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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 13/337,671, eingereicht am 27. Dezember 2011, und den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung, Nr. 61/428,521, eingereicht am 30. Dezember 2010, deren gesamte Offenbarung hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird.
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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrerarbeitslastfunktion und zum Benutzen der Fahrerarbeitslastfunktion für eine Mensch-Maschine-Schnittstellenleistungsbewertung und -anpassung.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung, bei denen es sich nicht zwangsläufig um den Stand der Technik handelt.
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Die Bedienung eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils oder eines Flugzeugs verlangt typischerweise, dass der Fahrer oder Bediener mit einer Benutzerschnittstelle interagiert. Moderne Benutzerschnittstellen können verschiedene grafische und digitale Anzeigeformate aufweisen und können auf unterschiedliche Weise bedient werden, etwa durch Sprachbefehle, Berührungsanzeigen und Joysticks. Die Fertigkeit bei der Bedienung moderner Benutzerschnittstellen ist je nach Fahrer sehr unterschiedlich. Älteren Fahrern beispielsweise, die an traditionelle Tachometerskalen gewöhnt sind, kann das Bedienen moderner Benutzerschnittstellen schwerer fallen als jüngeren Fahrern, die mit Videospielen aufgewachsen sind, die häufig ähnliche Benutzerschnittstellen aufweisen.
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Um die Fähigkeit eines Fahrers und die Arbeitslast zu messen, die erforderlich ist, um eine bestimmte Benutzerschnittstelle zu bedienen, und zudem die Benutzungsfreundlichkeit einer bestimmten Benutzerschnittstelle zu bewerten, werden Fahrer häufig aufgefordert, eine Reihe von Fragen zu beantworten, die subjektive Antworten verlangen. Für eine bestimmte Aufgabe beispielsweise, etwa das Tätigen eines Anrufs, kann dem Fahrer die folgende Reihe von Fragen gestellt werden: war es möglich, die Aufgabe auszuführen; war die Arbeitslast durch die Aufgabe akzeptabel; konnten Sie sich ausreichend auf das Führen des Fahrzeugs konzentrieren, als Sie die Aufgabe ausführten; wie schwierig war es insgesamt, die Benutzerschnittstelle zu bedienen, gemessen auf einer Maßskala von eins bis zehn? Da die Fragen subjektive Antworten verlangen, ist es schwierig, zu einer genauen Einschätzung der Fähigkeit des Fahrers zu gelangen, die jeweilige Benutzerschnittstelle zu bedienen, insbesondere bei einem Fahrer, der seine Fähigkeiten überschätzt oder dem es peinlich ist, Schwächen in seinem Können zuzugeben. Die Anmelder haben daher ein Verfahren zum objektiven Messen der Fähigkeit eines Fahrers erfunden, eine Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen, das es ermöglicht, die Benutzerschnittstelle an die Fähigkeit des Fahrers anzupassen.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
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Die vorliegenden Lehren stellen ein Verfahren zum objektiven Messen der Fähigkeit eines Fahrers bereit, eine Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen. Das Verfahren schließt Folgendes ein: objektives Messen der Fähigkeit des Fahrers, jeweilige von mehreren Kalibrierungsaufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades auszuführen, einschließlich einer einfachen Aufgabe, einer mittelschweren Aufgabe und einer schwierigen Aufgabe; Erzeugen einer Maßskala, anhand derer die Fähigkeit des Fahrers bewertet wird, die Benutzerschnittstelle zu bedienen, wobei die Maßskala auf Grundlage der objektiven Messungen der Fähigkeit des Fahrers, die einzelnen Kalibrierungsaufgaben auszuführen, an den Fahrer angepasst wird; objektives Messen der Fähigkeit des Fahrers, eine Funktion der Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen; und objektives Bewerten der Fähigkeit des Fahrers, die Funktion der Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle anhand der Maßskala zu bedienen, um zu bestimmen, ob die Benutzerschnittstelle für den Fahrer geeignet ist.
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Die vorliegenden Lehren stellen auch ein Verfahren zum objektiven Messen der Fähigkeit eines Fahrers bereit, eine Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen. Das Verfahren schließt ein: objektives Messen der Fähigkeit des Fahrers, jeweilige von mehreren Kalibrierungsaufgaben unterschiedlicher Schwierigkeit auszuführen, einschließlich einee Aufgabe des bloßen Fahrens, einee einfachen Aufgabe beim Fahren, einee mittelschweren Aufgabe beim Fahren und einer schwierigen Aufgabe beim Fahren; Erzeugen einer Maßskala, anhand derer die Fähigkeit des Fahrers bewertet wird, die Benutzerschnittstelle zu bedienen, wobei die Maßskala auf Grundlage der objektiven Messungen der Fähigkeit des Fahrers, die einzelnen Kalibrierungsaufgaben auszuführen, an den Fahrer angepasst wird; objektives Messen und Bewerten der Fähigkeit des Fahrers, eine Funktion der Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle anhand der Maßskala zu bedienen; und Anpassen der Benutzerschnittstelle für den Benutzer anhand der Fähigkeit des Benutzers, die Funktion zu bedienen.
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Die vorliegenden Lehren stellen ferner ein Verfahren zum objektiven Messen der Fähigkeit eines Fahrers bereit, eine Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen. Das Verfahren schließt ein: objektives Messen der Fahrerarbeitslast, die zum Ausführen einer jeweiligen von mehreren Kalibrierungsaufgaben unterschiedlicher Schwierigkeit erforderlich ist; Erzeugen einer Maßskala zum Messen der für den Fahrer anfallenden Arbeitslast während des Bedienens der Benutzerschnittstelle, wobei die Maßskala aufgrund der objektiven Messungen der Arbeitslast, die vom Fahrer beim Ausführen der Kalibrierungsaufgaben aufgewendet wird, an den Fahrer angepasst wird; objektives Messen der Fahrerbelastung, die vom Fahrer aufgewendet wird, um eine Funktion der Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen; objektives Bewerten der Arbeitslast, die vom Fahrer aufgewendet wird, um die Funktion der Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen; und Anpassen der Benutzerschnittstelle an den Fahrer, um die vom Fahrer zur Bedienung der Benutzerschnittstelle aufgewendete Arbeitslast zu optimieren.
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Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der hierin bereitgestellten Beschreibung hervor. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele dieser Kurzdarstellung dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung der ausgewählten Ausführungsformen, aber nicht aller möglichen Implementierungen, und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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1 veranschaulicht ein Verfahren zum objektiven Messen der Fähigkeit eines Fahrers, eine Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle gemäß den vorliegenden Lehren zu bedienen;
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2 veranschaulicht eine Vorrichtung zum objektiven Messen der Fähigkeit des Fahrers, die Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen; und
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3 veranschaulicht beispielhafte Berechnungen, Messungen und Ergebnisse des Verfahrens aus 1.
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Gleiche Bezugszeichen verweisen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen auf gleiche Elemente.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden.
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Zunächst Bezug nehmend auf 1 wird ein Verfahren zum objektiven Messen der Fähigkeit eines Fahrers zum Bedienen einer Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle oder Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) allgemein mit Bezugszeichen 10 veranschaulicht. An Block 12 wird die Fähigkeit des Fahrers zum Ausführen jeweiliger von mehreren Kalibrierungs- oder Referenzaufgaben unterschiedlicher Schwierigkeit gemessen. Die Fähigkeit des Fahrers, die einzelnen Kalibrierungsaufgaben auszuführen, lässt sich hinsichtlich der zum Ausführen der einzelnen Aufgaben erforderlichen Fahrerarbeitslast messen. Es kann eine beliebige geeignete Anzahl von Kalibrierungsaufgaben von unterschiedlicher Schwierigkeit benutzt werden. Die Kalibrierungsaufgaben können mithilfe eines Testendgeräts oder Computers durchgeführt werden, etwa der MMS-Bewertungsvorrichtung 30 aus 2, die hierin genauer beschrieben wird. Die Kalibrierungsaufgaben können entweder entfernt von einem Fahrzeug, in einem stehenden Fahrzeug und/oder während des Führens eines Fahrzeugs durch den Fahrer ausgeführt werden. Den Kalibrierungsaufgaben wird ein im Voraus festgelegter Arbeitslastwert zugewiesen, etwa auf einer Maßskala von eins (1) bis zehn (10), wobei eins am leichtesten und zehn am schwierigsten ist.
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Die Kalibrierungsaufgaben können künstliche Surrogataufgaben, tatsächliche Aufgaben (echte Aufgaben) oder eine Kombination daraus sein. Beispielsweise kann dem Fahrer eine Reihe von Kreisen auf einem Endgerät oder Computer präsentiert werden, und er kann aufgefordert werden, den Bereich mit dem größten Kreis oder den größten Kreisen zu finden und zu berühren. Dem Fahrer können außerdem mehrere Pfeile angezeigt werden, und der Fahrer kann angewiesen werden, den oder die Pfeile zu finden, die in eine andere Richtung als die anderen weisen, und diese zu berühren. Die Muster aus Kreisen und Pfeilen können je nach der gewünschten Schwierigkeit der Aufgaben variieren. Die Surrogataufgaben können auch einen oder mehrere akustische oder Hörtests einschließen. Die Surrogataufgaben können auf diese Weise beliebige geeignete Aufgaben oder Tests zum Bestimmen der kognitiven, Seh-, Handhabungs-, Aufmerksamkeits-, Konzentrations- oder Hörarbeitslast eines Fahrers einschließen.
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Eine weitere beispielhafte Surrogatkalibrierungsaufgabe schließt ein, dem Fahrer eine Reihe von Zahlen zu präsentieren und ihn anzuweisen, eine bestimmte Zahl oder Zahlenfolge zu finden. Beispielsweise kann dem Fahrer auf einem tragbaren Endgerät oder Computer eine Zahlenfolge zwischen 1 und 9 gezeigt werden, und zwar jeweils eine Zahl nach der anderen. Wenn der Fahrer die Zielabfolge für eine jeweilige Kalibrierungsaufgabe erkennt, wird er angewiesen, sowohl die linke als auch die rechte Taste des Endgeräts gleichzeitig zu drücken. Bei einer einfachen Aufgabe kann der Fahrer angewiesen werden, beide Tasten zu drücken, wenn die Zahl „5” angezeigt wird. Bei einer Aufgabe mittlerer Schwierigkeit kann der Fahrer aufgefordert werden, beide Tasten zu drücken, wenn die letzten drei Zahlen gerade waren. Bei einer schwierigen Aufgabe kann der Fahrer aufgefordert werden, beide Tasten zu drücken, wenn die angezeigte Zahl bereits zweimal zuvor erschienen ist.
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Die Kalibrierungsaufgaben kann auch tatsächliche oder nicht-künstliche echte Aufgaben einschließen, die in einem Fahrzeug oder an einer Pseudobenutzerschnittstelle ausgeführt werden. Tatsächliche oder nicht-künstliche Kalibrierungsaufgaben können beispielsweise eins oder mehrere der folgenden einschließen: Erhöhen der Temperatur auf 75°F; Erhöhen oder Senken der HVAC-Gebläsedrehzahl um eine Stufe; Ändern des HVAC-Betriebsmodus, etwa von Klimatisierung auf Belüftung; Voreinstellen eines einzelnen Radiosenders; Erhöhen oder Senken der Radiolautstärke um eine Stufe; Annehmen eines Telefonanrufs; Programmieren einer GPS-Navigationsroute usw. Wie bei den Surrogat- oder künstlichen Aufgaben wird jeder dieser Kalibrierungsaufgaben ein im Voraus festgelegter Schwierigkeitsgrad im Bereich von eins (1) bis zehn (10) zugewiesen.
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Die Kalibrierungsaufgaben können eine Aufgabe des bloßen Fahrens und eine einfache, eine mittelschwere und eine schwierige Aufgabe einschließen, die während des Fahrens ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Aufgabe des bloßen Fahrens ein Arbeitslastwert von eins (1) zugewiesen werden; der einfachen, beim Fahren ausgeführten Aufgabe, etwa dem Auswählen eines senkrechten Pfeils aus einer Anordnung waagerechter Pfeile, kann ein Wert von drei (3) zugewiesen werden; der mittelschweren, beim Fahren ausgeführten Aufgabe, etwa dem Auswählen eines senkrechten Pfeils unter neun waagerechten Pfeilen, kann ein Wert von fünf (5) zugewiesen werden; und der schwierigen, beim Fahren ausgeführten Aufgabe, etwa dem Auswählen der zwei größten Kreise unter zwanzig oder mehr kleineren Kreisen kann ein Wert von acht (8) zugewiesen werden. Die Kalibrierungsaufgaben können auch eine oder mehrere echte Aufgaben einschließen, etwa das Ändern der HVAC-Gebläsedrehzahl.
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Die Fähigkeit des Fahrers, die einzelnen Kalibrierungsaufgaben auszuführen, wird durch unterschiedliche geeignete Methoden objektiv gemessen. Die Fähigkeit des Fahrers wird hinsichtlich der Arbeitslast geprüft, die in Bezug auf die Leistung (etwa Geschwindigkeit, Position auf der Fahrspur, Aufgabendauer), die Wahrnehmung (etwa Augenverfolgung, Blickdauer, Gesamtdauer, Häufigkeit), und/oder physiologisch (etwa Gehirnwellenaktivität, Herzfrequenz, Variabilität der Herzfrequenz, Atmung) gemessen wird. Beispielsweise können einer oder mehrere der folgenden Leistungsparameter für jede Aufgabe gemessen werden: Aufgabengesamtdauer in Sekunden, Anteil der Zeit, während der die Augen des Fahrers von der Straße abgewandt werden; Anzahl der entscheidenden Blicke auf die Benutzerschnittstelle; Herzfrequenz und Variabilität der Herzfrequenz; Hautwiderstand oder -leitfähigkeit (HW), wodurch die Schweißabsonderung messbar ist, z. B. verschwitze Handflächen; und Gehirnwellenaktivität (EEG).
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Die Leistungsparameter können gemessen werden, um mithilfe eines beliebigen geeigneten Typs von Messausrüstung oder -gerät einen Rohparameterpunktwert für jeden Leistungsparameter zu erlangen. Beispielsweise kann der Hautwiderstand der Handflächen des Fahrers über Sensoren gemessen werden, die am Lenkrad angeordnet sind. Die Herzfrequenz kann mit einem Elektrokardiogramm (EKG) oder mit Sensoren im Lenkrad gemessen werden. Gehirnwellen können mittels Elektroenzephalographie (EEG), etwa mit einem EEG-Sensorelektrodennetz, gemessen werden. Es kann ein beliebiger geeigneter Gehirnwellenparameter gemessen werden, etwa die Aktivität in der frontalen, okzipitalen, Mittellinien- und Sensormotorregion des Gehirns. Zu messbaren Gehirnwellenfrequenzen gehören die folgenden: Alpha (8–12 Hz); Beta (13–20 Hz); Beta hoch (17–20 Hz); Beta niedrig (13–16 Hz); Theta 3,5–7,5; Delta (0,5–3 Hz); und Gamma (21–50 Hz). Die Fahrleistung lässt sich ebenfalls messen, etwa eine Geschwindigkeitsreduzierung während des Ausführens einer Aufgabe und die Fähigkeit, auf einer vorgegebenen Spur zu bleiben.
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Die Messausrüstung kann Teil der MMS-Bewertungsvorrichtung 30 (2) sein, die tragbar sein kann und die gesamte zum Messen der Leistungsparameter benötigte Ausrüstung aufweisen kann. Der Kit kann Herstellern und/oder Händlern zur Verfügung gestellt werden, um die Arbeitslast und die Fähigkeit eines Fahrers zu messen, die einzelnen Aufgaben auszuführen. Die Ergebnisse kann der Hersteller oder Händler dann benutzen, um die Benutzerschnittstelle so anzupassen, dass sie zu den Fähigkeiten des Fahrers passt.
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Weiterhin Bezug nehmend auf 2, weist die MMS-Bewertungsvorrichtung 30 allgemein eine Schnittstelle 32 mit mehreren Eingabevorrichtungen (etwa einen Berührungsbildschirm, reelle und virtuelle Schalter, Schieberregler und/oder Knöpfe), eine Steuerung 34, mehrere physiologische Sensoren 36 (beispielsweise einschließlich EEG-, EKG- und SLC-Sensoren), Augenverfolgungssensoren 38, Fahrzeugdateneingänge 40 (beispielsweise einschließlich Lenkradwinkel, Geschwindigkeit, lateraler Beschleunigung und Spurabweichung), eine Anzeige 42 und ein Audiosystem 54 auf. Die Vorrichtung 30 kann beispielsweise in einer kompakten Baugruppe oder einem Kit untergebracht sein, die bzw. der sich leicht von Fahrzeug zu Fahrzeug transportieren lässt.
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Die Schnittstelle 32 kann auf unterschiedliche Weise Eingaben von einem Fahrer oder Benutzer akzeptieren, etwa über einen Berührungsbildschirm 44, ein Tastenfeld, einen Joystick oder eine beliebige Anzahl von anderen Tasten oder Eingängen. Wenn beispielsweise die Surrogataufgabe das Auswählen eines senkrechten Pfeils unter mehreren waagerechten Pfeilen einschließt, können die Pfeile auf dem Berührungsbildschirm 44 angezeigt werden, und der senkrechte Pfeil kann mithilfe des Berührungsbildschirms 44 ausgewählt werden. Die Schnittstelle 32 kommuniziert mit der Steuerung 34 und überträgt die Eingaben der Schnittstelle 32 an die Steuerung 34.
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Die Steuerung 34 weist einen Speicher 46, einen Prozessor oder einen Computer 48 und einen Signalverstärker oder -aufbereiter 50 auf. Die Steuerung 34 empfängt von den physiologischen Sensoren 36 und den Augenverfolgungssensoren 38 Eingänge und empfängt die Fahrzeugdaten zur Fahrerleistung 40, um die Fähigkeit des Fahrers, die einzelnen Kalibrierungsaufgaben auszuführen, in Bezug auf eine Fahrerarbeitslastfunktion (FAF) objektiv zu messen. Die FAF beruht beispielsweise auf einer oder mehreren von einer kognitiven Arbeitslast, einer Seharbeitslast, einer Handhabungsarbeitslast, einer Hörarbeitslast usw., wie unten weiter beschrieben. Die Leistungsparametermessungen und Ergebnisse der Kalibrierungsaufgaben können auf der Anzeige 42 angezeigt und mittels Datenübertragung 52 an die Anzeige 42 übertragen werden. Bezug nehmend auf Block 14 aus 1 wird die Fähigkeit des Fahrers zum Ausführen der einzelnen Kalibrierungsaufgaben dazu benutzt, eine Arbeitslastmaßskala oder einen Arbeitslastzähler zu erzeugen, die bzw. der an den Fahrer angepasst ist. Die Maßskala kann letztlich dazu benutzt werden, die Fähigkeit eines Fahrers zum Bedienen einer Benutzerschnittstelle zu messen. Ein FAF-Gewichtungswert oder Gewichtungsparameterwert für jeden gemessenen Leistungsparameter wird durch Multiplizieren des Rohparameterpunktwerts mit einem FAF-Faktor, oder einer FAF-Gewichtung, auf Grundlage der Relevanz oder Bedeutung des Leistungsparameters für die Fähigkeit des Fahrers, die Kalibrierungsaufgabe auszuführen, ermittelt. Da beispielsweise Sehparameter oder -faktoren typischerweise wichtiger als andere sind, wird den Sehleistungsparametern das größte Gewicht gegeben. Dem Anteil von Blicken von der Straße fort kann auf diese Weise ein FAF-Faktor von 0,6 zugewiesen werden, der größer als ein FAF-Faktor von beispielsweise 0,15 ist, der dem HW-Parameter zugewiesen ist.
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Um zu vermeiden, dass einem oder mehreren Leistungsparametern aufgrund des absoluten Zahlenwerts der Rohpunktzahl zu viel oder zu wenig Gewicht beigemessen wird, wird jeder Leistungsparameter skaliert. Wenn beispielsweise der Hautwiderstandspegel (HW) bei etwa 25 mOhm (0,025 Ohm = 2,5 E-2) gemessen wird und der gemessene EEG-Wert 4E-6J. lautet, ist der gemessene HW-Wert etwa vier Größenordnungen höher als der EEG-Wert. Wenn dem EEG- und dem HW-Wert die gleiche Wichtigkeit oder Gewichtung in der Fahrerarbeitslastfunktion zukommen sollen, wird der HW-Wert schlicht aufgrund seines größeren Zahlenwerts übergewichtet. Der Rohpunktwert der einzelnen Leistungsparameter wird daher mit einem Skalierungsfaktor multipliziert, um absolute numerische Differenzen zwischen den gemessenen Werten zu reduzieren oder zu beseitigen.
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Die FAF-Gewichtungswerte der einzelnen Leistungsparameter für die einzelnen Kalibrierungsaufgaben werden nach dem Multiplizieren mit dem FAF-Faktor und dem Skalierungsfaktor, der jedem Parameter zugewiesen ist, summiert, um einen FAF-Gewichtungsgesamtwert für die einzelnen Kalibrierungsaufgaben zu ermitteln. Der FAF-Gewichtungsgesamtwert für die einzelnen Kalibrierungsaufgaben wird dann in beliebiger geeigneter Weise auf der Fahrerarbeitslastmaßskala von eins bis zehn gestreckt, etwa mit einem linearen oder nichtlinearen Streckungskoeffizienten. Das Ergebnis ist ein abschließender gestreckter FAF-Wert für die einzelnen Kalibrierungsaufgaben, die dann jeweils an der Fahrerarbeitslastmaßskala von eins bis zehn dargestellt werden, um eine Maßskala zu erzeugen, an der die Fähigkeit des Fahrers zum Bedienen einer Benutzerschnittstelle gemessen wird, die aufgrund der objektiven Messungen der Fähigkeit des Fahrers zum Ausführen der einzelnen Kalibrierungsaufgaben an den Fahrer angepasst wird. Diese Berechnungen können von der CPU 48 der Steuerung 34 durchgeführt werden.
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Es soll nun im Zusammenhang mit dem Beispiel aus 3 die Arbeitslastmaßskala näher erläutert werden, die an den Fahrer angepasst wird, was von der CPU 48 der Steuerung 34 durchgeführt werden kann. In dem Beispiel aus 3 wurden vier verschiedene Kalibrierungsaufgaben ausgeführt: eine Aufgabe des bloßen Fahrens; Fahren und gleichzeitiges Auswählen eines senkrechten Pfeils aus einer Anordnung von drei waagerechten Pfeilen, wobei es sich um eine Aufgabe von geringer Schwierigkeit handelt; Fahren und gleichzeitiges Auswählen eines senkrechten Pfeils unter neun waagerechten Pfeilen, wobei es sich um eine Aufgabe von mittlerer Schwierigkeit handelt; und Fahren und gleichzeitiges Auswählen der zwei größten Kreise unter zwanzig oder mehr kleineren Kreisen, wobei es sich um eine Aufgabe von hoher Schwierigkeit handelt. Der Aufgabe des bloßen Fahrens wurde ein im Voraus festgelegter Arbeitslastwert von 1 zugewiesen, der leichten Aufgabe wurde ein Arbeitslastwert von 3 zugewiesen, der mittelschweren Aufgabe wurde ein Arbeitslastwert von 5 zugewiesen und der schwierigen Aufgabe wurde ein Arbeitslastwert von 8 zugewiesen. Obwohl alle drei Kalibrierungsaufgaben als Surrogataufgaben beschrieben wurden, können die Kalibrierungsaufgaben eine oder mehrere echte Aufgaben einschließen. Beispielsweise kann die leichte Aufgabe das Ändern der HVAC-Drehzahl einschließen, die mittelschwere Aufgabe kann das Vornehmen einer Radiovoreinstellung einschließen, und die schwierige Aufgabe kann das Einstellen einer Navigationsroute einschließen. Auf diese Weise kann die Arbeitslastmaßskala auf Grundlage aller Surrogataufgaben, aller echten Aufgaben oder einer Kombination aus Surrogat- und echten Aufgaben erzeugt werden. Wenn eine Kombination aus Surrogat- und echten Aufgaben benutzt wird, kann die Anzahl der benutzten Surrogataufgaben größer als die Anzahl der benutzten echten Aufgaben sein.
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Im Beispiel aus 3 wurden die folgenden Leistungsparameter gemessen: die Gesamtdauer der Aufgabe in Sekunden; der Prozentanteil an Blicken von der Straße weg; die Anzahl entscheidender Blicke auf die Motorfahrzeug-Benützerschnittstelle oder MMS; der Herzfrequenzwert in Schlägen pro Minute (HFW); der Hautwiderstand in Ohm (HW); Gehirnwellen-EEG Beta 1; und Gehirnwellen-EEG Beta 2. Jedem Leistungsparameter wurde anhand der Wichtigkeit des jeweiligen Parameters ein FAF-Gewichtungsfaktor zugewiesen. Der Prozentanteil an Blicken von der Straße weg und die Anzahl entscheidender Blicke auf die Benutzerschnittstelle wurden beispielsweise im Voraus als am wichtigsten festgelegt und erhielten daher beide den FAF-Faktor von 0,6. Die Gesamtdauer der Aufgabe wurde als zweitwichtigster Faktor bestimmt und erhielt einen FAF-Wert von 0,25. HFW lag auf dem dritten Rang mit einem FAF-Faktor von 0,22. HW und EEG-Beta 1 wurden gleichermaßen mit einem FAF-Faktor von je 0,15 gewichtet. EEG-Beta 2 wurde als am wenigsten wichtiger Parameter bestimmt und erhielt daher den kleinsten FAF-Faktor von 0,1.
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Der Wert jedes Rohparameterpunktwerts wird zunächst mit einem Grundwert verglichen. Da beispielsweise und in Bezug auf die gemessenen 90 Herzschläge pro Minute (bpm) für die mittelschwere Aufgabe während des Fahrens 90 bpm um 9 bpm größer als der Grundwert von 81 bpm beim bloßen Fahren ist, wird die Differenz von 9 bpm mit dem FAF-Faktor 0,22 und dem Skalierungsfaktor 10 multipliziert, um den FAF-Gewichtungswert von 0,198 zu ergeben. Nachdem jeder Rohpunktwert mit den FAF-Faktoren und Skalierungsfaktoren jedes Parameters multipliziert wurde, werden die resultierenden FAF-Gewichtungswerte für jeden gemessenen Parameter summiert und ergeben einen FAF-Gewichtungsgesamtwert. Im Beispiel betrug also der FAF-Gewichtungsgesamtwert für die einzelnen Kalibrierungsaufgaben 1,25 für die Aufgabe des bloßen Fahrens; 2,96 für die leichte Aufgabe beim Fahren; 4,33 für die mittelschwere Aufgabe beim Fahren; und 6,82 für die schwierige Aufgabe beim Fahren.
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Die FAF-Gewichtungsgesamtwerte für jede Aufgabe werden dann mithilfe des Streckungsfunktionskoeffizienten, beispielsweise eines einfachen linearen Streckungskoeffizienten, „gestreckt”. In diesem Beispiel betrug der Streckungsfunktionskoeffizient 1,0965. Auf die Weise wurden die einzelnen FAF-Gewichtungsgesamtwerte mit diesem Koeffizienten multipliziert. Das Ergebnis war ein abschließender gestreckter FAF-Wert von 1,37 für die Aufgabe des bloßen Fahrens; 3,24 für die einfache Aufgabe; 4,75 für die mittelschwere Aufgabe; und 7,48 für die schwierige Aufgabe. Bei dem bestimmten getesteten Fahrer war die Arbeitslast zum Ausführen der Aufgabe des bloßen Fahrens und der leichten Aufgabe größer als erwartet, während seine Arbeitslast beim Ausführen der mittelschweren und schwierigen Aufgabe geringer als erwartet war.
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Bezug nehmend auf Block 16 aus 1 kann die persönliche abschließende gestreckte FAF-Maßskala des Fahrers benutzt werden, um seine Fähigkeit und Arbeitslast zum Ausführen einer tatsächlichen Aufgabe des Bedienens der Benutzerschnittstelle objektiv eingeschätzt werden. Beispielsweise und unter Bezugnahme auf das Beispiel aus 3 wurden die FAF-Gewichtungswerte der Leistungsparameter zum Ausführen der tatsächlichen MMS-Aufgabe des Änderns eines Radiosenders während des Fahrens summiert und ergaben einen FAF-Gewichtungsgesamtwert von 3,80, was mit dem Streckungsfunktionskoeffizienten von 1,0965 multipliziert wurde, um einen abschließenden gestreckten FAF-Wert von 4,17 zu ergeben. Für diesen bestimmten Fahrer lag die Aufgabe des Änderns eines Radiosenders während des Fahrens etwa in der Mitte zwischen einer Aufgabe von geringer und mittlerer Schwierigkeit für den Fahrer.
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Das gleiche Verfahren und die gleichen Berechnungen können für verschiedene Aufgaben wiederholt werden, die vom Fahrer anhand der Fahrerschnittstelle ausgeführt werden, um einen abschließenden gestreckten FAF-Wert für jede Aufgabe zu ermitteln. Die Summe aller abschließenden gestreckten FAF-Werte wird durch die Anzahl an Aufgaben geteilt, um einen Grafische-Benutzerschnittstellen-/Multimodalschnittstellenwert (GUI/MMI-Wert) für den Fahrer zu ermitteln. Wenn nach dem Ausführen einer Reihe unterschiedlicher Aufgaben der GUI/MMI-Wert des Fahrers beispielsweise größer als 7 ist, sollte die Benutzerschnittstelle für den Fahrer vereinfacht werden. Wenn umgekehrt der GUI/MMI-Gesamtwert des Fahrers beispielsweise kleiner als 2 ist, kann dem Fahrer eine komplexere Benutzerschnittstelle mit mehr Funktionen zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise kann die Fähigkeit des Fahrers, eine Motorfahrzeug-Benutzerschnittstelle zu bedienen, objektiv bestimmt werden, um einzuschätzen, ob eine jeweilige Benutzerschnittstelle für die Fähigkeiten des Fahrers geeignet ist, wie an Block 18 aus 1 dargelegt. Unter Bezugnahme auf Block 20 aus 1 kann die Benutzerschnittstelle dem Bedarf entsprechend an den Fahrer angepasst werden.
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Die Möglichkeit, die Fähigkeit oder die Arbeitslast eines Fahrers beim Bedienen einer Benutzerschnittstelle und/oder verschiedener Funktionen derselben objektiv zu bewerten, bietet dem Hersteller und/oder Händler die Möglichkeit, eine Benutzerschnittstelle genauer an einen jeweiligen Fahrer oder Benutzer anzupassen. Einer älteren Person mit einem hohen GUI/MMI-Wert kann beispielsweise eine vereinfachte Datenbank zur Verfügung gestellt werden, und einem jungen, mit Computern vertrauten Benutzer mit einem niedrigen GUI/MMI-Wert kann eine erweiterte Benutzerschnittstelle mit einer größeren Anzahl von Funktionen zur Verfügung gestellt werden.
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Neben dem Erzeugen der Arbeitslastmaßskala auf Grundlage des abschließenden gestreckten FAF für die einzelnen Kalibrierungsaufgaben, wie oben beschrieben, kann der Rohparameterpunktwert für jeden Parameter auf der Arbeitslastmaßskala dargestellt werden. Beispielsweise und in Bezug auf den HFW-Parameter des Beispiels aus 3 wird die Herzfrequenz beim bloßen Fahren von 81 bpm an einem Arbeitslastwert von 1 dargestellt, da der Aufgabe des bloßen Fahrens ein Arbeitslastwert von 1 zugewiesen wurde. Ebenso wurde der Herzfrequenz der leichten Aufgabe von 85 bpm ein Arbeitslastwert von 3 zugewiesen; der Herzfrequenz der mittelschweren Aufgabe von 90 bpm wurde ein Arbeitslastwert von 5 zugewiesen; und der Herzfrequenz der schwierigen Aufgabe von 100 wurde ein Arbeitslastwert von 8 zugewiesen. Der Rohparameterpunktwert für die MMS-Aufgabe des Änderns des Radios betrug 87 bpm, und in Bezug auf HFW weist das Ändern des Radios somit eine Arbeitslastschwierigkeit von etwa 4 auf der angepassten Arbeitslastmaßskala des Fahrers auf, da 87 bpm etwa in der Mitte zwischen 85 bmp und den 90 bpm liegt, die während des Ausführens der Surrogataufgaben beobachtet wurden.
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Eine beliebige Anzahl an Leistungsparametern kann der Arbeitslastmaßskala des Fahrers in gleicher Weise wie im vorangehenden Abschnitt beschrieben hinzugefügt werden, um eine objektive Bewertung der Fähigkeit des Fahrers zum Bedienen einer Benutzerschnittstelle in Bezug auf bestimmte Leistungsparameter bereitzustellen. Auf diese Weise können die Auswirkungen unterschiedlicher Leistungsparameter auf die Fähigkeit des Fahrers isoliert werden. Wenn der Fahrer beispielsweise bei der MMS-Aufgabe des Ändern des Radios bei den meisten Leistungsparameter eine Punktzahl von vier erzielt, was anzeigt, dass die Aufgabe von mittlerer Schwierigkeit ist, aber dann für den Anteil der Blicke von der Straße weg eine Punktzahl von sieben erzielt, was einer der wichtigsten Parameter ist, kann bestimmt werden, dass die Aufgabe zu schwierig für den Fahrer ist. Die Benutzerschnittstelle kann auf bestimmte Weise modifiziert werden, um den Anteil der Blicke von der Straße weg für den Fahrer zu reduzieren, und kann somit an die Schwäche des Fahrers angepasst werden. Um einen GUI/MMI-Gesamtwert für den Fahrer bereitzustellen, kann die Arbeitslastschwierigkeit für jeden Leistungsparameter gemittelt werden.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen diente den Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht als vollständig zu verstehen und soll die Offenbarung nicht einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer jeweiligen Ausführungsform beschränken sich allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform, sondern sind, soweit zutreffend, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform benutzt werden, selbst wenn sie nicht ausdrücklich gezeigt oder beschrieben sind. Diese kann auch auf unterschiedlichste Art abgewandelt werden. Solche Abwandlungen gelten nicht als Abweichung von der Offenbarung, und alle derartigen Modifikationen fallen in den Umfang der Offenbarung.
