DE102019004587A1

DE102019004587A1 - Vorrichtung und Verfahren zur akustischen Umgebungspräsentation für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019004587A1
Application number: DE102019004587.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-01-23
Also published as: DE102019004587A8

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug mit einer Anzahl von Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) zur Ermittlung einer Position zumindest eines Umgebungsobjekts in einer Fahrzeugumgebung und einer Lautsprecheranordnung (3) zur Ausgabe eines akustischen Signals (S) innerhalb eines Fahrzeuginnenraums in Abhängigkeit der Position des Umgebungsobjekts. Erfindungsgemäß ist eine Verarbeitungseinheit (4) vorgesehen, welche ausgebildet ist, aus Umgebungsdaten (D) eine aktuelle Verkehrssituation (V) in der Fahrzeugumgebung mit einer Position und/oder Bewegungsparametern und/oder einer Art des zumindest einen Umgebungsobjekts zu ermitteln. Ferner ist eine Steuereinheit (5) vorgesehen, welche die Lautsprecheranordnung (3) in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation (V) derart ansteuert, dass die Lautsprecheranordnung (3) in Abhängigkeit der Position eines jeweiligen Umgebungsobjekts relativ zu einem Fahrer des Fahrzeugs zumindest ein, das Umgebungsobjekt repräsentierendes akustisches Signal (S) an einer mit der Position des jeweiligen Umgebungsobjekts korrespondierenden Position in einem virtuellen Klangraum im Fahrzeug erzeugt.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Aus der DE 10 2009 005 688 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur akustischen Anzeige einer Gefahrenquelle in einer Umgebung eines Fahrzeugs bekannt, bei denen ein Ort einer durch ein Sensorsystem detektierten Gefahrenquelle in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt und bereitgestellt wird. Weiterhin wird ein Klangbild eines im Fahrzeuginnenraum vorhandenen akustischen Signals derart angepasst, dass das akustische Signal ein den Ort der Gefahrenquelle repräsentierendes virtuelles Echo enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug umfasst eine Anzahl von Umgebungserfassungssensoren zur Ermittlung einer Position zumindest eines Umgebungsobjekts in einer Fahrzeugumgebung und eine Lautsprecheranordnung zur Ausgabe eines akustischen Signals innerhalb eines Fahrzeuginnenraums in Abhängigkeit der Position des Umgebungsobjekts.
Erfindungsgemäß ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, welche ausgebildet ist, aus Umgebungsdaten eine aktuelle Verkehrssituation in der Fahrzeugumgebung mit einer Position und/oder Bewegungsparametern und/oder einer Art des zumindest einen Umgebungsobjekts zu ermitteln. Weiterhin ist eine Steuereinheit vorgesehen, welche die Lautsprecheranordnung in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation derart ansteuert, dass die Lautsprecheranordnung in Abhängigkeit der Position eines jeweiligen Umgebungsobjekts relativ zu einem Fahrer des Fahrzeugs zumindest ein, das Umgebungsobjekt repräsentierendes akustisches Signal an einer mit der Position des jeweiligen Umgebungsobjekts korrespondierenden Position in einem virtuellen Klangraum im Fahrzeug erzeugt.
Die Vorrichtung realisiert in besonders vorteilhafter Weise aufgrund der Ausgabe des zumindest einen akustischen Signals eine Unterstützung des Fahrers des Fahrzeugs beim Erfassen und Verstehen einer aktuellen Verkehrssituation. Somit ist es beispielsweise bei einem Wechsel von einem automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb in einen manuellen Fahrbetrieb, bei dem eine Fahraufgabe an den Fahrer des Fahrzeugs übergeben wird, für den Fahrer möglich, eine relevante Verkehrssituation schneller und besser zu verstehen, so dass eine sichere Übergabe in einer minimierten Übergabezeit erfolgen kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:

1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug.

In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug dargestellt.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n, beispielsweise eine Anzahl von Kameras, Radarsensoren, Lidarsensoren und/oder anderen Sensoren, zur Ermittlung einer Position zumindest eines Umgebungsobjekts in einer Fahrzeugumgebung. Die Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n sind insbesondere fahrzeugfest angeordnet.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Lautsprecheranordnung 3 zur Ausgabe eines akustischen Signals S innerhalb eines Fahrzeuginnenraums in Abhängigkeit der Position des Umgebungsobjekts und, eine Verarbeitungseinheit 4, welche ausgebildet ist, aus mittels der Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n erfassten Umgebungsdaten D eine aktuelle Verkehrssituation V in der Fahrzeugumgebung mit einer Position und/oder Bewegungsparametern und/oder einer Art des zumindest einen Umgebungsobjekts zu ermitteln. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Steuereinheit 5 zur Steuerung der Lautsprecheranordnung 3.
Für einen hochautomatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs, beispielsweise nach dem so genannten SAE Level 3, ist der Fahrer des Fahrzeugs als Rückfalllösung zwingend notwendig und muss bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit aufgefordert eine Führung des Fahrzeugs übernehmen. Das heißt, wenn das Fahrzeug oder ein Assistenzsystem desselben eine Fahrsituation nicht mehr selbst beherrscht, übergibt es in einem definierten Übergabe-Zeitraum die Fahraufgabe zurück an den Fahrer. Dieser muss, beispielsweise nach Ausführung einer Nebentätigkeit, eine aktuelle Verkehrssituation V aber erst wieder vollständig erfassen und verstehen können, um eine Verantwortung für das Führen des Fahrzeugs sicher übernehmen zu können. Auditive Reize spielen neben visuellen Reizen für eine Aufmerksamkeit bzw. ein Aufmerksamwerden des Fahrers bezüglich einer Fahrsituation und der Fahrzeugumgebung eine besondere Rolle.
Um diese Aufmerksamkeit bzw. das Aufmerksamwerden zu steigern, ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 5 die Lautsprecheranordnung 3, insbesondere bei einem Wechsel von einem automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb in einen manuellen Fahrbetrieb und somit bei Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer des Fahrzeugs, in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation V derart ansteuert, dass die Lautsprecheranordnung 3 in Abhängigkeit der Position des jeweiligen Umgebungsobjekts relativ zu dem Fahrer des Fahrzeugs zumindest ein, das Umgebungsobjekt repräsentierendes akustisches Signal S an einer mit der Position des jeweiligen Umgebungsobjekts korrespondierenden Position in einem virtuellen Klangraum im Innenraum des Fahrzeugs erzeugt. Das heißt, das Fahrzeug kennt zum Zeitpunkt der Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer die Umgebung aufgrund der mittels der Mehrzahl von Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n durchgeführten Umgebungserfassung und kann den Fahrer durch Ausgabe des akustischen Signals S bei einem schnelleren Verständnis der Verkehrssituation V im Vorgang der Übergabe durch Augmentierung der Umgebung mittels des akustischen Signals S unterstützen. Zu dieser Ausgabe ist die Lautsprecheranordnung 3 beispielsweise Bestandteil einer im Fahrzeug installierten Soundanlage. Eine solche Unterstützung des Fahrers beim Verständnis der Verkehrssituation V kann neben einer Verwendung bei Fahrzeugen, welche zum hochautomatisierten Fahrbetrieb nach SAE Level 3 ausgebildet sind, auch bei Fahrzeugen mit Assistenzsystemen mit höherem oder niedrigerem Automatisierungsgrad angewendet werden.
Die Umgebungsrepräsentation im Fahrzeug wird insbesondere durchgeführt, indem mittels der Verarbeitungseinheit 4 mittels der Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n erfasste Umgebungsdaten D fusioniert werden, anhand von mittels der Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n erfassten Umgebungsdaten D ein Tracking des zumindest einen Umgebungsobjekts durchgeführt wird und/oder anhand von mittels der Umgebungserfassungssensoren 2.1 bis 2.n erfassten Umgebungsdaten D eine Situationsanalyse durchgeführt wird. Somit können beispielsweise bewegte Umgebungsobjekte, wie zum Beispiel andere Fahrzeuge und Fußgänger, in einer direkten Fahrzeugumgebung erkannt und deren dreidimensionale Position sowie Trajektorien über Grund bestimmt werden. Weiterhin ist je nach Sichtbarkeit der Umgebungsobjekte, wie beispielsweise vorausfahrende Fahrzeuge, eine Verfolgung, d. h. ein Tracking, über längere Zeiträume möglich und prädizierbar.
Wird die Fahraufgabe dann an den Fahrer übergeben, wird dieser beim schnelleren Verstehen der aktuellen Verkehrssituation V unterstützt, indem beispielsweise Positionen und/oder Bewegungen von relevanten Umgebungsobjekten im Fahrzeugumfeld, wie zum Beispiel einem Fahrzeug, welches sich ausgehend vom Fahrzeug rechts hinten im toten Winkel befindet und das eigene Fahrzeug zu überholen beabsichtigt, mittels akustischer Augmentierung hervorgehoben werden. Somit kann für eine beliebige Konfiguration der Lautsprecheranordnung 3 im Fahrzeug, beispielsweise mittels Stereo Lautsprecher anhand eines so genannten „binural audio“ bis zu einem 7.1- oder 10.1-Soundsystem mit echtem Raumklang, für ein akustisch zu augmentierendes Umgebungsobjekt an dessen dreidimensionaler Position relativ zum Fahrer ein akustisches Signal S im Klangraum an einer korrekten virtuellen Position erzeugt werden.
Das akustische Signal S stellt dem Fahrer beispielsweise eine Position, eine Bewegungsrichtung, eine Geschwindigkeit, eine Art und/oder eine Kritikalität des Umgebungsobjekts in geeigneter Form dar. Beispielsweise wird das, das Fahrzeug von hinten rechts überholende andere Fahrzeug, welches sich parallel zum Fahrzeug bewegt und näher kommt, während einer Übergabephase im Klangraum als kontinuierliches Motorengeräusch mit aktueller Position und veränderlicher Lautstärke dargestellt. Bei höherer Kritikalität kann ein Warnton ergänzt werden. Der Fahrer nimmt den verstärkten, sich in Position und Lautstärke verändernden Klang an der relevanten Position im Klangraum war und erkennt so schneller und genauer, dass sich von hinten rechts ein Fahrzeug nähert, auf das er gegebenenfalls reagieren muss, wenn er die Fahrverantwortung übernimmt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2.1 bis 2.n: Umgebungserfassungssensor
3: Lautsprecheranordnung
4: Verarbeitungseinheit
5: Steuereinheit
D: Umgebungsdaten
S: Signal
V: Verkehrssituation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009005688 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (1) zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug mit - einer Anzahl von Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) zur Ermittlung einer Position zumindest eines Umgebungsobjekts in einer Fahrzeugumgebung und - einer Lautsprecheranordnung (3) zur Ausgabe eines akustischen Signals (S) innerhalb eines Fahrzeuginnenraums in Abhängigkeit der Position des Umgebungsobjekts, gekennzeichnet durch - eine Verarbeitungseinheit (4), welche ausgebildet ist, aus Umgebungsdaten (D) eine aktuelle Verkehrssituation (V) in der Fahrzeugumgebung mit einer Position und/oder Bewegungsparametern und/oder einer Art des zumindest einen Umgebungsobjekts zu ermitteln, und - eine Steuereinheit (5), welche die Lautsprecheranordnung (3) in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation (V) derart ansteuert, dass die Lautsprecheranordnung (3) in Abhängigkeit der Position eines jeweiligen Umgebungsobjekts relativ zu einem Fahrer des Fahrzeugs zumindest ein, das Umgebungsobjekt repräsentierendes akustisches Signal (S) an einer mit der Position des jeweiligen Umgebungsobjekts korrespondierenden Position in einem virtuellen Klangraum im Fahrzeug erzeugt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (4) ausgebildet ist, - mittels der Anzahl von Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfasste Umgebungsdaten (D) zu fusionieren und/oder - anhand von mittels der Anzahl von Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfassten Umgebungsdaten (D) ein Tracking des zumindest einen Umgebungsobjekts durchzuführen und/oder - anhand von mittels der Anzahl von Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfassten Umgebungsdaten (D) eine Situationsanalyse durchzuführen.
Verfahren zur akustischen Umgebungsrepräsentation für ein Fahrzeug, wobei - eine Position zumindest eines Umgebungsobjekts in einer Fahrzeugumgebung ermittelt wird und - ein akustisches Signal (S) innerhalb eines Fahrzeuginnenraums in Abhängigkeit der Position des Umgebungsobjekts ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass - aus Umgebungsdaten (D) eine aktuelle Verkehrssituation (V) in der Fahrzeugumgebung mit einer Position und/oder Bewegungsparametern und/oder einer Art des zumindest einen Umgebungsobjekts ermittelt wird und - in Abhängigkeit der Position eines jeweiligen Umgebungsobjekts relativ zu einem Fahrer des Fahrzeugs zumindest ein, das Umgebungsobjekt repräsentierendes akustisches Signal (S) an einer mit der Position des jeweiligen Umgebungsobjekts korrespondierenden Position in einem virtuellen Klangraum im Fahrzeug erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - die Fahrzeugumgebung mittels einer Mehrzahl von Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfasst wird, - mittels der Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfasste Umgebungsdaten (D) fusioniert werden, - anhand von mittels der Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfassten Umgebungsdaten (D) ein Tracking des zumindest einen Umgebungsobjekts durchgeführt wird und/oder - anhand von mittels der Umgebungserfassungssensoren (2.1 bis 2.n) erfassten Umgebungsdaten (D) eine Situationsanalyse durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine, das Umgebungsobjekt repräsentierende akustische Signal (S) dann ausgegeben wird, wenn bei einem Wechsel von einem automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb in einen manuellen Fahrbetrieb eine Fahraufgabe an einen Fahrer des Fahrzeugs übergeben wird.