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WO2018000008A1 - Fahrsicherheits-trainingsanordnung - Google Patents

Fahrsicherheits-trainingsanordnung Download PDF

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Publication number
WO2018000008A1
WO2018000008A1 PCT/AT2017/060159 AT2017060159W WO2018000008A1 WO 2018000008 A1 WO2018000008 A1 WO 2018000008A1 AT 2017060159 W AT2017060159 W AT 2017060159W WO 2018000008 A1 WO2018000008 A1 WO 2018000008A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
driving safety
signal
vehicle
display device
image
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/AT2017/060159
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas PETERSEIL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE112017003252.0T priority Critical patent/DE112017003252A5/de
Priority to CH01287/18A priority patent/CH713889B1/de
Publication of WO2018000008A1 publication Critical patent/WO2018000008A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
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
    • 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
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/16—Control of vehicles or other craft
    • G09B19/167—Control of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • 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
    • G09B9/042—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles providing simulation in a real vehicle
    • 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
    • G09B9/05—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles the view from a vehicle being simulated

Definitions

  • the invention relates to a driving safety training arrangement comprising a memory with image data of at least one virtual danger situation, in particular of an obstacle, a display device for displaying an image generated from the image data or image sequence of a virtual danger situation in the field of vision of the vehicle driver, wherein the display device transparent data glasses,
  • a data goggle known as an "augmented reality” or mixed reality goggle, or a goggle aimed at the windshield of the vehicle
  • Projection device comprises, and a triggering device for triggering the
  • Training systems of the conventional type use water walls or hinged obstacles, which are actuated as soon as the vehicle has fallen below a certain distance to the relevant point.
  • the disadvantage of such training systems is that they are hardly locally variable and usually not very realistic and high
  • Vehicle driver based on a position determination via a combination of an absolute position determination by means of GPS and a relative position determination by means of vehicle dynamics data done. It has proven in the practical testing of
  • the aim of the present invention is to eliminate these disadvantages and to provide a driving safety training arrangement, with the dangerous situations for the subject can be represented realistic closer, which has a better training effect and should be characterized by lower costs in production and operation.
  • the training system should be versatile and flexible in its functionality.
  • Claim 1 refers to a driving safety training arrangement comprising a memory
  • Image data of at least one virtual danger situation, in particular of an obstacle a display device for displaying an image generated from the image data or image sequence of a virtual danger situation in the field of vision of the vehicle driver, wherein the display means transparent data glasses, in particular one as "augmented reality” Glasses or “Mixed Reality” glasses known data glasses, or directed to the windshield of the vehicle projection device comprises, and a triggering device for triggering the Einblendvorganges.
  • the triggering device comprise at least one, preferably a plurality of signal transmitters arranged along the driving safety route and a signal receiver arranged in the vehicle or in the display device for receiving a signal transmitted by the signal transmitter.
  • the fading in of images or image sequences does not take place on the basis of GPS-determined data, but on the basis of signal transmitters ("markers") which are arranged along the driving safety route.
  • the displayed image can be "stabilized” compared to GPS-based simulations. Only for an interaction with a displayed image (for example, the changed size representation of the displayed image depending on the driver's acceleration or braking, simulation of a collision and the like) requires knowledge of the current position of the vehicle based on GPS data and / or data the vehicle dynamics can be determined.
  • the representation of the virtual danger situation can be stabilized by reference to its defined absolute position.
  • the features according to the invention also have the advantage that the simulated dangerous situations can be changed more easily by simply changing the signal transmitters in their position.
  • the simulation system must be reprogrammed, or at least take a software intervention.
  • a simple switching of the signal generator which represents a lower operating effort for the driving safety trainer and rather corresponds to the already well-maintained operation of driving safety trainer.
  • a variability of the simulated dangerous situations important for the training effect so it is very advantageous if changes in the simulated hazard situations can be made as simple as possible.
  • a multiplicity of different hazardous situations are stored in the (image data) memory in the form of image data.
  • certain dangerous situations can be selected and by means of Display device are displayed in the field of vision of the driver.
  • the dangerous situations can be shown as static (ie not changing) images.
  • the dangerous situations are represented dynamically (ie in a sequence of images or in the manner of a film). As a result, movements (of a deer, a pedestrian, etc.) can be imitated.
  • the image data can be taken from the memory, further processed, linked to a sequence of images and depending on external parameters (driving speed,
  • Ambient brightness, weather, orientation of the data glasses, etc. can be changed or adapted.
  • the generation of (moving) images from the image data can thus also include a modification or adaptation of the data, for which purpose the training arrangement also comprises a data processing device.
  • data glasses are understood to mean a device which is worn like glasses and which is capable of virtual, preferably
  • Such data glasses are also referred to as “augmented reality” or “mixed reality” glasses.
  • virtual danger situations could be: “a pedestrian enters or crosses the lane”, “a deer jumps onto the lane”, “a cyclist falls”, “a motorist disregards a priority board”, “a truck loses cargo”, etc.
  • driving training can be made much closer to reality and more flexible than is the case in the prior art, but holographic reproduction could also simulate a smoke screen or a perception impaired by alcohol consumption.
  • the triggering device is coupled directly or indirectly to the display device. With the triggering device, it is possible to trigger the fade or the fade-in process at a certain point of the driving safety route. As a result, a coupling of the display device with the driving safety distance is created.
  • the special Condition of the track at certain points serve as a "background environment" for particularly well suited hazardous situations.
  • the triggering device comprises at least one, preferably a plurality of signal transmitters arranged along the driving safety route and a signal receiver arranged in the vehicle or in the display device for receiving a signal transmitted by the signal transmitter.
  • the signal generator (s) are preferably arranged stationarily along the route and can be active or passive, ie actively send a signal or data to the signal receiver of the vehicle when passing through a vehicle, or be passively detected or read out by the signal receiver of the vehicle. In the latter case, it is also referred to as "markers", which could be, for example, QR codes
  • the signalers can be arranged at the edge of the track or even further away as long as they can be detected by the vehicle receiver. Markers) can be over in the
  • a pre-known size of the markers and the observed size and inclination, the relative position of the marker to a vehicle-side camera can be calculated as a signal receiver.
  • an active signal generator can inter alia by
  • Timestamps in the signal or by measured frequency changes (Doppler effect) or by signal strength changes the relative position to the signal receiver are calculated.
  • An arrangement of the signal generator in the vicinity of the route is advantageous but not essential in principle.
  • the signal transmitters enable a (specific) virtual danger situation to be "activated" at a certain point in the route Act that contain image data.
  • a preferred embodiment is characterized in that a first signal transmitter codes for a first dangerous situation and a second signal transmitter codes for a second dangerous situation different from the first dangerous situation, wherein preferably the first signal transmitter and the second signal transmitter are arranged at different locations along the driving safety route , This realizes a course with a sequence of different dangerous situations. But it is also possible or sometimes technically necessary that one or more signal generator for one and the same Encoding hazardous situation, such as when a start and end position of a displayed, moving object must be defined using different signal generator.
  • a preferred embodiment is characterized in that the signal transmitted by the signal generator is a triggering and / or coding signal or the image data of the
  • the signal transmitter contains the relevant virtual hazard situation. This includes the possibilities that the signal transmitter only transmits a triggering signal for a specific dangerous situation and the actual image data are stored on the vehicle side or in the display device, or that the signal generator transmits the image data of the imported (image) sequence to the vehicle or display signal receiver transfers.
  • the data size to be transmitted between transmitter and receiver can be kept small in the former case, and the further calculations and data generation for the display device are carried out on the vehicle or display side.
  • the image data can be taken from the memory, further processed, linked to a sequence of images and depending on external parameters (driving speed, ambient brightness, weather,
  • the (image data) memory could also be arranged in the signal generator or even in a central unit that is connected to the signal generator (s).
  • a preferred embodiment is further characterized in that the data glasses comprise a holographic projection device for projecting the image or the image sequence onto at least one glass of the data glasses.
  • a preferred embodiment is characterized in that a device for determining the reaction time of the driver is provided in dependence on the Einblendvorganges. This can be accomplished particularly simply because of the solution according to the invention, since the triggering device and the display device are in any case linked in terms of signal or data. Of course, the measurement of other parameters for driving safety is possible, such as pulse or pupil movement, or medical stress indicators such as blood pressure or skin temperature.
  • a preferred embodiment is characterized in that at the
  • Display device displayed a virtual hazard situation in response to the driving speed is changeable. As a result, real dangerous situations are mimicked optimally, in particular, the perceptible size and perspective of objects or obstacles when approaching the vehicle can be adjusted accordingly.
  • the training arrangement thus preferably comprises a speed sensor or is connected to a speed sensor of the vehicle, since the instantaneous speed is in any case a decisive parameter for the realistic representation of virtual dangerous situations.
  • Fig. 3 is a data glasses.
  • Fig. 1 and 2 show a driving safety training arrangement 1 with a
  • Driving safety route 3 on which a subject in a vehicle 2 a
  • the training arrangement 1 comprises a memory 4 with image data 5 of at least one virtual danger situation, in particular of an obstacle, and a display device 6 for inserting a picture or sequence of images of a virtual danger situation into the field of view of the image generated from the image data 5
  • the display device 6 is a transparent data goggle, in particular an "augmented reality” or “mixed-reality” goggle, through which the wearer can see the real environment, but additionally
  • the data glasses may include a holographic projection device for projecting the image or image sequence.
  • the display device could be one on the
  • the training system further comprises a triggering device 7 for triggering the insertion process of a virtual danger situation.
  • a triggering device 7 for triggering the insertion process of a virtual danger situation.
  • an image or a sequence of images of a virtual danger situation by means of the display device 6 fades into the field of view of the driver, the fade-in by the
  • the triggering device 7 comprises a plurality of stationary signal transmitters 8, 9 arranged along the driving safety route 3 and a signal receiver 10 arranged in the vehicle 2 or in the display device 6 (FIG. 3) for receiving a signal transmitted by the signal transmitter 8, 9.
  • the triggering device 7 comprises a plurality of stationary signal transmitters 8, 9 arranged along the driving safety route 3 and a signal receiver 10 arranged in the vehicle 2 or in the display device 6 (FIG. 3) for receiving a signal transmitted by the signal transmitter 8, 9.
  • signalers 8, 9 and signal receiver 10 occur in uni- or
  • a first signal generator 8 could code for a first dangerous situation and a second signal generator 9 for a second dangerous situation different from the first dangerous situation.
  • the first signal transmitter 8 and the second signal generator 9 are arranged at different locations along the driving safety route 3.
  • the signalers 8, 9 preferably have a limited range, e.g. at most in the extent of twice the width of the driving safety distance 3. Outside this range, the signals from the signal generator can not be received by the signal receiver 10.
  • the signal transmitted by the signal generator 8, 9 may be a triggering and / or coding signal (i.e., without image information regarding a virtual danger situation) or may already contain the image data of the at least one virtual danger situation.
  • the memory 4 is arranged with the image data 5 in the vehicle 2. In the embodiment illustrated in FIG. 3, the memory 4 is arranged in the display device 6.
  • the signal transmitters 8, 9 may be interconnected by a central (data processing) unit 12. This can be done on the signal transmitters 8, 9 (parameter settings, for example, the image data (if this of the Signalers are provided), the range, the operating state (on-off), etc. may affect.
  • the training arrangement shown in FIG. 1 also comprises a device 1 1 arranged in the vehicle 2 for determining the reaction time of the vehicle driver as a function of the insertion process.
  • the image displayed on the display device 6 of a virtual dangerous situation is variable as a function of the driving speed and / or as a function of the orientation of the data glasses and thus is not purely static.
  • the visualized virtual hazard situation is preferably displayed in the form of moving pictures (i.e., in the manner of a movie).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung (1), umfassend eine mittels eines Fahrzeuges (2) befahrbare Fahrsicherheitsstrecke (3). Um einerseits die Betriebskosten zu verringern und andererseits Gefahrensituationen realitätsnäher darzustellen weist das Trainingssystem (1) - einen Speicher (4) mit Bilddaten (5) zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, - eine Anzeigeeinrichtung (6) zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten (5) erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung (6) eine transparente Datenbrille oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges (2) gerichtete Projektionseinrichtung umfasst, und - eine Auslöseeinrichtung (7) zum Auslösen des Einblendvorganges auf, wobei die Auslöseeinrichtung (7) zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber (8, 9) und einen im Fahrzeug (2) oder in der Anzeigeeinrichtung (6) angeordneten Signalempfänger (10) zum Empfangen eines vom Signalgeber (8, 9) gesendeten Signals umfasst.

Description

Fahrsicherheits-Trainingsanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung umfassend einen Speicher mit Bilddaten zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, eine Anzeigeeinrichtung zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung eine transparente Datenbrille,
insbesondere eine als„Augmented-Reality"-Brille oder„Mixed-Reality" -Brille bekannte Datenbrille, oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges gerichtete
Projektionseinrichtung umfasst, und eine Auslöseeinrichtung zum Auslösen des
Einblendvorganges, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Trainingssysteme der herkömmlichen Art benutzen Wasserwände oder aufklappbare Hindernisse, die betätigt werden, sobald das Fahrzeug einen bestimmten Abstand zur betreffenden Stelle unterschritten hat. Der Nachteil solcher Trainingssysteme besteht darin, dass diese örtlich kaum variabel und zumeist wenig realitätsnah sind und hohe
Herstellungs- und Betriebskosten verursachen. Zudem ist für nachfolgende Fahrer, die einen Vorfahren beobachten, bereits ersichtlich, an welcher Stelle beispielsweise eine Wasserwand oder ein aufklappbares Hindernis betätigt wird, wodurch der
Überraschungseffekt verloren geht.
In der JP 2012098609 A und der DE 102014208352 AI werden Trainingsanordnungen mithilfe von„Mixed-Reality"-Systemen beschrieben, wobei das Einblenden eines Bildes oder einer Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des
Fahrzeuglenkers auf Basis einer Positionsbestimmung über eine Kombination einer absoluten Positionsermittlung mittels GPS und einer relativen Positionsermittlung mittels Fahrdynamikdaten erfolgt. Es hat sich in der praktischen Erprobung von
Fahrsicherheitssystemen mithilfe von "Mixed Reality" aber erwiesen, dass eine solche Vorgangsweise nachteilig ist. Der Grund liegt im sogenannten„Jitter" von GPS -ermittelten Daten, also im zeitlichen Taktzittern bei der Übertragung von Digitalsignalen, und dem daraus folgenden "Herumspringen" der ermittelten Absolutposition, auch wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt. Für herkömmliche Anwendungen der Positionsbestimmung wie beispielsweise Navigationsanwendungen ist diese Unschärfe der Positionsermittlung unerheblich, weil sie vernachlässigbar und für den Anwender letztendlich nicht merkbar ist. Wenn die ermittelte Position aber Grundlage der Berechnung einer eingeblendeten Bildfolge oder eines eingeblendeten Bildes wie im Rahmen von„Mixed Reality"- Systemen ist, führt diese Unschärfe zu einem "Herumspringen" der eingeblendeten Bilder, was den Fahrer stark irritiert und bis zu Kopfschmerzen und Übelkeit führen kann. Zudem ist es bei bekannten Trainingsanordnungen auf Basis von GPS-basierten Daten schwierig simulierte Gefahrensituationen zu ändern, da entsprechende Simulationssysteme neu programmiert werden müssen, oder zumindest ein softwaremäßiger Eingriff erfolgen muss. Das erfordert erhöhten Bedienaufwand für den Fahrsicherheitstrainer und
Akzeptanzpro b lerne .
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin diese Nachteile zu beseitigen und eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung bereitzustellen, mit der Gefahrensituationen für den Probanden realitätsnäher dargestellt werden können, das einen besseren Trainingseffekt aufweist und das sich durch geringere Kosten bei Herstellung und Betrieb auszeichnen soll. Das Trainingssystem soll dabei in seiner Funktionalität vielfältig und flexibel sein.
Dieses Ziel wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich dabei auf eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung umfassend einen Speicher mit
Bilddaten zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, eine Anzeigeeinrichtung zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung eine transparente Datenbrille, insbesondere eine als„Augmented- Reality" -Brille oder„Mixed-Reality"-Brille bekannte Datenbrille, oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges gerichtete Projektionseinrichtung umfasst, und eine Auslöseeinrichtung zum Auslösen des Einblendvorganges. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Auslöseeinrichtung zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber und einen im Fahrzeug oder in der Anzeigeeinrichtung angeordneten Signalempfänger zum Empfangen eines vom Signalgeber gesendeten Signals umfasst.
Beim Einblenden wird eine virtuelle Gefahrensituation dem realen Bild, das der
Fahrzeuglenker durch die transparente Datenbrille bzw. die Windschutzscheibe sieht, überlagert. Durch die Anzeige bzw. Projektion virtueller Gefahrensituationen auf Basis von Bilddaten werden die Funktionalität und der Trainingseffekt erhöht. So kann die einzublendende Gefahrensituation auf einfache Weise - durch entsprechende (Bild- Datenverarbeitung - flexibel ausgewählt, verändert und optimal auf den zu erzielenden Trainingseffekt eingestellt werden. Unter virtueller Gefahrensituation wird insbesondere die bildliche Nachahmung - vorzugsweise einschließlich Bewegungsabläufen - einer möglichen realen Gefahrensituation verstanden.
Das Einblenden von Bildern oder Bildfolgen erfolgt erfindungsgemäß jedoch nicht auf Basis GPS-ermittelter Daten, sondern anhand von Signalgebern ("Marker"), die entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnet sind. Mithilfe der Verwendung externer Signalgeber kann somit das eingeblendete Bild im Vergleich zu GPS-basierten Simulationen "stabilisiert" werden. Erst für eine Interaktion mit einem eingeblendeten Bild (beispielsweise die veränderte Größendarstellung des eingeblendeten Bildes je nach Beschleunigung oder Bremsvorgang des Fahrers, die Simulation eines Zusammenpralls und dergleichen) erfordert die Kenntnis der augenblicklichen Position des Fahrzeuges, die anhand von GPS-Daten und/oder Daten der Fahrzeugdynamik bestimmt werden kann. Die Darstellung der virtuellen Gefahrensituation kann erfindungsgemäß aber durch Referenz zu seiner festgelegten Absolutposition stabilisiert erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Merkmale bringen ferner den Vorteil mit sich, dass die simulierten Gefahrensituationen leichter geändert werden können, indem einfach die Signalgeber in ihrer Position verändert werden. Bei bekannten Systemen muss das Simulationssystem neu programmiert werden, oder zumindest ein softwaremäßiger Eingriff erfolgen. Bei der erfindungsgemäßen Trainingsanordnung genügt ein einfaches Umstellen der Signalgeber, was einen geringeren Bedienungsaufwand für den Fahrsicherheitstrainer darstellt und eher der bereits bisher gepflegten Arbeitsweise der Fahrsicherheitstrainer entspricht. Zudem ist wie eingangs erwähnt eine Variabilität der simulierten Gefahrensituationen wichtig für den Trainingseffekt, sodass es sehr vorteilhaft ist, wenn Veränderungen der simulierten Gefahrensituationen möglichst einfach vorgenommen werden können.
Vorzugsweise ist im (Bilddaten-)Speicher eine Vielzahl verschiedener Gefahrensituationen in Form von Bilddaten hinterlegt. In Abhängigkeit des zu absolvierenden Trainingsprogrammes und/oder in Abhängigkeit der von der Auslöseeinrichtung generierten Befehle können bestimmte Gefahrensituationen ausgewählt und mittels Anzeigeeinrichtung in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers eingeblendet werden. Die Gefahrensituationen können dabei als statische (d.h. sich nicht verändernde) Bilder eingeblendet werden. Jedoch ist bevorzugt, wenn die Gefahrensituationen dynamisch (d.h. in einer Bildfolge bzw. in Art eines Filmes) dargestellt werden. Dadurch können Bewegungsabläufe (eines Rehs, eines Fußgängers, etc.) nachgeahmt werden.
Die Bilddaten können dem Speicher entnommen, weiterverarbeitet, zu einer Bildfolge verknüpft und in Abhängigkeit von äußeren Parametern (Fahrgeschwindigkeit,
Umgebungshelligkeit, Wetter, Orientierung der Datenbrille, etc.) verändert bzw. angepasst werden. Das Erzeugen von (sich bewegenden) Bildern aus den Bilddaten kann somit auch eine Veränderung bzw. Adaptierung der Daten umfassen, wofür die Trainingsanordnung auch eine Datenverarbeitungseinrichtung umfasst.
Als„Datenbrille" wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine wie eine Brille getragene Vorrichtung verstanden, die in der Lage ist virtuelle, vorzugsweise
dreidimensionale Inhalte in der realen Welt anzuzeigen und diese Objekte in Relation zu realen Objekten im Raum zu positionieren. Solche Datenbrillen werden auch als „Augmented-Reality"-Brillen oder„Mixed-Reality"-Brillen bezeichnet. Ein
Fahrzeuglenker, der eine solche Brille aufgesetzt hat, sieht die Umgebung wie durch eine normale Sehbrille, allerdings können ihm (holographisch virtuelle) Gegenstände in das Sichtfeld eingeblendet werden.
Virtuelle Gefahrensituationen könnten beispielsweise sein:„ein Fußgänger betritt bzw. quert die Fahrbahn",„ein Reh springt auf Fahrbahn",„ein Fahrradfahrer kommt zu Sturz", „ein Autofahrer missachtet eine Vorrangtafel",„ein LKW verliert Ladegut", etc. Schon diese beispielhafte Aufzählung zeigt, dass das Fahrtraining wesentlich näher an der Realität und flexibler gestaltet werden kann, als dies im Stand der Technik der Fall ist. Die holographische Wiedergabe könnte aber auch eine Nebelwand simulieren, oder eine durch Alkoholkonsum beeinträchtigte Wahrnehmung.
Die Auslöseeinrichtung ist mit der Anzeigeeinrichtung direkt oder indirekt gekoppelt. Mit der Auslöseeinrichtung ist es möglich, das Einblenden bzw. den Einblendvorgang an einer bestimmten Stelle der Fahrsicherheitsstrecke auszulösen. Dadurch wird eine Kopplung der Anzeigeeinrichtung mit der Fahrsicherheitsstrecke geschaffen. Somit kann die besondere Beschaffenheit der Strecke an bestimmten Stellen als„Hintergrundumgebung" für besonders gut dazu passende Gefahrensituationen dienen.
Die Auslöseeinrichtung umfasst erfindungsgemäß zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n) Signalgeber und einen im Fahrzeug oder in der Anzeigeeinrichtung angeordneten Signalempfänger zum Empfangen eines vom Signalgeber gesendeten Signals. Der/die Signalgeber sind dabei vorzugsweise ortsfest entlang der Strecke angeordnet und können aktiv oder passiv sein, also bei Passieren eines Fahrzeuges ein Signal oder Daten an den Signalempfänger des Fahrzeuges aktiv senden, oder vom Signalempfänger des Fahrzeuges passiv detektiert oder ausgelesen werden. Im letzteren Fall wird auch von„Markern" gesprochen, wobei es sich beispielsweise um QR- Codes handeln könnte. Die Signalgeber können dabei am Streckenrand angeordnet oder auch weiter entfernt angeordnet werden, solange sie vom Fahrzeugempfänger detektiert werden können. Im Falle von passiven Signalgebern (Markern) kann über die im
Vorhinein bekannte Größe der Marker und der beobachteten Größe und Neigung die relative Position des Markers zu einer fahrzeugseitigen Kamera als Signalempfänger errechnet werden. Im Falle eines aktiven Signalgebers kann unter anderem durch
Timestamps im Signal oder durch gemessene Frequenzänderungen (Dopplereffekt) oder durch Signalstärkeänderungen die relative Position zum Signalempfänger berechnet werden. Eine Anordnung der Signalgeber im Nahbereich der Fahrstrecke ist dabei vorteilhaft aber grundsätzlich nicht zwingend notwendig. Durch die Signalgeber wird jedenfalls ermöglicht, dass an einer bestimmten Stelle der Strecke eine (bestimmte) virtuelle Gefahrensituation„aktiviert" wird. Der stationäre Signalgeber kommuniziert drahtlos mit dem sich bewegenden Signalempfänger und sendet dabei Funksignale aus. Bei den Signalen kann es sich auch um Datensignale handeln, die Bilddaten enthalten.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Signalgeber für eine erste Gefahrensituation kodiert und ein zweiter Signalgeber für eine zweite, von der ersten Gefahrensituation verschiedene Gefahrensituation kodiert, wobei vorzugsweise der erste Signalgeber und der zweite Signalgeber an unterschiedlichen Stellen entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnet sind. Dadurch wird ein Parcours mit einer Abfolge verschiedener Gefahrensituationen realisiert. Es ist aber auch möglich oder mitunter auch technisch erforderlich, dass ein oder mehrere Signalgeber für ein und dieselbe Gefahrensituation kodieren, etwa wenn eine Start- und Zielposition eines eingeblendeten, bewegten Objektes mithilfe unterschiedlicher Signalgeber definiert werden müssen.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das vom Signalgeber gesendete Signal ein Trigger- und/oder Kodiersignal ist oder die Bilddaten der
betreffenden virtuellen Gefahrensituation enthält. Dies umfasst die Möglichkeiten, dass der Signalgeber lediglich ein Auslösesignal für eine bestimmte Gefahrensituation sendet und die eigentlichen Bilddaten fahrzeugseitig bzw. in der Anzeigeeinrichtung hinterlegt sind, oder dass der Signalgeber die Bilddaten der einzuspielenden (Bild-)Sequenz an den fahrzeug- bzw. anzeigeseitigen Signalempfänger überträgt. Die zwischen Sender und Empfänger zu übertragende Datengröße kann im ersteren Fall klein gehalten werden, und die weiteren Berechnungen und Datengenerierungen für die Anzeigeeinrichtung werden fahrzeug- bzw. anzeigeseitig durchgeführt.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Speicher im
Fahrzeug oder in der Anzeigeeinrichtung angeordnet ist. Die Bilddaten können dem Speicher entnommen, weiterverarbeitet, zu einer Bildfolge verknüpft und in Abhängigkeit von äußeren Parametern (Fahrgeschwindigkeit, Umgebungshelligkeit, Wetter,
Orientierung der Datenbrille, etc.) verändert bzw. angepasst werden. Wie bereits erwähnt könnte der (Bilddaten-)Speicher auch im Signalgeber angeordnet sein oder überhaupt in einer zentralen Einheit, die mit dem/den Signalgebern verbünden sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Datenbrille eine holographische Projektionseinrichtung zum Projizieren des Bildes oder der Bildfolge auf zumindest ein Glas der Datenbrille umfasst.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einrichtung zur Ermittlung der Reaktionszeit des Fahrzeuglenkers in Abhängigkeit des Einblendvorganges vorgesehen ist. Dies kann aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung besonders einfach bewerkstelligt werden, da Auslöseeinrichtung und Anzeigeeinrichtung ohnedies signal- bzw. datenmäßig verknüpft sind. Freilich ist auch die Messung weiterer Parameter für die Fahrsicherheit möglich, wie etwa Puls oder Pupillenbewegung, oder auch medizinische Stressindikatoren wie etwa Blutdruck oder Hauttemperatur. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das an der
Anzeigeeinrichtung eingeblendete Bild einer virtuellen Gefahrensituation in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit veränderbar ist. Dadurch werden reale Gefahrensituationen optimal nachgeahmt, insbesondere können die wahrnehmbare Größe und Perspektive von Gegenständen oder Hindernissen bei Annäherung des Fahrzeuges entsprechend angepasst werden.
Die Trainingsanordnung umfasst somit bevorzugt einen Geschwindigkeitssensor bzw. ist mit einem Geschwindigkeitssensor des Fahrzeugs verbunden, da die augenblickliche Geschwindigkeit für die wirklichkeitsgetreue Darstellung virtueller Gefahrensituationen jedenfalls ein entscheidender Parameter ist.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Fahrsicherheits-Trainingsanordnung,
Fig. 2 eine Überlagerung einer virtuellen Gefahrensituation (Läufer) mit der realen Umgebung, und
Fig. 3 eine Datenbrille.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Fahrsicherheits-Trainingsanordnung 1 mit einer
Fahrsicherheitsstrecke 3, auf der ein Proband in einem Fahrzeug 2 ein
Fahrsicherheitstraining absolviert. Die Trainingsanordnung 1 umfasst einen Speicher 4 mit Bilddaten 5 zumindest einer virtuellen Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses, und eine Anzeigeeinrichtung 6 zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten 5 erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das Blickfeld des
Fahrzeuglenkers. Für den Probanden ergibt sich in Folge eine Überlagerung einer
Gefahrensituation (in Fig. 2 ein die Fahrbahn querender Läufer) mit der realen Umgebung.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung 6 eine transparente Datenbrille, insbesondere eine„Augmented-Reality"-Brille oder„Mixed-Reality"-Brille, durch die der Träger die reale Umgebung sehen kann, bei der jedoch zusätzlich
Einblendungen in das Blickfeld möglich sind. Die Datenbrille kann eine holographische Projektionseinrichtung zum Projizieren des Bildes oder der Bildfolge umfassen. In einer alternativen Ausführungsform könnte die Anzeigeeinrichtung eine auf die
Windschutzscheibe des Fahrzeuges 2 gerichtete Projektionseinrichtung sein.
Das Trainingssystem umfasst des Weiteren eine Auslöseeinrichtung 7 zum Auslösen des Einblendvorganges einer virtuellen Gefahrensituation. Dabei wird ein Bild oder eine Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation mittels der Anzeigeeinrichtung 6 in das Blickfeld des Fahrzeuglenkers einblendet, wobei der Einblendvorgang durch die
Auslöseeinrichtung 7 ausgelöst wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Auslöseeinrichtung 7 mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke 3 angeordnete stationäre Signalgeber 8, 9 und einen im Fahrzeug 2 oder in der Anzeigeeinrichtung 6 (Fig. 3) angeordneten Signalempfänger 10 zum Empfangen eines vom Signalgeber 8, 9 gesendeten Signals. Bei Annäherung, d.h. bei Unterschreiten eines bestimmten Abstandes zum Signalgeber 8, 9, treten Signalgeber 8, 9 und Signalempfänger 10 in uni- oder
bidirektionale Kommunikation, sodass als Folge das Einblenden einer Gefahrensituation durch die Anzeigeeinrichtung ausgelöst wird.
Ein erster Signalgeber 8 könnte dabei für eine erste Gefahrensituation kodieren und ein zweiter Signalgeber 9 für eine zweite, von der ersten Gefahrensituation verschiedene Gefahrensituation. Dabei sind der erste Signalgeber 8 und der zweite Signalgeber 9 an unterschiedlichen Stellen entlang der Fahrsicherheitsstrecke 3 angeordnet.
Die Signalgeber 8, 9 weisen bevorzugt eine beschränkte Reichweite auf, z.B. höchstens im Ausmaß der doppelten Breite der Fahrsicherheitsstrecke 3. Außerhalb dieser Reichweite können die Signale des Signalgebers vom Signalempfänger 10 nicht empfangen werden. Das vom Signalgeber 8, 9 gesendete Signal kann ein Trigger- und/oder Kodiersignal sein (d.h. ohne Bildinformationen hinsichtlich virtueller Gefahrensituation) oder bereits die Bilddaten der zumindest einen virtuellen Gefahrensituation enthalten.
In Fig. 1 ist der Speicher 4 mit den Bilddaten 5 im Fahrzeug 2 angeordnet. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Speicher 4 in der Anzeigeeinrichtung 6 angeordnet.
Die Signalgeber 8, 9 können durch eine zentrale (Datenverarbeitungs-)Einheit 12 miteinander verbunden sein. Dadurch können an den Signalgebern 8, 9 (Parameter- Einstellungen vorgenommen werden, die z.B. die Bilddaten (falls diese von den Signalgebern bereitgestellt werden), die Reichweite, den Betriebszustand (Ein-Aus), etc. betreffen können.
Die in Fig. 1 dargestellte Trainingsanordnung umfasst auch eine im Fahrzeug 2 angeordnete Einrichtung 1 1 zur Ermittlung der Reaktionszeit des Fahrzeuglenkers in Abhängigkeit des Einblendvorganges.
Es ist ferner bevorzugt, wenn das an der Anzeigeeinrichtung 6 eingeblendete Bild einer virtuellen Gefahrensituation in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit der Orientierung der Datenbrille veränderbar ist und somit nicht rein statisch ist. Grundsätzlich wird die eingeblendete virtuelle Gefahrensituation vorzugsweise in Form bewegter Bilder (d.h. in Art eines Filmes) dargestellt.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich im Vergleich mit herkömmlichen Fahrsicherheitssystemen durch geringere Betriebskosten und einen besseren
Trainingseffekt aus, da die verwendeten Hindernisse in herkömmlicher Weise mit Wasserwänden simuliert werden, die aber für nachfolgende Fahrer - die dem vorherigen Fahrer oft zuschauen - keine Überraschung mehr darstellen. Die (holographische) Projektion ist hingegen nur für den jeweiligen Fahrer mit Datenbrille sichtbar. Zudem können die Gefahrensituationen bzw. Hindernisse leichter variiert werden, entweder datentechnisch oder indem z.B. die Signalgeber anders entlang der Strecke angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung (1) umfassend eine mittels eines Fahrzeuges (2) befahrbare Fahrsicherheitsstrecke (3), sowie
einen Speicher (4) mit Bilddaten (5) zumindest einer virtuellen
Gefahrensituation, insbesondere eines Hindernisses,
eine Anzeigeeinrichtung (6) zum Einblenden eines/-r aus den Bilddaten (5) erzeugten Bildes oder Bildfolge einer virtuellen Gefahrensituation in das
Blickfeld des Fahrzeuglenkers, wobei die Anzeigeeinrichtung (6) eine transparente Datenbrille, insbesondere eine„Augmented-Reality"-Brille oder
„Mixed-Reality"-Brille, oder eine auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges
(2) gerichtete Projektionseinrichtung umfasst, und
eine Auslöseeinrichtung (7) zum Auslösen des Einblendvorganges, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (7) zumindest einen, vorzugsweise mehrere entlang der Fahrsicherheitsstrecke angeordnete(n)
Signalgeber (8, 9) und einen im Fahrzeug (2) oder in der Anzeigeeinrichtung (6) angeordneten Signalempfänger (10) zum Empfangen eines vom Signalgeber (8, 9) gesendeten Signals umfasst.
2. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Signalgeber (8) für eine erste Gefahrensituation kodiert und ein zweiter Signalgeber (9) für eine zweite, von der ersten Gefahrensituation verschiedene Gefahrensituation kodiert, wobei vorzugsweise der erste Signalgeber (8) und der zweite Signalgeber (9) an unterschiedlichen Stellen entlang der Fahrsicherheitsstrecke (3) angeordnet sind.
3. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch
gekennzeichnet, dass das vom Signalgeber (8, 9) gesendete Signal ein Trigger- und/oder Kodiersignal ist oder ein die Bilddaten (5) der zumindest einen virtuellen Gefahrensituation enthaltendes Signal ist.
4. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (4) im Fahrzeug (2) oder in der Anzeigeeinrichtung (6) angeordnet ist.
5. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbrille eine holographische
Projektionseinrichtung zum Projizieren des Bildes oder der Bildfolge auf zumindest ein Glas der Datenbrille umfasst.
6. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (1 1) zur Ermittlung der
Reaktionszeit des Fahrzeuglenkers in Abhängigkeit des Einblendvorganges vorgesehen ist.
7. Fahrsicherheits-Trainingsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Anzeigeeinrichtung (6) eingeblendete Bild einer virtuellen Gefahrensituation in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit veränderbar ist.
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