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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie ein Computerprogramm zum Betreiben einer Fahrzeugeinrichtung, wobei die Fahrzeugeinrichtung ausgebildet ist, einen Zustand eines vorgegebenen Kontextelements zu steuern. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt und ein Fahrzeugsystem.
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Zur Erfassung von biometrischen Daten von Menschen werden unterschiedlichste Biosensoren genutzt. Die biometrischen Daten werden genutzt, einen Gesundheitszustand eines Menschen zu quantifizieren und damit für Experten, Ärzte und/oder Psychologen beschreibbar zu machen. Beispiele für solche Biosensorsysteme sind Pulsmesssysteme, Belastungs-Elektrokardiogramme, Herzratenvariabilitätsmesssysteme und/oder Systeme zur Erfassung eines Blutdrucks, einer Pupillengröße, einer Blickrichtung, einer Kopfpose, einer Muskelaktivität und/oder Atmungserkennung und so weiter.
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Ferner kann mit Hilfe der von den Biosensoren ermittelten biometrischen Daten auf einen affektiven Zustand des Menschen geschlossen werden. Beispiele solcher affektiven Zustände sind beispielsweise Emotionen, Arbeitsbelastung, Müdigkeit und Ablenkungsniveau.
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Das Dokument
DE 10 2007 053 470 A1 offenbart ein Fahrzeug-Anwender-Behelfssystem und ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeug-Anwender-Behelfssystems, um die Verwendung eines Fahrzeugs durch einen Anwender zu unterstützen oder um den Anwender in wenigstens einer der folgenden Szenen zu unterhalten oder zu bedienen, wenn sich nämlich der Anwender dem Fahrzeug nähert, gemäß einer Szene, wenn der Anwender in das Fahrzeug einsteigt, einer Szene, wenn der Anwender das Fahrzeug fährt, einer Szene, wenn der Anwender aus dem Fahrzeug aussteigt und einer Szene, wenn der Anwender sich von dem Fahrzeug entfernt. Das Fahrzeug-Anwender-Behelfssystem ermittelt den mentalen Zustand eines Anwenders und steuert daraus abgeleitet ein Fahrzeug-Kontextelememt.
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Das Dokument
DE 10 2005 058 227 A1 offenbart einen emotionsbasierten Softwareroboter für Automobile, in dem jeder Fahrzeuginformation eine Priorität zugewiesen wird, indem die Emotion eines Fahrers und dessen Verhaltensweise, die durch eine solche Emotion verursacht wird, vermutet und erwartet wird, wenn Eingabedaten, wie zum Beispiel Zustande, Befehle und Verhaltensweisen des Fahrers, Automobil-Situationen und Umfeld-Situationen des Automobils, usw. basierend auf Ergebnisse erkannt werden, die hinsichtlich einer Änderung in der Emotion jedes einzelnen Fahrers offline erlernt wurden, so dass Services, die durch ein Telematiksystem usw. bereitgestellt werden, verhaltensmäßig implementiert werden können, um der Stimmung des Fahrers zu entsprechen. Der emotionsbasierten Softwareroboter ermittelt Emotionen eines Fahrers um eine Änderung in den Emotionen dieses Fahrers einzuleiten.
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Das Dokument
DE 101 52 852 A1 offenbart ein System zur Bestimmung und Beeinflussung der emotionalen Verfassung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs. Durch das System erfolgt eine Stimulierung des Fahrers unterhalb der Schwelle einer bewussten Wahrnehmung.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ist es, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zum Betreiben einer Fahrzeugeinrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt und ein Fahrzeugsystem zu schaffen, die ein zuverlässiges Herbeiführen eines gewünschten Emotionszustandes eines Fahrzeugnutzers ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten und zweiten Aspekt aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben einer Fahrzeugeinrichtung. Die Fahrzeugeinrichtung ist ausgebildet, einen Zustand eines vorgegebenen Kontextelements zu steuern. In dem Fahrzeug ist von einem Fahrzeugnutzer zumindest eine vorgegebene Menge von Kontextelementen, die jeweils verschiedene Zustände einnehmen können, wahrnehmbar, wobei die Menge von Kontextelementen das durch die Fahrzeugeinrichtung steuerbare Kontextelement umfasst. Abhängig von einem für einen vorgegebenen Zeitraum bereitgestellten Verlauf einer Emotionskenngröße eines Fahrzeugnutzers und abhängig von jeweils für den gleichen vorgegebenen Zeitraum bereitgestellten Zustandsverläufen der Kontextelemente der Menge von Kontextelementen wird für zumindest einen Teil jeweiliger Emotionszustände der Emotionskenngröße eine jeweilige Korrelation zwischen dem Zustand des durch die Fahrzeugeinrichtung steuerbaren Kontextelements und der Zustände der anderen Kontextelemente ermittelt. Abhängig von einem gewünschten einzustellenden Emotionszustand der Emotionskenngröße wird der Zustand des durch die Fahrzeugeinrichtung steuerbaren Kontextelements gesteuert und zwar abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation.
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Vorteilhafterweise ist es so möglich, einen aktuellen Emotionszustand eines Fahrzeugnutzers kontextsensitiv zu beeinflussen. Durch ein Herbeiführen spezieller Kombinationen der Zustände der jeweiligen Kontextelemente kann ein gewünschter Emotionszustand des Fahrzeugnutzers gezielt hervorgerufen werden.
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Beispielsweise wird kumulativ ermittelt, welche Zustandskombination bei einem jeweiligen Emotionszustand am häufigsten auftritt. Hierzu kann beispielsweise eine Zeitreihenanalyse genutzt werden.
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In dem Fahrzeug weist der Fahrzeugnutzer gewisse immaterielle Bedürfnisse auf, die im Zusammenhang stehen mit seiner aktuellen Situation, zum Beispiel das Fahrzeug zu steuern. Diese Bedürfnisse umfassen beispielsweise ein Verlangen nach Sicherheit, Ordnung und/oder Kompetenz. Diese Bedürfnisse können ebenfalls positiv beeinflusst werden. Solch eine kontextbezogene Beeinflussung eines Emotionszustandes kann sowohl im allgemeinen Straßenverkehr genutzt werden als auch in Sondersituationen wie einem Fahrzeugrennen. Im Falle eines Fahrzeugrennens kann ein Emotionszustand herbeigeführt werden, der eine gewünschte Anspannung umfasst.
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Die Anzahl von Zuständen der jeweiligen Kontextelemente und die Art und Anzahl der zu betrachtenden Kontextelemente kann je nach Anforderungen an die Zuverlässigkeit an das Herbeiführen des gewünschten Emotionszustandes des Fahrzeugnutzers festgelegt werden.
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Die Emotionskenngröße beziehungsweise die Emotionszustände des Fahrzeugnutzers können sehr genau auch während der Fahrt nicht-invasiv ermittelt werden, so dass der Fahrer nichts davon merkt und/oder ohne dass der Fahrer abgelenkt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation eine Zustandskombination der Kontextelemente ermittelt, die geeignet ist, den gewünschten Emotionszustand bei dem Fahrzeugnutzer hervorzurufen und abhängig von der ermittelten Zustandskombination wird der Zustand des von der Fahrzeugeinrichtung steuerbaren Kontextelements gesteuert. Dies ermöglicht eine einfache Auswertung und damit eine einfache Steuerung der Fahrzeugeinrichtung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts repräsentiert die Emotionskenngröße eine Valenz einer Emotion. Eine spezielle Emotion kann in einem zweidimensionalen Raum mittels eines Valenzwertes und eines Aktivitätswertes charakterisiert werden. Für eine vereinfachte Betrachtungsweise und/oder Auswertung einer Emotion ist es vorteilhaft, die Emotion in einem eindimensionalen Raum zu beschreiben und die jeweilige Emotion auf eine Valenz-Skala zu projizieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts weist die Emotionskenngröße jeweils einen ersten oder einen zweiten binären Wert auf. Dies hat den Vorteil, dass nur zwei Emotionszustände des Fahrzeugnutzers ausgewertet werden, wodurch ein Ermitteln der jeweiligen Korrelation vereinfacht werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts ist der erste binäre Wert repräsentativ für einen Emotionszustand „Gefallen“ und der zweite binäre Wert ist repräsentativ für einen Emotionszustand „Nicht-Gefallen“. Vorteilhafterweise könne diese zwei Emotionszustände sehr einfach ermittelt werden und sind geeignet, die Bedürfnisse des Fahrzeugnutzers zu beeinflussen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts umfasst die Fahrzeugeinrichtung eine Infotainment-Einrichtung des Fahrzeugs und das von der Fahrzeugeinrichtung steuerbare Kontextelement umfasst eine Ausgabe eines Medienstücks, wobei die Infotainment-Einrichtung ein Auswahlmodul aufweist, welches ausgebildet ist, abhängig von vorgegebenen Regeln Medienstücke aus einer Menge von vorgegebenen Medienstücken auszuwählen für die Signalisierung durch die Infotainment-Einrichtung. Abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation werden die Regeln des Auswahlmoduls zur Auswahl der Medienstücke angepasst. Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein Infotainment-System, bei dem ein jeweiliger Kontext, den der Fahrzeugnutzer bei der Medienstückauswahl wahrnimmt, berücksichtigt wird. Ein Medienstück kann hierbei zum Beispiel ein Musikstück, ein Podcast, eine Twitter-Nachricht, eine Point-of-Interest-Information, eine Verkehrsinformation und/oder eine E-Mail und so weiter umfassen. Alternativ kann auch der Begriff Infotainmentstück genutzt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird zumindest ein physiologischer Parameter ermittelt abhängig von zumindest einem während des vorgegebenen Zeitraums mit einem vorgegebenen Sensor erfassten Biosignals eines Fahrzeugnutzers. Für den beziehungsweise die ermittelten physiologischen Parameter wird jeweils zumindest ein charakteristisches Merkmal ermittelt abhängig von dem jeweiligen physiologischen Parameter und abhängig von den ermittelten charakteristischen Merkmalen wird die Emotionskenngröße ermittelt.
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Biosignale umfassen hierbei autonome, vom lebenden Organismus erzeugte energetisch-stofflich messbare physikalische Größen. Für das Erfassen der Biosignale werden ein oder mehrere Sensoren genutzt, beispielsweise ein Elektrokardiogrammsensor und/oder ein Elektromyogrammsensor und/oder ein Atemsensor und/oder Hautleitwertsensor. Die Sensoren erfassen die Biosignale und Messwandler wandeln sie in elektrische Größen um, die im weiteren Verlauf automatisiert verarbeitet werden können. Aus den Biosignalen abgeleitete Funktionsmaße, zum Beispiel Herzfrequenz oder Atemfrequenz, werden als Indikatoren, Parameter oder Kennwerte bezeichnet. Vorteilhafterweise können mit Hilfe der erfassten Biosignale emotionale Reaktionen des Fahrzeugnutzers quantifiziert werden. Es werden hierbei emotionsspezifische Muster aus den Biosignalen extrahiert und klassifiziert.
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Für die Ermittlung der Emotionskenngröße auf Basis der ermittelten charakteristischen Merkmale können unterschiedliche Klassifikationsmethoden aus dem Bereich des maschinellen Lernens genutzt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird das Biosignal jeweils während und/oder nach der Signalisierung eines ausgewählten Medienstücks erfasst. Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein selbstlernendes Infotainment-System, bei dem ein jeweiliger Kontext, den der Fahrzeugnutzer wahrnimmt, berücksichtigt wird. Das Infotainment-System ist so in der Lage, zu erkennen, in welchem Kontext die Ausgabe des jeweiligen Medienstücks von dem Fahrzeugnutzer als angenehm oder unangenehm empfunden wird. Vorteilhafterweise ist es so möglich, während der Fahrt automatisiert und nicht-invasiv zu erkennen, welche Medieninhalte dem Fahrzeugnutzer in welchem Kontext gefallen. Eine solche Feedback-Ermittlung und -Bereitstellung verursacht keine Fahrer-Ablenkung, weil der Fahrer kein aktives Feedback geben muss. Da das Auswahlsystem die Nutzerparameter im Laufe der Zeit automatisch lernt, kann auf eine initiale Parametrisierung des Auswahlmoduls verzichtet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts werden die ermittelten charakteristischen Merkmale verglichen mit jeweiligen Beispiel-Instanzen einer Menge von vorgegebenen Beispiel-Instanzen und abhängig von dem Vergleich wird jeweils die Emotionskenngröße ermittelt. Die Beispiel-Instanzen können auch als Beispiel-Merkmalsvektoren bezeichnet werden. Dies hat den Vorteil, dass Algorithmen des instanzbasierten Lernens genutzt werden können. Instanzbasiertes Lernen beruht auf einer sehr einfachen Idee: Um die Klasse eines neuen, unbekannten Objektes vorherzusagen, wird das zu klassifizierende Objekt mit den vorgegebenen Beispiel-Instanzen verglichen, es wird die Instanz ermittelt, die dem zu klassifizierenden Objekt am ähnlichsten ist, und die beziehungsweise der für diese Instanz gespeicherte Zielfunktion und/oder Funktionswert wird dem unbekannten Objekt zugeordnet. Der Vorteil ist, dass keine Informationen, die in einem Trainingsset enthalten sind, wegabstrahiert werden und dadurch die Informationen nicht verloren gehen. Das Trainingsset umfasst hierbei insbesondere die Menge von Beispiel-Instanzen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird die Emotionskenngröße ermittelt abhängig von einem vorgegebenen instanz-basierten Klassifikationsalgorithmus. Beispielsweise kann ein sogenannter k-Nächster-Nachbar-Algorithmus oder ein sogenannter K*-Algorithmus genutzt werden oder eine Eigenwertermittlung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird für zumindest einen Teil der Beispiel-Instanzen der Menge jeweils ein Abstandsmaß zwischen einem Merkmalsvektor und der jeweiligen Beispiel-Instanz ermittelt, wobei das Abstandsmaß gemäß einer vorgegebenen Regel ermittelt wird und der Merkmalsvektor zumindest einen Teil der ermittelten charakteristischen Merkmale umfasst. Abhängig von den ermittelten Abstandsmaßen wird die Emotionskenngröße ermittelt. Das Abstandsmaß kann eine euklidische Distanz und/oder eine gewichtete euklidische Distanz und/oder eine Minkowski-Distanz und so weiter umfassen. Dies hat den Vorteil, dass sehr einfach eine Ähnlichkeit zwischen dem Merkmalsvektor und den jeweiligen Beispiel-Instanzen quantitativ bewertet werden kann. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine zuverlässige Ermittlung der Emotionskenngrößen. Die erkannten Muster in den Biosignalen können zuverlässig einer vorgegebenen Referenzemotionskenngröße, insbesondere einem Referenzemotionszustand, zugeordnet werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrzeugssystem, das eine Fahrzeugeinrichtung und eine Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt aufweist. Die Fahrzeugeinrichtung ist ausgebildet, einen Zustand eines Kontextelements zu steuern. Die Fahrzeugeinrichtung und die Vorrichtung sind signaltechnisch gekoppelt zur Übertragung von vorgegebenen Steuersignalen von der Vorrichtung an die Fahrzeugeinrichtung. In dem Fahrzeug ist von einem Fahrzeugnutzer zumindest eine vorgegebene Menge von Kontextelementen, die jeweils verschiedene Zustände einnehmen können, wahrnehmbar, wobei die Menge von Kontextelementen das durch die Fahrzeugeinrichtung steuerbare Kontextelement umfasst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts gelten hierbei auch für den dritten Aspekt.
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Gemäß einem vierten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogramm zum Betreiben einer Fahrzeugeinrichtung, wobei das Computerprogramm ausgebildet ist, das Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugeinrichtung oder eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung durchzuführen.
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Gemäß einem fünften Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogrammprodukt, das ausführbaren Programmcode umfasst, wobei der Programmcode bei Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung das Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugeinrichtung oder einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ausführt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein beispielhaftes Blockschaltsystem eines Fahrzeugsystems,
- 2 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf einer Emotionskenngröße und beispielhafte zeitliche Zustandsverläufe vorgegebener Kontextelemente,
- 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm für ein Programm zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung und
- 4 ein beispielhaftes Blockschaltsystem eines Fahrzeugsystems mit einer Infotainment-Einrichtung,
- 5 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm für ein Programm zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung und
- 6 ein Beispiel eines Emotionsmodells.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Fahrzeugsystem 10. Das Fahrzeugsystem 10 umfasst eine Fahrzeugeinrichtung 20 und eine Vorrichtung 30 zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung 20. In dem Fahrzeug ist von einem Fahrzeugnutzer, insbesondere während eines aktiven Betriebszustandes des Fahrzeugs, zumindest eine vorgegebene Menge von Kontextelementen, die jeweils verschiedene Zustände einnehmen können, wahrnehmbar.
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Die Fahrzeugeinrichtung 20 ist ausgebildet, einen Zustand eines vorgegebenen Kontextelements zu steuern. Das von der Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbare Kontextelement, das verschiedene Zustände einnehmen kann, ist in dem Fahrzeug von dem Fahrzeugnutzer wahrnehmbar und von der Menge der wahrnehmbaren Kontextelemente umfasst.
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Das von der Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbare Kontextelement ist vorzugsweise geeignet, einen Emotionszustand des Fahrzeugnutzers zu beeinflussen. Das Kontextelement der Fahrzeugeinrichtung 20 wird für den Fahrzeugnutzer vorzugsweise wahrnehmbar durch eine optische und/oder akustische und/oder haptische Ausgabe der Fahrzeugeinrichtung 20. Die Fahrzeugeinrichtung 20 umfasst beispielsweise eine Infotainment-Einrichtung zur Signalisierung von Medienstücken und/oder eine Klimaanlage zur Temperatureinstellung und/oder Klimazuständen im Fahrzeug und/oder eine Beleuchtungseinrichtung zur Einstellung von Beleuchtungszuständen im Fahrzeug.
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Die Vorrichtung 30 zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung 20 ist ausgebildet, abhängig von einem für einen vorgegebenen Zeitraum bereitgestellten Verlauf einer Emotionskenngröße eines Fahrzeugnutzers und abhängig von jeweils für den gleichen vorgegebenen Zeitraum bereitgestellten Zustandsverläufen der Kontextelemente der Menge von Kontextelementen für zumindest einen Teil jeweiliger Emotionszustände der Emotionskenngröße eine jeweilige Korrelation zwischen dem Zustand des durch die Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbaren Kontextelements und der Zustände der anderen Kontextelemente zu ermitteln. Ferner ist die Vorrichtung 30 ausgebildet, abhängig von einem gewünschten einzustellenden Emotionszustand der Emotionskenngröße den Zustand des durch die Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbaren Kontextelements zu steuern und zwar abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation.
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Die zeitlichen Zustandsverläufe der Kontextelemente wird beispielsweise mittels zumindest einer vorgegebener Sensoreinrichtung 12 des Fahrzeugs ermittelt. Die Sensoreinrichtung umfasst beispielsweise Umfeldsensoren des Fahrzeugs und/oder akustische und/oder optische Sensoren im Fahrgastraum.
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Die Vorrichtung 30 ist beispielsweise ausgebildet, abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation eine Zustandskombination der Kontextelemente zu ermitteln, die geeignet ist, den gewünschten Emotionszustand bei dem Fahrzeugnutzer hervorzurufen, und abhängig von der ermittelten Zustandskombination den Zustand des von der Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbaren Kontextelements zu steuern.
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2a zeigt einen beispielhaften zeitlichen Verlauf einer bereitgestellten Emotionskenngröße für einen vorgegebenen Zeitraum. 2b bis 2d zeigen beispielhafte zeitliche Zustandsverläufe verschiedener Kontextelemente, die in dem gleichen vorgegebenen Zeitraum während einer Erfassung von Biosignalen, aus denen die Emotionskenngröße abgeleitet wird, für den Fahrzeugnutzer wahrnehmbar waren.
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Die in 2a gezeigte Emotionskenngröße repräsentiert beispielsweise eine Valenz einer Emotion. Die Emotionskenngröße weist beispielsweise jeweils einen ersten oder einen zweiten binären Wert auf. Der erste binäre Wert ist zum Beispiel repräsentativ für einen Emotionszustand „Gefallen“ LIKE und der zweite binäre Wert ist repräsentativ für einen Emotionszustand „Nicht-Gefallen“ DISLIKE.
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Ein erstes Kontextelement MUS umfasst beispielsweise die akustische Ausgabe von Medienstücken. Dieses erste Kontextelement MUS ist beispielsweise das durch die Fahrzeugeinrichtung steuerbare Kontextelement. Ein zweites Kontextelement TRAF umfasst zum Beispiel einen Verkehrsfluss auf einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug aktuell befindet. Ein drittes Kontextelement BEIF umfasst zum Beispiel ein Verhalten eines Beifahrers.
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Die Kontextelemente MUS, TRAF, BEIF, können jeweils durch verschiedene vorgegebene Zustände charakterisiert werden. Das erste Kontextelement MUS umfasst beispielweise Zustände, die eine Musikrichtung und/oder eine Medienstückart charakterisieren. Das erste Kontextelement MUS, akustische Ausgabe von Medienstücken, kann beispielsweise die Zustände Pop, Klassik, Hip-Hop, Jazz, Blues, Volksmusik, Verkehrsnachricht, Wettervorhersage, Dokumentation, persönliche Nachricht und/oder Werbung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann sich der Zustand auch auf einen Interpreten beziehen.
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Während einer ersten Zeitspanne (von 0 bis t0) weist das erste Kontextelement MUS beispielsweise den Zustand „Hip-Hop“ HH auf, während einer zweiten und dritten Zeitspanne (von t0 bis t2) beispielsweise den Zustand „Abba“ AB und während einer vierten Zeitspanne (ab t2) den Zustand „Nachrichten“ NEWS.
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Das zweite Kontextelement TRAF umfasst Zustände, die einen Verkehrsfluss charakterisieren. Während der ersten und zweiten Zeitspanne weist das zweite Kontextelement TRAF beispielsweise den Zustand „fließender Verkehr“ GO auf und während der dritten und vierten Zeitspanne beispielsweise den Zustand „Stau“ NO_GO.
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Das dritte Kontextelement BEIF umfasst Zustände, die ein Kommunikationsverhalten eines Beifahrers charakterisieren. Das dritte Kontextelement BEIF, Kommunikationsverhalten des Beifahrers, kann beispielsweise die Zustände „spricht nicht“ und „spricht“ umfassen. Alternativ kann das dritte Kontextelement BEIF weitere oder alternative Zustände umfassen, zum Beispiel „spricht leise“ und/oder „spricht laut“. Während der ersten und zweiten Zeitspanne weist das dritte Kontextelement BEIF beispielsweise den Zustand „spricht nicht“ auf und während der dritten und vierten Zeitspanne beispielsweise den Zustand „spricht“.
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In den 2a bis 2d ist zu erkennen, dass nur die Kombination:
- - erstes Kontextelement MUS weist den Zustand „Abba“ AB auf,
- - zweites Kontextelement TRAF weist Zustand „fließender Verkehr“ GO auf und
- - drittes Kontextelement BEIF weist den Zustand „spricht nicht“
dazu führt, dass der Fahrzeugnutzer den Emotionszustand „Gefallen“ LIKE aufweist.
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Zur Bereitstellung des Verlaufs der Emotionskenngröße ist dem Fahrzeugsystem 10 (1) eine Erfassungseinrichtung 15 zugeordnet. Alternativ kann das Fahrzeugsystem 10 die Erfassungseinrichtung 15 umfassen. Die Erfassungseinrichtung 15 umfasst einen oder mehrere vorgegebene Sensoren zum Erfassen eines oder mehrerer Biosignale.
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Die Erfassungseinrichtung 15 ist beispielsweise ausgebildet, Elektrokardiogramm-Signale und/oder Elektroenzephalogramm-Signale, Blutdruck-Signale, Atmungs-Signale, Körpertemperatur-Signale, Schweißabsonderungs-Signale und/oder elektrische Leitfähigkeits-Signale der Haut eines Fahrzeugnutzers zu erfassen. Die Erfassung der Biosignale erfolgt hierbei vorzugsweise nicht-invasiv.
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Ferner weist das Fahrzeugsystem 10 beispielsweise eine Auswerteeinheit 40 auf.
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Die Auswerteinheit 40 ist ausgebildet, ein Programmmodul zum Ermitteln eines Emotionskenngrößenverlaufs auszuführen. Die Auswerteeinheit 40 weist hierzu beispielsweise eine Recheneinheit und einen Programmspeicher auf. Die Auswerteeinheit 40 ist signaltechnisch gekoppelt mit der Erfassungseinrichtung 15. Die Auswerteeinheit 40 kann dem Fahrzeugsystem 10 zugeordnet sein oder kann beispielsweise Teil der Vorrichtung 30 zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung 20 sein.
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Die Vorrichtung 30 ist ausgebildet, ein Programm zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung 20 auszuführen. Die Vorrichtung 30 weist hierzu beispielsweise eine Recheneinheit und einen Programmspeicher auf.
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3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung 20.
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Das Programm wird in einem Schritt S10 gestartet. Das Programm wird beispielsweise gestartet, wenn die Fahrzeugeinrichtung 20 aktiviert wird. In einem Schritt S12 erfolgt beispielsweise die Bereitstellung der Emotionskenngröße und der Zustandsverläufe der Kontextelemente für die vorgegebene Zeitdauer. Die Zustandsverläufe der Kontextelemente werden beispielsweise von den verschiedenen Sensoreinrichtungen 12 des Fahrzeugs bereitgestellt.
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In einem Schritt S14 wird abhängig von dem für den vorgegebenen Zeitraum bereitgestellten Verlauf der Emotionskenngröße des Fahrzeugnutzers und abhängig von den jeweils für den gleichen vorgegebenen Zeitraum bereitgestellten Zustandsverläufen der Kontextelemente für zumindest einen Teil jeweiliger Emotionszustände der Emotionskenngröße eine jeweilige Korrelation zwischen dem Zustand des durch die Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbaren Kontextelements und der Zustände der anderen Kontextelemente ermittelt.
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In einem Schritt S16 wird abhängig von einem gewünschten einzustellenden Emotionszustand der Emotionskenngröße der Zustand des durch die Fahrzeugeinrichtung steuerbaren Kontextelements gesteuert und zwar abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation. Beispielsweise wird abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation eine Zustandskombination der Kontextelemente ermittelt, die geeignet ist, den gewünschten Emotionszustand und abhängig von der ermittelten Zustandskombination wird der Zustand des von der Fahrzeugeinrichtung steuerbaren 20 Kontextelements gesteuert.
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Beispielsweise kann der Zustand einer Beleuchtungseinrichtung und/oder der Zustand einer Klimaanlage und/oder der Zustand einer Medienstückausgabe durch die Infotainment-Einrichtung angepasst werden, um eine Kombination von Zuständen der Kontextelemente zu erhalten, die bei dem Fahrzeugnutzer mit hoher Wahrscheinlichkeit den Emotionszustand „Gefallen“ LIKE hervorruft.
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Im Falle einer Trainings-Phase einer Infotainment-Einrichtung mit automatisierter Auswahl werden beispielsweise abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation Regeln eines Auswahlmoduls 22 zur Auswahl der Medienstücke angepasst.
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4 zeigt beispielhaft ein Fahrzeugsystem 10, bei dem die Fahrzeugeinrichtung 20 solche eine Infotainment-Einrichtung umfasst und das von der Fahrzeugeinrichtung 20 steuerbare Kontextelement die Ausgabe eines Medienstücks umfasst, wobei die Infotainment-Einrichtung das Auswahlmodul 22 aufweist, welches ausgebildet ist, abhängig von vorgegebenen Regeln Medienstücke aus einer Menge von vorgegebenen Medienstücken auszuwählen für die Signalisierung durch die Infotainment-Einrichtung.
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Die Infotainment-Einrichtung umfasst beispielsweise eine Medienstückdatenbank 24 und/oder eine Empfangseinheit zum Empfang von Medienstücken von vorgegebenen fahrzeugexternen Datenbanken und/oder von vorgegebenen fahrzeugexternen Servern. Die Medienstückdatenbank 24 ist beispielsweise ausgebildet, eine Vielzahl von Musikstücken und/oder Podcasts und/oder elektronischen Nachrichten zu speichern.
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Die Infotainment-Einrichtung weist beispielsweise eine Steuereinheit 26 auf zur Steuerung der Ausgabe und/oder zur Auswertung von Bedienvorgaben.
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Der Infotainment-Einrichtung ist beispielsweise eine akustische und/oder optische Ausgabeeinheit 29, 28 zugeordnet. Alternativ kann die Infotainment-Einrichtung die akustische und/oder optische Ausgabeeinheit 29, 28 umfassen. Die Infotainment-Einrichtung ist ausgebildet, die Medienstücke vorgegeben mittels der akustischen und/oder optischen Ausgabeeinheit 29, 28 auszugeben.
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Das Auswahlmodul 22 kann auch als Empfehlungsmodul bezeichnet werden. Das Auswahlmodul 22 ist beispielsweise ausgebildet zur personalisierten, automatisierten Auswahl der Medienstücke, die von der Infotainment-Einrichtung signalisiert werden. Hierbei wählt das Auswahlmodul 22 abhängig von den vorgegebenen Regeln Medienstücke aus einer Menge von vorgegebenen Medienstücken aus, beispielsweise aus der Medienstückdatenbank 24, wobei abhängig von der ermittelten jeweiligen Korrelation die Regeln des Auswahlmoduls 22 zur Auswahl der Medienstücke angepasst werden. Das Auswahlmodul 22 kann unterschiedliche Eingangsgrößen nutzen für die jeweilige aktuelle Medienstückauswahl, beispielsweise erfasste Betriebsgrößen des Fahrzeugs und/oder Umfeldgrößen des Fahrzeugs und/oder Biosignale des Fahrzeugnutzers.
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Im Falle der Trainings-Phase der Infotainment-Einrichtung mit automatisierter Auswahl wird die Emotionskenngröße beispielsweise jeweils für eine vorgegebene Zeitspanne während und/oder nach der Signalisierung des ausgewählten Medienstücks ermittelt, so dass die Emotionskenngrößen für eine Vielzahl von Medienstücken und/oder mehrfach für ein jeweiliges Medienstück vorliegen.
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Optional umfasst das Programm zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung 20 (3) ein Programmmodul zum Ermitteln des Emotionskenngrößenverlaufs, das in dem Schritt S12 ausgeführt wird. Ein Ablaufdiagramm für das Programmmodul ist in 5 gezeigt.
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Das Programmmodul wird in einem Schritt S120 gestartet. Das Programmmodul wird beispielsweise gestartet, wenn die Fahrzeugeinrichtung 20 aktiviert wird.
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In einem Schritt S122 wird zumindest ein physiologischer Parameter ermittelt abhängig von zumindest einem erfassten Biosignal des Fahrzeugnutzers, das während des vorgegebenen Zeitraums erfasst und von der Erfassungseinrichtung 15 bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird für jedes erfasste Biosignal zumindest ein physiologischer Parameter ermittelt.
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Im Falle der Infotainment-Einrichtung wird das Biosignal beispielsweise jeweils während und/oder nach der Signalisierung eines ausgewählten Medienstücks erfasst.
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Beispielsweise wird in dem Schritt S122 eine Herzfrequenz und/oder ein Blutdruck und/oder eine Atemfrequenz und/oder eine Körpertemperatur und/oder eine elektrische Leitfähigkeit der Haut des Fahrzeugnutzers ermittelt.
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Der Schritt S122 umfasst beispielsweise eine Normierung und/oder Skalierung der Biosignale und/oder eine Beseitigung und/oder zumindest Reduzierung von Störanteilen.
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In einem Schritt S124 wird für den beziehungsweise die ermittelten physiologischen Parameter jeweils zumindest ein charakteristisches Merkmal ermittelt abhängig von dem jeweiligen vorgegebenen physiologischen Parameter. Hierbei werden vorzugsweise sowohl charakteristische Merkmale bereitgestellt, die abhängig von einem frequenzbasierten Signalverlauf des physiologischen Parameters ermittelt werden, als auch charakteristische Merkmale bereitgestellt, die abhängig von einem zeitbasierten Signalverlauf ermittelt werden, als auch charakteristische Kombinationsmerkmale, die sowohl zeitabhängig als auch frequenzabhängige Eigenschaften charakterisieren.
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In einem Schritt S126 wird abhängig von den ermittelten charakteristischen Merkmalen die Emotionskenngröße ermittelt.
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Hierzu werden beispielsweise die ermittelten charakteristischen Merkmale, die einen Merkmalsvektor bilden, verglichen mit jeweiligen Beispiel-Instanzen einer Menge von vorgegebenen Beispiel-Instanzen. Die Emotionskenngröße wird ermittelt abhängig von einem vorgegebenen instanz-basierten Klassifikationsalgorithmus. Für die jeweilige Beispiel-Instanz der Menge wird ein Abstandsmaß zwischen dem Merkmalsvektor und der jeweiligen Beispiel-Instanz ermittelt. Als Klassifikationsalgorithmus wird beispielsweise ein k-Nächster-Nachbar-Algorithmus genutzt und das jeweilige Abstandsmaß repräsentiert beispielsweise die euklidische Distanz zwischen dem Merkmalsvektor und der jeweiligen Beispiel-Instanz. Abhängig von den ermittelten Abstandsmaßen wird die Emotionskenngröße ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise ein entropie-basiertes Abstandsmaß genutzt.
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Im Falle einer Lernphase des Auswahlmoduls 22 der Infotainment-Einrichtung wird das Programmmodul beispielsweise für jedes Medienstück, das in dem vorgegebenen Zeitraum von dem Auswahlmodul 22 ausgewählt wird, erneut durchlaufen.
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In einem Schritt S128 wird das Programmmodul beendet. Die Emotionskenngröße wird beispielsweise an einer vorgegebenen Programmschnittstelle des Programmmoduls bereitgestellt zur Weiterverarbeitung durch das Programm.
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6 zeigt ein Beispiel eines zweidimensionalen Emotionsmodells. Hierbei ist einer ersten Achse eine Valenz zugeordnet. Die Valenz charakterisiert, wie positiv oder negativ eine Emotion ist. Anders ausgedrückt charakterisiert die Valenz, wie angenehm etwas von einer Person empfunden wird. Einer zweiten Achse ist eine Aktivität zugeordnet. Die Aktivität charakterisiert eine Erregung, die durch ein Ereignis ausgelöst wird. Die Kombination aus beiden Werten ergibt die Emotion. Das in 4 gezeigte Emotionsmodell umfasst acht Basis-Emotionen: Ärger, Furcht, Überraschung, Freude, Antizipation, Akzeptanz, Trauer, Ekel.
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Basisemotionen sind Emotionen, die nicht weiter auf andere Emotionen zurückgeführt werden können beziehungsweise Emotionen, aus denen sich alle anderen - komplexeren - Emotionen zusammensetzen.
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Eine Emotion kann als ein Anreiz, eine bestimmte Art von Handlung vorzunehmen, angesehen werden, wobei das Ziel dieser Handlung die Erfüllung eines Bedürfnisses ist. Die zehn wichtigsten psychologischen Bedürfnisse nach Sheldon et al.(2001) sind:
- - Stimulation
- - Kompetenz
- - Einfluss/Popularität
- - Selbstverwirklichung
- - Verbundenheit ,
- - Sicherheit/Ordnung
- - Autonomie/Unabhängigkeit
- - Gesundheit/körperliche Fitness
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Durch ein Ermitteln eines Zusammenhangs zwischen dem Kontext, d. h. zumindest einer Teilmenge von dem Fahrzeugnutzer wahrgenommenen Umgebungseinflüssen und dem Emotionszustand eines Fahrzeugnutzers, insbesondere zwischen dem Emotionszustand „Gefallen“ LIKE und dem Emotionszustand „Nicht-Gefallen“ DISLIKe, ist es möglich, die Kombination von Zuständen von jeweiligen Kontextelementen einzustellen, so dass die Bedürfnisse des Fahrzeugnutzers positiv beeinflusst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugsystem
- 12
- Sensoreinrichtung
- 15
- Erfassungseinrichtung
- 20
- Fahrzeugeinrichtung
- 22
- Auswahlmodul
- 24
- Medienstückdatenbank
- 26
- Steuereinheit
- 28
- optische Ausgabeeinheit
- 29
- akustische Ausgabeeinheit
- 30
- Vorrichtung zum Betreiben der Fahrzeugeinrichtung
- 40
- Auswerteeinheit
- AB
- Zustand „Abba“
- BEIF
- drittes Kontextelement
- Dislike
- Emotionszustand „Nicht-Gefallen“
- GO
- Zustand „fließender Verkehr“
- HH
- Zustand „Hip-Hop“
- L
- Zustand „redet“
- Like
- Emotionszustand „Gefallen“
- MUS
- erstes Kontextelement
- NEWS
- Zustand „Nachrichten“
- NO_GO
- Zustand „Stau“
- S
- Zustand „redet nicht“
- S10 ... S18;
- Programmschritte
- S120 ... S128 t0, t1, t2
- Zeitpunkte
- TRAF
- zweites Kontextelement