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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Aufmerksamkeit des Fahrers, wobei das Fahrzeug über eine Anzeigeeinheit zur Anzeige von Informationsinhalten verfügt, das Fahrzeug über eine der Anzeigeeinheit zugeordnete zentrale Bedieneinheit verfügt, das Fahrzeug über ein Mittel zur Erfassung einer Gefahr im Straßenverkehr verfügt, und das Fahrzeug über ein Mittel zur Ausgabe einer optischen oder akustischen Warnung vor einer erfassten Gefahr verfügt.
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Moderne Fahrzeuge verfügen in zunehmendem Maße über Anzeige- und Bedienmöglichkeiten. Über eine zentrale Anzeigeeinheit, die häufig im Wesentlichen mittig in der Armaturentafel und möglicherweise dem Fahrer leicht zugewandt befindlich ist, sind Informationsinhalte anzeigbar. Dies können technische Informationen, Navigationshinweise oder Entertainmentinhalte sein.
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Funktionen, die das Fahrzeug dem Nutzer bereitstellt, sind durch eine zentrale Bedieneinheit, die häufig im Wesentlichen in der Mittelkonsole und möglicherweise in der Nähe des Gangwahlschalters platziert ist, auswählbar. Eine Bedieneingabe an der zentralen Bedieneinheit kann durch Drehen oder Drücken eines Bedienschalters oder durch Berühren von Berührflächen erfolgen. Eine Bedieneingabe kann auf der Anzeigeeinheit durch eine der Bedieneingabe zugeordnete Änderung der Anzeige des Ausgabesystems optisch mitverfolgt werden.
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Die Bedienung der Bedieneinheit ist in modernen Fahrzeugen intuitiv und eingängig gestaltet, um die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht zu beeinträchtigen und den Fahrer nicht vom Verkehrsgeschehen abzulenken. Ferner können insbesondere bei einer bevorstehenden Gefahr Fahrerassistenzsysteme den Blick des Fahrers auf das Verkehrsgeschehen konzentrieren. Hierzu ermittelt das Fahrerassistenzsystem eine Gefahr im Verkehrsgeschehen und gibt bei einer bevorstehenden gefahrvollen Verkehrssituation ein Warnsignal in geeigneter Weise aus. Dies kann optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erfolgen.
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Eine Warnung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bei einem Fahrer bei einer bevorstehenden Gefahr und bei der Bedienung der Bedieneinheit mit einer möglichen Blickzuwendung zur Anzeigeeinheit das Maß an Aufmerksamkeit des Fahrers rechtzeitig vor Eintritt einer Gefahrensituation optimierbar ist.
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Aus der Schrift
DE 10 2009 009 975 A1 ist ein Verfahren bekannt, das die Aufmerksamkeit des Fahrers während einer Fahrt in Form eines Aufmerksamkeitswerts und auf Basis der Interaktion des Fahrers mit dem Fahrzeug und mit Hilfe eines Kamerasystems ermittelt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Aufmerksamkeit des Fahrers anzugeben.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Aufmerksamkeit des Fahrers gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß erfasst das Fahrzeug eine Bedienweise des Fahrers in Bezug auf die Bedienung der zentralen Bedieneinheit, ordnet der Bedienweise des Fahrers ein Ablenkungsmaß des Fahrers zu und gibt die Warnung abhängig von dem Ablenkungsmaß aus.
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Anhand der Art und Weise wie die Bedienung der zentralen Bedieneinheit durch den Fahrer erfolgt, ist ohne ein Kamerasystem und mit hoher Wahrscheinlichkeit ermittelbar, in welchem Maße der Blick des Fahrers auf die Anzeigeeinheit gerichtet und vom Verkehrsgeschehen abgewandt ist. Bei einem hohen Maß an Ablenkung kann ein Warnsignal beispielsweise bereits zu einem besonders frühen Zeitpunkt angezeigt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügt das Fahrzeug über eine Steuereinheit, von welcher der Zeitraum zwischen zwei Bedieneingaben einer Bediensequenz messbar ist. Der Zeitraum zwischen zwei Bedieneingaben wird in der Folge als Bedienpause bezeichnet.
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Eine Bediensequenz ist durch eine Abfolge von Bedieneingaben an der zentralen Bedieneinheit gegeben. Bei einem hohen Ablenkungsmaß ist der Blick des Bedieners der Bedieneinheit während der Abfolge von Bedieneingaben möglicherweise häufig und lang vom Verkehrsgesehen weggerichtet. Bei einem niedrigen Ablenkungsmaß ist der Blick des Bedieners der Bedieneinheit während der Abfolge von Bedieneingaben meist der Straße zugewandt.
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Vorzugsweise ist durch das Steuergerät zur Erfassung der Bedienweise eine mittlere Bedienpause berechenbar. Zudem ist in der Steuereinheit eine vorgegebene Kennlinie hinterlegt, die das Ablenkungsmaß mit der mittleren Bedienpause korreliert, so dass durch Steuereinheit auf Basis der Kennlinie dem Wert der mittleren Bedienpause ein Wert für das Ablenkungsmaß zuordenbar ist.
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Ein in der Fahrzeugentwicklung ermittelter Zusammenhang zwischen der mittleren Bedienpause und dem Ablenkungsmaß ist in dem Steuergerät hinterlegbar. Die Zuordnung erfolgt auf Basis des Wertes der mittleren Bedienpause. Dies bietet den Vorteil, dass ein Ablenkungsmaß des Fahrers allein durch die Bedieneinheit und das Steuergerät ermittelbar sind. Dadurch ist eine kostengünstige und einfache Lösung zur Ermittlung des Ablenkungsmaßes des Fahrers sichergestellt, die ohne ein komplexes Kamerasystem mit automatischer Gesichtsfelderkennung auskommt. Da gängige Anzeige- und Bedieneinheiten für Fahrzeug ohnehin über ein Steuergerät verfügen, ist die erfindungsgemäße Lösung sehr robust, da sie nur mit einem geringen Aufwand für die Integration Software und Integrationsaufwand von Hardware ins Fahrzeug einhergeht.
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Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung erfolgt bei einem hohen Wert des Ablenkungsmaßes die Warnung frühzeitiger und/oder die Warnung ist durch eine bessere Wahrnehmbarkeit durch den Fahrer gekennzeichnet ist.
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Dies bietet den Vorteil, dass ein vom Verkehrsgeschehen abgelenkter Fahrer frühzeitiger und deutlicher auf eine Gefahr hinweisbar ist und somit seine Aufmerksamkeit effektiver auf das Verkehrsgeschehen zurückgerichtet werden kann.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Beginn einer Bediensequenz durch eine erste Bedieneingabe gegeben. Eine Bediensequenz endet bei einem Pedaleingriff oder bei einem Lenkeingriff oder bei einer Bedienunterbrechung.
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Falls eine Bediensequenz durch einen Pedaleingriff endet, ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Pedaleingriff gegeben ist durch eine zeitliche Änderung der Gaspedalstellung oder der Bremspedalstellung, bei welchem die zeitliche Änderung der Gaspedalstellung eine Gaspedaleingriffsgrenze überschreitet oder die zeitliche Änderung der Bremspedalstellung eine Bremspedaleingriffsgrenze überschreitet.
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Die Gaspedaleingriffsgrenze und die Bremspedaleingriffsgrenze können in dem Steuergerät hinterlegt sein. Falls in kurzer Zeit eine starke Änderung einer Pedalstellung erfolgt, so dass die jeweilige Eingriffsgrenze überschritten ist, endet eine Bediensequenz. Dann ist davon auszugehen, dass eine die volle Aufmerksamkeit des Fahrers fordernde Verkehrssituation eingetreten ist (z.B. eine Vollbremsung) und eine Folge von Bedieneingaben zumindest solange vorübergehend unterbrochen ist, bis die Bedieneingabe fortgesetzt wird. Die Fortsetzung der Bedieneingabe begründet eine neue Bediensequenz.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, falls eine Bediensequenz durch einen Lenkeingriff endet, ein Lenkeingriff gegeben durch eine zeitliche Änderung des Lenkwinkels, wobei die zeitliche Änderung des Lenkwinkels eine Lenkwinkeleingriffsgrenze überschreitet.
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Die Lenkwinkeleingriffsgrenze kann in dem Steuergerät hinterlegt sein. Falls in kurzer Zeit eine starke Änderung des Lenkwinkels erfolgt, so dass die Lenkwinkeleingriffsgrenze überschritten ist, endet eine Bediensequenz. Dann ist davon auszugehen, dass eine die volle Aufmerksamkeit des Fahrers fordernde Verkehrssituation eingetreten ist (z.B. eine scharfe Kurve) und eine Folge von Bedieneingaben zumindest solange vorübergehend unterbrochen ist, bis die Bedieneingabe fortgesetzt wird. Die Fortsetzung der Bedieneingabe begründet eine neue Bediensequenz.
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Es kann auch vorteilhaft sein, wenn eine Bedienunterbrechung bei einer Bedieneingabe eintritt, auf welche eine Bedienpause folgt, die einen Unterbrechungsschellwert überschreitet.
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Der Unterbrechungsschwellwert kann in dem Steuergerät hinterlegt sein. Falls über einen Zeitraum, der größer ist als der Unterbrechungsschwellwert ist davon auszugehen, dass der Nutzer die Abfolge von Bedieneingaben beendet hat. Dies ist tritt z.B. dann ein, wenn der Nutzer erfolgreich eine bestimmte Funktion eingestellt hat etwa einen anderen Radiosender. Es kann in dem Steuergerät auch ein Schwellwert hinterlegt sein, der eine Mindestdauer für eine Bedienpause angibt. Nur falls eine Bedienpause diesen Wert überschreitet, trägt diese zur Mittelwertbildung bei. Dies ist insbesondere bei Drehschaltern oder bei Schaltern mit einer Scrollfunktion vorteilhaft. Dann ist verhinderbar, dass ein wahlloses Scrollen oder Drehen des Schalters erfasst wird, das sich beispielsweise besonders dann ereignet, wenn mit der Bedieneinheit „gespielt“ wird und weniger dann ereignet, wenn zielgerichtet eine Funktion eingestellt werden soll.
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Nach einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ordnet das Fahrzeug den Fahrer in Bezug auf die Bedienweise der zentralen Bedieneinheit einer Bedientypklasse zu, wobei das Fahrzeug über mehrere zuordenbare Bedientypklassen verfügt. Die Warnung erfolgt abhängig von der dem Fahrer zugeordneten Bedientypklasse.
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Diese diskontinuierliche Zuordnung des Ablenkungsmaßes ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die in der Fahrzeugentwicklung gewonnene Korrelation zwischen dem Ablenkungsmaß und der mittleren Bedienpause eine so hohe Standardabweichung aufweist, dass die kontinuierliche Zuordnung des Ablenkungsmaßes eine Scheingenauigkeit begründet.
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Die Erfindung beruht auf den nachfolgend dargelegten Überlegungen:
Ein Fahrzeug kann über eine zentrale Anzeigeeinheit und über ein zentrales Bedienelement verfügen. Über die zentrale Anzeigeeinheit können dem Fahrer Informationen bereitgestellt werden. Das Fahrzeug stellt einem Nutzer zudem verschiedene Funktionen wie etwa Navigations – oder Entertainmentfunktionen zur Verfügung, die mit der zentralen Bedieneinheit als Eingabesystem bedienbar sind. Einzelne Bedieneingaben können auf der Anzeigeeinheit durch eine der Bedieneingabe zugeordnete Änderung der Anzeige des Ausgabesystems optisch mitverfolgt werden.
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Eine Bedieneingabe an der zentralen Bedieneinheit kann durch Drehen oder Drücken eines Bedienschalters oder durch Berühren von Bedienschaltelementen erfolgen. Falls die Bedienung durch den Fahrer des Fahrzeugs erfolgt, erfordert die Bedienung zumindest die teilweise Aufmerksamkeit des Fahrers. Die Bedienung der zentralen Bedieneinheit wird als Sekundäraufgabe bezeichnet, die für das Führen des Fahrzeugs nötigen Aktivitäten des Fahrers wie Lenkbewegungen, Schaltvorgänge und Pedalbedienung werden als Primäraufgabe bezeichnet.
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Bisherige Fahrerassistenzsysteme berücksichtigen im Rahmen einer Warnstrategie Gefahren aus der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs wie Fußgänger oder langsam vorausfahrende Fahrzeuge. Dabei wird der Aufmerksamkeitszustand des Fahrers nicht mit einbezogen. Es wird insbesondere nicht erfasst, ob der Fahrer die bevorstehende Gefahrensituation visuell erkennt oder etwa infolge der Bedienung von Fahrzeugfunktionen visuell abgelenkt ist. Ein an den Fahrer gerichtetes Warnsignal ist hinsichtlich der Art des Warnsignals (optisches Signal, akustisches Signal, haptisches Signal), der Intensität (Lautstärke, Helligkeit, Frequenz) und des Warnzeitpunkts, d. h. in welchem zeitlichen Abstand zum Eintritt des Fahrzeugs in den Gefahrenbereich eintritt die Warnung erfolgt, unabhängig vom Aufmerksamkeitszustand des Fahrers, um den Fahrer dabei zu unterstützen, die die volle Aufmerksamkeit der Primäraufgabe zuzuwenden.
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Deshalb wird vorgeschlagen, anhand von Bedieneingaben an der zentralen Bedieneinheit und anhand des Fahrverhaltens oder einer Fahrsituation die Aufmerksamkeit des Fahrers zu schätzen. Bei einer Gefahrensituation werden Eigenschaften des Warnsignals der abgeschätzten Aufmerksamkeit des Fahrers angepasst.
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigt schematisch
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1 Korrelation zwischen einem Ablenkungsmaß und einer mittleren Bedienpause
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1 zeigt einen Zusammenhang zwischen einem einheitenlosen Ablenkungsmaß an der y-Achse und einer mittleren Bedienpause einer zentralen Bedieneinheit an der x-Achse. Die Korrelation nach 1 ist in einem Steuergerät des Fahrzeugs als Look-up-Kennlinie hinterlegt.
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Eine Bedienpause bemisst sich nach dem Zeitraum zwischen zwei Bedieneingaben an der zentralen Bedieneinheit innerhalb einer Bediensequenz. Eine Bediensequenz ist durch eine Abfolge von Bedieneingaben an der zentralen Bedieneinheit gegeben und setzt durch eine erste Bedieneingabe ein. Die Bedienpausen werden von dem Steuergerät erfasst und zumindest zeitweilig gespeichert.
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Sobald eine vorgegebene Anzahl von Bedienpausen durch das Steuergerät erfasst ist, wird ein Mittelwert der Bedienpausen gebildet, der als mittlere Bedienpause bezeichnet wird. Das Steuergerät ordnet gemäß der Look-up-Tabelle dem ermittelten Wert der mittleren Bedienpause einen Wert des Ablenkungsmaßes zu.
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Das Ablenkungsmaß (AM) gemäß der y-Achse in 1 ist bezogen auf eine Bediensequenz beschrieben als: AM[%] = ∑ Dauer Blick auf Anzeigeeinheit [sec] / ∑ Dauer Blick auf Anzeigeeinheit [sec] + ∑ Dauer Blick auf Verkehrsgeschehen [sec]
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Zu einer vorgegebenen Bedienaufgabe, die in einer Abfolge an Bedieneingaben in Form einer Bediensequenz lösbar ist, gibt das Ablenkungsmaß an, in welchem Maß der Fahrer während der Fahrt seinen Blick der Anzeigeeinheit zuwendet. Ein häufiger Blick in die Anzeigeeinheit bedeutet ein hohes Maß an Ablenkung vom Straßenverkehr. Dies korreliert mit einem mangelnden Maß an Aufmerksamkeit.
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Anhand von Probanden in einem Fahrsimulator in der Fahrzeugentwicklung mit Blickerfassung des Fahrers ist der in 1 dargestellte Zusammenhang zwischen dem Ablenkungsmaß und der mittleren Bedienpause ermittelbar. Es zeigt sich anhand eines signifikanten Trends, dass eine Bediensequenz mit längeren zeitlichen Abständen zwischen zwei Bedieneingaben mit einem geringen Maß an Ablenkung korreliert. Möchte der Proband die Bediensequenz möglichst schnell durchlaufen und die Bedienaufgabe in einem kurzen Zeitraum lösen, erfordert dies ein hohes Maß an Aufmerksamkeit zu Lasten der Erfassung der Verkehrssituation durch den Fahrer. Der in der Fahrzeugentwicklung mit statistischer Relevanz ermittelte Verlauf nach 1 ist im Kundenfahrzeug als Look-up-Kennlinie hinterlegbar.
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Es besteht zudem die Möglichkeit, die Zuordnung zwischen der mittleren Bedienpause der Bediensequenz und dem Ablenkungsmaß diskontinuierlich vorzunehmen. Hierzu sind in 1 drei Gruppen von Bedienklassen angezeigt. Die Klasse 1 zeigt Nutzer, die während der Bedienaufgabe im Wesentlichen den Blick auf die Straße richten. Die haptische Rückmeldung des Schalters oder der Bedienflächen oder -knöpfe ist für einen Nutzer der Klasse 1 ausreichend, um die Bedienaufgabe zu lösen. Ein Nutzer der Klasse 1 zeichnet sich durch eine hohe Bediensicherheit aus und kann als „Blind-Bediener“ bezeichnet werden. Bei einem „Normal-Bediener“ der Klasse 2 ist das Verhältnis zwischen der Blickdauer auf die Anzeigeeinheit und auf das Verkehrsgeschehen in etwa ausgeglichen. Ein Nutzer der Klasse 3, als „Kontroll-Bediener“ benennbar, ist während der Bedienung der zentralen Bedieneinheit durch häufige und lange Kontrollblicke auf die Anzeigeeinheit abgelenkt.
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Der Wert des Aufmerksamkeitsmaßes ist bezogen auf eine Bediensequenz ermittelbar. Bei mehreren Bediensequenzen während einer Fahrt ist ein mittleres Aufmerksamkeitsmaß für den Fahrer ermittelbar, wobei mehrere Werte des Aufmerksamkeitsmaßes durch Steuergerät gemittelt werden.
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Falls ein Fahrer durch das Fahrzeug mit einer Fahrererkennung identifizierbar ist – beispielsweise durch Fingerprinterkennung, durch ein Kamerasystem im Fahrzeug oder durch einen dem Fahrer zugeordneten Schlüssel, ist für einen Fahrer individuell ein Ablenkungsmaß über mehrere Fahrten hinweg durch das Steuergerät ermittelbar. Dadurch kann sich in dem Wert des Ablenkungsmaßes niederschlagen, dass der Nutzer durch einen Lerneffekt einen vertrauteren Umgang mit der Anzeige- und Bedieneinheit erlangt, so dass zu einem geringen Ablenkungsmaß kommen kann. Möglicherweise kann auch ein über eine Vielzahl von Fahrten und Bediensequenzen ermittelter Wert für das Ablenkungsmaß für den jeweiligen erkannten Fahrer in dem Steuergerät hinterlegt sein, ohne den Wert für das Ablenkungsmaß während einer späteren Fahrt neu zu ermitteln.
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Der Wert des Aufmerksamkeitsmaßes dient als Eingangsparameter für das Warnsystem des Fahrzeugs. Bei einem niedrigen Wert an Aufmerksamkeitsmaß durch den Fahrer ist das Warnsignal oder sind die Warnsignale im Vergleich zu einem höheren Wert des Aufmerksamkeitsmaßes bei einer bevorstehenden Gefahr verdeutlicht. Die Lautstärke eines Warntons wird erhöht, die Lichtintensität einer Warnlampe oder die Blinkfrequenz einer Warnleuchteinrichtung erhöht. Auch die Rüttelamplitude des Lenkrades wie nach dem Stand der Technik von Spurwechselassistenzsystemen bekannt kann erhöht sein. Außerdem ist es möglich, die Warnung zu einem frühzeitigeren Zeitpunkt vor Erreichen des Gefahrenbereichs durch das Fahrzeug auszulösen. Eine frühere Warnung ist mit einer deutlicheren Warnung kombinierbar. Dies kann auch kontinuierlich erfolgen, wobei die Warnintensität mit dem Näherkommen der Gefahrensituation steigerbar ist.
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Falls das Fahrzeug über ein den Fahrer erfassendes Kamerasystem verfügt, kann zusätzlich der Blickwinkel des Fahrers erfasst werden. Die Warnstrategie kann dann nicht nur an die Bedienklasse des Fahrers angepasst werden, sondern an eine Kombination aus erfasstem Blickwinkel des Fahrers bei einer bevorstehenden Gefahr und der Bedienklasse. Falls beispielsweise ein „Kontroll-Bediener“ im Moment der Detektion der Gefahr durch das Fahrzeug den Blick auf die Anzeigeeinheit gerichtet hat, ist die Warnung frühzeitiger als bei einem „Blind-Bediener“ anzuzeigen, da beim zweitgenannten Bediener die Wahrscheinlichkeit höher ist, dass der Blick rechtzeitig und ohne Warnung auf die Straße zurückgerichtet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009009975 A1 [0006]
