VERFAHREN ZUR DARSTELLUNG VON INFORMATIONEN AUF EINER MENSCH MASCHINE-SCHNITTSTELLE EINES KRAFTFAHRZEUGS,METHOD FOR PRESENTING INFORMATION ON A HUMAN MACHINE INTERFACE OF A MOTOR VEHICLE,
COMPUTERPROGRAMMPRODUKT, MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE SOWIE KRAFTFAHRZEUG COMPUTER PROGRAM PRODUCT, HUMAN-MACHINE INTERFACE AND MOTOR VEHICLE
Vorliegend werden ein Verfahren zur Darstellung von Informationen auf einer Mensch-Ma- schine-Schnittstelle eines Kraftfahrzeugs, ein Computerprogrammprodukt, Mensch-Ma- schine-Schnittstellen sowie ein Kraftfahrzeug beschrieben. A method for displaying information on a human-machine interface of a motor vehicle, a computer program product, human-machine interfaces and a motor vehicle are described here.
Verfahren zur Darstellung von Informationen auf einer Mensch-Maschine-Schnittsteile ei nes Kraftfahrzeugs, Computerprogrammprodukte, Mensch-Maschine-Schnittsteilen sowie Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Methods for displaying information on a human-machine interface of a motor vehicle, computer program products, human-machine interface and motor vehicles of the type mentioned at the beginning are known in the prior art.
Die Menge von Informationen, die ein Fahrer salient und schnell erfassen kann, ist abhän gig von der kognitiven Last, der ein Fahrer während einer aktuellen Fahrsituation ausge setzt ist. Die kognitive Last gibt wieder, wie stark der Fahrer mental beansprucht wird, um eine Situation, insbesondere eine Fahrsituation, vollständig zu erfassen und richtig reagie ren zu können. Je mehr Informationen ein Fahrer aufnehmen muss, desto höher ist seine kognitive Last. Je komplexer eine Fahrsituation ist, desto mehr muss sich der Fahrer kon zentrieren. Auf einer einfachen Strecke mit wenig Verkehr ist weniger Aufmerksamkeit er forderlich als auf einer viel befahrenen, kurvigen Strecke, die zügig gefahren wird. Eben falls gilt es eine kognitive Unterforderung des Fahrers zu umgehen. Auf einer geraden Strecke mit wenig Verkehr bei gleichbleibender Geschwindigkeit droht ein Konzentrations verlust des Fahrers. Im ersteren Fall fällt es dem Fahrer leicht, eine Vielzahl von Informati onen einer Mensch-Maschine-Schnittsteile zu erfassen und auszuwerten. Im zweiten Fall könnte der Fahrer durch zu viel Information überfordert werden und dem Verkehr nicht mehr ausreichend Aufmerksamkeit widmen. Im dritten Fall der Vigilanz fällt es dem Fahrer schwerer, sich ändernde und hinzugefügte Informationen aufzunehmen und angemessen zu verarbeiten. The amount of information that a driver can grasp saliently and quickly depends on the cognitive load a driver is exposed to during a current driving situation. The cognitive load reflects how much the driver is mentally stressed in order to fully grasp a situation, in particular a driving situation, and to be able to react correctly. The more information a driver has to absorb, the higher his cognitive load. The more complex a driving situation, the more the driver has to concentrate. On a simple route with little traffic, less attention is required than on a busy, winding route that is driven quickly. It is also important to avoid cognitive underloading of the driver. On a straight stretch with little traffic at constant speed, there is a risk of the driver losing concentration. In the former case, it is easy for the driver to record and evaluate a large amount of information from a human-machine interface. In the second case, the driver could be overwhelmed by too much information and no longer pay sufficient attention to the traffic. In the third case of vigilance, it is more difficult for the driver to absorb changing and added information and to process it appropriately.
Eine Fahrsituation beschreibt die Interaktion zwischen Fahrer, Fahrzeug und Umwelt. Adaptive Anzeigen sind an sich bekannt. In der einfachsten Form ist es bekannt, bei Tag
und bei Nacht unterschiedliche Anzeigemodi zu verwenden, beispielsweise ein Nachtmo dus auf einem Display. Auch ist es bekannt, die Farbe der Anzeige zu variieren. Des Wei teren ist es bekannt, die Anzeige abhängig vom Fahrmodus zu konfigurieren, beispiels weise bei Sportwagen unterschiedlich für einen Straßenbetrieb und für einen Rennstre ckenbetrieb. Darüber hinaus gibt es variable Displays, in denen Informationen unter schiedlich groß dargestellt werden können. Die entsprechenden Adaptionen der Anzeigen werden entweder automatisch vorgenommen, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Um gebungshelligkeit, oder manuell, zum Beispiel bei der Auswahl eines Anzeigemodus oder einer Darstellungsfarbe. A driving situation describes the interaction between the driver, the vehicle and the environment. Adaptive displays are known per se. In its simplest form it is known by day and to use different display modes at night, for example a night mode on a display. It is also known to vary the color of the display. Furthermore, it is known to configure the display as a function of the driving mode, for example differently for sports cars for road use and for racing track operation. There are also variable displays in which information can be shown in different sizes. The corresponding adaptations of the displays are made either automatically, for example as a function of the ambient brightness, or manually, for example when selecting a display mode or a display color.
Aus der DE 102007 058437 A1 ist ein Verfahren zur Informationsvermittlung an den Fahrer eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem optische Informationsanzeigen mittels ei nes Head-up-Displays dem Fahrer zur Ansicht gebracht werden, wobei die Gesamtan zeige des Head-up-Displays eine Gruppe benachbarter Anzeigefelder umfasst, in welchen Informationsanzeigen anzeigbar sind, wobei jedes Element einer Menge möglicher Infor mationsanzeigen zur Anzeige einem der Anzeigefelder zugeordnet ist, wobei charakteris tische Fahrsituationsparameter der aktuellen Fahrsituation bestimmt werden, wobei für je des Anzeigefeld abhängig von den charakteristischen Fahrsituationsparametern eine Prio- risierung der diesem Anzeigefeld zugeordneten Informationsanzeigen vorgenommen wird und wobei der Inhalt jedes Anzeigefelds in Abhängigkeit von der für dieses Anzeigefeld vorgenommenen Priorisierung festgelegt wird. From DE 102007 058437 A1 a method for conveying information to the driver of a motor vehicle is known in which optical information displays are brought to the driver by means of a head-up display, the overall display of the head-up display being a group of neighboring ones Includes display fields in which information displays can be displayed, each element of a set of possible information displays for display being assigned to one of the display fields, with characteristic driving situation parameters of the current driving situation being determined, with a priority for each of the display fields depending on the characteristic driving situation parameters Information displays assigned to this display field are carried out and the content of each display field is determined as a function of the prioritization made for this display field.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Fahrsituationsparameter können zwar manch mal koinzident mit der kognitiven Last des Fahrers korrelieren, aber es gibt auch Situatio nen, in denen eine Vielzahl von Informationen angezeigt werden würde, obwohl die kogni tive Last des Fahrers hoch ist. In diesen Fällen könnte die Anzahl der angezeigten Infor mationen den Fahrer überfordern. The driving situation parameters known from the prior art can sometimes correlate coincidentally with the driver's cognitive load, but there are also situations in which a large amount of information would be displayed even though the driver's cognitive load is high. In these cases, the amount of information displayed could overwhelm the driver.
Somit stellt sich die Aufgabe, Verfahren zur Darstellung von Informationen auf einer Mensch-Maschine-Schnittsteile eines Kraftfahrzeugs, Computerprogrammprodukte, Mensch-Maschine-Schnittsteilen sowie Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art dahin gehend weiterzubilden, dass die kognitive Last eines Fahrers unmittelbarer und damit ge nauer ermittelt werden kann und die Mensch-Maschine-Schnittsteile entsprechend konfi guriert werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es, die individuelle kognitive Leistungsfähig keit eines jeweiligen konkreten Fahrers berücksichtigen zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Darstellung von Informationen auf einer Mensch-Maschine-Schnittsteile gemäß Anspruch 1, ein Computerprogrammprodukt ge mäß dem nebengeordneten Anspruch 10, eine Mensch-Maschine-Schnittsteile gemäß dem nebengeordneten Anspruch 11 , eine Mensch-Maschine-Schnittsteile gemäß dem ne bengeordneten Anspruch 12 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten An spruch 15. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Thus, the task arises of developing methods for displaying information on a human-machine interface of a motor vehicle, computer program products, human-machine interface and motor vehicles of the type mentioned in such a way that the cognitive load of a driver is determined more directly and thus more precisely can be and the man-machine interface can be confi gured accordingly. Another task is to be able to take into account the individual cognitive performance of each specific driver. The object is achieved by a method for displaying information on a human-machine interface according to claim 1, a computer program product according to the independent claim 10, a human-machine interface according to the independent claim 11, a human-machine interface according to the neighboring claim 12 and a motor vehicle according to the independent claim 15. Further refinements and developments are the subject of the dependent claims.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Steuerung einer Mensch-Maschine-Schnittsteile eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei die Mensch-Maschine-Schnittsteile wenigstens eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Informationen aufweist, wobei wenigstens ein Fahrsituationsparameter ermittelt wird, der eine Fahrsituation des Kraftfahrzeuges charak terisiert, und wobei in Abhängigkeit des ermittelten Fahrsituationsparameters mittels eines Algorithmus ein Lastparameter bestimmt wird, der eine kognitive Last eines Fahrers des Kraftfahrzeugs charakterisiert, sodass eine Informationsdichte der wenigstens einen An zeigevorrichtung von mittels der Anzeigevorrichtung darzustellenden Informationen in Ab hängigkeit des Lastparameters angepasst wird, wobei der Algorithmus einen Datensatz mit Fahrsituationsparametern umfasst, wobei jedem Fahrsituationsparameter jeweils ein Lastparameter zugeordnet ist, wobei die Lastparameter auf Basis wenigstens einer ge messenen Messgröße beruhen, die ein Verhalten des Fahrers charakterisieren. A method for controlling a man-machine interface of a motor vehicle is described below, the man-machine interface having at least one display device for displaying information, at least one driving situation parameter being determined which characterizes a driving situation of the motor vehicle, and in Depending on the determined driving situation parameter, an algorithm is used to determine a load parameter that characterizes a cognitive load of a driver of the motor vehicle, so that an information density of the at least one display device is adapted to information to be displayed by means of the display device as a function of the load parameter, the algorithm including a data record Includes driving situation parameters, each driving situation parameter being assigned a load parameter, the load parameters being based on at least one measured variable that indicates a behavior d characterize it driver.
Durch Bestimmung der kognitiven Last eines Fahrers und Wahl der passenden Informati onsdichte kann sichergestellt werden, dass dem Fahrer nur so viele Informationen ange zeigt werden, wie er auch verarbeiten kann. Eine Beeinträchtigung der Informationsverar beitungskapazität des Fahrers durch zu viele und sich ändernden Informationen kann dadurch vermieden werden und der Fahrer hat mehr geistige Ressourcen frei, um sich dem Verkehrsgeschehen zu widmen. By determining the cognitive load of a driver and choosing the appropriate information density, it can be ensured that the driver is only shown as much information as he can process. An impairment of the information processing capacity of the driver by too much and changing information can be avoided and the driver has more mental resources free to devote himself to the traffic situation.
Dabei kann eine Auswahl der jeweils relevantesten Informationen in Abhängigkeit von der Situation erfolgen, beispielsweise eine Navigationsinformation, wenn der Fahrer dem nächst einen Knotenpunkt erreichen wird, eine Geschwindigkeitsinformation, wenn der Fahrer zu schnell oder zu langsam fährt, oder eine Warnung, wenn beispielsweise der Verkehr eine erhöhte Aufmerksamkeit erfordert.
In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ferner ein Ver haltensparameter ermittelt wird, der ein aktuelles Verhalten des Fahrers charakterisiert, wobei die Informationsdichte der auf der Anzeigevorrichtung darzustellenden Informatio nen unter Berücksichtigung von dem ermittelten Verhaltensparameter variiert wird. The most relevant information can be selected depending on the situation, for example navigation information when the driver is about to reach a junction, speed information when the driver is driving too fast or too slowly, or a warning when, for example, there is traffic requires increased attention. In a first further refinement, it can be provided that a behavior parameter is also determined which characterizes the current behavior of the driver, the information density of the information to be displayed on the display device being varied taking into account the behavior parameter determined.
Das Verhalten des Fahrers ist eine zuverlässige Messgröße für die kognitive Last des Fahrers. Hierdurch kann eine bessere Anpassung der Informationsdichte auf die momen tanen Bedürfnisse des Fahrers stattfinden. The driver's behavior is a reliable measure of the driver's cognitive load. This allows better adaptation of the information density to the current needs of the driver.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zur Berech nung des Parameters eine Vorhersage der kognitiven Last des Fahrers zu einer vorgege benen Zeit, in einer vorgegeben Zeitspanne und/oder einer vorgegebenen Distanz bein haltet. In a further refinement, provision can be made for calculating the parameter to include a prediction of the driver's cognitive load at a given time, in a given time span and / or a given distance.
Hierdurch kann eine Vorhersage über die in Kürze zu erwartende kognitive Last getroffen werden und eine geeignete Anzeigekonfiguration frühzeitig in Abhängigkeit von der zu er wartenden kognitiven Last ausgewählt werden. Somit kann bereits vor Eintritt einer Auf merksamkeit erfordernden Situation eine Auswahl der angezeigten Informationen auf die wichtigsten Informationen erreicht werden. As a result, a prediction can be made about the cognitive load to be expected shortly and a suitable display configuration can be selected at an early stage as a function of the cognitive load to be expected. In this way, a selection of the displayed information on the most important information can be achieved even before a situation requiring attention occurs.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in einem normalen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs den Fahrer betreffende Messgrößen erfasst werden und der Fahrer in eine von mehreren Nutzertypklassen kategorisiert wird, wobei die Informationsdichte in Abhängigkeit von der Nutzertypklasse des Fahrers angepasst wird. In a further refinement, it can be provided that, in normal ferry operation of the motor vehicle, measured variables pertaining to the driver are recorded and the driver is categorized into one of several user type classes, the information density being adapted as a function of the user type class of the driver.
Es ist bekannt, dass unterschiedliche Fahrer in Abhängigkeit verschiedener Aspekte un terschiedliche kognitive Leistungsfähigkeit aufweisen und durch unterschiedliche Fahrsitu ationen unterschiedlich stark beansprucht werden. So benötigt ein Fahranfänger mehr Aufmerksamkeit und damit kognitiven Aufwand als ein routinierter Fahrer. Auch gibt es gewisse, zum Beispiel altersbedingte, Unterschiede in der Aufnahmefähigkeit und Verar beitungsgeschwindigkeit von Informationen zwischen verschiedenen Fahrern. Des Weite ren ist es bekannt, dass die Fahrtdauer einen Einfluss darauf hat, wie aufmerksam ein Fahrer ist. Derartige Messgrößen können im Rahmen dieser Ausgestaltung erfasst wer den, wodurch eine auf den Fahrer abgestimmte Anzeigekonfiguration ausgewählt werden
kann. It is known that different drivers have different cognitive capabilities depending on different aspects and are stressed to different degrees by different driving situations. A novice driver needs more attention and therefore more cognitive effort than an experienced driver. There are also certain differences, for example age-related, in the ability to absorb and process information between different drivers. It is also known that the duration of the journey has an influence on how attentive a driver is. Such measured variables can be recorded within the scope of this embodiment, whereby a display configuration tailored to the driver can be selected can.
Dieser Ausgestaltung kann dazu verwendet werden, für verschiedene Fahrertypen ver schiedene Informationssätze bereitzustellen. Manche Fahrer können eine größere Anzahl von Informationen verarbeiten als andere, sodass verhindert werden kann, dass diejeni gen Fahrer, die nicht so viele Informationen verarbeiten können, durch die Mensch-Ma- schine-Schnittstelle überlastet werden. This refinement can be used to provide different sets of information for different types of drivers. Some drivers can process a larger amount of information than others, so that it is possible to prevent those drivers who cannot process so much information from being overloaded by the human-machine interface.
In einerweiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die fahrsi- tuationsbezogenen Eingangsgrößen Messgrößen zum Fahrer, zum Kraftfahrzeug und/ oder zur Umwelt umfassen. In a further refinement, it can be provided that the driving situation-related input variables include measured variables relating to the driver, the motor vehicle and / or the environment.
Umweltbezogene Messgrößen können Straßenführung, Verkehr, Wetter, Tageszeit und dergleichen umfassen, fahrerbezogene Messgrößen können Interaktionen mit der Mensch-Maschine-Schnittsteile, Blickrichtung, Fahrverhalten und dergleichen umfassen, kraftfahrzeugbezogene Messgrößen können Dynamik, Assistenzsystemeinsatz und der gleichen umfassen. Environment-related measured variables can include road layout, traffic, weather, time of day and the like, driver-related measured variables can include interactions with the human-machine interface, viewing direction, driving behavior and the like, motor-vehicle-related measured variables can include dynamics, use of assistance systems and the like.
Es hat sich gezeigt, dass diese Parameter geeignet sind, eine kognitive Last für den Fah rer vorherzusagen. Je zügiger der Fahrer fährt, desto mehr Aufmerksamkeit muss er der Straße widmen. Je kurviger eine Straße ist, desto mehr Lenkeingaben sind erforderlich, die den Fahrer kognitiv beanspruchen. Je mehr Verkehrsteilnehmer auf der Straße unter wegs sind, desto mehr Aufmerksamkeit ist erforderlich, da der Fahrer das Verhalten der anderen Verkehrsteilnehmer beobachten und ggf. auf dieses reagieren muss. Wenn ein vor dem Fahrer fahrendes Kraftfahrzeug beispielsweise bremst, muss der Fahrer eben falls bremsen. Durch monotone Fahrsituationen wie beispielsweise Strecken ohne Kurven mit wenig Verkehrsteilnehmer, kann sich Aufmerksamkeit und Konzentration des Fahrers verringern. Hierbei kann das Reaktionsverhalten des Fahrers beeinträchtigt werden. It has been shown that these parameters are suitable for predicting a cognitive load for the driver. The faster the driver drives, the more attention he has to devote to the road. The more curvy a road, the more steering inputs are required, which cognitively demand the driver. The more road users there are on the road, the more attention is required because the driver has to observe the behavior of the other road users and, if necessary, react to it. For example, if a motor vehicle driving in front of the driver brakes, the driver must also brake. Monotonous driving situations such as stretches without bends with few road users can reduce the driver's attention and concentration. This can affect the driver's responsiveness.
In einerweiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Anzeigekonfigurationen vorgesehen sind, die eine unterschiedliche Informations dichte aufweisen, wobei eine Anpassung der Informationsdichte durch Auswahl einer An zeigekonfiguration vorgenommen wird. In a further refinement, it can be provided that at least two display configurations are provided which have a different information density, the information density being adapted by selecting a display configuration.
Es können mehr als zwei unterschiedliche Anzeigekonfigurationen vorgesehen sein, die
sich in manchen Ausgestaltungen in mehr als einer Parameterdimension unterscheiden können. So können unterschiedliche Anzeigekonfigurationen unterschiedliche Mengen an Informationen anzeigen, manche Informationen in unterschiedlichen Größen darstellen und die Position einer Information verändern, wobei zu beachten ist, dass ein Fahrer eine Information üblicherweise an einem bestimmten Ort vermutet, beispielsweise eine Ge schwindigkeitsanzeige, eine Drehzahl, eine Reichweite und dergleichen. Somit sind Aus gestaltungen denkbar, in denen eine Information herausgegriffen und zentral in entspre chender Größe dargestellt wird. Die übrigen Informationen können sich in bestimmten, für die entsprechende Information vorgesehenen Feldern befinden. More than two different display configurations can be provided can differ in more than one parameter dimension in some configurations. Different display configurations can display different amounts of information, display some information in different sizes and change the position of information, whereby it should be noted that a driver usually suspects information to be in a certain location, for example a speed display, a rotational speed, a range and the same. Thus, designs are conceivable in which information is picked out and displayed centrally in a corresponding size. The remaining information can be found in specific fields provided for the corresponding information.
In einerweiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Mensch- Maschine-Schnittsteile wenigstens zwei Anzeigevorrichtungen aufweist, auf denen jeweils eine Mehrzahl von für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs relevanten Informationen darstell bar sind, wobei mittels des Algorithmus bestimmt wird, welche Information auf welcher Anzeigevorrichtung angezeigt wird. In a further refinement, it can be provided that the man-machine interface has at least two display devices, on each of which a plurality of information relevant to a driver of the motor vehicle can be displayed, the algorithm being used to determine which information is displayed on which display device becomes.
Entsprechende Anzeigevorrichtungen können beispielsweise ein zentrales Informations display, ein Cockpitdisplay und/oder ein Head-up-Display sein. Auf diese Weise können sehr wichtige Informationen beispielsweise auf einer nahe des Blickfelds des Fahrers an geordneten Anzeigevorrichtung dargestellt werden, zum Beispiel auf einem Head-up-Dis- play. Corresponding display devices can be, for example, a central information display, a cockpit display and / or a head-up display. In this way, very important information can be presented, for example, on a display device arranged close to the driver's field of vision, for example on a head-up display.
In einerweiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Algorith mus durch ein maschinelles Lernen-Verfahren trainiert wird, indem mit einer Mehrzahl von Testfahrern Testfahrten durchgeführt werden, wobei während der Testfahrten zum Be schreiben einer Fahrsituation charakteristische Parameter erfasst und gespeichert wer den, wobei die Testfahrer während der Testfahrten Eingabeaufforderungen an einen Ein gabeelement einer Mensch-Maschine-Schnittsteile erhalten, wobei eine Eingabedauer zur Durchführung der Eingabe, eine Eingabefehlerrate und/oder eine Anzahl von Bedien schritten erfasst und mit den charakteristischen Parametern durch den Algorithmus korre liert werden. In a further refinement, provision can be made for the algorithm to be trained using a machine learning method in that test drives are carried out with a plurality of test drivers, with characteristic parameters for describing a driving situation being recorded and stored during the test drives, with the Test drivers receive input prompts to an input element of a man-machine interface during the test drives, with an input duration for performing the input, an input error rate and / or a number of operating steps being recorded and corrected with the characteristic parameters by the algorithm.
Durch Verfahren des maschinellen Lernens ist es möglich, sehr komplexe Situationen zu verlässig zu beurteilen und insbesondere Vorhersagen über zukünftige kognitive Lasten in
Abhängigkeit einer Vorhersage der verschiedenen Fahrsituationen zu treffen. Solche Vor hersagen sind mit klassisch aufgebauten Algorithmen schwer zu treffen. Des Weiteren können Algorithmen dieser Art während des laufenden Betriebs fortlaufend verbessert werden, sodass die Vorhersage der kognitiven Last und, je nach Ausgestaltung, die Kate- gorisierung der Fahrer in unterschiedliche Nutzertypklassen immer weiter verbessern. Machine learning processes make it possible to reliably assess very complex situations and, in particular, to make predictions about future cognitive loads in Dependency to make a prediction of the various driving situations. Such predictions are difficult to make with classically structured algorithms. In addition, algorithms of this type can be continuously improved during operation, so that the prediction of the cognitive load and, depending on the design, the categorization of the driver into different user type classes continue to improve.
Der Algorithmus kann in Form einer künstlichen Intelligenz zum Einsatz gebracht werden, die einen komplexen Filter, der sich wie zuvor besprochen weiter entwickeln kann. The algorithm can be used in the form of artificial intelligence, which is a complex filter that can be further developed as discussed above.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass während der Testfahrten weitere für die kognitive Last der Testfahrer charakteristische Messgrößen erfasst und mit den charakteristischen Parametern der Fahrsituation korreliert werden, wobei die charakteristischen Messgrößen eine Fahrzeugposition auf einer Fahrspur, eine Anzahl von Überschreitungen einer Fahrspur, eine Dauer der Fahrspurüberschreitung, eine Abweichung von einer Sollgeschwindigkeit, Kopfbewegungen, Armbewegungen, Lenkradeingaben, Pedaleingaben, und/oder eine Blickrichtung des Fahrers umfassen können. In a further refinement, it can be provided that, during the test drives, further measured variables characteristic of the test driver's cognitive load are recorded and correlated with the characteristic parameters of the driving situation, the characteristic measured variables being a vehicle position in a lane, a number of times a lane has been crossed, a duration of the lane crossing, a deviation from a target speed, head movements, arm movements, steering wheel inputs, pedal inputs, and / or a direction in which the driver is looking.
Die Reaktionszeit auf komplexe Aufgaben ist ein sinnvoller Maßstab, um die kognitive Last eines Fahrers in einer bestimmten Situation zu bestimmen. Je mehr Aufmerksamkeit der Fahrer für die Fahrtätigkeit in der aktuellen Fahrsituation benötigt, desto länger braucht er, um die Aufgaben zu erledigen. Auch die Präzision der Fahrt, d. h. wie exakt der Fahrer innerhalb seiner Spur fährt, wie oft der die Spur überschreitet, wie lange er die Spur überschreitet etc. sind ein Indiz dafür, wie stark der Fahrer momentan kognitiv belas tet ist. The reaction time to complex tasks is a useful measure to determine the cognitive load of a driver in a given situation. The more attention the driver needs to drive in the current driving situation, the longer it takes to complete the tasks. Also the precision of the ride, i. H. How exactly the driver drives in his lane, how often he crosses the lane, how long he crosses the lane, etc. are an indication of how much the driver is currently cognitively stressed.
Auch die Überwachung des Fahrers selbst, beispielsweise mittels einer Innenraumka mera, kann Rückschlüsse auf den momentanen Zustand des Fahrers erlauben. So kön nen schnelle Blickwechsel und Stabilisierungseingaben über die Pedalerie und das Lenk rad auf eine hohe visuell-manuelle Last hinweisen, wohingegen ein nicht stark belasteter Fahrer tendenziell ein balanciertes Blick- und Stabilisierungsverhalten zeigt. Des Weiteren können hektische Pedalbewegungen oder Lenkradeingaben auf eine hohe kognitive Last hindeuten. The monitoring of the driver himself, for example by means of an interior camera, can allow conclusions to be drawn about the current state of the driver. Quick changes of gaze and stabilization inputs via the pedals and the steering wheel can indicate a high visual-manual load, whereas a driver who is not heavily stressed tends to display a balanced gaze and stabilization behavior. Furthermore, hectic pedal movements or steering wheel inputs can indicate a high cognitive load.
Durch den Einsatz mehrerer verschiedener Testfahrer ist es des Weiteren möglich, die
unterschiedlichen Nutzertypklassen besser voneinander differenzieren zu können. By using several different test drivers, it is also possible to use the to be able to better differentiate between different user type classes.
Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Mensch-Maschine-Schnittsteile eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei die Mensch-Ma- schine-Schnittstelle wenigstens eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Informatio nen aufweist, wobei Mittel zum Ermitteln wenigstens eines Fahrsituationsparameters, der eine Fahrsituation des Kraftfahrzeuges charakterisiert, vorgesehen sind und wobei Mittel zur Bestimmung eines Lastparameters in Abhängigkeit des ermittelten Fahrsituationspa rameters mittels eines Algorithmus vorgesehen sind, wobei der Lastparameter eine kogni tive Last eines Fahrers des Kraftfahrzeugs charakterisiert, wobei Mittel zum Anpassen ei ner Informationsdichte der wenigstens einen Anzeigevorrichtung von mittels der Anzeige vorrichtung darzustellenden Informationen in Abhängigkeit des Lastparameters vorgese hen sind, wobei der Algorithmus einen Datensatz mit Fahrsituationsparametern umfasst, wobei jedem Fahrsituationsparameter jeweils ein Lastparameter zugeordnet ist, wobei die Lastparameter auf Basis wenigstens einer gemessenen Messgröße beruhen, die ein Ver halten des Fahrers charakterisieren. A first independent subject relates to a device for controlling a man-machine interface of a motor vehicle, the man-machine interface having at least one display device for displaying information, with means for determining at least one driving situation parameter that represents a driving situation Characterized motor vehicle, are provided and wherein means are provided for determining a load parameter as a function of the determined Fahrsituationspa parameters by means of an algorithm, the load parameter characterizing a cogni tive load of a driver of the motor vehicle, with means for adapting an information density of the at least one display device by means of the display device to be shown information is provided as a function of the load parameter, wherein the algorithm comprises a data set with driving situation parameters, each driving situation parameter a laser tparameter is assigned, the load parameters being based on at least one measured variable that characterize the behavior of the driver.
In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ferner Mittel zum Ermitteln wenigstens eines Verhaltensparameters vorgesehen sind, wobei der Ver haltensparameter ein aktuelles Verhalten des Fahrers charakterisiert, wobei die Mittel zum Anpassen einer Informationsdichte dazu eingerichtet sind, die Informationsdichte der auf der Anzeigevorrichtung darzustellenden Informationen unter Berücksichtigung von dem ermittelten Verhaltensparameter zu variieren. In a first further refinement, it can be provided that means for determining at least one behavior parameter are also provided, the behavior parameter characterizing a current behavior of the driver, the means for adapting an information density being set up to determine the information density of the information to be displayed on the display device to vary taking into account the behavior parameters determined.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Vorhersa gemittel zur Berechnung der kognitiven Last des Fahrers zu einer vorgegebenen Zeit, in einer vorgegeben Zeitspanne und/oder einer vorgegebenen Distanz vorgesehen sind. In a further refinement, provision can be made for predictors to be provided for calculating the driver's cognitive load at a predetermined time, in a predetermined period of time and / or at a predetermined distance.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Sensoren zum Erfassen von den Fahrer betreffende Messgrößen in einem normalen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs und Kategorisierungsmittel vorgesehen sind, um den Fahrer in eine von mehreren Klassen zu kategorisieren, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, die Anzeigekonfiguration in Abhängigkeit von der Nutzertypklasse des Fahrers vorzunehmen. In a further refinement, it can be provided that sensors for detecting measured variables relating to the driver in a normal ferry operation of the motor vehicle and categorization means are provided in order to categorize the driver into one of several classes, the device being set up to display the display configuration in Depending on the user type class of the driver.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die fahrsi- tuationsbezogenen Eingangsgrößen Parameter zum Fahrer, zum Fahrzeug, zur Umwelt,
zur Fahrzeugdynamik, Straßenführung, zum Verkehrszustand und/oder Wetter umfassen. In a further refinement, it can be provided that the driving situation-related input variables are parameters relating to the driver, the vehicle, the environment, for vehicle dynamics, road layout, traffic conditions and / or weather.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Anzeigekonfigurationen vorgesehen sind, die eine unterschiedliche Informations dichte aufweisen, wobei die Mittel zum Anpassen einer Informationsdichte dazu eingerich tet sind, eine Anpassung der Informationsdichte durch Auswahl einer Anzeigekonfigura tion vorzunehmen. In a further refinement, it can be provided that at least two display configurations are provided which have a different information density, the means for adapting an information density being set up to adapt the information density by selecting a display configuration.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Mensch- Maschine-Schnittsteile wenigstens zwei Anzeigevorrichtungen aufweist, auf denen jeweils eine Mehrzahl von für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs relevanten Informationen darstell bar sind, wobei der Algorithmus dazu eingerichtet ist zu bestimmen, welche Information auf welcher Anzeigevorrichtung angezeigt wird. In a further refinement, it can be provided that the man-machine interface has at least two display devices, on each of which a plurality of information relevant to a driver of the motor vehicle can be displayed, the algorithm being set up to determine which information is on which display device is displayed.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Algorith mus durch ein maschinelles Lernen-Verfahren trainiert ist, indem mit einer Mehrzahl von Testfahrern Testfahrten durchgeführt werden, wobei während der Testfahrten zum Be schreiben einer Fahrsituation charakteristische Parameter mittels Erfassungsmitteln er fasst und in einem Speicher gespeichert werden, wobei die Testfahrer während der Test fahrten durch Kommunikationsmittel Eingabeaufforderungen an einen Eingabeelement ei ner Mensch-Maschine-Schnittsteile erhalten, wobei mittels einer Uhr eine Eingabedauer zur Durchführung der Eingabe erfasst und mit den charakteristischen Parametern durch den Algorithmus korreliert werden. In a further refinement, it can be provided that the algorithm is trained using a machine learning method in that test drives are carried out with a plurality of test drivers, with characteristic parameters for describing a driving situation being recorded by means of recording means during the test drives and in a Memory are stored, the test drivers driving during the test receiving input prompts to an input element of a man-machine interface by means of communication means, an input duration for performing the input being recorded by means of a clock and being correlated with the characteristic parameters by the algorithm.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Erfassungs mittel zum Erfassen weiterer für die kognitive Last der Testfahrer charakteristische Mess größen durch Erfassungsmittel während der Testfahrten und Rechenmittel zur Korrelation mit den charakteristischen Parametern der Fahrsituation vorgesehen sind, wobei die cha rakteristischen Messgrößen eine Fahrzeugposition auf einer Fahrspur, eine Anzahl von Überschreitungen der Fahrspur, eine Dauer der Fahrspurüberschreitung, eine Abwei chung von einer Sollgeschwindigkeit, Kopfbewegungen, Armbewegungen, Lenkradeinga ben, Pedaleingaben, und/oder eine Blickrichtung des Fahrers umfassen. In a further refinement, it can be provided that acquisition means are provided for acquiring further measurement variables characteristic of the cognitive load of the test driver by means of acquisition means during the test drives and computing means for correlation with the characteristic parameters of the driving situation, the characteristic measurement variables relating to a vehicle position a lane, a number of times the lane has been crossed, a duration of the lane crossing, a deviation from a target speed, head movements, arm movements, steering wheel inputs, pedal inputs, and / or a direction in which the driver is looking.
Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft ein Computerprogrammprodukt, mit einem computerlesbaren Speichermedium, auf dem Befehle eingebettet sind, die, wenn sie von wenigstens einer Recheneinheit ausgeführt werden, bewirken, dass die wenigstens eine
Recheneinheit dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorangegangenen An sprüche auszuführen. Another independent subject matter relates to a computer program product with a computer-readable storage medium on which instructions are embedded which, when they are executed by at least one computing unit, cause the at least one Computing unit is set up to carry out the method according to one of the preceding claims.
Das Verfahren kann auf einer oder auf mehreren Recheneinheiten verteilt ausgeführt wer den, sodass bestimmte Verfahrensschritte auf der einen Recheneinheit und andere Ver fahrensschritte auf wenigstens einer weiteren Recheneinheit ausgeführt werden, wobei berechnete Daten sofern notwendig zwischen den Recheneinheiten übermittelt werden können. The method can be carried out on one or more processing units distributed so that certain method steps are carried out on one processing unit and other process steps are carried out on at least one other processing unit, with calculated data being able to be transmitted between the processing units if necessary.
Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittsteile mit wenigstens einer Anzeigevorrichtung und wenigstens einer Recheneinheit sowie wenigs tens einem mit der Recheneinheit verbundenem Speichermedium, auf dem ein Computer programmprodukt der zuvor beschriebenen Art gespeichert ist, das von der Recheneinheit ausführbar ist. Another independent subject relates to a human-machine interface with at least one display device and at least one arithmetic unit and at least one storage medium connected to the arithmetic unit, on which a computer program product of the type described above is stored, which can be executed by the arithmetic unit.
Eine entsprechende Mensch-Maschine-Schnittsteile kann bei Nutzung in einem Kraftfahr zeug die zuvor erwähnten Eigenschaften und Vorteile aufweisen. When used in a motor vehicle, a corresponding human-machine interface can have the aforementioned properties and advantages.
Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft eine Mensch-Maschine-Schnittsteile eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Anzeigevorrichtung zur optischen Darstellung von für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs relevanten Informationen, wobei wenigstens eine Re cheneinheit vorgesehen ist, die mit wenigstens einem Speichermedium verbunden ist, wo bei die Recheneinheit zur Steuerung der wenigstens einen Anzeigevorrichtung vorgese hen ist, wobei auf dem Speichermedium wenigstens zwei unterschiedliche Anzeigekonfi gurationen zum Betreiben der wenigstens einen Anzeigevorrichtung gespeichert sind, wo bei die Recheneinheit mit wenigstens einem Fahrsituationssensor verbunden ist, der eine Fahrsituation betreffende Messgrößen erfasst, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, aus den Eingangsgrößen des Fahrsituationssensor mittels eines Algorithmus wenigs tens einen Fahrsituationsparameter zu ermitteln, der eine Fahrsituation des Kraftfahrzeu ges charakterisiert, und in Abhängigkeit des ermittelten Fahrsituationsparameters einen Lastparameter zu bestimmen, der eine kognitive Last eines Fahrers des Kraftfahrzeugs charakterisiert, und in Abhängigkeit des Lastparameters eine der Anzeigekonfigurationen auszuwählen und mittels der wenigstens einen Anzeigevorrichtung darzustellen wobei der Algorithmus einen Datensatz mit Fahrsituationsparametern umfasst, wobei jedem Fahrsi tuationsparameter jeweils ein Lastparameter zugeordnet ist, wobei die Lastparameter auf
Basis wenigstens einer gemessenen Messgröße beruhen, die ein Verhalten des Fahrers charakterisieren. Another independent subject relates to a human-machine interface of a motor vehicle, with at least one display device for the visual display of information relevant to a driver of the motor vehicle, at least one computing unit being provided which is connected to at least one storage medium, where the computing unit for controlling the at least one display device is provided, with at least two different display configurations for operating the at least one display device being stored on the storage medium, where the computing unit is connected to at least one driving situation sensor that detects measured variables relating to a driving situation, with the computing unit for this purpose is set up to determine at least one driving situation parameter from the input variables of the driving situation sensor by means of an algorithm, which characterizes a driving situation of the motor vehicle, and as a function of the ermi ttelten driving situation parameter to determine a load parameter that characterizes a cognitive load of a driver of the motor vehicle, and depending on the load parameter, to select one of the display configurations and to display it using the at least one display device, the algorithm comprising a data set with driving situation parameters, each driving situation parameter being assigned a load parameter is, the load parameters on Based on at least one measured variable that characterize a behavior of the driver.
Ein entsprechender Fahrsituationssensor kann beispielsweise eine Kamera, ein Radar system, eine Kraftfahrzeug-zu Kraftfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung, eine Kraftfahr- zeug-zu Umgebung-Kommunikationsvorrichtung, ein Navigationssystem, und/oder ein Wettersensor wie beispielsweise ein Temperatur und/oder Regensensor sein. A corresponding driving situation sensor can be, for example, a camera, a radar system, a motor vehicle-to-motor vehicle communication device, a motor vehicle-to-vehicle communication device, a navigation system and / or a weather sensor such as a temperature and / or rain sensor.
Der Algorithmus kann beispielsweise ein Kennfeld-basierter Algorithmus sein. The algorithm can be a map-based algorithm, for example.
In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Rechen einheit mit wenigstens einem Fahrerüberwachungssensor verbunden ist, der einen Fahrer betreffende Messgrößen erfasst, wobei die Recheneinheit zur Berechnung des Lastpara meters unter Hinzuziehung der Messgrößen des Fahrerüberwachungssensors ausgebil det ist. In a first further refinement, it can be provided that the computing unit is connected to at least one driver monitoring sensor that detects measured variables relating to a driver, the computing unit being designed to calculate the load parameter using the measured variables of the driver monitoring sensor.
Ein entsprechender Fahrerüberwachungssensor kann beispielsweise eine Kamera sein, die auf den Fahrer gerichtet ist und dessen Kopfbewegung, Gestik und Blickparameter wie Lidschlusszeiten, Blickdauer, Blickrichtung und/oder Augenbewegungen etc. erfasst. Ein weiterer Fahrerüberwachungssensor kann ein reiner Augensensor sein. A corresponding driver monitoring sensor can be, for example, a camera that is aimed at the driver and detects his head movement, gestures and gaze parameters such as eyelid closure times, gaze duration, gaze direction and / or eye movements, etc. Another driver monitoring sensor can be a pure eye sensor.
In einerweiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Rechen einheit zur Überwachung einer Interaktion des Fahrers mit der Mensch-Maschine-Schnitt- stelle ausgebildet ist und zur Erfassung von die Interaktion beschreibenden Messgrößen ausgebildet ist. In a further refinement, it can be provided that the computing unit is designed to monitor an interaction of the driver with the man-machine interface and is designed to record measured variables describing the interaction.
Hierdurch können Eingabeaktionen, z.B. Bediendauer, Bedienfehler, Unterbrechungen in der Bedienung, überwacht und zur Anzeigekonfiguration hinzugezogen werden. This allows input actions, e.g. operating time, operating errors, interruptions in operation, to be monitored and used for the display configuration.
In einerweiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Rechen einheit mit wenigstens einem Fahrzeugsensor verbunden ist, der einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs betreffende Messgrößen erfasst. In a further refinement, it can be provided that the computing unit is connected to at least one vehicle sensor which detects measured variables relating to a driving state of the motor vehicle.
Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Pedalsensor zum Erfassen von Pedaleinga ben, ein Lenkradsensor zum Erfassen von Lenkeingaben, ein Geschwindigkeitssensor,
ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung und/oder einer Kurven geschwindigkeit und/oder ein Schlupfsensor sein. Such a sensor can, for example, be a pedal sensor for detecting pedal inputs, a steering wheel sensor for detecting steering inputs, a speed sensor, be an acceleration sensor for detecting an acceleration and / or a cornering speed and / or a slip sensor.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, anhand der berechneten kognitiven Last auszuwählen, auf welcher der wenigstens zwei Anzeigevorrichtungen eine fahrerrelevante Information angezeigt wird. In a further refinement, it can be provided that at least two display devices are provided, the computing unit being set up to use the calculated cognitive load to select on which of the at least two display devices information relevant to the driver is displayed.
Derartige Anzeigevorrichtungen können beispielsweise ein Head-up-Display, ein zentrales Informationsdisplay und/oder ein Cockpitdisplay sein. Such display devices can be, for example, a head-up display, a central information display and / or a cockpit display.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der auf dem Speichermedium gespeicherte Algorithmus ein selbstlernender Algorithmus ist. In a further refinement, it can be provided that the algorithm stored on the storage medium is a self-learning algorithm.
Selbstlernende Algorithmen sind in der Lage, sehr komplexe Situationen zu verarbeiten. Self-learning algorithms are able to process very complex situations.
Je nach Ausgestaltung kann der Algorithmus zudem eine künstliche Intelligenz aufweisen. Depending on the design, the algorithm can also have artificial intelligence.
Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Mensch-Ma schine Schnittstelle der zuvor beschriebenen Art. Another independent subject matter relates to a motor vehicle with a human-machine interface of the type described above.
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbei spiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegen stand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funk tionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen schematisch: Further features and details emerge from the following description in which - if necessary with reference to the drawing - at least one Ausführungsbei game is described in detail. Described and / or graphically represented features form the subject matter individually or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and in particular can also be the subject matter of one or more separate applications. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. They show schematically:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Mensch-Maschine-Schnittsteile; 1 shows a motor vehicle with a human-machine interface;
Fig. 2A, B Anzeigevorrichtungen der Mensch-Maschine-Schnittsteile aus Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Konfigurationen; 2A, B show display devices of the human-machine interface parts from FIG. 1 in two different configurations;
Fig. 3 eine Fahrsituation, in der sich das Kraftfahrzeug aus Fig. 1 befindet;
Fig. 4A, B Prinzipskizzen zum Training eines Algorithmus der Mensch-Maschine-Schnitt- stelle aus Fig. 1 , sowie FIG. 3 shows a driving situation in which the motor vehicle from FIG. 1 is located; FIG. 4A, B are basic sketches for training an algorithm of the man-machine interface from FIG. 1, as well as
Fig. 5 eine Prinzipskizze der Entscheidungsarchitektur der Mensch-Maschine-5 shows a schematic diagram of the decision architecture of the man-machine
Schnittsteile. Cut parts.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 2 mit einer Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 (Bestandteile gestrichelt umrahmt). 1 shows a motor vehicle 2 with a human-machine interface 4 (components framed by dashed lines).
Die Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 ist eine Schnittstelle zwischen dem Kraftfahrzeug 2 und einem Fahrer 6 sowie gegebenenfalls anderen Passagieren. Mittels der Mensch-Ma- schine-Schnittstelle 4 kann der Fahrer 6 Informationen vom und über das Kraftfahrzeug 2 erhalten sowie über geeignete, nicht dargestellte, Eingabemittel Steuerungseingaben für das Kraftfahrzeug 4 vornehmen, z.B. Zur Navigation, Multimediasteuerung, Klimatisie rung, Beleuchtung etc.. The human-machine interface 4 is an interface between the motor vehicle 2 and a driver 6 and possibly other passengers. By means of the human-machine interface 4, the driver 6 can receive information from and about the motor vehicle 2 and can make control inputs for the motor vehicle 4 via suitable input means (not shown), e.g. for navigation, multimedia control, air conditioning, lighting, etc.
Vorliegend weist die Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 drei Displays auf, ein Head-up-Dis- play 8, ein Cockpitdisplay 10 sowie ein zentrales Informationsdisplay 12. Das Head-up- Display 8 blendet Informationen in eine Frontscheibe des Kraftfahrzeugs 2 ein, das Cock pitdisplay 10 ist vor einem (nicht dargestellten) Lenkrad direkt vor dem Fahrer 6 angeord net und das zentrale Informationsdisplay 12 in der Nähe der Mitte eines ( in Fig. 1 nicht dargestellten) Armaturenbretts. In the present case, the human-machine interface 4 has three displays, a head-up display 8, a cockpit display 10 and a central information display 12. The head-up display 8 displays information on a windshield of the motor vehicle 2, which Cock pit display 10 is net angeord in front of a (not shown) steering wheel directly in front of the driver 6 and the central information display 12 near the center of a (not shown in Fig. 1) dashboard.
Die Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 weist eine Steuerung 14 mit einer Recheneinheit 16 und einem Speichermedium 18 auf, auf dem ein Algorithmus 20 gespeichert ist, der nach folgend noch eingehend erläutert werden wird. The man-machine interface 4 has a controller 14 with a computing unit 16 and a storage medium 18 on which an algorithm 20 is stored, which will be explained in detail below.
Die Steuerung 14 ist mit einer Vielzahl von Sensoren verbunden, von denen beispielhaft in Fig. 1 ein Radarsensor 22, ein Lenkwinkelsensor 24, eine Verkehrskamera 26 sowie eine Fahrerüberwachungskamera 28 dargestellt sind. Die Steuerung 14 kann mit einer Anzahl weiteren Sensoren verbunden sein.
Eine erste Gruppe solcher Sensoren können neben dem Radarsensoren 22 und der Ver kehrskamera 26 weitere Sensoren zur Verkehrsüberwachung wie Lidar oder Kommunika tionsvorrichtungen wie Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikationsmittel oder Kraft- fahrzeug-zu-lnfrastruktur-Kommunikationsmittel, Navigationssysteme, Wettersensoren und dergleichen sein, die allesamt zum Erhalt von Informationen über die Verkehrslage dienen. The controller 14 is connected to a multiplicity of sensors, of which a radar sensor 22, a steering angle sensor 24, a traffic camera 26 and a driver monitoring camera 28 are shown by way of example in FIG. 1. The controller 14 can be connected to a number of additional sensors. In addition to the radar sensors 22 and the traffic camera 26, a first group of such sensors can be further sensors for traffic monitoring such as lidar or communication devices such as vehicle-to-vehicle communication means or vehicle-to-infrastructure communication means, navigation systems, weather sensors and the like, all of which serve to obtain information about the traffic situation.
Eine zweite Gruppe entsprechender Sensoren können neben dem Lenkwinkelsensor 24 Sensoren zur Überwachung des Zustands des Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise Ge schwindigkeitssensoren, Raddrehzahlsensoren, Antriebssensoren, Pedalsensoren etc. In addition to the steering angle sensor 24, a second group of corresponding sensors can be sensors for monitoring the condition of the motor vehicle, for example speed sensors, wheel speed sensors, drive sensors, pedal sensors, etc.
Zur dritten Gruppe der Fahrerüberwachungssensoren können neben der Fahrerüberwa chungskamera 28 Müdigkeitssensoren dienen, aber auch die bereits im Zusammenhang mit der zweiten Gruppe erwähnten Pedalsensoren und der Lenkwinkelsensor 24 können zur Fahrerüberwachung herangezogen werden, da hierüber Fahreraktionen an Steuermit teln des Kraftfahrzeugs 2, z.B. Lenkrad, Gas- oder Bremspedal, erfassbar sind. For the third group of driver monitoring sensors, in addition to the driver monitoring camera 28, drowsiness sensors can be used, but the pedal sensors and steering angle sensor 24 already mentioned in connection with the second group can be used for driver monitoring, since this enables driver actions on controls of the motor vehicle 2, e.g. steering wheel, accelerator - or brake pedal, are detectable.
Radarsensoren 22 sowie Verkehrskamera 26 dienen zur Überwachung des sich vor dem Kraftfahrzeug 2 befindenden Verkehrs. Mithilfe dieser Informationen kann die Steuerung 14 mittels des Algorithmus 20 Vorhersagen über die aktuelle und zukünftige Verkehrslage und -Situation treffen. Radar sensors 22 and traffic cameras 26 are used to monitor the traffic in front of the motor vehicle 2. With the aid of this information, the controller 14 can use the algorithm 20 to make predictions about the current and future traffic situation and situation.
Mithilfe des Lenkwinkelsensors 24 und anderer Sensoren zur Überwachung des Kraftfahr zeugs 2 kann die Steuerung 14 Informationen über den dynamischen Zustand des Kraft fahrzeugs 2 gewinnen. With the help of the steering angle sensor 24 and other sensors for monitoring the motor vehicle 2, the controller 14 can obtain information about the dynamic state of the motor vehicle 2.
Mithilfe der Fahrerüberwachungskamera 28 ist es möglich festzustellen, wie beschäftigt bzw. wie stark abgelenkt der Fahrer 6 momentan ist. Die Fahrerüberwachungskamera 28 kann beispielsweise Bewegungen und Ausrichtung eines Kopfs 30 des Fahrers 6 und/o der seiner Augen feststellen. Derartige Informationen können neben der Überwachung der Steuerungseingaben in das Kraftfahrzeug 2 mittels Lenkrad und Pedalen Rück schlüsse über die kognitive Last des Fahrers des Kraftfahrzeugs 2 zulassen. With the aid of the driver monitoring camera 28, it is possible to determine how busy or how distracted the driver 6 is at the moment. The driver monitoring camera 28 can, for example, determine movements and alignment of a head 30 of the driver 6 and / or that of his eyes. Such information can allow conclusions about the cognitive load of the driver of the motor vehicle 2 in addition to the monitoring of the control inputs in the motor vehicle 2 by means of the steering wheel and pedals.
Fig. 2A, B zeigen die Anzeigevorrichtungen die 8, 10, 12 der Mensch-Maschine-Schnitt- stelle 4 aus Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Anzeigekonfigurationen A und B.
Die Anzeigevorrichtungen 8, 10, 12 sind an einem Armaturenbrett 32 angeordnet. 2A, B show the display devices 8, 10, 12 of the man-machine interface 4 from FIG. 1 in two different display configurations A and B. The display devices 8, 10, 12 are arranged on a dashboard 32.
Das Head-up-Display 8 zeigt in der in Fig. 2A dargestellten Konfiguration Informationen zur aktuellen Fahrgeschwindigkeit 34, Navigationsinformationen 36 sowie Spurhalteassis- tentinformationen 38 an und informiert den Fahrer somit umfassend. In the configuration shown in FIG. 2A, the head-up display 8 displays information on the current driving speed 34, navigation information 36 and lane departure warning information 38 and thus provides the driver with comprehensive information.
Das Cockpitdisplay 10 zeigt ebenfalls Informationen zu aktuellen Fahrgeschwindigkeit 34 sowie Drehzahlinformationen 40 an. Zudem werden Multimediainformationen 42 darge stellt. The cockpit display 10 also shows information on the current driving speed 34 as well as speed information 40. In addition, multimedia information 42 is presented.
Auf dem zentralen Informationsdisplay 12 sind Karteninformationen 44 angezeigt. Map information 44 is displayed on the central information display 12.
Fig. 2A stellt eine Anzeigekonfiguration A dar, in der die kognitive Last des Fahrers gering ist und er eine Vielzahl von Informationen von der Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 auf nehmen und verarbeiten kann. 2A shows a display configuration A in which the driver's cognitive load is low and he can receive and process a large amount of information from the human-machine interface 4.
In der Anzeigekonfiguration B gemäß Fig. 2B hingegen ist die kognitive Last höher und es wird eine gegenüber der Anzeigekonfiguration gemäß Fig. 2 A sehr reduzierte Anzahl an Informationen dargestellt. In the display configuration B according to FIG. 2B, on the other hand, the cognitive load is higher and a very reduced amount of information is displayed compared to the display configuration according to FIG. 2A.
So wird auf dem Head-up-Display 8 lediglich die Navigationsinformationen 36 gezeigt. Auf dem Cockpitdisplay 10 ist lediglich die Fahrgeschwindigkeitsinformation 34 dargestellt. Thus, only the navigation information 36 is shown on the head-up display 8. Only the driving speed information 34 is shown on the cockpit display 10.
Auf dem zentralen Informationsdisplay 12 werden neben den Karteninformationen 44 auch die Multimediainformationen 42 dargestellt. In addition to the map information 44, the multimedia information 42 is also shown on the central information display 12.
Die in Fig. 2B dargestellte Konfiguration erlaubt es dem Fahrer, die in der entsprechenden Fahrsituation relevantesten Informationen schnell zu erfassen. The configuration shown in FIG. 2B allows the driver to quickly grasp the information that is most relevant in the corresponding driving situation.
Fig. 3 zeigt eine Fahrsituation, in der sich das Kraftfahrzeug 2 aus Fig. 1 befindet. FIG. 3 shows a driving situation in which the motor vehicle 2 from FIG. 1 is located.
Das Kraftfahrzeug 2 fährt auf eine Straßenkreuzung 46 zu. An der Straßenkreuzung 46 herrscht viel Verkehr. Vor dem Kraftfahrzeug 2 fährt ein weiteres Kraftfahrzeug 48, dem Kraftfahrzeuges 2 kommt ein weiteres Kraftfahrzeug 50 entgegen, die Straßenkreuzung
46 wird von einem weiteren Kraftfahrzeug 52 überquert, ein entgegenkommendes Kraft fahrzeug 54 wartet und ein Fußgänger 56 läuft über einen Zebrastreifen 58. The motor vehicle 2 is approaching an intersection 46. There is a lot of traffic at intersection 46. Another motor vehicle 48 drives in front of the motor vehicle 2, the motor vehicle 2 is approached by a further motor vehicle 50, the intersection 46 is crossed by another motor vehicle 52, an oncoming motor vehicle 54 is waiting, and a pedestrian 56 runs across a zebra crossing 58.
Zum Darstellungszeitpunkt ist die kognitive Last des Fahrers 6 des Kraftfahrzeugs 2 nur leicht erhöht, da er sich auf die Navigation an der kommenden Straßenkreuzung 46 vor bereitet. Je näher er an die Straßenkreuzung 46 kommt, desto höher wird die kognitive Last, da er auf der einen Seite das Verhalten der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern 48 bis 56 überwachen muss, auf der anderen Seite immer noch navigieren muss. In diesem Fall fällt es dem Fahrer 6 schwer, sämtliche zur Verfügung stehenden Informationen betref fend Navigation und Kraftfahrzeug 2 aufzunehmen, weswegen es sinnvoll ist, die Anzahl der angezeigten Informationen auf der Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 erheblich zu re duzieren und die wichtigsten Informationen entsprechend groß und prägnant darzustellen, sodass sie unmittelbar ins Auge springen. At the time of the display, the cognitive load of the driver 6 of the motor vehicle 2 is only slightly increased, since he is preparing for the navigation at the upcoming intersection 46. The closer he comes to the intersection 46, the higher the cognitive load becomes, since on the one hand he has to monitor the behavior of the large number of road users 48 to 56, on the other hand he still has to navigate. In this case, it is difficult for the driver 6 to record all the available information pertaining to the navigation system and the motor vehicle 2, which is why it makes sense to considerably reduce the number of information displayed on the human-machine interface 4 and to reduce the most important information accordingly large and concise, so that they catch the eye.
Fig. 4A, B zeigen Prinzipskizzen zum Training des Algorithmus 20 der Mensch-Maschine- Schnittsteile 4 aus Fig. 1. FIGS. 4A, B show basic sketches for training the algorithm 20 of the human-machine interface parts 4 from FIG. 1.
Der Algorithmus 20 weist zwei unterschiedliche Dimensionen der Klassifizierung auf, ei nerseits betreffend die aktuelle Fahrsituation, andererseits betreffend den Fahrer. Der Al gorithmus 20 ist ein selbstlernender Algorithmus, der durch Training mittels Testfahrern auf Testfahrten entwickelt wird. The algorithm 20 has two different dimensions of classification, on the one hand relating to the current driving situation and on the other hand relating to the driver. Algorithm 20 is a self-learning algorithm that is developed through training with test drivers on test drives.
Während des Trainings des Algorithmus 20 werden zum Beschreiben einer Fahrsituation charakteristische Parameter mittels eines Datenschreibers erfasst und ausgewertet. Des Weiteren können weitere für die Fahrerablenkung charakteristische Messgrößen wie Au gen- bzw. Kopfbewegungen und Blickrichtung, Gesten und/oder Pedal- und Lenkwinkel einstellungen aufgezeichnet werden. Des Weiteren kann erfasst werden, wie lange es dauert, bis der Fahrer eine Lenkeingabe vornimmt, wo er sich auf der Fahrspur befindet, unter welchen Umständen, wie lange und wie oft er die Fahrspur verlässt und wie kon stante die Geschwindigkeit hält. During the training of the algorithm 20, characteristic parameters are recorded and evaluated by means of a data recorder in order to describe a driving situation. Furthermore, other measured variables characteristic of driver distraction, such as eye or head movements and viewing direction, gestures and / or pedal and steering angle settings, can be recorded. Furthermore, it can be recorded how long it takes the driver to make a steering input, where he is in the lane, under what circumstances, how long and how often he leaves the lane and how constant the speed is.
Während der zuvor erwähnten Testfahrten werden die Testfahrer wiederholt aufgefordert, eine oder mehrere standardisierte Bedieneingaben an der Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 vorzunehmen. Während der Bedieneingaben herrschen unterschiedliche Verkehrsbe dingungen. Die Eingabezeitdauer, die ein Testfahrer für die geforderte Eingabe benötigt,
korreliert einerseits mit der kognitiven Last des Fahrers bedingt durch die Fahrsituation und andererseits mit der Ablenkung des Fahrers, zum Beispiel bedingt durch die Auffor derung zur Eingabe von Informationen. During the aforementioned test drives, the test drivers are repeatedly requested to make one or more standardized operator inputs on the human-machine interface 4. Different traffic conditions prevail during operator input. The input time that a test driver needs for the required input, correlates on the one hand with the cognitive load of the driver due to the driving situation and on the other hand with the driver's distraction, for example due to the request for information.
Die gemessenen Bedienzeiten zum Erledigen der Aufgaben werden zusammen mit den charakteristischen Parametern aufgezeichnet und ausgewertet. The measured operating times for completing the tasks are recorded and evaluated together with the characteristic parameters.
In Fig. 4A ist dargestellt, wie verschiedene Fahrer aufgrund der zuvor beschriebenen Ein gangsgrößen zur einer aktuellen Situation (Fahrzeugdynamik, Strecke, Verkehr, Wetter, Mensch-Maschine-Schnittstelle-Eingaben), in verschiedene Fahrertypklassen einsortiert werden. 4A shows how different drivers are sorted into different driver type classes based on the input variables described above for a current situation (vehicle dynamics, route, traffic, weather, human-machine interface inputs).
Routinierte Fahrer werden bei vergleichbaren Fahrsituationen geringere Fahrspurabwei chungen aufweisen und schneller Eingaben in die Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 vor nehmen können als weniger routinierte Fahrer. Letztere sollten von der Mensch-Ma- schine-Schnittstelle 4 geringer belastet werden als erstere, z.B. durch eine vereinfachte Menüführung. Solche Fahrer werden dann in eine niedrigere Fahrertypklasse einsortiert als routinierte Fahrer. Experienced drivers will have fewer lane deviations in comparable driving situations and will be able to make inputs into the human-machine interface parts 4 more quickly than less experienced drivers. The latter should be less stressed by the human-machine interface 4 than the former, e.g. through a simplified menu navigation. Such drivers are then sorted into a lower driver type class than experienced drivers.
In Fig. 4B ist dargestellt, wie aufgrund der gleichen Eingangsgrößen eine Analyse der kognitiven Last des Fahrers in Abhängigkeit von der aktuellen Position, dem aktuellen Streckenabschnitt, dem Verkehr, dem Wetter etc. vorgenommen wird. 4B shows how an analysis of the driver's cognitive load as a function of the current position, the current route section, the traffic, the weather, etc. is carried out on the basis of the same input variables.
Somit kann einerseits eine Vorselektion der überhaupt in Frage kommenden Anzeigekon figurationen A, B erfolgen und andererseits eine Korrelation zwischen der Fahrsituation und der kognitiven Last vorgenommen werden. Hieraus kann der im Kraftfahrzeug 2 ein gesetzte Algorithmus 20 entwickelt werden, der über die angezeigten Informationen auf den Anzeigen 8, 10, 12 der Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 entscheidet. Thus, on the one hand, a preselection of the display configurations A, B in question can take place and, on the other hand, a correlation between the driving situation and the cognitive load can be made. From this, the algorithm 20 used in the motor vehicle 2 can be developed, which decides on the information displayed on the displays 8, 10, 12 of the human-machine interface parts 4.
Fig. 5 zeigt eine Prinzipskizze der Entscheidungsarchitektur der Mensch-Maschine- Schnittsteile 4. FIG. 5 shows a schematic diagram of the decision architecture of the human-machine interface parts 4.
Im späteren Fährbetrieb werden die gleichen Eingangsgrößen wie beim Training gemäß der Fig. 4A, B erfasst und mittels des künstliche Intelligenz-Algorithmus 20 ausgewertet.
Zusätzlich zu den aktuellen Eingaben wird ein sogenannter digitaler elektronischer Hori zont erstellt, also eine Vorhersage über die in Kürze vorherrschende Fahrsituation. Der Horizont kann einen Abstand von beispielsweise 50 bis 200 m oder 1000 m oder einen Zeitraum von z.B. 5 bis 30 Sekunden umfassen. Über den digitalen elektronischen Hori zont können die entsprechenden Eingangsgrößen dynamisch prädiziert werden (z.B. mit tels ADASIS). In the later ferry operation, the same input variables as during training according to FIGS. 4A, B are recorded and evaluated by means of the artificial intelligence algorithm 20. In addition to the current inputs, a so-called digital electronic horizon is created, i.e. a forecast of the driving situation that will shortly prevail. The horizon can cover a distance of, for example, 50 to 200 m or 1000 m or a period of, for example, 5 to 30 seconds. The corresponding input variables can be dynamically predicted via the digital electronic horizon (e.g. using ADASIS).
Aus den Eingangsgrößen berechnet der Algorithmus 20 einerseits, welcher Fahrertyp klasse der aktuelle Fahrer zugehört. Andererseits trifft der Algorithmus 20 eine Vorher sage darüber, welche kognitive Last im kommenden Streckenabschnitt vorherrschen wird. Diese Informationen werden an die Steuerung 14 der Mensch-Maschine-Schnittsteile 4 übergeben, die daraus eine entsprechende Anzeigekonfiguration A, B auswählt. On the one hand, the algorithm 20 uses the input variables to calculate which driver type class the current driver belongs to. On the other hand, the algorithm 20 makes a prediction of the cognitive load that will prevail in the coming route section. This information is transferred to the controller 14 of the man-machine interface 4, which selects a corresponding display configuration A, B therefrom.
Abhängig vom Nutzertyp könnten z.B. drei kognitive Leistungsstufen (3 hoch - 2 mittel - 1 gering) auf z.B. fünf Darstellungsstufen abgebildet werden (4 max - 3 hoch - 2 mittel - 1 gering - 0 minimal). Für einen Fahrer mit der Leistungsstufe 3 hoch können die Laststufen 3-2-1 z.B. den Darstellungsstufen 4-3-2 zugeordnet werden, einem Fahrer mit Leistungs stufe 2 die Darstellungsstufen 3-2-1 und einem Fahrer mit Leistungsstufe 1 die Darstel lungsstufen 2-1-0. Depending on the user type, e.g. three cognitive performance levels (3 high - 2 medium - 1 low) could be mapped on e.g. five display levels (4 max - 3 high - 2 medium - 1 low - 0 minimal). For a driver with performance level 3 high, load levels 3-2-1 can be assigned to display levels 4-3-2, for a driver with performance level 2, display levels 3-2-1, and a driver with performance level 1, display levels 2 -1-0.
In alternativen Ausgestaltungen kann statt einer künstlichen Intelligenz ein Kennfeld er stellt werden, nach dem in Abhängigkeit von den Eingangsgrößen eine entsprechende Anzeigekonfiguration A, B ausgewählt wird. In alternative refinements, instead of artificial intelligence, a map can be created according to which a corresponding display configuration A, B is selected as a function of the input variables.
Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläu tert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass bei spielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Be schreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbar ten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion
oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Ele mente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Be schreibung, definiert wird.
Although the subject matter has been illustrated and explained in more detail by means of exemplary embodiments, the invention is not restricted by the examples disclosed and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art. It is therefore clear that there is a multitude of possible variations. It is also clear that the exemplary embodiments mentioned are only examples that are not to be understood in any way as a limitation, for example, of the scope of protection, the possible applications or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to actually implement the exemplary embodiments, with the person skilled in the art knowing the inventive concept disclosed various changes, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment without leaving the scope of protection that is defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanation in the description.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
2 Kraftfahrzeug 2 motor vehicle
4 Mensch-Maschine-Schnittsteile4 man-machine cut parts
6 Fahrer 6 drivers
8 Head-up-Display 8 head-up display
10 Cockpitdisplay 10 cockpit display
12 zentrales Informationsdisplay12 central information display
14 Steuerung 14 Control
16 Recheneinheit 16 arithmetic unit
18 Speichermedium 18 Storage medium
20 Algorithmus 20 algorithm
22 Radarsensor 22 radar sensor
24 Lenkwinkelsensor 24 steering angle sensor
26 Verkehrskamera 26 traffic camera
28 Fahrerüberwachungskamera28 Driver surveillance camera
30 Kopf 30 head
32 Armaturenbrett 32 dashboard
34 Fahrgeschwindigkeitsinformation 36 Navigationsinformation 34 Driving speed information. 36 Navigation information
38 Spurhalteassistentinformation38 Lane Keeping Assist information
40 Drehzahlinformationen 40 Speed information
42 Multimediainformationen 42 Multimedia information
44 Karteninformationen 44 Map Information
46 Straßenkreuzung 46 intersection
48, 50, 52, 54 Kraftfahrzeug 56 Fußgänger 48, 50, 52, 54 motor vehicle 56 pedestrians
58 Zebrastreifen 58 zebra crossing
A, B Anzeigekonfiguration
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