DE102008038855B4

DE102008038855B4 - System zur Erkennung einer Gefahrensituation

Info

Publication number: DE102008038855B4
Application number: DE102008038855.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Augst
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2021-02-11
Anticipated expiration: 2028-08-14
Also published as: DE102008038855A1

Abstract

System zur Erkennung einer Gefahrensituation, umfassendeine Erfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine Information aus einem Informationssystem wenigstens eines Menschen, insbesondere als neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale und/oder Stoffwechselvorgänge im Nervensystem, zu erfassen,eine Auswertungseinheit, die ausgebildet ist, aus der erfassten Informationeine Gefahrensituation, insbesondere eine Gefahrensituation in Zusammenhang mit einer Bewegung eines Fahrzeuges, zu erkennen, undeine Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung, die ausgebildet ist, eineEinwirkung auf einen relevanten Teil eines Wahrnehmungsumfeldes des Menschen zu nehmen, wobei durch die Einwirkung auf das Wahrnehmungsumfeld ein Reiz in einem Sinnesorgan des Menschen ausgelöst oder verändert wird, und wobei die Auswertungseinheit ausgebildet ist, eine Reaktion des Informationssystems des Menschen auf die Einwirkung anhand der erfassten Informationen zu identifizieren und/oder auf eine Wahrnehmung des relevanten Teils des Wahrnehmungsumfeldes zu schließen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erkennung einer gefährlichen Situation im allgemeinen Sinne, insbesondere bezogen auf die Steuerung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.
JP 2007-38 772 A zeigt eine Geschwindigkeitskontrolleinheit, bei der Gehirnwellen eines Fahrers erfasst werden. Basierend auf den Gehirnwellen und einer Datenbank des Navigationssystems wird dabei erfasst, ob ein Verkehrszeichen in der Nähe des Fahrzeugs vorhanden ist.
JP 2007-183 824 A zeigt ein Fahrzeugassistenzsystem, bei dem Aktivitäten eines Gehirns des Fahrers erfasst und analysiert werden. Das System erfasst dabei Signale von einem Sensor, der wiederum Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs erfasst. Basierend auf den Umfelddaten und den erfassten Gehirnströmen des Fahrers wird darauf geschlossen, ob der Fahrer Objekte im Umfeld erfasst hat.
Weiteren Stand der Technik zur vorliegenden Erfindung zeigen DE 103 12 519 A1 , DE 10 2006 041 952 B3 und DE 102 52 773 A1 .
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass durch einen Abgriff und eine computergestützte Verarbeitung neuronaler Impulse von Menschen und Tieren die Signale zu bestimmten Reizen und Regungen auseinander zu halten und zu interpretieren sind. Somit wurde eine Schnittstelle zu einem Computer hergestellt, die es erlaubt, mittels gedanklicher Konzentration des Menschen oder Tieres an bestimmten Vorstellungen, bestimmte Steuerungsbefehle an eine Recheneinheit zu senden. Heute ist es bereits möglich, die Konzentration auf das subjektive Gefühl für rechts, links, oben, unten oder auf die Bewegung der Körperteile, auch wenn diese nur in der Vorstellungskraft des Menschen stattfindet, und sonstige andere „elementare Denkimpulse“ voneinander zu unterscheiden. In der Fachsprache wird eine solche Schnittstelle als GCI (Gehirn-Computer-Interface) bezeichnet. Ferner ist hinlänglich bekannt, dass fast alle Systeme die zur Steuerung eines Fahrzeugs dienen, elektronisch gesteuert werden bzw. gesteuert werden können.
Bekannte Verfahren zum Gehirn-Computer-Interface erlauben einen Zugriff und grobe Interpretation der Gehirnströme, insbesondere auch von simplen Denkbefehlen des Benutzers. Diese können z.B. durch typische, in bestimmten Gehirnbereichen auftretende Aktivitätsmuster voneinander unterschieden werden.
Insbesondere basieren bekannte Verfahren auf der Beobachtung, dass schon die Vorstellung eines Verhaltens, z.B. einer Hand- oder Fußbewegung bestimmte voneinander messtechnisch unterscheidbare Veränderungen der elektrischen Hirnaktivität auslöst.
Es ist außerdem bekannt, dass das Nervensystem eines Lebewesens (vereinfacht dargestellt) die Eigenschaft besitzt, die Einflüsse der Umwelt die durch die Sinnesorgane z.B. Augen, Hautnerven, Muskelsinn-Nerven, Geschmacks- und Geruchsnerven, Hörorgane im Nervensystem weitergeleitet werden, auf bestimmte Weise zu komprimieren und insbesondere durch eine Veränderung der Synapsen bzw. synaptischer Verbindungen z.B. in Form von „Wissen“ in bestimmten Gehirnregionen zu speichern. Die Verarbeitung bestimmter Reize oder bestimmter Reizzusammenhänge ist dabei bestimmten Teilen des Nervensystems zugeordnet. Z.B. sind bestimmte Zentren im Gehirn bekannt, die in Abhängigkeit von bestimmten Reizen bestimmte detektierbare und unterscheidbare Aktivität aufzeigen.
Bei der Gehirnrinde sind sog. Rindenfelder des Gehirns bekannt, die unterschiedlichen Funktionen zugeordnet sind. Insbesondere unterscheidet man zwischen folgenden Feldern:

- Sensorische Felder, welche Reize bearbeiten, die von den Nerven der Sinnesorgane kommen.
- Motorische Felder, welche der Aktivierung der Muskeln und der Regelung willkürlicher Bewegungen dienen.
- Gedanken- und Antriebsfelder, welche im vorderen Teil des Gehirns liegen und nach heutigen Erkenntnissen als Zentren des Denkens und Erinnerns fungieren.

Gedanken sowie Aktionsvorhaben des Menschen, z.B. hinsichtlich gewünschter Muskelbewegungen, spiegeln sich in bestimmten räumlichen Aktivitätsmustern im Gehirn wider.
Außerdem sind sog. Nervenpaare bekannt die für die Weiterleitung bestimmter vorverarbeiteter Reize der Sinnesorgane sowie der Weiterleitung der Befehle an bestimmte Muskelgruppen verantwortlich sind, z.B. der sog. Nervus opticus, welcher neuronale Impulse von den optischen Reizen leitet, der sog. Nervus trochlearis der die oberen schrägen Augenmuskel versorgt, der sog. Nervus facialis, welcher u.a. mimische Bewegungen und Geschmackswahrnehmung ermöglicht und der sog. Nervus vestibulocochlearis (N. statoacusticus) der Reize aus dem Hör- und dem Gleichgewichtsorgan leitet.
Die Weiterverarbeitung bzw. Speicherung von Reizen wird anhand bestimmten, teilweise gut erforschten Kriterien auf bestimmte Hirnregionen verteilt. Z.B. wird die Verarbeitung der neuronalen Impulse von den Augen, welche mittels neuronaler Impulse durch das Nervus opticus zum Gehirn geleitet werden je nach ihren Eigenschaften nach bestimmten Kriterien auf ca. 30 kleinere Nervenzentren im Gehirn verteilt wird. Z.B. werden in Abhängigkeit vom visuellen Reiz den der Mensch empfindet (je nach Farbigkeit, vorkommende Ortsfrequenzen, Formen etc.) voneinander unterscheidbare Aktivitätsmuster im Gehirn beobachtet.
Menschen nehmen größtenteils nur das wahr, was von der gesamten Information im Zuge der Informationsverarbeitung und Abgleich mit bekannter Information (Denken, Erinnern, Vergleichen, Einordnen, Einbeziehen des vorhandenen Wissens zum vorliegenden Reiz) übrig bleibt. Bei der bewusst wahrgenommener Information, die auch als Grundlage für die Urteilsbildung und Entscheidungen dient, handelt es sich daher um eine sehr stark gefilterte und interpretierte, ggf. auch durch das Gehirn selbst ergänzte Information. Die verbliebene (bewusst wahrgenommene) Information wird dabei hauptsächlich nach solchen Kriterien ausgewertet, die in den vergangenen Millionen Jahren evolutionsrelevant waren.
Im Übrigen haben unterschiedliche Gehirnbereiche unterschiedliche, teilweise gut erforschte Funktionen im Bezug auf die Wahrnehmung und Informationsverarbeitung. So ist die rechte Gehirnhälfte vorwiegend für die Vorverarbeitung und Speicherung der nicht interpretierten Wahrnehmung und für kreatives Denken verantwortlich. Die linke Gehirnhälfte ist vielmehr für ein logisches Denken, Situationsbewertung, Urteilsbildung etc. verantwortlich. Im Bezug auf die Wahrnehmung und Entscheidungsfindung dominiert die linke Gehirnhälfte (bei der absoluten Mehrheit der Menschen) die rechte Gehirnhälfte. Dabei erlaubt die linke Gehirnhälfte nur die bewusste Wahrnehmung von Reizen bzw. deren Zusammenhängen, Mustern etc., die bestimmten Kriterien entsprechen.
Die elektronischen und mechatronischen Systeme eines Fahrzeuges werden immer schneller. Ihre Geschwindigkeit übersteigt dabei die Geschwindigkeit, mit der sie bedient werden können, z. T. erheblich.
Die Interaktion von Mensch, insbesondere von Fahrer und Maschine (z.B. Fahrzeug nach Stand der Technik) wird als Gesamtsystem in 1 dargestellt. Dabei zeigt 1 den Zusammenhang von vier Blöcken, wobei ein erster Block 1 die Bildung von Steuerungs- bzw. Regelungsentscheidungen des Menschen darstellt. Ein zweiter Block 2 steht für den Transportvorgang neuronaler Impulse zu den Muskeln des Menschen, sowie für die Umsetzung letzterer in Muskelkraft. Ein dritter Block 3 beschreibt die Wandlung der Muskelbewegung in einem Bedienelement des Fahrzeuges, z.B. Gas, Bremse, Lenkrad, Bedienelement für den Bordcomputer etc. in elektrische Signale. Ein Block 4 steht für die Ausführung eines Bedienvorgangs bzw. einer physikalischen Veränderung der Maschine, oder bestimmter Regelgrößen, die durch die Maschine beeinflusst werden, die durch die Betätigung des Bedienelements hervorgerufen wurde.
Der erste Block 1 und der zweite Block 2, die miteinander in gegenseitiger Wechselwirkung stehen, beschreiben Vorgänge innerhalb eines Menschen. Der dritte Block 3 und der vierte Block 4, die miteinander in gegenseitiger Wechselwirkung stehen, beschreiben die Vorgänge innerhalb einer Maschine. Eine Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine nach dem Stand der Technik befindet sich zwischen dem zweiten Block 2 und dem dritten Block 3. Über diese Schnittstelle können Signale in die Maschine eingegeben und von der Maschine ausgegeben werden.
Hierzu kann die Maschine z.B. eine visuelle, haptische und/oder akustische Rückmeldung geben, welche vom Muskelsinn/Tastsinn des Menschen erfasst wird. Über die durch Pfeile in beiden Richtungen vom ersten Block 1 zum zweiten Block 2 zum dritten Block 3 zum vierten Block 4 dargestellten Schnittstellen werden zum einen der Weg einer Bedienentscheidung des Menschen vom Gehirn (Block 1) bis zur Aktuatorik einer Maschine (Block 4) und zum anderen die Rückmeldung bzw. die Reaktion von der Maschine (Block 4) zum Nervensystem des Menschen (Block 1) symbolisiert.
Jeder Block von 1 enthält wiederum eigene Regelungsschleifen bzw. Entscheidungsvorgänge. Wie 1 zeigt, beinhaltet der erste Block 1 eine interne Regelungsschleife, welche die Entscheidungsfindung des Menschen berücksichtigt. Ebenso muss im zweiten Block 2 die Umsetzung der neuronalen Signale in Muskelbewegung geregelt werden. Hier, im zweiten Block 2, tritt auch noch eine Verzögerung bzw. ein Informationsengpass auf, da die schnellen neuronalen Impulse in relativ langsame physische Muskelbewegung umgesetzt werden müssen. Der dritte Block 3 kann, z.B. bei mehrstufigen oder stufenlosen Bedienelementen, über eine eigene interne Regelungsschleife verfügen. Ferner werden im dritten Block 3 der langsamen Informationsübertragung durch die mechanische Muskelbewegung an ein Bedienelement elektrische Signale zugeordnet, wobei im typischerweise mechatronisch gestaltetem Bedienelement welches ebenfalls Regelschleifen enthalten kann eine Verzögerung und/oder ein weiterer Informationsengpass auftritt. Auch die mechanische Trägheit des menschlichen Körpers zusammen mit der Trägheit des Bedienelements verzögert die Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Ferner verfügt die Aktuatorik der Maschine im vierten Block 4 über eine eigene Regelungsschleife.
Eine insgesamt resultierende Kombination bzw. Verschachtelung der Regelungsschleifen des Gesamtsystems Mensch und Maschine kann sowohl für eine schnelle Einregelung des Gesamtsystems als auch für die Qualität des Ergebnisses, besonders bei Regelungsentscheidungen z.B. Präzision des Manövers, von Nachteil sein. Bei Übermittlung der Steuerungsentscheidungen des Menschen an die Maschine resultiert zumindest ein großer Nachteil in der Übertragungszeit. Z.B. kann das Drücken eines Bedienelements, im Verhältnis zur Informationsübertragung mit nur einem Bit Information, eine sehr lange Zeit beanspruchen.
Im Gegensatz zum Leben in einer unmittelbaren Interaktion mit der Umgebung (ohne technische Vorrichtungen), für die der Mensch und das Tier eigentlich geschaffen sind, geht es bei der Bedienung moderner Technik, insbesondere von Fahrzeugen, fast ausschließlich um einen Transfer oder Austausch der Information. D.h., es handelt sich um keine Kraftübertragung, insbesondere keine Antriebskraftübertragung. Die moderne funktionsbereite Maschine braucht vom Menschen lediglich die Information über die Bedienentscheidung des Menschen um dieser Bedienentscheidung nachzukommen.
Eine Informationsübertragung vom Menschen zur Maschine über mechanische Bewegung, z.B. Betätigung eines Bedienelements, verringert die Effizienz des Gesamtsystems von Mensch und Maschine z.T. sehr erheblich. Außerdem entspricht eine unbewusste, z.B. reflexartige Bewegung des Menschen bei der Bedienung des Fahrzeuges nicht immer dem Willen des Fahrers, d.h. die Bedienentscheidung des Fahrers kommt am Fahrzeug, z.B. in Abhängigkeit von den vorherrschenden Randbedingungen, nicht immer unverzerrt an. Reflexartig ausgeführten Bedienvorgänge bzw. die entsprechenden mechanischen Bewegungen sind der Regel übertrieben, z.B. reißt der Fahrer am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs in einer Gefahrensituation typischerweise übertrieben stark. Die Unterscheidung zwischen einer bewusster Entscheidung des Fahrers, z.B. über einen Ausweichvorgang in einer kritischen Situation, und Bewegungen, die durch seine unbewussten Reflexe den Bedienvorgang überlagern, z.B. eine übertriebene Lenkradbewegung oder instinktive „sich schützende“ Bewegungen bzw. Muskelanspannungen bei einer Gefahrensituation, ist dabei nach dem Stand der Technik nicht hinreichend möglich.
Es sind Systeme der passiven Sicherheit bekannt, z.B. die Rückhaltesysteme des Fahrzeuges (Airbags, Gurtstrammer etc.), welche die bei einem Zusammenstoß den auftretenden Schaden, insbesondere Personenschaden, begrenzen können. Außerdem sind auch Verfahren der aktiven Sicherheit bekannt, die bei einer automatischen Erkennung einer unvermeidbaren oder sehr wahrscheinlichen Kollision, z.B. mittels Lasersensoren, automatisch Maßnahmen ergreifen die zur Minderung der Folgen einer Kollision beitragen.
Da es sich bei einem Gehirn bzw. Nervenzentrum eines Lebewesens um ein - im Sinne der Informationstechnik - nicht deterministisches und nicht realzeitfähiges System handelt ist die Zeit zu einer Entscheidungsfindung in vielen Fällen nicht im Voraus bestimmbar und die Fehlerwahrscheinlichkeit kaum abschätzbar bzw. kontrollierbar. Bei der Steuerung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges sind diese Eigenschaften oft sehr von Nachteil.
Außerdem werden sehr viele Reize durch Informationskomprimierung im Nervensystem sowie eine Reihe von Maskierungseffekten nicht ausgewertet bzw. nicht bewusst wahrgenommen. Dies dient bei der unmittelbaren Interaktion des Menschen mit der Natur z.B. als Schutz des Gehirns gegen eine Überreizung bzw. Überlastung. Eine für die Interaktion mit einer Maschine, insbesondere mit einem Fahrzeug verwertbare Information, deren Verwertung durch die Natur nicht vorgesehen war, ist somit z.T. nicht nutzbar.
Ein weiteres Problem auf das der Mensch bei der Bedienung extrem schneller technischer Vorgänge stößt, liegt auch in der Reaktionsfähigkeit, die auf eine lange Signalübertragung der Nervenimpulse oder lange Ausbreitungszeit der Hormone zurückzuführen ist sowie an einer relativ langen Muskelansteuerungszeit liegt. Außerdem ergibt sich bei der Interaktion von Mensch und Maschine eine Verschachtelung mehrerer Regelschleifen z.T. sehr unterschiedlicher Art die die gesamte Reaktionszeit bzw. Einregelzeit des Gesamtsystems Mensch und Maschine zusätzlich verzögert.
Wird der Fahrer und das Fahrzeug als Gesamtsystem betrachtet, so beansprucht die Reaktionszeit des Menschen, einschließlich Transport der Befehle zu den Muskeln, Umsetzung der Muskelbewegung etc. bei der Steuerung eines Fahrzeugs eine geraume Zeit. Insbesondere im Falle kritischer Verkehrssituationen, wenn jede zehntel Sekunde für den Ausgang der Situation entscheidend sein kann, ist die Zeit zwischen einer gedanklichen Entscheidung des Fahrers zur Steuerung des Fahrzeuges und seiner Reaktion über Muskelbewegungen - die in den Bedienelementen des Fahrzeuges wiederum in elektrische Signale umgewandelt wird bevor die entsprechende Aktuatorik des Fahrzeuges betätigt wird - zu lang.
Beim bekannten Zugriff auf die Denkbefehle wird das Potential der Sinnesorgane und des Nervensystems des Lebewesens, insbesondere des Menschen im Bezug auf die Steuerung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, nicht ausgeschöpft.
Bei einer Gefahrensituation, insbesondere solcher Gefahrensituation die mit der Bewegung eines Fahrzeuges zusammenhängt, handelt es sich typischerweise um Risiken und Ereignisse die sich innerhalb sehr kurzer Zeitintervalle abspielen, während welcher eine bewusste Entscheidung, besonders eine Regelungsentscheidung und/oder die Durchführung einer Aktion mit herkömmlichen Bedienverfahren oft nicht möglich ist.
In bestimmten Fällen ist eine bewusste Reaktion bzw. Bedienentscheidung des Menschen in einem bestimmten Zeitintervall nicht möglich oder diese kann durch den Menschen, z.B. aufgrund von Reflexen oder von physikalischen Einwirkungen, nicht unverfälscht an die Maschine weitergegeben werden. Eine vollautomatische Einleitung der Gegenmaßnahmen anhand der Daten von Sensoren ist hingegen von Nachteil, da solche Systeme die Gefahrensituation und deren Folgen kaum so gut interpretieren können wie ein Mensch.
Somit ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein System zum Erkennen einer Gefahrensituation sowie ein zugehöriges Verfahren, insbesondere in Zusammenhang mit einer Bewegung eines Fahrzeuges, zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft ist.
Wenn im Folgenden auch oft ein Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug als Beispiel angeführt wird, so bezieht sich die Erfindung trotzdem auf ein System zur Erkennung einer gefährlichen Situation, auch wenn sich im Falle eines Fahrzeuges zusätzliche besondere erfindungsgemäße Vorteile ergeben.
Es ist im Folgenden zu beachten, dass der Begriff Fahrzeug jegliche Luft-, Land-, Wasser- und Raumfahrzeuge umfasst. Dementsprechend bezieht sich auch der Begriff Fahrer auf Bediener des Fahrzeuges, insbesondere auf den Kraftfahrer, Piloten, Kapitän, Steuermann oder einen Beifahrer bzw. Passagier des Fahrzeuges. Außerdem kann der Fahrer auch ein Mensch sein, der das Fahrzeug mittels einer Fernsteuerung bedient.
Unter dem Begriff Informationssystem des Menschen sind insbesondere neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale sowie Stoffwechselvorgänge im Nervensystem des Menschen zu verstehen. Bei der aus dem Informationssystem des Menschen erfassten Information handelt es sich um eben die entsprechenden Impulse, Signale, Stoffwechselmuster, Feldmuster. Diese können insbesondere in elektronischer Form, auch vereinfacht und unvollständig, insbesondere auch in digitaler Form aufbereitet sein.
Zur Klärung des Begriffes „neuronale Impulse“ im Rahmen dieser Anmeldung ist folgendes zu erwähnen: Es ist allgemein bekannt, dass sich die Information die den Reizen entsprechen im Körper von Lebewesen unter Anderem elektrisch übertragen werden. Die neuronalen Impulse sind auch ohne einen Eingriff in den Körper ablesbar, jedoch sind sie derzeit noch schwer zu interpretieren.
Auf dem Wege zum Gehirn und/oder größeren Nervenzentren findet aber auch eine Übersetzung elektrischer Impulse in chemische Signale statt. Diese Signale werden insbesondere mittels hierzu von der Natur vorgesehener Botenstoffe übertragen. In der Biologie werden diese auch als Neurotransmitter oder Transmitter bezeichnet. Auf die neuronalen Signale bzw. auf die darin enthaltene Information kann auch mittels Erfassung schneller chemischer Prozesse im Informationssystem des Menschen zugegriffen werden. In bestimmten Fällen bietet ein solcher Zugriff einen Vorteil in der Auswertung bzw. Interpretation der Reizwahrnehmung. Auch die erfasste Konzentration bestimmter Neurotransmitter, die die Eigenschaft haben die Aktivität der Nervenzellen zu hemmen, kann bei der Erfassung und/oder Auswertung der Impulse in Betracht gezogen werden.
Unter den neuronalen Impulsen sind auch Impulsfolgen bzw. -sequenzen, insbesondere ein räumliches Muster von Impulsen in einem Nerv, Nervenzentrum oder Gehirn, zu verstehen. Es ist ferner auch der statistische Wert mehrerer neuronaler Impulse, z.B. in einem Nerv, insbesondere in einem Nerv eines bestimmten Sinnesorgans oder der Nervenpaare, die die Information zum Gehirn / vom Gehirn führen mit inbegriffen.
Zur Klärung des Begriffes „hormonelle Signale“ im Rahmen dieser Anmeldung ist folgendes zu erwähnen: Es ist allgemein bekannt, dass die Hormone eine entscheidende Rolle in der Regelung biologischer Prozesse spielen. Es gibt z.B. einen nachgewiesenen Zusammenhang zwischen den Emotionen des Menschen und dem augenblicklichen Hormonspiegel. So können mit der Erfassung des Hormonspiegels für die Steuerung eines Fahrzeuges wertvolle Informationen gewonnen werden. Die hormonellen Signale können auch mit Verfahren erfasst werden, die keines unmittelbaren Kontakts mit dem menschlichen Körper bedürfen. Einige Hormone verlassen die Haut in Form von einem (aufgrund von der Konzentration bestimmter Moleküle in der Luft) automatisch detektierbaren Geruch. Alternativ kann ein aktueller Hormonspiegel auch an seinen unmittelbaren körperlichen Auswirkungen erkannt werden. Es sind sowohl hormonelle Signale gemeint, die der Körper nach Außen abgibt, als auch die Signale, die in der Natur zur Steuerung und Regelung körperinterner Prozesse dienen. Die Ausschüttung bestimmter Hormone kann auch an der vorangegangenen neuronalen Aktivität, bzw. deren Muster in den entsprechenden Nervenzentren detektiert und/oder vorausgesagt werden.
In besonderen Fällen ist aber auch die Sensierung der Hormonkonzentration, z.B. auch im Blut, unter dem Begriff „hormonelle Signale“ zu verstehen. Diese kann auch ohne einen Eingriff in den Körper sensiert bzw. gemessen werden.
Zur Klärung des Begriffes „Stoffwechselvorgänge im Nervensystem“ im Rahmen dieser Anmeldung ist Folgendes zu erwähnen: Es ist bekannt, dass die Aktivität und/oder Aktivitätsmuster im Nervensystem z.B. im Gehirn sich in den Stoffwechselvorgängen, z.B. im lokalen Sauerstoffverbrauch in den Nervenzentren oder Gehirnregionen widerspiegelt. Insbesondere ist es bekannt, dass dadurch eine unbewusste Vorbereitung eines Vorgangs z.B. einer Entscheidung im Gehirn, detektierbar ist, welcher dem Menschen erst zu einem späteren Zeitpunkt bewusst wird. Nach neuesten Forschungsergebnissen kann derart sogar eine konkrete Entscheidung bzw. Regung des Menschen erkannt werden, welche dem Menschen jedoch erst nach mehreren Sekunden bewusst wird.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur Erkennung einer Gefahrensituation, umfassend eine Erfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine Information aus einem Informationssystem wenigstens eines Menschen, insbesondere als neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale und/oder Stoffwechselvorgänge im Nervensystem, zu erfassen, und eine Auswertungseinheit, die ausgebildet ist, aus der erfassten Information eine Gefahrensituation, insbesondere eine Gefahrensituation in Zusammenhang mit einer Bewegung eines Fahrzeuges, zu erkennen.
Dabei betrifft das erfindungsgemäße System in erster Linie eine vom Menschen empfundene Gefahrensituation, insbesondere eine Gefahrensituation, die im Zusammenhang mit der Bewegung eines Fahrzeuges steht. Eine Gefahrensituation kann in den meisten Fällen nach wie vor viel besser durch die menschlichen Sinne und das Gehirn als solche erkannt und/oder z.B. hinsichtlich deren potentieller Folgen eingeschätzt werden, als dies derzeit durch technische Einrichtungen möglich ist. Zwar übertreffen die Sensoren oft das Vermögen menschlicher Sinne hinsichtlich einer speziellen Art der Umfelderfassung, doch die Interpretationsfähigkeit des Menschen ist in den meisten Fällen unübertroffen.
Erfindungsgemäß kann mittels der Auswertung des Informationssystems des Menschen, eine durch den Menschen erfasste Gefahrensituation erkannt und an die Maschine weitergeleitet werden. Insbesondere kann es sich dabei um die Erkennung der Gefahrensituation handeln, auf die der Mensch noch keine bewusste Reaktion, insbesondere hinsichtlich der Bedienung der Maschine, gezeigt hat. Im vereinfachten Fall kann die Gefahrensituation auch durch das Angst und/oder Schmerzempfinden erkannt werden, welches sich im Informationssystem des Menschen widerspiegelt.
Im vereinfachten Falle kann z.B. die Umgebung eines Fahrzeuges oder bestimmte Objekte mit einem kurzen lokal wirkendem Lichtblitz und/oder einem bestimmten Lichtmuster z.B. einem aufleuchtenden Symbol beleuchtet werden. Eine sich daraus ergebende Reaktion, die an den neuronalen Impulsen und/oder hormonellen Signalen und/oder Stoffwechselvorgängen im Nervensystem bzw. der Veränderung der Reaktion auf die Umgebung erkannt wird, kann mittels Auswertungseinheit als solche erkannt werden. Dies erlaubt den Rückschluss darauf, ob z.B. ein bestimmtes Objekt gesehen worden ist.
Eine Nichterkennung der Reaktion auf die Einwirkung mittels der Auswertungseinheit stellt dabei ebenfalls eine wichtige Erkenntnis dar, z.B. dass der Raumteil / das Objekt / das Bedienelement zum gegebenen Zeitpunkt nicht wahrgenommen worden ist. Vorteilhafterweise kann diese Erkenntnis bei der Steuerung einer Maschine und/oder einer automatischen Interpretation des Verhaltens eines Menschen berücksichtigt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das System ferner eine Darstellungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um mindestens eine Gefahrensituation anzuzeigen und/oder um mindestens einen Steuerungsvorschlag für eine Maschine darzustellen. Die Darstellungsvorrichtung kann z.B. eine Signallampe, einzelne Bildschirmbereiche oder ein Head-Up-Display eines Fahrzeuges umfassen.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass mindestens eine Gefahrensituation und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag über eine Auswertung einer Betätigung eines Bedienelements bestätigbar sind und/oder mindestens eine Gefahrensituation und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag mittels der erfassten Information bestätigbar sind.
Somit resultiert der Vorteil, dass eine an sich durch die GCI sehr schwer übermittelbare Bedienentscheidung schnell und insbesondere sicher gegen eine Fehlinterpretation durch das System an die Maschine übermittelt werden kann. Der Mensch erhält durch die Darstellungsvorrichtung eine interaktive Rückmeldung über die Interpretation seiner Befehle und kann einen komplexen Vorgang ggf. auch interaktiv Schritt für Schritt ausführen.
Dies stellt besonders bei der Bedienung eines Fahrzeuges den Vorteil dar, dass die Darstellungsvorrichtung für den Fahrer einen unmittelbaren Bezug zu den zu bedienenden Vorgängen, z.B. Straßenmarkierungen im Außenraum des Fahrzeuges oder z.B. Bedienelemente im Innenraum eines Fahrzeuges, herstellen kann.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass das Bedienelement an sich ebenfalls anhand der aus dem Informationssystem des Menschen erfasster Information betätigt wird. Dadurch kann eine komplexe Bedienentscheidung interpretiert, angezeigt und bestätigt werden, wobei die Bestätigung ein relativ leicht und/oder sicher zu interpretierender Befehl ist. Insbesondere ist es vom Vorteil, dass auch ein komplexer Steuerungs- und Regelungsbefehl z.B. eine gewünschte Trajektorie eines Fahrzeuges mit einem simplen und stets sicher unterscheidbaren Befehl bestätigt werden kann. Z.B. muss bei dieser Bestätigung die Auswertungseinheit nur noch die Befehle „ja“ und „nein“ unterscheiden können.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Darstellungsvorrichtung ausgebildet ist, um die interpretierte Bedienentscheidung visuell und/oder akustisch und/oder haptisch darzustellen, und/oder die Darstellung auf Objekte und/oder bestimmte Raumteile in einem Wahrnehmungsumfeld des Menschen, bevorzugt im Außenraum eines Fahrzeugs, zu beziehen. Dabei wird Bedienentscheidung vorteilhafterweise automatisch interpretiert.
Dies stellt besonders bei der Bedienung eines Fahrzeuges einen Vorteil dar, da die Darstellung für den Fahrer einen unmittelbaren Bezug zu den zu bedienenden Vorgängen, z.B. bestimmte Teile des Fahrzeuges oder z.B. Bedienelemente im Innenraum, eines Fahrzeuges herstellt. Besonders vorteilhaft ist es, dass die Darstellungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die interpretierte Bedienentscheidung des Menschen in einem unmittelbaren Zusammenhang, insbesondere in einem räumlichen Zusammenhang mit der Umgebung des Menschen darstellt. Die Darstellungsvorrichtung kann insbesondere auf einer visuellen Darstellungsart basieren und z.B. die Bedienentscheidungen z.B. grafisch, insbesondere symbolhaft visualisieren. Sie kann aber auch die Information in Form von Audiosignalen, z.B. Klängen oder haptisch, z.B. als Veränderung der haptisch wahrnehmbaren Eigenschaften von Objekten bzw. Oberflächen, darstellen. Die Darstellungsvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Darstellungen durch den Menschen bewusst wahrgenommen werden können.
Weiterhin vorteilhaft ist es, dass das Bedienelement als ein virtuelles Bedienelement umfasst, wobei die Auswertungseinheit ausgebildet ist, mittels der erfassten neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale interpretierten Bedienentscheidung das virtuelle Bedienelement, insbesondere seinen durch die Sinnesorgane des Menschen wahrnehmbaren Zustand, zu variieren. Insbesondere kann das Bedienelement auch mittels der Darstellungsvorrichtung dargestellt werden. Das Bedienelement kann als Symbol, z.B. als ein projiziertes Symbol, ausgestaltet sein und/oder sich auf die Objekte und/oder Raumteile beziehen. Die Betätigung des Bedienelements kann den Zustand des Symbols, z.B. Form, Farbe, Texturen etc. bewirken bzw. verändern.
Ferner vorteilhaft ist es, dass das Bedienelement biomotorisch durch den Menschen betätigt wird. Wobei abhängig von diesem Vorgang eine interpretierte Bedienentscheidung, insbesondere eine Regelungsentscheidung durch die Maschine ausgeführt wird. Somit kann das Risiko einer Fehlinterpretation auch von sicherheitskritischen Bedienentscheidungen, insbesondere solcher die in einem unmittelbaren Bezug zu der Ausführung eines Manövers eines Fahrzeuges steht, gesenkt werden. Dieses Bedienelement kann allein genommen oder nur in Kombination mit einem weiteren Bedienelement, das durch das Informationssystem des Menschen betätigt wird, eingesetzt werden.
Z.B. kann ein komplexer Bedienvorgang, wie z.B. die Steuerung des Manövers eines Fahrzeuges, erfindungsgemäß als eine Kombination aus verfügbaren automatisch ausführbaren Aktionsabschnitten, z.B. Manöverabschnitten, dargestellt und ausgeführt werden, wobei jedes Teil des Bedienvorgangs durch eine erfindungsgemäß interpretierte Steuerungsentscheidung des Menschen ausgewählt und/oder verändert und/oder bestätigt wird. Die kombinierte Bedienentscheidung wird mittels der Darstellungsvorrichtung dargestellt, insbesondere derart, dass ein unmittelbarer Bezug der Bedienentscheidung zu der realen Welt veranschaulicht wird. Vor der Ausführung der gesamten Bedienentscheidung, z.B. vor der automatischen Durchführung des Manövers durch die Maschine, wird die Bedienentscheidung durch den Menschen ggf. nach Änderungen durch die Betätigung eines konventionellen Knopfes, Schalters, Joysticks etc. ausgeführt.
Erfindungsgemäß umfasst das System ferner eine Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung, die ausgebildet ist, eine Einwirkung auf einen relevanten Teil eines Wahrnehmungsumfeldes des Menschen zu nehmen, wobei durch die Einwirkung auf das Wahrnehmungsumfeld ein Reiz in einem Sinnesorgan des Menschen ausgelöst oder verändert wird, wobei die Auswertungseinheit ausgebildet ist, eine Reaktion des Informationssystems des Menschen auf die Einwirkung anhand der erfassten Informationen zu identifizieren und/oder auf eine Wahrnehmung des relevanten Teils des Wahrnehmungsumfeldes zu schließen. Zum Wahrnehmungsumfeld zählen dabei insbesondere die Teile der Umgebung des Menschen (Objekte, Raumteile, etc.), die er wahrnehmen kann. Z.B. gehören dazu die durch den Menschen einsehbaren Bereiche seiner Umgebung.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Einwirkung der Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung einen speziellen Satz und/oder eine Sequenz von Reizen auslöst, welche durch ein exterorezeptives Empfinden des Menschen wahrgenommen werden. Insbesondere können diese Reize das auditive, visuelle und/oder haptisch-somatische, insbesondere das vestibuläre, System des Menschen beeinflussen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das System eine Referenzierungseinheit, die ausgebildet ist, mittels der identifizierten Reaktion, die Bedienentscheidung des Menschen zu interpretieren und/oder einen Bezug zwischen der Bedienentscheidung des Menschen und der Umgebung herzustellen. Somit kann geprüft werden ob ein Raumteil oder ein Bedienelement vom Menschen wahrgenommen wird und eine Referenzierung einer subjektiven Raumwahrnehmung eines Menschen mit der realen Umgebung ist möglich.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die WFBV ein optisches Element, insbesondere eine Windschutzscheibe, Brille oder Kontaktlinsen des Menschen, umfasst. Wobei das optische Element seine Transmissionseigenschaften und/oder seine optischen Eigenschaften, insbesondere für ein bestimmtes Zeitintervall und/oder im Bezug auf einen bestimmten nach vorgegebenen Kriterien ausgewählten Raumwinkel verändern kann. Dadurch kann die Wahrnehmung der Umgebung für den Menschen verändern werden.
Insbesondere wichtig ist dabei die Erzeugung von einem bestimmten zeitlichen und/oder räumlichen Gradienten mindestens einer optischen Größe. Die Veränderung von Transmissionseigenschaften kann mittels einer bekannten Technologie, die einer Computer-3D-Brille zugrunde liegt, ausgestaltet sein. Dabei kann ein Teil der Fläche der Windschutzscheibe z.B. für ein kurzes Zeitintervall abgedunkelt werden. Die Veränderung der optischen Eigenschaften kann den Strahlengang z.B. die lokale Fokussierung beeinflussen oder eine Verschiebung der Abbildung bestimmter Raumteile, insbesondere für die Dauer eines bestimmten Zeitintervalls bewirken. Das Zeitintervall kann auch derart kurz gewählt werden, dass dieses den Menschen wenig stört oder nicht bewusst wahrgenommen wird, z.B. eine Abdunkelung, die kürzer als 14 ms dauert.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die WFBV als ein Beleuchtungssystem, insbesondere ein Fahrzeugleuchtensystem und/oder Projektionssystem, ausgestaltet ist. Wobei insbesondere das mindestens zu einem Raumteil abgestrahlte Licht, insbesondere seine Parameter, verändern werden kann. Insbesondere kann das Fahrzeugleuchtensystem verschiedene Raumteile mit Licht mit verschiedenen, durch das Sehsystem des Menschen unterscheidbaren Parametern beleuchten. Insbesondere mit solchen Parametern, die im Nervensystem des Menschen unterschiedlichen Gehirnbereichen zugeordnet werden. Die Parameter können z.B. Lichtstärke, Wellenlänge (Farbe), Dauer der Pulse etc. sein. Eine Projektionsvorrichtung kann laserbasiert ausgestaltet sein, insbesondere basierend auf der Interferenz kohärenter Lichtquellen, um eine bestimmte Projektion, insbesondere eine Projektion in einen bestimmten Raumteil, in das Wahrnehmungsumfeld des Menschen vorzunehmen. Dabei kann es sich auch um eine holographische, insbesondere eine „schwebende“ Projektion handeln.
Besonders bevorzugt ist eine solche Ausgestaltung der WFBV als Belichtungssystem und/oder als Projektionssystems, wobei der Reiz als ein zeitlicher und/oder räumlicher Gradient einer bestimmten ohnehin benötigten bzw. vorhandener Einwirkung, insbesondere einer optischen Größe, ausgestaltet ist. Damit kann die WFBV z.B. als ein Beleuchtungssystem ausgestaltet sein, bei dem der Reiz durch ein kurzfristiges Ausschalten oder eine Veränderung des Lichts, insbesondere des Lichts, das einen bestimmten Raumteil und/oder Objekt beleuchtet und insbesondere von diesem reflektiert wird, erzeugt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, weil die WFBV z.B. durch eine veränderte Ansteuerung eines ohnehin benötigten Fahrzeugleuchtensystems realisiert werden kann. So kann das Fahrzeugleuchtensystem z.B. einen kurzen Lichtblitz, einen lokalen Lichtblitz, eine kurzzeitige Veränderung der Lichtamplitude, insbesondere eine Verringerung oder kurzzeitiges Ausschalten des Lichts insbesondere des Lichts das bestimmten Raumwinkel oder einen Raumteil und/oder ein Objekt beleuchtet, ausgestaltet sein. Insbesondere ist eine solche Ausgestaltung der WFBV vorgesehen, bei der die Reize in mindestens einem Sinnesorgan des Menschen mittelbar, durch die Einwirkung der WFBV auf die Raumteile / Objekte / Bedienelemente, die sich im Wahrnehmungsumfeld des Menschen befinden, ausgelöst werden. D.h. der durch die Sinnesorgane registrierter Reiz wird durch die Einwirkung von den Objekten / Raumteilen / Bedienelementen erzeugt, die durch die WFBV beaufschlagt bzw. angeregt werden. Z.B. wenn die WFBV eine optische Einwirkung erzeugt, wird der Reiz des visuellen Systems des Menschen durch das z.B. von einem Raumteil bzw. Objekt reflektierte Licht erzeugt. Die Wirkung von der WFBV kann vorteilhafterweise derart gesteuert werden, dass von den verschiedenen Raumteilen / Objekten eine zur Wahrnehmung durch den Menschen hinreichende bzw. optimale Stärke der Einwirkung erreicht wird. Wenn es von dem durch WFBV bzw. durch die Einwirkung der WFBV erzeugten Reiz gesprochen wird, ist insbesondere der durch die Einwirkung der WFBV von den Objekten, Raumteilen, etc. kommender Reiz gemeint.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung ausgebildet ist, um auf verschiedene relevante Teile des Wahrnehmungsumfeldes, insbesondere auf bestimmte Raumwinkel und/oder Objekte und/oder Teile eines Objekts, mit verschiedenen Einwirkungen und/oder zu verschiedenen Zeitpunkten einzuwirken.
Somit können verschiedene Raumbereiche oder Raumwinkel z.B. Innenraum und Außenraum des Fahrzeuges z.B. mit verschiedenen Einwirkungen, die Lichtreize auslösen (verschiedene Blitzsequenzen, Texturen, kurzzeitig projizierte Lichtpunkte oder Symbole) beaufschlagt werden. Bevorzugt handelt es sich dabei um Reize, die von der reflektierten Einwirkung, z.B. aus dem Außenraum des Fahrzeuges zurückgekehrtes Licht erzeugt werden. Je nachdem welche dieser Reize sich in den neuronalen Impulsen und/oder hormonellen Signalen und in welchen Bereichen des Nervensystems detektieren lassen bzw. wie das Verhältnis entsprechender Muster zueinander oder zu den sonstigen vorhandenen Reizen ist, kann daraus auf die Wahrnehmung und/oder Aufmerksamkeit des Menschen, insbesondere bezogen auf die entsprechenden Raumteile, geschlossen werden.
Auf die gleiche Weise können mehrere Raumwinkel, z.B. des Außenraumes eines Fahrzeuges, mit Einwirkungen beaufschlagt werden, die verschiedene Reizen auslösen. Aus der Reaktion des Menschen ist die für die Steuerung der Maschine, insbesondere des Fahrzeugs, relevante Information über den Verlauf seiner Wahrnehmung zu entnehmen.
Alternativ oder zusätzlich kann die WFBV auf verschiedene Teile des Raumes und/oder Objekte und/oder Teile eines Objekts einwirken und dieselben oder unterschiedliche Reize aber zu verschiedenen Zeitpunkten auslösen. Dies kann z.B. als eine Serie von kurzen Lichtblitzen die die relevanten Teile der Fahrzeugumgebung nacheinander beleuchten, ausgestaltet sein.
Die Auswerteeinheit kann mit der WFBV synchronisiert werden. Somit kann die identifizierte Reaktion zu den Einwirkungen der WFBV auf verschiedene Raumteile und/oder Objekte auch durch den zeitlichen Zusammenhang mit ihrer Erzeugung bestimmten Raumteilen bzw. Objekten zugewiesen werden.
Das erfindungsgemäße System und ein diesem zugrundeliegendes Verfahren kann z.B. anstatt von oder zusätzlich zu einer Tracking-Methode, die nur eine mögliche Wahrnehmung erfasst, angewandt werden. Z.B. kann es zusätzlich zu einer Eye-Tracking-Methode eingesetzt werden.
Damit eröffnet sich die Möglichkeit festzustellen, welche von den potentiell wahrnehmbaren Objekten z.B. nicht gesehen bzw. wahrgenommen wurden, weil die Augen des Fahrers nicht in Ihre Richtung gerichtet waren, oder z.B. die Beleuchtung nicht ausgereicht hat oder der Mensch durch einen anderen Reiz abgelenkt war und/oder welche Objekte hingegen gesehen wurden bzw. wahrgenommen wurden. Es kann festgestellt werden, welche Objekte übersehen wurden, obwohl der Verlauf der Augenbewegungen die Wahrnehmung ermöglicht hätte. Dieser Fall, der z.B. bei einer ungeeigneten momentanen Akkomodation oder einer ungünstigen Augenadaption bzw. Blendung der Augen vorkommen kann ist durch verbreitete bekannte Methoden von Eye-Tracking äußerst schwer oder gar nicht erfassbar.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die WFBV derart ausgestaltet ist, dass sie mindestens zwei Raumwinkel und/oder Objekte und/oder Bedienelemente und/oder Anzeigen mit unterschiedlicher Einwirkung und/oder der Einwirkung zu verschiedenen Zeitpunkten beeinflusst.
Somit können dem jeweiligen Reiz zugeordneten Reaktionen durch die Auswertungseinheit erkannt werden und folglich ein Bezug zwischen der menschlichen Wahrnehmung von bestimmten Raumteilen und/oder Objekte und/oder Anzeigen, insbesondere auf die Verteilung der Wahrnehmung zwischen diesen, hergestellt werden. Z.B. kann die WFBV auf mehrere Raumwinkel, z.B. Quadranten der Umgebung, z.B. des Außenraums des Fahrzeuges, mit unterschiedlichen Reizen einwirken. Z.B. weist die durch die Auswertungseinheit in der durch die Erfassungseinheit erfassten Information am stärksten erkannte Reaktion darauf, dass der Mensch in einem bestimmten Raumteil, z.B. den Innenraum oder Außenraum des Fahrzeuges, bestimmte Objekte etc. wahrnimmt, bzw. bewusst und/oder besonders konzentriert wahrnimmt.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Einwirkung von der WFBV derart ausgestaltet ist, dass die dadurch erzeugten Reize moduliert oder mit einem Wiedererkennungsmuster versehen werden. Die Modulation kann z.B. eine Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation, Kodierung mit einem Muster oder Sequenz beinhalten.
Bei visuellen Reizen kann dies eine Modulation mit einer Farbe und/oder Ortsfrequenz bzw. mit einem Muster aus Farben und/oder Ortsfrequenzen sein. Dies ist besonders vorteilhaft, da das visuelle System des Menschen bzw. die entsprechenden Teile seines Nervensystems die Reize die bestimmte Farben oder Ortsfrequenzen beinhalten, gebündelt überträgt und verarbeitet. In der Psychooptik spricht man dabei von „Kanälen“ des visuellen Systems. Somit können die entsprechenden, z.B. mit bestimmten Ortfrequenzen modulierten, Reize z.B. anhand entsprechender neuronaler Impulse bzw. Gehirnaktivitätsmuster unschwer voneinander unterschieden werden.
Die Modulation mit bestimmten Ortsfrequenzen ist auch deswegen vorteilhaft, da diese erfindungsgemäß auch zur Überprüfung der Akkomodation insbesondere Fokussierung der Augen des Menschen auf einem bestimmten Objekt, Raumteil oder Bedienelement dienen kann. Eine bestimmte Ortsfrequenz kann nämlich erst mit der für diese hinreichenden Akkomodation der Augen wahrgenommen werden.
Bevorzugt kann ein visueller Reiz als ein lokaler Lichtblitz oder eine Blitzsequenz, eine kurzzeitige Veränderung der Lichtamplitude oder Farbe, insbesondere eine Verringerung der Amplitude oder ein kurzzeitiges Ausschalten des Lichts insbesondere des Lichts welches einen bestimmten Raumwinkel, Raumteil und/oder ein Objekt beleuchtet bzw. aus der entsprechenden Richtung in die Augen des Menschen kommt, ausgestaltet sein. Insbesondere kann dies mittels einer kurzzeitigen ggf. lokalen Aufhellung oder Verdunkelung einer Windschutzscheibe, Brille oder Kontaktlinse realisiert werden. Die Verdunkelung kann als eine Art negativer Blitz ausgestaltet sein. Der Blitz oder die Blitze die z.B. verschiedene Raumteile oder Objekte belichten, können sich auch im Bezug auf das Verhältnis verschiedener für den Menschen sichtbarer Ortsfrequenzen und/oder Farben unterscheiden. Bei den visuellen Reizen kann es sich dabei insbesondere auch um eine „im Raum hängende“ Projektion handeln, z.B. solche, die in DE10 2006 050 547 A1 ebenfalls vom Anmelder ausführlich offenbart worden sind. Zusätzlich zu der in dieser Schrift offenbarten Wirkung einer Projektion kann zumindest ein Teil der Projektion mit einer oben beschriebenen Modulation, z.B. einer zeitlichen oder räumlichen Veränderung derart versehen werden, dass wenigstens ein modulierter Reiz von einem Teil der Projektion ausgeht. Bevorzugt können mehrere Teile der Projektion, die z.B. im Sinne dieser Schrift unterschiedliche Bedeutungen haben - z.B. einen Sicherheitsabstand markieren - mit verschiedenen Einwirkungen moduliert werden. Somit kann anhand der Identifikation der entsprechenden Reaktion auf die Wahrnehmung der Teile der Projektion und/oder aufgrund der erkannten Konzentration auf bestimmten Teilen der Projektion, die z.B. für die Steuerung des Fahrzeuges unterschiedliche Bedeutung haben, unterschieden werden.
Bei auditiven Reizen kann die Modulation zusätzlich auch mittels einer Phasenmodulation erfolgen. Es kann dem Reiz eine subjektiv empfundene Position der Tonquelle (wie in den bekannten Raumklangsystemen) zugeordnet werden. Dies kann auch als Referenz für einen bestimmten Raumteil dienen.
Bei haptischen Reizen können zusätzlich zu verschiedenen ggf. modulierten Vibrationen auch verschiedene Tastmuster oder Temperaturmuster angewandt werden. Dies kann z.B. als eine Oberfläche mit ggf. unterschiedlich empfundener haptischer Beschaffenheit oder mit einer lokal unterschiedlichen haptischen Beschaffenheit ausgestaltet sein. Es sind künstliche und natürliche Oberflächen bekannt, die ihre Eigenschaft unter dem Einfluss verschiedener Faktoren ggf. auch lokal verändern können. Diese können z.B. beim Kontakt mit der menschlichen Haut ggf. in Abhängigkeit davon, welcher Teil der Oberfläche berührt wird, unterschiedliche, anhand der Veränderungen im Informationssystem des Menschen, z.B. anhand neuronaler Impulse oder hormoneller Signale, unterscheidbare Reize hervorrufen. Diese können auch als eine Art Blindenschrift, auch basierend auf speziellen hierfür entwickelten Symbolen, die anhand der erfassten Information besonders leicht erkannt, bzw. voneinander unterschieden werden können, ausgestaltet sein.
Das erfindungsgemäße System erlaubt die Lösung der Aufgabe der Erfindung auch ohne einer „Entschlüsselung der Gedanken“. In bestimmten Fällen ist es für die Wirksamkeit des Systems ausreichend, wenn eine Reaktion auf einen, z.B. auf eine bestimmte Art modulierten, Reiz aus dem bestimmten Raumteil, z.B. aus dem Außenraum eines Fahrzeuges im Informationssystem des Menschen wiedergefunden wird. Dies lässt sich bereits mit verfügbaren technischen Mitteln unschwer realisieren.
Dies reicht bereits um erfindungsgemäß zu erkennen, dass der Mensch ein, z.B. mit dem Lichtmuster aus bestimmten Ortsfrequenzen beaufschlagtes z.B. angeblitztes Objekt, wahrgenommen hat. Dabei kann es ein konkretes, z.B. für die Interaktion mit der Maschine oder mit dem Umfeld z.B. ein außerhalb eines Fahrzeuges oder innerhalb der Fahrgastzelle befindliches, Objekt sein.
Da die Wahrnehmung verschiedener Ortsfrequenzen auch aus optischen Gründen von der Akkomodation der Augen abhängig ist, kann erfindungsgemäß auch die Erkennung der Akkomodation der Augen, z.B. der Augen eines Fahrers auf ein relevantes Objekt, erfolgen.
Bei einer nicht hinreichenden Akkomodation der Augen auf das Objekt, können die hohen Ortsfrequenzen nicht wahrgenommen werden. Der Grad der Akkomodation kann aufgrund vom veränderten Verhältnis zwischen den Reaktionen des Menschen auf die niedrigen und hohen Ortsfrequenzen erkannt werden, mit welchen ein Objekt und/oder ein Raumteil durch die WFBV beaufschlagt werden.
Die Akkomodation der Augen z.B. auf nahe oder entfernte Objekte bietet insbesondere im Bezug auf die automatische Interpretation des Fahrerverhaltens in einem Fahrzeug und/oder Steuerung von Fahrerassistenzsystemen und/oder eine automatische Aktivierung von Kollisionsvermeidungs- und Sicherheitssysteme eine wertvolle Information, die mit den herkömmlichen Methoden von Eye-Tracking nicht hinreichend erfasst wird.
Besonders bevorzugt ist es, dass die WFBV auf die Windschutzscheibe und/oder auf einen wesentlich weiter von den menschlichen Augen entfernten Raumteil mit einer Lichttextur einwirkt und die Auswertungseinheit derart ausgestaltet ist, aus der im Informationssystem des Menschen festgestellten Information zu errechnen, ob die Augen des Fahrers in die Ferne, z.B. auf die Fahrbahn oder an seine unmittelbare Umgebung, z.B. den Fahrzeuginnenraum akkomodiert sind.
Besonders bevorzugt ist es, dass die WFBV zumindest auf einen Teil der im Head-Up-Display dargestellten visuellen Information, insbesondere mit einer z.B. überlagerten, subtrahierten oder aufmodulierter Lichttextur einwirkt. Somit kann auch die Akkomodation der Augen des Menschen auf die Abbildung des Head-Up-Displays von der Akkomodation der Augen auf weit entfernte Objekte und/oder Objekte im Innenraum des Fahrzeuges unterschieden werden. Die Darstellung in einem Head-Up-Display erfordert für ihre Wahrnehmung typischerweise eine Akkomodation der Augen auf eine mittlere Weite, (ca. 2-3 Meter). Eine solche Akkomodation kann anhand der Erkennung der Wahrnehmung der Texturen von einer Akkomodation der Augen auf nahe Objekte, z.B. Bedienelemente im Cockpit und von der Akkomodation auf „Unendlich“ unterschieden werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass anhand der Identifizierung der Reaktion auf unterschiedliche durch die WFBV erzeugte Einwirkungen auf einen Verlauf einer Aufmerksamkeit und/oder Absicht des Menschen geschlossen wird. Die Identifizierung der Reaktion kann z.B. mittels der Auswertungseinheit erfolgen.
Die Absicht des Menschen kann dabei sowohl unmittelbar, anhand der Konzentration der Wahrnehmung auf bestimmte Objekte / Raumteile / Anzeige als auch mittelbar aus dem zeitlichen oder räumlichen Verlauf der Aufmerksamkeit erkannt werden. Insbesondere im Bezug auf die Bedienung eines Fahrzeuges kann der derart automatisch ausgewertete Verlauf der Aufmerksamkeit oder der Absicht des Menschen die Interaktion zwischen Mensch und Fahrzeug entscheidend verbessern. So kann z.B. die Absicht eines Kraftfahrers z.B. die Spur zu wechseln, das Fahrzeug in eine bestimmte Position zu bringen, etc. am Verlauf seiner Aufmerksamkeit erkannt werden und er in seinem Vorhaben durch die Maschine unterstützt werden. Auch der Wunsch des Fahrers ein System des Fahrzeuges, z.B. die Unterhaltungselektronik, gleichzeitig mit dem Fahren zu bedienen kann somit erkannt werden und daraufhin z.B. eine zusätzliche Fahrunterstützung aktiviert werden.
Des Weiteren können anhand des Verlaufs der Wahrnehmung bzw. des damit in Verbindung stehenden Verlaufs der Aufmerksamkeit Rückschlüsse über das Vorhaben bzw. Verhalten des Menschen in der nahen Zukunft geschlossen werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung zur Übermittlung von Daten zu einer Infrastrukturvorrichtung außerhalb einer Maschine ausgebildet ist, wobei die Infrastrukturvorrichtung Einwirkung auf den relevanten Teil des Wahrnehmungsumfeldes nimmt. Somit kann die Einwirkung auch von einer Infrastrukturvorrichtung außerhalb der Maschine ausgehen. Insbesondere kann die WFBV als Teil einer Infrastrukturvorrichtung ausgestaltet sein, die mit der Erfassungseinheit und/oder Auswertungseinheit synchronisiert ist.
Die WFBV kann z.B. auf eine Anzeige wie eine Straßenampel, Semaphor oder ein Verkehrszeichen Einwirken und dabei einen mit einem bestimmten Reiz auslösen, wobei die WFBV insbesondere auch als Teil dieser Infrastrukturvorrichtungen ausgestaltet sein.
Somit kann eine WFBV gleichzeitig auch für mehrere Menschen benutzt werden, wobei diese insbesondere auch durch verschiedene Fahrzeuge gesteuert, oder mit diesen synchronisiert werden kann. Die Synchronisation oder die Steuerung durch die Erfassungseinheit und/oder Auswertungseinheit oder durch das erfindungsgemäße Fahrzeug bzw. Verfahren bringt den zusätzlichen Vorteil, dass die Auswertungseinheit die Reaktion des Informationssystems des Menschen auf die Einwirkung, z.B. aufgrund vom a-priori bekannten Zeitslot in dem die Reaktion des Informationssystems des Menschen zu erwarten ist, besser zuordnen kann.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Aufmerksamkeit des Menschen in Abhängigkeit von der erfassten Wahrnehmung und/oder dem erfassten Wahrnehmungsverlauf und/oder der Wahrnehmungsverteilung automatisch beeinflusst wird. Z.B. falls bestimmte Raumteile, Objekte, Bedienelemente nicht hinreichend oder nicht zum richtigen Zeitpunkt wahrgenommen worden sind, kann die Aufmerksamkeit des Menschen mittels WFBV und/oder einer weiteren Signalisierungsvorrichtung und/oder mittels der Verstärkung der Signalwirkung einer vorhandenen Anzeige auf den betreffenden Raumteil, das betreffende Objekt oder das betreffende Bedienelement gelenkt werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine z.B. einseitige Wahrnehmung des Menschen, dessen er sich möglicherweise nicht bewusst ist, automatisch ausgeglichen wird, insbesondere indem seine Aufmerksamkeit für bestimmte Raumteile, z.B. mittels speziell dafür erzeugten Reize, z.B. Licht, Sound zu einem bestimmten Raumteil etc., gelenkt wird. Dies gilt auch bei einer z.B. verstärkten Konzentration des Menschen auf die Wahrnehmungen eines Sinnesorgans, wie z.B. auf die Wahrnehmungen des auditiven Systems, wobei der Mensch dadurch dazu tendiert die Wahrnehmungen einer anderen Art, insbesondere die aus einem relevanten Raumbereich, zu vernachlässigen.
Besonders bevorzugt kann die Aufmerksamkeit des Menschen adaptiv, in Abhängigkeit der aktuellen erfindungsgemäß ermittelten Gefahrsituation und/oder in Abhängigkeit davon, wie die Wahrnehmung des Menschen der Beeinflussung der Aufmerksamkeit folgt, ausgestaltet sein. Wird ein Objekt, z.B. ein Fußgänger auf der Fahrbahn nicht durch den Fahrer des Fahrzeuges wahrgenommen, kann die Aufmerksamkeit des Fahrers, z.B. aus dem Bereich auf dem sich diese konzentriert, mittels eines Reizes, insbesondere eines bewusst wahrgenommenen, insbesondere eines zeitlich oder räumlich veränderlichen Reizes schrittweise oder kontinuierlich zu dem Raumteil gelenkt werden, in dem sich das Objekt, z.B. der Fußgänger befindet. Die erfindungsgemäße adaptive Beeinflussung sieht insbesondere vor, dass das Folgeverhalten der Aufmerksamkeit des Menschen dabei mittels des erfindungsgemäßen Systems zu mindestens zwei Zeitpunkten erfasst wird und die Beeinflussung der Aufmerksamkeit in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Erfassung gestaltet wird. Insbesondere wird dadurch festgestellt, ob und wie schnell der Mensch der Beeinflussung seiner Aufmerksamkeit folgt. Die Beeinflussung der Aufmerksamkeit kann in Anhängigkeit von der Erfassung der Wahrnehmung z.B. durch mehr oder minder starke Reize und/oder mehr oder minder schnell erfolgen.
Besonders bevorzugt sieht das erfindungsgemäße System einen Regler vor, dessen Stellgröße dem Raumteil entspricht in dem die Aufmerksamkeit des Menschen benötigt wird. Dies kann z.B. ein räumlicher Bereich sein, in dem sich ein bisher übersehenes relevantes Objekt / Bedienelement oder eine Anzeige befindet. Somit kann die Aufmerksamkeit des Menschen, z.B. in einer kritischen Verkehrssituation extrem schnell auf den Bereich gelenkt werden in dem sich diese befinden soll. Somit kann die Aufmerksamkeit des Menschen z.B. zur Vermeidung gefährlicher Situationen, z.B. abhängig von der automatischen Erkennung gefährlicher Situationen auch durch Mittel des Fahrzeuges, an die geeignete Stelle, z.B. auf eine Ausweichmöglichkeit, gelenkt werden.
Die Lenkung der Aufmerksamkeit kann auch derart ausgestaltet sein, dass ein z.B. vom Menschen übersehenes Signal, z.B. Audiosignal, bestimmter angezeigter Inhalt eines Bildschirms, etc., anhand der erfindungsgemäß ermittelten Tatsache, dass diese nicht hinreichend wahrgenommen worden sind von der Maschine wiederholt, insbesondere in einer geänderten und/oder verstärkten Form wiederholt, wird.
Nach neuesten Forschungsergebnissen steht eine Entscheidung im Gehirn eines Menschen in bestimmten Fällen deutlich früher fest, als er sich dessen bewusst ist. Dies wurde bereits mittels Gehirn-Computer-Interfaces (GCI) nachgewiesen. Eine bewusste Entscheidung, die darin besteht, eines von zwei gleichwertigen Bedienelementen (rechts und links) auszuwählen, war mit der GCI typischerweise ca. 0,5 sec vor dem Zeitpunkt festzustellen, zu dem sich der Mensch seiner Entscheidung bewusst war und folglich einen der Bedienelemente betätigt hat. Die Gehirnforschung schließt nicht aus, dass im Gehirn des Menschen dabei die Situation in die nahe Zukunft modelliert bzw. extrapoliert wird, d.h. das dieses Verhalten nicht nur die eigenen Entscheidungen des Gehirns, sondern dass das Modell den Verlauf der Situation, z.B. eine Vorhersage über die Bewegung wahrgenommener Objekte für die nächsten Sekunden, einschließt. Bei der Bedienung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, z.B. eines Flugzeuges oder Kraftfahrzeuges, ist die Zeit von einer halben Sekunde sehr lang. Erfindungsgemäß können auch noch nicht bewusst gewordene Bedienentscheidungen bei der Steuerung der Maschine berücksichtigt werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass eine noch nicht bewusst gewordene Regung, insbesondere eine Bedienentscheidung, zur Ausführung eines Bedienvorgangs und/oder zur Vorbereitung auf einen Bedienvorgang, durch die Maschine berücksichtigt wird. Die Vorbereitung kann derart ausgestaltet sein, dass die Maschine eine entsprechende Steuerungs- oder Regelungsentscheidung in Abhängigkeit von weiteren z.B. automatisch geprüften Bedingungen ausführt, z.B. kann die Bedingung derart ausgestaltet sein, dass der Ausführung des Befehls keine automatisch zu detektierenden Sicherheitsrisiken entgegenstehen. Die Vorbereitung auf einen Bedienvorgang kann auch derart ausgestaltet sein, dass die Recheneinheit und/oder die Aktuatorik des Fahrzeuges automatisch die Vorkehrungen zur Ausführung des zu erwartenden Befehls treffen.
Insbesondere kann die Maschine die Folgen eines Bedienvorgangs, der aus der erfindungsgemäß detektierten noch nicht bewusst gewordenen Bedienentscheidung folgt, vorab ermitteln. Dies kann z.B. mittels einer Simulation des Vorgangs, z.B. ohne die Betätigung der Aktuatorik der Maschine, ausgestaltet werden. Somit kann ein Vorsprung an Sicherheit und Komfort geschaffen werden auch ohne dabei die Maschine vollständig mittels neuronaler Impulse oder hormoneller Signalen zu steuern.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass bereits bewusst gewordenen und nicht bewusst gewordenen Wahrnehmungen und/oder Bedienentscheidungen unterschieden werden. Die Unterscheidung kann z.B. mittels der Auswertung des Informationssystems des Menschen und/oder anhand weiterer Kriterien, z.B. auch mittels der seit der Detektion der noch nicht bewusst gewordenen Entscheidung verstrichener Zeit oder einer weiterer Regung des Menschen, ausgestaltet sein. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die noch nicht bewusst gewordene Wahrnehmung als Hinweis auf die kommende Änderung des Aufmerksamkeitsverlaufs und/oder der Entscheidungen des Menschen ausgewertet werden kann und bei der Bedienung bzw. Steuerung der Maschine berücksichtigt werden kann.
Da auch das statistische Zeitintervall bis zum Durchdringen der Wahrnehmung in das Bewusstsein bzw. bis zur Bildung einer Bedienentscheidung des Menschen bekannt ist, lässt sich hieraus eine relativ verlässliche Vorhersage über den künftigen Verlauf der bewussten Wahrnehmung bzw. Bedienentscheidungen ermitteln.
Somit können die noch nicht bewusst gewordene Entscheidungen insbesondere für Steuerung sicherheitsunkritischer Vorgänge und/oder lediglich für die Vorbereitung der Maschine auf einen möglichen nachfolgenden sicherheitskritischen Vorgang genutzt werden.
Z.B. kann anhand einer als eine, noch nicht bewusst gewordene Bedienentscheidung des Menschen erkannter, Regung, die z.B. das Ausführen eines bestimmten Manövers des Fahrzeuges vorsieht, automatische Maßnahmen zur Vorbereitung der Ausführung der Bedienentscheidung und/oder eine Überprüfung der Ausführbarkeit der Bedienentscheidung durchgeführt werden. Diese Maßnahmen können darin bestehen, dass die Folgen der Ausführung einer noch nicht bewusst gewordenen Bedienentscheidung des Menschen z.B. mittels einer Recheneinheit des Fahrzeuges vorab simuliert und/oder auf potentielle Gefahren oder auf die Verfügbarkeit von der zu aktivierenden technischen Vorrichtungen und/oder auf ein als nächstes zu erwartenden Folgebefehle hin überprüft werden.
Im Falle einer erfindungsgemäß erkannten Bedienentscheidung, insbesondere einer noch nicht bewusst gewordenen Bedienentscheidung des Menschen, die potentielle Gefahren nach sich ziehen kann, kann der Mensch z.B. automatisch gewarnt werden noch bevor er das Manöver unumkehrbar eingeleitet hat. Die Maschine oder die mit ihr verbundenen Systeme können in diesem Falle auch einen alternativen Bedienvorschlag ermitteln und z.B. dem Menschen als einen Bedienvorschlag anbieten. Die Ermittlung eines alternativen Bedienvorschlags kann z.B. durch automatische Assistenzsysteme, z.B. Fahrerassistenzsysteme, z.B. Systeme die eine Fahrsituation automatisch auswerten, erfolgen. Der Bedienvorschlag kann z.B. als eine sichtbare Markierung für eine vorgeschlagene Trajektorie des Fahrzeuges, insbesondere eine Ausweichtrajektorie z.B. bei einem Hindernis, dargestellt wird. Die Darstellung kann z.B. als ein Lichtmuster z.B. auf die Fahrbahn projiziert werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Referenzierungseinheit ausgebildet ist, mittels mindesten einer Reaktion des Menschen auf einen durch die WFBV erzeugten Reiz eine räumliche. Relation zur Ausführung eines Befehls bzw. einer Bedienentscheidung herzustellen. Insbesondere kann die Referenzierungseinheit derart ausgestaltet sein, dass die Konzentration auf einen von mehreren durch die WFBV erzeugten Reizen den räumlichen Bezug für einen Befehl an die Maschine herstellt. Somit kann die Interpretation einer Bedienentscheidung des Menschen durch das erfindungsgemäße System auf einem realen und konkreten Bezug zu der Umgebung des Menschen basieren und dementsprechend präzise ausgewertet werden. Insbesondere kann somit ein Bezug auf die gewünschte Ausführung einer Bewegung des Fahrzeuges interpretiert werden. Z.B. kann der Mensch einen Raumteil anhand der Konzentration auf einen mittels der WFBV erzeugten Reiz auswählen, welcher z.B. durch ein automatisches Manöver anzustreben oder durch ein automatisches Ausweichmanöver zu meiden ist.
Der Vorteil besteht in diesem Falle auch noch darin, dass dabei ein unmittelbarer Bezug zwischen der insbesondere räumlichen Wahrnehmung des Menschen und der Umgebung des Fahrzeuges, insbesondere ihrer relevanter Teile, auch im Bezug auf die Regungen und/oder Bedienentscheidungen des Menschen hergestellt werden kann.
Darüber hinaus müssen die an die Maschine gegebenen Befehle somit nicht auf abstrakten räumlichen Vorstellungen oder Regungen des Menschen basieren. Erfindungsgemäß können diese Vorstellungen in ein subjektives Koordinatensystem des Menschen, welches anhand oben beschriebenen Prinzips simuliert werden kann, eingeordnet werden.
Somit kann auch die Anzahl der erfindungsgemäß unterscheidbaren Bedienentscheidungen gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht werden. Insbesondere heißt dies, dass einzelne komplexe Bedienentscheidungen nicht mehr in eine Reihe elementarer Einzelaktionen zerlegt werden müssen um diese der Maschine eindeutig mitzuteilen. Auch Befehle mit komplexen räumlichen Zusammenhängen können so an die Maschine kommuniziert werden.
Somit kann z.B. auch ein Beifahrer eines Fahrzeuges durch die erfindungsgemäße automatische Erkennung und/oder Zuordnung seiner Regungen zu bestimmten Objekten / Raumteilen etc. eine aktive Rolle bei der Steuerung des Fahrzeugs einnehmen. Das erfindungsgemäße System kann nun auch z.B. die von ihm gesehenen bzw. durch die Konzentration hervorgehobenen relevanten Objekte, Hindernisse, Raumteile, auf einer Anzeige, z.B. auf einem Display, einem Head-Up-Display oder einer Projektionsvorrichtung hervorheben und/oder bestimmte Bedienentscheidungen für die Maschine mit der erkannten Konzentration des Beifahrers auf eine Einwirkung verknüpfen. Wobei der Fahrer vorteilhafterweise dieselbe Anzeige einsehen kann.
Insbesondere wird dabei die mit bestimmten Objekten verbundene, erfindungsgemäß erkannte Gefahrenempfindung berücksichtigt, z.B. für den Fahrer angezeigt. Auch ein Raumteil, der z.B. bei einer schwierigen Verkehrssituation keine Gefahrenempfindung und/oder eine vom Beifahrer als Lösung der Situation wahrgenommen werden können entsprechend berücksichtigt werden.
Somit wird der Fahrer auf diese Objekte, Hindernisse oder Raumteile bzw. auf die durch den Beifahrer zumindest virtuell durchgeführten Aktionen aufmerksam gemacht. Somit ergibt sich ein wesentlicher Geschwindigkeitsvorteil im Vergleich zu einer verbalen Kommunikation zwischen den beiden Menschen z.B. hinsichtlich dem Ort und Art einer drohenden Gefahr bzw. der abzustimmenden oder vorgeschlagenen Aktionen.
Darüber hinaus kann somit eine weitere Person, z.B. Beifahrer, das Fahrzeug z.B. nur virtuell mittels gedanklicher Auswahl bestimmter Reize steuern, wobei die von ihm vorgeschlagenen Bedienbefehle bzw. Manöver oder nur die Unterschiede zwischen seinen gedanklichen Bedienbefehlen und den Bedienaktionen des Fahrers errechnet werden und z.B. für den Fahrer zwecks einer Zustimmung oder Ablehnung angezeigt werden und/oder in der Steuerung der Fahrzeuges automatisch mitberücksichtigt werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass ein automatisch generierter Bedienvorschlag der Maschine als ein durch die WFBV erzeugter Reiz an den Menschen übermittelt und mittels der Konzentration des Menschen auf die Empfindung des Reizes auswählbar ist. Dabei kann es sich bei dem Bedienvorschlag um einen komplexen Bedienvorschlag, insbesondere einen mit einem räumlichen und/oder zeitlichen Verlauf handeln. Dies erlaubt dem Menschen z.B. die Auswahl und Einleitung auch eines sehr komplexen Befehls mittels einer einfach zu interpretierenden Regung. Besonders vorteilhaft ist, dass der Reiz zugleich auch in einem für den Menschen erkennbaren, insbesondere räumlichen Zusammenhang mit seiner Umgebung steht. Alternativ oder zusätzlich ist die Darstellung des automatisch generierten Bedienvorschlags der Maschine mittels der Darstellungsvorrichtung möglich. Dabei kann die Darstellung des Bedienvorschlages durch die Darstellungsvorrichtung dem Menschen, z.B. die vorausberechnete Ausführung eines Vorgangs und/oder das Ergebnis des Vorgangs darstellen, während die WFBV zur Erzeugung eines entsprechenden, im Informationssystem des Menschen identifizierbaren Reizes dient.
Ein Bedienvorschlag kann z.B. als eine von einem Fahrzeug z.B. anhand vom Navigationssystem und Umfelderkennungssensorik ermittelter Vorschlag für die Trajektorie eines automatisch durchzuführenden Manövers sein. Auf diese Art und Weise können dem Menschen auch mehrere Bedienvorschläge von der Maschine zur Auswahl angeboten sein.
Somit kann ein komplexer Bedienvorschlag der Maschine, z.B. in einer kritischen Situation in eine bestimmte Richtung auszuweichen oder eine bestimmte Bedienaktion auszuführen, mittels einer Gedankenkonzentration auf den betreffenden Reiz durch den Menschen ausgewählt und/oder eingeleitet werden. Somit kann auch eine Einleitung einer an sich sehr komplexen Aktion als eine einzige gedankliche Konzentration des Menschen, die sehr schnell erfolgen und relativ leicht interpretierbar werden kann, ausgestaltet sein.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass es sich bei den Reizen um solche Reize handelt, auf dessen Empfindung bzw. Unterscheidung der Mensch eingelernt oder trainiert ist. Dabei kann das bewusste oder unbewusste z.B. reflektorische Verhalten des menschlichen Körpers benutzt werden. Es ist bekannt, dass die Fähigkeit des Menschen bei bestimmten Reizen (Bilder, Symbole, Töne, haptische Reize) eine neuronale Aktivität bestimmter Teile des Nervensystems zu verändern oder bestimmte Hormone auszuschütten in vielen Fällen unschwer lernbar bzw. trainierbar ist.
Bei den Reizen kann es sich um Reize handeln, die bewusst wahrgenommen werden und/oder solche, die im Nervensystem nach bestimmten Kriterien ausgefiltert werden und somit das Bewusstsein erst verzögert oder gar nicht erreichen. Oft nimmt der Mensch z.B. kurzzeitige oder sich oft wiederholenden Reize nicht bewusst da, obwohl diese die Nerven entsprechender Sinnesorgane erregen und im Körper des Menschen z.B. als neuronale Signale detektierbar sind.
Der Mensch kann z.B. trainiert werden auf die, durch eine als laserbasierte Projektionsvorrichtung ausgestaltete WFBV in den Außenraum des Fahrzeuges, projizierten Symbole mit einer leicht erkennbaren Reaktion seines Informationssystems zu reagieren.
Weiter von Vorteil ist es, dass die Auswertungseinheit derart ausgebildet ist, dass diese zum automatische Erkennen, insbesondere Wiedererkennung, von Reaktionen auf Reize anhand der Regelmäßigkeit und/oder Häufigkeit der neuronalen Impulse und/oder einem Verteilungsmuster der Botenstoffe, ausgestaltet ist. Es ist bekannt, dass sich die Amplitude eines von einem Sinnesorgan wahrgenommenen Reizes im Nervensystem des Menschen in der Häufigkeit und Regelmäßigkeit neuronaler Einzelimpulse (Maximale Impulsrate 500-800 Impulse / Sekunde) widerspiegelt. Somit können bestimmte Reize, insbesondere die von der WFBV erzeugten Reize z.B. am Verlauf ihrer Amplitude, die sich wiederum im Verlauf der Häufigkeit und Regelmäßigkeit der Impulse widerspiegelt, erkannt werden.
Besteht die Einwirkung der WFBV in einer Licht- und/oder Soundsequenz in Form von einem zeitlich oder räumlich moduliertem Licht oder Schall und/oder einer Vibration z.B. in Form mechanischer Schwingungen, kann die Sequenz im einfachsten Fall z.B. an der Anzahl und/oder Kombination der Einwirkungen, z.B. Pulse erkannt werden. Auch weitere bekannte Systemantworteigenschaften des Informationssystems im Bezug auf die Ausbreitungseigenschaften der Reize im Nervensystem können dabei berücksichtigt werden.
Die Auswertungseinheit kann aber auch derart ausgestaltet sein, dass diese das Verteilungsmuster, die Konzentration und/oder die Konzentrations-Veränderung bestimmter Hormone, die der Mensch bei bestimmten Reizen, z.B. Lichtmuster, Bilder, Töne, haptische Reize ausschüttet, wiedererkennt.
Mittels des bekannten Verfahrens von Eyetracking kann erkannt werden, wohin die Augen des Benutzers einer Maschine, z.B. Kfz, Computer, Werkbank, Fahrzeug schauen. Somit können gefährliche Situationen, die mit dem Übersehen von Verkehrszeichen, Hindernissen oder Anzeigen zusammenhängen, vermieden werden. Mit der erfindungsgemäßen Erfassung und Auswertung des Verlaufs der neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale erlangt das System Aufschluss darüber, ob der Mensch die Dinge auch wirklich wahrnimmt und ob bzw. wie weit diese im Informationssystem des Menschen weiterverarbeitet werden. Somit ergibt sich das gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafte Tracking der Wahrnehmung. Diese kann auf verschiedene Reizempfindungen angewandt werden. Mit diesem Verfahren kann nicht nur festgestellt werden, ob der Mensch in Richtung eines z.B. mehrfarbig leuchtenden, mit einer Pulsfrequenz modulierten Anzeige oder eines z.B. mit einem Blitz oder einer Blitzfolge beleuchteten Objekts, z.B. eines Hindernisses auf der Fahrbahn geschaut hat, sondern ob er dieses auch wahrgenommen hat.
Es kann z.B. auch festgestellt werden, ob der Mensch einen haptischen Kontakt mit einem Objekt z.B. einem Bedienelement hat, wenn das Objekt mittels einer WFBV mit einem Reiz versehen worden ist (z.B. Beeinflussung des Tastsinns durch Vibration bzw. eine veränderliche Oberflächenbeschaffenheit oder des Temperaturempfindens), der durch die erfindungsgemäße Erfassung und Auswertung der neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale erfasst werden kann.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass das erfindungsgemäße System eine automatische Objekterkennungsvorrichtung umfasst die ausgebildet ist, ein relevantes Objekt in der Umgebung des Menschen zu erkennen. Das relevante Objekt ist insbesondere ein für die aktuelle Bediensituation, z.B. Fahrsituation, relevantes Objekt, z.B. eine Fahrbahnbegrenzung, ein Hindernis, ein anderer Verkehrsteilnehmer, Tier, etc. in einem Umkreis des Fahrzeuges oder eine Infrastrukturvorrichtung, z.B. ein Verkehrszeichen oder eine Ampel. Es kann sich dabei um ein einer bestimmten Klasse, z.B. Klasse beweglicher oder unbeweglicher Objekte, zugeordnetes und/oder nach vorausbestimmten Kriterien automatisch gefundenes Objekt handeln, insbesondere ein Hindernis im Straßenverkehr z.B. ein Verkehrsteilnehmer, z.B. Mensch, Tier, anderes Fahrzeug etc.
Die Objekterkennungsvorrichtung kann zur Umfelderfassung auf einer Kamera, einem Radar, einem Lidar oder sonstiger Sensoren basieren und zumindest das Vorhandensein eines Objektes, insbesondere in einer bestimmten Position zu dem Menschen und/oder Fahrzeug, detektieren. Insbesondere kann die Objekterkennungsvorrichtung auch die Objektklasse anhand von im voraus bestimmten Kriterien automatisch bestimmten.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Einwirkung der WFBV Reize erzeugt, die auf das durch die Objekterkennungsvorrichtung erkannte Objekt und/oder im Wesentlichen in den Raumteil einwirken, der in einem unmittelbaren Zusammenhang mit dem Objekt steht. Z.B. kann die Einwirkung im selben Raumwinkel stattfinden, in dem die aktuelle oder ermittelte künftige Position des Objekts stattfindet.
Die Einwirkung durch die WFBV kann mittels einer lokalen Veränderung der Eigenschaften einer Brille, Kontaktlinse oder Windschutzscheibe eines Fahrzeuges ausgestaltet sein, wobei die räumliche Position, auf die sich die Einwirkung richtet, durch die Objekterkennungsvorrichtung vorgegeben wird. Z.B. wird das Licht, dass die Augen des Menschen aus einem bestimmten durch die Objekterkennungsvorrichtung ermittelten Raumteil erreicht kurzzeitig abgedunkelt. Daraus resultiert ein zusätzlicher Vorteil, weil nicht der ganze, z.B. für den Fahrer einsehbare Raum in die mit verschiedenen Reizen beaufschlagten Bereiche unterteilt sein muss, sondern die Überprüfung bzw. Referenzierung der Wahrnehmung auf einen relevanten, in Abhängigkeit von der Objekterkennung ermittelten Raumteil und/oder ein relevantes Objekt begrenzt werden kann.
Die Objekterkennungseinrichtung kann mit der WFBV gekoppelt sein. So kann, anstatt auf einen bestimmten Raumbereich auch direkt auf ein bestimmtes Objekt oder auf die mit diesem Objekt unmittelbar zusammenhängenden Raumteile physikalisch eingewirkt werden.
Somit kann das erfindungsgemäße System die Gefahrenquelle räumlich und/oder zeitlich lokalisieren und/oder eine von der Maschine über die Gefahrenquelle automatisch aufgestellte Hypothese überprüfen. Es kann z.B. geprüft werden, ob die subjektiv empfundene Gefahr, z.B. eine Kollisionsgefahr oder eine andere bestimmte Wahrnehmung, tatsächlich aus einem der Objekte auf die mit den ihnen zugeordneten Reizen eingewirkt wird kommt. Diese Überprüfung kann z.B. mehrere von der Maschine automatisch erkannte Objekte beinhalten, die (anhand der automatisch generierten Hypothesen der Maschine) als eine Gefahrenquelle in Frage kommen.
Ein Objekt, welches durch den Menschen als die Gefahrenquelle wahrgenommen wird kann z.B. daran erkannt werden, dass der diesem Objekt entsprechende durch die WFBV erzeugte Reiz, z.B. eine Serie von Lichtblitzen, im Informationssystem des Menschen priorisiert verarbeitet wird und/oder in die Gehirnzentren durchdringt, in welchen die Empfindung bzw. Verarbeitung vorliegender Gefahrensituation stattfindet.
Somit kann eine Lokalisation, z.B. eines physikalisch vorhandenen Hindernisses, welches vom Fahrer gesehen wird, in seiner Wahrnehmung, insbesondere bezogen auf das subjektive Raumempfinden, realisiert werden.
Insbesondere kann aus dem entsprechenden, darauf folgenden, Denkimpuls des Fahrers entnommen werden, in welcher räumlichen Relation der Befehl des Fahrers in Relation zu dem durch die Einwirkung der WFBV erzeugten Reiz steht. Z.B. kann dem Denkimpuls des Fahrers einem Hindernis auszuweichen, eine konkrete räumliche Information zugeordnet werden, z.B. rechts vom Hindernis oder links vom Hindernis ausweichen. Da diese Information somit deutlich früher, als die Betätigung der Bedienelemente verfügbar ist, kann diese von weiteren Fahrzeugsystemen ausgewertet werden. Beispielsweise kann diese Information auf Kollisionssicherheit mit weiteren automatisch erfassten Objekten abgeglichen werden noch bevor der Fahrer sein Vorhaben umgesetzt hat. Wenn das Ausweichmanöver mehr Gefahren als das eigentliche Hindernis birgt, kann der Fahrer z.B. rechtzeitig gewarnt werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass durch einen Vergleich der Reaktion auf den Reiz, ausgelöst durch die Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung, mit einer weiteren Reaktion auf einen weiteren Reiz, ausgelöst durch die Umgebung des Menschen, erfindungsgemäß ein quantitativer Bezug für eine subjektive Wahrnehmung hergestellt wird. Folglich kann durch einen automatischen Vergleich der mit der Erfassungsvorrichtung erfassten Reaktion aus dem Informationssystem des Menschen auf einen mit der Einwirkung der WFBV erzeugten Reiz mit seiner Reaktion auf mindestens einen Reiz der aus dem Umfeld des Menschen stammt, ein quantitativer Bezug für subjektive Wahrnehmung, insbesondere für die Wahrnehmung einer physikalischen Größe aus dem Umfeld des Menschen, hergestellt werden.
Somit kann insbesondere ein quantitatives Maß für Empfindungen wie „weit“ / „nahe“ „leicht / stark“ durchgeführt werden. Auf dem analogen Wege kann auch zwischen anderen subjektiven Größen „kalt“ / „heiß“, „laut“ / „leise“ eine Zuordnung zu der Maschine, insbesondere zu den Systemen eines Fahrzeugs hergestellt werden. Dies kann zur Steuerung nahezu aller Fahrzeugfunktionen inkl. des Innenlichts, der Klimasystems, etc. benutzt werden. Dabei muss der durch die WFBV erzeugter Reiz nicht notwendigerweise die Intensität des Umfeldreizes erreichen. Dies bietet insbesondere bei der Bedienung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges einen großen Vorteil, da z.B. eine durch das subjektive Empfinden verfälschte Wahrnehmung, z.B. ein durch den Fahrer falsch geschätzter Abstand oder die Ausleuchtung eines Raumteils, rechtzeitig automatisch erkannt werden kann.
Die erfindungsgemäße Erfassung der subjektiv empfundenen Qualität ist in vielen Fällen auch deswegen vorteilhaft, weil diese einen letztendlich für den Menschen und für die Steuerung der Maschine gültigen Wert der Empfindung - der trotz einer Vielzahl von Störungen, z.B. aus dem Außenraum des Fahrzeuges, - zu dem Menschen durchdringt.
Weiterhin von Vorteil ist es, dass die Erfassungsvorrichtung elektrische Detektoren und/oder elektromagnetische Detektoren und/oder biochemische Detektoren umfasst. Mittels dieser Detektoren können die neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale des Menschen und/oder Stoffwechselvorgänge im Nervensystem des Menschen erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist eine Erfassungsvorrichtung, die ein räumliches Muster der neuronaler Impulse, insbesondere in einem Nerv, Nervenzentrum bzw. Gehirn erfasst.
Die Erfassungsvorrichtung kann zusammen oder getrennt von der Maschine z.B. in einem separaten Gerät ausgestaltet sein. Insbesondere kann diese in einem Mobiltelefon, Armband, in Schmuck und/oder in Kleidung ausgestaltet sein und/oder die von dem Informationssystem des Menschen erfassten Informationen, insbesondere drahtlos, übertragen. Erfindungsgemäß kann die Erfassungsvorrichtung auch als Teil eines Bedienelements der Maschine ausgestaltet sein, insbesondere eines solchen Bedienelements, welches zusätzlich mittels einer haptischen Einwirkung bedient werden kann, z.B. das Lenkrad, Joystick oder Drehregler eines Fahrzeuges.
Es können z.B. bei einer vereinfachten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems nicht die einzelnen Wahrnehmungsinhalte mit der Erfassungsvorrichtung erfasst und Auswertungseinheit ausgewertet bzw. interpretiert werden, sondern lediglich einzelne insbesondere quantitative Parameter der Impulse, Signale und/oder Muster ausgewertet werden. Es kann z.B. nur aufgrund der Parameter bestimmter Nervensignale z.B. festgestellt werden, dass der Mensch einem starken Reiz, z.B. einem akustischen Reiz ausgesetzt ist, ohne den eigentlichen Inhalt des Reizes, in diesem Fall die Schallwellen oder die darin enthaltenen Frequenzen, zu dekodieren.
Bereits aus der Berücksichtigung einzelner Parameter oder Parameterkombinationen bei der Steuerung einer Maschine, kann die Steuerung der Maschine optimiert werden. Z.B. kann ein Befehl des Menschen, der in einem kausalen bzw. logischen Zusammenhang mit einem extrem starken aber an sich ungefährlichen Reiz, z.B. einen akustischen Reiz steht, durch die Maschine überprüft und/oder hinterfragt werden.
Der Begriff „vorverarbeitete Informationen“ bezieht sich auf die von Sinnesorganen kommenden Informationen, welche nicht der endgültigen Verarbeitung durch das Gehirn unterzogen wurden. Dazu zählen auch rohe, also gar nicht verarbeitete Informationen die insbesondere aufgrund bestimmter Reize in den Sinnesorganen gebildet werden und ggf. im Körper des Menschen weitergeleitet werden.
Von besonderer Bedeutung sind hier die vorverarbeiteten Informationen, welche höchstens bis zu einem geringen Grad im Informationssystem verarbeitet wurden. Insbesondere können die vorverarbeiteten Informationen an den von den Sinnesorganen ausgehenden Nerven erfasst werden. Bevorzugt ist dabei eine Erfassung vorverarbeiteter Informationen relativ nahe am Ort deren Entstehung.
Weiterhin von Vorteil ist es, dass die Erfassungsvorrichtung zum Erfassen vorverarbeiteter Reize bzw. Informationen aus dem Informationssystem des Menschen ausgebildet ist. Diese Reize können z.B. an den Nervenpaaren, z.B. Nervus opticus, oder an anderen Stellen am Körper des Menschen, insbesondere in der Nähe anderer Sinnesorganen (z.B. Hautnerven), erfasst werden.
Erfindungsgemäß kann durch die künstliche Verarbeitung der derart erfassten vorverarbeiteten Reize ein Datenbypass zu dem Informationssystem des Menschen geschaffen werden. Somit kann das erfindungsgemäße System einen durch den Menschen noch nicht interpretierten und/oder höchstens zu einem bestimmten Grad durch das Informationssystem des Menschen gefilterten Datenstrom informationstechnisch verarbeiten.
Somit kann ein Vorteil in der Geschwindigkeit bzw. Realzeitfähigkeit im Bezug auf die Signalverarbeitung im Informationssystem, insbesondere im Nervensystem des Menschen, erreicht werden.
Erfindungsgemäß kann ein solcher paralleler Datenverarbeitungsstrang und/oder eine Fusion aus erfassten bereits verarbeiteten, z.B. durch den Menschen interpretieren Reizen und den vorverarbeiteten Reizen, zur Plausibilisierung des letztendlich an die Maschine weitergeleiteten Steuerbefehls und/oder zur Vorbereitung auf die Ausführung eines Bedienvorgangs durch die Maschine dienen. Wobei die Fusion der Reize maschinell weiterverarbeitet wird.
Des Weiteren eröffnet sich auch die Möglichkeit, dass durch die Sinnesorgane erfasste, von bestimmten Objekten, Raumteilen etc. ausgehenden Reize, die z.B. aufgrund einer anderweitigen Beschäftigung von entsprechenden Gehirnbereichen übersehen wurden oder von anderen Reizen überstimmt bzw. psychisch verdrängt wurden, durch das erfindungsgemäße System doch noch registriert werden und insbesondere bei der Steuerung der Maschine berücksichtigt werden.
Ferner kann durch den Abgriff vorverarbeiteter Signale z.B. die Bestimmung der Handposition (oder Handanspannung) eines Fahrers, mittels Analyse der Muskelsinn-Nervenimpulse, oder auch eine Information darüber, ob es dem Fahrer z.B. -subjektiv - zu kalt oder zu warm ist, realisiert werden. Letzteres kann selbst durch Analyse des Zustandes der Hautporen und/oder der anliegenden Nerven erfolgen.
Somit kann ein Datenbypass (nach Terminologie der Informationstechnik) eingerichtet werden, um einen schnelleren und noch nicht durch den Menschen interpretierten Datenstrom informationstechnisch zu verarbeiten. Der resultierende Zugewinn an Geschwindigkeit begründet sich mit einer Informationsübertragung, die schneller als die biologische Datenübertragung stattfinden kann und ggf. mit dem Entfall der Zeit für die Urteilsbildung die eine unterschiedliche nicht im Voraus bekannte Zeit in Anspruch nehmen kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, bei der Bedienung der Maschine zwischen den wahrnehmungspsychisch beeinflussten und unbeeinflussten Wahrnehmungen und/oder Regungen des Menschen zu unterscheiden.
Weiter vorteilhaft ist es, dass die Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale des Gleichgewichtsystems des Menschen ausgebildet ist. Der Abgriff kann durch die Auswertung der neuronalen Impulse entsprechender Nervenzellen, Nerven und/oder physikalisch, mittels sensorbasierter Auswertung der Knochenposition ausgestaltet sein. Mittels der Auswertung dieser Daten können eine Reihe vorteilhafter Anwendungen realisiert werden, insbesondere solche, die mit einer Raumwahrnehmung des Menschen in einem Fahrzeug zusammenhängen. Z.B. kann somit auch eine Art Tracking der aktuellen Kopfposition eines Fahrers realisiert werden. Diese kann zur Adaption der Rückhaltesysteme eines Fahrzeuges, z.B. eines Airbagsystems des Fahrzeuges auf die Position und/oder Beschleunigung des menschlichen Kopfes vor und/oder während eines Crashs oder sonstiger physikalischen Einwirkung genutzt werden.
Ferner vorteilhaft ist, dass das System eine Regelungsschleife umfasst, die mindestens eine Aktuatorik der Maschine derart regelt, dass ein aus dem Informationssystem des Menschen gewonnene, subjektive Empfindung einer bestimmten Wahrnehmung als Stellgröße der Regelung dient.
Somit kann ein Regelkreis zur Steuerung der Maschine gebildet werden, bei dem die von der Erfassungsvorrichtung erfassten Informationen und/oder ein daraus abgeleiteter Wert für eine bestimmte Wahrnehmung als eine Stellgröße berücksichtigt werden. Somit kann auch ein Regelkreis gebildet werden, der die Aktuatorik der Maschine derart steuert, dass ein bestimmtes Sollverhalten, z.B. ein bestimmter Grenzwert, der von der Erfassungsvorrichtung erfassten Werte z.B. eingehalten und/oder nach einer vorgegebenen Funktion verändert wird.
Z.B. kann die Klimaanlage eines Fahrzeuges derart gesteuert werden, dass ein konstanter vorgegebener Wert für das Wärmeempfinden eines und/oder jedes Menschen gehalten wird. Insbesondere kann so die Klimaanlage als die zu steuernde Maschine auf die Wärmeempfindung durch die Hautnerven (vorverarbeitete Information), auf die subjektive Wärmempfindung (Anhand entsprechender Aktivierungsmuster im Gehirn) oder auf einen dazwischen liegenden Wert eingestellt sein.
Die Regelung dieses Wertes, der sich typischerweise von der objektiv gemessenen Temperatur unterscheidet, ist für das Wohlbefinden des Menschen gegenüber der Regelung der objektiven Temperatur von Vorteil. Somit kann die Regelung die Stellgröße sowohl bei der Änderung physikalischer Randbedingungen als auch bei Änderungen des subjektiven Wahrnehmens nachführen.
Ferner von Vorteil ist es, dass die Erfassungseinheit ausgebildet ist, Informationen wenigstens zweier Menschen zu erfassen, und die Auswertungseinheit ausgebildet ist, aus den erfassten Informationen von wenigstens zwei Menschen auf eine Gefahrensituation zu schließen. Die gemeinsame Gefahrensituation kann dabei insbesondere als eine Summe oder Schnittmenge der Wahrnehmungen einzelner Personen, z.B. im Bezug auf bestimmte Raumteile, ausgestaltet sein. Eine derartige Karte entfaltet ihren Vorteil insbesondere bei der Interaktion mit sehr komplexen Maschinen, für deren Bedienung mindestens zwei Bediener erforderlich sind. In bestimmten Fällen ist es ausreichend, wenn ein Objekt, Raumteil, Signalgeber bzw. eine bestimmte Kombination der Wahrnehmungen von mindestens einem Menschen wahrgenommen wird, in anderen bestimmten Fällen ist es wiederum notwendig, dass diese von einer bestimmten Mindestzahl an Personen wahrgenommen wird. Durch die Bildung einer Wahrnehmungskarte kann erkannt werden, ob eine z.B. zur Bedienung einer Maschine notwendige Wahrnehmung der Umgebung durch die Benutzer hinreichend gewährleistet ist. Z.B. kann geprüft werden, ob alle zur Steuerung eines Fahrzeuges relevanten Raumteile jeweils durch mindestens einen Menschen wahrgenommen werden.
Eine auf diese Art gebildete fusionierte Wahrnehmungskarte und/oder interpretierte Bedienentscheidung kann zur weiteren Verwendung mit entsprechenden Wahrscheinlichkeiten oder Gewichtungen der Stärke einzelner Wahrnehmungen bzw. Bedienentscheidungen versehen werden.
Vorteilhafterweise kann somit eine nahezu vollständige Fusion zwischen den Wahrnehmungsbereichen oder Bedienentscheidungen, z.B. Steuerungsentscheidungen und/oder Regelungsentscheidungen mehrerer Personen erfolgen, wobei die zu steuernden Funktionen je nach dem aktuellen Wahrnehmungsumfeld automatisch gesteuert werden.
Somit erfolgt eine erfindungsgemäße Verlagerung und Automatisierung der Abstimmung der Steuerungs- bzw. Regelungsentscheidungen mehrerer, an der Bedienung der Maschine beteiligter Personen, auf eine Datenverarbeitungsebene. Dadurch kann die Abstimmung sehr viel schneller als z.B. durch Voting mittels Bedienelementen, ausgestaltet sein. Somit wird die Steuerung von sehr schnellen Vorgängen durch mehrere Bediener erst durch das erfindungsgemäße System sinnvoll anwendbar. Die erfindungsgemäße Fusion bietet insbesondere den Vorteil, dass mit mehreren verzögerungsfrei übertragenen Bedienentscheidungen sofort ein nach vorher bestimmten Regeln abgestimmtes Ergebnis erzeugt werden kann.
Ferner vorteilhaft ist es, dass die Auswertungseinheit ausgebildet ist, um die im Informationssystem erfassten Reaktionen von mindestens zwei Sinnesorganen auf eine bestimmte Situation und/oder Ereignis und/oder Einwirkung, insbesondere eine Fahrsituation, zu verrechnen und um daraus auf die Wahrnehmung zu schließen und/oder die Wahrnehmung zu interpretieren. Insbesondere kann somit zumindest ein interpretierter Steuerungsbefehl zur Steuerung der Maschine abgeleitet werden. Die Erfassung kann auch mittels mehrer Erfassungsvorrichtungen erfolgen.
Der Mensch bildet sein Urteil über seine Umwelt, insbesondere über ein Ereignis oder eine Situation, fast immer mittels mehrerer Sinnesorgane. Abhängig von der Information aus verschiedenen Sinnesorganen welche an die Nervenzentren bzw. an das Gehirn gemeldet werden, werden die einzelnen Reaktionen im Gehirn des Menschen gegenseitig plausibilisiert und ein gesamtes, bewusst wahrgenommenes Urteil gebildet, wobei eine Information aus einem Sinnesorgan dabei ignoriert werden kann, ohne dass es dem Menschen bewusst ist. Dies ist ein häufiger Grund für Sinnestäuschungen, die sehr viel häufiger vorkommen, als es den Menschen im Allgemeinen bewusst ist. Dabei wird eine an sich eindeutige und durch ein Sinnesorgan korrekt erfasste Wahrnehmung, die aber zu den anderen Wahrnehmungen laut der im Gehirn eingelernten Logik nicht passt bei der Urteilsbildung im Gehirn als unplausibel im Vergleich zu einer anderen Empfindung angesehen und ausgefiltert, sodass diese nicht oder in einer angepassten Form bewusst wahrgenommen wird. Alternativ kommt es in bestimmten Fällen zu mehreren unterschiedlichen periodisch ineinander übergehenden Urteilsbildungen bzw. Wahrnehmungen.
Z.B. kann es, unter Einwirkung einer Beschleunigung auf den Menschen, was insbesondere durch das vestibuläre System erfasst wird, in Kombination mit der visuellen Wahrnehmung von Formen, Objekten etc. die nach der Erfahrung des Menschen eine bestimmte Richtung kennzeichnen, z.B. der Himmel, der Horizont etc., zu Sinnestäuschungen und Orientierungsverlust kommen.
Mit einer erfindungsgemäßen, maschinell durchgeführten Fusion der Daten von verschiedenen Sinnesorganen nach einer vorgegebenen Art, insbesondere mittels vorgegebener auf die Steuerung der Maschine optimierter Algorithmen, können die Wahrnehmungssynergien aus mehreren Sinnesorganen zum Vorteil der Steuerung einer Maschine genutzt werden und/oder die Plausibilisierung der Signale aus verschiedenen Sinnesorganen durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann eine Plausibilisierung der Signale aus verschiedenen Sinnesorganen in einem künstlichen Rechensystem stattfinden und zur Kompensation gegenseitiger Störungen und/oder der Erhöhung der Aussagewahrscheinlichkeit einer Entscheidung dienen.
Vorteilhafterweise kann bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen künstlichen Fusion eine schnelle automatische Plausibilitätsprüfung der Wahrnehmungen und/oder einer Steuerungs- bzw. Regelungsbedienentscheidung etc. erfolgen. Ferner vorteilhaft ist das Ausfiltern von bekanntermaßen unrichtigen, widersprüchlichen bzw. schädlichen Befehlskombinationen aus den Daten, die die Maschine letztendlich steuern. Diese können als solche z.B. mittels eines Vergleichs mit einer Datenbank identifiziert werden. Vorteilhafterweise können bei der erfindungsgemäßen Fusion die Vorteile der menschlichen Wahrnehmung mit den Vorteilen eines z.B. objekterkennenden Systems, z.B. eines Kamerasystems, sinnvoll kombiniert werden.
Ferner vorteilhaft ist eine Fusionsvorrichtung, die ausgebildet ist, um eine datenverarbeitungstechnische Fusion durchzuführen. Dabei wird eine, aus dem Informationssystem von mindestens einem Menschen gewonnenen Wahrnehmung und/oder Wahrnehmungskarte und/oder Bedienentscheidungen mit der von mindestens einem automatischen System kommenden Umfeldsensierung, insbesondere Umfeldinterpretation und/oder automatisch errechneten Bedienaktionen, insbesondere einen Aktionsvorschlag, fusioniert.
Somit kann bei der Bedienung der Maschine eine Teilung der Aufgaben zwischen Mensch bzw. mehreren Menschen und automatischen Vorrichtungen erfolgen, bei der der Beitrag jedes Bedieners, z.B. Mensch, Tier oder automatisches System, zur Steuerung der Maschine nach vorgegebenen Algorithmen berücksichtigt wird. Jeder Bediener kann somit, z.B. je nach seiner aktuellen Wahrnehmungsfähigkeit und Befugnis, zur Steuerung bestimmter Funktionen der Maschine und je nach Art des Befehls etc. an der Bedienung der Maschine beteiligt sein. Die Priorität eines Bedieners kann dabei in Abhängigkeit von der Art der Wahrnehmung, von der aktuell zu erwartender Fehlerwahrscheinlichkeit und/oder von der Art der Bedienentscheidung abhängen. So erhält z.B. die Wahrnehmung des Fahrers am Tage die höchste Priorität und bei Nacht kann das Night-Vision-System mit einer automatischen Interpretation der Fahrsituation, z.B. bei der Auswahl eines Ausweichmanövers, die höchste Priorität erhalten.
Weiter von Vorteil ist, dass das Steuerungssystem eine Datenbank umfasst, die die Speicherung von Mustern und Musterkombinationen neuronaler Impulse und/oder hormoneller Signale umfasst. Wobei die Auswertungseinheit ausgebildet ist, die erfassten verarbeiteten und/oder vorverarbeiteten neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale mittels der Datenbank zu klassifizieren und/oder zu interpretieren, um insbesondere darauf zu schließen, ob bestimmte Reize bewusst oder unbewusst wahrgenommen werden.
Es ist z.B. hinreichend bekannt, dass bei einer bestimmten Kombination der empfundenen Reize das menschliche Gehirn - oder das Gehirn eines bestimmten Menschen - überlastet ist und/oder fehlerhafte Entscheidungen erzeugt. Insbesondere betrifft dies die subjektiv empfundenen Reize. Anhand der allgemeinen oder speziell dafür erforschten Eigenschaften menschlicher Wahrnehmung und Eigenschaften, insbesondere bei der Entscheidungsfindung, können im Falle spezieller Muster subjektiver Reize auch darauf angepasste Lösungen aktiviert werden.
Vorteilhafterweise kann sich das System einer Datenbank von den gespeicherten oder indizierten Kombinationen von verarbeiteten und/oder vorverarbeiteten Informationen, die einer Interpretation der Richtigkeit und/oder Subjektivität seiner Entscheidung, insbesondere einer kognitiver Regung, dient, bedienen. Erfindungsgemäß werden dabei die speziellen Eigenschaften eines (bestimmten) Menschen im Trainingsprozess, z.B. in einem Simulator, gesammelt und bei der Steuerung der Maschine nach dem Verfahren berücksichtigt. Somit kann die Bedienentscheidung mittels einer Datenbank erfolgen, die die Kombinationsmuster bestimmter Reize referenziert. Bevorzugt kann die Datenbank personenspezifisch sein und mittels eines Simulators erstellt sein. Damit können die kritischen Reizkombinationen als solche erkannt werden.
Weiter von Vorteil ist, dass das Steuerungssystem derart ausgestaltet ist, dass die neuronalen Impulse und/oder hormonelle Signale die als Auslöser biomotorischer Vorgänge im menschlichen Körper fungieren, als Signal zur Steuerung der Maschine und/oder als Aktivierungssignal für die von der Maschine automatisch ermittelten Bedienvorschläge eingesetzt werden. Insbesondere können hierfür die neuronalen Signale benutzt werden, die zur unmittelbaren Ansteuerung bestimmter Muskelgruppen dienen. Der Vorteil resultiert in einer schnelleren Erkennung der Regung, als dies durch die Erfassung der Muskelbewegung möglich ist. Die Zuordnung der aus dem Informationssystem des Menschen erfassten Information zu bestimmten Regungen kann mittels eines automatischen Vergleichs mit einer Datenbank geschehen.
Insbesondere können die mit der Erfassungseinheit erfassten neuronalen Impulse, die das Blinzeln der Augenlieder, insbesondere ein Blinzeln der Art, wie es beim schnellen Herannahen der Objekte an den Menschen instinktiv ausgelöst wird, als ein Steuerungssignal bei der Steuerung eines Fahrzeugsystems, insbesondere eines Rückhaltesystems z.B. bei erkannter drohender Gefahr, dienen.
Der Adrenalinspiegel wird vorteilhaft auch in Verbindung mit der Erkennung einer Stress und/oder Gefahrensituation, insbesondere einer durch den Menschen empfundener Gefahrensituation, insbesondere der Gefahrensituation die mit der Bewegung des Fahrzeuges zusammenhängt, genutzt.
Ferner umfasst vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, in welches das soeben beschriebene System implementiert ist. Die bereits beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems finden insbesondere auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs Anwendung.
Ferner vorteilhaft ist, dass bei dem Steuerungsvorschlag für das Fahrzeug und/oder bei einer Steuerung eines Rückhaltesystems eine aktuelle maximale Belastung des Menschen berücksichtigt wird. Fahrzeuge können gegenwärtig deutlich höhere Beschleunigungswerte erzeugen, als sie der Fahrer bzw. Pilot vertragen kann. Der aktuell zulässige Wert, z.B. Beschleunigungswert für einen Piloten, variiert stark in Anhängigkeit von den vorangegangenen körperlichen Belastungen sowie von aktueller körperlicher und psychischer Verfassung, Stress, etc.
Insbesondere kann ein Manöver, insbesondere ein Ausweichmanöver eines Fahrzeuges, z.B. eines Rennwagens oder Flugzeuges, derart gesteuert werden, dass ein zum jeweiligen Zeitpunkt zulässiger Belastungswert, insbesondere das automatisch ermittelte Schmerzempfinden oder ein Grenzwert des Reizempfindens bei dem noch keine akute Reizüberflutung und/oder Störung des Urteilsvermögens des Piloten passiert, nicht überschritten wird. Der maximale Belastungswert kann mittels des Verlaufs neuronaler Impulse und/oder hormoneller Signale, insbesondere als Reaktion auf den von der WFBV erzeugten Reiz, ermittelt werden.
Als Maß für das Erreichen bzw. Überschreitung bestimmter Belastungsgrenzen des Menschen können die gegenüber dem unbelasteten Zustand des Menschen veränderten Parameter der in seinem Informationssystem identifizierten Reaktion auf den von WFBV erzeugten Reiz dienen. Z.B. kann die veränderte oder fehlende Erzeugung bestimmter Aktivierungsmuster im Gehirn, durch bestimmte mit der WFBV erzeugte Reize oder ein verändertes Zeitintervall bis zur Erscheinung dieser, als Kriterium für eine Überlastung und insbesondere auch zur Senkung der auftretenden Belastung durch automatische Regelung des Manövers dienen.
Somit kann die Effizienz eines Manövers erhöht werden, weil dieses zumindest z.T. derart gesteuert werden kann, dass die maximal auftretende Belastung automatisch auf einen erfindungsgemäß bestimmten aktuellen Wert begrenzt wird. Somit kann ein Manöver des Fahrzeuges, insbesondere ein automatisch eingeleitetes Ausweichmanöver oder eine Notbremsungsvorgang oder eine Aktion der Systeme der aktiven und/oder passiven Sicherheit, derart adaptiv gesteuert werden, dass eine maximale Wirkung des Manövers erzielt wird, ohne allerdings die für den Piloten aktuell gültigen Belastungsgrenzen, insbesondere Peakwerte und/oder integrale Werte der Belastungen z.B. für das aktuelle Ausweichmanöver, zu überscheiten.
Durch die Kenntnis der vorausberechneten Belastungsgrenzen und einer geregelten Annäherung an diese unter der Einbeziehung der aus dem Informationssystem des Menschen gewonnenen Werte, insbesondere der Informationen über das momentane Schmerzempfinden und/oder die aktuelle Urteilsfähigkeit des Gehirns, kann das Manöver, z.B. Querdynamik oder Längsdynamik eines Fahrzeuges, derart innerhalb der vorgegebenen Rahmen gesteuert werden, dass die Wirksamkeit des Manövers bei Nichtüberschreitung der Belastbarkeitswerte maximiert wird.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerung bzw. Regelung der Rückhaltesysteme eines Fahrzeuges, z.B. eines Gurtstraffers vor oder während einem Crash, kann das Rückhaltesystem derart angesteuert werden, dass ein erfindungsgemäß erfasster Peak und/oder Integralwert der Belastung nicht überschritten wird. Somit kann eine maximale Wirksamkeit der Rückhaltesysteme erreicht werden.
Bei einer Gefahrensituation, insbesondere solcher die mit der Bewegung eines Fahrzeuges zusammenhänget, z.B. bei einer drohenden Kollisionen, wird im Informationssystem des Menschen eine Reihe von Vorgängen ausgelöst, die erfasst, als kennzeichnend für eine Gefahrensituation, insbesondere kennzeichnend für eine drohende Verletzungsgefahr, erkannt und an die Maschine übermittelt werden. Somit kann die Maschine automatische Aktionen einleiten, die einer mit hoher Wahrscheinlichkeit bevorstehenden bzw. erwarteten Gefahrensituation, insbesondere Gefahrensituation mit bestimmten Folgen für den Menschen und/oder Maschine, entgegenwirken oder ihre Folgen mindern. Insbesondere kann dabei die Gefahrensituation räumlich und/oder zeitlich eingegrenzt werden und/oder das Bedrohungspotential der Gefahr quantifiziert werden.
Die Erkennung der Gefahrensituation kann erfindungsgemäß insbesondere dafür benutzt werden, um Aktionen einzuleiten, die zeitlich vor einer bewussten Steuerungs- und/oder Regelungsentscheidung des Menschen eingeleitet werden. Ein automatisch ermitteltes Maß für das Bedrohungspotential kann z.B. zur Anpassung der Gegenmaßnahmen ausgewertet werden.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Aktuatorik des Fahrzeugs, die ausgebildet ist, anhand der erfindungsgemäßen Erfassung der durch den Menschen wahrgenommenen Gefahrensituation, eine zur Vermeidung und/oder Minimierung der Gefahr dienende Aktion durchzuführen und bevorzugt das Fahrzeug in einen Pre-Crash-Zustand zu versetzen.
Dadurch können bei erkannter Gefahrensituation, insbesondere einer Pre-Crash-Situation das Fahrzeug auf den Crash vorbereitet werden und/oder Maßnahmen bzw. Reaktionen zur Crashvermeidung und/oder Minderung der Folgen eines Crashs eingeleitet werden. Ein Pre-Crash-Zustand kann auch Maßnahmen während eines Crashs beinhalten, insbesondere eine adaptive Steuerung der Rückhaltesysteme des Fahrzeuges je nach Unfallverlauf und nach der erfindungsgemäß erfassten Information über die Gefahrensituation.
Vorteilhafterweise kann der Pre-Crash-Zustand auch darin bestehen, die Ressourcen des Fahrzeuges zum Entgegenwirken der Gefahrensituation freizustellen und/oder zu aktivieren. Dabei kann es sich um Freisetzung der Energieressourcen des Fahrzeuges, z.B. für eine automatische Einleitung eines sog. Kickdown oder zur Betätigung der Rückhaltesysteme, handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um die Freisetzung oder Aktivierung von Rechenressourcen des Fahrzeuges handeln. Dabei können z.B. nicht unbedingt benötigte Rechenprozesse beendet werden, damit die maximale Rechenleistung, z.B. für die Verarbeitung der zu erwartender Bedienentscheidungen des Menschen durch Bedienelemente des Fahrzeuges und /oder von der Fahrzeugsensorik, zur Verfügung steht. Insbesondere ist es vorgesehen, die Agilität des Fahrzeuges temporär aber im besonderen Maße, insbesondere für die geschätzte Dauer der Gefahrensituation, zu erhöhen. Dies kann ebenfalls temporär auf Kosten des Komforts und/oder des wirtschaftlichen Fahrens, z.B. durch die Freisetzung der Elektroenergie für einen Kickdown, erfolgen. Z.B. kann dabei auch eine Gas- oder Hydraulikfederung des Fahrzeuges abgesenkt werden, da das Fahrzeug dann schneller Bremsen und/oder ausweichen kann, sollte der Fahrer und/oder die automatischen Systeme des Fahrzeuges sich für ein solches Manöver entscheiden.
Insbesondere kann ein Pre-Crash-Zustand solche Maßnahmen beinhalten, die an sich genommen nicht zu kritischen Ereignissen führen. Daraus resultiert der Vorteil, dass dieser Zustand mittels des erfindungsgemäßen Systems zwar frühzeitig eingeleitet wird, aber an sich keine kritischen und/oder unumkehrbaren Folgen hat.
Außerdem können die Rückhaltesysteme des Fahrzeuges wie z.B. Airbag, Gurtstrammer oder Aktuatorik, die einen Fußgänger beim Zusammenstoß mit dem Fahrzeug auffangen kann, bestätigt oder auf eine Betätigung durch automatische Systeme des Fahrzeuges vorbereitet werden.
Ferner vorteilhaft ist ein Warnsignalgeber im Fahrzeug, der ausgebildet ist, bei erkannter Gefahrensituation, insbesondere einer Kollisionsgefahr und/oder einer Pre-Crash-Situation ein Warnsignal zu geben. Ein Warnsignal kann z.B. lichttechnisch und/oder akustisch ausgestaltet sein und kann auch räumlich gezielt wirksam sein. D.h. die Signalwirkung kann im Wesentlichen nur einen ausgewählten Raumpunkt, Raumwinkel und/oder ein ausgewähltes Objekt betreffen, insbesondere einen solchen Raumpunkt, auf den ein Mensch aufmerksam gemacht werden soll.
Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal auch drahtlos, z.B. an ein anderes Fahrzeug oder eine Infrastrukturvorrichtung, übermittelt werden. Dieses Warnsignal kann somit z.B. auch die Koordinaten des Fahrzeuges und eine Information über die drohende Gefahr beinhalten. Z.B. kann beim erfindungsgemäßen Erkennen einer Kollisionsgefahr mit einem schnell herannahenden Fahrzeug automatisch die Warnblinkanlage des Fahrzeuges aktiviert werden.
Weiterhin bevorzugt ist es, dass bei einer erfindungsgemäß erkannten Gefahrensituation, ein System des Fahrzeugs wenigstens einen Steuerungsbefehl und/oder Regelungsbefehl des Menschen vorwegnimmt und/oder verändert.
Dies eröffnet eine weitere Möglichkeit die Zeit bis zu einer bewussten Bedienentscheidung des Menschen, z.B. die sogenannte Schrecksekunde, zur Vermeidung einer Gefahrensituation oder Minderung ihrer Folgen zu nutzen.
Das bedeutet, dass im Falle, wenn der Fahrer in den ersten Bruchteilen einer gefährlichen Situation, z.B. wegen der Überforderung keine oder keine sinnvollen Steuerungsbefehle an die Maschine gibt, insbesondere wenn eine durch die Sensorik des Fahrzeuges erfasste Gefahrensituation vorliegt, oder aber, dass sein Nervensystem z.B. kurzzeitig versagt bzw. in einen Schock - oder Panikzustand gerät, was an den entsprechenden Impulsen erkannt werden kann, das Fahrzeug z.B. automatische Entscheidungen über die Reaktion auf diese Situation treffen kann. Z.B. kann das Fahrzeug automatisch ein Ausweichmanöver einleiten oder Bremsen und/oder eine automatische Bremsung einleiten z.B. falls kein automatisches Ausweichmanöver möglich ist. Auch durch eine Einsparung von 0,5 sec, die sich dadurch ergibt, können die Unfallfolgen deutlich milder ausfallen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Steuerungssystem für Unterscheidung von Hindernissen zwischen den Klassen Menschen / Nichtmenschen geeignet, weil sich entsprechende gedankliche und instinktive Vorgänge sehr stark voneinander unterscheiden.
Dies kann als Maßnahme zur Unfallvermeidung ausgestaltet sein, die auf einer Veränderung der vom Fahrer abgerufenen Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeuges basiert, sowie eine Notbremsung und/oder eine automatische Einleitung eines Ausweichmanövers oder eine automatische Korrektur eines vom Fahrer eingeleiteten Ausweichmanövers vorsieht.
Die Erfindung umfasst zusätzlich ein Verfahren zur Erkennung einer gefährlichen Situation mit den folgenden Schritten: Erfassen einer Information aus einem Informationssystem wenigstens eines Menschen, insbesondere als neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale und/oder Stoffwechselvorgänge im Nervensystem, und Erkennen einer Gefahrensituation aus der erfassten Information, insbesondere eine Gefahrensituation in Zusammenhang mit einer Bewegung eines Fahrzeuges.
Die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System diskutierten Ausbildungen finden sinngemäß auf das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung und kommen auch im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft zum Einsatz.
Die Erfindung kann insbesondere den behinderten Menschen die Bedienung einer Maschine ermöglichen bzw. erleichtern. Basierend auf dem Funktionsprinzip dieser Erfindung können aber auch neue Sportarten und/oder kommerzielle Wettkämpfe etabliert werden.
Die Unteransprüche des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens zeigen ebenso vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs bzw. des erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs auf. Deren Vorteile sind bereits in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System entsprechend erläutert worden.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße System bzw. das entsprechende Verfahren aufgrund der gesetzlichen oder landesspezifischen Vorgaben sowie aufgrund von ethischen Prinzipien abweichend gestaltet werden.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung.
Im Folgenden werden, unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung, erfindungsrelevante ausgewählte Teilaspekte des erfindungsgemäßen Steuerungssystems, des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Dabei zeigt

1 eine Darstellung einer konventionellen Steuerung einer Maschine nach Stand der Technik,
2 eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife,
3 eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife unter Berücksichtigung der Umsetzung komplexer Befehle durch virtuelle Bedienelemente/Bedienflächen,
4 eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife unter Berücksichtigung des Zugriffs durch den Menschen auf virtuelle Bedienelement, z.B. Bedienflächen,
5 eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife mit teilweiser Auflösung einer herkömmlichen Regelungsschleife unter Einbeziehung des Nervensystems eines Menschen,
6 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Fusion verschiedener neuronaler Signale,
7 eine erfindungsgemäße Einwirkung auf verschiedene Raumteile mit verschiedenen Reizen, und
8 eine erfindungsgemäße Einwirkung auf ein mit einer Objekterkennungseinheit des Fahrzeuges automatisch erkanntes Objekt.

Der Wandlungsweg der Information, wie er nach Stand der Technik in 1 dargestellt wird, wird durch das erfindungsgemäße Steuerungssystem abgekürzt. Die neue, erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife zeigt 2. Wie bereits aus 1 bekannt, zeigt auch 2 den ersten Block 1, den zweiten Block 2, den dritten Block 3 und den vierten Block 4. Im Gegensatz zum Stand der Technik (1) zeigt 2 eine direkte Verbindung zwischen dem ersten Block 1 und dem vierten Block 4 in beiden Richtungen. D.h., dass die neuronalen Impulse und/oder hormonellen Signale in der Informationswandlungsschleife nach 2 direkt vom Menschen abgegriffen werden und von der Maschine interpretiert werden. Der Umweg der Information über den zweiten Block 2 und den dritten Block 3, mit ihren jeweiligen Verzögerungen/Engpässen, entfällt zumindest teilweise. Die gestrichelten Pfeile in 2 zeigen, dass der erfindungsgemäße direkte Informationsweg, vom ersten Block 1 zum vierten Block 4, den herkömmlichen Informationsweg über alle vier Blöcke nicht ausschließt, und somit beide Informationswege in einer Maschine realisiert werden können.
Die Erfassungseinheit kann z.B. die neuronalen Impulse direkt am Kopf des Menschen abgreifen. Ferner kann der Abgriff der Gedankenbefehle (neuronale Impulse, hormonelle Signale) an den Nerven, in den Muskeln auf elektrischer oder sensorbasierter Basis, oder mittels Elektroden an der Haut erfolgen. Bei einer einfacheren Realisierungsvariante ergibt sich die Einsparung der Zeit, die im dritten Block 2 aus 2 („Muskelregelungsschleife“) vergehet, indem man die neuronalen Signale, die zur Muskelbetätigung dienen, abgreift, was auch eine sehr deutliche Beschleunigung der Steuerungsvorgänge bedeuten kann. Deshalb umfassen die neuronalen Impulse und hormonellen Signale auch „neuronalen Körperoutput“, unabhängig von der Art anhand welcher physikalischen Signale diese erfasst werden. Dieser kann sowohl eine Reaktion des Fahrers als auch eine bewusste und / oder unbewusste Reaktion oder eine Regung bzw. Willensäußerung sein.
Wenn z.B. die Augen des Menschen durch einen sich annähernden Gegenstand bedroht sind, reagieren die Augenlieder mit der Geschwindigkeit, die eine Reaktionsfähigkeit der Beinmuskulatur um das Vielfache übertreffen. Somit kann über das erfindungsgemäße Verfahren eine völlig neue, für die Bedienung eines Fahrzeugs ungekannte Geschwindigkeit erreicht werden, insbesondere wenn die neuronalen Impulse, die die Augenlieder steuern mit der Erfassungseinrichtung erfasst werden.
Das Problem auf das der Mensch bei der Bedienung extrem schneller technischer Vorgänge stößt, liegt vielmehr in der Reaktionsfähigkeit, die durch lange Signalübertragung der Nervenimpulse oder langer Ausbreitungszeit der Hormone zurückzuführen ist, sowie in einer langen Muskelansteuerungszeit die z.B. auf mehrfache Verschachtelung der Regelschleifen zurückzuführen ist. Ein starkes Warnsignal, wie z.B. eine unmittelbar drohende Kollision, kann erfindungsgemäß direkt durch spezifische neuronale oder hormonelle Körpersignale erkannt und die erforderliche präventive Reaktion des Systems eingeleitet werden, noch bevor der Mensch anfängt auf die Situation mit einer konventionellen Bedienaktion zu reagieren.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife unter Berücksichtigung der Umsetzung komplexer Befehle durch virtuelle Bedienelemente/Bedienflächen. In 3 ist der bereits bekannte erste Block 1 und der vierte Block 4 dargestellt. Ferner ist ein fünfter Block 5 vorgesehen, welcher visualisierte und/oder veränderliche Bedienelemente darstellt. Diese visualisierten und/oder veränderlichen Bedienelemente können mittels an sich bekannten MMI, z.B. als Touch-Screen ausgeführt werden. Die Informationswandlungsschleife aus 3 zeigt somit, wie der Mensch mit neuronalen Impulsen und/oder hormonellen Signalen direkt auf das Erscheinungsbild des Bedienelements Einfluss nehmen kann. Durch eine Betätigung der Bedienelemente mittels neuronaler Impulse und/oder hormoneller Signale entfällt die langsame Informationsweiterleitung über den zweiten Block 2 und den dritten Block 3.
Genauso kann ein virtueller Bedienregler realisiert werden. Durch die Gedankenkonzentration z.B. auf die Farbe der Einblendung, kann diese geändert werden und somit z.B. ein Vorgang bestätigt oder verworfen werden. Durch eine logisch aufgebaute Menüstruktur kann der Bediener mittels ganz simpler gedanklicher Impulse beliebig komplexe Bedienvorgänge steuern. Diese Methode erlaubt dem Nutzer eine „sofortige Interaktivität“ bei der Eingabe der Bedienbefehle, wobei der Zeitpunkt zu dem der Bedienvorgang gültig werden sollte, frei wählbar ist.
4 zeigt eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife unter Berücksichtigung des Zugriffs durch den Menschen auf virtuelle Bedienelement/Bedienflächen. 4 entspricht im Wesentlichen 3 mit dem ersten Block 1, dem vierten Block 4 und dem fünften Block 5. Im Gegensatz zu 3 ist in 4 die verstärkte Interaktion zwischen Mensch (erster Block 1) und Bedienelement (fünfter Block 5) durch einen Doppelpfeil dargestellt. Weiterhin zeigt 4 im Unterschied zu 3, wie durch einen weiteren Steuerungsbefehl die variable/virtuelle Bedieneinheit beeinflusst werden kann. D.h., dass nicht nur aus bestimmten Bedienelementen ausgewählt werden kann, sonder über die Bedienelemente komplexe Befehle an die Maschine geleitet werden. Z.B. kann ein Fahrzeug dem Fahrer ein oder mehrere durch Mittel des Fahrzeuges ermittelte vorgeschlagene Ausweichmanöver darstellen, wobei der Fahrer mittels neuronaler Impulse zwischen diesen auswählen kann. Vorteilhafterweise kann der Fahrer mittels gedanklicher Konzentration auf eine Einblendung im Head-Up-Display diese zum gewünschten Raumpunkt verschieben und somit dem Fahrzeug signalisieren, auf welche Spur das Fahrzeug ausweichen soll.
5 zeigt eine erfindungsgemäße Informationswandlungsschleife mit teilweiser Auflösung der herkömmlichen Regelungsschleife unter Einbeziehung des Nervensystems des Menschen. Dabei sind wieder die bekannten Blöcke, erster Block 1, zweiter Block 2, dritter Block 3 und vierter Block 4 zu sehen. Die direkte Pfeilverbindung zwischen erstem Block 1 und viertem Block 4 zeigt in 5 eine, zumindest teilweise, direkte Verbindung vom Mensch zur Maschine. Ein gestrichelt dargestellter Informationsweg über den zweiten Block 2 und den dritten Block 3 zeigt die Möglichkeit, interpretierte Befehle über den herkömmlichen Weg zu bestätigen.
6 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Fusion verschiedener neuronaler Signale. Dabei ist dargestellt wie die Information des ersten Sinnesorgans und des zweiten Sinnesorgans an die urteilsbildenden Gehirnbereiche geleitet werden. Zugleich werden diese Informationen mit der Erfassungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Systems erfasst. Die Datenfusionseinheit bezieht weiterhin direkt Daten aus dem urteilsbildenden Gehirnbereich und liefert Daten an eine Steuervorrichtung der Maschine. Der urteilsbildende Gehirnbereich liefert Daten über ein Gehirn-Computer-Interface an dieselbe Datenfusionseinheit und über eine konventionelle MMI an die Steuervorrichtung der Maschine. Ferner ist der Steuervorrichtung der Maschine eine Prioritätsentscheidungsfunktion vorgeschaltet.
Entsprechend 6 kann z.B. ein durch die neuronalen Impulse erfasste vorverarbeitete Information in Relation mit der aktuellen automatisch generierten Umfeldbewertung gestellt werden. Das Ergebnis derartiger Fusionen kann ebenfalls zur Einschätzung herangezogen werden, ob der Mensch auf die Situation, z.B. eine Verkehrssituation adäquat reagiert oder nicht. Damit kann entschieden werden, ob sein Denkbefehl sofort oder nach einer weiterer Bestätigung bzw. Plausibilisierung umgesetzt wird. Insbesondere können auch die durch künstliche Sensoren als Störreize identifizierten Umwelteinfüße bei der Bedienung eines Fahrzeuges automatisch registriert bzw. als solche erkannt werden. Diese können bei der Steuerung der Maschine durch den Fahrer ausgefiltert werden und/oder die durch die Störung resultierende Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Entscheidung ermittelt oder geschätzt und bei der Ausführung des Befehls berücksichtigt werden.
Die Adaption der Lebewesen auf wiederholte, permanente Reize sowie die Adaption auf ein bestimmtes Niveau der Reize ist eine geniale Erfindung der Natur. Der Mensch nimmt bewusst also hauptsächlich nur die Veränderungen wahr. Diese Filterung erfolgt hauptsächlich im Gehirn. Erfindungsgemäß können bestimmte Reize, auf die der Mensch aufgrund der Adaption z.B. nur schwach reagiert und die in der Datenfusion automatisch z.B. als relevant erkannt worden sind, bei der Steuerung einer Maschine doch noch - über den in der Erfindung beschriebenen Datenbypass - berücksichtigt werden.
7 zeigt ein Fahrzeug 6 mit einer Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung (WFBV) 7. Eine Einwirkung 8 auf verschiedene Raumteile ist in 7 durch fünf unterschiedliche Einwirkungen 8a bis 8e dargestellt. Die Einwirkungen 8a bis 8e decken ca. einen Bereich von 110° im Frontbereich des Fahrzeugs 6 ab. Die WFBV 7 wirkt also auf die unterschiedlichen Raumwinkel mit unterschiedlichen optischen Einwirkungen 8a bis 8e ein. Die Einwirkungen 8a bis 8e sind derart gewählt, dass diese unterschiedliche Reize in den Sinnesorganen und die dementsprechenden Reaktionen im Informationssystem des Menschen hervorrufen. Die Einwirkungen 8a bis 8e sind als ein raumwinkelabhängig abgestrahltes, mit den verschiedenen je nach Raumwinkel verschiedenen Pausenfolgen moduliertes Licht ausgestaltet. Die Modulation ist derart gewählt, dass diese keine wahrnehmbare Störung des Menschen hervorruft. Zugleich kann dieses Licht z.B. als Fahrlicht oder als ein Teil vom Fahrlicht ausgestaltet sein oder weiteren zusätzlichen Zwecken dienen. Die Erfassungsvorrichtung erfasst die Information aus dem Informationssystem des Menschen in Form neuronaler Impulse des Nervensystems des Fahrers. Die Auswertungseinheit, identifiziert die Reaktion des Menschen auf die Einwirkung 8 anhand der erfassten neuronalen Impulse aus dem Nervensystem des Menschen und ermittelt daraus, welche Teile des Wahrnehmungsumfeldes durch den Menschen wahrgenommen und insbesondere bewusst gesehen, wurden. Durch Analyse von Aktivitätsmustern im Nervensystem des Menschen kann zusätzlich festgestellt werden, ob bestimmte sog. Texturen, Qualitätskontraste, Farben etc. des Raumteils oder Objekts wahrgenommenen worden sind. Dies erlaubt die Aufstellung einer aktuellen Wahrnehmungskarte für einen oder mehrere Insassen des Fahrzeuges, die zur Steuerung weiterer Systeme des Fahrzeuges herangezogen wird. Es wird eine Wahrnehmungskarte erstellt, in der den einzelnen Teilen des Wahrnehmungsumfeldes (z.B. Fahrzeugaußenraum bzw. Teilen des Cockpits) die Information darüber, ob und wie gut die einzelnen Bereiche wahrgenommen werden, zugewiesen ist.
Es wird ein automatischer Vergleich zwischen einer derart erfassten Wahrnehmungskarte und den Teilen des Wahrnehmungsumfeldes, die in der aktuellen Fahrsituation (Geschwindigkeit, Art der Straße, andere, z.B. durch ein Objekterkennungssystem automatisch detektierte Verkehrsteilnehmer) für eine sichere Fahrt notwendig bzw. erwünscht sind, durchgeführt. Aus der räumlichen Verteilung und der zeitlichen Veränderung der Wahrnehmungskarte wird außerdem eine mögliche Absicht des Fahrers, z.B. ein Manöver durchzuführen, errechnet. Die Fahrerassistenzsysteme können je nach Absicht des Fahrers die Ausführung dieser Absicht oder eine automatische Assistenz zur Durchführung der Absicht des Fahrers vorbereiten oder die Durchführung absichern. Z.B. kann ein Spurwechselassistent aktiviert werden, wenn die Absicht des Fahrers die Spur zu wechseln erkannt wird.
Falls die für die Fahrsituation relevanten Raumteile, bzw. Objekte in der Wahrnehmungskarte nicht oder nur unzureichend abgebildet sind, d.h. diese werden nicht hinreichend wahrgenommen, wird die Aufmerksamkeit des Fahrers, z.B. mittels eines durch das Leuchtensystem des Fahrzeuges z.B. in die Richtung des Objekts zusätzlich abgestrahlten Lichts oder eines in die Umgebung des Fahrzeuges projizierten Symbols, beeinflusst, so dass die Aufmerksamkeit des Menschen mit diesem Licht oder Symbol beeinflusst und in Richtung des Objekts gelenkt wird.
8 zeigt das Fahrzeug 6 mit der WFBV 7 und einer Objekterkennungseinheit 10. Vor dem Fahrzeug 6 befindet sich ein Objekt 9, welches durch eine Einwirkung 8f beaufschlagt wird.. Die Objekterkennungseinheit 10 des Fahrzeuges 6 erkennt in der Umgebung des Fahrzeuges 6 das für den weiteren Verlauf der Fahrsituation relevante Objekt 9. Die WFBV 7 projiziert einen optischen Einwirkung 8f in Form eines Lichtmusters, welcher ggf. zusätzlich mit einer kurzen Pulsfolge moduliert ist auf, eine Fahrbahn in Richtung des Objekts 9.
Die Erfassungsvorrichtung erfasst die Information aus dem Informationssystem des Menschen in Form neuronaler Impulse des Nervensystems des Fahrers. Die Auswertungseinheit analysiert die neuronalen Impulse auf das Vorhandensein der Reaktion auf die von der Umgebung des Fahrzeuges reflektierten Einwirkung 8f in den erfassten neuronalen Impulsen. Bei einer identifizierten Reaktion kann darauf geschlossen werden, dass der Fahrer das Objekt 9 sehen kann.
Darüber hinaus wird die identifizierte Reaktion daraufhin geprüft, ob mindestens eine die Ortsfrequenz die in der abgestrahlten optischen Einwirkung 8f enthalten war in der Reaktion auf den Reiz 8f vorhanden ist und wie stark ausgeprägt oder verändert diese ins Informationssystem des Menschen eindringt. Es kann ein Verhältnis zwischen der Reaktion auf die Amplitude und/oder eine oder mehrere Ortsfrequenzen in der identifizierten Reaktion ermittelt und zur Auswertung der Wahrnehmung weiterverarbeitet werden. Ist z.B. die Wirkung der Amplitude durch die Impulsantworten auf die Einwirkung festzustellen, während insbesondere die hohen Ortsfrequenzen stark abgeschwächt oder nicht feststellbar sind, deutet es darauf hin, dass die Blickrichtung zwar zur Wahrnehmung eines durch die Einwirkung 8f beaufschagten Raumteils ausreicht, aber die Akkomodation der Augen für die verlässliche Erkennung der Objekte in diesem Raumteil nicht ausreicht. Beim der Auswertung der identifizierten Reaktion auf mehrere Orstfrequenzen kann somit unterschieden werden, ob die Augen des Fahrers auf nahe Objekte, auf das Head-Up-Display oder auf die unendliche Entfernung akkomodiert sind.
Dies ist an Aktivitätsmustern der Gehirnbereiche feststellbar, da die Verarbeitung der, insbesondere hohen Ortsfrequenzen, messbare Aktivitätsvorgänge auslöst. Insbesondere der Grad der Eindringung der Reaktion bzw. Stellen des Nervensystems an welchen die Reaktion detektierbar ist wird analysiert. Daraus ermittelt die Auswertungseinheit ob die Augen des Fahrers auf das Objekt 9 hinreichend akkomodierten waren. Bei nicht hinreichend akkomodierten Augen sind hohe Ortsfrequenzen des Lichtmusters nicht wahrnehmbar. In diesem Falle wird automatisch darauf geschlossen, dass der Fahrer, das Objekt 9 (den Fußgänger) mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht als solchen erkennen konnte. Durch eine automatische Warnung und/oder den automatischen Eingriff der Sicherheitssysteme oder Fahrerassistenzsysteme kann eine sich daraus ergebende Gefahrensituation vermieden werden.
Das erfindungsgemäße System kann bei einer vom Menschen wahrgenommenen Gefahrensituation ein Signal, insbesondere ein drahtlos übertragenes Signal z.B. an andere Personen oder Infrastrukturvorrichtungen senden. Das Signal kann dabei zusätzlich weitere Informationen, insbesondere solche, die unmittelbar mit der erkannter Wahrnehmung zusammenhängen beinhalten. Das Signal kann z.B. die aktuellen Koordinaten, eine Klassifikation der erkannten Wahrnehmung und/oder Gefahrensituation etc. beinhalten.
Das erfindungsgemäße System kann zumindest teilweise zusammen mit einem Mobiltelefon ausgestaltet sein oder in einem Mobiltelefon verbaut sein. Die automatisch erkannte Gefahrensituation kann dabei automatisch mittels des Resceivers des Mobiltelefons gesendet werden. Auch der erfindungsgemäß erkannte Bedienwunsch des Menschen kann darin bestehen, ein drahtloses Signal mit bestimmten Informationen zu versenden. Das Absenden der Information aus einem erfindungsgemäßen Fahrzeug kann z.B. mittels des an sich aus dem Mobilfunk bekannten Fahrzeugtransceivers erfolgen.
Ferner kann durch den Abgriff vorverarbeiteter Informationen der Muskelsinn-Nervenimpulse die Bestimmung der aktuellen räumlichen Position der Körperteile z.B. Handposition und/oder Anspannung bestimmter Muskeln bzw. Muskelgruppen erfolgen. Somit kann die Körperposition z.B. des Insassen des Fahrzeuges erkannt und bei der Steuerung eines Fahrzeuges berücksichtigt werden.
Des Weiteren kann durch den Abgriff vorverarbeiteter Informationen, z.B. von Hautnerven, eine Information darüber gewonnen werden, ob es dem Menschen - subjektiv - zu kalt oder zu warm ist. Letzteres kann selbst durch Analyse des Zustandes der Hautporen und/oder der anliegenden Nerven erfolgen. Somit eröffnet sich die Möglichkeit, dass auch Dinge, die z.B. aufgrund einer anderweitigen Beschäftigung des Nervensystems übersehen bzw. in bestimmten Fällen verdrängt werden, doch noch automatisch registriert werden. Diese gewonnenen Informationen können z.B. bei der automatischen Steuerung der Maschine, z.B. in einem Fahrerassistenzsystem berücksichtigt werden.
Das Erkennen der Gefahrensituation, insbesondere einer Pre-Crash-Situation, kann auch mittels der Auswertung der Muskelanspannung oder der elektrischen Leitfähigkeit des Körpers erfolgen. Beides ist erfassbar. Selbst die elektrische Leitfähigkeit vom Gewebe steht bekannter Weise in Abhängigkeit vom momentanen Stressfaktor bzw. subjektiver Gefahrempfindung eines Menschen. Auch die neuronalen und/oder hormonellen Impulse zeigen bestimmte Muster die erkannt werden können, z.B. ändert sich unter Anderem ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung bedient sich technischer Mittel, die derzeit verfügbar oder realisierbar sind, ist allerdings nicht auf diese beschränkt.
Ferner vorteilhaft ist es, alternativ oder zusätzlich die Information aus weiteren Teilen des Informationssystems des Menschen zu erfassen und diese entsprechend dem Funktionsprinzip der Erfindung zur Erfassung der Wahrnehmung und/oder Bedienung einer Maschine zu nutzen. Insbesondere ist es ist allgemein bekannt, dass sich die Information die der aktuellen Verfassung und Emotionen eines Menschen sowie die dem Menschen unbewusst bekannten Informationen, z.T. aber auch die empfundenen Reize sich unter Anderem auch in seinem sogenannten Biofeld widerspiegelt.
Zum Informationssystem des Menschen im Sinne dieser Erfindung zählt auch die Information des Biofeldes des Menschen, insbesondere muskuläre und organische Bioenergetik, das Informationsfeld des interzellulären vegetativen Grundsystems und die Strahlungsfelder des Zentralnervensystems sowie die Information, die durch die sogenannten Microtubuli-Zellen übertragen wird.
Die Erfassung der Information aus dem menschlichen Biofeld und/oder seine Veränderung, z.B. in Abhängigkeit von Reizen, kann insbesondere mit den Methoden der Radionik oder Bioelektrografie und/oder als Scanning mittels hochfrequenter Wechselströme hoher Spannung im Nahbereich des Körpers, insbesondere als Scanning elektrischer Entladungsströme, z.B. als Terminapunktscanning, ausgestaltet sein.

Claims

System zur Erkennung einer Gefahrensituation, umfassend eine Erfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine Information aus einem Informationssystem wenigstens eines Menschen, insbesondere als neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale und/oder Stoffwechselvorgänge im Nervensystem, zu erfassen, eine Auswertungseinheit, die ausgebildet ist, aus der erfassten Information eine Gefahrensituation, insbesondere eine Gefahrensituation in Zusammenhang mit einer Bewegung eines Fahrzeuges, zu erkennen, und eine Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung, die ausgebildet ist, eine Einwirkung auf einen relevanten Teil eines Wahrnehmungsumfeldes des Menschen zu nehmen, wobei durch die Einwirkung auf das Wahrnehmungsumfeld ein Reiz in einem Sinnesorgan des Menschen ausgelöst oder verändert wird, und wobei die Auswertungseinheit ausgebildet ist, eine Reaktion des Informationssystems des Menschen auf die Einwirkung anhand der erfassten Informationen zu identifizieren und/oder auf eine Wahrnehmung des relevanten Teils des Wahrnehmungsumfeldes zu schließen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Darstellungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um mindestens eine Gefahrensituation anzuzeigen und/oder um mindestens einen Steuerungsvorschlag für eine Maschine darzustellen.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gefahrensituation und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag über eine Auswertung einer Betätigung eines Bedienelements bestätigbar sind und/oder mindestens eine Gefahrensituation und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag mittels der erfassten Information bestätigbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Referenzierungseinheit, die ausgebildet ist, mittels der identifizierten Reaktion, eine Bedienentscheidung des Menschen zu interpretieren und/oder einen Bezug zwischen der Bedienentscheidung des Menschen und der Umgebung herzustellen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung der Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung einen speziellen Satz und/oder eine Sequenz von Reizen auslöst, welche durch ein exterorezeptives Empfinden des Menschen wahrnehmbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Identifizierung der Reaktion auf erzeugte Einwirkungen auf einen Verlauf einer Aufmerksamkeit und/oder auf eine Absicht des Menschen geschlossen wird.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzierungseinheit ausgebildet ist, eine bewusst gewordene Wahrnehmungen und/oder bewusst gewordene Bedienentscheidung von einer nicht bewusst gewordenen Wahrnehmungen und/oder nicht bewusst gewordenen Bedienentscheidung zu unterscheiden.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine noch nicht bewusst gewordene Regung des Menschen, insbesondere eine nicht bewusst gewordene Bedienentscheidung, zur Ausführung eines Bedienvorgangs und/oder zur Vorbereitung auf einen Bedienvorgang einer Maschine, berücksichtigt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit ausgebildet ist, um die Reaktion auf den Reiz anhand der Regelmäßigkeit und/oder Häufigkeit der neuronalen Impulse und/oder einem Verteilungsmuster von Botenstoffen zu erkennen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Objekterkennungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, ein relevantes Objekt in der Umgebung des Menschen zu erkennen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit ausgebildet ist, neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale eines Gleichgewichtsystems des Menschen zu erfassen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungsschleife mindestens eine Aktuatorik einer Maschine derart regelt, dass eine aus dem Informationssystem des Menschen gewonnene, subjektive Empfindung einer bestimmten Wahrnehmung als Stellgröße der Regelungsschleife dient.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit ausgebildet ist, Informationen wenigstens zweier Menschen zu erfassen, und die Auswertungseinheit ausgebildet ist, aus den erfassten Informationen von wenigstens zwei Menschen auf eine Gefahrensituation zu schließen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit ausgebildet ist, die im Informationssystem erfassten Reaktionen von mindestens zwei Sinnesorganen auf eine bestimmte Einwirkung zu kombinieren und daraus auf die Wahrnehmung zu schließen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Fusionsvorrichtung, die ausgebildet ist, eine datenverarbeitungstechnische Fusion der Wahrnehmung und/oder einer Wahrnehmungskarte mit Daten von einer automatischen Umfeldsensierung durchzuführen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit ausgebildet ist, um neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale, welche als Auslöser biomotorischer Vorgänge im menschlichen Körper fungieren, zu erfassen.
Fahrzeug, umfassend ein System zur Erkennung einer Gefahrensituation nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 2 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Steuerungsvorschlag für das Fahrzeug und/oder bei einer Steuerung eines Rückhaltesystems eine aktuelle maximale Belastung des Menschen berücksichtigt wird.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ausgebildet ist, um bei erkannter Gefahrensituation eine zur Vermeidung und/oder Minimierung der Gefahr dienende Aktion durchzuführen und um insbesondere das Fahrzeug in einen Pre-Crash-Zustand zu versetzen.
Verfahren zur Erkennung einer Gefahrensituation, umfassend die Schritte: - Erfassen einer Information aus einem Informationssystem wenigstens eines Menschen, insbesondere als neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale und/oder Stoffwechselvorgänge im Nervensystem, und - Erkennen einer Gefahrensituation aus der erfassten Information, insbesondere eine Gefahrensituation in Zusammenhang mit einer Bewegung eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Einwirkung auf einen relevanten Teil eines Wahrnehmungsumfeldes des Menschen mittels einer Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung genommen wird, wobei durch die Einwirkung auf das Wahrnehmungsumfeld ein Reiz in einem Sinnesorgan des Menschen ausgelöst oder verändert wird, und wobei eine Reaktion des Informationssystems des Menschen auf die Einwirkung anhand der erfassten Informationen identifiziert wird und/oder auf eine Wahrnehmung des relevanten Teils des Wahrnehmungsumfeldes geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gefahrensituation angezeigt und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag für eine Maschine dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gefahrensituation und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag über eine Auswertung einer Betätigung eines Bedienelements bestätigt werden und/oder mindestens eine Gefahrensituation und/oder mindestens ein Steuerungsvorschlag mittels der erfassten Information bestätigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der identifizierten Reaktion, eine Bedienentscheidung des Menschen interpretiert und/oder einen Bezug zwischen der Bedienentscheidung des Menschen und der Umgebung hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung der Wahrnehmungsumfeldbeeinflussungsvorrichtung einen speziellen Satz und/oder eine Sequenz von Reizen auslöst, welche durch ein exterorezeptives Empfinden des Menschen wahrgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Identifizierung der Reaktion auf erzeugte Einwirkungen auf einen Verlauf einer Aufmerksamkeit und/oder auf eine Absicht des Menschen geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine bewusst gewordene Wahrnehmung und/oder bewusst gewordene Bedienentscheidung von einer nicht bewusst gewordenen Wahrnehmungen und/oder nicht bewusst gewordenen Bedienentscheidung unterschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine noch nicht bewusst gewordene Regung des Menschen, insbesondere eine nicht bewusst gewordene Bedienentscheidung, zur Ausführung eines Bedienvorgangs und/oder zur Vorbereitung auf einen Bedienvorgang einer Maschine, berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion auf den Reiz anhand der Regelmäßigkeit und/oder Häufigkeit der neuronalen Impulse und/oder einem Verteilungsmuster von Botenstoffen erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein relevantes Objekt in der Umgebung des Menschen erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale eines Gleichgewichtsystems des Menschen erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungsschleife mindestens eine Aktuatorik einer Maschine derart regelt, dass eine aus dem Informationssystem des Menschen gewonnene, subjektive Empfindung einer bestimmten Wahrnehmung als Stellgröße der Regelungsschleife dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen wenigstens zweier Menschen erfasst werden, und aus den erfassten Informationen von wenigstens zwei Menschen auf eine Gefahrensituation geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die im Informationssystem erfassten Reaktionen von mindestens zwei Sinnesorganen auf eine bestimmte Einwirkung kombiniert werden und daraus auf die Wahrnehmung geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrnehmung und/oder eine Wahrnehmungskarte mit Daten von einer automatischen Umfeldsensierung datenverarbeitungstechnisch fusioniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass neuronale Impulse und/oder hormonelle Signale, welche als Auslöser biomotorischer Vorgänge im menschlichen Körper fungieren, erfasst werden.
Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, umfassend ein Verfahren zur Erkennung einer Gefahrensituation nach einem der Ansprüche 20 bis 35.
Verfahren nach den Ansprüchen 21 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Steuerungsvorschlag für das Fahrzeug und/oder bei einer Steuerung eines Rückhaltesystems eine aktuelle maximale Belastung des Menschen berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass bei erkannter Gefahrensituation eine zur Vermeidung und/oder Minimierung der Gefahr dienende Aktion durchgeführt wird und insbesondere das Fahrzeug in einen Pre-Crash-Zustand versetzt wird.