DE102014116431A1

DE102014116431A1 - Akkustikschnittstelle für ein automatisiertes Fahrsystem

Info

Publication number: DE102014116431A1
Application number: DE102014116431.8A
Authority: DE
Inventors: Danil Prokhorov; Yasuo Uehara
Original assignee: Toyota Motor Engineering and Manufacturing North America Inc; Toyota Engineering and Manufacturing North America Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: JP5775206B2; US8977499B1; JP2015103257A; DE102014116431B4

Abstract

Es wird eine Berechnungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Akkustikschnittstelle für ein automatisches Fahrsystem offenbart. Ein beispielhaftes Verfahren zum automatischen Fahren unter Verwendung einer Akkustikschnittstelle schließt den Empfang einer Meldung von einem Benutzer ein, die ein Audiosymbol an der Akkustikschnittstelle einer Fahrzeugaktion zuordnet. Das Verfahren schließt weiter den Empfang einer Meldung von einer Routenplaneranwendung über eine bevorstehende Ausführung der Fahrzeugaktion durch ein Fahrzeugsystem oder mehrere Fahrzeugsysteme ein, und das Senden eines Befehls an ein Audiosystem, das der Fahrzeugaktion zugeordnete Audiosymbol auszugeben, bevor das eine Fahrzeugsystem oder die mehreren Fahrzeugsysteme die Fahrzeugaktion durchführen.

Description

HINTERGRUND
Teilweise automatisierte oder überwachte Fahrsysteme sind so gestaltet, daß sie den Fahrer bei der sicheren und effektiven Handhabung des Fahrzeugs auf der Straße unterstützen, beispielsweise durch Anwendung von Techniken, wie das Verfolgen der Augenbewegung (Eyetracking) beim Fahrer, um eine Warnung auszugeben, wenn der Fahrer unaufmerksam wird, und die Fahrbahnverfolgung durch das Fahrzeug, um an den Fahrer eine Warnung auszugeben, wenn das Fahrzeug die Fahrspur verläßt. Viele der durch teilautomatisierte oder -überwachte Fahrsysteme erzeugten Warnungen werden vom Fahrer nicht begrüßt und können aufgrund ihrer bedrohlichen Natur und dem späten Zeitpunkt der Warnung unnötige Besorgnis hervorrufen. Sobald die Warnung empfangen wurde, ist es für den Fahrer sofort erforderlich, zu reagieren.
Voll automatisierte Fahrsysteme sind so gestaltet, daß sie ein Fahrzeug auf der Straße ohne Interaktion des Fahrers oder einer anderen externen Steuerung betreiben, wie etwa beispielsweise selbstfahrende Fahrzeuge. Jedoch sind voll automatisierte Fahrsysteme derzeit nicht so gestaltet, daß sie den Fahrer von bevorstehenden Fahrzeugaktionen in Kenntnis setzen, um den Fahrer darauf vorzubereiten, was er von der automatisierten Steuerung des Fahrzeugs zu erwarten hat.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Das hier beschriebene automatisierte Fahrsystem kann das Fahrzeug autonom innerhalb der Bereiche von Zielwerten (z. B. Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Verzögerungen, Entfernungen zu Objekten, Fahrzeugpositionen und Fahrzeugausrichtungen) längs einer Route, die zumindest teilweise von einer Anwendung (application) zur Routenplanung definiert ist, bewegen. Eine Akkustikschnittstelle für das automatische Fahrsystem kann so gestaltet sein, daß es dem Fahrer gestattet, Informationen aus dem Audiosystem mit bevorstehenden autonomen Aktionen, z. B. vom Fahrzeug auf der Basis der von der Anwendung zur Routenplanung definierten Route und der Fahrzeugumgebung auszuführende Aktionen, in Verbindung zu bringen. Die Informationen können sanfte Warnungen einschließen, beispielsweise angenehme oder neutrale Töne oder Tonfolgen, stark korreliert oder moduliert durch erwartete, vom automatischen Fahrsystem durchgeführte Aktionen.
Bei einer Ausführungsform wird eine Berechnungsvorrichtung offenbart. Die Berechnungsvorrichtung schließt einen Prozessor oder mehrere Prozessoren zur Steuerung der Aktionen der Berechnungsvorrichtung und einen Speicher zur Speicherung von Daten und Programmbefehlen ein, die durch den einen Prozessor oder die mehreren Prozessoren benutzt werden. Der eine Prozessor oder die mehreren Prozessoren sind so gestaltet, daß sie im Speicher gespeicherte Befehle ausführen, um: von einem Benutzer eine Meldung zu erhalten, die ein Audiosymbol (akkustisches Symbol) einer Fahrzeugaktion zuordnet; von einer Anwendung zur Routenplanung eine Meldung einer bevorstehenden Ausführung einer Fahrzeugaktion durch ein Fahrzeugsystem oder deren mehrere zu empfangen; und an ein Audiosystem einen Befehl zu senden, das der Fahrzeugaktion zugeordnete Audiosymbol auszuführen, bevor das eine oder die mehreren Fahrzeugsysteme die Fahrzeugaktion ausführen.
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein computergestütztes Verfahren eines automatisierten Fahrens offenbart. Das Verfahren schließt den Empfang einer Anzeige von einem Benutzer ein, die ein Audiosymbol einer Fahrzeugaktion zuordnet; den Empfang einer Anzeige von einer Anwendung zur Routenplanung einer bevorstehenden Ausführung einer Fahrzeugaktion durch ein Fahrzeugsystem oder deren mehrere; und das Senden eines Befehls an ein Audiosystem, das der Fahrzeugaktion zugeordnete Audiosymbol auszuführen, bevor das eine oder die mehreren Fahrzeugsysteme die Fahrzeugaktion ausführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Beschreibung nimmt hier Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten auf die gleichen Teile bezogen sind und in denen:
1 ein Blockschaltbild einer Berechnungsvorrichtung zum Betrieb einer Akkustikschnittstelle eines automatischen Fahrsystems ist;
2 eine schematische Fahrzeugdarstellung einschließlich der Berechnungsvorrichtung der 1 ist;
3 eine beispielsweise Akkustikschnittstelle für das automatische Fahrsystem ist, die unter Verwendung der Berechnungsvorrichtung der 1 betrieben wird; und
4 ein logisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens ist, das unter Verwendung der Akkustikschnittstelle für das automatische Fahrsystem nach 3 ausgeführt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung beschreibt verschiedene Ausführungsformen einer Akkustikschnittstelle für ein automatisiertes Fahrsystem und Verfahren und Vorrichtungen zum Betrieb der Akkustikschnittstelle. Die Akkustikschnittstelle ermöglicht es einem Fahrer, mit dem automatischen Fahrsystem zusammenzuwirken und bevorstehende oder beabsichtigte Fahrzeugaktionen mit Warnsignalen zu verknüpfen, z. B. Töne oder Tonfolgen, die durch ein Audiosystem für den Fahrer abgespielt werden, bevor das automatische Fahrsystem die zugeordnete Fahrzeugaktion ausführt. Die Akkustikschnittstelle ist eine geeignete und unaufdringliche Weise, um den Fahrer vorab über Aktionen in Kenntnis zu setzen, die vom Fahrzeug unternommen werden, und ihn, falls erforderlich, hinsichtlich möglicherweise nötiger Aktionen bezüglich eines Fahrzeugsystems oder deren mehrerer zu warnen.
Die 1 ist ein Blockschaltbild einer Berechnungsvorrichtung 100, die eine Akkustikschnittstelle für ein automatisches Fahrsystem betreibt. Die Berechnungsvorrichtung 100 kann in jeder beliebigen Art einer im Fahrzeug montierten, oder von Hand gehaltenen, oder nach Desktopart angeordneten, oder einer anderen Art einer einzelnen Rechenvorrichtung sein, oder aus mehreren Rechenvorrichtungen zusammengesetzt sein. Die Recheneinheit in der Rechenvorrichtung kann eine herkömmliche zentrale Recheneinheit (CPU) 102 oder jede andere Vorrichtungsart oder mehrerer Vorrichtungen sein, die geeignet sind, Informationen zu manipulieren oder zu bearbeiten. Der Speicher 104 in der Berechnungsvorrichtung kann ein Direktzugriffsspeicher (RAM) oder jede andere geeignete Art einer Speichervorrichtung sein. Der Speicher kann Daten 106 enthalten, auf die Zugriff durch die CPU unter Verwendung eines Busses 108 erfolgt.
Der Speicher 104 kann auch ein Betriebssystem 110 und eine installierte Anwendung 112 enthalten, welches Programme einschließt, die es der CPU 102 gestatten, wie unten beschrieben, die Akkustikschnittstelle für das automatische Fahrsystem zu betreiben. Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch einen sekundären, zusätzlichen, oder externen Speicher 114 einschließen, beispielsweise eine Speicherkarte, einen USB-Stick, oder irgend eine andere Form eines von einem Computer auslesbaren Mediums. Bei einer Ausführungsform können die installierten Anwendungen 112 insgesamt oder in Teilen im externen Speicher 114 gespeichert und im Speicher 104 geladen sein.
Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch mit einem oder mehreren Fahrzeugsystemen 116 gekoppelt sein. Die Fahrzeugsysteme 116 können beispielsweise ein Audiosystem 118 einschließen. Das Audiosystem 118 kann so gestaltet sein, daß es innerhalb des Fahrzeugs einen Ton hervorruft, beispielsweise unter Verwendung einer Mehrzahl von Lautsprechern, die an verschiedenen Stellen innerhalb der Fahrgastkabine angeordnet sind, wie weiter anhand der 2 beschrieben ist. Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch mit einer oder mehreren Fahrzeugschnittstellen 120 gekoppelt werden, die so gestaltet sind, daß sie eine Eingabe vom Fahrer empfangen und ein Feedback an den Fahrer des Fahrzeugs liefern. Die Fahrzeugschnittstellen 120 können beispielsweise ein interaktives Display 122 einschließen. Das interaktive Display 122 kann so gestaltet sein, daß es dem Fahrer gestattet, Befehle an die Berechnungsvorrichtung 100 zu senden, um die Aktion des Audiosystems 118 zu steuern, wie weiter anhand der 3 erläutert wird. Andere Fahrzeugschnittstelllen 120, beispielsweise ein Stimmenerkennungssystem, könnten ebenfalls so gestaltet sein, daß sie Fahrerbefehle empfangen, die verschiedene Fahrzeugsysteme 116, wie das Audiosystem 118, betreffen.
In der anhand der 1 beschriebenen, beispielsweisen Berechnungsvorrichtung 100 können die im Speicher 104 gespeicherten Anwendungen 112 auch das autonome Fahren betreffende Anwendungen, wie ein Datenanalysator, ein Routenplaner, ein Zielwertgenerator, ein Fehlerdetektor, ein Anpassungsmodul, oder irgendeine andere Anwendung sein, die derart gestaltet sind, daß sie das autonome Fahrsystem realisieren durch Ausführung solcher Aktionen wie Identifizierung des Fahrers, Planung einer Route für das autonome Fahren des Fahrzeugs und Verbesserung der Positionsgenauigkeit des Fahrzeugs.
Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 200, das die anhand der 1 beschriebene Berechnungsvorrichtung 100 einschließt. Wie in 2 gezeigt, kann die Berechnungsvorrichtung 100 innerhalb des Fahrzeugs 200 positioniert sein, oder entfernt vom Fahrzeug 200 an einem (nicht gezeigten) entfernten Ort. Falls die Berechnungsvorrichtung 100 vom Fahrzeug entfernt ist, kann das Fahrzeug 200 die Fähigkeit einschließen, mit der Berechnungsvorrichtung 100 zu kommunizieren.
Das Fahrzeug 200 kann auch eine Mehrzahl von Komponenten des Audiosystems 118 einschließen, wie Lautsprecher 202, 204, 206 und 208, die in den Ecken der Kabine des Fahrzeugs 200 angeordnet sind. Bei diesem Beispiel befindet sich in der Kabine des Fahrzeugs 200 der Lautsprecher 202 links vor dem Fahrer, der Lautsprecher 204 rechts vor dem Fahrer, der Lautsprecher 206 rechts hinter dem Fahrer und der Lautsprecher 208 links hinter dem Fahrer. Jedoch ist auch eine andere Anordnung und Anzahl der Lautsprecher 202, 204, 206 und 208 möglich. Die Lautsprecher 202, 204, 206 und 208 können in Kommunikation mit der Berechnungsvorrichtung 100 stehen und so gestaltet sein, daß sie Befehle vom Audiosystem 118 und/oder der Berechnungsvorrichtung 100 empfangen. Die Lautsprecher 202, 204, 206 und 208 sind mit repräsentativen Schallwellen dargestellt, die die Richtung der Schallfortpflanzung von jedem Lautsprecher 202, 204, 206 und 208 anzeigen.
Das Fahrzeug 200 kann auch eine Fahrzeugschnittstelle 120 oder deren mehrere einschließen, die es dem Fahrer des Fahrzeugs 200 ermöglichen, Befehle an das Fahrzeug 200 zu senden und ein Feedback von Fahrzeugsystemen 116 zu empfangen. Ein Beispiel für eine Fahrzeugschnittstelle 120 ist das in 2 gezeigte interaktive Display 122. Unter Verwendung des interaktiven Displays 122 kann der Fahrer sowohl Informationen über verschiedene Fahrzeugsysteme 116 sehen, als auch Befehle zur Steuerung verschiedener Fahrzeugsysteme 116 eingeben, wie weiter anhand der 3 beschrieben wird. Andere (nicht gezeigte) Beispiele für Fahrzeugschnittstellen 120 können ein Lenkrad, ein Gaspedal, ein Bremspedal, durch Knopf oder Schalter betätigte Audiocontroller, Controller der Fahrzeugklimaanlage, oder irgendwelche anderen Fahrzeugschnittstellen 120 einschließen, die es dem Fahrer ermöglichen, mit dem Fahrzeug 200 wechselseitig zusammenzuwirken.
Die 3 zeigt eine beispielsweise Akkustikschnittstelle 300 für das von der Berechnungsvorrichtung 100 der 1 betriebene automatische Fahrsystem. Die Akkustikschnittstelle 300 kann dem Fahrer beispielsweise durch Verwendung des interaktiven Displays 122 angezeigt werden, das anhand der 1 und 2 beschrieben wurde. Die Akkustikschnittstelle 300 kann so gestaltet sein, daß sie dem Fahrer gestattet, mit den Fahrzeugsystemen 116, dem Audiosystem 118 und anderen Anwendungen 112 zu interagieren, die so gestaltet sind, daß sie das automatische Fahrsystem betreiben. Eine solche Anwendung 112, auf die über die Akkustikschnittstelle 300 zugegriffen wird, kann eine Routenplaneranwendung sein, die so beschaffen ist, daß sie eine Route festlegt, der das Fahrzeug 200 folgen soll, basierend auf seiner aktuellen Position unter Berücksichtigung seiner Umgebung und des beabsichtigten Ziels. Die Routenplaneranwendung ist so gestaltet, daß sie durch verschiedene Fahrzeugsysteme 116 auszuführende, zukünftige Fahrzeugaktionen bestimmt.
Beispielsweise kann die Akkustikschnittstelle 300 so gestaltet sein, daß sie Eingaben vom Fahrer annimmt, die zur Verknüpfung mit Ausgaben des Audiosystems 118 zu beabsichtigten oder bevorstehenden Fahrzeugaktionen geeignet sind, wie sie durch die Routenplaneranwendung angezeigt werden. Die Akkustikschnittstelle 300 kann so gestaltet sein, daß sie verschiedene Eingabearten, wie durch Kontakt, durch Gesten, durch eine Wählvorrichtung oder -scheibe, eine Eingabe durch einen Knopf, eine Tastatur, eine Stimmeingabe, oder irgendeine andere Art der Eingabe zuläßt, die es dem Fahrer gestattet, eines der Einstellfelder zu belegen, die auf der Akkustikschnittstelle 300 dargestellt sind. Die Akkustikschnittstelle 300 kann eine Anzahl verschiedener Einstellfelder, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, eines Feldes 302 für die Fahrzeugaktion, eines Audiosymbolfeldes 304, eines Modulationsfeldes 306, eines Richtungsfeldes 308, eines Feldes 310 für die Vorlaufzeitkonstante und eines Feldes 312 für ein visuelles (optisches) Symbol einschließen. Jedes der durch die Akkustikschnittstelle 300 angezeigten Einstellfelder für das automatische Fahrsystem wird unten weiter beschrieben.
Das Feld 302 der Akkustikschnittstelle 300 für die Fahrzeugaktion schließt ein Aufklappauswahlmenü ein, kann aber auch ein Feld für eine Fahrereingabe einschließen oder als solches gestaltet sein. Das Feld 302 für die Fahrzeugaktion kann durch den Fahrer aus einer Liste von üblichen Fahrzeugaktionen oder Änderungen des Fahrzeugzustandes belegt werden, wie sie längs einer geplanten Route auftreten. Beispielsweiser und wie in 3 gezeigt, könnte eine bevorstehende Fahrzeugaktion, die zur Belegung des Feldes 302 für die Fahrzeugaktion benutzt werden könnte, eine Linkskurve bzw. Linksabbiegung sein. Durch Auswahl oder Eingabe von „Linkskurve” bzw. „Linksabbiegen” in das Feld 302 für die Fahrzeugaktion zeigt der Fahrer dem automatischen Fahrsystem an, daß die Einträge in den verbleibenden Einstellfeldern unter dem Feld 302 für die Fahrzeugaktion den Antworten von verschiedenen Fahrzeugsystemen 116 entsprechen wird, auf der Basis der Anzeige der Routenplaneranwendung, daß eine Linkskurve bzw. Linksabbiegung zu erwarten ist oder unmittelbar bevorsteht. Andere Fahrzeugaktionen, die am Feld 302 für die Fahrzeugaktion eingegeben oder ausgewählt werden können, schließen folgende ein: Rechtskurve, Beschleunigung, Verzögerung, seitliche Fahrspurbewegung oder Fahrspurmanöver, Start (z. B. aus einer gestoppten Position) Stoppen, Abbiegen, Befahren einer Einfahrtrasse, Befahren einer Ausfahrtrasse, etc.
Das Audiosymbolfeld 304 der Akkustikschnittstelle 300 schließt ein Aufklappauswahlmenü ein, kann aber auch als ein Feld für eine Fahrereingabe gestaltet sein. Das Audiosymbolfeld 304 ist so gestaltet, daß es mit einer Anzeige eines aussagefähigen Tons oder einer aussagefähigen Tonfolge belegt werden kann, die künstlich oder real sein kann und gestaltet ist, um die im zugeordneten Feld 302 für die Fahrzeugaktion beschriebene bevorstehende Fahrzeugaktion zu repräsentieren. Diese aussagefähigen Töne oder Tonfolgen sind die Audiosymbole. Bei dem Beispiel, in welchem das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit „Linkskurve” bzw. „Linksabbiegen” belegt ist, würde ein vom Fahrer ausgewähltes oder durch das automatische Fahrsystem angebotenes logisches Audiosymbol eines sein, das mit der Tonfolge übereinstimmt, die von einem einmal aktivierten Abbiegesignal (z. B. ein Blinker) erzeugt wurde. Beispielsweise könnte das Audiosymbol eine Folge von klickenden Tönen sein, die, wie in 3 gezeigt, durch den Ausdruck „Abbiegesignal” zur Belegung des Audiosymbolfeldes 304 repräsentiert werden.
Bei einem anderen (nicht gezeigten) Beispiel könnten das Audiosymbol die simulierten Töne eines Verbrennungsmotors sein. Diese Motortöne könnten mit der Fahrzeugaktion „Fahrzeugbeschleunigung” zur Belegung des Feldes 302 für die Fahrzeugaktion verknüpft und durch das Schild „Hochdrehen des Motors” im Audiosymbolfeld 304 repräsentiert sein. Bei einem anderen Beispiel könnte das Audiosymbol eine sprachbasierte Mitteilung sein, die so gestaltet ist, daß sie die geplante Fahrzeugaktion übermittelt, beispielsweise könnte der Satz „Linkskurve bzw. Linksabbiegung steht bevor” durch einen oder mehrere Lautsprecher 202, 204, 206, 208 an den Fahrer überspielt werden. Dies sind nur einige wenige Beispiele für Zuordnungen zum Feld 302 für die Fahrzeugaktion und dem Audiosymbolfeld 304, viele andere Beispiele sind möglich.
Das Modulationsfeld 306 der Akkustikschnittstelle 300 schließt ein Aufklappauswahlmenü ein, kann aber auch als ein Feld für eine Fahrereingabe gestaltet sein. Das Modulationsfeld 306 ist so gestaltet, daß es mit einer Anzeige belegt werden kann, wie die Dauer, die Klangfarbe, die Tonhöhe oder die Geschwindigkeit eines einzelnen Tons oder einer Tonfolge erzeugt werden soll, wenn das Audiosystem 118 das vorgegebene Audiosymbol ausführt, mit dem das Audiosymbolfeld 304 belegt ist. Menschen sind sensitiv in Bezug auf Änderungen des Rhythmus, der Dauer, der Klangfarbe und anderer Hörparameter, so daß, indem dem Fahrer gestattet wird, das Modulationsniveau unter Benutzung des Modulationsfeldes 306 einzustellen, geholfen wird, einen „Quasselstrippen”-Effekt zu vermeiden, der den Fahrer ablenken oder nerven würde. Außerdem kann das gleiche Audiosymbol für ähnliche bevorstehende Fahrzeugaktionen benutzt werden durch Auswahl eines unterschiedlichen Modulationsniveaus, beispielsweise in Form eines unterschiedlichen Volumens oder einer unterschiedlichen Geschwindigkeit des Tons oder der Tonfolge, um zwischen den Fahrzeugaktionen zu unterscheiden.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel, bei dem die Fahrzeugaktion „Linksabbiegen” im Feld 302 für die Fahrzeugaktion belegt ist und das Audiosymbol „Abbiegesignal” im Audiosymbolfeld 304, kann der Fahrer das Modulationsfeld 306 mit einer Repräsentation der Geschwindigkeit der Blinkfolge von Tönen, beispielsweise „Schnelle Klicks”, belegen, um anzuzeigen, daß der Fahrer einen engen Abstand zwischen jedem der Klicktöne bevorzugt, wenn das Audiosystem 118 die Tonfolge als Anzeige einer bevorstehenden Linkskurve bzw. Linksabbiegung erzeugt, wie durch die Routenplaneranwendung vorgesehen. Bei einem anderen Beispiel, in dem das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit der Fahrzeugaktion „Fahrzeugbeschleunigung” belegt ist, und das Audiosymbolfeld 304 mit dem Audiosymbol „Hochdrehen des Motors”, kann der Fahrer das Modulationsfeld 306 mit einer Repräsentation der zunehmenden Motordrehzahlen belegen, indem er beispielsweise das Modulationsfeld 306 mit dem Text „Hochdrehen” belegt.
Das Richtungsfeld 308 der Akkustikschnittstelle 300 schließt ein Aufklappauswahlmenü ein, kann aber auch als ein Feld für eine Fahrereingabe gestaltet sein. Das Richtungsfeld 308 ist so gestaltet, daß es mit einer Anzeige der Stelle belegt wird, von der aus das Audiosystem 118 den Ton oder die Tonfolge erzeugen wird, der bzw. die im Audiosymbolfeld 304 angezeigt ist. Beispielsweise und wie in 2 gezeigt, kann das Fahrzeug 200 in jeder Ecke der Fahrgastkabine Lautsprecher 202, 204, 206 und 208 einschließen. Die Position eines einzelnen Lautsprechers der Lautsprechergruppe (z. B. Frontlautsprecher 202, 204, rückwärtige Lautsprecher 206, 208, linker Frontlautsprecher 202 und rechte Lautsprecher 204, 206) kann benutzt werden, um das Richtungsfeld 308 zu belegen. Bei einem anderen (nicht gezeigten) Beispiel kann das Audiosystem 118 Fähigkeiten zum Ausrichten des Tons aufweisen, beispielsweise dorthin, wo sich der Fahrer befindet. Bei dem Beispiel, bei dem das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit der Aktion „Linksabbiegen” belegt wird, kann der Fahrer das Richtungsfeld 308 mit einer Repräsentation der Position des Lautsprechers 202, d. h. „vorne links” belegen, wie in 3 gezeigt.
Das Feld 310 für die Vorlaufzeitkonstante der Akkustikschnittstelle 300 schließt ein Aufklappauswahlmenü ein, kann aber auch als ein Feld für eine Fahrereingabe gestaltet sein. Das Feld 310 für die Vorlaufzeitkonstante ist so gestaltet, daß es mit einer Anzeige der Zeitspanne vor einer gegebenen Fahrzeugaktion belegt wird, um das zugeordnete Audiosymbol zu erzeugen, das im Audiosymbolfeld 304 dargestellt wird. Beispielsweise kann, wenn das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit „Linksabbiegen” belegt ist, für den Fahrer eine längere Vorlaufzeit erwünscht sein, um den Fahrer auf das bevorstehende Linksabbiegen aufmerksam zu machen, als es erforderlich sein würde, um einen Fahrer auf bevorstehende Fahrzeugaktionen zur Beschleunigung oder Verzögerung aufmerksam zu machen. Beim in 3 gezeigten Beispiel ist das Feld 310 für die Vorlaufzeitkonstante mit dem Wert „7 Sekunden” belegt, was anzeigt, daß die Erzeugung des Audiosymbols „Abbiegesignal” durch das Audiosystem 118 7 Sekunden vor der Anzeige einer Fahrzeugaktion „Linksabbiegen” des Fahrzeugs 200 durch die Routenplaneranwendung beginnt. Bei einer anderen Ausführungsform, bei der das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit „Fahrzeugbeschleunigung” belegt ist, kann das Feld 310 für die Vorlaufzeitkonstante mit dem Wert „2 Sekunden” belegt werden.
Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch so gestaltet werden, daß sie den innerhalb des Feldes 310 für die Vorlaufzeitkonstante belegten Wert überschreitet, falls sich plötzlich längs der vom Fahrzeug 200 befahrenen Route eine spezielle dynamische Situation entwickelt. Bei einer als Beispiel dienenden, plötzlich auftretenden Situation, wie einem in die Route des Fahrzeugs 200 gelangenden Hindernis, kann die Berechnungsvorrichtung 100 so gestaltet sein, daß sie einen geeigneten filternden/ausmittelnden Parameter einsetzt, wenn das Audiosymbol angewandt wird, sobald die spezielle dynamische Situation auftritt, um damit mögliche, störende Veränderungen der Töne oder Tonfolgen (z. B. „Quasselstrippen”-Effekt) zu vermeiden.
Das Feld 312 für ein visuelles Symbol der Akkustikschnittstelle 300 schließt ein Aufklappauswahlmenü ein, kann aber auch als ein Feld für eine Fahrereingabe gestaltet sein. Das Feld 312 für ein visuelles Symbol ist so gestaltet, daß es mit einer mit der auf der Basis des Audiosymbols erzeugten akkustischen Anzeige zu paarenden Anzeige einer visuellen Mitteilung belegbar ist. Beispielsweise kann die bevorstehende Fahrzeugaktion „Links abbiegen” für den Fahrer durch Anwendung sowohl des Audiosymbols „Abbiegesignal” mit einer bestimmten Modulation, Richtung und Vorlaufzeitkonstante, als auch eines visuellen Symbols, wie eines blinkenden Anzeigelichts in Form eines Pfeils auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs 200 angedeutet werden, wie es als visuelle Anzeige in Bezug auf das Abbiegen oder einen Spurwechsel wohl bekannt ist. Das visuelle Symbol stellt somit die visuelle Anzeige für den Fahrer zusätzlich zum Audiosymbol dar.
Beim Beispiel in 3 kann das Feld 312 für ein visuelles Symbol mit dem Inhalt „Linker Blinker” belegt werden, um anzuzeigen, daß die bevorstehende Fahrzeugaktion „Linksabbiegen” auch ein visuelles Symbol „Linker Blinker” erzeugen wird, um dem Fahrer die Absicht des Fahrzeugs 200 zu vermitteln, nach links abzubiegen. Bei einem anderen (nicht gezeigten) Beispiel könnte eine visuelle Symbole erzeugende visuelle Schnittstelle mit dem Gebrauch von Audiosymbolen gepaart werden. Beim Beispiel der visuellen Schnittstelle könnte eine farbbasierte Anzeige als die visuelle Schnittstelle dienen und Abschnitte der Anzeige könnten entsprechend den auf der Basis der Audiosymbole erzeugten Töne oder Tonfolgen gefärbt werden, wodurch ein Fahrer mit Gehörschaden unterstützt wird. Die Verwendung gepaarter Audiosymbole und visueller Symbole kann auch die Zuverlässigkeit von Kommunikationen zwischen der Routenplaneranwendung und dem Fahrer erhöhen, weil zwei Kommunikationsmittel verwendet werden, obwohl es für das System nicht erforderlich ist, visuelle Symbole anzuwenden.
Ein Vorteil der Akkustikschnittstelle 300 bei ihrer Anwendung in einem automatischen Fahrsystem ist es, daß der Fahrer mit erwarteten Audiosymbolen vertraut wird, die längs der üblichen Routen erzeugt werden, das sind jene Routen, die oft vom Fahrer befahren werden. Der Fahrer kann sowohl erwartete Audiosymbole längs dieser üblichen Routen wahrnehmen, als auch jegliche Abweichung von den erwarteten Audiosymbolen bemerken, die Unregelmäßigkeiten längs der Route anzeigen könnten, die eine Interaktion des Fahrers mit dem Fahrzeug 200 oder seine Übernahme von dessen Steuerung erfordern. Beispielsweise kann das Hören eines Audiosymbols, das entgegen der Erwartung einer Verzögerung durch den, ein sich in der Bahn des Fahrzeugs 200 näherndes Hindernis sehenden Fahrer; eine Absicht des Fahrzeugs 200 zur Beschleunigung anzeigt, die Aufmerksamkeit des Fahrers bezüglich der Situation erhöhen, wie wenn der Fahrer eine falsche Note in einer sehr vertrauten Melodie hört.
Bei einem alternativen Beispiel zu jenem in Bezug auf 3 beschriebenen, kann die Akkustikschnittstelle 300 so gestaltet sein, daß sie vorab belegte Felder 302 für die Fahrzeugaktion und entsprechende Audiosymbolfelder 304, Modulationsfelder 306, Richtungsfelder 308, Felder 310 für die Zeitverzögerungskonstante und Felder 312 für die visuellen Symbole einschließt, basierend auf einer standardisierten oder programmierten Liste von Tönen oder Tonfolgen und geplanten oder bevorstehenden Fahrzeugaktionen. Die vorbelegten Anzeigen in jedem der Einstellfelder können so gestaltet sein, daß sie vom Fahrer unter Verwendung der Akkustikschnittstelle 300 modifiziert oder auf der Standardeinstellung belassen werden.
Die 4 ist ein logisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400, das unter Verwendung der Akkustikschnittstelle 300 für das automatische Fahrsystem der 3 ausgeführt wird. Beim Schritt 402 des Verfahrens kann die Berechnungsvorrichtung 100 eine Meldung einer Zuordnung zwischen einem Audiosymbol und einer Fahrzeugaktion empfangen. Beispielsweise kann der Fahrer eine Fahrzeugaktion auswählen oder in das Feld 302 für die Fahrzeugaktion eingeben und ein Audiosymbol auswählen oder in das Audiosymbolfeld 304 der Akkustikschnittstelle 300 eingeben. Das Audiosymbol kann einen Ton oder eine Tonfolge einschließen und kann so gestaltet sein, daß es den Fahrer über die Natur einer bevorstehenden Fahrzeugaktion aufklärt. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist die angekündigte Fahrzeugaktion ein „Linksabbiegen” und das zugeordnete Audiosymbol ist ein „Abbiegesignal”.
Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch eine Meldung empfangen, die einem Audiosymbol eine Modulation zuordnet, wobei das Modulationsniveau so gestaltet ist, daß der Fahrer die Ernsthaftigkeit (Wichtigkeit) der Fahrzeugaktion erkennen kann. Falls beispielsweise das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit ”Linksabbiegen” belegt ist, kann der Fahrer das Modulationsfeld 306 mit „Rasche Klicks” belegen, um anzuzeigen, daß die Folge der dem bevorstehenden „Linksabbiegen” zugeordneten Klicktöne einen kurzen zeitlichen Abstand zwischen jedem der Klicktöne aufweist. In ähnlicher Weise kann, falls das Feld 302 für die Fahrzeugaktion mit „Wechsel zur linken Fahrspur” belegt ist, der Fahrer das Modulationsfeld 306 mit „Langsame Klicks” belegen, um anzuzeigen, daß die Folge der Klicktöne, die der bevorstehenden Fahrzeugaktion „Wechsel zur linken Fahrspur” zugeordnet sind, einen längeren zeitlichen Abstand zwischen jedem der Klicks aufweist. Somit kann an der Geschwindigkeit der Folge der Klicktöne unterschieden werden, daß die Fahrzeugaktion „Linksabbiegen” mehr Bedeutung hat als die Fahrzeugaktion „Wechsel zur linken Fahrspur”.
Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch eine Meldung erhalten, die dem Audiosymbol eine Richtung zuordnet. Beispielsweisekann das Richtungsfeld 308 mit einer Anzeige des Bereichs der Fahrzeugkabine belegt werden, aus dem das Audiosymbol erzeugt wird, z. B. welcher Lautsprecher aus der Gruppe der Lautsprecher 202, 204, 206 und 208 das Audiosymbol wiedergeben wird. Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch eine Meldung empfangen, die einem Audiosymbol eine Vorlaufzeitkonstante zuordnet. Beispielsweise kann das Feld 310 für die Vorlaufzeitkonstante mit einer Anzeige der Zeitspanne vor einer gegeben Fahrzeugaktion zur Wiedergabe des Audiosymbols belegt werden.
Die Berechnungsvorrichtung 100 kann auch eine Meldung empfangen, die dem Audiosymbol ein visuelles Symbol zuordnet. Das visuelle Symbol kann auch so gestaltet sein, daß es den Fahrer, die Anwendung des Audiosymbols ergänzend, über die Natur der bevorstehenden Fahrzeugaktion unterrichtet. Beispielsweise kann das visuelle Symbolfeld 312 mit „Linker Blinker” belegt werden, wenn das Audiosymbolfeld 304 mit „Abbiegesignal” belegt ist, das anzeigt, daß sowohl die Folge der Klicktöne für das Abbiegesignal wie auch ein linksseitiges Blinklicht dem Fahrer vor einer Fahrzeugaktion „Linksabbiegen” angezeigt werden.
Beim Schritt 404 des Verfahrens 400 kann die Berechnungsvorrichtung 100 eine Meldung über eine bevorstehende Durchführung einer Fahrzeugaktion durch ein Fahrzeugsystem 116 oder deren mehrere empfangen. Beispielsweise kann die Routenplaneranwendung so gestaltet sein, daß sie bevorstehende Fahrzeugaktionen auf der Basis der Route des Fahrzeugs 200 und der das Fahrzeug 200 umschließenden Umgebung ermittelt. Die Routenplaneranwendung kann so gestaltet sein, daß sie ein Signal an die Berechnungsvorrichtung 100 sendet, das vor der Durchführung einer bevorstehenden Fahrzeugaktion auf diese hinweist.
Beim Schritt 406 des Verfahrens 400 kann die Berechnungsvorrichtung 100 einen Befehl an das Audiosystem senden, um das der Fahrzeugaktion zugeordnete Audiosymbol auszugeben, bevor ein Fahrzeugsystem 116 oder deren mehrere die Fahrzeugaktion ausführen. Beispielsweise kann die Routenplaneranwendung, wenn einmal innerhalb einer gegebenen Vorlaufzeit eine Fahrzeugaktion geplant ist, der Berechnungsvorrichtung 100 signalisieren, unter Verwendung des Audiosystems 118 ein der geplanten Fahrzeugaktion zugeordnetes Audiosymbol auszugeben. Wie in 3 gezeigt, kann die Berechnungsvorrichtung 100, wenn ihr einmal die Routenplaneranwendung angezeigt hat, daß innerhalb von 7 Sekunden ein Linksabbiegen stattfindet, ein Signal an das Audiosystem 118 senden, um das Audiosymbol für das Abbiegesignal durchzuführen.
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf das, was derzeit für die praktischsten Ausführungsformen gehalten wird. Es ist jedoch zu verstehen, daß die Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Geistes und des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen. Beispielsweise ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen das Fahrzeug 200 allgemein als ein Automobil beschrieben. Jedoch ist das Fahrzeug 200 nicht auf ein Automobil beschränkt, weil die Akkustikschnittstelle 300 für das automatische Fahrsystem auch bei anderen Fahrzeugen angewandt werden könnte, die allgemein von einem Fahrer oder einer Bedienungsperson gesteuert werden, wie Flugzeuge, Schiffe, etc. Außerdem muß das Fahrzeug 200 nicht auf solche beschränkt werden, die von einem Fahrer oder einer Bedienungsperson gesteuert werden und kann auch ein Roboter oder deren mehrere oder roboterähnliche Werkzeuge sein, die Aktionen unter der Steuerung einer zu einer Routenplaneranwendung äquivalenten Anwendung ausführen. Der Umfang der Ansprüche entspricht somit der breitesten Auslegung, die alle solchen Modifikationen und äquivalenten Konstruktionen umschließt, wie es rechtlich zulässig ist.

Claims

Berechnungsvorrichtung zum Betrieb einer autonomen Akkustikschnittstelle, die mit einem Fahrzeugsystem oder deren mehreren gekoppelt ist, die eine Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs einer geplanten Fahrzeugroute durchführen, umfassend: einen oder mehrere Prozessoren zur Steuerung der Aktionen der Berechnungsvorrichtung; und einen Speicher zur Speicherung von Daten und Programmbefehlen, die von dem einen oder den mehreren Prozessoren verwendet werden, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren so gestaltet ist bzw. sind, daß sie im Speicher gespeicherte Befehle ausführen, um: von einem Benutzer eine Meldung entgegenzunehmen, die ein auf der autonomen Akkustikschnittstelle angezeigtes Audiosymbol der Fahrzeugaktion für automatisches Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute zuordnet, wobei die Fahrzeugaktion eine aus Beschleunigung, Verzögerung, Abbiegen und Lenkung umfaßt; von einer Routenplaneranwendung eine Meldung über das bevorstehende Auftreten einer Fahrzeugaktion für das automatische Fahren längs einer geplanten Fahrzeugroute zu empfangen, die durch ein Fahrzeugsystem oder deren mehrere ausgeführt wird; an ein Audiosystem einen Befehl zu senden, um das der Fahrzeugaktion zugeordnete Audiosymbol auszugeben, bevor ein Fahrzeugsystem oder die mehreren Fahrzeugsysteme die Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute ausführen; und an das eine Fahrzeugsystem oder die mehreren Fahrzeugsysteme einen Befehl zur Ausführung der Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute zu senden.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Audiosymbol so gestaltet ist, daß es den Benutzer über die Natur der Fahrzeugaktion in Kenntnis setzt.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Audiosymbol einen Ton oder eine Tonfolge einschließt.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Meldung zur Zuordnung des Audiosymbols zu einer Fahrzeugaktion ein Modulationsniveau für das Audiosymbol einschließt.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das Modulationsniveau so gestaltet ist, daß es den Benutzer über die Ernsthaftigkeit (Wichtigkeit) der Fahrzeugaktion in Kenntnis setzt.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Meldung zur Zuordnung des Audiosymbols zu einer Fahrzeugaktion eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs für das Audiosymbol einschließt.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Meldung zur Zuordnung des Audiosymbols zu einer Fahrzeugaktion eine Vorlaufzeitkonstante für das Audiosymbol einschließt.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der eine Prozessor oder die mehreren Prozessoren weiter so gestaltet sind, daß sie: vom Benutzer eine Meldung entgegennehmen, die ein an der autonomen Akkustikschnittstelle angezeigtes visuelles (optisches) Symbol dem Audiosymbol zuordnet.
Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher das visuelle Symbol so gestaltet ist, daß es den Benutzer über die Natur der Fahrzeugaktion in Kenntnis setzt.
Von einem Computer ausgeführtes Verfahren zum Betrieb einer autonomen Akkustikschnittstelle, die mit einem Fahrzeugsystem oder deren mehreren gekoppelt ist, das bzw. die eine Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs einer geplanten Fahrzeugroute ausführen, umfassend: die Entgegennahme einer Meldung von einem Benutzer durch einen oder mehrere Prozessoren, die ein an der autonomen Akkustikschnittstelle ausgegebenes Audiosymbol der Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute zuordnet, wobei die Fahrzeugaktion eines von Beschleunigen, Verzögern, Abbiegen und Lenken umfaßt; den Empfang einer Meldung von einer Routenplaneranwendung durch einen oder mehrere Prozessoren über ein bevorstehendes Auftreten der durch das eine Fahrzeugsystem oder die mehreren Fahrzeugsysteme durchzuführenden Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute; das Senden, durch einen oder mehrere Prozessoren, eines Befehls an ein Audiosystem, das der Fahrzeugaktion zugeordnete Audiosymbol auszugeben, bevor das eine Fahrzeugsystem oder die mehreren Fahrzeugsysteme die Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute durchführen; und das Senden, durch einen oder mehrere Prozessoren, eines Befehls an das eine Fahrzeugsystem oder die mehreren Fahrzeugsysteme, die Fahrzeugaktion zum automatischen Fahren längs der geplanten Fahrzeugroute durchzuführen.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem das Audiosymbol einen Ton oder eine Tonfolge einschließt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die Meldung, die das Audiosymbol einer Fahrzeugaktion zuordnet, ein Modulationsniveau für das Audiosymbol einschließt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem das Modulationsniveau so gestaltet ist, daß es den Benutzer über die Ernsthaftigkeit (Wichtigkeit) der Fahrzeugaktion in Kenntnis setzt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die Meldung, die das Audiosymbol einer Fahrzeugaktion zuordnet, eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs für das Audiosymbol einschließt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die Meldung, die das Audiosymbol einer Fahrzeugaktion zuordnet, eine Vorlaufzeitkonstante für das Audiosymbol einschließt.