EP3069334A1 - Verfahren zur modifizierung eines fahrsimulators - Google Patents

Verfahren zur modifizierung eines fahrsimulators

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Publication number
EP3069334A1
EP3069334A1 EP14784029.2A EP14784029A EP3069334A1 EP 3069334 A1 EP3069334 A1 EP 3069334A1 EP 14784029 A EP14784029 A EP 14784029A EP 3069334 A1 EP3069334 A1 EP 3069334A1
Authority
EP
European Patent Office
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athlete
training
during
biometric state
determined
Prior art date
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Ceased
Application number
EP14784029.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Resl
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AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Publication of EP3069334A1 publication Critical patent/EP3069334A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
    • G09B9/052—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles characterised by provision for recording or measuring trainee's performance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02405—Determining heart rate variability
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531—Measuring skin impedance
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/18—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state for vehicle drivers or machine operators
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    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4884—Other medical applications inducing physiological or psychological stress, e.g. applications for stress testing
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    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531—Measuring skin impedance
    • A61B5/0533—Measuring galvanic skin response
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus

Definitions

  • the subject invention relates to a method for modifying a driving simulator.
  • driving simulators are often designed so that the athlete or driver sits in a cockpit on a moving platform is fixed, the driver completed on computer-generated racetracks training sessions. Especially in the simulation of events that occur in practice, but not, or can be trained with great effort, offers a driving simulator great potential.
  • Driving simulators are therefore a sensible supplement to conventional training on the racetrack or a race course, whereby the greatest efficiency is achieved by a mix of different training methods.
  • Driving simulators allow a higher efficiency of training by specific repetition of certain situations. They allow training under a variety of conditions, such as different weather, course condition, setup of the vehicle, etc., without burdening the real vehicle or to increase the need for wearing parts. Various scenarios can be simulated and repeated as often as you like. The usual recording of the training units usually makes it possible to analyze the training accordingly. In the broadest sense, simulators allow training in action in certain border areas and allow the safe awareness of the athlete.
  • the object of the subject invention is therefore to upgrade a driving simulator, and to increase the training effect accordingly.
  • a time course of a biometric state of the athlete is determined that while at least a time course of a parameter used by the athlete vehicle is determined that between the time course of the biometric Condition of the athlete and the time course of the parameter of the vehicle, a relationship that determines the temporal change of the biometric state as a function of the time change of the parameter is determined that during a first training in the driving simulator determines a self-adjusting training time course of the biometric state of the athlete and that during a further, second training in the driving simulator of the, by mental stimulation of the athlete depending on the determined relationship, modified temporal training course of the biometric state d it is approximated to the chronometer of the biometric state of the athlete's real ride.
  • the training, or the time course of a biometric state of the athlete during exercise can be approximated to the time course of the biometric state which corresponds to the real journey.
  • the athlete's parameter-dependent mental stimulation can be used to selectively adjust a biometric state of an athlete during exercise.
  • An advantageous embodiment provides that over the time course of the biometric state of the athlete during at least a period of a real journey, an average is formed that over the time training course of the biometric state of the athlete during the first training in the driving simulator training average is formed and that during the second training in the driving simulator the training mean value is approximated by mental stimulation of the athlete to the mean.
  • an average stress level which results at least during a time period of a real journey with those who during training will be compared.
  • the average stress level during training can be approximated to that which occurs during a real journey. The training effect is thus much higher.
  • a further advantageous embodiment provides that, the mental stimulation of the athlete by auditory and / or visual and / or sensitive stimuli takes place. As a result, the temporal training course of the biometric state of the athlete can be effectively influenced with little technical effort.
  • a further advantageous embodiment provides that the mental stimulation of the athlete is realized by using at least one individual stimulus sequence. This makes it possible to influence the subconscious of the athlete in a targeted manner and thus specifically bring about a certain temporal training course of the biometric state of the athlete.
  • the at least one stimulus sequence which influences the temporal training course of the biometric state of the athlete, is determined by tests during the training.
  • different stimulus sequences and their influence on the athlete and his temporal training course of the biometric state, individually and without risk to the athlete can be determined.
  • FIG. 2 shows the time course of the heart rate in real driving and while driving in the driving simulator in comparison
  • Figure 3 shows the mental stimulation and its effect on the heart rate
  • the method according to the invention is used, for example, for optimizing the training of a racer, with the method, as already mentioned, of course not being limited to automobile racing but also for other sports. can find application. For this reason, the racer or driver is referred to below generally as an athlete.
  • All determined, measured or provided data and / or values concerning the vehicle, the driving simulator, the athlete and / or its mental stimulation can be determined by a measuring and / or evaluation and / or control and / or calculation unit are processed. However, this is not localized, so that the processing of collected data can be done directly on the vehicle, driving simulator or athlete, but does not have to be done.
  • the stress level can be determined by means of a series of biometric data. For example, the heart rate, heart rate, cardiac variability and the electrodermal activity, ie the skin conductance, called for the measurement of the stress level, which stress can of course be determined on a number of other biometric data.
  • Figure 1 shows, for example, the time course 1 of the heart rate Hf r as a function of time, caused by the time course of a longitudinal acceleration a or the speed v for a period of a real journey.
  • longitudinal acceleration a is of course understood as a negative acceleration in the longitudinal direction, ie a longitudinal deceleration. It can be seen that, for example, during or after strong acceleration or deceleration phases, which represent changes in the longitudinal acceleration a, the heart rate Hf r increases correspondingly.
  • a very similar time course 1 can also be set in the case of lateral acceleration or other forces acting on the driver.
  • Such a time course 1 of a biometric state of an athlete is in a first step during a time period or even an entire real journey, at- For example, during a real training drive or a car race, determined or recorded.
  • the corresponding biometric state can be determined with the aid of appropriate sensors.
  • the use of a chest strap as a measuring unit is known, as is known from a number of applications in the sports and medical sector.
  • the athlete's heart rate Hf is determined to be a biometric condition.
  • a number of other biometric data are also suitable for use as a biometric state. When using appropriate sensors or measuring units, they can also be recorded simultaneously. As a result, several biometric data can be used as a biometric state.
  • At least one parameter 5 of a vehicle used by the athlete is determined.
  • the biometric state of the athlete is determined as the longitudinal acceleration a of the vehicle as parameter 5.
  • other forces acting on the driver can also be used as parameter 5.
  • the heart rate Hf r as a biometric state of the athlete and, for example, the longitudinal acceleration a of the vehicle as parameter 5 dependent on the driving situation.
  • the relationship indicates the change with time of the biometric state as a function of the time change of the parameter 5 and is determined during at least one time segment of the real journey.
  • Figure 2 shows the comparison between the already illustrated in Figure 1 over time 1 of the heart rate Hf r or the biometric state, as it may result in a real ride and a temporal training course 2 of the biometric state as it is one for the same distance during first training in a driving simulator can result.
  • This self-adjusting temporal training course 2 of the biometric state of the athlete is recorded or determined during the first training session in the driving simulator.
  • the training consists in the fact that the athlete in the driving simulator departs the same distance with the same conditions as with the original real journey. It should be noted that both on the time course 1 as well as on the temporal course of training 2 advance no precise statements are to be made, since they are dependent on the physiological and psychological state of the athlete.
  • time course 1 and the time course 2 are similar.
  • the temporal course of training 2 which results in driving in the driving simulator, but compared to the time course 1, which results in real driving, weakened.
  • the heart rate Hf t does not reach as high a level during exercise as during the actual ride. Also the rise and fall of the heart rate (heart variability) is less pronounced during the training than during the actual journey. The reason for this is the lower risk potential already mentioned and thus the lower stress level while driving in the driving simulator.
  • the athlete completes a second training in the driving simulator in which the distance is simulated under the same conditions as the original real driving and the first training.
  • the athlete is mentally stimulated, for example, by a tone sequence recorded via headphones, which represents auditory stimuli 6.
  • the mental stimulation is performed according to the determined relationship between the biometric state of the athlete and the parameter 5, in sections. Preferably exactly in those sections or phases in which the difference between the time course 1 of the biometric state and its temporal training course 2 is particularly large.
  • the athlete's biometric status modified by the athlete's mental stimulation as a function of the determined relationship, is approximated to the time course 1 of the athlete's biometric status.
  • the mental stimulation in the form of auditory stimuli 6 is given by way of example only.
  • a mental stimulation of the athlete by visual, sensitive or similar stimuli, or a combination thereof, is quite possible.
  • brain activity is actively influenced, thereby changing the biometric state of the driver with the aim of increasing the stress level.
  • the auditory stimuli 6, for example, are purposefully used in time coordination with the simulated longitudinal accelerations a.
  • the heart rate Hf t during training in the driving simulator the heart rate Hf r which sets in the real journey, adjusted depending on the longitudinal acceleration a.
  • the modified temporal training course 7 of the athlete's biometric state corresponds to an at least partial approach to the time course 1 of the biometric state of the athlete during the real journey. It should be noted that the modification takes place without the simulation itself.
  • the simulated track conditions such as roadway width or ground conditions, weather and in this context the visibility remain unchanged and equivalent to the real ride.
  • other biometric states are possible instead of the heart rate Hf and other driving-dependent parameters 5 and combinations thereof.
  • the auditory stimuli 6 do not have to be used over the entire route in order to carry out a modification of the driving simulator just described.
  • the mental stimulation can also be used only in certain route passages or during certain periods of time. For example, a modification at very pronounced values of parameter 5 would be conceivable.
  • the mental stimulation of the athlete would be used, for example, only when very high longitudinal accelerations a and / or other forces occur during exercise in the driving simulator.
  • the mental stimulation of the athlete can be realized by using an individual stimulus sequence.
  • both the time course 1 and the temporal training course 2 are dependent on the physiological and psychological state of the athlete. How exactly the stimulus sequence, which influences the temporal training course 2 of the biometric state of the athlete and thus forms the modified temporal training course 7, is therefore advantageously determined by tests during training.
  • Each athlete can be assigned at least one individual stimulus sequence by these experiments. This allows, for example, for a specific route passage to modify the temporal training course 2 of the biometric state of the athlete and to approximate the time course 1 of the biometric state dee athletes.
  • the revelations may, for example, show that a completely different sequence of stimuli is necessary for another route paeeage, in order to realize the said approximation of the two courses.
  • the time course 1 of a biometric state of a sports person as recorded during a time slot or even a real physical journey can also be used for medical purposes. If, for example, an accident or the like has occurred during the real journey, as a result of which the athlete's state of health is impaired, the data relating to the biometric state of the athlete may relate, for example, to first-aiders. other medical personnel. As a result, a more precise initial diagnosis or a more targeted care can be made possible.
  • the combination with a specific, temporal change of a parameter 5 also helps to create medical diagnoses, since the longitudinal acceleration a acting on the athlete, for example, during an accident represents an important indication of a possible degree of injury.
  • the measured or made available data and / or values which relate to the vehicle and / or the athlete and / or his mental stimulation by a measuring and / or evaluation and / or control and / or calculation - Processing unit processed which is not localized. If, for example, an evaluation unit is arranged away from the vehicle, the measured data make it possible to avoid accidents, for example, by detecting an unusual time course 1 during a real journey, and, for example, stopping the athlete to end the real journey.
  • a further variant shown in FIG. 4 provides that for the time course 1 of the biometric state of the athlete, during at least one time segment of a real journey, its average value is formed in the form of an average value 3.
  • the mean value 3 can be formed over a certain section of the route or over the entire journey.
  • an average in the form of an average training value 4 is also formed for the chronological training course 2 of the athlete's biometric state during a first training session.
  • the training mean value 4 differs from the mean value 3 by the difference X.
  • the driver is "less stressed” during the training on training.
  • the behavior and the difference between this behavior and X Performance of the athlete during training to that in a real ride or a race or a competition.
  • the athlete completed in the driving simulator a second training in which the route is simulated under the same conditions as in the original, real driving and the first training.
  • the athlete is again mentally stimulated.
  • the training mean value 4 is approximated to the mean value 3 by the mental stimulation of the athlete.
  • the auditory stimulus 6 does not take place as a function of the parameter 5 but, for example, constantly over the entire training journey. wise over the appropriate route or time period. However, the auditory stimulus 6 does not have to occur during the entire training journey or the corresponding route or time segment.
  • the biometric state or its training mean value 4 is modified and thus approximated to the mean value 3 of the biometric state resulting during the real journey.
  • the difference X between the mean value 3 and the training mean value 4 is reduced.
  • the approximation of the training mean value 4 to the mean value 3 or the reduction of the difference X can be iterated in the course of several training runs, wherein, as just stated, the simulation of the real drive is not changed.
  • the time course 2 of the heart rate Hf t is determined as a biometric state or its training mean value 4, whereby it has changed as a result of the mental stimulation.
  • This process can be carried out until the training mean value 4 of the biometric state has been approximated by the athlete's mental stimulation to the mean value 3 of the biometric state.
  • a corresponding frequency is determined with which the auditory stimuli 6 must take place so that a certain difference X between the mean value 3 and the training mean value 4 can be compensated.
  • the mental stimulation is not made punctually.
  • the athlete is mentally stimulated accordingly over the entire journey in the driving simulator, so that the training mean value 4, ie the average stress level while driving in the driving simulator, approximately corresponds to the mean value 3, ie the average stress level during the real journey.
  • the frequency of a tone sequence can be decisive. It may depend on how or how much a driver is mentally stimulated or how strong the impact in terms of the second biometric stood to ⁇ .

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Abstract

Verfahren zur Modifizierung eines Fahrsimulators, wobei während zumindest eines Zeitabschnittes einer realen Fahrt ein zeitlicher Verlauf (1) eines biometrischen Zustands des Sportlers ermittelt wird, dabei zumindest ein zeitlicher Verlauf eines Parameter (5) eines durch den Sportler genutzten Fahrzeugs bestimmt wird, zwischen dem zeitlichen Verlauf (1) des biometrischen Zustands des Sportlers und dem zeitlichen Verlauf des Parameters (5) des Fahrzeugs ein Zusammenhang, der die zeitliche Änderung des biometrischen Zustands in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung des Parameters (5) angibt ermittelt wird, während eines ersten Trainings im Fahrsimulator ein sich einstellender zeitlicher Trainingsverlauf (2) des biometrischen Zustands des Sportlers bestimmt wird und während eines weiteren, zweiten Trainings im Fahrsimulator der, durch geistige Stimulation des Sportlers in Abhängigkeit des ermittelten Zusammenhangs, modifizierte zeitliche Trainingsverlauf (7) des biometrischen Zustands des Sportlers, an den zeitlichen Verlauf (1) des biometrischen Zustands des Sportlers der realen Fahrt angenähert wird.

Description

Verfahren zur Modifizierung eines Fahrsimulators
Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung eines Fahrsimulators.
Gerade im Rennsport ist es in den letzten Jahren durch die immer radikaleren Testbeschränkungen üblich geworden, große Teile des Trainings in Fahrsimulatoren durchzufüh- ren. Diese Fahrsimulatoren sind oftmals so ausgeführt, dass der Sportler beziehungsweise Fahrer dabei in einem Cockpit sitzt, das auf einer beweglichen Plattform befestigt ist, wobei der Fahrer auf computergenerierten Rennstrecken Trainingseinheiten absolviert. Gerade bei der Simulation von Ereignissen die in der Praxis vorkommen, aber nicht, oder nur mit großem Aufwand trainiert werden können, bietet ein Fahrsimulator großes Potenzial. Fahrsimu- latoren stellen daher eine sinnvolle Ergänzung zum herkömmlichen Training auf der Rennstrecke oder einem Rennkurs dar, wobei die größte Effizienz durch einen Mix der unterschiedlichen Trainingsmethoden erreicht wird.
Fahrsimulatoren erlauben eine höhere Effizienz des Trainings durch gezieltes Wiederholen bestimmter Situationen. Sie ermöglichen das Trainieren unter verschiedensten Bedingungen, wie beispielsweise unterschiedliches Wetter, Kursbeschaffenheit, Setup des Fahrzeuges, etc., ohne das reale Fahrzeug zu belasten beziehungsweise den Bedarf an Verschleißteilen zu erhöhen. Diverse Szenarien können simuliert und beliebig oft wiederholt werden. Durch die übliche Aufzeichnung der Trainingseinheiten wird es üblicherweise ermöglicht, das Training entsprechend zu analysieren. Im weitersten Sinne erlauben Simulatoren eine Schulung des Handelns in gewissen Grenzbereichen und erlauben die gefahrlose Sensibilisierung des Sportlers.
Jedoch besteht genau darin auch ein gewisser Nachteil üblicher Fahrsimulatoren. Bei einer realen Fahrt oder im tatsächlichen Wettkampfgeschehen ist der Sportler beziehungsweise Fahrer einer ganzen Reihe an Gefahren ausgesetzt, welche sowohl den Fahrer selbst als auch das genutzte Fahrzeug bedrohen. Ein wesentlicher Faktor für den Fahrer ist daher der erhöhte Stresslevel, unter welchem er das Fahrzeug bei einer realen Fahrt steuern muss. Auch bei erhöhtem Stresslevel muss er binnen kürzester Zeit wichtige Entscheidungen treffen. Gerade diesem wichtigen Aspekt, welcher das Verhalten und die Leistungsfähigkeit des Fahrers ganz entscheidend beeinflusst, wird jedoch im Rahmen der üblichen Fahrsimulato- ren keine Bedeutung beigemessen. Der Trainingseffekt ist im Vergleich zu einer tatsächlichen, realen Fahrt daher erheblich reduziert. Die Problematik der Differenz zwischen Realität und Trainingssimulation ist selbstverständlich nicht nur auf den Automotorsport beschränkt. Sie gilt auch für andere Sportarten, weshalb der Fahrer im Weiteren ganz allgemein als Sportler bezeichnet wird.
Die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung besteht daher darin, einen Fahrsimulator auf- zuwerten, und den Trainingseffekt entsprechend zu steigern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass während zumindest eines Zeitabschnittes einer realen Fahrt ein zeitlicher Verlauf eines biometrischen Zustands des Sportlers ermittelt wird, dass dabei zumindest ein zeitlicher Verlauf eines Parameter eines durch den Sportler genutzten Fahrzeugs bestimmt wird, dass zwischen dem zeitlichen Verlauf des biometrischen Zustands des Sportlers und dem zeitlichen Verlauf des Parameters des Fahrzeugs ein Zusammenhang, der die zeitliche Änderung des biometrischen Zustands in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung des Parameters angibt ermittelt wird, dass während eines ersten Trainings im Fahrsimulator ein sich einstellender zeitlicher Trainingsverlauf des biometrischen Zustands des Sportlers bestimmt wird und dass während eines weiteren, zweiten Trainings im Fahrsimulator der, durch geistige Stimulation des Sportlers in Abhängigkeit des ermittelten Zusammenhangs, modifizierte zeitlicher Trainingsverlauf des biometrischen Zustands des Sportlers, an den zeitlichen Verlauf des biometrischen Zustands des Sportlers der realen Fahrt angenähert wird.
Auf diese Weise kann das Training, beziehungsweise der zeitliche Verlauf eines biometri- sehe Zustands des Sportlers während des Trainings, an den zeitlichen Verlauf des biometrischen Zustands welcher der realen Fahrt entspricht, angenähert werden. Unter Annähern ist dabei zu verstehen, dass die Differenz zwischen dem zeitlichen Verlauf eines biometrischen Zustands währen der realen Fahrt und dem zeitlichen Trainingsverlauf des biometrischen Zustands verringert wird. Durch die parameterabhängige geistige Stimulation des Sportlers kann ein biometrischer Zustand eines Sportlers während des Trainings punktuell angepasst werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass über den zeitlichen Verlauf des biometrischen Zustands des Sportlers während zumindest eines Zeitabschnitts einer realen Fahrt ein Mittelwert gebildet wird, dass über den zeitlichen Trainingsverlauf des biometrischen Zustands des Sportlers während des ersten Trainings im Fahrsimulator ein Trainingsmittelwert gebildet wird und dass während des zweiten Trainings im Fahrsimulator der Trainingsmittelwert durch geistige Stimulation des Sportlers an den Mittelwert angenähert wird.
Dadurch kann beispielsweise ein durchschnittlicher Stresslevel welcher sich zumindest während eines Zeitabschnitts einer realen Fahrt ergibt, mit jenem welcher sich beim Training einstellt, verglichen werden. Der durchschnittliche Stresslevel während des Trainings kann in weiterer Folge an jenen, welcher sich bei einer realen Fahrt einstellt entsprechend angenähert werden. Der Trainingseffekt ist somit ungleich höher.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor dass, die geistige Stimulation des Sportlers durch auditive und/oder visuelle und/oder sensitive Reize erfolgt. Dadurch kann der zeitliche Trainingsverlauf des biometrischen Zustands des Sportlers mit geringfügigem technischem Aufwand, effektiv beeinflusst werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die geistige Stimulation des Sportlers unter Nutzung zumindest einer individuellen Reizabfolge realisiert wird. Dies erlaubt es das Unterbewusstsein des Sportlers in gezielter Weise zu beeinflussen und auf diese Weise gezielt einen gewissen zeitlichen Trainingsverlauf des biometrischen Zustands des Sportlers herbeizuführen.
Weiters ist vorteilhaft vorgesehen, dass die zumindest eine Reizabfolge, welche den zeitlichen Trainingsverlauf des biometrischen Zustands des Sportlers beeinflusst, durch Versuche während des Trainings ermittelt wird. Dadurch können unterschiedliche Reizabfolgen und deren Einfluss auf den Sportler und dessen zeitlichen Trainingsverlauf des biometrischen Zustands, individuell und ohne Gefahr für den Sportler ermittelt werden.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend eine vorteilhafte Aus- gestaltung der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 den zeitlichen Verlauf der Herzfrequenz in Abhängigkeit der Beschleunigung beziehungsweise der Geschwindigkeit,
Fig.2 den zeitlichen Verlauf der Herzfrequenz bei realer Fahrt und bei der Fahrt im Fahrsimulator im Vergleich, Fig.3 die geistige Stimulation und deren Auswirkung auf die Herzfrequenz,
Fig.4 die Differenz zwischen den Mittelwerten der Herzfrequenz bei realer Fahrt und bei der Fahrt im Fahrsimulator im Vergleich,
Fig.5 die Annäherung der Mittelwerte infolge geistiger Stimulation.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet beispielsweise für die Optimierung des Trainings eines Rennfahrers Anwendung, wobei das Verfahren, wie bereits erwähnt, selbstverständlich nicht nur auf den Automotorsport beschränkt ist, sondern auch für andere Sportarten An- wendung finden kann. Aus diesem Grund wird der Rennfahrer beziehungsweise Fahrer im Folgenden ganz allgemein als Sportler bezeichnet.
Im Weiteren wird auf eine reale Fahrt oder auch auf eine Trainingsfahrt Bezug genommen. Es ist anzumerken, dass damit nicht unbedingt eine gesamte Fahrt, eine gesamte Rennzeit oder das Abfahren einer gesamten Rennstrecke/eines gesamten Kurses gemeint ist. Auch lediglich Streckenabschnitte und/oder Zeitabschnitte welche entsprechende Vergleiche zulassen, sind damit umfasst.
Sämtliche ermittelten, gemessenen oder zur Verfügung gestellten Daten und/oder Werte, welche das Fahrzeug, den Fahrsimulator, den Sportler und/oder seine geistige Stimulation betreffen, können durch eine Mess- und/oder Auswerte- und/oder Steuer- und/oder Berechnungseinheit verarbeitet werden. Diese ist jedoch nicht örtlich gebunden, wodurch die Verarbeitung erfasster Daten direkt am Fahrzeug, Fahrsimulator oder am Sportler erfolgen kann, jedoch nicht erfolgen muss.
Üblicherweise ergibt sich während einer realen Fahrt, zumindest abschnitts- oder zeitweise, ein wesentlich höherer Stresslevel als bei einer Fahrt in einem Fahrsimulator. Dies ist leicht nachvollziehbar und nicht weiter verwunderlich, da im Fahrsimulator das Gefahrenpotential für Mensch und Fahrzeug auf Null reduziert ist. Dies hat jedoch zur Folge, dass sich während des Trainings die Reaktionen des Sportlers beziehungsweise das Reaktionsvermögen des Sportlers, von jenem während der realen Fahrt unterscheidet. Der Stresslevel ist anhand einer Reihe von biometrischen Daten bestimmbar. Beispielsweise seien die Herzfrequenz, Puls, Herzvariabilität und die elektrodermale Aktivität, sprich der Hautleitwert, zur Messung des Stresslevels genannt, wobei sich Stress selbstverständlich an einer Reihe von weiteren biometrischen Daten bestimmen lässt.
Figur 1 zeigt beispielsweise den zeitlichen Verlauf 1 der Herzfrequenz Hfr in Abhängigkeit der Zeit, hervorgerufen durch den zeitlichen Verlauf einer Längsbeschleunigung a beziehungsweise der Geschwindigkeit v für einen Zeitabschnitt einer realen Fahrt. Als Längsbeschleunigung a wird selbstverständlich auch eine negative Beschleunigung in Längsrichtung, also eine Längsverzögerung verstanden. Es ist erkennbar, dass beispielsweise bei, beziehungsweise nach, starken Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen, welche Verände- rungen der Längsbeschleunigung a darstellen, die Herzfrequenz Hfr entsprechend ansteigt. Ein ganz ähnlicher zeitlicher Verlauf 1 kann sich selbstverständlich auch bei Querbeschleunigung oder anderen, auf den Fahrer wirkenden, Kräften einstellen.
Ein solcher zeitlicher Verlauf 1 eines biometrischen Zustande eines Sportlers wird in einem ersten Schritt während eines Zeitabschnitts oder auch einer gesamten realen Fahrt, bei- spielsweise während einer realen Trainingsfahrt oder eines Autorennens, ermittelt beziehungsweise aufgezeichnet. Dabei kann der entsprechende biometrische Zustand mit Hilfe entsprechender Sensoren bestimmt werden. Beispielhaft sei bei der Auswahl der Herzfrequenz Hf als biometrischer Zustand die Verwendung eines Brustgurtes als Messeinheit ge- nannt, wie er aus einer Reihe von Anwendungen im Sport und Medizinbereich bekannt ist.
Nur Beispielsweise wird die Herzfrequenz Hf des Sportlers als biometrischer Zustand bestimmt. Wie bereits angemerkt, ist auch eine Reihe anderer biometrischer Daten geeignet als biometrischer Zustand herangezogen zu werden. Bei Verwendung entsprechender Sensorik beziehungsweise Messeinheiten, können diese auch gleichzeitig aufgezeichnet werden. Dadurch können auch mehrere biometrische Daten als biometrischer Zustand verwendet werden.
Während der realen Fahrt wird neben dem biometrischen Zustand des Sportlers zumindest ein Parameter 5 eines durch den Sportler genutzten Fahrzeuges bestimmt. Dabei wird neben der beispielsweise gewählten Herzfrequenz Hfr als biometrischen Zustand des Sportlers bei- spielsweise die Längsbeschleunigung a des Fahrzeuges als Parameter 5 ermittelt. Wie bereits erwähnt, können auch andere auf den Fahrer wirkende Kräfte als Parameter 5 herangezogen werden.
Wie erkennbar ist, besteht zwischen der Herzfrequenz Hfr als biometrischer Zustand des Sportlers und beispielsweise der Längsbeschleunigung a des Fahrzeuges als von der Fahr- Situation abhängiger Parameter 5 ein Zusammenhang. Der Zusammenhang gibt die zeitliche Änderung des biometrischen Zustande in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung des Parameters 5 an und wird während zumindest einem Zeitabschnitt der realen Fahrt ermittelt.
Figur 2 zeigt den Vergleich zwischen dem, bereits in Figur 1 dargestellten zeitlichen Verlauf 1 der Herzfrequenz Hfr beziehungsweise des biometrischen Zustande, wie er sich bei einer realen Fahrt ergeben kann und einen zeitlichen Trainingsverlauf 2 des biometrischen Zustande wie er sich für dieselbe Strecke während eines ersten Trainings in einem Fahrsimulator ergeben kann. Dieser sich einstellende zeitliche Trainingsverlauf 2 des biometrischen Zustande des Sportlers wird während des ersten Trainings im Fahrsimulator aufgezeichnet beziehungsweise bestimmt. Das Training besteht darin, dass der Sportler im Fahrsimulator die gleiche Strecke bei gleichen Verhältnissen wie bei der ursprünglichen realen Fahrt abfährt. Zu beachten ist, dass sowohl über den zeitlichen Verlauf 1 als auch über den zeitlichen Trainingsverlauf 2 vorab keine exakten Aussagen zu treffen sind, da sie vom physiologischen und psychologischen Zustand des Sportlers abhängig sind. Es ist erkennbar, dass sich der zeitliche Verlauf 1 und der zeitliche Trainingsverlauf 2 ähnlich sind. Der zeitliche Trainingsverlauf 2, welcher sich bei der Fahrt im Fahrsimulator ergibt, ist jedoch im Vergleich zum zeitlichen Verlauf 1 , welcher sich bei realer Fahrt ergibt, abgeschwächt. Die Herzfrequenz Hft erreicht während des Trainings nicht so hohe Werte wie während der realen Fahrt. Auch das Ansteigen und Abfallen der Herzfrequenz (Herzvariabilität) ist während des Trainings weniger ausgeprägt als bei der realen Fahrt. Grund dafür ist das bereits angeführte, geringere Gefahrenpotenzial und damit der niedrigere Stresslevel während der Fahrt im Fahrsimulator.
In einem weiteren Schritt absolviert der Sportler im Fahrsimulator ein zweites Training bei welchem die Strecke bei gleichen Verhältnissen wie die ursprüngliche reale Fahrt und dem ersten Training simuliert wird. Wie in Figur 3 erkennbar, wird während diesem zweiten Training, der Sportler jedoch auditiv, beispielsweise durch eine über Kopfhörer eingespielte Tonabfolge, welche auditive Reize 6 darstellt, geistig stimuliert. Die geistige Stimulation wird entsprechend des ermittelten Zusammenhangs zwischen dem biometrischen Zustand des Sportlers und dem Parameter 5, abschnittsweise vorgenommen. Vorzugsweise genau in jenen Streckenabschnitten beziehungsweise Phasen, in welchen die Differenz zwischen zeitlichen Verlauf 1 des biometrischen Zustands und dessen zeitlichen Trainingsverlauf 2 besonders groß ist.
Während des zweiten Trainings im Fahrsimulator, wird der, durch geistige Stimulation des Sportlers in Abhängigkeit des ermittelten Zusammenhangs, modifizierte zeitliche Trainingsverlauf 7 des biometrischen Zustands des Sportlers, an den zeitlichen Verlauf 1 des biometrischen Zustands des Sportlers der realen Fahrt angenähert.
Unter Annähern ist dabei zu verstehen, dass die Differenz zwischen dem zeitlichen Verlauf 1 eines biometrischen Zustands währen der realen Fahrt und dem zeitlichen Trainingsverlauf 2 des biometrischen Zustands verringert wird.
Die geistige Stimulation in Form von auditiven Reizen 6 ist lediglich beispielhaft angeführt. Auch eine geistige Stimulation des Sportlers durch visuelle, sensitive oder ähnliche Reize, oder eine Kombination daraus, ist durchaus möglich. Durch die geistige Stimulation, wird auf die Gehirntätigkeit aktiv Einfluss genommen, wodurch sich der biometrische Zustand des Fahrers, mit dem Ziel den Stresslevel zu erhöhen, ändert.
Die beispielsweise auditiven Reize 6, werden dabei in zeitlicher Abstimmung mit den simulierten Längsbeschleunigungen a gezielt genutzt. Dadurch wird beispielsweise die Herzfrequenz Hft beim Training im Fahrsimulator, jener Herzfrequenz Hfr welche sich bei der realen Fahrt einstellt, abhängig von der Längsbeschleunigung a angepasst. Wie zu erkennen ist, entspricht der modifizierte zeitliche Trainingsverlauf 7 des biometrischen Zustande des Sportlers einer, zumindest abschnittsweisen Annäherung an den zeitlichen Verlauf 1 des biometrischen Zustande des Sportlers während der realen Fahrt. Es ist anzumerken, dass die Modifikation ohne die Simulation selbst zu verändern erfolgt. Die si- mulierten Streckenverhältnisse wie beispielsweise Fahrbahnbreite oder Bodenbeschaffenheit, Wetter und in diesem Zusammenhang die Sichtverhältnisse bleiben unverändert und äquivalent zur realen Fahrt. Selbstverständlich sind andere biometrische Zustände anstelle der Herzfrequenz Hf und andere, von der Fahrsituation abhängiger Parameter 5 und deren Kombinationen möglich. Wie auch in Figur 3 beispielsweise dargestellt, müssen die auditiven Reize 6 dabei nicht über den gesamten Streckenverlauf genutzt werden, um eine eben beschriebene Modifikation des Fahrsimulators vorzunehmen. Die geistige Stimulation kann auch lediglich in bestimmten Streckenpassagen oder während bestimmter Zeitabschnitte genutzt werden. Beispielsweise wäre eine Modifikation bei sehr ausgeprägten Werten des Parameters 5 denk- bar. Dazu würde die geistige Stimulation des Sportlers beispielsweise nur beim Auftreten von sehr hohen Längsbeschleunigungen a und/oder anderen Kräften, während des Trainings im Fahrsimulator zur Anwendung kommen.
Die geistige Stimulation des Sportlers kann dabei unter Nutzung einer individuellen Reizabfolge realisiert werden. Individuell deshalb, weil wie bereits ausgeführt, sowohl der zeitliche Verlauf 1 als auch der zeitliche Trainingsverlauf 2 vom physiologischen und psychologischen Zustand des Sportlers abhängig sind. Wie genau die Reizabfolge, welche den zeitlichen Trainingsverlauf 2 des biometrischen Zustande des Sportlers beeinflusst und so den modifizierten zeitlichen Trainingsverlauf 7 bildet charakterisiert ist, wird daher vorteilhaft durch Versuche während des Trainings ermittelt. Jedem Sportler kann durch diese Versuche zumin- dest eine individuelle Reizabfolge zugeordnet werden. Diese erlaubt es, beispielsweise für eine bestimmte Streckenpassage, den zeitlichen Trainingsverlauf 2 des biometrischen Zustande des Sportlers zu modifizieren und an den zeitlichen Verlauf 1 des biometrischen Zustande dee Sportlere anzunähern. Die Vereuche können beiepieleweiee ergeben, daee für eine andere Streckenpaeeage eine gänzlich andere Reizabfolge notwendig ist, um die be- sagte Annäherung der beiden Verläufe zu realisieren.
Es sei anzumerken, dass der zeitlicher Verlauf 1 eines biometrischen Zustande einee Sportlere, wie er während einee Zeitabechnitte oder auch einer geeamten realen Fahrt, ermittelt beziehungeweiee aufgezeichnet wird, auch für medizinieche Zwecke genutzt werden kann. Ist es beispielsweise während der realen Fahrt zu einem Unfall oder ähnlichem gekommen, infolge dessen der Gesundheitszustand des Sportlers beeinträchtigt ist, können die Daten, welche den biometrischen Zustand des Sportlers betreffen, beispielsweise Ersthelfern bezie- hungsweise anderem medizinischen Personal zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann eine genauere Erstdiagnose beziehungsweise eine gezieltere Versorgung ermöglicht werden. Auch die Kombination mit einer bestimmten, zeitlichen Veränderung eines Parameters 5 hilft medizinische Diagnosen zu erstellen, da dabei die beispielsweise während eines Un- falls auf den Sportler wirkende Längsbeschleunigung a ein wichtiger Hinweis auf einen möglichen Verletzungsgrad darstellt.
Wie bereits ausgeführt, werden die gemessenen oder zur Verfügung gestellten Daten und/oder Werte, welche das Fahrzeug und/oder den Sportler und/oder seine geistige Stimulation betreffen durch eine Mess- und/oder Auswerte- und/oder Steuer- und/oder Berech- nungseinheit verarbeitet, welche jedoch nicht örtlich gebunden ist. Ist beispielsweise eine Auswerteeinheit abseits des Fahrzeuges angeordnet, ermöglichen die gemessenen Daten Unfälle zu vermeiden, indem beispielsweise ein ungewöhnlicher zeitlicher Verlauf 1 während einer realen Fahrt, frühzeitig erkannt wird und beispielsweise der Sportler zum Beenden der realen Fahrt angehalten wird. Eine weitere, in Figur 4 dargestellte Variante sieht vor, dass für den zeitlichen Verlauf 1 des biometrischen Zustande des Sportlers, während zumindest eines Zeitabschnittes einer realen Fahrt dessen durchschnittlicher Wert in Form eines Mittelwerts 3 gebildet wird. Der Mittelwert 3 kann über einem bestimmten Streckenabschnitt, oder auch über die gesamte Fahrt gebildet werden. Wie für den zeitlichen Verlauf 1 , wird auch für den zeitlichen Trainingsver- lauf 2 des biometrischen Zustande des Sportlers während eines ersten Trainings, ein Durchschnitt in Form eines Trainingsmittelwerts 4 gebildet.
Wie erkennbar ist unterscheidet sich der Trainingsmittelwert 4 vom Mittelwert 3 um die Differenz X. Um Diese Differenz X ist der Fahrer beim Training im Durchschnitt„weniger ge- stresst". Wie bereits angemerkt, unterscheidet sich aufgrund dieser Differenz X das Verhal- ten und die Leistungsfähigkeit des Sportlers beim Training zu jenem/jener bei einer realen Fahrt oder einem Rennen beziehungsweise einem Wettkampf.
Wie bereits für Figur 3 beschrieben, absolviert der Sportler im Fahrsimulator ein zweites Training bei welchem die Strecke bei gleichen Verhältnissen wie bei der ursprünglichen, realen Fahrt und beim ersten Training simuliert wird. Wie in Figur 5 gezeigt, wird während diesem zweiten Training, der Sportler wiederum geistig stimuliert. Dadurch wird während des zweiten Trainings im Fahrsimulator der Trainingsmittelwert 4 durch die geistige Stimulation des Sportlers an den Mittelwert 3 angenähert. Bei dieser Ausführungsvariante erfolgt der auditive Reiz 6 jedoch nicht in Abhängigkeit des Parameters 5 sondern beispielsweise konstant über die gesamte Trainingsfahrt beziehungs- weise über den entsprechenden Strecken- oder Zeitabschnitt. Der auditive Reiz 6 muss jedoch nicht während der gesamten Trainingsfahrt oder dem entsprechenden Strecken- oder Zeitabschnitt erfolgen.
Infolge dieser geistigen Stimulation wird der biometrische Zustand beziehungsweise dessen Trainingsmittelwert 4 modifiziert und damit an den sich während der realen Fahrt ergebenden Mittelwert 3 des biometrischen Zustande angenähert. Dabei wird die Differenz X zwischen dem Mittelwert 3 und dem Trainingsmittelwert 4 verringert. Nochmals ist zu bemerken, dass dies ohne die Simulation selbst zu verändern erfolgt und die simulierten Streckenverhältnisse unverändert und äquivalent zur realen Fahrt bleiben. Die Annäherung des Trainingsmittelwerts 4 an den Mittelwert 3 beziehungsweise die Verringerung der Differenz X kann im Zuge mehrerer Trainingsfahrten iterativ erfolgen, wobei, wie eben ausgeführt, die Simulation der realen Fahrt nicht verändert wird. Während jeder Trainingsfahrt wird der zeitliche Trainingsverlauf 2 der Herzfrequenz Hft als biometrischer Zustand beziehungsweise deren Trainingsmittelwert 4 bestimmt, wobei sich dieser infolge der geistigen Stimulation verändert hat. Dieser Vorgang kann so lange beziehungsweise so oft durchgeführt werden, bis der Trainingsmittelwert 4 des biometrischen Zustande durch die geistige Stimulation des Sportlers an den Mittelwert 3 des biometrischen Zustande angenähert wurde. Dadurch wird ermittelt, in welcher Weise die beispielsweise auditiven Reize 6 erfolgen müssen, um die Differenz X zwischen dem Mittelwert 3 und dem Trainingsmittelwert 4 des biometrischen Zustande, beziehungsweise zwischen realer Fahrt und Training im Fahrsimulator, auszugleichen. Beispielsweise wird eine entsprechende Frequenz ermittelt, mit welcher die auditiven Reize 6 erfolgen müssen, so dass eine gewisse Differenz X zwischen dem Mittelwert 3 und dem Trainingsmittelwert 4 ausgeglichen werden kann.
Wie bereits erwähnt wird bei dieser zweiten Variante die geistige Stimulation nicht punktuell vorgenommen. Der Sportler wird über die gesamte Fahrt im Fahrsimulator entsprechend geistig stimuliert, so dass der Trainingsmittelwert 4, also der durchschnittliche Stresslevel während der Fahrt im Fahrsimulator, annähernd dem Mittelwert 3 also dem durchschnittlichen Stresslevel während der realen Fahrt entspricht.
Im Zuge zukünftige Trainingsfahrten im Fahrsimulator, werden die so ermittelten beispiels- weise auditiven Reize genutzt, um den Fahrsimulator entsprechend zu modifizieren.
Wie genau die geistige Stimulation erfolgen muss, ist sowohl vom Sportler selbst, als auch von der Art der geistigen Stimulierung abhängig. Bei der beispielhaft gewählten, geistigen Stimulation durch auditive Reize 6 kann beispielsweise die Frequenz einer Tonfolge entscheidend sein. Von ihr kann abhängen, wie oder wie stark ein Fahrer geistig stimuliert wird, beziehungsweise wie stark die Auswirkungen in Bezug auf den zweiten biometrischen Zu¬ stand sind.
Die eben angeführte, iterative Bestimmung hilft somit das Verfahren optimal an unterschied¬ liche Fahrer anzupassen.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Modifizierung eines Fahrsimulators, dadurch gekennzeichnet, dass während zumindest eines Zeitabschnittes einer realen Fahrt ein zeitlicher Verlauf (1 ) eines biometrischen Zustands des Sportlers ermittelt wird, dass dabei zumindest ein zeitlicher Verlauf eines Parameter (5) eines durch den Sportler genutzten Fahrzeugs bestimmt wird, dass zwischen dem zeitlichen Verlauf (1 ) des biometrischen Zustands des Sportlers und dem zeitlichen Verlauf des Parameters (5) des Fahrzeugs ein Zusammenhang, der die zeitliche Änderung des biometrischen Zustands in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung des Parameters (5) angibt ermittelt wird, dass während eines ersten Trainings im Fahrsimulator ein sich einstellender zeitlicher Trainingsverlauf (2) des biometrischen Zustands des Sportlers bestimmt wird und dass während eines weiteren, zweiten Trainings im Fahrsimulator der, durch geistige Stimulation des Sportlers in Abhängigkeit des ermittelten Zusammenhangs, modifizierte zeitliche Trainingsverlauf (7) des biometrischen Zustands des Sportlers, an den zeitlichen Verlauf (1 ) des biometrischen Zustands des Sportlers der realen Fahrt angenähert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass über den zeitlichen Verlauf (1 ) des biometrischen Zustands des Sportlers während zumindest eines Zeitabschnittes einer realen Fahrt ein Mittelwert (3) gebildet wird, dass über den zeitlichen Trainingsverlauf (2) des biometrischen Zustands des Sportlers während des ersten Trainings im Fahrsimula- tor ein Trainingsmittelwert (4) gebildet wird und dass während des zweiten Trainings im Fahrsimulator der Trainingsmittelwert (4) durch geistige Stimulation des Sportlers an den Mittelwert (3) angenähert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geistige Stimulation des Sportlers durch auditive und/oder visuelle und/oder sensitive Reize erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geistige Stimulation des Sportlers unter Nutzung zumindest einer individuellen Reizabfolge realisiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Reizabfolge, welche den zeitlichen Trainingsverlauf (2) des biometrischen Zustands des Sportlers beeinflusst, durch Versuche während des Trainings ermittelt wird.
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