DE102014221301A1

DE102014221301A1 - Modifizieren eines Audiopanoramas zur Anzeige des Vorliegens von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse

Info

Publication number: DE102014221301A1
Application number: DE201410221301
Authority: DE
Inventors: Davide Di Censo; Stefan Marti; Ajay Juneja
Original assignee: Harman International Industries Inc
Current assignee: Harman International Industries Inc
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-04-23
Also published as: JP2015082844A; US9663031B2; CN104581513A; JP6521604B2; US20170291541A1; US10279739B2; US20150110285A1; CN104581513B

Abstract

Ein persönliches Sicherheitssystem erkennt unmittelbar bevorstehende Gefahr oder ein anderes interessierendes Ereignis und modifiziert dann ein Schallpanorama, um die Aufmerksamkeit eines Benutzers auf die Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses zu konzentrieren. Das persönliches Sicherheitssystem kann Schall isolieren, der aus der Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses stammt, das Schallpanorama auf die Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses kollabieren oder das Schallpanorama komprimieren, um es an der Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses auszurichten. Das persönliche Sicherheitssystem kann in ein Automobil oder ein tragbares System integriert sein, das am Körper des Benutzers angebracht ist. Vorteilhafterweise kann die Aufmerksamkeit des Benutzers auf die unmittelbar bevorstehende Gefahr oder andere interessierende Ereignisse gelenkt werden, ohne zusätzliche sensorische Informationen für den Benutzer einzubringen, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Erschreckens oder Ablenkens des Benutzers reduziert wird.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein Gefahrenvermeidungssysteme und insbesondere das Modifizieren eines Audiopanoramas, um das Vorliegen von Gefahr oder andere interessierende Ereignisse anzuzeigen.
Beschreibung des Stands der Technik
Übliche Gefahrenvermeidungssysteme verwenden eine breite Spanne verschiedener akustischer oder visueller Signalisierungstechniken, um einen Benutzer darüber zu informieren, dass Gefahr unmittelbar bevorsteht. Beispielsweise kann ein Näherungssensor in einem Automobil ein lautes Piepgeräusch erzeugen, wenn das Automobil sich bis auf einen bestimmten Abstand an ein anderes Objekt annähert, und dadurch den Fahrer informieren, dass ein Zusammenstoß unmittelbar bevorsteht. Alternativ kann eine Warnanzeige, die in das Cockpit eines Flugzeugs integriert ist, Objekte in der Nähe des Flugzeugs visuell hervorheben und dadurch den Piloten informieren, dass ein Zusammenstoß unmittelbar bevorsteht. Die akustischen und visuellen Signale, die von solchen üblichen Systemen erzeugt werden, verstärken im Allgemeinen die Wahrnehmung des Benutzers, indem sie zusätzliche sensorische Informationen in die Umgebung des Benutzers einbringen. Die zusätzlichen sensorischen Informationen sollen den Benutzer auf das Vorliegen von Gefahr aufmerksam machen.
Ein Nachteil des genannten Ansatzes ist, dass das Einbringen zusätzlicher sensorischer Informationen in die Umgebung des Benutzers den Benutzer ablenken oder erschrecken kann. Daher kann der Benutzer von den eintreffenden Informationen überwältigt werden und die Konzentration auf die vor ihm liegende Aufgabe verlieren, was wiederum eine bereits gefährliche Situation weiter verschärfen kann.
Wie das Vorstehende verdeutlicht, wären effektivere Techniken zum Anzeigen des Vorliegens von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse an einen Benutzer nützlich.
KURZDARSTELLUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung legt ein System dar, das dazu konfiguriert ist, einem Benutzer das Vorliegen eines interessierenden Ereignisses anzuzeigen. Das System weist eine Rechenvorrichtung auf, die zum Abtasten eines ersten Audiopanoramas, das dem Benutzer zugeordnet ist, Identifizieren einer Richtung. die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist, relativ zu einer Richtung, in die der Benutzer gewandt ist, und auf Grundlage des ersten Audiopanoramas, zum Erzeugen eines zweiten Audiopanoramas konfiguriert ist, das schmaler als das erste Audiopanorama ist und im Wesentlichen an einer Richtung ausgerichtet ist, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist. Außerdem weist das System wenigstens eine Audioausgabevorrichtung auf, die dazu konfiguriert ist, das zweite Audiopanorama an den Benutzer auszugeben.
Ein Vorteil der offenbarten Systeme und Techniken ist der, dass die Aufmerksamkeit des Benutzers auf ein interessierendes Ereignis gelenkt werden kann, ohne zusätzliche sensorische Informationen für den Benutzer einzubringen. Auf diese Weise kann der Benutzer über das interessierende Ereignis in Kenntnis gesetzt werden, ohne erschreckt oder abgelenkt zu werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Damit die oben genannten Merkmale der vorliegenden Erfindung detailliert nachvollzogen werden können, kann anhand der Ausführungsformen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, eine ausführlichere Beschreibung der oben kurz zusammengefassten Erfindung erlangt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen jedoch nur typische Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen und daher nicht als deren Umfang beschränkend zu verstehen sind, da die Erfindung andere gleichermaßen wirksame Ausführungsformen einschließen kann.
1A–1D sind Konzeptdarstellungen, die ein Audiopanorama zeigen, das modifiziert werden kann, um einem Benutzer eines persönlichen Sicherheitssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Vorliegen von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse anzuzeigen;
2A–2C sind Blockdiagramme, die das persönliches Sicherheitssystem aus 1A–1D detaillierter darstellen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
3A–3D sind Konzeptdarstellungen, die ein Verfahren zum Modulieren von Audiokanälen zum Replizieren eines externen Audiopanoramas innerhalb eines Fahrzeug darstellen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
4A–4C sind Konzeptdarstellungen, die eine Technik zum Replizieren eines 360-Grad-Audiopanoramas innerhalb eines Fahrzeugs darstellen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Modifizieren eines Audiopanoramas zum Anzeigen des Vorliegens von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse an einen Benutzer des persönlichen Sicherheitssystems aus 1–4C, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Zuordnen von Audioquellen in einem Audiopanorama zu Positionen in einem Audiokegel, um einem Benutzer des persönlichen Sicherheitssystems aus 1–4C das Vorliegen von Gefahr oder anderen interessierenden Ereignisse anzuzeigen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Replizieren eines Umgebungsaudiopanoramas und Komprimieren des replizierten Audiopanoramas auf einen Audiokegel, um einem Benutzer des persönlichen Sicherheitssystems aus 1–4C das Vorliegen von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse anzuzeigen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
8 ist eine beispielhafte Rechenvorrichtung, die in das persönliche Sicherheitssystem aus 1A–4C eingeschlossen sein kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details erörtert, um ein gründlicheres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Fachleuten ist jedoch ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch ohne eines oder mehrere dieser spezifischen Details ausgeübt werden kann.
1A ist eine Konzeptdarstellung, die ein Audiopanorama 100 zeigt, das modifiziert werden kann, um einem Benutzer eines persönlichen Sicherheitssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Vorliegen von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse anzuzeigen. Wie dargestellt, umgibt das Audiopanorama 100 einen Benutzer 110 und weist verschiedene Audioquellen auf, einschließlich der Audioquelle 101, 102 und 103. Der Benutzer 110 ist in eine Richtung 112 gewandt und kann daher erkennen, dass die einzelnen verschiedenen Audioquellen 101, 102 und 103 aus einer bestimmten Richtung relativ zu Richtung 112 stammen. Beispielsweise nimmt der Benutzer 110 wahr, dass die Audioquelle 101 aus einer Richtung links vom Benutzer 110 stammt. Ebenso nimmt der Benutzer 110 wahr, dass die Audioquelle 102 aus einer Richtung vor dem Benutzer 110 stammt, und dass die Audioquelle 103 aus einer Richtung rechts vom Benutzer 110 stammt.
Wie ebenfalls dargestellt, ist der Benutzer 110 an ein persönliches Sicherheitssystem 120 gekoppelt, das dazu konfiguriert ist, (i) das Vorliegen von Gefahr zu erkennen, die für einen Benutzer 110 gefährlich sein kann, und (ii) die akustische Wahrnehmung des Benutzers 110 in die Richtung dieser Gefahr zu lenken, indem es das Audiopanorama 100 modifiziert. Die spezifischen Einzelheiten des persönlichen Sicherheitssystems 120 sind hier nicht dargestellt, da das persönliche Sicherheitssystem 120 entsprechend mehreren verschiedenen Ausführungsformen implementiert sein kann, die im Zusammenhang mit 2A–2C weiter unten ausführlich beschrieben werden. Allgemein allerdings weist das persönliche Sicherheitssystem verschiedene Sensoren auf, die dazu konfiguriert sind, das Vorliegen von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse für den Benutzer 110 zu erkennen, sowie verschiedene Audioausgabevorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, Ton an den Benutzer 110 auszugeben, um das Audiopanorama 100 zu modifizieren.
Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann mehrere verschiedene Techniken implementieren, um die akustische Wahrnehmung des Benutzers 100 in die Richtung der Gefahr zu lenken. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann alle Audioquellen aufheben oder annullieren, die nicht aus der Richtung der Gefahr stammen, wie ausführlicher unten in Verbindung mit 1B beschrieben wird. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch das Audiopanorama 100 kollabieren, so dass der Benutzer 110 einige oder alle Audioquellen innerhalb des Panoramas als aus der Richtung der Gefahr stammend wahrnimmt, wie ausführlicher unten in Verbindung mit 1C beschrieben wird. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch das Audiopanorama 100 komprimieren, so dass der Benutzer 110 die Audioquellen innerhalb des Panoramas als aus der Richtung der Gefahr stammend wahrnimmt, während die relative Positionierung dieser Quellen innerhalb des Originalpanoramas beibehalten wird, wie ausführlicher unten in Verbindung mit 1D beschrieben wird.
1B ist eine Konzeptdarstellung, die das Audiopanorama 100 aus 1 zeigt, das auf einen Audiokegel 116 reduziert wird, um das Vorliegen von Gefahr 114 anzuzeigen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, nähert sich die Gefahr 114 dem Benutzer 110 aus einer Richtung rechts vom Benutzer 110. Der Benutzer 110 ist in Richtung 112 gewandt und bemerkt möglicherweise nicht sofort, dass die Gefahr 112 unmittelbar bevorsteht. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist jedoch dazu konfiguriert, die Gefahr 114 zu erkennen und in Reaktion darauf das Tonpanorama 110 derart zu modifizieren, dass es die Form des Kegels 116 annimmt, wodurch es die akustische Wahrnehmung des Benutzers 110 auf die Gefahr 114 lenkt.
Insbesondere hebt das persönliche Sicherheitssystem 120 alle Audioquellen im ursprünglichen Audiopanorama 100 auf, die sich außerhalb des Audiokegels 116 befinden, und lässt solche Audioquellen zu, die sich innerhalb des Audiokegels 116 befinden. In 1B hebt das persönliche Sicherheitssystem 120 die Audioquellen 101 und 102 auf, da sie sich außerhalb des Audiokegels 116 befinden, und lässt die Audioquelle 103 als verbleibend zu, da sie sich innerhalb des Audiokegels 116 befindet. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann einen beliebigen technisch durchführbaren Ansatz für die Schallaufhebung anwenden, wenn es die Audioquellen 101 und 102 aufhebt. In einer Ausführungsform kann das Benutzersicherheitssystem 120 auch Ton innerhalb des Audiokegels 116 verstärken, z. B. die Audioquelle 103.
Durch ein derartiges Umformen des Audiopanoramas 100 kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die akustische Wahrnehmung des Benutzers 110 auf die Audioquelle 103 und damit auf die Gefahr 114 lenken. In Reaktion darauf kann der Benutzer 110 sich der Gefahr 114 zuwenden und optisch wahrnehmen, dass Gefahr 114 unmittelbar bevorsteht. Ein weiterer Ansatz zum Modifizieren des Audiopanoramas 100 ist im Folgenden in Verbindung mit 1C beschrieben.
1C ist eine Konzeptdarstellung, die das Audiopanorama 100 aus 1 zeigt, das auf den Audiokegel 116 kollabiert wird, um das Vorliegen von Gefahr 114 anzuzeigen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, nähert sich Gefahr 114 dem Benutzer 110 aus einer Richtung rechts vom Benutzer 110, und der Benutzer 110 ist in Richtung 112 gewandt, ähnlich wie in 1B. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert ist, Gefahr 114 zu erkennen und in Reaktion darauf das Audiopanorama 100 auf den Audiokegel 116 zu kollabieren.
Insbesondere hebt das persönliche Sicherheitssystem 120 alle Audioquellen im ursprünglichen Audiopanorama 100 auf und verschiebt diese Quellen derart, dass sie sich an einer einzelnen Position oder einem einzigen Winkel im Audiokegel 116 befinden. In 1C verschiebt das persönliche Sicherheitssystem 120 die Audioquellen 101, 102 und 103 derart, dass sie sich im Audiokegel 116 an einem einzigen Winkel befinden. Dadurch kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die Audioquellen 101, 102 und 103 aufheben und dann diese Quellen replizieren, so dass der Benutzer 110 Ton, der den einzelnen Quellen zugeordnet ist, als aus derselben Richtung im Audiokegel 116 stammend wahrnimmt. Die aufgehobenen Audioquellen werden hier der Einfachheit halber nicht gezeigt.
Zum Implementieren einer solchen Funktionsweise kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die Audioquellen 101, 102 und 103 aufzeichnen, diese Quellen durch eine Geräuschaufhebungstechnik aufheben, die aufgezeichneten Quellen über eine zweidimensionale (2D) oder dreidimensionale (3D) Positionsaudiotechnik wiedergeben und dann diese modulierten Quellen an den Benutzer 110 ausgeben. In einer Ausführungsform kollabiert das persönliche Sicherheitssystem 120 die Audioquellen 101, 102 und 103 zu einer einzelnen Mono-Audioquelle, die der Benutzer 110 als von einer einzelnen Position im Audiokegel 116 stammend wahrnehmen kann.
Durch das Kollabieren des Audiopanoramas 110 in der vorliegend beschriebenen Weise kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die akustische Wahrnehmung des Benutzers 110 auf die Audioquellen 101, 102 und 103 im Audiokegel 116 und dadurch auf die Gefahr 114 lenken, und zwar in ähnlicher Weise, wie oben in Verbindung mit 1B beschrieben wurde. In Reaktion darauf kann der Benutzer 110 sich Gefahr 114 zuwenden und optisch wahrnehmen, dass Gefahr 114 unmittelbar bevorsteht. Ein weiterer Ansatz zum Modifizieren des Audiopanoramas 100 ist im Folgenden in Verbindung mit 1D beschrieben.
1D ist eine Konzeptdarstellung, die das Audiopanorama 100 aus 1 zeigt, das räumlich auf den Audiokegel 116 komprimiert wird, um das Vorliegen von Gefahr 114 anzuzeigen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, nähert sich Gefahr 114 dem Benutzer 110 aus einer Richtung rechts vom Benutzer 110, und der Benutzer 110 ist in Richtung 112 gewandt, ähnlich wie in 1B–1C. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, Gefahr 114 zu erkennen und in Reaktion darauf das Audiopanorama 100 derart zu komprimieren, dass es sich vollständig im Audiokegel 116 befindet, während die relative Winkelpositionierung der Audioquellen 101, 102 und 103 beibehalten wird.
Insbesondere hebt das persönliche Sicherheitssystem 120 alle Audioquellen im ursprünglichen Audiopanorama 100 auf und ordnet diese Audioquellen dann neuen Positionen im Audiokegel 116 zu, die proportional zum ursprünglichen Abstand dieser Quellen in einem Winkel relativ zueinander beabstandet sind. In 1D positioniert das persönliche Sicherheitssystem 120 die Quellen 101, 102 und 103 an neue Positionen im Audiokegel 116 um, die in Abständen oder Winkeln voneinander beabstandet sind, die von den ursprünglichen Abständen oder Winkeln zwischen diesen Quellen hergeleitet wurden. Beispielsweise positioniert das persönliche Sicherheitssystem 120 die Audioquellen 102 und 103 an Positionen um, die einander relativ nah sind, ähnlich wie die ursprünglichen Positionen dieser Quellen im Audiopanorama 100.
Um eine solche Funktionsweise zu implementieren, kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die Quellen 101, 102 und 103 aufzeichnen und diese Quellen dann über eine Schallaufhebungstechnik aufheben, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1B–1C beschrieben. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann dann das Audiopanorama 100 auf den Audiokegel 116 komprimieren, indem es neue Positionen für die Audioquellen 101, 102 und 103 berechnet und sodann die aufgezeichneten Quellen über eine 2D-Positions- oder 3D-Positionsaudiotechnik wiedergeben, so dass diese Quellen von den neuen Positionen auszugehen scheinen. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann dann die modulierten Quellen an den Benutzer 110 ausgeben. Der Benutzer 110 kann dann die Gesamtheit des Audiopanoramas 100 als vom Audiokegel 116 ausgehend wahrnehmen. Mehrere Techniken zum Erreichen dieser Funktionsweise des „Komprimierens“, die vorliegend bislang nur kurz berührt wurden, werden in Verbindung mit 3A–4C ausführlicher erörtert.
Durch das Komprimieren des Audiopanoramas 100 in der beschriebenen Weise kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die akustische Wahrnehmung des Benutzers 110 auf die Quellen 101, 102 und 103 im Audiokegel 116 und dadurch auf Gefahr 114 lenken. In Reaktion darauf kann der Benutzer 110 sich der Gefahr 114 zuwenden und optisch wahrnehmen, dass Gefahr 114 unmittelbar bevorsteht.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 1A–1D werden Fachleute erkennen, dass das persönliche Sicherheitssystem 120 auf eine breite Palette verschiedener Techniken zurückgreifen kann, um die oben beschriebenen Funktionen zu implementieren. Beispielsweise kann das persönliche Sicherheitssystem 120 das Vorliegen von Gefahr 114 mittels jedes Ansatzes der Verarbeitung von Sensoreingangsdaten erkennen, einschließlich akustische/visuelle Datenverarbeitung, Computersichttechniken, Umgebungsdatenheuristik usw. Außerdem kann das persönliche Sicherheitssystem 120 Audioquellen im Audiopanorama 100 über jeden beliebigen technisch durchführbaren Ansatz der Schallaufhebung aufheben, einschließlich konstruktiver Interferenz oder anderer Formen von Antischall. Ferner kann das persönliche Sicherheitssystem 120 das Schallpanorama 100 derart modifizieren, dass Schall im Zusammenhang mit Gefahr 114 selbst verstärkt wird, oder anderen Schall in dem Panorama in eine Richtung fokussieren, die mit einer unmittelbar bevorstehenden Gefahr in Zusammenhang steht, welche geräuschfrei ist. Allgemein kann das persönliche Sicherheitssystem 120 durch Modifizieren des Audiopanoramas 100 den Audiokegel 116 relativ zur Richtung 112 positionieren. In einer Ausführungsform weist das persönliche Sicherheitssystem 120 Sensoren auf, die dazu konfiguriert sind, die Richtung zu erkennen, in die der Benutzer 110 gewandt ist, oder Blicksensoren, die dazu konfiguriert sind, die Richtung zu erkennen, in die der Benutzer 110 blickt.
Durch Implementieren der offenbarten Funktionsweise ist das persönliche Sicherheitssystem 120 fähig, die Aufmerksamkeit des Benutzers 110 auf Gefahr 114 zu lenken, ohne zusätzliche sensorische Informationen einzubringen. Dadurch kann das persönliche Sicherheitssystem 110 ein Erschrecken oder Ablenken des Benutzers 110 vermeiden. Außerdem kann sich der vorliegend beschriebene Prozess eng an der existierenden Intuition des Benutzers 110 orientieren, da der Benutzer 110 sich auf natürliche Weise in eine Richtung mit veränderter akustischer Wahrnehmung wenden kann (d. h. zum Kegel 116 aus 1B–1D). Da die akustische Wahrnehmung keine ablenkenden, künstlichen Geräusche einschließt, kann sich der Benutzer 110 der Gefahr 114 unbewusst zuwenden und dadurch ausreichend kognitive Ressourcen beibehalten, um richtig auf diese Gefahr zu reagieren.
Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann gemäß einer breiten Spanne unterschiedlicher Ausführungsformen implementiert werden. Allgemein jedoch weist das persönliche Sicherheitssystem 120 einen oder mehrere Sensoren, eine oder mehrere Audioausgabevorrichtungen und wenigstens eine Verarbeitungsvorrichtung auf. Diese verschiedenen Vorrichtungen sind dazu konfiguriert, zusammenzuwirken, um die bis zu dieser Stelle beschriebenen Funktionsweisen auszuüben. Eine beispielhafte Implementierung des persönlichen Sicherheitssystems 120 wird im Folgenden in Verbindung mit 7 ausführlicher beschrieben. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch in einer breiten Spanne unterschiedlicher Zusammenhänge implementiert werden. Beispielsweise kann das persönliche Sicherheitssystem 120 in ein Automobil, eine tragbare Rechenvorrichtung, eine mitführbare Rechenvorrichtung, eine Hörhilfevorrichtung usw. integriert sein. Mehrere beispielhafte Zusammenhänge, in denen die persönliche Sicherheitsvorrichtung 120 implementiert werden kann, werden im Folgenden in Verbindung mit 2A–2C ausführlicher beschrieben.
2A ist ein Blockdiagramm, das das persönliche Sicherheitssystem 120 in ein Fahrzeug 200 integriert zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, nähert sich dem Fahrzeug 200, in dem der Benutzer 110 sitzt, eine Gefahr 210 aus Richtung 114. Das Fahrzeug 200 weist mehrere Elemente des persönlichen Sicherheitssystems 120 auf, einschließlich nach außen gerichteter Kameras 220, einer Rechenvorrichtung 230, eines linken Lautsprechers 240-1 und eines rechten Lautsprechers 240-2.
Die nach außen gerichteten Kameras 220 können innen oder außen am Fahrzeug 200 angebracht sein und allgemein derart positioniert sein, dass sie Video im Zusammenhang mit der Umgebung erfassen, die das Fahrzeug 200 umgibt. Bei der Rechenvorrichtung 230 kann es sich um jede beliebige technisch mögliche Vorrichtung handeln, die Daten verarbeiten kann. Eine beispielhafte Rechenvorrichtung 230 wird im Folgenden in Verbindung mit 7 ausführlicher beschrieben. Die Lautsprecher 240 können übliche Lautsprecher einschließen, die in einem typischen Automobil zu finden sind, Lautsprecher, die in eine Kopfstütze eingebettet sind, oder andere Typen von Lautsprechern. Die Lautsprecher 240 können auch eine oder mehrere Audioausgabevorrichtungen speziell für die Schallaufhebung einschließen, wohingegen sie auch eine oder mehrere andere Audiovorrichtungen speziell für die Schallerzeugung einschließen können.
Die nach außen gerichteten Kameras 220 sind dazu konfiguriert, Videodaten zu erfassen, die Gefahr 210 widerspiegeln können. Die Rechenvorrichtung 230 ist dazu konfiguriert, die Videodaten, die von den nach außen gerichteten Kameras 220 erfasst wurden, zu verarbeiten und Gefahr 210 zu erkennen. In Reaktion auf Gefahr 210, veranlasst die Rechenvorrichtung 230 die Lautsprecher 240, ein Audiopanorama, das dem Benutzer 110 zugeordnet ist, zu modifizieren, um den Audiokegel 116 zu erzeugen, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1A–1D beschrieben. Der Audiokegel 116 kann die Aufmerksamkeit des Benutzers 110 auf diese Gefahr lenken. Die Rechenvorrichtung 230 kann beliebige der bis hierhin beschriebenen Techniken zum Modifizieren des Audiopanoramas implementieren, das an den Benutzer 110 ausgegeben wird, um den Audiokegel 116 zu erzeugen. Dabei kann die Rechenvorrichtung 230 eine selektive Schallaufhebung (d. h. über die Lautsprecher 240) implementieren, um das Audiopanorama, das dem Benutzer 110 zugeordnet ist, aufzuheben oder anderweitig zu modifizieren, um den Audiokegel 116 zu erzeugen.
Beim Ausführen der genannten Funktionsweise ist das persönliche Sicherheitssystem 120 dazu konfiguriert, innerhalb des Fahrzeugs 200 ein externes Audiopanorama zu replizieren, das der Umgebung des Fahrzeugs zugeordnet ist. Wenn dann Gefahr 210 erkannt wird, kann das persönliche Sicherheitssystem 120 das replizierte Panorama derart modifizieren, dass es die Form des Audiokegels 116 aus 2A annimmt. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, den Anteil des linken und rechten Audiokanals zu modulieren, der an den linken und rechten Lautsprecher 240 übertragen wird, um den Audiokegel 116 zu erzeugen, wie auch im Folgenden in Verbindung mit 3A–3C ausführlicher beschrieben wird. Eine weitere Implementierung des persönlichen Sicherheitssystems 120 wird im Folgenden in Verbindung mit 2B beschrieben.
2B ist ein Blockdiagramm, das das persönliche Sicherheitssystem 120 in ein Fahrzeug integriert zeigt, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, nähert sich dem Fahrzeug 200, in dem der Benutzer 110 sitzt, Gefahr 210 aus Richtung 114, ähnlich wie in 2A. Das Fahrzeug 200 weist mehrere Elemente des persönlichen Sicherheitssystems 120 auf, einschließlich nach außen gerichteter Kameras 220, einer Rechenvorrichtung 230 und einer Ohrvorrichtung 250. Bei der Ohrvorrichtung 250 kann es sich um eine Hörhilfe oder eine andere Form von Audiovorrichtung handeln, die dazu konfiguriert ist, Audio direkt in das Ohr des Benutzers 110 zu übertragen.
Die nach außen gerichteten Kameras 220 sind dazu konfiguriert, Videodaten zu erfassen, die Gefahr 210 widerspiegeln können, und die Rechenvorrichtung 230 ist dazu konfiguriert, die Videodaten zu verarbeiten, um Gefahr 210 zu erkennen, wie oben in Verbindung mit 2A beschrieben. In Reaktion auf Gefahr 210 veranlasst die Rechenvorrichtung 230 Ohrvorrichtungen 250 dazu, ein Audiopanorama zu modifizieren, das dem Benutzer 110 zugeordnet ist, um Audiokegel 116 zu erzeugen, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1A–1D beschrieben. Der Audiokegel 116 kann die Aufmerksamkeit des Benutzers 110 auf diese Gefahr lenken. Die Rechenvorrichtung 230 kann beliebige der bis hierhin beschriebenen Techniken zum Modifizieren des Audiopanoramas implementieren, das an den Benutzer 110 ausgegeben wird, um den Audiokegel 116 zu erzeugen. Eine weitere Implementierung des persönlichen Sicherheitssystems 120 wird im Folgenden in Verbindung mit 2C beschrieben.
2C ist ein Blockdiagramm, das das persönliche Sicherheitssystem 120 in ein tragbares System integriert zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, nähert sich die Gefahr 210 dem Benutzer 110 aus Richtung 114, ähnlich wie in 2A–2B. Der Benutzer 110 trägt das persönliche Sicherheitssystem 120, das die Rechenvorrichtung 230, eine tragbare Kamera 260 und eine Ohrvorrichtung 270 einschließt.
Bei der Ohrvorrichtung 270 kann es sich um eine Hörhilfe oder eine andere Form von Audiovorrichtung handeln, die dazu konfiguriert ist, Audio direkt in das Ohr des Benutzers 110 zu übertragen. Die tragbare Kamera 260 kann in ein Benutzeraccessoire integriert sein, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung eine Brille, einen Hut, ein Ohrteil, das vom Benutzer 110 getragen wird, oder Schmuck, wie etwa ein Amulett, das vom Benutzer 110 getragen wird. Die Rechenvorrichtung 230 kann eine Schaltungsanordnung sein, die in eine Brille oder anderes Benutzeraccessoire integriert ist, oder ein Mobiltelefon oder ein Tablet-Computer, der vom Benutzer 110 mitgeführt wird.
Die tragbare Kamera 260 ist dazu konfiguriert, Videodaten zu erfassen, die Gefahr 210 widerspiegeln können, und die Rechenvorrichtung 230 ist dazu konfiguriert, diese Videodaten zu verarbeiten, um Gefahr 210 zu erkennen. In Reaktion auf Gefahr 210 veranlasst die Rechenvorrichtung 230 die Ohrvorrichtung 270 dazu, ein Audiopanorama zu modifizieren, das dem Benutzer 110 zugeordnet ist, um einen Audiokegel 116 zu erzeugen, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1A–1D beschrieben. Der Audiokegel 116 kann die Aufmerksamkeit des Benutzers 110 auf diese Gefahr lenken. Die Rechenvorrichtung 230 kann beliebige der bis hierhin beschriebenen Techniken zum Modifizieren des Audiopanoramas implementieren, das an den Benutzer 110 ausgegeben wird, um den Audiokegel 116 zu erzeugen. Diese Verfahren werden unten in Verbindung mit 3A–4C ausführlicher beschrieben.
3A ist eine Konzeptdarstellung, die ein Umgebungsaudiopanorama 300-1 zeigt, das sich außerhalb des Fahrzeugs 200 befindet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, weist das Fahrzeug 200 ein linkes Mikrofon 310-1 und ein rechtes Mikrofon 310-2 auf, die dazu konfiguriert sind, ein Umgebungsaudiopanorama 300-1 zu erkennen. Die Mikrofone 310 können in das persönliche Sicherheitssystem 120 integriert sein. Das Umgebungsaudiopanorama 300-1 schließt die Quellen 101, 102 und 103 ein.
Allgemein können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine beliebige Form von externem Messwandler zurückgreifen, wie etwa die Mikrofone 310, um das gesamte externe Klangfeld zu erfassen, einschließlich natürlicher Audioquellen wie etwa Tiere, andere Fahrzeuge usw. Eine übliche Möglichkeit zum Erfassen eines externen Klangfelds ist die Verwendung von zwei gerichteten Mikrofonen (wie in 3A gezeigt), die nah beieinander angeordnet sind, aber in verschiedene Richtungen weisen. Der Winkel zwischen den zwei Mikrofonen kann zwischen 90 Grad und 120 Grad betragen. Das Mikrofon 310-1 stellt ein Signal bereit, das an einen linken Kanal gesendet wird, und das Mikrofon 310-2 stellt ein Signal bereit, das an den rechten Kanal gesendet wird. Audio im Zusammenhang mit diesen Kanälen kann an den Benutzer 110 über Lautsprecher 240 ausgegeben werden, um das Umgebungsaudiopanorama 300-1 zu replizieren, wie unten in Verbindung mit 3B ausführlicher beschrieben wird.
3B ist eine Konzeptdarstellung, die ein repliziertes Audiopanorama 300-2 zeigt, das im Fahrzeug 200 erzeugt wird. Der linke Lautsprecher 240-1 und der rechte Lautsprecher 240-2 sind dazu konfiguriert, die Quellen 101, 102 und 103 im Fahrzeug 200 zu replizieren, so dass der Benutzer 110 das Audiopanorama 300-2 innerhalb des Fahrzeugs 200 wahrnimmt. Das Audiopanorama 300-2 kann ähnlich wie das Umgebungsaudiopanorama 300-1 erscheinen. Mit anderen Worten, das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, als „Durchleitvorrichtung“ zu dienen, damit externer Schall außerhalb des Fahrzeugs 200 ins Innere des Fahrzeugs 200 gelangen und dort vom Benutzer 110 wahrgenommen werden kann.
Um die oben beschriebene Funktionsweise zu erreichen, ist das linke Mikrofon 310-1 dazu konfiguriert, Schall zu erfassen, der einer linken Seite des Umgebungsaudiopanoramas 300-1 zugeordnet ist, und den erfassten Schall einem linken Kanal zuzuweisen. Ebenso ist das rechte Mikrofon 310-2 dazu konfiguriert, Schall zu erfassen, der einer rechten Seite des Umgebungsaudiopanoramas 300-1 zugeordnet ist, und den erfassten Schall einem rechten Kanal zuzuweisen. Der linke Lautsprecher 240-1 gibt dann 100 % des linken Kanals aus, während der rechte Lautsprecher 240-2 100 % des rechten Kanals ausgibt, wodurch das Umgebungsaudiopanorama 300-1, das von den Mikrofonen 310 erfasst wird, im Ganzen repliziert wird.
Fachleute werden erkennen, dass Tonsysteme allgemein einen linken und rechten Tonkanal aufweisen können, wobei ein linksseitiger Lautsprecher den linken Kanal ausgibt und ein rechtsseitiger Lautsprecher den rechten Kanal ausgibt, ähnlich wie bei der oben beschriebenen Konfiguration. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist jedoch auch dazu konfiguriert, zu modifizieren, in welchem Maße jeder Kanal an die verschiedenen Lautsprecher ausgegeben wird, um das replizierte Schallpanorama 300-2 zu verengen. Dabei veranlasst das persönliche Sicherheitssystem 120 die Lautsprecher 240, verschiedene Verhältnisse des linken und rechten Kanals auszugeben, wie unten in Verbindung mit 3C beschrieben.
3C ist eine Konzeptdarstellung, die das replizierte Audiopanorama 300-2 aus 3B komprimiert auf den Audiokegel 116 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, ist der Audiokegel 116 an einer Richtung der akustischen Aufmerksamkeit 314 ausgerichtet. In der Praxis erzeugt das persönliche Sicherheitssystem 120 den Audiokegel 116, um eine Richtung anzugeben, die einer unmittelbar bevorstehenden Gefahr zugeordnet ist, wodurch es den Benutzer 110 über die Existenz dieser Gefahr informiert. Dabei ist das persönliche Sicherheitssystem 120 dazu konfiguriert, die Audioquellen 101, 102 und 103 in der in Verbindung mit 1D beschriebenen Weise umzupositionieren, wodurch das replizierte Audiopanorama 300-2 derart komprimiert wird, dass die relative Winkelpositionierung der Audioquellen beibehalten wird. Eine Technik zum Erreichen der genannten Quellenumpositionierung unter Beibehaltung der relativen Winkelposition der Schallquellen ist das Verengen des replizierten Audiopanoramas 300-1 durch Manipulieren der Verteilung der Tonkanäle auf die Lautsprecher.
Zur Erklärung der Verengung eines Schallpanoramas durch Manipulieren der Verteilung der Tonkanäle auf die Lautsprecher ist beispielsweise an ein additives Tonsystem zu denken. Ein solches Tonsystem kann Audio im Zusammenhang mit einer Sammlung einzelner Musikinstrumente erzeugen, wobei jedes Musikinstrument eine einzelne Audioquelle darstellt. Alle einzelnen Audioquellen werden von einem Tonmischer entlang des Audiopanoramas positioniert, angefangen von dem am weitesten links bis zu dem am weitesten rechts angeordneten, oder beliebigen dazwischen angeordneten, indem ein Teil jeder Audioquelle dem linken Tonkanal und ein Teil jeder Audioquelle dem rechten Tonkanal zugewiesen wird. Um insbesondere eine Audioquelle dazu zu veranlassen, scheinbar von einer Position weit links auszugehen, leitet das Tonsystem 100 % eines Signals, das der Audioquelle zugeordnet ist, dem linken Kanal zu und 0 % dieses Signals dem rechten Kanal. Um die Audioquelle dazu zu veranlassen, scheinbar von einer geradeaus liegenden Position auszugehen, leitet das Tonsystem 50 % des Signals an den linken Kanal und 50 % des Signals an den rechten Kanal. Da in einer üblichen Konfiguration der linke Kanal ausschließlich an den linken Lautsprecher und der rechte Kanal ausschließlich an den rechten Lautsprecher gesendet wird, erzeugt die letztgenannte Konfiguration die akustische räumliche Illusion, dass die Audioquelle von einer Position zwischen den Lautsprecher ausgeht. (Das gleiche gilt für Audiosysteme mit mehr als zwei Lautsprechern, die im Wesentlichen ein 2D-Klangfeld oder Surround-Klangfeld bilden.)
Wie oben beschrieben, werden bei einer Standardkonfiguration, die bei den meisten Lautsprechersystemen üblich ist, 100 % des linken Kanals am linken Lautsprecher und 100 % des rechten Kanals am rechten Lautsprecher wiedergegeben. Um das replizierte Audiopanorama 300-2 auf den Audiokegel 116 zu verengen und trotzdem die relative Winkelpositionierung aller einzelnen Audioquellen beizubehalten, ist das persönliche Sicherheitssystem 120 dazu konfiguriert, die Standardverteilung des linken und rechten Kanals jeweils auf den linken und rechten Lautsprecher 240-1 und 240-2 zu verändern. Anstatt beispielsweise 100 % des linken Kanals an den linken Lautsprecher 240-1 und 100 % des rechten Kanals an den rechten Lautsprecher 240-2 zu leiten, kann das persönliche Sicherheitssystem 120 80 % des linken Kanals an den linken Lautsprecher 240-1 und 20 % des linken Kanals an den rechten Lautsprecher 240-2 und 80% des rechten Kanals an den rechten Lautsprecher 240-2 und 20 % des rechten Kanals an den linken Lautsprecher 240-1 leiten. In dieser Konfiguration wird das replizierte Audiopanorama 300-1 auf den Audiokegel 116 komprimiert, der schmaler als das ursprüngliche Panorama ist.
In einem weiteren Beispiel kann das persönliche Sicherheitssystem 120 50 % des linken Kanals an den linken Lautsprecher 240-1 und 50 % des linken Kanals an den rechten Lautsprecher 240-2 und 100 % des rechten Kanals an den rechten Lautsprecher 240-1 leiten. In dieser Konfiguration wird das replizierte Audiopanorama 300-2 auf die Hälfte zum Audiokegel 116 komprimiert, und zugleich wird der Audiokegel 116 aus der Perspektive des Benutzers 110 nach rechts gedreht. Dieser besondere Fall ist in 3C gezeigt.
Ein alternatives Verfahren zur Quellenumpositionierung ist wie folgt: das Umgebungsaudiopanorama 300-1 wird von einem oder mehreren Audiomesswandlern wie z. B. den Mikrofonen 310 erfasst. Das erfasste Audio wird dann auf die einzelnen Audioquellen hin analysiert, wie etwa Vogelgesang, Bellen oder das Motorgeräusch eines anderen Fahrzeugs. Nach dem Erkennen einzelner Audioquellen werden Techniken zur Digitalsignalverarbeitung (DSP) benutzt, um die Audioquellen akustisch zu isolieren. Wenn alle Audioquellen auf Mono-Schallströme isoliert wurden, können diese Quellen in beliebigen Positionen im replizierten Audiopanorama 300-2 positioniert werden, ähnlich wie bei der oben beschriebenen Tonmischung. In dieser Konfiguration werden die Schallsignale von den externen Messwandlern nicht direkt dem linken und rechten Kanal zugewiesen.
Die Position der einzelnen Audioquellen kann die ursprüngliche Richtung widerspiegeln, aus der die Audioquelle stammt, z. B. kann ein Vogelgeräusch, das von vorne links kam, im replizierten Audiopanorama 300-2 in derselben Winkelposition vorne links positioniert werden. Um das replizierte Audiopanorama 300-2 räumlich auf den Audiokegel 116 zu komprimieren, der schmaler als das ursprüngliche Panorama ist, kann jede einzelne Audioquelle rechnerisch an eine beliebige gewünschte Position im Audiokegel 116 gebracht werden, einschließlich (ohne darauf beschränkt zu sein) Positionen, die die relative Winkelposition der einzelnen Audioquellen beibehalten. Alternativ können mehrere Audioquellen in der gleichen Winkelposition angeordnet werden, wodurch das replizierte Audiopanorama 300-2 auf einen einzelnen Punkt kollabiert wird und die Winkeldifferenz zwischen allen Audioquellen auf null reduziert wird. In noch einer weiteren Alternative können die einzelnen Audioquellen breit über das replizierte Audiopanorama 300-2 für den Benutzer verteilt werden, wodurch die Winkeldifferenz zwischen diesen Audioquellen maximiert wird. Letzteres kann sinnvoll sein, damit der Benutzer zwei einzelne Audioquellen besser unterscheiden kann, z. B. zwei verschiedene Fahrzeuge, die sich aus einer ähnlichen Richtung nähern, aber nicht genau aus der gleichen Richtung.
Die oben beschriebenen Techniken gelten auch für das Replizieren eines vollständigen 360-Grad-Audiopanoramas im Fahrzeug 200, wie unten in Verbindung mit 4A–4C ausführlicher beschrieben wird.
4A zeigt ein 360-Grad-Audiopanorama 400-1, das Quellen 101, 102, 103, 104 und 105 einschließt. Das Fahrzeug 200 weist ein Surround-Mikrofon-Cluster 410 auf, das ein Element des persönlichen Sicherheitssystems 120 ist. Das Surround-Mikrofon-Cluster 410 ist dazu konfiguriert, das 360-Grad-Audiopanorama 400-1 abzutasten und das Panorama innerhalb des Fahrzeugs 200 zu replizieren, wie weiter unten in Verbindung mit 4B ausführlicher beschrieben wird.
4B ist eine Konzeptdarstellung, die ein repliziertes 360-Grad-Audiopanorama zeigt, das von dem persönlichen Sicherheitssystem 120 im Fahrzeug 200 erzeugt wird. Wie dargestellt, weist das Fahrzeug 200 einen vorderen linken Lautsprecher 440-1, einen vorderen rechten Lautsprecher 440-2, einen hinteren linken Lautsprecher 440-3 und einen hinteren rechten Lautsprecher 440-4 auf. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, das 360-Grad-Audiopanorama 400-1 zu erfassen und dann die Lautsprecher 440 zu veranlassen, ein repliziertes 360-Grad-Audiopanorama 400-2 auszugeben. Dabei kann das persönliche Sicherheitssystem ähnliche Techniken verwenden, wie sie oben in Verbindung mit 3A–3D beschrieben wurden.
Insbesondere kann das persönliche Sicherheitssystem 120 die einzelnen Mikrofone im Mikrofon-Cluster 410 veranlassen, Audio im Zusammenhang mit einer anderen Region des 360-Grad-Panoramas abzutasten, und dann das Audio, das der jeweiligen Region zugeordnet ist, einem separaten Kanal zuweisen. Das persönliche Sicherheitssystem 120 veranlasst dann einen anderen Lautsprecher 440 zur Ausgabe der jeweiligen unterschiedlichen Kanäle. Der vordere linke Lautsprecher 440-1 gibt Audio im Zusammenhang mit einem vorderen linken Teil des 360-Grad-Audiopanoramas 400-1 aus, der vordere rechte Lautsprecher 440-2 gibt Audio im Zusammenhang mit einem vorderen rechten Teil des 360-Grad-Audiopanoramas 400-1 aus, der hintere linke Lautsprecher 440-3 gibt Audio im Zusammenhang mit einem hinteren linken Teil des 360-Grad-Audiopanoramas 400-1 aus und der hintere rechte Lautsprecher 440-4 gibt Audio im Zusammenhang mit einem hinteren rechten Teil des 360-Grad-Audiopanoramas 400-1 aus. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, sodann die Verteilung von Audiokanälen auf Lautsprecher 440 zu manipulieren, wie ausführlicher in Verbindung mit 4C beschrieben wird.
4C ist eine Konzeptdarstellung, die das replizierte Audiopanorama 300-2 zeigt, das auf den Audiokegel 316 komprimiert wurde. Wie dargestellt, schließt der Audiokegel 316 die Audioquellen 101, 102, 103, 104 und 105 ein. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, diese Audioquellen derart zu positionieren, dass sie relative Winkelpositionen aufweisen, die proportional zu den ursprünglichen Winkelpositionen dieser Audioquellen sind. Der Audiokegel 416 ist an einer Richtung der akustischen Aufmerksamkeit 414 ausgerichtet, die in der Praxis eine Richtung im Zusammenhang mit unmittelbar bevorstehender Gefahr darstellt. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, die Verteilung von Audiokanälen zu manipulieren, die Mikrofonen im Mikrofon-Cluster 410 zugeordnet sind, um die Audioquellen 101, 102, 103, 104 und 105 zu veranlassen, scheinbar von den Positionen im Audiokegel 416 aus 4C auszugehen. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch jede Quelle einem separaten Kanal zuweisen und dann die Verteilung dieser Kanäle manipulieren. Dabei verwendet das persönliche Sicherheitssystemallgemein ähnliche Techniken, wie sie oben in Verbindung mit 3A–3D beschrieben wurden.
Fachleute werden verstehen, dass beliebige der bis hierhin beschriebenen Techniken mit beliebigen anderen hier beschriebenen Techniken kombiniert werden können. Beispielsweise kann der Ansatz zum Replizieren und Modifizieren eines 360-Audiopanoramas, der in Verbindung mit 4C beschrieben wird, in Zusammenhang mit der tragbaren persönlichen Sicherheitsvorrichtung implementiert werden, die oben in Verbindung mit 3C erörtert wurde. Die allgemeine, von dem persönlichen Sicherheitssystem 120 ausgeführte Technik wird unten anhand von Schritten in Verbindung mit 5 beschrieben.
5 ist ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Modifizieren eines Audiopanoramas zum Anzeigen des Vorliegens von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse an einen Benutzer einer persönlichen Sicherheitsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Obwohl die Verfahrensschritte in Verbindung mit den Systemen aus 1A–4C beschrieben werden, werden Fachleute verstehen, dass jedes beliebige System, das dazu konfiguriert ist, die Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge auszuführen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt.
Wie dargestellt beginnt ein Verfahren 500 bei Schritt 501, wobei das persönliche Sicherheitssystem 120 bestimmt, ob eine Gefahr erkannt wurde. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann als einige von mehreren Möglichkeiten von einem Benutzer, z. B. dem Benutzer 110 aus 1A–4C, getragen werden oder in ein Fahrzeug integriert sein, das von dem Benutzer gesteuert wird, wie in Verbindung mit 2A–2C erörtert. In anderen Ausführungsform kann das persönliche Sicherheitssystem 120 als Beispiel und ohne Einschränkung in einer Wohnumgebung implementiert sein, um die Aufmerksamkeit eines Benutzers auf eine Gefahr oder ein interessierendes Ereignis im Haus zu lenken, etwa ein weinendes Baby in einem bestimmten Raum oder ein Gasleck oder ein Feuer. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann Schritt 501 des Verfahrens 500 wiederholen, bis Gefahr erkannt wird. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, Gefahr durch das Verarbeiten von Sensorrohdaten und das Implementieren eines beliebigen einer breiten Palette von Datenverarbeitungsverfahren zu erkennen. Als Beispiel und ohne Einschränkung kann das persönliche Sicherheitssystem 120 einen auf Computersicht basierenden Ansatz implementieren, um Automobile zu identifizieren, die eine Bedrohung für den Benutzer darstellen können.
Nach dem Erkennen von Gefahr, wie z. B. der Gefahr 114 aus 1B–1D, bestimmt das persönliche Sicherheitssystem 120 dann bei Schritt 502 die Richtung der Gefahr. Bei Schritt 503 bestimmt das persönliche Sicherheitssystem 120 auch die Ausrichtung des Kopfes des Benutzers. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann als Beispiel und ohne Einschränkung Kopfsensoren oder Augenrichtungssensoren verwenden, um eine Richtung zu bestimmen, in die der Benutzer gewandt ist oder schaut.
Bei Schritt 504 modifiziert das persönliche Sicherheitssystem 120 ein Audiopanorama des Benutzers. Das Audiopanorama kann z. B. das Audiopanorama 100 aus 1A–1D sein. Dabei kann das persönliche Sicherheitssystem 120 alle Schallquellen im Audiopanorama mit Ausnahme derer, die aus der Richtung der Gefahr stammen, aufheben, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1B beschrieben. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch alle Schallquellen im Audiopanorama aufheben und dann einen akustischen Ausgang erzeugen, der eine kollabierte Version des Audiopanoramas darstellt, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1C erörtert. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch alle Schallquellen im Audiopanorama aufheben und dann einen akustischen Ausgang erzeugen, der eine komprimierte Version des Audiopanoramas darstellt, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1D erörtert.
Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann das Verfahren 500 nach Bedarf iterativ wiederholen, um das Audiopanorama kontinuierlich auf unmittelbar bevorstehende Gefahr zu fokussieren. Mit dem hier beschriebenen Ansatz ist das persönliche Sicherheitssystem 120 dazu in der Lage, die Aufmerksamkeit des Benutzers auf Gefahr zu lenken, ohne weitere sensorische Informationen einzubringen. Dadurch kann das persönliche Sicherheitssystem 120 ein Erschrecken oder Ablenken des Benutzers vermeiden.
Beim Erzeugen eines akustischen Ausgangs, der eine komprimierte Version des Audiopanoramas darstellt, wie oben in Verbindung mit 1D und 3A–4C beschrieben, kann das persönliche Sicherheitssystem 120 eine bestimmte Technik implementieren, die im Folgenden anhand von Schritten in Verbindung mit 6 beschrieben wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Zuordnen von Audioquellen in einem Audiopanorama zu Positionen in einem Audiokegel, um einem Benutzer der persönlichen Sicherheitsvorrichtung Gefahr oder andere interessierende Ereignisse anzuzeigen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Obwohl die Verfahrensschritte in Verbindung mit den Systemen aus 1A–4C beschrieben werden, werden Fachleute verstehen, dass jedes beliebige System, das dazu konfiguriert ist, die Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge auszuführen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt.
Wie dargestellt, beginnt ein Verfahren 600 bei Schritt 601, wobei das persönliche Sicherheitssystem 120 die Positionen von Audioquellen in einem Audiopanorama bestimmt, das den Benutzer umgibt. Das Audiopanorama kann z. B. das Audiopanorama 100 sein, während die Audioquellen z. B. die Quellen 101, 102 und 103 aus 1A–1D sein können.
Bei Schritt 602 erzeugt das persönliche Sicherheitssystem 120 einen Audiokegel innerhalb des Audiopanoramas, der die Richtung der Gefahr angibt. Der Audiokegel kann z. B. der Audiokegel 116 aus 1B–1D sein. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann die Richtung der Gefahr identifizieren, indem es Schritt 502 des oben beschriebenen Verfahrens 500 implementiert. Das persönliche Sicherheitssystem 120 erzeugt einen Audiokegel mit einer bestimmten Direktionalität, der an der Richtung der Gefahr relativ zur Kopfausrichtung des Benutzers ausgerichtet ist. Die Kopfausrichtung des Benutzers kann durch Ausführen von Schritt 503 des Verfahrens 500 bestimmt werden.
Bei Schritt 603 ordnet das persönliche Sicherheitssystem 120 die Position einer Audioquelle im Audiopanorama einer entsprechenden Position im Audiokegel zu. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann beispielsweise die Positionen der Quellen 101, 102 und 103, die in 1A gezeigt sind, den neuen Positionen dieser Quellen zuordnen, die in 1D gezeigt sind. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann eine neue Position für eine jeweilige Quelle im Audiokegel bestimmen, indem sie das Audiopanorama von vollen 360 Grad auf eine kleinere Gradzahl im Winkel komprimiert. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann eine neue Position für eine Quelle auch auf Grundlage einer Eingabe vom Benutzer bestimmen, wie z. B. Handgesten, neben anderen Eingabearten. In einer Ausführungsform manipuliert das persönliche Sicherheitssystem 120 die Verteilung der Kanäle auf Lautsprecher, um Teile des Audiopanoramas zu komprimieren. In einer weiteren Ausführungsform weist das persönliche Sicherheitssystem 120 jede Audioquelle einem separaten Kanal zu und manipuliert dann die Verteilung dieser separaten Kanäle, um die Audioquellen unabhängig zu bewegen.
Bei Schritt 604 moduliert das persönliche Sicherheitssystem 120 Schall, der an den Benutzer ausgegeben wird, um die neue Position der Quelle im Audiokegel zu reflektieren. Dabei kann das persönliche Sicherheitssystem 120 auf 3D-Audiotechniken, Schallaufhebungstechniken und eine breite Palette weiterer Audioaufbereitungstechniken zurückgreifen, um den Realismus der Audioquelle zu erhöhen.
Bei Schritt 605 bestimmt das persönliche Sicherheitssystem 120, ob weitere Audioquellen zugeordnet werden müssen. Wenn weitere Audioquellen verbleiben, kehrt das Verfahren zu Schritt 603 zurück und fährt fort, eine weitere Audioquelle zuzuordnen. Anderenfalls endet das Verfahren 600.
Mit diesem Ansatz komprimiert das persönliche Sicherheitssystem 120 das Audiopanorama auf einen kleineren Audiokegel, indem es die einzelnen Audioquellen separat umpositioniert. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann beim Umpositionieren der einzelnen Quellen verschiedene Techniken verwenden und kann auch selektiv bestimmte Quellen umpositionieren, während es auf das Umpositionieren anderer verzichtet. Beispielsweise kann das persönliche Sicherheitssystem laute Geräusche umpositionieren, um die Wahrnehmung zu induzieren, dass diese Geräusche aus der Richtung der Gefahr stammen, während es darauf verzichtet, leisere Umgebungsgeräusche umzupositionieren. Fachleute werden verstehen, dass das persönliche Sicherheitssystem eine breite Spanne verschiedener Verfahren zum Auswählen einer bestimmten Position für eine jeweilige Audioquelle implementieren kann. Jede solche Technik, die die einzelnen Quellen unabhängig umpositioniert, fällt daher in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Replizieren eines Umgebungsaudiopanoramas und Komprimieren des replizierten Audiopanoramas auf einen Audiokegel, um einem Benutzer des persönlichen Sicherheitssystems aus 1A–4C das Vorliegen von Gefahr oder anderer interessierender Ereignisse anzuzeigen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Obwohl die Verfahrensschritte in Verbindung mit den Systemen aus 1A–4C beschrieben werden, werden Fachleute verstehen, dass jedes beliebige System, das dazu konfiguriert ist, die Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge auszuführen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt.
Wie dargestellt, beginnt ein Verfahren 700 mit Schritt 701, wobei das persönliche Sicherheitssystem 120 ein Umgebungsaudiopanorama abtastet, um einen ersten Satz von Audiokanälen zu erzeugen, die Umgebungsgeräusche reflektieren, die vom Benutzer 110 erlebt werden. Das Umgebungsaudiopanorama könnte beispielsweise das Umgebungsaudiopanorama 300-1 aus 3A oder das Umgebungsaudiopanorama 400-1 aus 4A sein. Das persönliche Sicherheitssystem 120 ist dazu konfiguriert, das Umgebungsaudiopanorama über einen Satz von Messwandlern abzutasten, z. B. den Mikrofonen 310 aus 3A oder dem Mikrofon-Cluster 410 aus 4A. Zunächst kann das persönliche Sicherheitssystem 120 der einzelnen Messwandler jeweils einem unterschiedlichen Audiokanal zuweisen. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann das abgetastete Audio auch filtern und einzelne Schallquellen identifizieren, die den individuellen Kanälen zuzuweisen sind, wie oben in Verbindung mit 6 beschrieben.
Bei Schritt 702 verteilt das persönliche Sicherheitssystem 120 den Satz von Audiokanälen auf Lautsprecher in der Nähe des Benutzers 110, um ein repliziertes Audiopanorama zu generieren. Dabei kann das persönliche Sicherheitssystem 120 einen linken Kanal auf einen linken Lautsprecher und einen rechten Kanal auf einen rechten Lautsprecher verteilen, wie oben in Verbindung mit 3B beschrieben. Das replizierte Audiopanorama kann jeweils das replizierte Audiopanorama 300-2 oder 400-2 aus 3B und 4B sein.
Bei Schritt 704 bestimmt das persönliche Sicherheitssystem 120 eine Richtung, die einer Gefahr oder einem anderen interessierenden Ereignis zugeordnet ist. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann die Richtung, die der Gefahr oder einem anderen interessierenden Ereignis zugeordnet ist, durch Verarbeiten von Video oder anderen bildbasierten Daten mit Computersichtverfahren identifizieren, um bestimmte Vorfälle des Auftretens von Objekten aus der reellen Welt, wie etwa Fahrzeugen, Tieren oder Fußgängern, zu identifizieren. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch jedes beliebige Objekt identifizieren, das sich auf einer Annäherungsbahn dem Benutzer 110 nähert. Allgemein kann das persönliche Sicherheitssystem 120 dazu konfiguriert sein, beliebige Objekte oder Ereignisse der reellen Welt zu identifizieren und eine Richtung zu identifizieren, die dem oder den Objekten oder Ereignissen relativ zu Benutzer 110 zugeordnet ist.
Bei Schritt 705 komprimiert das persönliche Sicherheitssystem 120 das replizierte Audiopanorama in einen Audiokegel, der an der Richtung ausgerichtet ist, die der Gefahr zugeordnet ist. Beim Komprimieren des replizierten Audiopanoramas kann das persönliche Sicherheitssystem 120 den Satz von Audiokanälen auf die Lautsprecher in der Nähe des Benutzers umverteilen, um die Illusion zu erzeugen, dass das replizierte Audiopanorama komprimiert wird, wie auch in 3C, 3D und 4C gezeigt. Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann auch die einzelnen Kanäle, die den einzelnen Audioquellen zugeordnet sind, umverteilen, so dass diese Audioquellen als aus dem Inneren des Audiokegels stammend erscheinen. In jedem Fall komprimiert das persönliche Sicherheitssystem 120 das replizierte Audiopanorama auf den Audiokegel, während es die relativen Winkelpositionen dieser Quellen beibehält.
Das persönliche Sicherheitssystem 120 kann so als eine „Durchleitvorrichtung“ dienen, um Umgebungsgeräusche zu replizieren, die dem Umgebungsaudiopanorama zur Wahrnehmung durch den Benutzer 110 zugeordnet sind. Dann kann das persönliche Sicherheitssystem 120 das replizierte Audiopanorama modifizieren, um die Aufmerksamkeit des Benutzers 110 auf Gefahr oder andere interessierende Ereignisse zu lenken.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Rechenvorrichtung 230 darstellt, die in dem persönlichen Sicherheitssystem 120 beinhaltet sein kann, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, weist die Rechenvorrichtung 230 eine Verarbeitungseinheit 801, Eingabe-/Ausgabe(E/A)-Vorrichtungen 802 und eine Speichereinheit 803 auf, die jeweils an die anderen gekoppelt sind. Die Speichereinheit 803 weist eine Anwendung 804 auf, die dazu konfiguriert ist, mit einer Datenbank 805 zu interagieren.
Die Verarbeitungseinheit 801 kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Digitalsignalverarbeitungseinheit (DSP) und so weiter einschließen. Die E/A-Vorrichtungen 802 können Eingabevorrichtungen, Ausgabevorrichtungen und Vorrichtungen einschließen, die sowohl Eingaben empfangen als auch Ausgaben bereitstellen können. Die Speichereinheit 803 kann ein Speichermodul oder eine Sammlung von Speichermodulen sein. Die Softwareanwendung 804 in der Speichereinheit 803 kann von der Verarbeitungseinheit 801 ausgeführt werden, um die Gesamtfunktionsweise der Rechenvorrichtung 230 zu implementieren und dadurch den Betrieb des persönlichen Sicherheitssystems 120 insgesamt zu koordinieren.
Die Rechenvorrichtung 230 kann an ein Sensor-Array gekoppelt sein, das einen oder mehrere Sensoren, wie z. B. das Mikrofon-Cluster 410, einschließt. Das Sensor-Array ist dazu konfiguriert, verschiedene Eigenschaften der Umgebung zu messen, in der sich der Benutzer 110 aufhält, sowie verschiedene Eigenschaften in Zusammenhang mit dem Benutzer 110. Das Sensor-Array kann eine beliebige Anzahl von Mikrofonen, Videokameras, Berührungssensoren, Windsensoren, Wärmesensoren, Lichtsensoren, Detektoren für elektrische Felder, Funksendeempfänger, Globales-Positionierungssystem(GPS)-Empfänger oder einen beliebigen anderen Typ von Sensor einschließen. Allgemein erfasst das Sensor-Array sensorische Daten im Zusammenhang mit der Umgebung und sensorische Daten im Zusammenhang mit dem Benutzer 110 und stellt die Daten an die Rechenvorrichtung 230 bereit.
Die Rechenvorrichtung 230 kann auch an Audioausgabevorrichtungen gekoppelt sein, die eine oder mehrere Vorrichtungen einschließen, die dazu konfiguriert sind, eine akustische Ausgabe zu erzeugen und den Benutzer 110 zu veranlassen, die akustische Ausgabe wahrzunehmen, z. B. Lautsprecher 240. Die Audioausgabevorrichtungen können eine beliebige Anzahl von Lautsprechern, Kopfhörern, Ohrvorrichtungen oder einen anderen Typ von Vorrichtung einschließen, der Schall erzeugen kann. Allgemein sind die Audioausgabevorrichtungen dazu konfiguriert, natürliche Geräusche zu erzeugen, die von der Umgebung gewonnen werden, Anti-Schall, der bestimmte Geräusche aufhebt, und modulierte Geräusche, die auf den Umgebungsgeräuschen beruhen.
Die Rechenvorrichtung 120 insgesamt kann ein Mikroprozessor, ein Anwendung-spezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), ein System-auf-einem-Chip (SoC), eine mobile Rechenvorrichtung, wie etwa ein Tablet-Computer oder ein Mobiltelefon, und so weiter sein. Allgemein ist die Rechenvorrichtung 230 dazu konfiguriert, den Gesamtbetrieb des persönlichen Sicherheitssystems 120 zu koordinieren. Jedes technisch mögliche System, das dazu konfiguriert ist, die Funktionsweise des persönlichen Sicherheitssystems 120 zu implementieren, fällt in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
In der Praxis ist die Rechenvorrichtung 230 dazu konfiguriert, Umgebungsdaten von dem daran gekoppelten Sensor-Array zu empfangen und interessierende Ereignisse, wie etwa eine bestimmte Gefahr, die eine mögliche Bedrohung für den Benutzer 110 darstellt, zu identifizieren. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 230 Computersichtverfahren implementieren, um ein Automobil zu identifizieren, das auf einem Kollisionskurs auf den Benutzer 110 zufährt. Alternativ kann die Rechenvorrichtung 230 Geräuscherkennungstechniken implementieren, um Geräusche zu identifizieren, die häufig mit Gefahrenquellen in Zusammenhang stehen, z. B. gefährlichen Tieren. Die Rechenvorrichtung 230 ist auch dazu konfiguriert, eine Richtung im Zusammenhang mit der Gefahr oder dem anderen interessierenden Ereignis zu identifizieren. Außerdem ist die Rechenvorrichtung 230 dazu konfiguriert, Daten von dem Sensor-Array, die dem Benutzer 110 zugeordnet sind, zu empfangen und eine Richtung zu identifizieren, in die der Benutzer 110 gewandt ist. Bezug nehmend auf 1A–1D kann die Rechenvorrichtung 230 beispielsweise identifizieren, dass der Kopf des Benutzers 110 in die Richtung 112 gewandt ist oder dass die Augen des Benutzers 110 in Richtung 112 blicken.
Die Rechenvorrichtung 230 veranlasst dann die Audioausgabevorrichtungen, die daran gekoppelt sind, eine akustische Ausgabe zu erzeugen, die eine modifizierte Version des Audiopanoramas 100 aus 1A–1D darstellen. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 230 die Audioausgabevorrichtungen 210 veranlassen, alle Audioquellen innerhalb des Audiopanoramas 100 mit Ausnahme solcher aufzuheben, die aus der Richtung der Gefahr stammen, ähnlich wie oben in Verbindung mit 1B beschrieben. In einem weiteren Beispiel kann die Rechenvorrichtung 230 die Audioausgabevorrichtungen 210 dazu veranlassen, eine akustische Ausgabe zu erzeugen, die eine kollabierte Version des Audiopanoramas 100 darstellt, ähnlich wie in Verbindung mit 1C erörtert. In noch einem anderen Beispiel kann die Rechenvorrichtung 230 die Audioausgabevorrichtungen 210 dazu veranlassen, eine akustische Ausgabe zu erzeugen, die eine komprimierte Version des Audiopanoramas 100 darstellt, ähnlich wie in Verbindung mit 1D erörtert.
Bei der Ausführung beliebiger der oben beschriebenen beispielhaften Funktionen hebt die Rechenvorrichtung 230 das Audiopanorama 100 relativ zu der Richtung 112, in die der Benutzer 110 gewandt ist, und relativ zu der Richtung der Gefahr selektiv auf und/oder moduliert es. Wenn die Rechenvorrichtung 230 beispielsweise bestimmt, dass eine Gefahr rechts von der Richtung 112 unmittelbar bevorsteht, in die der Benutzer gewandt ist, veranlasst die Rechenvorrichtung 230 die Audioausgabevorrichtungen, eine akustische Ausgabe zu erzeugen, die die akustische Wahrnehmung des Benutzers 110 zur rechten Seite des Benutzers 110 lenkt. Dabei kann die Rechenvorrichtung 230 Teile des Audiopanoramas 100 isolieren, kollabieren oder komprimieren, um eine modifizierte Version des Panoramas zu erzeugen, die allgemein links von der Richtung 112 ausgerichtet ist.
Außerdem kann die Rechenvorrichtung 230 3D-Schallaufbereitungsverfahren implementieren, um die Qualität des Tons zu modifizieren oder zu verbessern, der an den Benutzer 110 ausgegeben wird. Wenn beispielsweise ein Audiopanorama über Kopfhörer oder Ohrvorrichtungen erzeugt wird, obwohl diese Audiovorrichtungen das Außenohr des Benutzers 120 nicht passieren, kann die Rechenvorrichtung 230 die Audioausgabe modulieren, um zu simulieren, dass der Ton das Außenohr des Benutzers 120 passiert. Mit diesem Ansatz kann die Rechenvorrichtung 230 eine natürliche Audioumgebung replizieren. Die Rechenvorrichtung 230 kann auch ein Umgebungsaudiopanorama an den Benutzer 110 passiv wiedergeben, bevor eine Gefahr erkannt wird, und dadurch als „Durchleitvorrichtung“ dienen. Wenn eine Gefahr oder ein anderes interessierendes Ereignis erkannt wird, kann die Rechenvorrichtung 230 das Audiopanorama mithilfe der genannten Techniken modifizieren.
Zusammengefasst erkennt ein persönliches Sicherheitssystem bestehende Gefahr oder ein anderes interessierendes Ereignis und modifiziert dann ein Audiopanorama, das von einem Benutzer wahrgenommen wird, um die Aufmerksamkeit des Benutzers in die Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses zu lenken. Dabei kann das persönliche Sicherheitssystem Schall isolieren, der aus der Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses stammt, das Audiopanorama auf die Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses kollabieren oder das Audiopanorama gewinkelt komprimieren, um es an der Richtung der Gefahr oder des anderen interessierenden Ereignisses auszurichten. Das persönliche Sicherheitssystem kann in ein Automobil oder einem tragbaren System integriert sein, das am Benutzer angebracht ist.
Ein Vorteil der offenbarten Techniken ist der, dass die Aufmerksamkeit des Benutzers auf unmittelbar bevorstehende Gefahr oder ein anderes interessierendes Ereignis gelenkt werden kann, ohne zusätzliche sensorische Informationen für den Benutzer einzubringen. Auf diese Weise kann der Benutzer über die Gefahr oder das andere interessierende Ereignis in Kenntnis gesetzt werden, ohne erschreckt oder abgelenkt zu werden. Außerdem kann sich der vorliegend beschriebene Ansatz eng an der existierenden Intuition des Benutzers orientieren, da der Benutzer sich auf natürliche Weise in eine Richtung mit veränderter akustischer Wahrnehmung wenden kann, die von dem persönlichen Sicherheitssystem veranlasst wird. Da diese akustische Wahrnehmung keine ablenkenden, künstlichen Geräusche vermittelt, kann sich der Benutzer der Gefahr unbewusst zuwenden und dadurch ausreichend kognitive Ressourcen beibehalten, um richtig auf diese Gefahr oder das andere interessierende Ereignis zu reagieren. Bei der Integration in ein Automobil kann das offenbarte System das Risiko von Autounfällen reduzieren, indem es den Benutzer veranlasst, eine unmittelbar bevorstehende Gefahr oder ein anderes interessierendes Ereignis wahrzunehmen, ohne ihn zu beunruhigen. Bei der Integration in ein tragbares System, das von einem Fußgänger getragen wird, kann das offenbarte System ebenfalls das Risiko von Fußgängerunfällen in ähnlicher Weise reduzieren. Das persönliche Sicherheitssystem der vorliegenden Erfindung stellt daher einen beachtlichen Fortschritt bei der Wahrung der persönlichen Sicherheit des Menschen dar.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann als ein Programmprodukt zur Verwendung mit einem Computersystem implementiert sein. Das oder die Programme des Programmprodukts definieren Funktionen der Ausführungsformen (einschließlich der hier beschriebenen Verfahren) und können auf verschiedenen computerlesbaren Speichermedien enthalten sein. Veranschaulichend gehören zu computerlesbaren Speichermedien folgende, ohne auf diese beschränkt zu sein: (i) nicht beschreibbare Speichermedien (z. B. Vorrichtungen mit Lesezugriff in einem Computer wie etwa Compact-Disk-Lesespeicher(CD-ROM)-Disks, die von einem CD-ROM-Laufwerk gelesen werden können, Flash-Speicher, Lesezugriffsspeicher(ROM)-Chips oder beliebige andere nichtflüchtige Festkörper-Halbleiterspeicher), auf denen Informationen dauerhaft gespeichert sind; und (ii) beschreibbare Speichermedien (z. B. Disketten in einem Diskettenlaufwerk oder ein Festplattenlaufwerk oder beliebige andere Arten von Festkörper-Halbleiterspeicher mit Lese-/Schreibzugriff), auf denen verfügbare Informationen gespeichert sind.
Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Durchschnittsfachleute werden jedoch verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom breiteren Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist. Obwohl sich beispielsweise viele Beschreibungen hier auf eine Gefahr oder eine Bedrohung (z. B. Gefahr 114) beziehen, werden Fachleute verstehen, dass die beschriebenen Systeme und Techniken auf das Lenken der Konzentration und/oder Aufmerksamkeit eines Benutzers auf einen beliebigen Typ von interessierendem Ereignis anwendbar sind. Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen sind daher im veranschaulichenden und nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist daher in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

System, das dazu konfiguriert ist, das Vorliegen eines interessierenden Ereignisses einem Benutzer anzuzeigen, wobei das System Folgendes umfasst: eine Rechenvorrichtung, die für Folgendes konfiguriert ist: Abtasten eines erste Audiopanoramas, das dem Benutzer zugeordnet ist, Identifizieren einer Richtung, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist, relativ zu einer Richtung, in die der Benutzer gewandt ist, und auf Grundlage des ersten Audiopanoramas, Erzeugen eines zweiten Audiopanoramas, das schmaler als das erste Audiopanorama ist, und im Wesentlichen an einer Richtung ausgerichtet ist, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist; und wenigstens eine Audioausgabevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das zweite Audiopanorama an den Benutzer auszugeben.
System nach Anspruch 1, wobei die Rechenvorrichtung dazu konfiguriert ist, das zweite Audiopanorama durch Erzeugen von Antischall zu erzeugen, der wenigstens einen Teil des ersten Audiopanoramas aufhebt.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rechenvorrichtung dazu konfiguriert ist, das zweite Audiopanorama durch Erzeugen von Antischall zu erzeugen, der einen oder mehrere Teile des ersten Audiopanoramas aufhebt, die aus Richtungen stammen, die im Wesentlichen von der Richtung verschieden sind, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rechenvorrichtung dazu konfiguriert ist, das zweite Audiopanorama zu erzeugen durch: Erzeugen von Antischall, der das erste Audiopanorama aufhebt; und Kollabieren des ersten Audiopanoramas auf eine Mono-Audioquelle, die im Wesentlichen an der Richtung des interessierenden Ereignisses ausgerichtet ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rechenvorrichtung dazu konfiguriert ist, das zweite Audiopanorama zu erzeugen durch: Erzeugen von Antischall, der das erste Audiopanorama aufhebt; und Komprimieren des ersten Audiopanoramas in das zweite Audiopanorama.
System nach Anspruch 5, wobei die Rechenvorrichtung das erste Audiopanorama in das zweite Audiopanorama komprimiert durch; Identifizieren einer ersten Audioquelle in dem Audiopanorama, die einer ersten Richtung zugeordnet ist; und Reduzieren eines Winkels zwischen der ersten Richtung und der Richtung, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Satz Audiomesswandler, die an das Äußere eines Fahrzeugs gekoppelt sind, in dem sich der Benutzer befindet, und dazu konfiguriert sind, das erste Audiopanorama umzuwandeln.
System nach Anspruch 7, ferner aufweisend einen Satz von Audioausgabevorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, das zweite Audiopanorama im Inneren des Fahrzeugs, in dem sich der Benutzer befindet, auszugeben.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Satz Audiomesswandler, die an den Benutzer gekoppelt sind und dazu konfiguriert sind, das erste Audiopanorama umzuwandeln.
Computerimplementiertes Verfahren zum Lenken eines Benutzers auf ein interessierendes Ereignis, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Abtasten eines Umgebungsaudiopanoramas, um eine Mehrzahl von Audiokanälen zu erzeugen, die ein oder mehrere Umgebungsgeräusche reflektieren, die vom Benutzer erlebt werden; Verteilen der Mehrzahl von Audiokanälen auf eine Mehrzahl von Lautsprechern, um ein repliziertes Audiopanorama zu erzeugen; Bestimmen einer Richtung, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist; und Komprimieren des replizierten Audiopanoramas in einen Audiokegel, der an der Richtung ausgerichtet ist, die dem interessierenden Ereignis zugeordnet ist.