DE102020204583A1 - Verfahren zur Informationsübermittlung in einem Fahrzeug und Fahrzeug - Google Patents

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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsübermittlung in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:- Ermittlung einer Topologie der Umgebung des Fahrzeuges,- Anzeige der Topologie über eine taktile Anzeigeeinrichtung (4).Die Verfahrensschritte sind dabei in Echtzeit auszuführen, so dass über die taktile Anzeigeeinrichtung (4) zu jedem Zeitpunkt ein Abbild der Umgebung des Fahrzeuges wahrnehmbar ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, aufweisend eine Sensorik zur permanenten Ermittlung einer Topologie der Umgebung des Fahrzeuges und eine taktile Anzeigeeinrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, die ermittelte Topologie permanent anzuzeigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsübermittlung in einem Fahrzeug und ein Fahrzeug.
  • Sehbehinderte Menschen fällt eine Orientierung zu Fuß oder in einem Fahrzeug häufig schwer, da visuelle Informationen fehlen. Zur Lösung dieses Problems kommen verstärkt taktile Orientierungshilfen und Leitsysteme in Verkehrsflächen, Außenanlagen und Gebäuden zum Einsatz. Zudem werden Schilder mit Blindenschrift, beispielsweise Braille-Schrift, versehen, um sehbehinderten Menschen Orientierungsinformationen zu übermitteln. Diese Lösungen können jedoch nicht in einem Fahrzeug Einsatz finden, da die permanenten Ortswechsel des Fahrzeuges nicht mittels Schildern oder Orientierungshilfen abbildbar sind.
  • Alternativ kann sich ein sehbehinderter Mensch über eine Audio-Beschreibung über die Umgebung informieren. Die Audio-Beschreibung kann dabei in einem einfachen Fall durch einen Mitinsassen erfolgen oder digital erzeugt und ausgegeben werden. Nachteilig an Audio-Beschreibungen ist jedoch, dass veränderliche Situationen, wie beispielsweise die Umgebung eines sich bewegenden Fahrzeuges, nur ungenügend wiedergegeben werden können. Zudem weisen Audio-Beschreibungen eine sehr geringe Informationsdichte auf, wodurch für eine Umgebungsbeschreibung ein hoher Zeitaufwand notwendig ist.
  • In der US 6,502,032 B1 wird ein Navigationssystem vorgeschlagen, das eine fühlbare dreidimensionale Karte über ein Braille-Display ausgibt, die durch den Nutzer fühlbar ist. Nachteilig nutzt dieses System ausschließlich Navigationsdaten und kann daher keine Informationen über Hindernisse, die nicht im Kartenmaterial gespeichert sind, übermitteln.
  • In der DE 10 2011 016 775 A1 wird ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug zur Unterstützung eines Ein- oder Ausparkvorganges sowie zur Unterstützung der Vorbeifahrt an Hindernissen in Engstellen vorgeschlagen, das mittels eines Sensorsystems den Abstand zu in der Nähe befindlichen Objekten ermittelt und die Abstandsinformationen auf einer optischen, akustischen und/oder taktilen Anzeige bereitstellt. Nachteilig kann dieses Assistenzsystem nur Informationen über die unmittelbare Umgebung und auch nur in sehr begrenzten Situationen zur Verfügung stellen.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Informationsübermittlung in einem Fahrzeug und ein Fahrzeug bereitzustellen, die es einem sehbehinderten Menschen ermöglichen, sich während der Fahrt zu orientieren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Informationsübermittlung in einem Fahrzeug ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    • - Ermittlung einer Topologie der Umgebung des Fahrzeuges,
    • - Anzeige der Topologie über eine taktile Anzeigeeinrichtung.
  • Die Verfahrensschritte sind dabei in Echtzeit auszuführen, so dass über die taktile Anzeigeeinrichtung zu jedem Zeitpunkt ein Abbild der Umgebung des Fahrzeuges wahrnehmbar ist.
  • Die taktile Anzeigeeinrichtung bildet dabei die Topologie der Umgebung, mit anderen Worten eine dreidimensionale Karte der Umgebung, ab und macht diese für den Nutzer ertastbar. Bevorzugt ist dabei die Anzeige derart gestaltet, dass bevorzugt mittig eine Erhebung das eigene Fahrzeug darstellt, auf das der Nutzer seine Handfläche legen kann.
  • Durch die Anzeige in Echtzeit ist für den Nutzer vorteilhaft auch die aktuelle Geschwindigkeit wahrnehmbar.
  • Die taktile Anzeigeeinrichtung kann dabei jegliche Anzeigeeinheit sein, die in der Lage ist, eine Topologie abzubilden. Die taktile Anzeigeeinrichtung kann bevorzugt für jeden Punkt der X-Y-Ausdehnung genau eine steuerbare Z-Koordinate anzeigen. Bei der Darstellung des Fahrzeuges und seiner Umgebung entspricht dabei die X-Y-Ausdehnung dem Boden, beispielsweise der Straße, und die Z-Koordinate Erhebungen, beispielsweise Gebäuden oder anderen Fahrzeugen. Ein derartiges Display wird auch als zweieinhalbdimensional bezeichnet, da es beispielsweise Unterschneidungen, wie Überhänge, nicht darstellen kann. Vorteilhaft ist die reduzierte Datenmenge jedoch für den Nutzer sehr gut wahrnehmbar und überfordert nicht. Alle wichtigen, für die Umgebungswahrnehmung notwendigen Daten sind enthalten. Weiter vorteilhaft gehen alle Bewegungen des Displays rechtwinklig zur Anzeigenoberfläche und damit auch zu einer darauf liegenden Hand und es besteht keine Risiko für den Nutzer, sich die Hand einzuklemmen oder zu stoßen.
  • Die taktile Anzeigeeinrichtung kann dabei beispielsweise mittels zylinderförmiger Elemente, die aus einer Oberfläche aus- und einfahrbar sind, realisiert werden. Das Aus- und Einfahren der zylinderförmigen Elemente kann dabei mittels eines Linearantriebes, beispielsweise einem pneumatischen, elektrostatischen oder hydraulischen Antrieb, erfolgen. Alternativ können auch Elemente zum Einsatz kommen, die in der Lage sind, sich in Größe und/oder Geometrie zu verformen.
  • Vorteilhaft kann sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Fahrzeuginsasse permanent über die Umgebung und mögliche Hindernisse informieren und orientieren. Besonders vorteilhaft wird einem sehbehinderten Menschen ermöglicht, wahrgenommene Geräuschquellen über die taktile Anzeigeeinrichtung zuzuordnen. Die taktile Anzeigeeinrichtung bietet dem Nutzer dabei eine hohe Informationsdichte, durch das Auflegen der Hand ist die Umgebung in sehr kurzer Zeit erfassbar. Weiter vorteilhaft kann der Nutzer sich auf für ihn relevante Bereiche der Umgebungstopologie konzentrieren, beispielsweise den Bereich vor der Tür vor dem Verlassen des Fahrzeuges.
  • Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren in autonomen Fahrzeugen einsetzbar, da es sehbehinderten Menschen ermöglicht, diese ohne fremde Hilfe zu nutzen und sich während der Fahrt zu orientieren. Vor dem Aussteigen kann sich eine sehbehinderte Person über die Fahrzeugumgebung informieren und Hindernisse vor dem Ausstieg erkennen. Das erfindungsgemäße Verfahren könnte in Verbindung mit anderen Assistenzsystemen es einem sehbehinderten Nutzer sogar ermöglichen, das Fahrzeug selbst zu führen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ermittlung der Topologie der Umgebung des Fahrzeuges mittels einer Sensorik. Die Sensorik kann dabei Abstandssensoren, beispielsweise Ultraschall-, Infrarot- und/oder Radarsensoren oder auch Kameras, insbesondere TOF-Kameras, umfassen. Vorteilhaft kann so ein sehr genaues Abbild der näheren Umgebung des Fahrzeuges ermittelt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Ermittlung der Topologie auch Navigationsdaten und/oder Kommunikationsdaten herangezogen. Diese Daten können dabei auf einer Speichereinheit vorliegen und/oder über eine Datenverbindung von einem Informationsdienst oder auch mittels einer Car-to-X(C2X)-Kommunikation bezogen werden. Als Car-to-X-Kommunikation wird unter anderem der Datenaustausch von Fahrzeugen (Car-to-Car) oder auch der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Infrastruktur (Car-to-Infrastructure) bezeichnet.
  • Besonders bevorzugt werden die ermittelten Daten aller Quellen (Sensorik, Navigations- und/oder Kommunikationsdaten) miteinander abgeglichen und validiert. Vorteilhaft kann so eine umfassende und aktuelle Topologie der Fahrzeugumgebung erstellt werden. Weiter vorteilhaft können Ungenauigkeiten, beispielsweise hervorgerufen durch Abschattungen der Sensorik durch andere Fahrzeuge oder eine ungenaue Positionsermittlungen, kompensiert werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist die taktile Anzeigeeinrichtung mindestens einen Bedienbereich auf. Der Bedienbereich ist bevorzugt ein berührungsempfindlicher Bereich der taktilen Anzeigeeinrichtung. Beispielsweise könnte bei Druck auf einen bestimmten Bereich der Anzeigeeinrichtung eine Audiobeschreibung der Objekte in diesem Bereich ausgegeben oder eine Parklücke ausgewählt werden. Besonders bevorzugt kann die Anzeigeeinrichtung Bedienbereiche in Abhängigkeit der aktuell angezeigten Topologie selbst definieren, beispielsweise vorhandene Parkplätze so zur Auswahl bereitstellen. Eine Umsetzung der Bedienbereiche innerhalb des Displays könnte über eine Kraftsensorik in Z-Richtung der zylinderförmigen, aus einer Oberfläche aus- und einfahrbaren Elemente erfolgen. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders intuitive Bedienung.
  • In einer alternativen Ausgestaltung weist die taktile Anzeigeeinrichtung Bedienelemente auf. Beispielsweise könnten diese um den Anzeigebereich der Anzeigeeinrichtung angeordnet sein. Mit den Bedienelementen können beispielsweise grundlegende Displayfunktionen gesteuert werden. Eine Feedback für eine Betätigung der Bedienelemente kann über ein Audiosignal erfolgen.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann die taktile Anzeigeeinrichtung lokal begrenzte Vibrationsmuster aussenden. Vorteilhaft kann so der Nutzer auf sich schnell bewegende Objekte, Gefahrenquellen oder andere wichtige Orte aufmerksam gemacht werden. Dabei könnten die Vibrationsmuster auch mit einer Audio-Information gekoppelt sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die taktile Anzeigeeinrichtung in der Lage, bereichsweise Braille-Schrift oder eine andere taktile Schriftart anzuzeigen. So wird es beispielsweise ermöglicht, dargestellte Gebäude mit einer Bezeichnung zu versehen. Vorteilhaft kann so die Informationsdichte weiter erhöht werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sendet die taktile Anzeigeeinrichtung ein Vibrationssignal in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges aus. Der Nutzer kann anhand des Vibrationssignals die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einschätzen. Die taktile Anzeigeeinrichtung weist hierfür ein Vibrationsmodul auf, das das taktile Display zumindest bereichsweise in Vibrationen versetzen kann. Es können auch mehrere Vibrationsmodule vorgesehen sein, um verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Vibrationen zu versehen. Vorteilhaft steht so ein weiterer Kanal zur Übermittlung von Informationen zur Verfügung, beispielsweise könnte einem sehbehinderten Mensch so die Geschwindigkeit des Fahrzeuges vermittelt werden.
  • Bevorzugt ist eine taktile Anzeigeeinrichtung an einem zentralen Punkt im Fahrzeug angeordnet. Bevorzugt ist dies im Bereich zwischen den Vordersitzen, da dort die taktile Anzeigeeinrichtung von den meisten Plätzen im Fahrzeug gut erreichbar ist. In einer alternativen Ausgestaltung ist die taktile Anzeigeeinrichtung eine mobile Einrichtung mit unabhängiger Stromversorgung und einer kabellosen Datenübertragung, die im Fahrzeug bewegbar ist. Vorteilhaft kann die Anzeigeeinrichtung so zu einer sehbehinderten Person im Fahrzeug bewegt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind mehrere taktile Anzeigeeinrichtungen im Fahrzeug vorgesehen. Dabei sind den taktilen Anzeigeeinrichtungen verschiedene Blickrichtungen zugeordnet. Vorteilhaft kann durch die Anordnung der Anzeigeeinrichtung im Fahrzeug ein sehbehinderter Mensch die Blickrichtung durch die Lage der Anzeigeeinrichtung wahrnehmen. Beispielsweise könnte ein Bedienelement einer Tür gleichzeitig eine taktile Anzeigeeinrichtung sein und über Gefahren beim Öffnen der Tür, beispielsweise Hindernisse oder nahende Verkehrsteilnehmer, informieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist die taktile Anzeigeeinrichtung Mittel zur Spracherkennung und zur Ausgabe von Audiosignalen auf. So kann ein virtueller Assistent, der auf Fragen des Nutzers mit gesprochenen Audiosignalen antwortet, geschaffen werden. Vorteilhaft ist die taktile Anzeigeeinrichtung so intuitiv über Sprachbefehle bedienbar und es sind Informationen über Sprachsteuerung abrufbar. Ein sehbehinderter Nutzer könnte sich über die Umgebung oder konkrete Objekte erkundigen. In einer Weiterbildung können auch Fahrzeugfunktionen über Sprachbefehle gesteuert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist die taktile Anzeigeeinrichtung in der Lage, den Informationsgehalt zu reduzieren, beispielsweise indem kleinere oder weiter entfernte Objekte nicht mehr angezeigt werden. Dies kann bei hohen Geschwindigkeiten sinnvoll sein, um den Nutzer durch hochfrequente Veränderung der taktilen Anzeigeeinrichtung nicht zu überfordern.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens verschiebt die taktile Anzeigeeinrichtung den Fokus, kann also in bestimmte Displaybereiche zoomen. Die Fokusverschiebung kann zusätzlich mit einer Audio-Mitteilung unterlegt sein. Vorteilhaft steht so eine weitere Möglichkeit zur Verfügung, die Aufmerksamkeit des Nutzers zu lenken und Informationen zu übermitteln.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine Sensorik zur permanenten Ermittlung einer Topologie der Umgebung des Fahrzeuges auf und eine taktile Anzeigeeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die ermittelte Topologie permanent anzuzeigen. Vorteilhaft kann so durch die Integration eines Bauteils, nämlich der taktilen Anzeigeeinrichtung, in ein Fahrzeug dieses für sehbehinderte Menschen steuer- und wahrnehmbar ausgestattet werden. So ist eine Sensorik zur Erkennung der Umgebung in vielen modernen Fahrzeugen ohnehin vorhanden.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • 1a-c eine Darstellung einer Verkehrssituation und der entsprechenden Darstellung einer taktilen Anzeigeeinrichtung,
    • 2 eine nähere Darstellung einer taktilen Anzeigeeinrichtung und
    • 3 eine taktile Anzeigeeinrichtung im Fahrzeug.
  • 1a zeigt eine Verkehrssituation, bei der ein Fahrzeug an einer Mautstation 1 neben einer Verkehrsinsel 2 in einer Reihe von Fahrzeugen 3 steht. Diese Fahrzeugumgebung wird mittels einer im Fahrzeug angeordneten Sensorik abgetastet. Zusätzliche Navigationsdaten der Umgebung erhält das Fahrzeug anhand seiner mittels Global Positioning System (GPS) ermittelten Position. Die mittels Sensorik abgetasteten Daten werden mit den Navigationsdaten abgeglichen und auf Plausibilität geprüft.
  • 1b zeigt die mittels des Fahrzeuges ermittelte Topologie der Fahrzeugumgebung. Auch hier sind die Mautstation 1, die Verkehrsinsel 2 und die Reihe von Fahrzeugen 3 erkennbar.
  • 1c zeigt eine taktile Anzeigeeinrichtung mit Mautstation 1, Verkehrsinsel 2 und Reihe an Fahrzeugen 3. Durch ein Auflegen der Hand auf das taktile Display kann ein sehbehinderter Mensch die Verkehrssituation erfassen und sich orientieren. Durch einen Druck auf die taktile Anzeigeeinrichtung kann der Nutzer sich zudem den konkreten Standort des Fahrzeuges ansagen lassen. Erkennbar ist die zweieinhalbdimensionale Anzeige an der Mautstation 1, die nicht wie in 1a erkennbar als Dach dargestellt ist, sondern als Balken. Vorteilhaft kann der Betrieb der taktilen Anzeigeeinrichtung so jedoch keine Verletzungen auslösen.
  • 2 zeigt eine nähere Darstellung einer taktilen Anzeigeeinrichtung 4. Objekte in der Umgebung des Fahrzeuges sind als Erhebungen gezeigt und durch Abtastung, beispielsweise mit aufliegender Hand, erkennbar. Die taktile Anzeigeeinrichtung 4 in der 2 zeigt die aus den 1a bis 1c bekannte Situation: Mautstation 1, Verkehrsinsel 2 und Fahrzeugreihe 3.
  • 3 zeigt die Position der taktilen Anzeigeeinrichtung 4 im Fahrzeug im Bereich zwischen zwei vorderen Sitzen 5. So können Personen auf den vorderen Sitzen 5 besonders bequem und ermüdungsfrei ihre Hand auf der taktilen Anzeigeeinrichtung 4 ablegen. Auch auf den hinteren Sitzen befindliche Personen können die Hand auf die taktile Anzeigeeinrichtung 4 zwischen den vorderen Sitzen 5 legen und die taktile Anzeigeeinrichtung 4 „ablesen“.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Mautstation
    2
    Verkehrsinsel
    3
    Reihe von Fahrzeugen
    4
    taktile Anzeigeeinrichtung
    5
    vorderer Sitz
  • 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
    • US 6502032 B1 [0004]
    • DE 102011016775 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Informationsübermittlung in einem Fahrzeug gekennzeichnet durch folgende, in Echtzeit auszuführende Verfahrensschritte: - Ermittlung einer Topologie der Umgebung des Fahrzeuges, - Anzeige der Topologie über eine taktile Anzeigeeinrichtung (4).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Anzeigeeinrichtung (4) berührungsempfindlich ist.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Anzeigeeinrichtung (4) lokal begrenzte Vibrationsmuster aussenden kann.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Anzeigeeinrichtung (4) Braille-Schrift anzeigen kann.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Anzeigeeinrichtung (4) ein Vibrationssignal in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges aussendet.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Topologie der Umgebung des Fahrzeuges mittels einer Sensorik erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Topologie Navigationsdaten und/oder Kommunikationsdaten einfließen.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere taktile Anzeigeeinrichtungen (4) im Fahrzeug vorgesehen sind, wobei mindestens einer taktilen Anzeigeeinrichtung (4) eine Blickrichtung zugeordnet ist.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die taktile Anzeigeeinrichtung (4) und/oder Sprachbefehle und/oder Bedienelemente an der taktilen Anzeigeeinrichtung (4) Fahrzeugfunktionen steuerbar sind.
  10. Fahrzeug, aufweisend eine Sensorik zur permanenten Ermittlung einer Topologie der Umgebung des Fahrzeuges und eine taktile Anzeigeeinrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, die ermittelte Topologie permanent anzuzeigen.
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