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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übermitteln eines akustischen Signals an eine Person.
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Die
WO 2009/012496 A2 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Audiosystems in einem Fahrzeug, mit mehreren Sitzpositionen, an welchen jeweilige Lautsprecher angeordnet sind.
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Außerdem ist aus der Veröffentlichung R. M. Sullenberger, S. Kauschick, C. M. Wynn, „Photoacoustic Communications: Delivering Audio Signals via Absorption of Light by atmospheric H2O“, Opt. Lett., 44, 3, 622-625 (2019), DOI:
https://doi.org/10.1364/OL.44.000622 bekannt, akustische Signale mittels eines Laserstrahls auf Wassermoleküle zu übertragen beziehungsweise über Wassermoleküle zu übertragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem wenigstens ein akustisches Signal gezielt an wenigstens eine Person übermittelt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übermitteln wenigstens eines akustischen Signals an wenigstens eine Person umfasst einen ersten Schritt, bei welchem mittels wenigstens einer Kamera und/oder mittels wenigstens eines Lidar-Sensors und/oder mittels eines anderen Sensors eines beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens wenigstens eine Position zumindest eines Ohrs der Person ermittelt wird, indem beispielsweise mittels der Kamera wenigstens ein Bild des Ohrs erfasst und das Bild analysiert wird. Zum Analysieren des Bilds wird das Bild beispielsweise einem Bildverarbeitungsverfahren beziehungsweise einem Bildverarbeitungsmechanismus unterzogen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, das Bild durch maschinelles Lernen, das heißt mittels eines beispielsweise durch maschinelles Lernen trainierten Algorithmus zu analysieren. Die Person kann sich im Innenraum des Kraftwagens aufhalten, oder bei der Person handelt es sich um eine sich außerhalb des Innenraums in einer Umgebung des Kraftwagens aufhaltende Person. Somit kann die Person sich beispielsweise ein bezüglich des Kraftwagens externer Verkehrsteilnehmer wie beispielsweise ein Fahrradfahrer oder aber ein Fußgänger sein.
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In Abhängigkeit von der ermittelten Position des Ohrs wird wenigstens ein Laserstrahl mittels eines Lasers des Kraftwagens ausgestrahlt. Mit anderen Worten wird der Laser in Abhängigkeit von der ermittelten Position betrieben, derart, dass mittels des Lasers in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Ohrs der Laserstrahl ausgestrahlt und somit bereitgestellt wird. Befindet sich die Person beispielsweise in dem Innenraum des Kraftwagens, so wird der Laserstrahl mittels des Lasers im Innenraum ausgestrahlt und somit bereitgestellt. Befindet sich die Person beispielsweise in der Umgebung des Kraftwagens, so wird der Laserstrahl in die beziehungsweise in der Umgebung ausgestrahlt. Mittels des Laserstrahls werden unter Nutzung des optoakustischen Effekts, welcher auch als photoakustischer Effekt bezeichnet wird und aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt ist, Schallwellen erzeugt, die von dem menschlichen Gehör akustisch wahrgenommen, das heißt gehört werden können. Hierzu werden beispielsweise mittels des Laserstrahls Wassermoleküle angeregt und somit in Schwingung versetzt, wodurch die Schallwellen erzeugt werden. Anhand der Schallwellen beziehungsweise über die Schallwellen wird das akustische Signal an das Ohr und dadurch an die Person übermittelt beziehungsweise übertragen.
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Mit anderen Worten werden die Wassermoleküle, welche sich beispielsweise in der Luft befinden, die sich zum Beispiel in dem Innenraum oder in der Umgebung befindet, mit dem Laserstrahl und somit mit Licht, welches den Laserstrahl bildet bestrahlt. Die Wassermoleküle absorbieren das Licht, wodurch die Schallwellen sehr lokal erzeugt werden können. Diese Schallwellen können beispielsweise durch wenigstens einen dynamischen Schwung des Laserstrahls lokal so stark ausgebildet beziehungsweise verstärkt werden, dass die Schallwellen einen Schalldruck erreichen, welcher von einem Menschen und somit von dem menschlichen Gehör gut hörbar ist. Dabei erreichen beispielsweise die Schallwellen an wenigstens einer wohldefinierten Stelle genau die Schallgeschwindigkeit.
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Ferner ist es vorzugsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass eine in dem Innenraum herrschende Luftfeuchtigkeit überprüft und mittels einer Klimaanlage des Kraftwagens eingestellt wird. Somit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass in der sich im Innenraum befindenden Luft eine hinreichend große Anzahl an Wassermolekülen aufgenommen ist, über welche das akustische Signal sehr präzise übertragen werden kann. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde:
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In einem Fahrzeug können bestimmte akustische Reize, das heißt bestimmte akustische Signale nur für bestimmte Personen gedacht sein. So sind zum Beispiel die Mitteilungen eines Navigationsgeräts nur für den Fahrer beziehungsweise die Fahrerin von Bedeutung, während sich der Fahrer beziehungsweise die Fahrerin unter Umständen durch Musik, welche die Passagiere hören wollen, in seiner beziehungsweise ihrer Konzentration gestört fühlen könnte. Dabei ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, einen Laser beziehungsweise Laserstrahl zu nutzen, um durch die Absorption von Licht durch Wassermoleküle in der Luft sehr lokale Schallwellen produzieren zu können. Dies ist als optoakustischer Effekt bekannt. Diese Schallwellen können durch einen dynamischen Schwung des Lasers, deren Geschwindigkeit an einer wohldefinierten Stelle genau die Schallgeschwindigkeit erreicht, lokal so verstärkt werden, dass sie einen Schalldruck erreichen, der von Menschen gut hörbar ist.
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Die Erfindung sieht nun beispielsweise vor, eine oder mehrere Kameras im Innenraum des Kraftwagens zu nutzen, um beispielsweise wenigstens eine Position eines Kopfes eines Insassen und insbesondere wenigstens eine Position zumindest eines Ohrs des Insassen zu übermitteln, insbesondere zu erkennen. Insbesondere werden die Positionen der Ohren des Insassen durch einen klassischen Bildverarbeitungsmechanismus und/oder durch einen Ansatz der künstlichen Intelligenz, insbesondere maschinelles Lernen, erkannt beziehungsweise ermittelt. Insbesondere können hierzu 3D-Kameras (Time of Flight, Stereo) genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich sind 2D-Kameras denkbar, die durch eine entsprechende Bildverarbeitung auch dreidimensionale Informationen aus erfassten 2D-Bildern berechnen können. Alternativ oder zusätzlich ist eine Erkennung der Position des Ohrs durch Lidar, das heißt mittels wenigstens eines Lidar-Sensors, denkbar.
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Sind die Positionen der Ohren bekannt, wobei sich die Positionen über der Zeit dynamisch ändern können, kann der Laser insbesondere so gesteuert oder geregelt, werden, dass der Laser den Laserstrahl derart ausstrahlt, dass unter Nutzung des optoakustischen Effekts sehr nah an den Ohren des Insassen oder an Ohren von unterschiedlichen Insassen Schallwellen induziert werden können. Diese Schallwellen haben in der Regel nur in einem Bereich von wenigen Zentimetern einen Schalldruck, der für den Menschen und somit von dem menschlichen Gehör akustisch wahrnehmbar ist. Dadurch können individuell für jeden Insassen unterschiedliche akustische Signale übermittelt beziehungsweise übertragen werden. Es ist sogar eine Stereo-Übertragung denkbar, indem für jedes Ohr eines Insassen unterschiedliche Signale übermittelt werden. Dabei ist es denkbar, nur die Mitteilungen eines Navigationsgeräts an den Fahrer zu übermitteln, ein Hörbuch an den Beifahrer zu übermitteln und unterschiedliche Musik für unterschiedliche Personen auf einer Rückbank zu übermitteln.
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Da der optoakustische Effekt durch die Anregung von Wassermolekülen in der Luft entsteht, ist eine genaue Kontrolle der Luftfeuchtigkeit im Kraftwagen durch die Klimaanlage und entsprechende Luftbefeuchter beziehungsweise Luftentfeuchter des Kraftwagens vorteilhaft. Des Weiteren kann die Erfindung im Außenbereich und somit in der Umgebung des Kraftwagens angewendet werden, um beispielsweise gezielt akustische Signale an andere Verkehrsteilnehmer, Fußgänger, Fahrradfahrer und/oder andere, sich in der Umgebung des Kraftwagens aufhaltende Personen zu übertragen beziehungsweise zu übermitteln. Hierzu werden beispielsweise mittels wenigstens einer Kamera und/oder mittels wenigstens eine Lidar-Sensors und/oder mittels wenigstens eines anderen Sensors, welche die Umgebung zumindest teilweise erfassen und somit beobachten können, jeweilige Positionen von jeweiligen Ohren von sich in der Umgebung des Kraftwagens aufhaltenden Personen ermittelt. Durch die Erfindung kann sowohl der Komfort im Innenraum des Kraftwagens verbessert als auch die Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern beziehungsweise mit sich in der Umgebung des Kraftwagens aufhaltenden Personen verbessert werden, sodass eine besonders hohe Verkehrssicherheit darstellbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Übermitteln wenigstens eines akustischen Signals an zumindest eine Person.
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Die einzige Fig. zeigt ein Flussdiagramm, anhand dessen im Folgenden ein Verfahren zum Übermitteln beziehungsweise Übertragen wenigstens eines akustischen Signals an zumindest eine Person erläutert wird. Die Person hält sich beispielsweise in einem Innenraum eines beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens auf, sodass die Person ein Insasse des Kraftwagens sein kann. Alternativ ist es denkbar, dass sich die Person außerhalb des Innenraums des Kraftwagens und somit in dessen Umgebung aufhält.
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Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird wenigstens eine Position zumindest eines Ohrs der Person mittels wenigstens einer Kamera des Kraftwagens und/oder mittels wenigstens eines Lidar-Sensors des Kraftwagens und/oder mittels wenigstens eines anderen Sensors des Kraftwagens ermittelt, insbesondere erfasst. Hierzu wird beispielsweise im Hinblick auf die Kamera mittels der Kamera des Kraftwagens wenigstens ein Bild des Ohrs erfasst. Außerdem wird das Bild analysiert. Hierzu wird das Bild beispielsweise einem klassischen Bildverarbeitungsverfahren unterzogen und/oder das Bild wird mit Hilfe eines insbesondere durch maschinelles Lernen trainierten Algorithmus analysiert und somit ausgewertet.
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Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Ohrs wenigstens ein Laser des Kraftwagens derart betrieben, dass mittels des Lasers in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Ohrs wenigstens ein Laserstrahl ausgestrahlt und somit bereitgestellt wird. Befindet sich die Person im Innenraum des Kraftwagens, so wird der Laserstrahl im Innenraum des Kraftwagens bereitgestellt. Befindet sich die Person in der Umgebung des Kraftwagens, so wird der Laserstrahl in der Umgebung des Kraftwagens bereitgestellt. Mittels des Laserstrahls werden unter Nutzung des optoakustischen Effekts von dem menschlichen Gehör akustisch wahrnehmbare Schallwellen erzeugt, anhand derer beziehungsweise über die das akustische Signal an das Ohr der Person übertragen beziehungsweise übermittelt wird, wodurch das akustische Signal an die Person übertragen beziehungsweise übermittelt wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nur die Person und nicht etwa auch andere Personen das akustische Signal akustisch wahrnehmen, sodass die anderen Personen nicht durch das akustische Signal gestört werden. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass die Person das akustische Signal hört und somit beispielsweise mit Hilfe des akustischen Signals auf eine Information und/oder auf eine Situation aufmerksam gemacht wird. Bei einem gegebenenfalls vorgesehenen dritten Schritt S3 des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine in dem Innenraum des Kraftwagens herrschende Luftfeuchtigkeit überprüft und mittels einer Klimaanlage des Kraftwagens eingestellt wird. Hierdurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass im Innenraum eine hinreichend hohe Luftfeuchtigkeit und somit eine hinreichend große Anzahl an Wassermolekülen existieren, welche durch den Laserstrahl angeregt werden können. Dadurch kann eine sichere und präzise Übermittlung des akustischen Signals an das Ohr gewährleistet werden.
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Bezugszeichenliste
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- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
- S3
- dritter Schritt
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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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