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Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren für ein Fahrzeug.
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Im Verkehr treten beim Einsatz eines nicht-autonomen (oder auch bei einem autonomen Fahrzeug der Level 0 bis 4) Fahrzeugs oder Automobils Verkehrssituationen oder Gefahrensituationen auf, in denen ein sofortiges Eingreifen des Fahrers notwendig ist. Ein Eingreifen erfordert vom Fahrer beispielsweise ein Bremsen, Ausweichen oder auch ein Beschleunigen. Bei derartigen Situationen ist es essentiell und wichtig, dass eine Reaktionszeit des Fahrers möglichst kurz ist. Außerdem ist es wichtig, dass sich der Fahrer an die Verkehrssituation anpasst und konsequent handelt.
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Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren nichtautonome oder teil-autonome Fahrzeuge bekannt, die einem Fahrer in brisanten Verkehrs- und Gefahrensituationen unterstützen. Hierbei wird beispielsweise ein optisches oder akustisches Signal für den Fahrer ausgegeben, um diesen zu einer Reaktion aufzufordern. Als optisches Signal oder Aufforderung ist beispielsweise bekannt, dass eine aufblinkende Anzeige in einem Display ausgeführt wird, wobei das Display beispielsweise in der Tachometerkonsole angeordnet sein kann. Bei der Anzeige handelt es sich beispielsweise um eine Bremsaufforderung einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control (ACC)). Bekannt ist außerdem, Gefahrensituationen zusätzlich zu beleuchten, indem beispielsweise Wild oder Fußgänger am Straßenrand vom Fahrzeug angeleuchtet werden. Als akustische Signale oder Aufforderungen sind „Pieps“- oder „Gong“-Signale eingesetzt, die den Fahrer zu einer schnellen Handlung animieren sollen. Nachteilig bei den optischen Signalen in Form des zusätzlichen Beleuchtens von Gefahrensituationen auf der Straße ist, dass die Möglichkeit besteht, dass der Fahrer diese nicht bemerkt, wenn er beispielsweise seinen Blick von der Fahrbahn abgewandt hat oder anderweitig abgelenkt ist. Nachteilig bei den optischen Signalen auf dem Display ist wiederum, dass der Fahrer seinen Blick von der Straße abwenden muss, um die aufblinkende Anzeige im Display wahrzunehmen. Zum Wahrnehmen der Anzeige im Display ist des Weiteren erforderlich, dass sich die Augen des Fahrers hinsichtlich des Displays anpassen müssen, indem sie sich scharf stellen. Hierdurch verstreicht nachteilig wertvolle Reaktionszeit. An den akustischen Signalen ist nachteilig, dass sie nicht intuitiv sind und der Fahrer häufig nicht weiß, wie er reagieren soll, da erst einmal nicht klar ist, um welche Gefahr es sich konkret handeln könnte. Ist zusätzlich eine aufblinkende Anzeige im Display vorgesehen, so kann er seinen Blick auf das erklärende Display richten, was allerdings wieder eine unnötig lange Reaktionszeit erfordert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Fahrzeug und ein Verfahren zu schaffen, mit dem jeweils die Sicherheit für Personen im Fahrzeug erhöht ist.
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Diese Aufgabe hinsichtlich des Fahrzeugs wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeug vorgesehen, in dem eine Mehrzahl oder Vielzahl von Lautsprechern an verschiedenen Positionen angeordnet sind. Über die Lautsprecher kann dann ein Schall für zumindest eine Person, insbesondere einen Fahrer, innerhalb des Fahrzeugs erzeugbar sein. Vorteilhafter Weise ist ein Steuergerät vorgesehen, über das die Lautsprecher ansteuerbar sind. Die Ansteuerung kann hierbei derart erfolgen, dass zumindest eine virtuelle Schallquelle an unterschiedlichen Positionen ausbildbar ist. Die virtuelle Schallquelle kann dann Schallwellen in Form eines akustischen Geräusches und/oder in Form einer Sprache ausbilden und zwar derart, dass die Aufmerksamkeit der zumindest einen Person, insbesondere des Fahrers, in Richtung der virtuellen Schallquelle gerichtet ist.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass nicht einfach, wie im Stand der Technik, ein akustisches Signal über die Lautsprecher ausgegeben wird, sondern dass das akustische Signal von einer virtuellen Schallquelle stammt, die flexibel bezüglich der zumindest einen Person ausgebildet werden kann. Somit kann beispielsweise die virtuelle Schallquelle beispielsweise ausgehend vom Fahrer in der Richtung liegen, in der ein Objekt vorgesehen ist, auf das der Fahrer hingewiesen werden soll, wie beispielsweise ein Wild am Straßenrand. Somit kann zur Reaktionszeitverkürzung die Aufmerksamkeit des Fahrers instantan auf ein beliebiges Objekt, beispielsweise außerhalb des Fahrzeugs, gelenkt werden und eine sofortige Änderung der Blickrichtung des Fahrers in die gewünschte Richtung erzwungen werden. Somit ist ein Fahrzeug geschaffen, bei dem ein akustisch lokalisierbares Signal ausbildbar ist, das von unterschiedlichen Positionen her ausgebbar ist, was als akustische Holografie bezeichnet werden kann. Dies ist auch für einen potentiellen Fahrer eines teilautonomen Fahrzeugs äußerst vorteilhaft, der dann gegebenenfalls aktiv eingreifen kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Bezugsperson für die virtuelle Schallquelle, insbesondere vor Fahrtbeginn, einstellbar oder definierbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Anordnung der zumindest einen virtuellen Schallquelle in Abhängigkeit von einer Gefahrensituation oder Verkehrssituation, auf die die Person, insbesondere der Fahrer, hingewiesen werden soll. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Situation in der Fahrzeugumgebung. Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung der virtuellen Schallquelle in Abhängigkeit von einem Objekt in der Fahrzeugumgebung, auf die die Person, insbesondere der Fahrer, hingewiesen werden soll, erfolgen.
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Vorzugsweise ist die virtuelle Schallquelle außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet, um beispielsweise einen Fahrer auf Gefahrensituationen und/oder auf Objekte außerhalb des Fahrzeugs hinzuweisen. Die virtuelle Schallquelle kann somit derart ausgestaltet sein, dass für die zumindest eine Person der Eindruck entsteht, dass es sich bei der virtuellen Schallquelle um eine Schallquelle handelt, die im Bereich der Gefahrensituation und/oder im Bereich eines anzuzeigenden Objekts ausgebildet ist.
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Mit Vorteil erfolgt die Anordnung der virtuellen Schallquelle über das Steuergerät derart, dass eine Richtung zwischen der zumindest einen Person und der virtuellen Schallquelle etwa der Richtung zwischen der zumindest einen Person und dem Objekt und/oder der Gefahrensituation entspricht. Hierdurch kann ein Blick der zumindest einen Person direkt zur Gefahrensituation gerichtet werden.
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Vorzugsweise wird bei der Anordnung der virtuellen Schallquelle durch das Steuergerät eine sich verändernde Relativposition zwischen der Gefahrensituation und dem Fahrzeug und/oder zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug zeitabhängig berücksichtigt. Ändert sich somit beispielsweise die Relativposition zwischen einer Gefahrensituation und dem Fahrzeug, indem beispielsweise das Fahrzeug fährt, so wird die Relativposition der zumindest einen virtuellen Schallquelle zum Fahrzeug entsprechend angepasst. Hierfür ist vorteilhaft, wenn bei der Anordnung der virtuellen Schallquelle eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung und/oder eine Richtung des Fahrzeugs berücksichtigt wird/werden. Die Relativposition zwischen einer Gefahrensituation und dem Fahrzeug kann beispielsweise mittels Dopplereffekt oder einem Light Detection and Ranging (LiDAR) bestimmt werden.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Sensor vorgesehen, um Objekte und/oder Gefahrensituationen zu erfassen. Der Sensor ist dabei vorzugsweise mit dem Steuergerät verbunden. Bevorzugterweise erfasst der zumindest eine Sensor oder eine Mehrzahl von Sensoren Gefahrensituationen und/oder Objekte in einer Umgebung von zumindest einer Umfangsseite oder mehreren Umfangsseiten oder allen Umfangsseiten des Fahrzeugs. Außerdem ist denkbar, dass der zumindest eine Sensor oder eine Mehrzahl von Sensoren die Umgebung von einer nach oben gewandten Seite oder mehrerer nach oben gewandten Seiten, wie beispielsweise einer Dachseite des Fahrzeugs, erfasst. Durch das Erfassen des dachseitigen Außenraumes können beispielsweise heranfliegende Drohnen oder Rettungshubschrauber geortet werden. Mit anderen Worten kann das Fahrzeug mit diversen Detektoren ausgestattet sein, die alle Fahrzeugseiten sowie das Fahrzeugdach abdecken. Als Sensor oder als Sensoren kann/können beispielsweise ein optischer Sensor und/oder oder akustischer Sensor und/oder ein thermischer Sensor vorgesehen sein. Thermische Sensoren können beispielsweise bei Gefahren durch brennende Reifen, Waldbränden etc. eingesetzt sein. Der optische Sensor oder die optischen Sensoren ist/sind beispielsweise aus folgenden Typen von Sensoren ausgewählt, wobei auch eine Kombination möglich ist: Kamera, Light Detection and Ranging (LiDAR) Sensor, Radio Detection and Ranging (Radar) Sensor, Infrarot (IR) Sensor, Ultraviolett (UV) Sensor. Als akustischer Sensor kann beispielsweise ein Mikrofon vorgesehen sein. Der akustische Frequenzbereich soll hier sowohl Infraschall (unterhalb von ca. 20 Hz), den Tieffreqenzbereich (unterhalb ca. 100 Hz), den akustischen Hörbereich des Menschen (ca. 16 Hz bis ca. 20 kHz) sowie den Ultraschallbereich (größer als ca. 18 kHz) umfassen. Vorzugsweise sind die Sensoren am Fahrzeug angeordnet. Denkbar ist allerdings auch, dass alternativ oder zusätzlich das Fahrzeug, insbesondere dessen Steuergerät, mit einem externen Sensor verbunden ist und/oder auf diesen zugreifen kann, beispielsweise auf einen an einer Drohne angebrachtem Sensor. So kann beispielsweise eine auf einer Verkehrsfläche vorgesehene Verkehrskamera angeordnet sein, auf die dann das Fahrzeug zugreift, um Gefahrensituationen und/oder Objekte zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich zum Sensor ist auch denkbar, dass das Steuergerät auf sonstige Weise Informationen oder Ortskoordinaten bezüglich Gefahrensituationen und/oder Objekten, auf die der Fahrer hingewiesen werden soll, aus der Umgebung erhält.
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Beispielsweise kann mit dem Sensor in Form einer Kamera oder Fahrzeugkamera erkannt werden, dass plötzlich ein Kind auf die Fahrbahn läuft. Im Anschluss daran kann eine virtuelle Schallquelle aus Richtung des Kindes erzeugt werden. Somit kann der Fahrer das plötzliche akustische Signal wahrnehmen, automatisch lokalisieren und seinen Blick und seine Aufmerksamkeit sofort auf die Gefahrensituation lenken. Somit kann der Fahrer möglichst schnell und situationsgerecht reagieren. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass ein akustisch lokalisierbares Signal auch dann vom Fahrer registriert werden kann, wenn er gerade den Blick nicht auf die Straße gerichtet hat.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Objekt und/oder die Gefahrensituation zusätzlich optisch hervorhebbar ist/sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät zumindest eine Lichtquelle des Fahrzeugs derart steuert, dass das Objekt und/oder die Gefahrensituation zusätzlich von dieser beleuchtbar ist/sind. Mit anderen Worten kann zusätzlich zur akustischen Warnung auch ein visueller Reiz gesetzt werden. Vorzugsweise ist eine Lichtverteilung in der erfassten Gefahrensituation lokal und/oder zeitlich veränderbar. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Gefahrensituation optisch hervorgehoben werden, indem die Lichtverteilung im Winkelbereich der Gefahrensituation lokal und/oder zeitlich verändert wird. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass kurzzeitig mehr oder weniger Licht in einem bestimmten Winkelbereich vorgesehen sein kann und/oder dass eine blinkende Hervorhebung erfolgt.
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Zum optischen Hervorheben kann die zumindest eine Lichtquelle als ein Adaptive Driving Beam (ADB) ausgebildet sein. Dafür eignet sich beispielsweise ein Matrix-Modul, bei dem eine Vielzahl einzelner Licht emittierender Dioden (LEDs) separat ansteuerbar und hierdurch ein- und ausschaltbar sowie dimmbar sind. Durch eine hohe Pixelanzahl beziehungsweise einer hohen Anzahl an LEDs können dann die vom Sensor, wie beispielsweise von einem Kamerasystem, erkannten Objekte oder Gefahrensituationen separat angeleuchtet werden, womit die zumindest eine Person, insbesondere der Fahrer, zusätzlich zur virtuellen Schallquelle darauf aufmerksam gemacht werden kann. Somit ist beispielsweise denkbar für die optische Hervorhebung auf ein bereits vorhandenes ADB eines Fahrzeugs zuzugreifen. Verfügt das Fahrzeug nicht über ein hochaufgelöstes ADB, so ist vorzugsweise vorgesehen, ein weiteres Lichtmodul als Lichtquelle einzusetzen. Dies ist dabei derart ausgestaltet, dass es die Lichtverteilung und/oder eine Lichtfarbe lokal und/oder zeitlich ändern kann, um die Gefahrensituation und/oder das Objekt zu markieren. Das Lichtmodul weist beispielsweise einen schwenkbaren oder drehbaren Lichtstrahl auf, der das Licht zum Beispiel einer oder mehrerer LEDs oder Laserdioden in einem schmalen Winkelbereich emittiert. Mit anderen Worten kann ein optisches Hervorheben des Bereichs, der einer erhöhten Aufmerksamkeit bedarf, zusätzlich erfolgen. So können die Signale des Fahrzeugs mit mehreren Sinnen gleichzeitig wahrgenommen werden, was zu einer multimodalen oder cross-modalen Wahrnehmung führt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt das Steuergerät zumindest eine virtuelle Schallquelle mit einer Wellenfeldsynthese (WFS) womit auf einfache Weise und äußerst flexibel virtuelle Schallquellen ausgebildet und angeordnet werden können. Basis der WFS ist das huygenssche Prinzip. Eine Schallwellenfront beliebiger Schallquellen lässt sich hierbei durch die Überlagerung von akustischen Elementarwellen erzeugen. Mittels des Steuergeräts können dann die benötigten zeitabhängigen Elementarwellen aus jedem Lautsprecher berechnet werden. Das Steuergerät aktuiert dann jede Lautsprecher-Membran genau dann, wenn die Wellenfront der gewünschten virtuellen Schallquelle die Position des Lautsprechers erreichen würde. Die Wellenfronten aller Lautsprecher interferieren, wodurch eine Wellenfront der gewünschten virtuellen Schallquelle entsteht. Wenn ein akustisches Außengeräusch (beispielsweise ein platzender Reifen eines anderen Fahrzeugs oder ein Fahrzeug-Crash) durch die WFS repräsentiert werden soll, überlagern sich deren Schallwellen mit den akustischen Schallwellen des verursachenden Ereignisses. Hier hat die Verwendung der WFS den Vorteil, dass sie das Gefahrenobjekt besser, d.h. winkelgenauer, repräsentieren kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät mit den Lautsprechern ein Dolby Surround System bildet, um die zumindest eine virtuelle Schallquelle zu erzeugen. In diesem kann dann ebenfalls die Schallquelle in einer bestimmten Richtung imitiert werden. Durch die Wahrnehmung von Laufzeitdifferenzen und Pegeldifferenzen zwischen den Lautsprechern erhält die zumindest eine Person, insbesondere der Fahrer, durch das System einen räumlichen Schalleindruck. Hierdurch handelt es sich dann bei den virtuellen Schallquellen um sogenannte Phantomschallquellen. Vorzugsweise ist dann eine Positionierung und Steuerung der Lautsprecher auf die Position derjenigen Person angepasst, die beispielsweise auf eine Gefahrensituation hingewiesen werden soll, wie beispielsweise der Fahrer. Somit kann die Positionierung und Steuerung der Lautsprecher beispielsweise auf einen Fahrersitz des Fahrzeugs angepasst sein. Hierdurch kann der Nachteil beseitigt werden, dass die durch die Pegel- und Laufzeitdifferenzen positionierten Phantomschallquellen - im Unterschied zu den virtuellen Schallquellen des WFS - keine Ortstabilität aufweisen. Hierdurch befindet sich für die Personen im Fahrzeug die Phantomschallquelle jeweils an einem anderen Ort. Bei den Personen im Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um einen Fahrer, Beifahrer und/oder Mitfahrer auf der Rückbank. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, die akustischen Signale des Fahrzeugs zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Fahrerposition abzustimmen, indem die Positionierung und Steuerung der Lautsprecher ebenfalls auf die Fahrerposition angepasst ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät die virtuelle Schallquelle in einem Rundum-Kopfhörer des Fahrers, und/ oder durch, insbesondere mikro, Lautsprecher in einer Brille, insbesondere in Brillenbügeln der Brille, und/oder durch in einen Sitz und/oder in ein Kopfteil eingelassene Lautsprecher erzeugen. Natürlich kann auch eine oder mehrere Personen, insbesondere der Fahrer, eine Brille, insbesondere eine Virtual-Reality-Brille, tragen, die dann vom Steuergerät zum Ausbilden der virtuellen Schallquelle angesteuert ist.
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Mit Vorteil ist die Lage von Ohren der Person, die informiert werden soll, per Sensor, insbesondere per Kamera, erfassbar, um die Person zielgerichtet zu informieren. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein die Orientierung des Kopfes zu erfassen. Bei autonomen Fahrzeugen kann die Kopfposition des Hörers ermittelt werden.
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Vorzugsweise sind die Lautsprecher um einen Fahrersitz herum angeordnet, um virtuelle Schallquellen zumindest für den Fahrer zu erzeugen. Es ist weiter denkbar, dass die Lautsprecher einfach zeilenförmig oder U-förmig angeordnet sind. Bei einer U-Form können zwei Lautsprecherschenkel jeweils seitlich des Fahrers vorgesehen sein und ein Verbindungsschenkel vor dem Fahrer angeordnet sein. Außerdem wäre denkbar, die Anordnung der Lautsprecher bogenförmig vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lautsprecher zusammen eine geschlossene Form bilden, wie beispielsweise eine Ringform oder Kreisform oder Rechteckform, da hierdurch auf einfache Weise eine virtuelle Schallquelle von allen Seiten der zumindest einen Person, wie beispielsweise des Fahrers, ausbildbar sind. Mit anderen Worten wird ein geschlossenes oder offenes Lautsprecherband realisiert. Dieses umgreift hierbei vorzugsweise den Fahrersitz des Fahrzeugs. Um eine gut lokalisierbare virtuelle Schallquelle auszubilden, sollte eine Gesamtzahl von Lautsprechern mindestens etwa 30, besser 100 bis 300, noch besser 300 bis 1000 betragen. Die obere Grenze könnte je nach zukünftig verfügbarer Technologie auch einige Tausend betragen.
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Vorzugsweise können mit dem Steuergerät die Lautsprecher derart ansteuerbar sein, dass mehrere virtuelle Schallquellen an verschiedenen Positionen gleichzeitig einsetzbar sind. Hierdurch kann der Fahrer beispielsweise auf mehrere Gefahrensituationen und/oder Objekte aufmerksam gemacht werden.
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Die zumindest eine virtuelle Schallquelle ist vorzugsweise sowohl zwischen der zumindest einen Person, insbesondere zwischen dem Fahrer und den Lautsprechern, als auch auf der von der zumindest einen Person wegweisenden Seite oder Rückseite der Lautsprecher ausbildbar. Mit anderen Worten können durch die WFS virtuelle Schallquellen hinter dem Lautsprecherarray, also vorzugsweise außerhalb des Fahrzeugs, als auch fokussierte Schallquellen zwischen dem Hörer und dem Lautsprecherarray, also vorzugsweise innerhalb des Fahrzeugs, erzeugt werden, die alle Fahrzeuginsassen am gleichen und gewünschten Ort lokalisieren können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das/die von der zumindest einen virtuellen Schallquelle ausgegebene Geräusch und/oder Sprache an das Objekt und/oder an die Gefahrensituation angepasst werden. Somit ist beispielsweise denkbar, dass bei einem plötzlich auftauchenden Lastkraftwagen (Lkw) ein Lkw-Geräusch von der virtuellen Schallquelle aus der Richtung des auftauchenden Lkw's ausgebildet wird. Somit besteht generell die Möglichkeit, dass insbesondere mit der Wellenfrontsynthese eine akustisches Signal erzeugt wird, dessen Geräuschsignatur dem identifizierten Objekt, auf das die Aufmerksamkeit gelenkt werden soll, entspricht.
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Bei dem Geräusch handelt es sich vorzugsweise um einen Signallaut oder um ein akustisches Signal. Als Signallaut ist denkbar, einen Warnton vorzusehen, der insbesondere von der zumindest einen Person ortbar ist und somit aus der passenden Richtung ausgebildet wird. Somit kann ein einfaches Geräusch vorgesehen sein, um die Aufmerksamkeit des Fahrers in eine bestimmte Richtung zu lenken. Des Weiteren ist denkbar, als Signallaut einen Warnhinweis vorzusehen. Wenn das Fahrzeug über akustische Sensoren verfügt, ist denkbar als Signallaut auch Ausrufe von Passanten, wie beispielsweise Hilferufe, oder eine Sirene, wie beispielsweise ein Martinshorn, oder ähnliche wichtige akustische Geräusche aus der Umgebung zu detektieren und, insbesondere mit der WFS, aus der richtigen Richtung im Fahrzeug wiederzugeben und/oder zu verstärken. Somit ist denkbar, dass das Geräusch oder die Sprache aus der Umgebung, auf das oder auf die hingewiesen werden soll, verstärkt wird.
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Des Weiteren ist denkbar, als Signallaut beispielsweise ein Pieps-Signal oder ein Gong-Signal vorzuzusehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, als Geräusch zusätzlich einen Grundton auszugeben. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um reale, insbesondere lokalisierbare, Umgebungsgeräusche außerhalb des Fahrzeugs. Somit können beispielsweise zu Entertainmentzwecken reale Umgebungsgeräusche wiedergegeben werden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, auch künstliche Umgebungsgeräusche vorzusehen, wie beispielsweise Meeresrauschen oder Vogelgezwitscher.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann, wie vorstehend bereits erläutert, als Geräusch ein Orientierungslaut vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Lkw-Geräusch.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es sich bei der ausgegebenen Sprache um einen, insbesondere lokalisierbaren, Navigationshinweis handeln, womit die virtuelle Schallquelle für Informationszwecke einsetzbar ist. Zu diesem Zweck ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass beispielsweise Verkehrsschilder oder Verkehrszeichen aus der entsprechend passenden Richtung vorgelesen werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Objektbezeichnung als Sprache ausgegeben wird. So kann beispielsweise bei dem Objekt Lkw das Wort „Lkw“ oder bei dem Objekt Schlagloch die Wörter „Vorsicht Schlagloch“ vorgelesen werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann, wie vorstehend angeführt, das Geräusch oder die Sprache an das Objekt und/oder an die Gefahrensituation, auf das/die hingewiesen werden soll, angepasst sein. Hierbei erfolgt eine geeignete Anpassung des Geräusches oder der Sprache. Insbesondere ist das Geräusch oder die Sprache dabei derart ausgestaltet, dass für die zumindest eine Person erkennbar ist, um welches Objekt es sich handelt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Geräusch oder die Sprache derart ausgestaltet ist, dass für die zumindest eine Person erkennbar ist, wie groß der Abstand zum Objekt ist, indem beispielsweise die Lautstärke des Geräusches oder der Sprache entsprechend angepasst ist. Mit anderen Worten kann, wenn beispielsweise ein anderer Verkehrsteilnehmer in der Nähe über den zumindest einen Sensor identifiziert ist, diesem ein geeignetes akustisches Geräusch oder eine geeignete Sprache zugeordnet werden. Geeignet kann in diesem Fall heißen, dass die zumindest eine Person, insbesondere der Fahrer, am akustischen Geräusch oder der Sprache erkennen kann, wo sich der andere Verkehrsteilnehmer befindet, um was für einen Verkehrsteilnehmer es sich handelt und möglicherweise wie nahe der andere Verkehrsteilnehmer ist. Zur Identifikation des Verkehrsteilnehmers können beispielsweise verschiedenen Frequenzmuster für verschiedene Verkehrsteilnehmer eingesetzt werden. Die Nähe des Verkehrsteilnehmers kann durch verschiedene Frequenzen, die Lautstärke oder Wiederholraten des Geräusches und/oder der Sprache erkennbar sein. In weiterer Ausgestaltung können externe Ultraschallquellen mittels Transformation, insbesondere mittels Messung und rechnergestützte Transformation auf niedrigere Frequenzwerte, per WFS als akustische Wellen ausgegeben werden. Analog kann Infraschall durch höhere Frequenzen wiedergegeben werden.
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Bei den vorstehend angeführten Gefahrensituationen kann es sich um eine oder um mehrere der folgenden Situationen handeln: Gegenstände auf einer Fahrbahn, Schlagloch, insbesondere tiefes Schlagloch, Unfallstelle, Panne eines anderen Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe, Kollisionsgefahr mit anderen Verkehrsteilnehmern, andere Verkehrsteilnehmer im toten Winkel, Fahrbahnvereisung (Black Ice), Aquaplaning-Gefahr durch Wasserpfützen auf der Straße, heranfliegende Drohne.
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Bei einem Objekt kann es sich um einen Verkehrsteilnehmer handeln. Bei einem Verkehrsteilnehmer handelt es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, das keine - wie beispielsweise bei einem autonomen Fahrzeug -, eine oder mehrere Personen aufweist, und/oder um einen Fußgänger und/oder um ein Tier. Bei dem Objekt kann es sich auch um einen Gegenstand handeln, wie beispielsweise ein Verkehrsschild. Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug - insbesondere ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad - oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug zumindest eine Vorrichtung aufweist und/oder mit zumindest einer Vorrichtung verbindbar ist. Über die Vorrichtung kann zusätzlich zum Geräusch und/oder zur Sprache, das oder die über die zumindest eine virtuelle Schallquelle ausgegeben ist/sind, ein Bildsignal und/oder ein haptisches Signal ausgegeben werden. Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Display handeln. Bei dem Display handelt es sich beispielsweise wiederum um ein Fahrzeug-Display oder um ein Smartphone-Display oder um eine Augmented-Reality-Brille oder um ein sonstiges Display innerhalb des Fahrzeugs. Des Weiteren ist denkbar, als Vorrichtung eine Vibrationseinheit vorzusehen, die beispielsweise in einem Armband der zumindest einen Person oder am Lenkrad oder am Gurt oder am Sitz vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann neben dem Hörbarmachen von anderen Verkehrsteilnehmern zusätzlich auf diese aufmerksam gemacht werden, indem zum Beispiel ein Signalbild auf dem Fahrzeug-Display, dem Smartphone-Display oder woanders innerhalb des Fahrzeugs angezeigt wird. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, dass in Gefahrensituationen die Aufmerksamkeit des Fahrers auch durch einen taktilen Reiz, wie beispielsweise Vibration des Armbands oder des Gurts oder Sitzes, erregt wird.
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Mit Vorteil ist die akustische Ausgabe, insbesondere die Ausgestaltung der virtuellen Schallquelle standardisiert. Denkbar ist eine Gefahrenobjekt-Klassifizierung zur Verfügung zu stellen. Weiter ist denkbar, dass die Ausgestaltung der virtuellen Schallquelle abhängig von der Klassifizierung ist.
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Bei der Ausgabe einer Sprache kann diese in unterschiedlichen Sprachen erfolgen.
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Vorzugsweise ist die virtuelle Schallquelle, insbesondere ein Ausgabe-Frequenzspektrum, an ein Hörvermögen, insbesondere an einen Frequenzgang, eines Fahrers und/oder Beifahrers angepasst. Bevorzugterweise ist das Ausgabe-Frequenzspektrum vom Alter des Fahrers und/oder Beifahrers abhängig, da beispielsweise ältere Fahrer häufig schlechter als jüngere Fahrer hören.
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Mit Vorteil kann das Fahrzeug über eine Car-to-Car Kommunikation einem anderen Fahrzeug berechnete Daten übermitteln, damit das andere Fahrzeug, beispielsweise über WFS, eine virtuelle Schallquelle ausbildet. Die berechneten Daten sind vorzugsweise bezüglich des anderen Fahrzeugs berechnet.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren mit einem Fahrzeug gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte mit den folgenden Schritten vorgesehen:
- - Erfassen einer Gefahrensituation und/oder eines Objekts, auf das die zumindest eine Person im Fahrzeug hingewiesen werden soll,
- - Steuern der Lautsprecher derart, dass eine virtuelle Schallquelle gebildet ist, die Schall für die zumindest eine Person derart ausgibt, dass die Person die virtuelle Schallquelle aus derjenigen Richtung erfasst, in der auch die Gefahrensituation und/oder das Objekt vorgesehen ist/sind.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
- 1 in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zur Erzeugung einer virtuellen Schallquelle,
- 3a und 3b jeweils unterschiedliche Ausgestaltungen einer virtuellen Schallquelle,
- 4 das Fahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
- 5 in einem Ablaufdiagramm ein erfindungsgemäßes Verfahren.
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Gemäß 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, das auf einer Straße 2 fährt. In dem Fahrzeug 1 sind eine Vielzahl von Lautsprechern 4 vorgesehen. Diese sind U-förmig um einen Fahrersitz herum angeordnet. Somit sind von einer Person in Form eines Fahrers aus gesehen zumindest zwei Lautsprecherreihen seitlich von diesem angeordnet, also je eine auf jeder Seite, die sich etwa im Parallelabstand zueinander erstrecken. Des Weiteren ist vor dem Fahrer eine weitere Reihe mit Lautsprechern 4 vorgesehen. Jede der beiden seitlichen Reihen sowie die dem Fahrer vorgelagerte Reihe umfassen jeweils 64 Lautsprechern. Mit den Lautsprechern 4 kann nun über ein Steuergerät eine virtuelle Schallquelle 6 erzeugt werden. Diese ist hierbei an verschiedensten Positionen ausbildbar. Insbesondere erfolgt die Ausbildung der virtuellen Schallquelle über eine Wellenfrontsynthese (WFS), wie sie untenstehend näher erläutert wird. Die Lautsprecher 4 werden bezüglich ihrer Positionierung auf den zu bestrahlenden Raum eingemessen. Alternativ zu den 64 Lautsprechern können beispielsweise mindestens 30, vorzugsweise mindestens 100, weiter vorzugsweise zumindest 200, insbesondere, wenn über die Lautsprecher zusätzlich Musik emittiert werden soll.
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Gemäß 1 befindet sich auf der Straße 2 ein Objekt in Form eines Verkehrsteilnehmers 8. Hierbei handelt es sich um einen Fußgänger 8. Dieser wird über in 1 nicht gezeigte Sensoren des Fahrzeugs 1 vom Steuergerät erkannt und die Situation analysiert. Ist das Ergebnis der Analyse, dass der Fahrer auf den Fußgänger 8 aufmerksam gemacht werden soll, so werden die Lautsprecher 4 angesteuert, um die virtuelle Schallquelle auszubilden. Diese wird dann etwa beim Fußgänger 8 angeordnet. Der Fahrer hat dann den Eindruck, dass ein Geräusch und/oder eine Sprache, die von den Lautsprechern 4 ausgegeben wird, aus Richtung des Fußgängers 8 oder vom Fußgänger 8 kommt/kommen. Somit wird die Aufmerksamkeit des Fahrers in Richtung der virtuellen Schallquelle 6 und somit in Richtung des Fußgängers 8 gelenkt.
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Gemäß 1 ist es weiterhin am Fahrzeug 1 eine Lichtquelle 7 vorgesehen, mit der zusätzlich zur virtuellen Schallquelle 6 ein Anleuchten des Fußgängers 8 mit einem Licht 9 erfolgt.
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Gemäß 2 ist die Funktionsweise der WFS dargestellt. Hierbei sind eine Reihe von Lautsprechern 10 gezeigt, die über ein Steuergerät 12 steuerbar sind. Das Steuergerät 12 ist mit einem Sensor 14 verbunden, der Objekte und/oder Gefahrensituationen erfasst. Um die virtuelle Schallquelle 6 auszubilden, werden, wie obenstehend erläutert, über die Reihe von Lautsprechern 10 Elementarwellen 16 ausgegeben, wobei der Einfachheit halber nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind. Eine Schallwellenfront 18 der virtuellen Schallquelle 6 lässt sich dann durch die Überlagerung von den akustischen Elementarwellen 16 erzeugen. Mittels des Steuergeräts 12 werden dann die benötigten zeitabhängigen Elementarwellen 16 aus jedem Lautsprecher 10 berechnet und eine jeweilige Lautsprecher-Membran wird dann aktuiert, wenn die Schallwellenfront 18 der virtuellen Schallquelle 6 die Position des entsprechenden Lautsprechers 10 erreichen würde. Die Wellenfronten 16 aller Lautsprecher 10 interferieren, wodurch die Schallwellenfront 18 der gewünschten virtuellen Schallquelle 6 entsteht. Gemäß 2 kann zusätzlich zur virtuellen Schallquelle 6 ein optisches Signal an einer Vorrichtung in Form eines Displays 20 ausgegeben werden. Außerdem ist denkbar ein haptisches Signal an eine Vorrichtung in Form einer Vibrationseinheit 22 auszugeben. Diese kann beispielsweise kabellos mit dem Steuergerät 12 verbunden sein. Die in der 2 dargestellten Komponenten können Teil des Fahrzeugs 1 aus 1 sein.
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In 3a sind die Lautsprecher 4 aus 1 dargestellt. Es ist erkennbar, dass mit Hilfe der WFS Schallwellenfronten 18 der virtuellen Schallquelle 6, siehe 2, hinter den Lautsprechen 4 beziehungsweise auf der Rückseite von den Lautsprechern 4 erzeugbar sind. Gemäß 3b ist erkennbar, dass die virtuelle Schallquelle 6 mit ihren Schallwellenfronten 18 auch vor den Lautsprechern 4 erzeugbar ist und somit beispielsweise in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 1 aus 1.
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Gemäß 4 ist das Fahrzeug 1 gezeigt. Im Unterschied zu 1 ergibt die Anordnung der Lautsprecher 4 eine geschlossene Ringform.
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Gemäß 5 ist in einem ersten Schritt 24 des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, eine Gefahrensituation und/oder ein Objekt 8, siehe 1, über den Sensor 14, siehe 2, zu erfassen, auf die oder das der Fahrer des Fahrzeugs 1 hingewiesen werden soll. Im nächsten Schritt 26 werden die Lautsprecher 4 aus 1 dann derart gesteuert, dass die virtuelle Schallquelle 6 gebildet ist. Diese kann dann Schall für den Fahrer derart ausgeben, dass dieser die virtuelle Schallquelle 6 aus derjenigen Richtung erfasst, in der auch das Objekt 8 vorgesehen ist.
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Offenbart ist ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Lautsprechern, über die eine virtuelle Schallquelle ausbildbar ist, um einen Fahrzeugführer hinsichtlich seiner Aufmerksamkeit in eine bestimmte Richtung zu lenken.
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Bezugszeichenliste
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| Fahrzeug |
1 |
| Straße |
2 |
| Lautsprecher |
4, 10 |
| virtuelle Schallquelle |
6 |
| Lichtquelle |
7 |
| Fußgänger |
8 |
| Strahlung |
9 |
| Steuergerät |
12 |
| Sensor |
14 |
| Elementarwellen |
16 |
| Schallwellenfront |
18 |
| Display |
20 |
| Vibrationseinheit |
22 |
| Schritt |
24, 26 |
