleich kann beispielsweise auf der Basis der folgenden Regel stattfinden:
In diese Regel gehen eingangsseitig die aktuelle Geschwindigkeit, der aktuelle Abstand und der errechnete Sicherheitsabstand ein. Die Geschwindigkeit kann hierbei als Eingangsfaktum direkt vom Zwischenspeicher 9 in die Vergleichseinheit 15 übertragen werden. Der Vergleich wird jedes Mal dann ausgeführt, wenn sich wenigstens eines der in die Regel eingehenden Fakten ändert. Der Vergleich wird im konkreten Beispiel auf der Basis der folgenden Funktion funcdist 10 durchgeführt, wobei auf der Basis des Vergleichs ein Relevanzwert für die Abstandswarnung ermittelt wird:
Auf der Basis des Vergleiches ordnet die in die Vergleichseinheit 15 integrierte Relevanz-Zuordnungseinheit 17 einen Relevanzwert zu, der vom Vergleichsergebnis abhängt. Wenn das Ist-Faktum, also der tatsächliche Abstand, größer ist als das Soll-Faktum, also der Sicherheitsabstand, so gibt die Relevanz-Zuordnungseinheit 17 also eine Relevanzgröße mit dem Wert –10 aus. Wenn das Ist-Faktum gleich dem Soll-Faktum ist, also der tatsächliche Abstand gleich dem Sicherheitsabstand ist, gibt die Relevanz-Zuordnungseinheit 17 eine Relevanzgröße mit dem Wert 0 aus und wenn das Ist-Faktum kleiner als das Soll-Faktum ist, also der Sicherheitsabstand unterschritten ist, gibt die Relevanz-Zuordnungseinheit 17 einen positiven Wert für die Relevanzgröße aus, dessen Betrag vom Quotienten des tatsächlichen Abstands als Ist-Faktum und einem Eingangsfaktum, nämlich der Geschwindigkeit, abhängt. Der Betrag ist umso größer, je geringer der tatsächliche Abstand und je höher die Geschwindigkeit ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Abstandswarnung umso schneller erfolgt, je höher die Geschwindigkeit und je geringer der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ist.
In einem letzten Schritt addiert die Relevanz-Zuordnungseinheit 17 den neu ermittelten Wert der Relevanzgröße zum bisherigen Wert der Relevanzgröße. Dies führt dazu, dass die Relevanz abnimmt, wenn der Sicherheitsabstand überschritten ist, die Relevanz zunimmt, wenn der Sicherheitsabstand weiter unterschritten ist und die Relevanz gleich bleibt, wenn der Sicherheitsabstand genau eingehalten ist.
Das Aufaddieren des Wertes der Relevanzgröße kann auf der Basis der folgenden Regel erfolgen:
Die Information „Abstandswarnung" wird hier durch das Faktum „dist" repräsentiert. Die Fakten dist, Relevanz (rlvc) und Farbe (color) können von einem externen Programm ausgelesen werden und haben die folgende Struktur:
Das Faktum Color ist hierbei in der Regel auf schwarz eingestellt, kann aber bei besonders dringenden Warnungen beispielsweise auf rot umgeschaltet werden.
Die Werte der Relevanzgrößen aller darzustellenden Informationen bewegen sich im Bereich zwischen 0 und 100. Da es bei der beschriebenen Vorgehensweise zu Relevanzwerten über 100 bzw. unter 0 kommen kann, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zwei weitere Regeln, die sicherstellen, dass die Relevanzwerte im vorgesehenen Bereich zwischen 0 und 100 bleiben.
Um in die Ermittlung der Werte der Relevanzgrößen vom gesamten Fahrkontext abhängig machen zu können, werden die Werte der Relevanzgrößen in der Priorisierungseinheit 21 modifiziert. Alternativ können Modifikationsregeln auch gleich beim Berechnen der Werte der Relevanzgrößen Berücksichtigung finden. Das erstgenannte Vorgehen bietet jedoch den Vorteil, dass die Regelerstellung vereinfacht werden kann und eine höhere Modalität möglich ist, da nicht im bereits erstellten Regeln eingegriffen werden muss. Das letzt genannte Verfahren bietet dagegen den Vorteil, dass die Laufzeit des Regelsystems verringert werden kann, da nicht immer erst alle Relevanzwerte berechnet werden, um anschließend modifiziert zu werden.
In der Priorisierungseinheit 21 werden verschiedenen auf dem Head-Up-Display darzustellenden Informationen unterschiedliche Prioritäten zugeordnet, die u.a. von der aktuellen Fahrsituation abhängen können. Wenn beispielsweise gleichzeitig zur Abstandwarnung eine Navigationsanweisung vorliegt, kann der Relevanzwert der Abstandswarnung auf 0 zurückgesetzt werden, wenn damit zu rechnen ist, dass der Fahrer aufgrund des Navigationshinweises die Fahrzeuggeschwindigkeit verringern wird, beispielsweise um abzubiegen. Nach einer kurzen Ein blendphase der Navigationsanweisung, beispielsweise nach ca. 2 bis 3 Sekunden, wird diese ausgeblendet und die Relevanzwerte der Abstandswarnung können wieder steigen. Der Fahrer bekommt dann nicht unmittelbar nach dem Erscheinen einer Navigationsanweisung eine eventuell zuvor vorhandene Abstandswarnung eingeblendet. Dies ermöglicht es dem Fahrer, sich der Verkehrssituation ohne Bevormundung durch das Head-Up-Display anzupassen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde das Verfahren der Anschaulichkeit halber anhand eines konkreten Beispiels, nämlich der Abstandswarnung, beschrieben, Das Verfahren ist jedoch ebenso gut auf alle anderen auf dem Head-Up-Display darzustellenden Informationen anwendbar, sofern diese anhand des Fahrkontextes ausgewählt werden sollen.

Claims

Verfahren zum kontextabhängigen Darstellen von Informationen, insbesondere auf einem Display, in dem Informationen in Abhängigkeit von einer eine Situation, insbesondere eine Fahrsituation, repräsentierenden Menge von Eingangsfakten dargestellt werden, mit den Schritten: – Ermitteln wenigstens eines Soll-Faktums, welches einer darstellbaren Information zugeordnet ist, auf der Basis einer ersten Teilmenge der Menge von Eingangsfakten, – Überwachen wenigstens eines Ist-Faktums, welches dem wenigstens einen Soll-Faktum zugeordnet ist; – Vergleichen des wenigstens einen Ist-Faktums mit dem wenigstens einen Soll-Faktum; – Zuordnen einer Relevanzgröße mit einem bestimmten Wert zur dem Soll-Faktum zugeordneten Information auf der Basis des Vergleichsergebnisses und – Darstellen der Information, wenn der Wert der Relevanzgröße eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem – ein Neuermitteln wenigstens eines Soll-Faktums erfolgt, wenn sich wenigstens ein bestimmtes Eingangsfaktum der ersten Teilmenge geändert hat; – ein erneutes Vergleichen es Ist-Faktums mit dem Soll-Faktum erfolgt, wenn sich wenigstens das Soll-Faktum und/oder das Ist-Faktum geändert hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem in den Vergleich wenigstens ein zusätzliches Eingangsfaktum eingeht.
Verfahren nach Anspruch 3, in dem auch ein erneutes Vergleichen des Ist-Faktums mit dem Soll-Faktum erfolgt, wenn sich wenigstens ein in den Vergleich eingehendes Eingangsfaktum geändert hat.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem der Wert einer zu einer Information neu ermittelten Relevanzgröße zum aktuellen Wert der Relevanzgröße hinzuaddiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem der Wert der Relevanzgröße umso größer ist, je mehr das Ist-Faktum vom Soll-Faktum in einer unerwünschten Richtung abweicht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem das Zuordnen der Relevanzgröße zur dem Soll-Faktum zugeordneten Information erfolgt durch: – Bilden einer Vergleichsgröße anhand des Vergleichsergebnisses; – Einordnen der Vergleichsgröße in eine von wenigstens zwei Relevanzklassen, die unterschiedliche Vergleichsergebnisse repräsentieren und denen unterschiedliche Werte der Relevanzgröße zugeordnet sind; – Zuordnen desjenigen Wertes der Relevanzgröße zur Information, welcher der Relevanzklasse entspricht, in welche die Vergleichsgröße eingeordnet worden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, in dem wenigstens einer Relevanzklasse ein positiver Wert der Relevanzgröße und wenigstens einer Relevanzklasse ein negativer Wert der Relevanzgröße zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem die Information dargestellt wird, wenn der Wert der Relevanzgröße einer vorgegebenen Schwellenwert übersteigt und/oder wenn der Wert der Relevanzgröße für die Information größer ist, als der Wert der Relevanzgrößen für andere Informationen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in dem in die vorgegebene Bedingung von wenigstens einem Eingangsfaktum und/oder einem weiteren Vergleichsergebnis abhängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in dem die Relevanzgröße, welche der dem Soll-Faktum zugeordneten Information zugeordnet wird, unter Berücksichtigung vorbestimmter Eingangsfakten modifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem das Darstellen ein optisches Darstellen auf einem Display, insbesondere auf einem Head-Up-Display, umfasst.
Vorrichtung zum kontextabhängigen Darstellen von Informationen, insbesondere auf einem Display, in dem Informationen in Abhängigkeit von einer eine Situation, insbesondere eine Fahrsituation, repräsentierenden Menge von Eingangsfakten dargestellt werden, mit – einer Soll-Faktum-Ermittlungseinheit (11) zum Ermitteln wenigstens eines Soll-Faktums unter Verwendung einer ersten Teilmenge der Menge von Eingangsfakten, wobei dem Soll-Faktum eine darstellbare Information zugeordnet ist; – einer Ist-Faktum-Ermittlungseinheit (13) zum Ermitteln wenigstens eines Ist-Faktums unter Verwendung einer zweiten Teilmenge der Menge von Eingangsfakten; – einer mit der Soll-Faktum-Ermittlungseinheit (11) zum Empfang des wenigstens einen Soll-Faktums und mit der Ist-Faktum-Ermittlungseinheit (13) zum Empfang des wenigstens einen Ist-Faktums verbundenen Vergleichseinheit (15) zum Vergleichen des Soll-Faktums mit dem Ist-Faktum und zum Ermitteln einer das Vergleichsergebnis repräsentierenden Vergleichsgröße; – einer mit der Vergleichseinheit (15) zum Empfang der Vergleichsgröße verbundenen Relevanz-Zuordnungseinheit (17) zum Zuordnen einer Relevanzgröße auf der Basis der Vergleichsgröße zu der dem Soll-Faktum zugeordneten Information; und – einer Darstellungseinheit (23) zum Darstellen der Information in Abhängigkeit von der Relevanzgröße.