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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückmeldung des aktuellen Fahrzeugzustands, der Umgebung des Fahrzeugs, des Fahrerzustands und der Fahreraktionen an den Fahrer bzw. an Fahrzeuginsassen, mit Hilfe von dynamisch zur Laufzeit generierter Musik.
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Stand der Technik mit Fundstellen-Fahrzeug
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Moderne Fahrzeuge sind in der Lage, eine Vielzahl von Situationen zu detektieren, und daraus abgeleitet bei Gefahr den Fahrer zu warnen. Dabei handelt es sich um
- a. Situationen das Fahrzeug selbst betreffend, beispielsweise zu geringer Reifendruck oder das Durchfahren einer Kurve mit zu hoher Geschwindigkeit ( DE 00 0010 025 492 A1 ).
- b. Situationen welche die Umgebung, also den Kontext des Fahrzeugs betreffen, wie beispielsweise die Abstandserkennung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, und daraus abgeleitete Warnungen, oder ungenügende Reichweite mit der verfügbaren Akkukapazität für ein geplantes Fahrtziel angesichts fehlender Ladestationen.
- c. Situationen den Fahrer betreffend, wie beispielsweise die Detektion von Müdigkeit, die Erkennung eines Telefonats, oder das Nicht-Anlegen des Sicherheitsgurtes.
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Bei den daraufhin ausgelösten Warnungen handelt es sich um optische und/oder akustische und/oder haptische Fahrerrückmeldungen.
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In zunehmendem Maße wird bei Detektion einer Gefahrensituation nicht nur eine Warnung signalisiert, das Fahrzeug selbst reagiert auf die Gefahrensituation um mit einem Eingriff die drohende Gefahr abzuwenden. Stand der Technik ist, derlei autonome Eingriffe mit Warnungen an den Fahrer zu kombinieren.
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Gleichzeitig werden bei Fahrzeugen diejenigen Innenraumgeräusche, welche eine Begleiterscheinung der Fortbewegung darstellen, immer weiter reduziert. Das betrifft beispielsweise Wind- und Reifengeräusche bei höheren Geschwindigkeiten, insbesondere aber auch Motorengeräusche, welche etwa bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen extrem reduziert werden. Geringe Schallentwicklung durch Fahrtgeräusche im Innenraum gilt als Ausstattungsmerkmal eines hochwertigen Fahrzeugs.
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Zusammengefasst kann gesagt werden, dass für einen Fahrer bzw. einen Fahrzeuginsassen immer weniger Eindrücke (welche direkt aus den physikalischen Fahrtbedingungen entstehen) unmittelbar wahrnehmbar sind, stattdessen treten immer mehr dediziert erzeugte Eindrücke wie oben erwähnte Warnanzeigen in den Vordergrund.
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Stand der Technik mit Fundstelle-Musik
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Verfahren, Vorrichtungen und Computerprogrammprodukte zur dynamischen Erzeugung von Musikstücken sind bekannt. Algorithmen zur automatischen Komposition und Kompositionsgenerierung sind bekannt (
DE 00 0003 854 168 T2 ).
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Bekannt ist auch die verhaltensspezifische Auswahl von fertig abgemischten, also traditionell arrangierten Musikstücke im Fahrzeug (
DE 10 2004 011 953 A1 ).
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Es ist technisch möglich, Musikstücke so zu komponieren, dass ihnen Anteile zu Grunde liegen, die in Echtzeit zusammen arrangiert und verändert werden.
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Mit Hilfe von Musik kann ein Unterschied in einer subjektiven Einschätzung einer Situation bewirkt werden. Diese Technik wird beispielsweise bei der Verwendung von Musik in Filmen deutlich. Unterschiedliche Musik führt dabei zu einer unterschiedlichen Einschätzung einer Filmszene.
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Problemstellung
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Die von Fahrerassistenzsystemen angezeigten Meldungen und Warnungen setzen ein technisches Verständnis der Fahrzeug-Funktionalität voraus, was häufig von Fahrern nicht abverlangt werden kann, und zu einer Verunsicherung führt.
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Aufgrund der Zunahme von Warnungen und Informationen, welche Fahrzeuge dem Fahrer anzeigen können, wird die Zuordenbarkeit der Anzeigen (auch akustisch, z. B. in Form von Piepser) zu den Situationen (bezogen auf [02]) problematisch. Der Fahrer muss nicht nur in der Lage sein, die Warnungen der Ursache des Problems zuordnen zu können, er muss auch aus der Warnung die richtige Maßnahme ableiten können, um die Situation zu entschärfen.
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Wird eine Warnung von einem Eingriff des Fahrzeuges im Sinne von [04] begleitet, dann wird mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit die Warnung als überflüssig wahrgenommen, da die Gefahrensituation bereits durch das Fahrzeug autonom entschärft wurde.
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Das Anzeigekonzept der Fahrerrückmeldungen muss den Charakter einer Warnung unterstreichen, in dem eine Dringlichkeit etwa in Form von „unangenehmen” Tönen erzeugt wird. Gleichzeitig sinkt dadurch die Akzeptanz beim Fahrer, da diese Dringlichkeit als Belästigung empfunden wird.
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Aus Gründen der Lärmbelästigung und des Komforts wird bei der Neuentwicklung von Fahrzeugen eine Senkung des Fahrzeuggeräuschpegels angestrebt. Leise laufende Motoren und akustische Dämmung führen dazu, dass akustisch wahrnehmbare Informationen im Cockpit weniger werden. In einem E-Car beispielweise erzeugt der Motor so wenige Geräusche, das aus dem Fahrzeuggeräusch nicht mehr ableitbar ist, wie stark ein Fahrzeug beansprucht wird bzw. wie schnell sich das Fahrzeug bewegt. Als Feedback und Kontrolle bleiben dem Fahrer die Anzeige auf dem Kombi-Instrument und optische Eindrücke.
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Eine Gefahrensituation, bzw. jegliche Situation welche die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert wird oft erst ab einer bestimmten Schwelle „digital” durch die Warnung signalisiert – etwa wird bei einer festgelegten Geschwindigkeit ab einem gewissen Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eine Warnung angezeigt. Das impliziert dem Fahrer, dass ein geringfügig vergrößerter Abstand (so dass die Warnung erlischt) keine Gefahr mehr darstellt, obgleich die Situation nur unwesentlich entschärft ist.
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Feste Musikstücke, die statisch abgespielt werden, werden oft als zur Fahrsituation unpassend wahrgenommen. In Momenten, bei denen sich ein Fahrer konzentriert, wie beispielsweise beim Einfädeln auf eine viel befahrene Autobahn, wird aktivierende Musik oft als zusätzlichen Stressfaktor empfunden.
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Angabe der Wirkungen, die mit der Erfindung erzielt werden sollen
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Das Fahrerlebnis wird gesteigert, da eine für den Fahrer erkennbare Verbindung mit der Fahrt besteht.
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Eine Bewertung der Fahrsituation wird dem Fahrer bzw. den Fahrzeuginsassen auf intuitivem, emotional verständlichem Wege mitgeteilt.
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Lösung
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Die Warn- und Informationsindikationen im Fahrzeug werden durch Musik unterstützt und/oder ersetzt.
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Dazu wird ein dynamisches Musikstück erstellt, welches Änderung von Klangparametern, Effektauswahl, Motivauswahl, Motivgenerierung und Motivkombination einzelner Teilklänge ermöglicht.
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Aus diesem dynamischen Musikstück wird in Echtzeit ein musikalischer Audiostream generiert und abgespielt, in den momentane Eigenschaften wie Fahrtparameter, Fahrerzustand, Fahrthistorie, Fahrzeugkontext und Fahreraktionen bei der Erzeugung algorithmisch eingehen.
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Erreichte Vorteile
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ergänzend zu einer Vielzahl von unterschiedlichen, komplexen technischen Anzeigen eine emotional wirkende Information des Fahrers möglich wird. Diese wird dadurch erreicht, dass mit musikalischer Hilfe Stimmungen hervorgerufen werden, die die vom Fahrzeug antizipierte, notwendige Reaktion des Fahrers in der aktuellen Situation unterstützen.
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Die Erfindung erschließt somit einen zusätzlichen Informationskanal zwischen Fahrzeug und Fahrer bzw. Fahrzeuginsassen, welcher auf intuitiv emotionaler Ebene wirkt.
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Die Erfindung überkommt die Belästigung durch „nervende” Warnsignale wie beispielsweise Piepser, d. h. die Akzeptanz der Warnungen im Fahrzeug steigt.
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Die Erfindung gibt dem Fahrer bzw. den Fahrzeuginsassen positives Feedback beim Nicht-Vorhandensein von Gefahr, etwa dadurch, dass harmonische Klangauswahl dem Fahrer signalisiert, dass seine derzeitige Fahrweise der Verkehrssituation angemessen ist.
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Die Erfindung erlaubt eine graduelle Abstufung von Warnindikationen, welche aber dennoch intuitiv verstanden wird. Beispielweise wird dieser Vorteil dadurch erreicht, dass eine graduelle Zunahme der Dramatik in der Musik bei einer ansteigenden Gefahr signalisiert werden kann.
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Durch die Erfindung wird das Fahrerlebnis intensiviert, da eine für den Fahrer erkennbare Verbindung zwischen Musik und Fahrt besteht, die zusätzlich direkt vom Fahrer beeinflusst werden kann.
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Ebenso wird der Unterhaltungswert der Musik dadurch erhöht, dass eine für den Fahrer erkennbare Verbindung mit der Fahrsituation besteht.
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Weitere Ausgestaltung der Erfindung
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Das dynamische Musikstück enthält Notenmotive, die in Kombinationen zusammengefasst werden. Die Kombinationen wiederum sind in Themen zusammengefasst. Ein Stück besteht aus mehreren Themen.
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Aufgrund der Notenmotive werden einzelne Instrumente gespielt, welche als Klangsamples bereitgestellt werden. Ein Klang kann aufgrund seiner Parameter wie z. B. einer Filtereinstellung verändert werden. Ein Klang kann wiederum durch einen Effekt moduliert werden, dessen Parameter verändert werden können. Motive und Modulationen der Parameter können mit Hilfe von Generatoren erzeugt werden.
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Mittels der Erfindung wird in Echtzeit eine Zuordnung von Eingangssignalen aus den Quellen [36] zu den musikalischen Elementen [37] hergestellt.
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Mit der Erfindung können gleichzeitig mehrere Eingangssignale mehreren musikalischen Elementen bzw. deren Änderungen zugeordnet werden.
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Die Zuordnungen selbst sind dynamisch, können also in Reaktion auf Eingangssignale geändert werden.
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Es gibt Meta-Zuweisungen. Dabei werden mehrere Eingangssignale verknüpft und anschließend musikalischen Elementen [37] zugeordnet.
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Es folgt eine Auflistung der Quellen der Eingangssignale (1) die durch das Verfahren ausgewertet werden.
- a. Signale von den Bussystemen des Fahrzeugs, beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit.
- b. Signale welche im Rahmen der Fahrerüberwachung entstehen, etwa aus der Müdigkeitserkennung.
- c. Signale der Umfelderkennung, beispielsweise eine mit Hilfe einer Kamera detektierte Abweichung des Fahrzeugs von der Spur.
- d. Signale aus Navigationssystemen, etwa ein prädizierter Streckenverlauf.
- e. Signale aus Verkehrsinformationsdiensten, etwa ein vorausliegendes Stauende.
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Es folgt eine Auflistung der musikalische Elemente, die zur Erreichung der Erfindung dynamisch angepasst werden.
- a. Motivauswahl für die Teilklänge, also welcher Klang welche Noten spielt.
- b. Motivkombinationenauswahl, also die Auswahl mehrerer Motive gleichzeitig.
- c. Aktuelles Thema, also Auswahl eines bestimmten Pools an Motiven.
- d. Mischung der Teilklänge, z. B. Absenkung der Lautstärke bis hin zur Stummschaltung von Teilklängen und Änderung von Effektanteilen der Teilklänge.
- e. Parameter der Effekte, z. B. Verzögerungszeiten eines Hall-Effekts.
- f. Parameter der Teilklänge, z. B. die Hüllkurve des Frequenzbereiches eines Klangs.
- g. Parameter von Generatoren für Motive, also z. B. die Häufigkeit mit der Notenereignisse auftreten sollen.
- h. Parameter von Modulationsgeneratoren für Motive und Effekte, z. B. Wahrscheinlichkeiten für das Erklingen bestimmter Noten eines modulierten Motivs.
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Das dynamische Musikstück ist derart gestaltet, dass es die änderbaren musikalischen Elementen [37] enthält.
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Ein Teilklang besteht aus mindestens einem Sample eines Instruments, eines Geräusches oder einer Stimme.
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Während der Fahrt generiert die Musikänderungsvorrichtung (2) aus dem dynamischen Musikstück in Abhängigkeit von den anliegenden Eingangssignalen (1) Audiosignale, welche von der Musikausgabevorrichtung (3) hörbar gemacht werden. Die Zahlen in runden Klammern beziehen sich auf Zeichnung 1.
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Die Musikänderungsvorrichtung (2) oder Teile derselben kann sich an Bord des Fahrzeugs befinden. Darüber hinaus schließt die Erfindung eine verteilte Musikänderungsvorrichtung mit ein, welche aus einer oder mehreren, durch elektronische (Funk-)Netzwerke verbundenen Komponenten besteht, die nicht zwangsläufig an Bord des Fahrzeugs verortet sind.
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Ausführungsbeispiel Einparkhilfe
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Im Nahbereich, etwa bei aktiver Einparkhilfe, werden Hindernisse signalisiert, die in Fahrtrichtung durch Radar o. Ä. lokalisiert werden. Stand der Technik ist, die Distanz zum Hindernis durch ändernde Häufigkeit eines Signaltons hörbar zu machen, bei gleichzeitigem Absenken der Lautstärke des Infotainmentsystems (Radio).
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Mit der Erfindung wird das dynamische Musikstück, welches im Fahrzeug beim Einparken zu hören ist, so angepasst, dass die Annäherung durch die Steigerung der rhythmischen Intensität der Percussionklänge dargestellt wird. Sinkt der Abstand unter ein bestimmtes Mindestmaß, verbleibt nur ein Herzschlagrhythmus und alle anderen Klänge setzen aus.
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Ausführungsbeispiel Soll-/Ist-Geschwindigkeit
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In aktuellen Fahrzeugen kann es Vorrichtungen geben, welche Überschreitung der erlaubten Höchstgeschwindigkeit (plus Puffer, nachfolgend Soll-Geschwindigkeit genannt) durch die gefahrene Geschwindigkeit (Ist-Geschwindigkeit) mittels optischen und/oder akustischen Fahrerrückmeldungen anzeigen. Bei den akustischen Rückmeldungen handelt es sich in der Regel um einen Warnton, eventuell kombiniert mit Sprachausgabe.
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Mit der Erfindung werden aus dem dynamischen Musikstück die Musikalischen Elemente so gewählt, dass bei längerer Überschreitung eher eintönige Musikmotive im Fahrzeug zu hören sind. Dadurch entsteht beim Fahrer der Wunsch nach musikalischer Abwechslung. Je stärker die Ist-Geschwindigkeit abweicht, umso mehr wird durch die Erfindung die Motivwahl reduziert.
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Sobald der Fahrer die Ist-Geschwindigkeit der Soll-Geschwindigkeit anpasst, werden durch die Erfindung abwechslungsreiche Musikmotive gewählt, wodurch ein harmonischeres Fahrerleben entsteht.
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Ausführungsbeispiel gefühlte Geschwindigkeit nach Autobahnabfahrt
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In diesem Beispiel wird angenommen, dass nach einer längeren Autobahnfahrt bei hoher Geschwindigkeit das Fahrzeug die Autobahn verlässt. Die starke Geschwindigkeitsänderung nach dieser Autobahnfahrt führt dazu, dass der Fahrer die Geschwindigkeit zu niedrig schätzt und folglich zu schnell fährt.
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Diese Situation wird von der Musikänderungsvorrichtung aufgrund der Eingangssignale detektiert. Im Einzelnen gehen dabei ein:
- • Änderung der Fahrtgeschwindigkeit
- • Wechsel der Straßenklasse
- • Die Fahrthistorie zeigt eine schnelle Autobahnfahrt für eine Mindestdauer
- • Prädizierte geringe Geschwindigkeit für den vorausliegenden Streckenabschnitt.
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Abgeleitet aus diesen Eingangssignalen werden Musikmotive mit weniger Ereignissen pro Zeiteinheit gewählt und abgespielt, so dass der Fahrer sich schneller an die neue Fahrtgeschwindigkeit gewöhnen kann.
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Ausführungsbeispiel Aktivierung des Fahrers bei Müdigkeit
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In diesem Ausführungsbeispiel wird der Fahrer durch ein Kamerasystem überwacht. Die Kamera bzw. eine weitere Einrichtung erkennt Lidbewegungen des Fahrers und Müdigkeit und stellt beides als Eingangssignal der Musikänderungsvorrichtung zur Verfügung.
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Sobald signalisiert wird dass der Fahrer müde ist, dann wird von der Musikänderungsvorrichtung als unmittelbare Reaktion auf ein Augenzwinkern des Fahrers eine deutlich wahrnehmbare Veränderung sowie ein rhythmisches Break in der Musik ausgelöst. Durch diese Interaktion wird eine Aktivierung des Fahrers erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 000010025492 A1 [0002]
- DE 000003854168 T2 [0007]
- DE 102004011953 A1 [0008]
