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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Übermittlung von Information an einen Insassen eines Fahrzeugs. Die Information soll dabei über einen haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungskanal des Insassen übermittelt werden.
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Fahrzeuge umfassen heute diverse optische Anzeigen und akustische Quellen, um einem Insassen (z.B. einem Fahrer des Fahrzeugs) über optische und/oder akustische Signale Information und/oder Handlungsempfehlungen zu übermitteln.
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Aufgrund der Vielzahl von Anzeigen/akustischen Quellen kann ein visueller und/oder akustischer Wahrnehmungskanal des Fahrers überlastet sein, so dass dem Fahrer ggf. wichtige Botschaften entgehen können. Des Weiteren kann die Interpretationszeit von visuellen Grafiken (im Vergleich zu der verfügbaren Zeit für eine Manöverentscheidung, insbesondere in kritischen Situationen) recht lang sein. Außerdem kann eine relativ hohe Anzahl von grafischen Botschaften eine schnelle Interpretierbarkeit behindern. Des Weiteren kann es vorkommen, dass ein Fahrer wichtige visuelle Fahrerinformation verpasst oder zu spät empfängt, wenn der Fahrer (speziell in einer kritischen Situation) den Kopf oder die Blickrichtung verdreht (z.B. um eine Ausweichmöglichkeit zu prüfen). Außerdem können akustische und/oder grafische Informationen den Beifahrer und/oder andere Fahrgäste stören (z.B. weil dadurch eine Infotainment-Anzeigeflächen belegt wird oder weil die akustische Ruhe gestört wird).
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, durch die in zuverlässiger, schneller und zielgerichteter Weise unterschiedliche Informationen an einen Insassen eines Fahrzeugs übermittelt werden können.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt für ein Verfahren zur Übermittlung von Information an einen Insassen eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von einer (an einen Insassen des Fahrzeugs) zu übermittelnden Information. Dabei kann die Information ein oder mehrere umfasst von: Information von einem Infotainmentsystem des Fahrzeugs; Information von einem Navigationssystem des Fahrzeugs; Information von einer Telekommunikationsanlage des Fahrzeugs; und/oder Information in Bezug auf eine mit einem Umfeldsensor des Fahrzeugs erfassten Fahrsituation des Fahrzeugs, insbesondere in Bezug auf ein Verkehrszeichen und/oder auf ein Hindernis auf einer Fahrtrajektorie des Fahrzeugs. Alternativ oder ergänzend kann die Information abhängig sein von: einer Position eines Objektes in einer Umgebung des Fahrzeugs; einer Relativbewegung und/oder Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug; und/oder einem Freiraum für das Fahrzeug in der Umgebung des Fahrzeugs.
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Das Verfahren umfasst weiter das Zuordnen der Information zu einem bestimmten haptischen und/oder kinästhetischen Signal aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen. Außerdem umfasst das Verfahren das Erzeugen einer, dem bestimmten haptischen und/oder kinästhetischen Signal entsprechenden, physikalischen Einwirkung auf zumindest ein Segment eines Fahrzeugsitzes des Fahrzeugs. Das Verfahren ermöglicht durch die Übertragung eines haptischen und/oder kinästhetischen Signals mittels eines Fahrzeugsitzes eine schnelle, zuverlässige und gezielte Kommunikation mit dem Insassen auf dem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs.
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Die Mehrzahl von unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen kann zumindest zwei unterschiedlichen Signal-Klassen von haptischen und/oder kinästhetischen Signalen angehören. Das Zuordnen der Information kann dann das Zuordnen der Information zu einer Signal-Klasse der zumindest zwei unterschiedlichen Signal-Klassen umfassen. Dabei können sich die zumindest zwei unterschiedlichen Signal-Klassen insbesondere unterscheiden: durch unterschiedliche Kombinationen von Segmenten des Fahrzeugsitzes, auf denen zumindest eine physikalische Einwirkung erzeugt wird; durch unterschiedliche physikalische Einwirkungen in zumindest zwei unterschiedlichen Segmenten; durch eine Reihenfolge von physikalischen Einwirkungen auf zumindest ein Segment des Fahrzeugsitzes; und/oder durch einen Parameter, insbesondere durch einen Zeitversatz und/oder durch eine Phase, einer physikalischen Einwirkung. Durch die Bereitstellung von unterschiedlichen Signal-Klassen können zahlreiche unterschiedliche Informationen in zuverlässiger Weise an einen Insassen kommuniziert werden.
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Die Information kann z.B. einer ersten Signal-Klasse zugeordnet werden, wenn die Information in Bezug zu einer von einem Insassen des Fahrzeugs wahrnehmbaren und/oder wahrgenommenen Umgebung des Fahrzeugs steht. Des Weiteren kann die Information einer zweiten Signal-Klasse zugeordnet werden, wenn die Information nicht in Bezug zu einer von dem Insassen des Fahrzeugs wahrnehmbaren und/oder wahrgenommenen Umgebung des Fahrzeugs steht.
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Die Information kann z.B. einer ersten Signal-Klasse zugeordnet werden, wenn die Information in Bezug zu einer Führungsaufgabe zur Führung des Fahrzeug steht. Des Weiteren kann die Information einer zweiten Signal-Klasse zugeordnet werden, wenn die Information nicht in Bezug zu einer Führungsaufgabe zur Führung des Fahrzeug steht.
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Die Information kann z.B. einer ersten Signal-Klasse zugeordnet werden, wenn die Information eine Handlungsanweisung an einen Insassen des Fahrzeugs umfasst. Des Weiteren kann die Information einer zweiten Signal-Klasse zugeordnet werden, wenn die Information keine Handlungsanweisung an einen Insassen des Fahrzeugs umfasst.
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Das bestimmte haptische und/oder kinästhetische Signal kann eine physikalische Einwirkung auf das zumindest eine Segment bewirken, durch die zumindest ein zweidimensionaler (ggf. ein dreidimensionaler) Reiz auf einen, auf dem Fahrzeugsitz sitzenden, Insassen bewirkt wird. Die Erzeugung von mehrdimensionalen Reizen ermöglicht es, die Störanfälligkeit des Übertragungskanals zu reduzieren und/oder die Bandbreite des Übertragungskanals zu erhöhen.
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Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln eines Insassen, für den die Information bestimmt ist, sowie das Ermitteln eines bestimmten Fahrzeugsitzes aus einer Mehrzahl von Fahrzeugsitzen des Fahrzeugs, auf dem der Insasse sitzt. Der Insasse und/oder der bestimmte Fahrzeugsitz können dabei in Abhängigkeit von einem Anwendergerät und/oder einer SIM-Karte des Insassen ermittelt werden. Die physikalische Einwirkung kann dann auf zumindest einem Segment des bestimmten Fahrzeugsitzes erzeugt werden. So können unterschiedliche Insassen in gezielter Weise angesprochen werden.
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Die Information kann einer bestimmten Information-Klasse aus einer Mehrzahl von Information-Klassen angehören. Die bestimmte Information-Klasse kann dabei einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, insbesondere unterschiedlichen, haptischen und/oder kinästhetischen Signalen zugeordnet werden. Die Kombination von haptischen und/oder kinästhetischen Signalen kann die Bandbreite des Übertragungskanals erhöhen und/oder die Störanfälligkeit des Übertragungskanals reduzieren.
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Zwei unterschiedliche haptische und/oder kinästhetische Signale können unterschiedliche Muster von unterschiedlichen Phasen physikalischer Einwirkung umfassen. Dabei kann innerhalb einer Phase eine physikalische Einwirkung zumindest zeitweise eine haptische und/oder kinästhetische Wahrnehmungsschwelle eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen überschreiten. So kann eine zuverlässige Übertragung der Information gewährleistet werden.
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Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln eines räumlichen Bereichs, der die zu übermittelnde Information betrifft. Die physikalische Einwirkung auf das zumindest eine Segment des Fahrzeugsitzes kann dann den räumlichen Bereich repräsentieren. Dies ermöglicht eine intuitive Übertragung von Information an den Insassen.
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Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln einer haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungsschwelle eines Insassen des Fahrzeugs, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt. Zumindest ein Parameter der physikalischen Einwirkung kann dann von der haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungsschwelle abhängen. So kann eine zuverlässige Übertragung der Information gewährleistet werden.
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Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln von Übertragungsinformation in Bezug auf eine Übertragung (insbesondere in Bezug auf eine Übertragungsfunktion von einem Aktor bis zu einem Insassen) der physikalischen Einwirkung auf einen Insassen. Die physikalische Einwirkung kann dann in Abhängigkeit von der Übertragungsinformation erzeugt werden. Insbesondere können eine Amplitude und/oder ein Ort der physikalischen Einwirkung in Abhängigkeit von der Übertragungsinformation angepasst werden. So kann eine zuverlässige Übertragung der Information gewährleistet werden.
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Unterschiedliche Informationen und/oder unterschiedliche Informations-Klassen können unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen und/oder unterschiedlichen Signal-Klassen zugeordnet werden. Dabei können die unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signale und/oder die unterschiedlichen Signal-Klassen zumindest zwei unterschiedliche Muster von Phasen physikalischer Einwirkungen umfassen, die jeweils zumindest zeitweise über einer haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungsschwelle eines Insassen des Fahrzeugs liegen. So kann eine zuverlässige Übertragung der Information gewährleistet werden.
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Die zu übertragende Information kann abhängig von Daten einer Fahrerassistenzfunktion und/oder einer zumindest teilautomatisiert fahrenden Fahrzeugfunktion des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Verfahren kann somit in Kombination mit anderen Fahrzeugfunktionen eingesetzt werden.
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Die physikalische Einwirkung kann durch ein oder mehrere erzeugt werden von: einem Stellmotor des Fahrzeugsitzes; einem piezoelektrischen Aktor des Fahrzeugsitzes; einem veränderbaren Flüssigkeits- und/oder Gas-Kissen des Fahrzeugsitzes; einer, insbesondere lokalen, Wärmequelle des Fahrzeugsitzes; und/oder einer Induktionsquelle, mit der Wärmeempfinden im Hautgewebe eines Insassen erzeugt werden kann.
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Das haptische und/oder kinästhetische Signal kann eine haptische Komponente und eine kinästhetische Komponente umfassen, die typischerweise in einem zeitlichen Zusammenhang stehen. Durch die Kombination kann eine zuverlässige Übertragung der Information gewährleistet werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung für ein Fahrzeug beschrieben. Die Vorrichtung ist eingerichtet, eine zu übermittelnde Information zu ermitteln. Die Vorrichtung ist weiter eingerichtet, die Information zu einem bestimmten haptischen und/oder kinästhetischen Signal aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen zuzuordnen. Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, eine, dem bestimmten haptischen und/oder kinästhetischen Signal entsprechende, physikalische Einwirkung auf zumindest ein Segment eines Fahrzeugsitzes des Fahrzeugs zu erzeugen. Insbesondere können ein oder mehrere Aktoren eines Segments eines Fahrersitzes derart angesteuert werden, dass das bestimmte haptische und/oder kinästhetische Signal von dem Segment erzeugt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm, insbesondere ein Computerprogrammprodukt, beschrieben. Das Computerprogramm kann ggf. direkt in den internen Speicher einer digitalen Vorrichtung (insbesondere einer elektronischen Vorrichtung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug mit einer Recheneinheit) geladen werden. Desweiteren kann das Computerprogramm Softwarecodeabschnitte umfassen, mit denen die Schritte des Verfahrens gemäß einem der beschriebenen Verfahrensansprüche ausgeführt werden, wenn das Computerprodukt auf der digitalen Vorrichtung läuft.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
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2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Übermittlung von Information an einen Insassen eines Fahrzeugs;
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3 einen beispielhaften Verlauf eines haptischen und/oder kinästhetischen Signals; und
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4 beispielhafte Segmente eines Fahrzeugsitzes.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen, schnellen und gezielten Übertragung von Information an einen Insassen eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang wird insbesondere vorgeschlagen, die Vielzahl von unterschiedlichen Aktoren eines Fahrzeugsitzes dazu zu verwenden, haptische und/oder kinästhetische Signale zu generieren, die dazu verwendet werden können, ein oder mehrere Informationen an eine auf dem Fahrzeugsitz sitzende Person zu übertragen. Die Aktoren in den Fahrzeugsitzen umfassen dabei insbesondere Motoren (z.B. Linearmotoren), durch die eine Verstellung und/oder Verformung von verschiedenen Segmenten des Sitzes ermöglicht werden.
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Zahlreiche unterschiedliche Insasseninformationen können dabei unterschiedlichen vordefinierten, intuitiv verständlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen zugeordnet werden. Somit kann dem Insassen, z.B. dem Fahrer, über die Auflagefläche, über eine Kontaktfläche und/oder über eine Anlehnungsfläche an einem Fahrzeugsitz eine Vielfalt gut unterscheidbarer haptischer und/oder kinästhetischer Botschaften übermittelt werden. So kann der Insasse auch ohne Nutzung der Augen und Ohren wissen, dass z.B. ein Vorfahrt-Verkehrsschild (mit einer bestimmten Botschaft) detektiert wurde oder dass eine Ampel bereits auf Grün geschaltet ist. Des Weiteren kann der Fahrer z.B. Navigationsempfehlungen (z.B. Abbiege-Anweisungen) über seinen Sitz empfangen und derartige Informationen gut von anderen Informationen unterscheiden.
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Die Verwendung von haptischen und/oder kinästhetischen Signalen ist vorteilhaft, da ein haptisches und/oder kinästhetisches Signal (z.B. eine kurzzeitige Anhebung einer rechten oder linken Sitzfläche) durch den haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungskanal bzw. über den Muskelsinn des Menschen wesentlich schneller und intuitiver wahrgenommen wird, als über einen visuellen oder akustischen Wahrnehmungskanal. Außerdem kann der Fahrer die Information wahrnehmen und interpretieren, auch wenn: die Anzeigevorrichtung des Fahrzeugs durch andere grafischen Informationen belegt ist; das visuelle System des Fahrers wegen weiterer Anzeigen oder wegen schnell bewegter Objekte ausgelastet ist; und/oder wenn der Fahrer in eine andere Richtung schaut oder sein Blick abgelenkt wird.
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Es wird somit in diesem Dokument ein Verfahren zum Übermitteln von (zumindest zwei) unterschiedlichen Informationen an einen Insassen eines Fahrzeuges über einen haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungskanal beschrieben. Des Weiteren wird ein entsprechendes System, weitere Mittel und ein entsprechendes Computerprodukt beschrieben.
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1 zeigt ein Blockdiagramm mit beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren 102 und/oder Fahrzeugsensoren 103 zu empfangen. Die Steuereinheit 101 ist weiter eingerichtet, auf Basis der Sensordaten eine Information zu ermitteln, die an einen Insassen des Fahrzeugs 100 übermittelt werden soll.
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Der Insasse des Fahrzeugs 100 sitzt auf einem Fahrzeugsitz 110, wobei der Fahrzeugsitz 110 eine Mehrzahl von Aktoren 121, 122, 123, 124 umfasst, mit denen eine physikalische Einwirkung auf den Fahrersitz 110 generiert werden kann. Beispielsweise kann mit einem ersten Aktor 121 die Neigung einer Rückenlehne 111 des Fahrzeugsitzes 110 eingestellt werden. Des Weiteren kann mit einem zweiten Aktor 122 die Höhe einer Sitzfläche 112 des Fahrzeugsitzes 110 eingestellt werden. Mit einem dritten Aktor 123 können z.B. Bewegungen (z.B. Wellenbewegungen oder Vibrationen) in der Rückenlehne 111 und mit einem vierten Aktor 124 Bewegungen (z.B. Wellenbewegungen oder Vibrationen) auf der Sitzfläche 112 generiert werden.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, die Aktoren 121, 122, 123, 124 des Fahrzeugsitzes 110 unterschiedlich anzusteuern, um unterschiedliche haptische und/oder kinästhetische Signale als Einwirkungen auf den Fahrzeugsitz 110 zu generieren, die unterschiedlich von einem Insassen auf dem Fahrzeugsitz 110 wahrgenommen werden. Die Steuereinheit 101 ist weiter eingerichtet, eine ermittelte Information einem bestimmten Signal aus der Mehrzahl von unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen zuzuordnen, und die Aktoren 121, 122, 123, 124 derart anzusteuern, dass das bestimmte haptische und/oder kinästhetische Signal generiert wird. So kann dem Insassen die ermittelte Information in zuverlässiger, schneller und gezielter Weise übermittelt werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Übermittlung von Information an einen Insassen eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 200 umfasst das Ermitteln 201 von einer zu übermittelnden Information. Das Verfahren 200 umfasst weiter das Zuordnen 202 der Information zu einem bestimmten haptischen und/oder kinästhetischen Signal aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen. Des Weiteren umfasst das Verfahren 200 das Erzeugen 203 einer, dem bestimmten haptischen und/oder kinästhetischen Signal entsprechenden, physikalischen Einwirkung auf zumindest ein Segment 111, 112 eines Fahrzeugsitzes 110 des Fahrzeugs 100.
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Es wird somit ein Verfahren 200 zum Übermitteln von zumindest zwei unterschiedlichen Informationen an einen Insassen eines Fahrzeuges 100 über einen haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungskanal beschrieben. Das Verfahren 200 kann das Ermitteln einer zu übermittelnden Information umfassen. Außerdem kann das Verfahren 200 das Zuordnen der Information zu einem von zumindest zwei unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen umfassen. Des Weiteren kann das Verfahren 200 das Erzeugen einer physikalischen Einwirkung in zumindest einem Segment 111, 112 des Fahrzeugsitzes 110 umfassen, wobei die physikalische Einwirkung dem zugeordneten haptischen und/oder kinästhetischen Signal entspricht.
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Mit anderen Worten: Es geht schwerpunktmäßig um „zumindest zwei unterschiedliche (d.h. auch vom Fahrer unterscheidbare) physikalische Einwirkungen“ die jeweils unterschiedlichen Informationen, die sehr unterschiedliche Bedeutungen im Kontext des Fahrzeugs 100 und/oder einer Verkehrssituation und/oder einer Navigation haben können, zugeordnet sind.
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Ferner kann auch das haptische und/oder kinästhetische Signal ein quantitatives oder vergleichendes Kriterium der Information repräsentieren, z.B. „mehr“ oder „weniger“, „zu viel“, „zu schnell“, etc.
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Beispielsweise kann abhängig von dem erwarteten Zeithorizont eines Ereignisses die Position oder Stärke der physikalischen Einwirkung variiert werden.
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Dabei unterscheidet sich das haptische und/oder kinästhetische Signal von einer reinen Sitzverstellung. Daher handelt es sich bei den „physikalischen Einwirkungen“ bevorzugt um kurzzeitige Einwirkungen und/oder Einflüsse, die (nahezu) vollständig innerhalb der Dauer des Signals ausgeglichen werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der physikalischen Einwirkung um lokale Impulse, z.B. Druckimpulse, beispielsweise haptische Impulse, die z.B. 0,1 bis 3 Sekunden lang wirken können.
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Als Fahrzeugsitz 110 kann auch ein entsprechender Sitzbereich einer (ggf. hinteren) Sitzbank des Fahrzeugs 100 betrachtet werden.
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Das Zuordnen der Information zu einem von zumindest zwei unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen kann in Abhängigkeit von zumindest einem vorbestimmten qualitativen Kriterium und/oder in Abhängigkeit von zumindest einem vorbestimmten quantitativen Kriterium erfolgen.
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Besonders bevorzugt kann die physikalische Einwirkung für die zumindest zwei unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signale in zumindest zwei unterschiedlichen Segmenten 111, 112 des Fahrzeugsitzes 110 erzeugt werden.
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Der Schritt des Zuordnens der Information kann umfassen, ein Zuordnen der Information zu zumindest zwei unterschiedlichen Klassen haptischer und/oder kinästhetischer Signale. Dabei können sich die Klassen haptischer und/oder kinästhetischer Signale zumindest durch eines der folgenden Parameter unterscheiden:
- • Kombinationen aus Fahrzeugsitz-Segmenten 111, 112, für welche zumindest eine physikalische Einwirkung erzeugt wird;
- • unterschiedliche physikalische Einwirkungen in zumindest zwei Fahrzeugsitz-Segmenten 111, 112;
- • Reihenfolge der Betätigung von zumindest zwei unterschiedlichen physikalischen Einwirkungen oder der gleichen physikalischen Einwirkungen an zwei unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugsitzes 110;
- • ein Parameter der physikalischen Einwirkungen, z.B. eine wirkende Kraft und/oder Amplitude;
- • ein zeitlicher Verlauf der Einwirkung (z.B. eine Funktion eines Parameters über der Zeit);
- • einen Gradienten der Einwirkung; und/oder
- • einen zeitlichen und/oder räumlichen Gradienten der einwirkenden Kraft.
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Das haptische und/oder kinästhetische Signal kann zumindest eine zweidimensionale Verteilung des erzeugten physikalischen Reizes innerhalb der Auflagefläche 112 bzw. Anlehnfläche 111 des Insassen an den Fahrzeugsitz 110 umfassen. Dabei kann die Verteilung des Reizes innerhalb zumindest zweier Dimensionen variiert werden, abhängig von der ermittelten Information. Des Weiteren kann die Verteilung des Reizes ggf. auf drei Dimensionen erfolgen, was die Vielfalt übertragbarer Information weiter erhöht.
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Zwei unterschiedliche Klassen haptischer und/oder kinästhetischer Signale können durch ein oder mehrere zeitliche Parameter der Betätigung der physikalischen Einwirkung in zumindest einem Segment 111, 112, insbesondere durch zumindest einen Zeitversatz zwischen zumindest zwei physikalischen Einwirkungen oder durch Phasen einer physikalischen Einwirkung, unterschieden werden.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Zuordnen der Information zu einem haptischen und/oder kinästhetischen Signal einer ersten Klasse, falls die Information einen Bezug zu einer von dem Fahrer unmittelbar wahrnehmbaren Umgebung und/oder zu der aktuell wahrgenommenen Umgebung (Fahrerblick, Aufmerksamkeitsverlauf) aufweist. Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren 200 umfassen, das Zuordnen der Information zu einem haptischen Signal einer zweiten Klasse, falls die Information keinen (unmittelbaren) Bezug zu der von dem Fahrer unmittelbar wahrnehmbaren Umgebung aufweist.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Ermitteln, ob die Information einen Bezug zu einer Führung des Fahrzeuges 100 und/oder zu einer Führungsaufgabe des Fahrers aufweist. Das Verfahren 200 kann weiter umfassen, das Zuordnen der Information zu einem haptischen und/oder kinästhetischen Signal einer ersten Klasse, falls die Information einen Bezug zu einer Führung des Fahrzeuges 100 und/oder zu einer Führungsaufgabe des Fahrers aufweist. Des Weiteren kann das Verfahren 200 umfassen, das Zuordnen der Information zu einem haptischen und/oder kinästhetischen Signal einer zweiten Klasse, falls die Information keinen Bezug zu einer Führung des Fahrzeuges 100 und/oder einer Führungsaufgabe des Fahrers aufweist.
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Mit anderen Worten: Falls aus der ermittelten zu übertragenen Information eine Handlungs-Notwendigkeit oder Handlungs-Empfehlung oder ein Rückschluss auf die Fahrer-Aufgaben resultieren kann oder soll, dann wird die Information mittels (entsprechender) haptischer und/oder kinästhetischer Signale übermittelt, die von den haptischen und/oder kinästhetischen Signalen zu anderen Themen (z.B. für eine Telekommunikationsaufforderung) eindeutig unterscheidbar sind.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Zuordnen der Information zu einem haptischen und/oder kinästhetischen Signal einer ersten Klasse, falls die Information eine (bestimmte) Handlungsanweisung umfasst. Des Weiteren kann das Verfahren 200 umfassen, das Zuordnen der Information zu einem haptischen und/oder kinästhetischen Signal einer zweiten Klasse, falls die Information keine Handlungsanweisung oder keine bestimmte Handlungsanweisung umfasst. Mit anderen Worten: Eine Warnung (z.B. in Bezug auf eine Kollisionsgefahr) kann von einer bestimmten Handlungsanweisung, z.B. „nach links ausweichen“, unterscheidbar sein.
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Die zu übermittelnde Information kann z.B. folgende Inhalte betreffen: einen Infotainment-Inhalt; einen Navigations-Inhalt, insbesondere eine Navigationsanweisung; und/oder einen Kommunikationsinhalt von außerhalb des Fahrzeugs 100. Dabei können die entsprechenden zu übermittelnden Informationen insbesondere haptischen und/oder kinästhetischen Signalen unterschiedlicher Signal-Klassen zugeordnet werden. Bevorzugt kann dabei die Sitzaktorik 121, 122, 123, 124, z.B. in Abhängigkeit von einem Navigationssystem, insbesondere abhängig von einer konkreten Abbiege-Empfehlung, angesteuert werden.
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Die zu übermittelnde Information kann z.B. folgende Information betreffen: eine mit Mitteln 102 des Fahrzeugs 100 ermittelte Ampelphase; eine mit Mitteln 102 des Fahrzeugs 100 ermittelte Vorfahrtsinformation; und/oder ein mit Mitteln 102 des Fahrzeugs 100 ermitteltes Kollisionsrisiko. Beispielsweise kann, wenn die Ampel auf „grün“ umgeschaltet wird, eine z.B. nach vorne gerichtete haptische Welle durch den Sitz 110 des Fahrzeugs 100 erzeugt werden. Der Fahrer weiß dann, dass er anfahren kann, auch ohne Ausgabe von optischen und/oder akustischen Signalen.
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Die zu übermittelnde Information kann von dem Inhalt eines Verkehrszeichens abhängen. Beispielsweise kann ein Verkehrszeichen, z.B. ein Vorfahrtszeichen oder eine Geschwindigkeitsbegrenzung, mit Mitteln 102 des Fahrzeugs 100 (z.B. mit der Frontkamera) eingelesen werden. Abhängig von dem ermittelten Wert für die Geschwindigkeitsbegrenzung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 kann ein haptisches und/oder kinästhetisches Signal über den Sitz 110 des Fahrzeugs 100 erzeugt werden. Das haptische und/oder kinästhetische Signal kann den Fahrer vor einer Überschreitung des Geschwindigkeitswerts (ggf. mit vorausbestimmten Toleranzbereichen) warnen (z.B. als eine haptische Welle die nach hinten gerichtet ist) und/oder bei einem erhöhten Geschwindigkeitslimit die Information übermitteln, dass er wieder schneller fahren darf (z.B. als eine haptische Welle, die nach vorne gerichtet ist).
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Ermitteln, ob die Information für den Fahrer oder für einen Beifahrer oder für einen anderen Insassen des Fahrzeuges 100 bestimmt ist. Das Verfahren 200 kann weiter umfassen, das Zuweisen der Information zu zumindest einem entsprechenden Fahrzeugsitz 110. Dabei können insbesondere Infotainment- oder Kommunikationsinhalte auch an Fahrgäste (d.h. an entsprechende Sitze 110 oder sinngemäß an Sitzbereiche einer Sitzbank) zugewiesen werden, während die Information zu der Verkehrssituation im Normalfall dem Fahrer vorbehalten wird. Lediglich eine kritische Information zu der Verkehrssituation kann z.B. auch an den Beifahrer übermittelt werden.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Zuordnen zumindest einer Informations-Klasse von zu übermittelnder Information an eine Mehrzahl aufeinanderfolgender haptischer und/oder kinästhetischer Signale. Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren 200 umfassen, das Zuordnen zumindest einer Informations-Klasse von zu übermittelnder Information an eine Mehrzahl aufeinanderfolgender, insbesondere unterschiedlicher, haptischer und/oder kinästhetischer Signale.
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Dabei kann jeweils ein lokales Maximum der Amplitude der entsprechenden physikalischen Einwirkung von zumindest zwei unterschiedlichen haptischen und/oder kinästhetischen Signalen bevorzugt in zwei unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Bevorzugt kann eine physikalische Einwirkung nach rechts und dann nach links, oder oben-unten, etc. miteinander kombiniert bzw. in einer Folge (Sequenz) abgespielt werden, wobei durch die jeweilige Folge / Sequenz jeweils eine andere Bedeutung repräsentiert werden kann. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass sich so eine sehr umfangreiche „Körpersprache“ mit sehr vielen unterschiedlichen Bedeutungen definieren lässt.
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Zumindest zwei unterschiedliche haptische und/oder kinästhetische Signale können unterschiedliche Muster aus Phasen physikalischer Einwirkungen umfassen, wobei die Phasen physikalischer Einwirkungen eine (jeweilige) haptische und/oder kinästhetische Wahrnehmungsschwelle des Insassen überschreiten. 3 zeigt ein beispielhaftes haptisches und/oder kinästhetisches Signal bzw. eine physikalische Einwirkung, die zumindest zeitweise eine haptische und/oder kinästhetische Wahrnehmungsschwelle (aF) des Insassen überschreiten. Es kann dabei ausreichen, wenn nur die wahrnehmbaren Spitzen einer (ggf. auch kontinuierlichen) physikalischen Einwirkung zumindest zwei (bevorzugt eine Vielzahl) voneinander unterscheidbarer Muster bilden.
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Die zu übermittelnde Information kann abhängig von einer aktuellen oder für eine nahe Zukunft vorausermittelte Position und/oder Relativgeschwindigkeit eines oder mehrerer Objekte und/oder Freiräume in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt werden. Bevorzugt können z.B. im Blind-Spot-Bereich fahrende Fahrzeuge und/oder überholende oder sich schnell annähernde Fahrzeuge über bestimmte Sitz-Segmente 111, 112 signalisiert werden. Besonders bevorzugt können auch Freiräume, z.B. eine Spurwechselmöglichkeit, über bestimmte Sitz-Segmente 111, 112 signalisiert werden.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Ermitteln eines (zumindest relativen) räumlichen Bereichs, den die zu übermittelnde Information betrifft. Das Verfahren 200 kann weiter umfassen, das Zuordnen der physikalischen Einwirkung an einem Fahrzeugsitz-Segment 111, 112 oder Fahrzeugsitz-Bereich derart, dass der räumlicher Bezug der Information über die Position des haptischen und/oder kinästhetischen Signals repräsentiert wird.
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Im Rahmen des Verfahrens 200 kann eine aktuelle haptische und/oder kinästhetische Wahrnehmungsschwelle (aF) des Insassen (z.B. des Fahrers) ermittelt werden. Zumindest ein Parameter der physikalischen Einwirkung kann dann von der ermittelten Wahrnehmungsschwelle abhängig sein. Dabei kann die aktuelle haptische und/oder kinästhetische Wahrnehmungsschwelle des Insassen ermittelt werden abhängig von:
- • ermittelten bzw. geschätzten weiteren physikalischen Einwirkungen auf den Insassen (z.B. ein aktueller Beschleunigungshintergrund, Fahrzeugvibrationen, etc.);
- • eine Kleidungsschicht des Insassen (durch die eine entsprechende physikalische Einwirkung hindurch wirken soll);
- • ein aktueller Grad der Anlehnung an eine bestimmte Stelle oder an ein bestimmtes Segment 111, 112 des Fahrzeugsitzes 110; und/oder
- • aktuelle Vibrationsinformation des Fahrzeugs 100, insbesondere des Fahrzeugsitzes 110.
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Die o.g. Faktoren können z.B. mittels einer kapazitiven Sensierung (z.B. mit einer OC-3-Matte) ermittelt werden.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Ermitteln eines Wiederstands und/oder einer Leitfähigkeit (d.h. einer Übertragungsfunktion) zwischen der physikalischen Einwirkung und einem Körperbereich des Insassen. Außerdem kann das Verfahren 200 umfassen, das Variieren, insbesondere das Verlagern, der physikalischen Einwirkung abhängig von dem ermittelten Wiederstand und/oder der ermittelten Leitfähigkeit zwischen der physikalischen Einwirkung und einem Körperbereich des Insassen.
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Der Widerstand und/oder die Leitfähigkeit zwischen der physikalischen Einwirkung kann dabei insbesondere räumlich selektiv für zumindest zwei unterschiedliche Stellen 111, 112 des Fahrzeugsitzes 110 ermittelt werden. Bevorzugt kann der Widerstand und/oder die Leitfähigkeit zwischen der physikalischen Einwirkung und einem Körperbereich des Insassen abhängig von dem Aufliegen und/oder dem Druck und/oder der Nähe zwischen dem Körper des Insassen und bestimmten Stellen 111, 112 des Fahrzeugsitzes 110 ermittelt werden.
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Mit anderen Worten: Es kann abgeschätzt werden, wie gut eine physikalische Einwirkung an den Körper und letztendlich an den haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungskanal des Fahrers (aktuell und an einer bestimmten Stelle) übertragen werden kann. Anhängig hiervon kann die physikalische Einwirkung variiert, ggf. geregelt, oder an die Stellen verlagert werden, wo die physikalische Einwirkung besser bzw. sicherer wahrgenommen werden kann. Ein Parameter des Körperkontakts, z.B. ein Maß der Anlehnung oder Nähe des menschlichen Gewebes und/oder der Druckkraft, kann für relevante Stellen 111, 112 sensorisch (z.B. durch eine kapazitive OC-3-Matte) ermittelt werden.
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Zumindest zwei unterschiedliche zu übermittelnde Informationen oder Informations-Klassen von zu übermittelnden Informationen können zwei haptischen und/oder kinästhetischen Signalen oder Signal-Klassen haptischer und/oder kinästhetischer Signale zugeordnet werden. Die zwei haptischen und/oder kinästhetischen Signale oder Signal-Klassen haptischer und/oder kinästhetischer Signale können zumindest zwei unterschiedliche Muster aus Phasen physikalischer Einwirkungen umfassen, welche über einer haptischen und/oder kinästhetischen Wahrnehmungsschwelle des Insassen liegen.
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Die zu übermittelnde Information kann abhängig von den Daten eines Fahrerassistenzsystems und/oder eines Systems für ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrern ermittelt werden. Besonders bevorzugt kann ein Teil der Rückmeldungen eines solchen Systems über den Fahrzeugsitz 110 an den Fahrer eines Fahrzeugs 100 übermittelt werden.
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Beispielsweise kann eine Information aus einem Engstellenassistenten über den haptischen und/oder kinästhetischen Kanal des Fahrers übermittelt werden, wobei z.B. die Information, dass vor dem Fahrzeug 100 eine vom Fahrzeug 100 passierbare Engstelle liegt, zu einer ersten Signal-Klasse haptischer und/oder kinästhetischer Signale zugeordnet wird, und wobei z.B. die Information, dass vor dem Fahrzeug 100 eine unpassierbare Engstelle liegt, zu einer zweiten Signal-Klasse haptischer und/oder kinästhetischer Signale zugeordnet wird. So kann der Fahrer über den Körper rechtzeitig spüren, ob das Fahrzeug 100 durch eine bevorstehende Engstelle passt.
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Besonders bevorzugt können bestimmte Rückmeldungen eines solchen Fahrzeugsystems nur dann über den Fahrzeugsitz 100 übermittelt werden, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer eine Information (z.B. optisch oder akustisch), insbesondere mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit nicht wahrgenommen hat oder nicht (rechtzeitig) wahrnehmen wird.
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Das Verfahren 200 kann umfassen, das Ermitteln einer Information aus oder mittels eines mobilen Anwendergeräts oder aus einer (an den Fahrzeug angeschlossenen) SIM-Karte zumindest eines Insassen. Das Verfahren 200 kann weiter umfassen, das Zuordnen der Information zu einem Insassen des Fahrzeugs 100, und/oder das Ermitteln der Klasse der Information. Außerdem kann das Verfahren 200 umfassen, das Erzeugen eines haptischen und/oder kinästhetischen Signals an einem entsprechenden Fahrzeugsitz 110 des Fahrzeugs 100.
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Beispielsweise kann ein Anruf oder eine sonstige Kommunikations-Botschaft für einen bestimmten Insassen an einer bestimmten Sitzposition im Fahrzeug 100 (auch wenn seine SIM-Karte in einer Kommunikationsanlage des Fahrzeugs 100 steckt) direkt an diesen Insassen übermittelt werden (ohne einen anderen Insassen zu stören). Es kann z.B. anstelle eines Klingeltons im Innenraum des Fahrzeugs 100 ein passendes haptisches und/oder kinästhetisches Signal an einem entsprechenden Sitz 110 generiert werden.
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Zumindest eine physikalische Einwirkung kann mittels zumindest eines Stellmotors, zumindest eines elektromagnetischen oder zumindest eines piezoelektrischen Aktors erzeugt werden. Alternativ oder ergänzend kann zumindest eine physikalische Einwirkung mittels einer beweglichen Flüssigkeit und/oder eines veränderlichen Drucks eines Gases erzeugt werden. Ein System mit einer kontrolliert beweglichen Flüssigkeit (mit zwei Kammern und einer Pumpe) im Sitz 110 des Fahrzeugs 100 kann z.B. darüber hinaus zu Komfortzwecken (z.B. für Massagen) genutzt werden.
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Zumindest eine physikalische Einwirkung kann mittels einer lokalen Wärmeeinwirkung in einem bestimmten Segment 111, 112 bzw. an einer bestimmten Stelle des Sitzes 110 erzeugt werden. Alternativ oder ergänzend kann zumindest eine physikalische Einwirkung mittels Induktion, insbesondere mittels einer lokalen Induktionswärme oder mittels eines hochfrequenten Einflusses auf die Hautnerven des Insassen, erzeugt werden.
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In einem zeitlichen Zusammenhang mit einer haptischen Einwirkung kann auch eine kinästhetische Einwirkung erfolgen, wobei die kinästhetische Einwirkung mit den Aktoren 121, 122, 123, 124 des Fahrzeugsitzes 110 und/oder mit vertikaldynamischen Aktoren des Fahrzeugs 100 erzeugt werden kann. Die zu übermittelnde Information kann bevorzugt über einen kinästhetischen und einen haptischen Wahrnehmungskanal des Menschen verteilt werden. Besonders bevorzugt ergänzen sich beide Einwirkungen derart, dass die zu übermittelnde Information insgesamt durch den Fahrer klar erkennbar ist und/oder die Störung weiterer Insassen des Fahrzeugs 100 weiter minimiert wird. Dabei gehören zur kinästhetischen Einwirkung Kraft- und/oder Beschleunigungseinwirkungen die mit dem vestibulären System oder mit dem Muskelsinn des Menschen wahrnehmbar sind.
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4 zeigt eine schematische beispielhafte Abbildung eines Fahrzeugsitzes 400, 110, insbesondere eines Fahrersitzes 400, 110 etwa aus der Sichtposition oberhalb der Sitzfläche. Der Fahrzeugsitz 400, 110 umfasst eine Mehrzahl von Segmenten 401, 402, 403, 404, beispielsweise eine Sitzfläche 401, eine Rückenlehne 402, eine Kopfstütze 403 und/oder eine Armlehne 404. Die Grenzen der Sitzsegmente sind in der 4 mit durchgezogenen Linien dargestellt. Des Weiteren zeigt 4 einzelne Teilsegmente 405 durch gestrichelte Linien. Die Sitzsegmente 401, 402, 403, 404 (dargestellt mit durchgezogenen Linien) sind typischer einzeln verstellbar (dargestellt durch die Doppelpfeile).
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Zum Erzeugen eines kinästhetischen und/oder haptischen Signals können die (typischerweise einer Sitzverstellung dienenden) Aktoren des Fahrzeugsitzes 400, 110 angesteuert werden. Im Gegensatz zu einer Sitzverstellung erfolgt dabei jedoch typischerweise eine kurzzeitige, insbesondere schnelle, physikalische Einwirkung auf den Fahrzeugsitz 400, 110. Die Einstellung des Fahrzeugsitzes 400, 110 vor und nach der physikalischen Einwirkung bleibt dabei typischerweise unverändert.
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Zum Generieren eines kinästhetischen Signals zumindest teilweise mittels der Aktoren eines Fahrzeugsitzes 400, 110, kann eine „gleichsinnige“ Veränderung zwischen den Positionswinkeln und/oder der Höhe und/oder des Drucks an zumindest zwei Segmenten bzw. Teilsegmenten des Fahrzeugsitzes 400, 110 erfolgen. Somit kann ein über den kinästhetischen Wahrnehmungskanal wahrnehmbares Signal, insbesondere umfassend eine Richtungsinformation, erzeugt werden. Unter anderem kann dadurch auch eine Wankbewegung als ein Wank-Impuls erzeugt werden.
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Mit den gestrichelten Bereichen sind beispielhaft Teilsegmente 405 gekennzeichnet, mit welchen eine, insbesondere im Wesentliche lokalisierte und von anderen Teilsegmenten unabhängige, physikalische Einwirkung auf einen entsprechenden, in der Nähe der Teilsegmente 405 befindlichen, Körperteil des Insassen, z.B. Fahrers, erzeugt werden kann.
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Beim Generieren eines haptischen Signals kann eine Kombination und/oder eine Sequenz von physikalischen Einwirkungen erzeugt werden, die einer bestimmten zeitlichen und/oder räumlichen (zwei- oder dreidimensionalen) Verteilung eines haptischen Reizes über unterschiedliche Teilsegmente 405 der Sitz- und Anlehnfläche des Fahrzeugsitzes 400, 110 entsprechen. Es können dabei der Druck, der Druck-Impuls, der Druckverlauf oder auch weitere physikalische Parameter der jeweiligen Teilsegmente 405, z.B. hinsichtlich ihrer Weichheit oder Rauigkeit, verändert werden.
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Auf die einzelnen Teilsegmente 405 bzw. Segmente 401, 402, 403, 404 können somit kurzzeitige physikalische Einwirkungen erzeugt werden, um ein haptisches und/oder kinästhetisches Signal an einen Insassen (z.B. den Fahrer) zu übermitteln. Dabei können die einzelnen Segmente jeweils isoliert und/oder zeitlich versetzt angesteuert werden, um z.B. eine Richtungsinformation an den Insassen zu übermitteln. Beispielhafte Verstellmöglichkeiten der Segmente und ggf. entsprechende Richtungsinformationen sind durch die Doppelpfeile angedeutet.
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In diesem Dokument wird auch ein Fahrzeug 100 mit einem entsprechend eingerichteten Sitz 110 beschrieben. Außerdem wird ein Verfahren zur Steuerung zumindest eines Aktors 121, 122, 123, 124 des Fahrzeugsitzes 110, sowie ein entsprechendes Computerprodukt beschrieben. Außerdem wird in diesem Dokument eine Vorrichtung zur Nutzung in einem Fahrzeug 100 beschrieben, umfassend eine Aktorik zur Ausführung des Verfahrens und zum Datenaustausch mit dem Fahrzeug 110, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, an einen Sitz 110 des Fahrzeugs 100 (z.B. wie ein Sitzbezug) angebracht werden kann.
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Durch das beschriebene Verfahren kann eine schnelle und intuitive Wahrnehmung unterschiedlicher Informationen durch einen Insassen eines Fahrzeugs 100 gewährleistet werden. Dabei wird eine lautlose Kommunikation mit einem bestimmten Insassen ermöglicht (ohne einen anderen Insassen zu stören). Außerdem werden andere Kommunikationselemente (z.B. Anzeigeflächen) entlastet. Das Verfahren kann bei TAF/HAF (teilautomatisiertes oder hochautomatisiertes Fahren) verwendet werden, auch für Zeiten mit längeren „Hands-Off“, „Foots-Off, „Eyes-Off“ Perioden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
