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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Unterhaltung eines Anwenders eines Fortbewegungsmittels. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine platzoptimierte Möglichkeit zur Bereitstellung eines Entertainment-Angebotes in einem Fortbewegungsmittel.
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Die Nachfrage nach Entertainment-Angeboten in Fortbewegungsmitteln (nachfolgend „Fahrzeugen“) steigt derzeit stetig. Insbesondere aufgrund der bevorstehenden Möglichkeit, die Fortbewegungsmittel in einem als „hochautomatisiertes Fahren (HAF)“ bezeichneten Modus betreiben zu können, wirft die Frage auf, welche Tätigkeiten die Insassen eines solchen Fortbewegungsmittels in Anbetracht des begrenzten Platzangebotes zukünftig während der Fahrt ausführen werden. Ein im Stand der Technik bekannter Ansatz besteht darin, Musikinstrumente und Sportgeräte sowie Brettspiele in die Hardware des Fortbewegungsmittels zu integrieren.
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Eine andere Möglichkeit besteht in der virtuellen Nutzung digitaler Entertainment-Angebote im Fahrzeuginnenraum über vernetzte Endgeräte, wie bspw. Brillen oder Smartphones. In den digitalen Endgeräten ist eine spezielle Anwendungssoftware (APP) gespeichert, welche ausgeführt werden kann. Vorteilhafterweise wird das digitale Endgerät zusammen mit einer am Kopf eines Anwenders angeordneten oder anzuordnenden Haltevorrichtung, insbesondere gemäß
EP 2 103 862 ,
EP 2 562 462 ,
US 2012/0175394 ,
DE 20 2009 009 326 oder
DE 24 20 2013 000 740 , verwendet. Ziel ist es, dass der Benutzer seine Hände frei bewegen kann und sich so bei der Benutzung des Endgerätes zusätzlichen Anwendungsmöglichkeiten widmen kann.
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WO 14 140 125 A3 offenbart eine neue Verwendung von Smartphones und vergleichbaren mobilen Anwenderendgeräten.
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US 2002 036 617 A offenbart neue Anwenderschnittstellen und Anwendungsvorschläge für dieselben.
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Die im Stand der Technik bekannten Ansätze unterliegen einer erheblichen Bauraumbegrenzung in der Fahrzeugfront. Insbesondere sind dort sicherheitsrelevante Baugruppen, wie z. B. Airbags angeordnet und dürfen durch die Anordnung zusätzlicher Hardware nicht in ihrer Funktion bzw. in ihrem Wirkbereich eingeschränkt werden. Die Bereitstellung von Entertainment-Hardware birgt zusätzliche Gefährdung durch z. B. Intrusion, ausgehend von zusätzlichen, möglicherweise hervorstehenden Baugruppen. Hierdurch wird die passive Fahrsicherheit beeinträchtigt. Überdies bringt auch Entertainment-Hardware zusätzliche Masse in das Fortbewegungsmittel. Darüber hinaus sind hohe Kosten durch die Einbringung kostspieliger Entertainment-Hardware zu erwarten. Mitunter müssten zunächst einmal automotive-taugliche Entertainment-Hardware-Elemente entwickelt werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen der vorstehend identifizierten Nachteile auszuräumen bzw. zu lindern.
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Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Unterhaltung eines Anwenders (z.B. ein Insasse, ein Fahrer, ein Beifahrer, ein Fond-Passagier o.ä.) eines Fortbewegungsmittels gelöst. Das Fortbewegungsmittel kann bspw. ein Fahrzeug (Pkw, Transporter, Lkw) oder ein Luft-/Wasserfahrzeug sein. Zunächst wird ein virtueller Gegenstand im Blickfeld des Anwenders dargestellt. Hierbei kann im Stand der Technik grundsätzlich bekannte Holografie-Technologie zum Einsatz gelangen. Mit anderen Worten kann der virtuelle Gegenstand als Hologramm im Blickfeld des Anwenders erzeugt werden. Insbesondere kann dabei ein dreidimensional erscheinender Gegenstand im Blickfeld und Einflussbereich des Anwenders erzeugt werden. In einem zweiten Schritt wird eine dem Gegenstand zugeordnete Anwendergeste erfasst. Als „Anwendergeste“ sei eine Bewegung, insbesondere „virtuelle Berührung“ des virtuellen Gegenstandes durch Gliedmaßen des Anwenders verstanden. Es wird also sensorisch erfasst, dass der Anwender den virtuellen Gegenstand „berühren“ möchte, oder sogar in sogar in den virtuellen Gegenstand „eindringt“. Dies ermöglicht eine „virtuell-haptische“ Interaktion des Anwenders mit dem virtuellen Gegenstand. Anschließend wird eine der Anwendergeste zugeordnete virtuelle Reaktion des Gegenstandes ermittelt. Dies kann bspw. eine Verformung und/oder ein Geräusch und/oder eine Anpassung der optischen Gestalt des Gegenstandes umfassen. Schließlich wird die Hardware des Fortbewegungsmittels verwendet, um eine der virtuellen Reaktionen des virtuellen Gegenstandes entsprechende Rückmeldung an den Anwender auszugeben. Auf diese Weise kann der Unterhaltungswert bei der Verwendung des Fortbewegungsmittels gesteigert werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Gegenstand, welcher durch den virtuellen Gegenstand repräsentiert wird, kann bspw. ein Musikinstrument sein. Beispielsweise kann eine Gitarre, ein Schlagzeug, ein Keyboard o. Ä. zur Unterhaltung des Anwenders dargestellt und durch den Anwender virtuell bedient werden. Entsprechend kann die Reaktion über die Audioanlage des Fortbewegungsmittels erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Spielbrett eines Gesellschaftsspiels („Brettspiel“) dargestellt werden. Das Setzen der Steine bzw. Ablegen von Karten etc. kann erfindungsgemäß akustisch untermalt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine haptische Rückmeldung (z.B. mittels Ultraschall und/oder Luftströmung und/oder Wärme(-strahlung)) zu den Interaktionen des Anwenders mit dem virtuellen Gegenstand erfolgen. Der virtuelle Gegenstand kann bspw. ein Sportgerät repräsentieren. Beispielsweise kann ein Schläger wie z. B. ein Tennisschläger, ein Tischtennisschläger o. Ä. im Sichtfeld des Anwenders dargestellt werden, mit welchem der Anwender an einem virtuellen Tennismatch teilnehmen kann. Insbesondere für (minderjährige) Beifahrer kann die Darstellung einer virtuellen Fahrzeugbedieneinrichtung (z. B. Lenkrad, Getriebewahlschalter o. Ä.) und/oder eines Gaming-Controllers (Joystick, Game-Pad etc.) den Unterhaltungswert steigern. In diesem Zusammenhang kann die Rückmeldung an den Anwender eine akustische Simulation des Bediengeräusches bzw. der Fahrzeugreaktion umfassen.
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Um die Darstellung des virtuellen Gegenstandes möglichst realistisch erfolgen zu lassen, kann die Darstellung kontaktanalog bezüglich des Fortbewegungsmittels erfolgen. Auf diese Weise ist der Anwender stets der Position des virtuellen Gegenstandes gewahr und kurzfristige Blickabwendungen können ohne eine Relokalisierung des virtuellen Gegenstandes erfolgen.
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Der virtuelle Gegenstand kann ein virtuelles Betätigungselement aufweisen, welches als Taste, Schieberegler, Handgriff o. Ä. ausgestaltet sein kann. Zur Ermittlung der Interaktion des Anwenders mit dem virtuellen Gegenstand über die Anwendergestik kann ermittelt werden, dass sich die Anwendergeste auf eine Betätigung des virtuellen Betätigungselementes bezieht. Mit anderen Worten wird eine Kollision der Gliedmaßen des Anwenders mit dem virtuellen Betätigungselement festgestellt, welches insbesondere eine Primärfunktion des Gegenstandes auslösen kann. Die Primärfunktion kann bspw. auch eine akustische Ausgabe umfassen, welche erfindungsgemäß mittels der Hardware des Fortbewegungsmittels erfolgt.
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Je nach Eigenschaft des virtuellen Gegenstandes kann dieser frei im Raum, und/oder an einer Fahrzeuginnenraumoberfläche verankert dargestellt werden.
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Um die Insassen, insbesondere den Fahrer, nicht von der Wahrnehmung der Fahraufgabe abzulenken, kann die Verwendung von Fahrerassistenzsystemen oder Fahrrobotern zur Vorbedingung für die Darstellung des virtuellen Gegenstandes gemacht werden. Es kann also zunächst festgestellt werden, dass ein hinreichendes Maß an Unterstützung für den Fahrbetrieb durch die Assistenzsysteme erfolgt und erst im Ansprechen darauf die Möglichkeiten geschaffen werden, den virtuellen Gegenstand erfindungsgemäß darzustellen und zur Erhöhung des Unterhaltungswertes des Anwenders zu verwenden. Selbstverständlich kann die Vorbedingung in Abhängigkeit einer Sitzposition ausgewertet werden. Beispielsweise kann für die Verwendung des virtuellen Gegenstandes durch den Fahrer ein höheres Automatisierungsniveau als für einen auf der Beifahrerposition befindlichen Anwender erforderlich sein. Wiederum niedrigere bzw. keine Anforderungen können für Fondpassagiere erforderlich sein.
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Die Anwendergeste kann eine Betätigung eines realen Bedienelementes (z. B. Gaspedal, Bremspedal, Kupplungspedal, Lenkrad, Handbremshebel, Schaltelemente, Bedienelemente des Multifunktionslenkrades o. Ä.) des Fortbewegungsmittels umfassen. Hierbei kann insbesondere zur Voraussetzung gemacht werden, dass die Bedienung der realen Bedienelemente keinen oder nur unerheblichen Einfluss auf die Fahrt des Fortbewegungsmittels haben. Insbesondere kann bei sogenannten By-wire-(z.B. Steer-by-Wire- und Brake-by-Wire-)Systemen eine Weiterleitung der Signale an die Fahrzeugführungseinrichtungen unterbunden und stattdessen eine Auswertung zur Bedienung eines Unterhaltungsangebotes des Fortbewegungsmittels sichergestellt werden. Auf diese Weise kann insbesondere eine Rennsimulation für den Fahrzeuginsassen bereitgestellt werden. Sofern der Fahrzeuginsasse bspw. ein virtuelles Schlagzeug bedient, kann eine Interaktion des Insassen mit einem Pedal als Betätigung einer virtuellen Bass Drum oder einer Hi-Hat interpretiert werden. Die Verwendung realer Bedienelemente kann den Anwendereindruck bei der Verwendung der Erfindung verbessern.
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Bevorzugt wird vorgeschlagen, die Haptik bzw. Weg-Kraft-Kennlinie des realen Bedienelementes im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu modifizieren. Beispielsweise kann durch einen Aktuator sichergestellt werden, dass die Pedalerie des Fortbewegungsmittels an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst wird. Sofern eine Rennsimulation unter Verwendung des Lenkrades des Fortbewegungsmittels erfolgt, kann die Rückmeldung des Lenkrades von der virtuellen Fahrsituation und der entsprechenden Straßenrückmeldung abhängig gemacht werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung vorgeschlagen, welche in einem Fortbewegungsmittel verwendet werden kann. Eine Anzeigeeinrichtung ist zur Darstellung eines Hologramms im Blickfeld des Anwenders vorgesehen und eingerichtet. Eine Erfassungseinrichtung, die am Kopf des Anwenders und/oder im Fahrzeug befestigt sein kann, umfasst bspw. einen Sensor (optischer Sensor, AR-Brille, Holobrille (z.B. Microsoft Hololens), Ultraschall-basierter Sensor o. Ä.) mittels dessen die Anwendergeste erfasst und ihre Beziehung zum virtuell dargestellten Gegenstand ermittelt werden kann. Eine Auswerteeinheit kann bspw. als programmierbarer Prozessor, Mikrocontroller, elektronisches Steuergerät o. Ä. ausgestaltet sein und für die situationsadäquate Ausgabe der Rückmeldung des Fortbewegungsmittels sowie zur optischen Modifikation der Darstellung des virtuellen Gegenstandes eingerichtet sein. Insbesondere sind die vorgenannten Komponenten der erfindungsgemäßen Anordnung automotiv-tauglich ausgelegt. Sie sind also geeignet, im Fahrbetrieb auftretende Erschütterungen und erheblichen Temperaturwechselbereichen und- anzahlen zu widerstehen. Auf diese Weise ist die Anordnung eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile des vorstehend beschriebenen Verfahrens in entsprechender Weise auszuführen bzw. zu unterstützen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Anordnung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Auf diese Weise ist auch das Fortbewegungsmittel eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile der vorgenannten Erfindungsaspekte in entsprechender Weise zu verwirklichen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Übersicht über ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Fortbewegungsmittel;
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2 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung; und
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3 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt einen Pkw 10 als Fortbewegungsmittel, in welchem ein Lenkrad 7 als reales Bedienelement vorgesehen ist. Vor dem Lenkrad 7 wird ein Hologramm in Form eines Keyboards 1 erzeugt, mit welchem der Anwender erfindungsgemäß Musik machen kann. Hierzu „bedient“ der Anwender die Tasten als virtuelle Betätigungselemente des Keyboards 1 mit seinen eigenen Händen.
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2 zeigt eine Detailansicht der Anordnung, welche in Verbindung mit 1 überblicksartig vorgestellt wurde. Der Anwender trägt eine Holografiebrille 2 als Ausführungsbeispiel einer Anzeigeeinrichtung. Mittels der Holografiebrille 2 wird im Blickfeld des Anwenders ein Keyboard 1 dargestellt, welches eine Klaviatur umfasst, deren Tasten virtuelle Betätigungselemente 9 darstellen. Im Bereich unterhalb des Keyboards 1 ist ein Ultraschallarray 11 angeordnet und eingerichtet, eine haptische Rückmeldung an die Finger des Anwenders auszugeben, die eine Simulation der virtuell berührten Tasten des Keyboards 1 bewirkt. Sofern verfügbar kann alternativ oder zusätzlich auch eine Druckluftströmung (z. B. mittels einer Luftpumpe erzeugt) zur Erzeugung der optischen Rückmeldung auf die Finger des Anwenders gerichtet werden. Eine Innenraumkamera 3 übernimmt eine Kollisionsüberprüfung zwischen den Tasten 9 und den Fingern des Anwenders. Korrespondierende Signale werden einem elektronischen Steuergerät 4 als Beispiel einer Auswerteeinheit zugeführt. Auch die Signale einer Pedalerie 6 des Fortbewegungsmittels, welche der Anwender zur Dämpfung bzw. akustischen Verlängerung eines Klangerlebnisses ähnlich einem Klavier betätigt, werden dem elektronischen Steuergerät 4 zugeführt. Aus einem Datenspeicher 5 ermittelt das elektronische Steuergerät 4, in welcher Weise die Interaktion des Anwenders mit dem Keyboard 1 über einen Lautsprecher 8 akustisch rückgemeldet werden soll bzw. wie sich die optische Erscheinung des Keyboards im Ansprechen auf die Anwenderinteraktion verändern soll. Insbesondere können Vibrationen des Keyboards 1 ebenso wie das Niederdrücken von Tasten 9 an der Klaviatur des Keyboards dargestellt werden.
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3 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterhaltung eines Anwenders eines Fortbewegungsmittels. In Schritt 100 wird festgestellt, dass sich das Fortbewegungsmittel in einem hochautomatisierten Fahrzustand befindet. Mit anderen Worten ist die sichere Teilnahme am Straßenverkehr unabhängig von der Aufmerksamkeit des Fahrers. Der Fahrer kann also durch das erfindungsgemäße Verfahren unterhalten werden. In Schritt 200 wir ein virtueller Gegenstand in Form eines Keyboards im Blickfeld des Anwenders dargestellt. Dies erfolgt nach Art einer Holografie, durch welche eine räumliche Darstellung eines Gegenstandes im Blickfeld des Anwenders erzeugt werden kann. In Schritt 300 wird eine dem Gegenstand zugeordnete Anwendergeste erfasst. Mit anderen Worten wird ermittelt, dass der Anwender „in den Gegenstand hinein“ fasst. In Schritt 400 wird eine der Anwendergeste zugeordnete virtuelle Reaktion des Gegenstandes ermittelt. Mit anderen Worten wird ermittelt, welche Reaktion ein realer, durch den virtuellen Gegenstand repräsentierter Gegenstand im Ansprechen auf die Anwendergeste zeigen würde. Dies kann bspw. die Ausgabe eines Tons, eines Geräusches o. Ä. sein bzw. umfassen. In Schritt 500 wird schließlich die Hardware des Fortbewegungsmittels zur Ausgabe einer der virtuellen Reaktion entsprechenden Rückmeldung an den Anwender verwendet. Dies kann bspw. die Verwendung der Audioanlage und/oder eines Schwingungserregers (englisch „Shaker“) umfassen. Beispielsweise kann auch die Innenraumbeleuchtung angesteuert werden, um ein virtuelles Lichtsteuerpult, wie es von sogenannten Lightjockeys in Diskotheken verwendet wird, zu simulieren. Selbstverständlich kann die Innenraumbeleuchtung auch zur Untermalung weiterer, vom vorgenannten Beispiel unabhängiger Rückmeldungen verwendet werden.
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann Hardware, Bauraum, Masse und Gewährleistungskostenpotenzial reduziert werden. Die Unterhaltung der Insassen eines Fortbewegungsmittels kann auch während teil- oder vollständig automatisierter Fahrbetriebe sichergestellt werden. Die Insassen können die Zeit während der Fahrt produktiv oder zum Üben ihrer Handhabungsfähigkeit mit Gegenständen durch die Darstellung der Gegenstände und Interaktion mit dieser verbringen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Keyboard
- 2
- Holografiebrille
- 3
- Innenraumkamera
- 4
- Elektronisches Steuergerät
- 5
- Datenspeicher
- 6
- Pedalerie
- 7
- Lenkrad
- 8
- Lautsprecher
- 9
- Tasten
- 10
- Pkw
- 11
- Ultraschallarray
- 100–500
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2103862 [0003]
- EP 2562462 [0003]
- US 2012/0175394 [0003]
- DE 202009009326 [0003]
- DE 24202013000740 [0003]
- WO 14140125 A3 [0004]
- US 2002036617 A [0005]
