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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Komfortzustands eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
US 2007 290 825 AA , die
EP 184 203 8 A1 und die
CN 203 405 772 U verwiesen.
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Die Übertragung von Fahrzeugbewegungen und -schwingungen auf den Fahrzeuginsassen beeinflusst maßgeblich den Fahrkomfort eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.
Um den Insassen einen möglichst guten Schwingungskomfort bieten zu können, sind aus dem Stand der Technik Messverfahren zur Erfassung von während der Fahrt auf einen Fahrzeuginsassen übertragenen Schwingungen bekannt. Mit der derartigen Messdaten können Fahrzeugsysteme mit einem entsprechend hohen Schwingungskomforts ausgelegt werden.
Für die Erfassung derartiger Körperschwingungen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Ziel aller Methoden ist, eine möglichst genaue Erfassung der Schwingungen, bei möglichst geringem Messaufwand zu erlangen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die genutzte Messtechnik den Fahrer in seinen Bewegungen möglichst nicht beeinflusst.
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Eines dieser Messverfahren ist als sogenanntes Motion-Capturing-Verfahren bekannt. Dabei wird eine Bewegung einer Person videometrisch erfasst. Für die Erfassung von Bewegungen wird ein Anzug benötigt, auf dem eine Vielzahl an Markern angebracht ist. Dieser Anzug muss während der gesamten Versuchsdauer von dem Insassen getragen werden. Über eine Kamera werden dabei die Bewegungen der Marker erfasst und ausgewertet. Durch die Erfassung der Bewegung über Videometrie, ist das System relativ ungenau und benötigt, durch die Anbringung der Marker, viel Vorbereitungszeit. Des Weiteren wird die Versuchsperson, durch das dauerhafte Tragen des Anzuges, in Ihren Bewegungen beeinflusst. Letztendlich lässt sich das System aufgrund seiner Größe und Komplexität mit einer Vielzahl von Kameras nicht in einem fahrenden Fahrzeug einsetzen.
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Eine weitere Möglichkeit der Körperschwingungsmessung wird in
US 2007 290 825 AA gezeigt. Ziel dabei ist es Vibrationen bzw. Körperschwingungen im Bereich des Sitzes und Sitzanbauteilen wie Armlehnen oder ähnlichen zu messen. Bei den verwendeten Sensoren handelt es sich um Bewegungs- bzw. Beschleunigungssensoren, welche über drei Freiheitsgrade verfügen. Die Sensorik muss dabei in die jeweiligen Bauteile (Sitzschaum / Rückenpolsterung) eingearbeitet werden. Neben diesen bauteilfesten Sensoren ist auch eine insassenfeste Sensorik vorgesehen. Diese wird über z.B. ein Band an den Insassen befestigt. Es wird keine Begrenzung für die Anzahl der verwendeten Sensoren vorgegeben. Die Verbindung der Sensorik zu dem zentralen Messgerät kann kabelgeführt oder kabellos erfolgen. Die erfassten Daten werden entweder in einem externen, mobilen Speicher abgelegt oder direkt über ein Display angezeigt. Durch die Einarbeitung der Messsensorik in den Sitzschaum bzw. in die Sitzanbauteile benötigt dieses System eine lange Vorbereitungszeit. Außerdem werden dadurch Bauteile wie der Sitz beschädigt.
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Ein System zur Objektivierung durch eine Sitzauflage wird in
DIN EN ISO 2631-1 beschrieben. Darin wird die Bewegung des Insassen am Rücken und am Gesäß erfasst. Die gemessenen Beschleunigungen werden gewichtet zusammengefasst und in einen einzelnen allgemeinen Kennwert bewertet. Ein ähnliches Konzept wird in der
EP 184 203 8 A1 vorgestellt. Dabei werden Körperschwingungen mithilfe eines Dosimeters erfasst, dass körpernah an der Versuchsperson angebracht wird. Ziel hiervon ist es, den Nutzer während der täglichen Arbeit vor gesundheitsgefährdenden Schwingungen zu warnen.
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Eine weitere Messtechnik wird in
CN 203 405 772 U aufgezeigt. Bei diesem System wird die Versuchsperson mit einer Anzahl an Sensoren ausgestattet. All diese Sensoren haben mindestens einen, teilweise aber auch drei Freiheitsgrade. Die gesamte Sensorik ist an einen zentralen Prozessor gekoppelt. Dieser Prozessor verarbeitet alle gemessenen Informationen und gibt auf deren Basis die aktuellen Positionen der verschiedenen Körperteile aus. Der Prozessor sendet diese Information zusammen mit den Winkelgeschwindigkeiten und den geomagnetischen Informationen jedes Körperteils an eine virtuelle 3D Umgebung. In dieser Umgebung erfolgt die Simulation der Person im Raum. Dort kann die Auswertung der Körperschwingungen erfolgen. Eine direkte Auswertung bzw. Verarbeitung der Messergebnisse ist nicht möglich.
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Insbesondere mit der Einführung von autonom oder teilautonom bzw. hochautomatisiert oder teilautomatisiert fahrenden Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, steht die Auslegung eines Fahrzeuges bezüglich des Schwingungskomforts vor neuen Herausforderungen. Dadurch dass ein Fahrer bzw. ein Insasse während einer teilautomatisierten oder autonomen Fahrt eines Fahrzeuges, unterschiedlichste Sitzpositionen und nicht mehr nur die gewohnte Position beim Fahren einnehmen kann, wird die Auslegung des Fahrzeuges auf einen Komfortzustand des Fahrers immer komplexer. Hinzu kommt, dass sich die Aufmerksamkeitsgrade auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges eines solchen Fahrzeuginsassen, je nachdem in welchen Fahrmodus sich das Fahrzeug befindet deutlich unterscheiden. Der Komfortzustand ist auch vom Aufmerksamkeitsgrad eines Fahrzeuginsassen auf das Fahrgeschehen abhängig. Beispielsweise ist es möglich, dass der Fahrzeuginsasse bei einer autonomen Fahrt nicht mehr auf die Straße und das Fahrverhalten des Fahrzeuges konzentriert ist, sondern sich stattdessen einer Nebentätigkeit, wie beispielsweise Lesen beschäftigt. Bestimmte Vibrationen und Schwingungen können in einer Situation beim Lesen durchaus als weniger oder mehr komfortabel wahrgenommen werden, als wenn sich der Fahrzeuginsasse auf eine Fahraufgabe konzentrieren würde.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Messverfahren von Körperschwingungen eines Fahrzeuginsassen aufzuzeigen, welches für einen Fahrzeuginsassen eines autonom bzw. hochautomatisiert betreibbaren Fahrzeuges repräsentative und genaue Aussagen über den Komfortzustand des Fahrzeuginsassen erlaubt.
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Es wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Bestimmung eines Komfortzustands zumindest eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeuges. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug und besonders bevorzugt um einen zweispurigen Personenkraftwagen.
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Die Bestimmung dieses Komfortzustands erfolgt anhand von einer insassenbezogener Messung bzw. anhand von mehreren insassenbezogener Messungen an mehreren unterschiedlichen Körperteilen mindestens eines Fahrzeuginsassen.
Unter einer insassenbezogener Messung ist eine Messung zu verstehen, welcher bestimmten Werte von den Körperteilen eines Insassen selbst misst bzw. aufnimmt. Beispielsweise wird dabei eine Bewegung des Kopfes des Fahrzeuginsassen in Form von Beschleunigungen gemessen. Besonders bevorzugt ist für eine solche insassenbezogene Messung eine insassenfeste Messung, das heißt, dass die Messung bzw. die Messmittel direkt an den zu messenden Körperteilen angebracht sind.
Zur insassenbezogenen Messung bzw. zur Erfassung der insassenbezogenen Daten, insbesondere von Bewegungen bzw. Schwingungen des jeweiligen Körperteils, werden bevorzugt insassenfeste Sensoren verwendet. Die Sensorik wird beispielsweise an den verschiedenen Körperteilen der Versuchsperson befestigt. Bevorzugt ist dabei mindestens ein Sensor am Kopf, am Oberschenkel, an der Brust und an der Hüfte des Fahrzeuginsassen angebracht. Eine Erweiterung des Aufbaus, für die Messung von weiteren Körperteilen, ist dabei möglich. Denkbar hierfür ist z.B. Sensorik am Rücken, Arm und Gesäß des Fahrzeuginsassen.
Gleichzeitig ist die Messung nicht nur an einem Fahrzeuginsassen, sondern auch an mehreren Fahrzeuginsassen möglich.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug, in welchem sich der Fahrzeuginsasse befindet, in einem autonomen bzw. einem teilautonomen bzw. teilautomatischen Zustand betreibbar ist. Dies bedeutet, dass ein Fahrzeuginsasse das Fahrzeug sowohl manuell selbst Fahren kann, also dass der bzw. ein Fahrzeuginsasse selbst die Fahraufgabe übernimmt. In einer solchen Situation, also wenn der Fahrzeuginsasse als manueller Fahrer agiert, ist die Aufmerksamkeit bzw. Konzentration des Fahrers auf die Fahraufgabe (also das Betreiben des Fahrzeuges) sehr hoch.
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Ein Fahrzeuginsasse kann jedoch auch nur Teile der Fahrzeugführung bzw. Fahraufgabe übernehmen oder sogar nur als Mitfahrer in dem Fahrzeug mitfahren, während das Fahrzeug selbstständig bestimmte Teilaufgaben der Fahrzeugführer oder die gesamte Fahrzeugführung alleine übernimmt. Der Zustand in welchem der Fahrzeuginsasse noch Teile der Fahrzeugführung aber nicht mehr das gesamte Fahren selbst übernehmen muss, wird als teilautomatisierter Fahrzustand bzw. hochautomatisiertes Fahren bezeichnet, während der Fahrzustand in welchem das Fahrzeug selbstständig und ganz alleine die gesamte Fahraufgabe und Fahrzeugführung übernimmt, als autonomer bzw. vollautomatisierter Fahrzustand bezeichnet wird.
Die Aufmerksamkeitsspanne des Fahrzeuginsassen auf die Fahrzeugführung bzw. auf die Straße und die Fahraufgabe sinkt in der Regel mit dem Automatisierungsgrad des Fahrzeuges. Dadurch sind auch die Wahrnehmungen von bestimmten Bewegungen und Schwingungen des Fahrzeuges auf den Fahrzeuginsassen in den einzelnen Fahrzuständen (also manuelle Fahrt, hochautomatisierte und autonome Fahrt) unterschiedlich. Beispielsweise ist es möglich, dass der Fahrzeuginsasse während einer manuellen Fahrt des Fahrzeuges, also wenn der Fahrzeuginsasse selbst das Fahrzeug führt und die Fahraufgabe übernimmt, bestimmte Bewegungen und Schwingungen, welche das Fahrzeug als Rückmeldung von der Fahrweise des Fahrzeuginsassen (beispielsweise Kurvenneigungen und Kurvenbeschleunigung usw.) als komfortabel wahrnimmt, da dieser die Bewegungen des Fahrzeug selbst initiiert und erlebt. Während der Fahrzeuginsasse bei einer autonomen Fahrt, wenn also das Fahrzeug vollautomatisiert Fährt und die Fahraufgabe bzw. Fahrzeugführung vollkommen autonom übernimmt, und der Fahrzeuginsasse beispielsweise mit einer anderen Tätigkeit (beispielweise das Lesen eines Buchen) beschäftigt ist, solche Bewegungen des Fahrzeuges als Rückmeldung auf die Fahrweise (beispielsweise Kurvenneigungen oder ähnliches) als unangenehm und unkomfortabel wahrnimmt.
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Somit ist es vorgesehen, dass das Mess- bzw. spätere Auswertverfahren solche unterschiedlichen Fahrzeugzustände (manuell, teilautomatisiert und vollautomatisiert) bei dessen Berechnung und Messung berücksichtigt, sodass für jeden Fahrzustand eine Objektivierung der Messwerte erfolgen kann und der exakte Komfortzustand des Fahrzeuginsassen bestimmt werden kann.
Dabei ist es insbesondere erforderlich, dass der Kopf des Fahrzeuginsassen gemessen wird. Denn die Sitzposition (also Hüfte und Oberschenkel) können während einer autonomen und manuellen Fahrt des Fahrzeuges exakt die gleichen sein. Würden also nur Messwerte der Hüfte und des Oberschenkels bzw. verallgemeinert des Unterkörpers des Fahrzeuginsassen in die Bestimmung des Komfortzustands miteinfließen, so würde im Ergebnis der gleiche Komfortzustand des Fahrzeuginsassen in den beiden unterschiedlichen Fahrzuständen berechnet werden. Durch zusätzliche Messung des Kopfes können Rückschlüsse auf den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrzeuginsassen und auf den Fahrzustand des Fahrzeuges geschlossen werden, und die Messung bzw. Bestimmung des Komfortzustands einfach darauf eingestellt und exakt bestimmt werden. Die Erfindung ermöglicht damit eine exakte und repräsentative Bestimmung eines Komfortzustands eines Fahrzeuginsassen für unterschiedliche Fahrzeugzustände eines Fahrzeuges.
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Es ist deswegen weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die insassenbezogene Messung in unterschiedlichen Betriebszuständen des Fahrzeuges, also im manuellen, teilautomatisierten und autonomen Fahrbetrieb, erfolgt. Demnach ist es bevorzugt vorgesehen, dass für jeden der genannten Betriebszustände des Fahrzeuges einzelne Messungen durchgeführt werden, um für jeden dieser Betriebszustände repräsentative Werte eines Komfortzustands eines Fahrzeuginsassen zu erlangen. Gleichzeitig oder auch alternativ können die insassenbezogenen Messungen in unterschiedlichen Insassenzuständen durchgeführt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass insassenbezogene Messungen in einem manuell-fahrenden, einem aufmerksamen und einen unaufmerksamen Insassenzustand gemessen werden.
Der manuelle-fahrende Insassenzustand beschreibt dabei jenen Zustand des Fahrzeuginsassen, wenn sich dieser der Durchführung der Fahraufgabe widmet und die Fahrzeugführung vom Fahrzeuginsassen die volle Aufmerksamkeit benötigt.
Ein aufmerksamer Insassenzustand ist ein Zustand, in welchem der Fahrzeuginsasse nicht unbedingt seine volle Aufmerksamkeit auf die Fahraufgabe richtet, jedoch trotzdem einen Teil der Aufmerksamkeit auf die Fahrzeugführung bzw. die Fahraufgabe gerichtet ist. Beispielsweise ist ein solcher aufmerksamer Insassenzustand während einer teilautonomen Fahrt des Fahrzeuges gegeben oder wenn der Fahrzeuginsasse einen auf die Fahraufgabe aufmerksamen Beifahrer darstellt.
Ein unaufmerksamer Insassenzustand beschreibt dann die Situation, wenn der Fahrzeuginsasse seine Aufmerksamkeit nicht mehr der Fahraufgabe oder der Fahrzeugführung widmet, sondern wenn dieser vielmehr eine andere Tätigkeit, wie beispielsweise schlafen, lesen, arbeiten oder ähnliches, ausführt.
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Es ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Komfortzustand anhand von der Messung bzw. der Erfassung und Verarbeitung von einzelnen Bewegungen der gemessenen Körperteile des Fahrzeuginsassen erfasst wird. Diese Bewegungen der Körperteile des Fahrzeuginsassen entstehen dabei durch Fahrzeugschwingungen, welche während der Fahrt des Fahrzeuges auf den Fahrzeuginsassen übertragen werden. Bei derartigen Bewegungsdaten handelt es sich insbesondere um Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitsdaten, welche durch die insassenbezogene Messungen erfasst werden.
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Diese insassenbezogenen Messungen, also insbesondere die Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitsdaten der einzelnen Körperteile während dem jeweiligen Insassenzustand bzw. dem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeuges, erfolgen bevorzugt mittels eines Bewegungssensors insbesondere mittels eines sogenannten Beschleunigungssensor.
Dieser Bewegungssensor, insbesondere Beschleunigungssensor, ist bevorzugt insassenfest angeordnet. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Sensor an den unterschiedlichen Körperteilen des Fahrzeuginsassen, beispielsweise am Oberschenkel, der Brust, der Hüfte und insbesondere am Kopf, direkt befestigt ist. Eine Erweiterung des Aufbaus, für die Messung von weiteren Körperteilen, ist dabei möglich. Denkbar hierfür ist z.B. Sensorik am Rücken, Arm und Gesäß.
Bevorzugt sind die jeweiligen Bewegungssensoren dabei derart am Fahrzeuginsassen befestigt, dass es zu keiner Entkoppelung zwischen der Sensorik und der Testperson kommen kann. Dafür ist es wünschenswert die Bewegungssensoren möglichst körpernah bzw. körperfest anzuordnen, ohne die Versuchsperson dabei in ihren Bewegungen zu beeinflussen oder zu behindern. Beispielsweise können die Bewegungssensoren an der Brust, der Hüfte oder am Oberschenkel mit Hilfe von Gurten am Fahrzeuginsassen angebracht werden. Die Kopfsensorik kann beispielsweise in eine geeignete Kopfbedeckung, wie beispielsweise eine Kappe, eingebaut werden, welche der Fahrzeuginsasse während der Messung trägt.
Für eine möglichst geringe Insassenbeeinflussung, werden die Bewegungen des Fahrzeuginsassen in den Bereichen des Rückens und des Gesäßen bevorzugt durch Sensormatten, welche beispielsweise im Sitz des Fahrzeuges aufgelegt bzw. angeordnet sind, verwendet.
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Neben den genannten Beschleunigungssensoren sind zusätzlich oder alternativ auch optische Messverfahren zur Messung der insassenbezogenen Daten bzw. Bewegungen möglich. Hierbei könnte beispielsweise eine geeignete Kamera (beispielsweise eine bereits vorhandene Innenraumkamera im Fahrzeug) die Bewegungen der einzelnen Körperteile des Fahrzeuginsassen erfassen.
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Es ist in einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass die insassenbezogene Messung translatorische bzw. rotatorische Bewegungen und/oder Schwingungen des Fahrzeuginsassen in einem lokalen Koordinatensystem erfasst.
Zur Erfassung von translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen kommen beispielsweise sogenannte inertiale Messeinheiten in Betracht, welche über zumindest drei, bevorzugt jedoch sechs Freiheitsgrade verfügen. Eine inertiale Messeinheit ist eine räumliche Kombination mehrerer Intertialsensoren, wie Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren. Insbesondere eigenen sich dabei sogenannte kapazitive Sensoren, bei welchen eine Bewegung des Fahrzeuginsassen zu Veränderungen einer elektrischen Kapazität führen und damit zu Veränderung einer Ausgangsspannung führen. Die dafür verwendeten bevorzugten Sensoren sind in der Lage mindestens drei Freiheitsgrade (translatorische Bewegungen in die x, y und z-Richtung), aber optimaler Weise 6 Freiheitsgrade (zusätzlich Drehbewegungen um die x, y und z-Achse) zu erfassen. Besonders bevorzugt erfasst die verwendete Sensorik dabei die Beschleunigung sowie die Winkelgeschwindigkeit der Bewegungen der einzelnen Körperteile des Fahrzeuginsassen. Eine derartige inertiale Messeinheit liefert als Messwerte drei lineare Beschleunigungswerte für die translatorische Bewegung und drei Winkelgeschwindigkeiten für die Drehraten.
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Ein genanntes lokales Koordinatensystem beschreibt dabei ein körperfestes Koordinatensystem, welches jeweils ausgehend von dem jeweiligen Körperteil, an welches die Sensorik angebracht ist, eine x-, y- und z Achse aufspannt.
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Als bevorzugte Erweiterung des Aufbaus können auch Fahrzeugschwingungen gemessen werden. Diese Schwingungen können ebenfalls durch geeignete Sensoren erfasst werden, die fest am Fahrzeugaufbau befestigt sind. Ein möglicher Positionierungspunkt ist hierfür die Sitzschiene. Analog zur Erfassung von Körperschwingungen bzw. Körperbewegungen soll auch hier die Sensorik bevorzugt mindestens 3, aber optimaler Weise 6 Freiheitsgrade besitzen. Alternativ kann auch eine oben bereits beschriebene inertiale Messeinheit zur Schwingungserfassung genutzt werden.
Weiterhin ist es in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die erfassten insassenbezogenen Messungen der einzelnen Körperteile des Fahrzeuginsassen von einer Recheneinheit von dem lokalen Koordinatensystem in ein globales Koordinatensystem umrechnet werden. Denn die Daten in den lokalen Koordinatensystemen lassen noch keine Rückschlüsse auf die eigentlichen Relativbeschleunigungen zum Fahrzeug zu. Um diese deswegen (auch mit den erfassten Fahrzeugschwingungen) vergleichbar zu machen ist es bevorzugt, die Daten in ein globales Koordinatensystem zu transformieren. Die Transformation kann dabei offline oder auch online geschehen.
Dabei ist es möglich, dass die Daten aus den lokalen Koordinatensystemen von einer vorerst von einer Verarbeitungseinheit gebündelt werden. Hierzu wird die Sensorik an den einzelnen Körperteilen bevorzugt kabelgebunden (kabellos ist jedoch auch möglich) mit der Verarbeitungseinheit verbunden. Die Stromversorgung für die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise über das Fahrzeugnetz (beispielsweise über einen Zigarettenanzünder) erfolgen.
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Die Transformation der Daten von den lokalen Koordinatensystemen in das globale Koordinatensystem erfolgt dabei, wie genannt, durch die Recheneinheit. Diese Recheneinheit wird mit der Verarbeitungseinheit verbunden. Werden bei der Messung nur Sensoren zur Erfassung von Körperschwingungen bzw. Körperbewegungen genutzt, so können, neben den absoluten Schwingungen bzw. Bewegungen der Körperteile, auch Relativschwingungen bzw. Relativbewegungen zwischen Körperteilen ausgewertet werden.
Werden zusätzlich noch Sensoren zu Erfassung der Fahrzeugschwingungen genutzt, so können absolute Schwingungen des Fahrzeuges, sowie Relativschwingungen zwischen Fahrzeug und Insassen ausgewertet werden. Durch die sofortige Erfassung und Verarbeitung aller Informationen, können alle Daten echtzeitfähig verarbeitet werden. Damit ist ein Vergleich der Daten in lokalen- körperfesten Koordinaten, lokalen-fahrzeugfesten Koordinaten oder globalen-erdfesten Koordinaten möglich.
Bei der bevorzugten Transformation werden die aufgezeichneten Daten zunächst in ihren Koordinaten (im lokalen Koordinatensystem) manuell grob ausgerichtet. Anschließend wird bevorzugt die mitaufgezeichnete und konstant wirkende Gravitation genutzt, um die Sensoren auszurichten. Die Gravitation wird nur bei einem gewissen Sensortyp (statische bzw. kapazitive) gemessen. Dabei wird die Aufteilung der Gravitation in die jeweiligen Koordinatenrichtungen bestimmt und ein Neigewinkel um die jeweiligen Achsen errechnet. Anschließend kann der Winkel genutzt werden, um die Sensoren einmalig auf eine Nulllage unter Einsatz einer Rotationsmatrix auszurichten.
Die ursprünglich aufgezeichneten Beschleunigungsdaten liegen dann in einer Ausgangslage, ausgerichtet an der Gravitation und damit quasi „parallel“ zur Erdoberfläche vor. Eine Lage des Fahrzeuginsassen und des Fahrzeugs ist dabei unerheblich. Dies erlaubt einen Start der Messung in „einheitlichen“ globalen Koordinaten.
Von der dann eingestellten Ausgangslage können die Bewegungen, also insbesondere die Beschleunigungen kontinuierlich von den lokalen Koordinaten in globale gerechnet werden. Dafür werden beispielsweise die erfassten Winkelbeschleunigungen und nicht mehr die Gravitation genutzt.
Von den gemessenen Beschleunigungen kann das, durch Messungenauigkeiten entstehendes Offset entfernt werden. Anschließend können die gemessen Drehbewegungen zu Winkeln integriert werden. Damit erhält man zu jedem Messschritt einen jeweiligen Drehwinkel der Beschleunigungen. Durch den Einsatz einer weiteren Rotationsmatrix kann mit diesem Winkel zu jedem Zeitschritt die lokale Beschleunigungen ausgeben. Damit liegen die Beschleunigungen über die Messtrecke in jedem Zeitschritt in den ursprünglich lokalen, aber auch in vergleichbaren, globalen Koordinaten vor.
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Anschließend können die Messdaten (ob sowohl aus einem lokalen, als auch aus einem globalen Koordinatensystem) einem vorgegebenen Komfortbereich zugeordnet werden, welcher einen bestimmten Komfortzustand des Fahrzeuginsassen angibt.
Bevorzugt sind dabei für jeden der genannten Insassenzustände jeweils einzelne Komfortbereiche untergeordnet. Beispielsweise kann jeder der Insassenzustände (also manuell-fahrender Insassenzustand, aufmerksamer Insassenzustand und unaufmerksamer Insassenzustand) jeweils ein komfortabler, ein unkomfortabler und ein mittelmäßig komfortabler Komfortbereich untergeordnet sein. Die Komfortbereiche beschreiben dabei Schwingungsbereiche bzw. Bewegungsbereiche (also beispielsweise Beschleunigungswerte oder Winkelgeschwindigkeitswerte), welche durch Versuche an Testpersonen bestimmt und eingeteilt sind.
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Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass in Abhängigkeit der erfassten Messdaten ein Sitz-Mensch-Modell erstellt wird. Das Sitz-Mensch-Modell wird dabei aus den Messdaten (also aus den Komfortzustandsdaten bzw. den insassenbezogenen Daten und/oder beispielsweise auch aus den erfassen Fahrzeugschwingungen zu bestimmten Situationen) aufgebaut und ermöglicht eine einheitliche bzw. eine standardisierte Auslegung und (beispielsweise online) Einstellung von Fahrzeugregelsystem, insbesondere Fahrwerksregelsysteme und Fahrzeugkomponenten, insbesondere Fahrwerkskomponenten.
Auf Basis eines dabei entstehenden Sitz-Mensch-Modells für ein autonom bzw. teilautonom betreibbares Fahrzeug können also beispielsweise Fahrwerksregelstrategien erstellt werden oder autonom betreibbare Fahrzeuge ausgelegt werden. Weiterhin können auf Basis eines solchen Sitz-Mensch-Modells Simulationsmodelle für Offlinesimulationen erstellt werden.
Ein derartiges Sitz-Mensch-Modell kann also einerseits zur Charakterisierung eines Fahrzeuginsassen und zur (standardisierten) Auslegung von Fahrzeugkomponenten von autonom betreibbaren Fahrzeugen herangezogen werden. Anderseits ist es auch möglich, das Sitz-Mensch-Modell bzw. die insassenbezogenen Daten direkt als Regelziel während einer Fahrt heranzuziehen und Fahrzeugkomponenten bzw. Fahrwerkskomponenten daraufhin einzustellen bzw. zu regeln. Letzt genannte Möglichkeit ist insbesondere bei der Verwendung von optischen Sensorsystemen zur Erfassung der insassenbezogenen Daten vorteilhaft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007290825 AA [0001, 0004]
- EP 1842038 A1 [0001, 0005]
- CN 203405772 U [0001, 0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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