DE10249003B4

DE10249003B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Signalisierung eines zeitlich und räumlich variierenden Gefahrenpotentials für den ein technisches Gerät oder eine Maschine bedienenden Operator

Info

Publication number: DE10249003B4
Application number: DE10249003A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Sassin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: DE10249003A1

Abstract

Verfahren zur Signalisierung eines zeitlich und räumlich variierenden Gefahrenpotentials für den ein technisches Gerät oder eine Maschine bedienenden Operator, wobei mittels Sensoren, Messgrößen von physikalischen Parametern eines außerhalb des aktuellen Aufmerksamkeitsbereiches des Operators auftretenden Gefahrenpotentials erfasst und zu Warnsignalen verarbeitet werden und wobei die Warnsignale optisch, akustisch oder haptisch analog der räumlichen und zeitlichen Veränderung des Gefahrenpotentials mit veränderlicher Position und Intensität ausgegeben werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Signalisierung eines zeitlich und räumlich variierenden Gefahrenpotentials für den ein technisches Gerät oder eine Maschine bedienenden Operator, wobei mittels Sensoren Messgrößen (M1–Mn) von physikalischen Parametern (A) eines außerhalb des aktuellen Aufmerksamkeitsbereiches des Operators auftretenden Gefahrenpotentials erfasst und zu Wahrnehmbarkeitssignalen verarbeitet werden.

Es ist bekannt, die Repräsentation von Gefahrenpotentialen für Operatoren in der Weise zu praktizieren, dass vorverarbeitete Informationen aus dem einer komplexen dynamischen Umgebung entnehmbaren Informationsstrom dem Operator (Führer oder Bediener) übermittelt werden, damit dieser eigene Handlungen herbeiführt, koordiniert und steuernd auf das zu bedienende technische Gerät oder die Maschine einwirkt. Beispiele hierfür sind die Instrumentierungen und entsprechende Steuerungs- bzw. Bedienungselemente in Fahrzeugen, die dem Fahrzeugführer Kenngrößen des Fahrzeugs selbst aber auch solche aus der komplexen dynamischen Umgebung des Fahrzeugs vermitteln. Ein Verfahren der vorbezeichneten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 39 799 A1 bekannt. Dieses Dokument beschreibt eine Informationseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Verarbeitungseinrichtung, die anzeigbare Informationssignale in Form von Symbolen in Abhängigkeit von Sensoren erfasst und in Form des klassischen Instrumentenverständnisses dem Fahrer auf dem Anzeigefeld seiner Fahrzeuginstrumente darstellt.. Der Fahrer muss die in Form von Bildern oder Skalenwerten angegebenen Informationen gedanklich auswerten und aus diesem Ergebnis entsprechende Handlungen bezüglich der Bedienung des Kraftfahrzeugs ableiten. Je mannigfaltiger sich die in der Praxis vorkommenden Gefahrenpotentiale gestalten, desto schwieriger wird es, sie einem Operator zu vermitteln, ohne diesen durch zu komplexe Informationsvermittlung zu überfordern, d. h. Informationen zu vermitteln, die vom Operator nicht mehr aufgenommen oder zumindest nicht mehr in geeignete Handlungen zur Steuerung des zu bedienenden technischen Gerätes oder der Maschine umgesetzt werden können.

Aus der DE 198 43 564 A1 ist eine Warneinrichtung zur Überwachung eines Abstands eines Fahrzeugs von einem Hindernis bekannt, die wenigstens einen Sensor zum Erfassen eines Hindernisses, eine Auswerte- und Steuereinrichtung zum Abschätzen eines Abstandes des Fahrzeugs von dem Hindernis anhand eines Ausgangssignals des Sensors und wenigstens einen Warnsignalgeber umfasst, der von der Auswerte- und Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Nahbereichswarnsignals gesteuert wird, wenn der von der Auswerte- und Steuereinrichtung abgeschätzte Abstand kleiner als ein Grenzwert ist. Dabei umfasst die Auswerte- und Steuereinrichtung Mittel zum Einschätzen einer Kollisionsgefahr anhand des abgeschätzten Abstandes und der Geschwindigkeit. Bei dieser bekannten Einrichtung zielt die Ausgestaltung der optischen und akustischen Warnung darauf ab, die richtige Interpretation von intermittierenden Warnsignalen zu ermöglichen, wobei die Warnsignale bereits einen gewichteten Hindernisabstand bei Rückwärtsfahrt vermitteln. Es handelt sich dabei also weniger um die Lenkung der Aufmerksamkeit in eine bestimmte Richtung als vielmehr um die Darstellung einer gewichteten Abstandsmessung für den Fahrer.

Ein anderer Lösungsansatz um ein variierendes Gefahrenpotential bei der Bedienung oder Steuerung eines technischen Geräts oder einer Maschine für den Operator beherrschbar zu machen, besteht darin, dass man die Intensität des Gefahrenpotentials durch einen automatisch ablaufenden Vergleich von physikalischen Größen in einem Steuerungsmechanismus durchführt. Ein solches System ist durch die deutsche Offenlegungsschrift DE 100 05 867 A1 bekannt. Die bekannten halb- oder vollautomatischen Steuerungsmechanismen bergen jedoch den Nachteil in sich, dass der Operator die Sensitivität für die Bedienung des technischen Geräts oder der Maschine verliert und dadurch neue Gefahren heraufbeschworen werden; dies trifft besonders dann zu, wenn sich die automatische Steuerung physikalischen Grenzwerten annähert, die nicht mehr beherrschbar sind. Außerdem kann durch solche Systeme möglicherweise die Aufmerksamkeit des Operators oder Fahrers gerade in kritischen Situationen zu sehr in Anspruch genommen oder sogar gespalten werden.

Diese Gefahr trifft auch zu für eine in der nicht vorveröffentlichten DE 101 55 742 A1 beschriebene Einrichtung der eingangs genannten Art. Die in der genannten älteren deutschen Patentanmeldung offenbarte Vorrichtung zur Generierung von räumlich lokalisierten akustischen Warn- und Informationssignalen, bei welcher Signale aus derjenigen Richtung gesandt werden, in welcher sich ein Objekt oder eine Gefahrensituation befindet, vor welcher gewarnt oder über welche informiert werden soll, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über ein Mittel zur Aussendung von visuellen Signalen verfügt, wobei die jeweiligen akustischen und visuellen Signalquellen in einer für die jeweilige Warnung oder Information spezifischen Position angebracht sind. Bei der vorbeschriebenen Vorrichtung wird die Aufmerksamkeit, also unmittelbar auf das Gefahrensignal selbst, hingelenkt und zwar durch möglichst genaue Lokalisierung und Simulation des Objektes, vor dem gewarnt werden soll. Es handelt sich bei der Lehre nach der älteren Patentanmeldung um bewusste Aufmerksamkeitslenkung eines Operators. Die hierdurch geschaffene Problematik besteht darin, dass jegliche Art potentieller Bewegungskonkurrenten dem Operator oder Fahrer ständig durch Warn- und Informationssignale übermittelt wird und dass dadurch eine ungewollte Überfütterung des Operators bzw. Fahrers mit Informationssignalen stattfindet, die zur Gewöhnung und zu dem als Neglect bekannten Phänomen führt. Nur beispielhaft sei erwähnt, dass der Fahrer eines Kraftfahrzeugs, welcher nicht die Absicht hat, seine Fahrspur zu verlassen, einer exakt gerichteten und lokalisierenden Warninformation aller Fahrzeuge, die sich auf der Nachbarspur ihm annähern und ihn überholen, nicht bedarf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb ein Verfahren anzugeben, womit die Aufmerksamkeit eines Operators auf nicht oder noch nicht erkennbare, außerhalb seines aktuellen Aufmerksamkeitsbereiches auftretende Gefahrenpotentiale gelenkt wird und zwar in der Weise, dass dadurch das bewusst zu beeinflussende Aufmerksamkeitsfeld des Operators nicht in Anspruch genommen wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens soll mit gerätetechnisch geringem Aufwand ausführbar sein, um die Anwendung auch bei einfacheren technischen Geräten oder bei Kraftfahrzeugen betriebswirtschaftlich vertretbar zu machen.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, die Warnsignale optisch, akustisch oder haptisch analog der räumlichen und zeitlichen Veränderung des Gefahrenpotentials mit veränderlicher Position und Intensität ausgegeben werden.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass Informationen über Gefahrenpotentiale dem Operator vermittelt werden ohne dass die Informationen in Form konkreter Anzeigen die bewusste Aufmerksamkeit des Operators auf sich ziehen und damit dessen Aufmerksamkeit von anderen Priorität verlangenden Informationsquellen ablenken. Die Aufmerksamkeit des Operators wird also im Bereich des primären Zielobjekts gehalten und lediglich durch latente Repräsentation zusätzlicher Gefahrenpotentiale in Form von zusätzlicher latenter Information ergänzt, wobei je nach Gestaltung der latenten Informationssignale und durch die vorgebbare veränderliche Position und Intensität der Signale der Grad der angezogenen Aufmerksamkeit einstellbar ist. Dabei kann die Gestaltung der Warnsignale den individuellen Aufmerksamkeitsfähigkeiten des Operators angepasst werden.

Dabei sollen unter den Warnsignalen solche Signale verstanden werden, die geeignet sind, die Aufmerksamkeit des Operators zeitlich und räumlich in jene Richtung zu lenken, in der sich eine Gefahr potentiell ergeben kann, ohne dass dabei die Art der Gefahr durch die Signale definiert wird.

Unter haptischen Warnsignalen sollen solche verstanden sein, die durch Druck- oder Muskel- und Sehnenspannung Wahrnehmung auslösen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 30 813 A1 ist ein Verfahren zur Aufmerksamkeitssteuerung eines Bedieners einer technischen Einrichtung bekannt. Dort wird gelehrt, eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige von handlungsrelevanten Informationen in Form von Bildern oder Symbolen zu realisieren, bei welcher die Dauer der Anzeige des jeweiligen Bildes oder Symbols unterhalb einer bewussten und oberhalb einer unbewussten Wahrnehmungsschwelle des Bedieners liegt. Insoweit wird eine der hier gestellten Aufgabe ähnliche Zielsetzung ins Auge gefasst. Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Lösung wird nach der vorgenannten Druckschrift aber gelehrt, das jeweilige Bild oder Symbol, welches aus der weiterzuleitenden Information gebildet wird, an den Stellen des Sichtfeldes des Bedieners anzuzeigen, an welchem sich Objekte befinden auf welche aufmerksam gemacht werden soll. Obwohl die Problematik, die darin besteht, dass bei herkömmlich bekannten Warneinrichtungen, insbesondere dann, wenn sie eine intellektuelle Wertung von im Sichtfeld des Operators angezeigten Bildern oder Symbolen verlangen, die Aufmerksamkeit bzw. Leistungsfähigkeit des Operators sehr schnell überfordert sein kann, in der genannten Druckschrift angesprochen wird, umfassen alle dort vorgeschlagenen Lösungsmittel eine Informationswiedergabe im Sichtfeld des Operators bzw. Bedieners und sind insoweit nicht geeignet, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung erfährt die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch, dass die Verarbeitung von Messgrößen eine Differenziation einschließt, so dass die Veränderungstendenz der Messgrößen von den Wahrnehmbarkeitssignalen wiedergegeben wird. Dadurch wird es möglich, Gefahrenpotentiale so rechtzeitig in die latente Aufmerksamkeit des Operators zu führen, dass dieser nach Verlagerung der Aufmerksamkeit ausreichend Zeit findet, die das Gefahrenpotential konkret wiedergebenden und vermittelnden Signaleinrichtungen zu beachten und entsprechend zu reagieren. Die Differenziation kann dabei je nach der zu beachtenden Messgröße bzw. des physikalischen Parameters eine Differenziation nach der Zeit oder nach einer Wegstrecke oder einer sonstigen physikalischen Größe sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Verarbeitung der Messgrößen eine unstetige Änderung der Warnsignale einschließt, sobald die Messgröße des Gefahrenpotentials einen vorgebbaren Maximalwert überschreitet. Die unstetige Änderung des Signals wird zur Folge haben, dass die Aufmerksamkeit vom Bereich des primären Zielobjekts abgelenkt und zu dem zu vermittelnden Gefahrenpotential hingelenkt wird, was in genau dieser Situation erwünscht ist, da sich die Priorität der steuernden Einflussnahme des Operators auf das Gerät oder die Maschine verschieben muss, um Schaden zu vermeiden. Solche unstetige Änderungen der Warnsignale können Sprünge in Farb-, Helligkeits- oder Geräuschsignalen sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass bei Verwendung optischer Warnsignale diese am Rand des Aufmerksamkeitsfeldes (AF) des Operators ausgegeben werden. Auf diese Weise kann die Hauptaufmerksamkeit des Operators dem aus der komplexen dynamischen Umgebung zu entnehmenden Informationsstrom zugewendet bleiben und ihm dennoch als latente Information ein Warnsignal vermittelt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Bedienung vieler Arten unterschiedlicher technischer Gerätschaften und Maschinen einsetzbar, wie z.B. zur Steuerung von Kraftmaschinen in gewünschten Betriebsbereichen ohne Gefährdung der Maschine selbst und zwar abhängig von Maschinenparametern oder auch abhängig von äußeren sich dynamisch ändernden Umgebungsparametern. Besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn die Maschine ein Kraftfahrzeug, der Operator der Fahrzeugführer und das Gefahrenpotential ein überholendes oder sich in anderer Weise annäherndes Fahrzeug ist, wobei die Position des überholenden oder sich annähernden Fahrzeugs, beginnend mit der Annäherungsphase und endend mit der Entfernungsphase (nach dem Überholvorgang) durch ein in den Bereich des Instrumententrägers des Fahrzeugs transferiertes optischen Signal wiedergegeben wird. Eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung lässt das primäre Aufmerksamkeitsfeld des Fahrzeugführers, welches im wesentlichen das nach vorne auf die Fahrbahn gerichtete Blickfeld umfasst, so lange weitestgehend unbeeinträchtigt, als das ihm von dem überholenden Fahrzeug vermittelte optische Signal im latent untergeordneten Bereich verbleibt. Dennoch wird das sich außerhalb des primären Aufmerksamkeitsfeldes befindliche überholende Fahrzeug durch das optische Signal latent wahrgenommen.

Wird, entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung analog zur Differenzgeschwindigkeit der beiden Fahrzeuge und/oder abhängig von der absoluten Geschwindigkeit des überholten Fahrzeugs die Intensität des transferierten optischen Signals nach Helligkeit, Ausdehnung oder Farbe variiert, so kann dadurch das Aufmerksamkeitspotential in gewünschter Weise intensiviert werden. Dies kann, wie oben beschrieben, auch unstetig erfolgen, womit dann die Aufmerksamkeit des Fahrers von einer latenten Aufmerksamkeit („Habt acht"-Stituation) in das primäre Aufmerksamkeitsfenster verlagert würde, d. h. der Fahrer durch Blick in den Rückspiegel seines Fahrzeugs zur Beobachtung des überholenden Fahrzeugs und, falls erforderlich, zur entsprechenden Reaktion veranlasst werden würde.

Noch im Rahmen der untergeordneten latenten Repräsentation des überholenden Fahrzeugs ist es vorteilhaft, wenn das Signal analog der relativen Bewegung der Fahrzeuge zueinander als wanderndes Signal wiedergegeben wird.

Die Position des leuchtenden Bereichs, dessen Helligkeit, Ausdehnung und Farbe entlang des vorgegebenen Bewegungspfades kann so gestaltet werden, dass die abhängig von der Differenzgeschwindigkeit beider Fahrzeug und/oder abhängig von der absoluten Geschwindigkeit des überholten Fahrzeugs dem tatsächlichen Bewegungsablauf der beiden Fahrzeuge zueinander ausreichend vorauseilt, um die erforderliche Aufmerksamkeit des Fahrers für einen Blick in den üblicherweise vorhandenen Rückspiegel zu lenken und damit die volle Aufmerksamkeit des Fahrers und dessen bewusste Reaktion zu veranlassen. Durch die an der äußeren Grenze des aktuellen Aufmerksamkeitsfeldes entlanggeführte latente Repräsentation des überholenden oder sich annähernden Fahrzeugs wird die einfache Zuordenbarkeit zwischen dem optischen Signal und dem am Rand oder außerhalb des Aufmerksamkeitsfeldes real sichtbaren überholenden Fahrzeug gewährleistet. Schließlich können durch diese Einrichtung mehrere, sich in der Umgebung befindende und als Gefahrenpotentiale anzusehende Fahrzeuge gleichzeitig dargestellt werden und latent richtig identifiziert werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die Position des überholenden Fahrzeugs, beginnend mit der Annäherungsphase und endend mit der Entfernungsphase (nach dem Überholvorgang) durch ein in den Hörbereich des Fahrers transferiertes akustisches Signal wiedergegeben werden. Auch dabei werden die akustischen Warnsignale analog der räumlichen Veränderung des überholenden Fahrzeugs mit veränderlicher Position erzeugt. Vorteilhafterweise wird dann analog der räumlichen Position des überholenden Fahrzeugs zum überholten Kraftfahrzeug der Geräuschpegel des akustischen Signals gesteuert.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position des überholenden Fahrzeugs beginnend mit der Annäherungsphase und endend mit der Entfernungsphase (nach dem Überholvorgang) durch Übertragung von Steuerungssignale in das Lenkrad des Kraftfahrzeugs transferiert und dort als tonisches Signal wiedergegeben wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Warnsignale, die Veränderung der Steifigkeit bzw. des Gegendruckes des Fahrersitzes eingesetzt. Dies kann dadurch erfolgen, dass durch steuerbare Viskosität eines Fluids in Abhängigkeit der erfassten Messgrößen des Gefahrenpotentials die Steifigkeit bzw. der Druck im Fahrersitz erhöht oder erniedrigt wird.

Im weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie es in den Patentansprüchen 1 bis 11 umschrieben ist und zwar für ein Kraftfahrzeug. Erfindungsgemäß sollen außen am Kraftfahrzeug Richtsensoren zur Erfassung der physikalischen Parameter angeordnet sein, diese über Signalleitungen mit einem Steuergerät verbunden sein und von diesem Steuergerät Signalleitungen zu optischen Signalgebern und/oder zu akustischen Signalgebern und/oder zu haptischen Signalgebern im Innern des Kraftfahrzeugs führen. Durch die Anordnung und Steuerung der Signalgeber im Inneren des Kraftfahrzeugs können optische, akustische oder haptische Warnsignale mit veränderlicher Position und Intensität ausgegeben werden. Vorteilhaft ist es, wenn als optischer Signalgeber eine den Instrumententräger des Fahrzeugs rahmenartig umgebende Leuchtvorrichtung eingesetzt wird.

Diese erfindungsgemäße Lokalisierung des optischen Signalgebers ermöglicht es in besonders vorteilhafter Weise das zu vermittelnde Warnsignal außerhalb des primären Aufmerksamkeitsfeldes zu halten und doch latent wahrgenommen zu werden.

In weiterer Ausgestaltung sollen akustische Signalgeber zur Ausgabe der Warnsignale im Innenraum des Kraftfahrzeugs auf der rechten Seite als Gruppe von Lautsprechern und auf der linken Seite als weitere Gruppe von Lautsprechern angeordnet sein. Durch diese räumliche Anordnung von akustischen Signalgebern kann das akustische Warnsignal so ausgegeben werden, dass es für den Fahrer die räumliche Position eines überholenden Fahrzeugs zum überholten Fahrzeug anzeigt.

Zur Wiedergabe eines haptischen Warnsignals am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ist es vorteilhaft, wenn der Lenkradkranz in Teilen seines Umfangs in seinem Querschnitt veränderbar ist und abhängig von der räumlichen Position des überholenden Fahrzeugs zum überholten Fahrzeug eine Querschnittsänderung am Lenkradkranz gesteuert wird. Durch diese Ausgestaltung wird das erzeugte tonische Warnsignal vom Fahrer haptisch wahrgenommen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtungen zur Durchführung erläutert. In den Zeichnungen zeigt
1 die schematische Draufsicht auf zwei sich auf einer Fahrbahn annähernde Kraftfahrzeuge F1, F2, von denen das Kraftfahrzeug F1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Repräsentation des Fahrzeugs F2 ausgestattet ist,
2 eine schematische Draufsicht auf den Fahrerplatz des Kraftfahrzeugs F1 aus 1 mit einer optischen Signaleinrichtung am Instrumententräger
3 das sich dem Fahrer des Kraftfahrzeugs F1 bietende Blickfeld auf die vor ihm liegende Fahrbahn und den erfindungsgemäß gestalteten Instrumententräger des Kraftfahrzeugs schematisch,
4 eine schematische Draufsicht auf den Fahrerplatz eines Kraftfahrzeugs F1 mit akustischen Repräsentation eines überholenden Fahrzeugs,
5 das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, dessen Lenkradkranz erfindungsgemäß in Teilen seines Umfangs im Querschnitt veränderbar ist und
5a einen Querschnitt entsprechend der Linie A-A aus 5 vergrößert.
In der schematischen Draufsicht nach 1 ist ein erstes Kraftfahrzeug F1 dargestellt, das sich in Fahrtrichtung FR auf einer Fahrbahn bewegt. Diesem Kraftfahrzeug F1 nähert sich ein zweites Fahrzeug F2 von hinten an. Durch am Kraftfahrzeug F1 außen angeordnete Richtsensoren R1 bis Rn sind physikalische Parameter des Fahrzeugs F2 (wie z. B. Annäherungsgeschwindigkeit oder Position) erfassbar und über Signalleitungen als Messgrößen M1 bis Mn einem Steuergerät B zuführbar. Die Messgrößen werden im Steuergerät B zu Warnsignalen S verarbeitet und über geeignete Signalleitungen 10 in den Bereich eines Instrumententrägers 2 des Kraftfahrzeugs F1 transferiert und dort als optisches Signal 4 wiedergegeben (vergl. 2).
Die in 2 gezeigte schematische Draufsicht auf den Fahrerplatz des Kraftfahrzeugs F1 aus 1 zeigt den Fahrer O mit dem Lenkrad 1 und einem Rückspiegel 5. In dem in 3 schematisch dargestellten Blickfeld des Fahrers O des Kraftfahrzeugs F1 ist das Lenkrad 1, der Instrumententräger 2, der Rückspiegel 5 und eine den Instrumententräger 2 rahmenartig umgebende Leuchtvorrichtung 3 gezeigt. Das primäre Aufmerksamkeitsfeld AF des Fahrers ist mit konzentrischen Kreisen angedeutet und liegt in Fahrtrichtung oberhalb des Lenkrades 1 auf der vor dem Fahrer sich erstreckenden Fahrbahn. Die rahmenartige Leuchtvorrichtung 3 soll derart ausgebildet sein, dass ein leuchtender Bereich 4 erzeugt werden kann, der nach Helligkeit, Ausdehnung und Farbe variiert und dessen Position in Abhängigkeit von den erfassten Messgrößen M1 bis Mn und den dadurch übertragenen Signalen S entsprechend der Position des Fahrzeugs F2 seine Position ändert von einer Ausgangslage 4.1 über 4.2, 4.3 in Richtung 4.4. Abhängig von den durch die Richtsensoren aufgenommenen Signalen des Fahrzeugs F2 erfolgt die Wanderung des leuchtenden Bereichs 4 durch die Positionen 4.1 bis 4.4 analog der relativen Position des Fahrzeugs F2 zum Kraftfahrzeug F1. Die Helligkeit, Ausdehnung und Farbe des leuchtenden Bereiches 4 kann dabei z. B. von der Differenzgeschwindigkeit beider Fahrzeuge abhängig gemacht werden oder auch von der absoluten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs F1, um dadurch die Höhe des tatsächlich vorliegenden Gefahrenpotentials durch das Fahrzeug F2 wiederzugeben. In gleicher Weise, wie ein sich annäherndes bzw. überholendes Fahrzeug F2 durch die Wanderung des leuchtenden Bereichs 4 von der Position 4.1 bis 4.4 an den Rand des Aufmerksamkeitsfeldes des Fahrers herangeführt wird, ist durch die auf der rechten Seite des Kraftfahrzeugs F1 angeordneten Richtsensoren R (z. B. Richtmikrophone oder Video- oder Radaranalysatoren) ein auf der rechten Seite sich annäherndes anderes Fahrzeug analog repräsentierbar und als latente Information auf der rechten Seite der rahmenartigen Leuchtvorrichtung 3 wiedergebbar.
Die in 4 dargestellte schematische Draufsicht auf den Fahrerplatz des Kraftfahrzeugs veranschaulicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und Einrichtung mit akustischer Repräsentation eines überholenden oder sich annähernden Fahrzeugs. Dem in der Mitte der Figur dargestellten Fahrer O werden durch auf beiden Seiten im Innenraum des Kraftfahrzeugs F1 angeordnete Lautsprecher L1 bis L4 auf der linken Fahrzeugseite und L5 bis L8 auf der rechten Fahrzeugseite ein analoger Geräuschpegel eines sich dem Kraftfahrzeug F1 von hinten annähernden Fahrzeugs F2 übermittelt. Der Signalfluss erfolgt dabei wie in den 1 und 2 dargestellt, wobei lediglich anstelle der dem Fahrer dann vermittelten optischen Signale die durch die Lautsprecher L1 bis L8 vermittelten akustischen Signale transferiert werden. Die akustische Repräsentation eines überholenden Fahrzeugs F2 erfolgt durch einen synthetisch von den Lautsprechern L1 bis L8 erzeugten Geräuschpegel G, wobei in der 4 zwei Möglichkeiten angedeutet sind, diesen Geräuschpegel des überholenden Fahrzeugs durch die Lautsprecher zu repräsentieren. Der mit G bezeichnete, den Geräuschpegel wiedergebende Linienzug repräsentiert die Echtzeitposition des überholenden Fahrzeugs F2, während der Linienzug GV einen Geräuschpegel wiedergibt, der der tatsächlichen Position des überholenden Fahrzeugs vorverlagert ist und dadurch erhalten wird, dass in dem Steuergerät B eine Differenziation der dort erfassten Messgrößen nach der Zeit stattgefunden hat (vergl. 1). Zusätzlich zu einer zeitlichen Vorverlagerung des Geräuschpegels durch Differenziation kann im Steuergerät auch eine Erhöhung der Lautstärke generiert werden. In jedem Fall wird durch die akustische Repräsentation eines überholenden Fahrzeugs ein für den Fahrer optisch nicht erkennnbares Fahrzeug wahrnehmbar, wobei diese Wahrnehmbarkeit so lange nur latent erfolgen soll, als das durch das sich annähernde Fahrzeug geschaffene Gefahrenpotential unterhalb eines vorherbestimmten Grenzwertes bleibt.
Das in 5 schematisch gezeigte Lenkrad eines Kraftfahrzeugs soll ein solches sein, dessen Lenkradkranz in Teilen seines Umfangs im Querschnitt veränderbar ist und mit dem eine erfindungsgemäße Einrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 14 ausführbar ist. Der vergrößerte Querschnitt des Lenkradkranzes nach 5a zeigt eine Signalleitung 10 entsprechend der Signalleitung 10 in den 1 und 2. Durch die Signalleitung 10 wird ein Fluidventil im Inneren des Lenkradkranzes angesteuert, um aus einer zentralen Fluidleitung Z Fluiddruck in Teilen 11, 12 des Lenkradkranzes aufzubauen. Der unterschiedliche Fluiddruck in den entsprechenden Teilen 11, 12 des Lenkradkranzes ist vom Fahrer als haptisches Signal ST wahrnehmbar. Die Steuerung durch die Signalleitung 10 erfolgt, wie oben geschildert, in Anhängigkeit des Gefahrenpotentials, das als haptisches Signal repräsentiert werden soll.

Claims

Verfahren zur Signalisierung eines zeitlich und räumlich variierenden Gefahrenpotentials für den ein technisches Gerät oder eine Maschine bedienenden Operator, wobei mittels Sensoren, Messgrößen von physikalischen Parametern eines außerhalb des aktuellen Aufmerksamkeitsbereiches des Operators auftretenden Gefahrenpotentials erfasst und zu Warnsignalen verarbeitet werden und wobei die Warnsignale optisch, akustisch oder haptisch analog der räumlichen und zeitlichen Veränderung des Gefahrenpotentials mit veränderlicher Position und Intensität ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung der Messgrößen eine Differenziation (dM/dx) einschließt, so dass die Veränderungstendenz der Messgrößen von den Warnsignalen wiedergegeben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung eine unstetige Änderung der Warnsignale einschließt, sobald die Messgröße des Gefahrenpotentials einen vorgebbaren Maximalwert überschreitet.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung optischer Warnsignale diese am Rand des Aufmerksamkeitsfeldes (AF) des Operators ausgegeben werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschine ein Kraftfahrzeug der Operator der Fahrzeugführer und das Gefahrenpotential ein überholendes Fahrzeug ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des überholenden Fahrzeugs, beginnend mit der Annäherungsphase und endend mit der Entfernungsphase (nach dem Überholvorgang) durch ein in den Bereich des Instrumententrägers des Kraftfahrzeugs transferiertes optisches Signal wiedergegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschine ein Kraftfahrzeug, der Operator der Fahrzeugführer und das Gefahrenpotential für die Fortsetzung des Bewegungszustandes des Kraftfahrzeugs ein bewegtes Objekt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Objekt durch ein in den Bereich des Instrumententrägers transferiertes weiteres optisches Signal wiedergegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass analog zur Differenzgeschwindigkeit der beiden Fahrzeuge bzw. zum bewegten Objekt und/oder abhängig von der absoluten Geschwindigkeit des überholten Fahrzeugs die Intensität des transferierten optischen Signals nach Helligkeit, Ausdehnung oder Farbe variiert wird.
Verfahren nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Signal analog der relativen Bewegung der Fahrzeuge zueinander wandert.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschine ein Kraftfahrzeug, der Operator der Fahrzeugführer und das Gefahrenpotential ein überholendes Fahrzeug ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des überholenden Fahrzeugs, beginnend mit der Annäherungsphase und endend mit der Entfernungsphase (nach dem Überholvorgang) durch ein in den Hörbereich des Fahrers transferiertes akustisches Signal wiedergegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass analog der räumlichen Position des überholenden Fahrzeugs zum überholten Kraftfahrzeug der Geräuschpegel des akustischen Signals gesteuert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschine ein Kraftfahrzeug, der Operator der Fahrzeugführer und das Gefahrenpotential ein überholendes Fahrzeug ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des überholenden Fahrzeugs, beginnend mit der Annäherungsphase und endend mit der Entfernungsphase (nach dem Überholvorgang) in das Lenkrad des Kraftfahrzeugs transferiert und dort als haptisches Signal wiedergegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Warnsignal die Veränderung der Steifigkeit bzw. des Gegendruckes des Fahrersitzes eingesetzt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche bei einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass außen am Kraftfahrzeug Richtsensoren (R1–Rn) zur Erfassung der physikalischen Parameter angeordnet sind, diese über Signalleitungen mit einem Steuergerät (B) verbunden sind und von diesem Steuergerät (B) Signalleitungen (10) zu optischen Signalgebern (4.1–4.4) und/oder zu akustischen Signalgebern (L1–L8) und/oder zu haptischen Signalgebern (11, 12) im Innern des Kraftfahrzeugs führen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als optischer Signalgeber eine den Instrumententräger (2) des Fahrzeugs (F1) rahmenartig umgebende Leuchtvorrichtung (3) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass als akustische Signalgeber im Innenraum des Kraftfahrzeugs auf der rechten Seite eine Gruppe von Lautsprechern (L1–L4) und auf der linken Fahrzeugseite eine Gruppe von Lautsprechern (L5–L8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz in Teilen (11, 12) seines Umfangs in seinem Querschnitt veränderbar ist und abhängig von der räumlichen Position eines überholenden Fahrzeugs (F2) zum überholten Fahrzeug (F1) eine Querschnittsänderung am Lenkradkranz gesteuert wird.