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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr.
62/770,352 , eingereicht am 21. November 2018, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Ein Führer (Fahrer) eines Fahrzeugs ist einer Vielzahl von Stimuli ausgesetzt. Die Stimuli können aus dem Fahrzeuginneren stammen und die Stimuli können von außerhalb des Fahrzeugs stammen. Nicht einschränkende Beispiele für interne Stimuli beinhalten Musik aus einem Radio, Blinkergeräusche, Motorgeräusche, Stimmen, Knarr- und Quietschgeräusche und dergleichen. Nicht einschränkende Beispiele für externe Stimuli beinhalten Geräusche von anderen Fahrzeugen, Sirenen, Hupen und dergleichen. In bestimmten Fällen können die internen und externen Stimuli die Situationserkennung des Führers beeinflussen.
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In bestimmten Fällen kann die Situationserkennung eines Fahrzeugführers durch das Hinzufügen von Stimuli zu Warnungen, Ereignissen, Objekten, Situationen und dergleichen verbessert werden, die vom Fahrzeugführer ansonsten möglicherweise nicht bemerkt werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel würde eine klangbasierte Warnung vor möglicher Eisbildung auf der Straße bei Nacht, die sonst schwer zu erkennen wäre, die Situationserkennung verbessern. Als weiteres, nicht einschränkendes Beispiel würde eine hörbare Benachrichtigung, dass eine rote Ampel grün geworden ist, die Situationserkennung verbessern.
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In anderen Fällen kann die Situationserkennung eines Fahrzeugführers verbessert werden, indem die Wahrnehmbarkeit eines ablenkenden Stimulus abgeschwächt, aufgehoben oder reduziert wird. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahren über raue Oberflächen, wie beispielsweise Kies, Stein und dergleichen, Geräusche erzeugen, die für den Fahrzeugführer ablenkend sein können und auch die Fähigkeit des Fahrzeugführers zur Wahrnehmung wichtigerer Stimuli beeinträchtigen können.
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In bestimmten Fällen kann die Situationserkennung eines Fahrzeugführers verbessert werden, indem der Klang natürlich auftretender Stimuli, die der Fahrzeugführer im Normalfall imstande ist wahrzunehmen oder auch nicht, verstärkt oder verändert wird. Als ein nicht einschränkendes Beispiel könnte eine Vielzahl von Geräuschen, die von einem Verbrennungsmotor ausgehen und darauf hinweisen, dass das Motoröl gewechselt werden muss, mit einer klangbasierten Warnung einhergehen, wodurch die Situationserkennung des Fahrzeugführers verbessert wird.
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In anderen Fällen kann die Situationserkennung eines Fahrzeugführers verbessert werden, indem die Position verschiedener Arten oder Klassen von Stimuli in der virtuellen akustischen Szene eingestellt wird. Die Position der Stimuli kann automatisch oder manuell eingestellt werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können Fahrhinweise automatisch in Richtung einer bevorstehenden Abbiegung des Fahrzeugs positioniert werden. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann ein audiobasiertes Telefongespräch in Richtung des Beifahrersitzes positioniert werden.
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Vorteilhaft wäre es, wenn die Situationserkennung eines Fahrzeugführers verbessert werden könnte.
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KURZDARSTELLUNG
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Es wird darauf hingewiesen, dass diese Kurzdarstellung eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form bereitstellt, wobei die Konzepte weiter unten in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Kurzdarstellung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale dieser Offenbarung identifizieren noch den Umfang der Vorrichtung und des Verfahrens zur Bereitstellung einer Situationserkennung unter Verwendung von Positionssensoren und virtueller akustischer Modellierung einschränken.
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Die vorstehenden Ziele sowie andere nicht speziell aufgezählte Ziele werden durch ein Situationserkennungssystem erreicht, das konfiguriert ist, ein binaurales virtuelles akustisches Modell eines erfassten Objekts zu erzeugen. Das Situationserkennungssystem beinhaltet einen oder mehrere Sensoren, die konfiguriert sind, ein Objekt zu erfassen und Signale des erfassten Objekts zu erzeugen. Ein Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul steht mit dem einen oder den mehreren Sensoren in Verbindung. Das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul ist konfiguriert, um das erfasste Objekt zu identifizieren, und ferner konfiguriert, um die Position, Geschwindigkeit und Richtung jedes erfassten Objekts zu ermitteln. Ein Klangsynthesemodul steht mit dem Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul in Verbindung. Das Klangsynthesemodul ist so konfiguriert, dass es Klänge für das erfasste Objekt erzeugt und ist ferner so konfiguriert, dass es ein binaurales virtuelles akustisches Modell für das erfasste Objekt erzeugt. Das binaurale virtuelle akustische Modell wird verwendet, um das erfasste Objekt im virtuellen Raum an einer Position zu positionieren, die seiner Position im realen Raum entspricht. Ein oder mehrere Strahlformungsanordnungen stehen mit dem Klangsynthesemodul in Verbindung und sind für die Ausgabe von Klang konfiguriert. Der von der einen oder den mehreren Strahlformungsanordnungen abgegebene Klang erhöht die Situationserkennung eines Fahrzeugführers.
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Die vorstehenden Ziele sowie andere nicht speziell aufgezählte Ziele werden auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines Situationserkennungssystems erreicht. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Erfassens eines Objekts unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren, wobei der eine oder die mehreren Sensoren ein Erfassungssignal erzeugen, des Analysierens des Erfassungssignals zur Identifizierung des Objekts, des Ermittelns der Position, Geschwindigkeit und Richtung des Objekts, des Erzeugens eines oder mehrerer Klänge für das Objekt, des Sendens von Positionsinformationen für das Objekt an ein virtuelles akustisches Modell, des Positionierens des Objekts im virtuellen Raum an einer Position, die seiner Position im realen Raum entspricht, des Erzeugens von Signalen für die positionierten Objekte oder Schallquellen zur Übertragung an Strahlformungsanordnungen und des Übertragens der Signale an die Strahlformungsanordnungen.
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Verschiedene Aufgaben und Vorteile der Vorrichtung und des Verfahrens zur Bereitstellung einer Situationserkennung unter Verwendung von Positionssensoren und virtueller akustischer Modellierung werden für Fachleute aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn sie im Lichte der begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das mit einem Situationserkennungssystem ausgestattet ist.
- 2 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das mit dem Situationserkennungssystem von 1 ausgestattet ist.
- 3 ist eine schematische Ansicht der Elemente des Situationserkennungssystems von 1.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenbereichs eines Fahrzeugs, die Teile des Situationserkennungssystems von 1 darstellt.
- 5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Situationserkennungssystems von 1 veranschaulicht.
- 6 ist eine schematische Draufsicht auf einen Innenbereich eines Fahrzeugs, die eine Erweiterung von Strahlformungsanordnungen mit in Kopfstützen positionierten Lautsprechern veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die Vorrichtung und das Verfahren zur Bereitstellung einer Situationserkennung unter Verwendung von Positionssensoren und virtueller akustischer Modellierung (im Folgenden „Situationserkennungssystem“) werden nun unter gelegentlicher Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben. Das Situationserkennungssystem kann jedoch in unterschiedlichen Formen ausgeführt sein und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit die vorliegende Offenbarung möglichst umfassend und vollständig ist und Fachleuten auf dem Gebiet den Umfang des Situationserkennungssystems vollständig vermittelt.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachkundigen auf dem Gebiet, zu dem das Situationserkennungssystem gehört, allgemein verstanden wird. Die bei der Beschreibung des Situationserkennungssystems verwendete Terminologie dient hier lediglich zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll das Situationserkennungssystem in keiner Weise einschränken. Wie in der Beschreibung des Situationserkennungssystems und den beigefügten Ansprüchen verwendet, sollen die Singularformen „ein(e)“ und „der/die/das“ ebenso die Pluralformen beinhalten, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht.
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Sofern nicht anders angegeben, sind alle Zahlen, die Größen von Abmessungen wie Länge, Breite, Höhe usw. ausdrücken, wie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, als in allen Fällen durch den Begriff „etwa“ modifiziert zu verstehen. Die in der Beschreibung und den Ansprüchen dargelegten numerischen Eigenschaften sind demnach, soweit nicht anders angegeben, Näherungswerte, die je nach den gewünschten Eigenschaften, die bei Ausführungsformen des Situationserkennungssystems erzielt werden sollen, variieren können. Obwohl es sich bei den numerischen Bereichen und Parametern, die den breiten Anwendungsbereich des Situationserkennungssystems beschreiben, um Näherungswerte handelt, werden die numerischen Werte in den spezifischen Beispielen so genau wie möglich angegeben. Alle numerischen Werte enthalten jedoch inhärent gewisse Fehler, die sich zwangsläufig aus Fehlern in den jeweiligen Messungen ergeben.
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Die Beschreibung und die Figuren offenbaren ein Situationserkennungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug. Im Allgemeinen verwendet das Situationserkennungssystem Sensoren, um ein binaurales virtuelles akustisches Modell eines erfassten Objekts zu erzeugen. Das binaurale virtuelle akustische Modell lokalisiert das Objekt im virtuellen Raum an einer Position, der seiner Position im realen Raum entspricht. Das binaurale virtuelle akustische Modell wird an den Fahrer des Fahrzeugs übertragen, um eine verbesserte Situationserkennung bereitzustellen.
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Der hierin verwendete Begriff „Situationserkennung“ ist definiert als die Wahrnehmung von Umweltelementen und Ereignissen bezüglich Zeit oder Raum. Der Begriff „Situationserkennung“ kann das Verständnis der Umweltelemente und -ereignisse beinhalten und kann ferner Prognosen über ihren zukünftigen Zustand beinhalten.
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Eine binaurale virtuelle akustische Anzeige kann teilweise durch eine Vielzahl von Lautsprechern erzeugt werden, die zusammen mit der Absicht der Wiedergabe eines binauralen Audiosignals an den Ohren eines Fahrzeugführers konfiguriert sind. Die jeweilige Anordnung der Lautsprecher kann kontextabhängig und entsprechend dem Ziel ausgebildet sein, bestimmte Qualitäten des wiedergegebenen Audiosignals für den Fahrzeugführer und umstehenden Zuhörer zu verbessern. Nicht einschränkende Beispiele für ein solches Lautsprechersystem beinhalten ein Strahlformungssystem, beispielsweise eine Lautsprecheranordnung, sowie eine Mehrkanal-Konfiguration, beispielsweise ein Stereolautsprechersystem .
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Ein aktives Geräuschunterdrückungssystem kann teilweise aus einem oder einer Vielzahl von Lautsprechern bestehen, die zusammen konfiguriert sind, um eine physische Schallquelle, die von innen, außen oder aus dem Fahrzeug stammt, zu dämpfen, zu modifizieren oder zu verstärken. Die jeweilige Anordnung der Lautsprecher kann kontextabhängig sein und entsprechend dem Ziel der Verbesserung bestimmter Qualitäten einer virtuellen akustischen Anzeige, einer allgemeinen akustischen Umgebung für den Fahrzeugführer und umstehende Zuhörer oder dem Ziel der Verbesserung der physischen akustischen Interaktionen zwischen einem Lautsprechersystem und dem Fahrzeug selbst ausgelegt sein. Nicht einschränkende Beispiele für ein solches Lautsprechersystem beinhalten ein Strahlformungssystem, beispielsweise eine Lautsprecheranordnung, eine Mehrkanal-Konfiguration, beispielsweise ein Stereolautsprechersystem, oder einzelne, eigenständige Lautsprecher.
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Zu den physischen Komponenten eines Strahlformungs- oder Mehrkanalsystems (im Folgenden nur als Strahlformungssystem bezeichnet) gehört jedes Lautsprechersystem, das zur Erzeugung unterschiedlicher Audiosignale an den Ohren eines Zuhörers verwendet wird. Das Strahlformungssystem kann mit Sensoren ergänzt werden, um seine Fähigkeit zu verbessern, präzise Audiosignale an einen Zielhörer zu übertragen. Nicht einschränkende Beispiele beinhalten das Verfolgen der Position von Zielhörern, das Verfolgen physischer Merkmale im Fahrzeug sowie das Überwachen des akustischen Inhalts in der Umgebung. Die Softwarekomponenten eines Strahlformungssystems können Algorithmen zur Strahlformung oder Raumfiltergenerierung, Amplitudenschwenkung, Verzögerungsschwenkung und Software zum Interpretieren von Sensordaten beinhalten. Diese können entweder in Echtzeit generiert oder, z. B. mithilfe eines Kopfverfolgungssystems, interpoliert werden. Andere Ressourcen, die von einem Strahlformungssystem benötigt werden, können vorberechnete Strahlformung oder Raumfilter beinhalten. Raumfilter können eine physische kopfbezogene Übertragungsfunktionskompensation beinhalten, um den räumlichen Eindruck des binauralen Bildes zu verbessern.
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Ein Strahlformungssystem kann die physischen akustischen Eigenschaften von Objekten im Schallfeld, einschließlich des Fahrzeugführers, von Merkmalen im Fahrzeug, wie Fenstern oder Sitzen, sowie von Modifikationen an den Lautsprechern selbst nutzen, die die Erzeugung gewünschter akustischer Antworten unterstützen. Beispielsweise kann ein Stereolautsprecherpaar in der Kopfstütze hinter den Ohren des Fahrers angeordnet sein, sodass sein Kopf zur akustischen Abschattung oder Ausbreitungsverzögerung beiträgt.
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Die Interaktion zwischen zwei oder mehr unterschiedlichen Arten von Strahlformungssystemen kann zu einem verbesserten räumlichen Eindruck beitragen, was die Situationserkennung verbessern würde. So kann beispielsweise die Kombination einer strahlformenden Lautsprecheranordnung für höhere Frequenzen und eines Stereolautsprechersystems in der Kopfstütze für niedrigere Frequenzen für einen Fahrzeugführer einen realistischeren Raumeindruck erzeugen als eine Anordnung allein.
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Eine binaurale virtuelle akustische Anzeige wird zum Teil durch eine oder mehrere Signalverarbeitungstechniken erzeugt, die verwendet werden, einem Audiosignal Lokalisierungshinweise zu geben, sodass, wenn sie in jedes Ohr eingespielt werden, der Eindruck von Direktionalität entsteht. Nicht einschränkende Beispiele für diese Verfahren beinhalten binaurale Mannequin-Aufnahmetechniken, binaurale Synthese aus Modellen oder aufgezeichneten Daten sowie die Filterung mit binauralen Filtern.
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Das beschriebene Strahlformungssystem wird von dem Klangsynthesemodul insofern gesteuert, als es einen oder mehrere Audiokanäle als Eingang empfängt, einen sogenannten Mehrkanaleingang. Das Klangsynthesemodul kann von seinen Sensoren, der Software oder den Benutzern aufgefordert werden, mehrere Arten von Audio gleichzeitig zu übertragen. In verschiedenen Fällen kann einer oder mehrere dieser Beteiligten kein, einen Teil oder das gesamte Klangsynthesemodul steuern. So kann beispielsweise ein Benutzer in einigen Kontexten die Fähigkeit haben, die von der Software bereitgestellte Funktionalität zu übersteuern oder umgekehrt. Die Fähigkeit des Klangsynthesemoduls, Software zur Priorisierung von Aufgaben zu verwenden, die sich möglicherweise widersprüchlich auf die Situationserkennung eines Fahrzeugführers auswirken, kann von dem Kontext abhängen, und entsprechend dem Ziel der Verbesserung bestimmter Qualitäten des wiedergegebenen Audiosignals für den Fahrer oder umstehende Zuhörer ausgebildet sein. Nicht einschränkende Beispiele für Mehrkanaleingaben beinhalten Audiostreams von Mediengeräten, die von Fahrzeugführern und Passagieren mitgeführt werden, wie z. B. Telefone, sowie von Mediengeräten, die in das Fahrzeug eingebettet sind, einschließlich von Radio- oder Unterhaltungssystemen.
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Unter jetziger Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in den 1 und 2 eine schematische und vereinfachte Ansicht eines Fahrzeugs 10 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 ein Kraftfahrzeug. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 jedoch andere Formen haben, einschließlich der nicht einschränkenden Beispiele von Lastkraftwagen, Zügen, Booten, U-Bahnwagen, Straßenbahnen, Wagen und dergleichen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 und 2 fährt das Fahrzeug 10 auf einer Fahrbahn 12. Die Fahrbahn 12 ist in der dargestellten Ausführungsform eine asphaltierte Straße. In alternativen Ausführungsformen kann die Fahrbahn 12 andere Formen haben, einschließlich der nicht einschränkenden Beispiele einer unbefestigten Straße, einer mit Schotter oder Kies bedeckten Straße, eines Schienenstrangs, eines Flusses und dergleichen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 und 2 beinhaltet das Fahrzeug 10 eine Vielzahl von Sensoren, die schematisch mit 14a-14e dargestellt sind. Die Sensoren 14a-14e sind zur Erfassung der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs 10 konfiguriert. Die Sensoren 14a-14e sind auch zur Erfassung von Signalen konfiguriert, wenn äußere Umgebungsbedingungen und -faktoren erfasst werden. Die Sensoren 14a-14e können als einzelne Elemente oder als Anordnungen von zusammenwirkenden Elementen konfiguriert sein. Die Sensoren 14a-14e haben in der dargestellten Ausführungsform die Form von Radar, Lidar, Sonar und dergleichen. Die Sensoren 14a-14e können an einer beliebigen Stelle außerhalb des Fahrzeugs 10 positioniert werden. Es ist ferner denkbar, dass eine gewünschte Anzahl von Sensoren innerhalb des Fahrzeugs 10 positioniert werden kann.
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Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beinhaltet das Fahrzeug 10 ferner ein Steuermodul 16. Das Steuermodul 16 beinhaltet ein Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 und ein Klangsynthesemodul 20. In bestimmten Ausführungsformen können das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 und das Klangsynthesemodul 20 als softwarebasierte Elemente in das Steuermodul 16 aufgenommen werden. In anderen Ausführungsformen können das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 und das Klangsynthesemodul 20 als diskrete physische Elemente in das Steuermodul 16 aufgenommen werden. In noch anderen Ausführungsformen können das Klassifizierungsmodul 18 und das Klangsynthesemodul 20 als eine Kombination von softwarebasierten Elementen und diskreten physischen Elementen in das Steuermodul 16 aufgenommen werden.
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Unter Bezugnahme auf die 1-3 ist das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 für mehrere Funktionen konfiguriert. Erstens ist das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 so konfiguriert, dass es die von den Sensoren 14a-14e erzeugten Signale empfängt. Zweitens ist das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 konfiguriert, die von den Sensoren 14a-14e empfangenen Rohsignale zu analysieren. Drittens ist das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 konfiguriert, dass es anhand der von den Sensoren 14a-14e empfangenen Rohsignale ein Objekt 22 identifiziert, wie beispielsweise ein Fahrrad, das sich auf der Fahrbahn 12 befindet. Obwohl das Objekt 22 als Fahrrad identifiziert wird, kann in anderen Ausführungsformen das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 konfiguriert sein, andere Objekte zu identifizieren, einschließlich der nicht einschränkenden Beispiele von Kraftfahrzeugen, Personen, Tieren und dergleichen. Schließlich ist das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 konfiguriert, die Position, Geschwindigkeit und Richtung jedes identifizierten Objekts unter Verwendung der von den Sensoren 14a-14e empfangenen Rohsignale zu ermitteln.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die 1-3 ist das Klangsynthesemodul 20 konfiguriert, die Identifizierungsinformationen sowie die Position, Geschwindigkeit und Richtung jeder identifizierten Objektinformationen vom Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 zu empfangen. Anhand dieser Informationen ist das Klangsynthesemodul 20 ferner für mehrere Funktionen konfiguriert. Erstens ist das Klangsynthesemodul 20 konfiguriert, verschiedene Arten von Klängen für jedes Objekt 22 oder jede Schallquelle zu erzeugen. Zweitens wird anhand der Positionsdaten, der Klangklassifizierung und des synthetisierten Klangs für jedes Objekt oder jede Schallquelle ein binaurales virtuelles akustisches Modell erstellt und verwendet, um das Objekt oder die Schallquelle im virtuellen Raum an einer Position zu positionieren, die seiner Position im realen Raum entspricht. Drittens erzeugt das Klangsynthesemodul 20 Signale der positionierten Objekte oder Schallquellen zur Übertragung an die Strahlformungsanordnungen 24.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 4 ist ein repräsentativer Innenbereich 26 eines Fahrzeugs dargestellt. Der Innenbereich 26 weist einen Fahrerbereich 28 und einen angrenzenden Beifahrerbereich 30 auf. Da die Ohren des Fahrers (nicht dargestellt) nicht verdeckt werden können, können keine Kopfhörer verwendet werden, um das von dem Klangsynthesemodul 20 erstellte virtuelle akustische Modell an den Fahrer zu übertragen. Stattdessen werden die Signale für das linke und das rechte Ohr, die das virtuelle akustische Modell bilden, unter Verwendung einer oder mehrerer Strahlformungsanordnungen 32a-32d einzeln an den Fahrer übertragen. Die Strahlformungsanordnungen 32a-32d können oberhalb, vor und/oder angrenzend an den Fahrer positioniert sein. Während die in 4 dargestellte und vorstehend beschriebene Ausführungsform getrennte und unterschiedliche Strahlformungsanordnungen 32a-32d beinhaltet, wird die Verwendung einer einzelnen Strahlformungsanordnung 36 in Betracht gezogen. Die einzelne Strahlformungsanordnung 36 kann an einer beliebigen Stelle positioniert werden.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 4 werden die binauralen Signale zur Verbesserung der Lokalisierung auf die individuellen anthropomorphen Merkmale des Fahrers personalisiert, die von einer im Innenbereich 26 des Fahrzeugs positionierten Erfassungskamera 34 extrahiert wurden. Vorteilhafterweise führen die personalisierten binauralen Signale zu einer verbesserten Kongruenz zwischen den Objekten 22 oder Schallquellen und den synthetisierten Klängen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 4 wird die akustische Übertragungsfunktion zwischen den Strahlformungsanordnungen 32a-32d und den Ohren des Hörers (nicht dargestellt) entfernt, um eine hohe Wiedergabetreue und positionsgenaue Lokalisierung sicherzustellen. Diese Entfernung ist so konfiguriert, dass die Höhensignale, die der Position der Anordnungen 32a-32d entsprechen, abgeschwächt werden. Vielmehr ist es erwünscht, dass der Hörer (Fahrer) die durch das binaurale virtuelle akustische Modell synthetisierten Höhensignale wahrnimmt, die der Position der extern erfassten Objekte 22 entsprechen.
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Unter Bezugnahme auf 5 wird die Arbeitsweise des Situationserkennungssystems kurz beschrieben. In einem ersten Schritt 40 werden die Objekte 22 durch einen oder mehrere der Sensoren 14a-14e erfasst. In einem zweiten Schritt 42 kommunizieren der eine oder die mehreren Sensoren 14a-14e mit dem Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18. In einem nächsten Schritt 44 analysiert das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 die von einem oder mehreren der Sensoren 14a-14e empfangenen Rohsignale, um das Objekt 22 zu identifizieren. Als nächstes ermittelt das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 in Schritt 46 die Position, Geschwindigkeit und Richtung jedes identifizierten Objekts 22. In einem nächsten Schritt 48 kommuniziert das Identifizierungs- und Klassifizierungsmodul 18 mit dem Klangsynthesemodul 20. Als nächstes erzeugt das Klangsynthesemodul 20 in Schritt 50 verschiedene Arten von Klängen für jedes Objekt 22. In einem nächsten Schritt 52 werden Positionsinformationen an das virtuelle akustische Modell gesendet. In einem nächsten Schritt 54 wird ein binaurales virtuelles akustisches Modell verwendet, um das Objekt oder die Schallquelle im virtuellen Raum an einer Position zu positionieren, die seiner Position im realen Raum entspricht. Als nächstes werden in Schritt 56 Signale für die positionierten Objekte oder Schallquellen zur Übertragung an die Strahlformungsanordnungen 32a-32d erzeugt. In einem letzten Schritt 58 werden die Signale an die Strahlformungsanordnungen 32a-32d übertragen.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausführungsform beinhaltet ein Innenbereich 126 eines Fahrzeugs einen Fahrerbereich 128 und einen angrenzenden Beifahrerbereich 130. Der Innenbereich 126 beinhaltet ferner ein Fahrzeug-Armaturenbrett 160 mit einer Vielzahl von Strahlformungsanordnungen 132a-132c. In der dargestellten Ausführungsform sind die Strahlformungsanordnungen 132a-132c gleich oder ähnlich wie die in 4 dargestellten und vorstehend beschriebenen Strahlformungsanordnungen 32a-32d. In anderen Ausführungsformen können sich die Strahlformungsanordnungen 132a-132c jedoch von den Strahlformungsanordnungen 32a-32d unterscheiden.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 6 beinhaltet der Innenbereich 126 einen Fahrersitz, der schematisch bei 162 dargestellt ist, und einen Beifahrersitz, der schematisch bei 164 dargestellt ist. Der Fahrersitz 162 beinhaltet eine Fahrerkopfstütze 170 und der Beifahrersitz 164 beinhaltet eine Beifahrerkopfstütze 172, die beide wie in der Technik bekannt konfiguriert sind. Die Fahrerkopfstütze 170 beinhaltet eine Vielzahl von Lautsprechern 174a, 174b und die Beifahrerkopfstütze 172 beinhaltet eine Vielzahl von Lautsprechern 176a, 176b.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 6 sind die Strahlformungsanordnungen 132a-132c so konfiguriert, dass sie von der Vielzahl von Fahrerlautsprechern 174a, 174b, die hinter dem Kopf des Fahrers positioniert sind, ergänzt werden. In dieser Ausführungsform wird eine Frequenzweiche verwendet, um Hochfrequenzinhalte zu den Strahlformungsanordnungen 132a-132c und Tieffrequenzinhalte zu den Fahrlautsprechern 174a, 174b zu senden. Der Beifahrerbereich 130 kann in ähnlicher Weise mit einer Vielzahl von beifahrerseitigen Strahlformungsanordnungen (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) und den Beifahrerlautsprechern 176a, 176b konfiguriert werden. Während die Lautsprecher 174a, 174b, 176a, 176b als in den Kopfstützen 162, 164 positioniert dargestellt sind, ist es denkbar, dass die Lautsprecher 174a, 174b, 176a, 176b an anderen Stellen positioniert werden können, die geeignet sind, die Vielzahl von Strahlformungsanordnungen 132a-132c, wie hierin beschrieben, zu ergänzen.
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Das Situationserkennungssystem stellt viele Vorteile bereit, obwohl nicht alle Vorteile in allen Ausführungsformen vorhanden sein müssen. Erstens ist das Situationserkennungssystem so konfiguriert, dass es eine aktive Geräuschunterdrückung aller internen oder externen Stimuli schützt. Zweitens ist das Situationserkennungssystem so konfiguriert, dass es die akustisch erweiterte Realität schützt, d. h., das Situationserkennungssystem ist so konfiguriert, dass es alle internen oder externen Stimuli binauralisiert, verstärkt, abschwächt und durch ein Klangsymbol ersetzt. Drittens beinhaltet das Situationserkennungssystem eine manuelle oder automatische Lokalisierung von Geräuschen nach Zweck oder Klasse, um die Anzahl der gleichzeitig zu verstehenden Stimuli zu erhöhen. Viertens kann der sich auf die Situationserkennung beziehende Inhalt auf Eingaben von Sensoren basieren oder nicht. In alternativen Ausführungsformen kann der Inhalt allgemeiner von jeder Stufe im Signalablaufdiagramm in 5 stammen. Beispielsweise kann das „Klangsynthesemodul“ jede Art von Inhalt ohne die Verwendung von Sensoren erzeugen. Fünftens können auch andere Quellen, einschließlich der nicht einschränkenden Beispiele von Geräten wie Radio, Telefon, Bordcomputer des Fahrzeugs, als Sensoren oder Quellen für Inhalte der Situationserkennung gelten, die einen beliebigen Teil des in 5 beschriebenen Signalablaufdiagramms beeinflussen oder steuern können. Sechstens können auch Benutzer, einschließlich des Fahrers und der Beifahrer, als Sensoren oder Quellen für Inhalte der Situationserkennung gelten, die einen beliebigen Teil des in 5 beschriebenen Signalablaufdiagramms beeinflussen oder steuern können. Schließlich kann jede Signalverarbeitungs- oder Audiotechnik, die die Fähigkeit des in 5 beschriebenen Signalablaufdiagramms zur Unterstützung der Situationserkennung erhöht, jeden beliebigen Teil des Systems beeinflussen oder steuern. Dies beinhaltet die nicht einschränkenden Beispiele von Höhensignalen, kopfbezogenen Übertragungsfunktionen (head-related transfer functions, HRTFs), anderen Teilen eines Strahlformungssystems, benutzerdefinierten HRTFs bezüglich der beabsichtigten Hörer und dergleichen.
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Das Prinzip und die Arbeitsweise des Situationserkennungssystems wurden gemäß den Bestimmungen der Patentstatuten in bestimmten Ausführungsformen erläutert und dargestellt. Es sollte jedoch verstanden werden, dass das Situationserkennungssystem auch anders als spezifisch erklärt und illustriert praktiziert werden kann, ohne von seinem Geist oder Umfang abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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