Visualisierung von Fahrzeugsystemen zur Veranschaulichung Sonya.Cholakova@Student.Reutlingen-University.de Medien- und Kommunikationsinformatik
Agenda Einführung Technische Fahrzeugsysteme Fahrsicherheitssysteme Fahrerassistenz- und Infotainmentsysteme Visualisierungsmöglichkeiten Probleme bei der Visualisierung von Fahrzeugsystemen Ausblick
Einführung Informationsflut von Daten, Zustände und Navigationshilfen Fahrzeugsystemen - zusätzlichen Komfort und Funktionalitäten besseren Verständnis aktuelle Visualisierungsmöglichkeiten mögliche Probleme bei der Veranschaulichung
Technische Fahrzeugsysteme Fahrsicherheitssysteme Sicherheit während der Autofahrt kritische und gefährliche Situationen vermeiden oder ihre Auswirkung vermindern Bsp. ABS, Spurwechsel-Assistenten, Nachtsicht-Systeme, Bremsassistent und Distronic (Abstandsregeltempomat) Fahrerassistenz- und Infotainmentsysteme Steigerung des Fahrkomforts erfordern keine unmittelbare Reaktion Bsp. Temperaturanzeige, Klimatisierungsautomatik, und Energieflussdarstellung bei hybriden Fahrzeugen
Fahrsicherheitssysteme Fahrsicherheitssysteme Unterstützung für den Fahrer Übersteuerung jederzeit möglich Fahrer - volle Kontrolle und Verantwortung über das Auto gesetzliche Lage Jeder Führer muss dauernd sein Fahrzeug beherrschen... [08]
Fahrsicherheitssysteme Spurwechselassistent (lane change assistance) Warnung vor Kollisionen bei Spurwechsel Überwachung des toten Winkels Video-, Ultraschall- und Nahbereichsradarsensoren Aktivierung beim Anschalten des Blinkers Warnungen - Außenspiegel Voraussetzung - sichtbaren und eindeutigen Spurmarkierungen Abbildung 1: Spurwechselassistent
Fahrsicherheitssysteme Nachtsicht-System (Night View Assist) - aktiv erhöhen die Sichtweite des Fahrers bei Dunkelheit Schwarzweißkamera - Licht im Infrarotbereich Bereich von ca. 150 Meter beleuchtet Gegenverkehr nicht abblenden Projektion auf dem Head-Up-Display Abbildung 2: Nachtsicht-System Mercedes Benz (aktiv)
Fahrsicherheitssysteme Nachtsicht-System (Night View Assist) - passiv keine Ausstrahlung von Infrarotstrahlen erfasst nur die Infrarotstrahlung der Objekte Objekte bis ca. 300 Meter vor dem Fahrzeug Objekte in diesem Bereich werden heller dargestellt, Rest der Straße bleibt dunkel Abbildung 3: Nachtsicht-System (passiv)
Fahrsicherheitssysteme Distronic (Abstandsregeltempomat) Abstand zum Vorausfahrenden Bereich - 30 bis 160 km/h Abstand zu gering - Fahrer wird gewarnt Warnungen - optisch und akustisch Distronic Plus 0 bis 200 km/h Abbildung 4: Distronic PLUS Mercedes Benz
Fahrerassistenz- und Infotainmentsysteme Fahrerassistenz- und Infotainmentsysteme Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund erklärende Funktion veranschaulichen Vorgänge im Auto Überblick - welche Systeme im Fahrzeug vorhanden sind und wie diese funktionieren
Fahrerassistenz- und Infotainmentsysteme Klimatisierungsautomatik konstante Raumlufttemperatur im Fahrzeug Lufttemperatur für den Fahrer, Beifahrer und für die Rückbank getrennt einstellbar Erweiterung der Klimatisierungsautomatik Solarsensor außerhalb des Autos reguliert sich je nach Sonnenstärke Abbildung 5: Klimatisierungsautomatik Mercedes Benz
Visualisierungsmöglichkeiten Kombianzeige oder Head-Up-Display im Fahrzeug Zusammenfassung aller Instrumente autoübergreifende Informationsquelle Visualisierungsformen: Skalen Graphische Symbole (Icons) 2D 3D
Visualisierungsmöglichkeiten Skalenformen: Rundskalen Automobilindustrie - überwiegend Rundskalen mit skalenfesten Bezugssystem Wert kann nach kürzeren Lernzeiten abgelesen werden schnelle und sichere Orientierung Langfeldskalen größere Informationsmengen platzsparend Abbildung 6: Langfeldskala Mercedes Benz Abbildung 7: Langfeldskala Mercedes Benz
Visualisierungsmöglichkeiten Graphische Symbole (Icons): Visualisierung verschiedene Zustände im Fahrzeug selbsterklärend und leicht erkennbar Verwendung von Farbe - nicht notwendig bestimmte Farben hervorheben Wirkung (z.b. rote Farbe für Gefahr) untereinander unterschiedlich - um Verwechselung auszuschließen Abbildung 8: Icons Mercedes - Eigen
Visualisierungsmöglichkeiten 2D: Veranschaulichung des Klimatisierungssystems Bsp. Luftflüsse und Luftverteilung im Auto Abbildung 9: Visualisierung des Klimatisierungssystems
Visualisierungsmöglichkeiten 2D: Audioeinstellungen Bsp. Balance und Fader Abbildung 10: Visualisierung Audiosystem Mercedes Benz
Visualisierungsmöglichkeiten 3D: gerenderte 3D Bilder Bsp. Sitze im Auto 3D-Echtzeit Visualisierungen Vorteile: Benutzer kann problemlos durch die Szene geführt werden, da jede Ansicht möglich ist Beleuchtung und Überdeckungen viel realistischer Abbildung 11: Visualisierung Sitze Mercedes
Probleme bei der Visualisierung Displaygröße begrenzt nicht alle Fahrzeugsysteme gleichzeitig darstellen Welche Systeme im Fahrzeug sollen visualisiert werden? zu vielen, gleichzeitig dargestellten Systemen können zur Verwirrung des Fahrers und somit zu gefährlichen Situationen im Verkehr führen
Probleme bei der Visualisierung Welche Veranschaulichungen werden bei welchen Systemen als besonders ablenkend empfunden? Welche alternativen Darstellungsmöglichkeiten gibt es? 3D Anzeigen von manchen Systemen verwirrender für den Fahrer, als eine 2D Anzeige 10% aller Menschen können 3D (stereoskopischen) Effekte nicht sehen [WI89]
Probleme bei der Visualisierung Welche Systeme in welche Situationen sollen dargestellt werden? Problem bei Systeme im Auto, die gleichzeitig arbeiten, z.b. Geschwindigkeitsmessung und Tempomat oder Drehzahlmessung und Temperaturanzeige Aufteilung in Kategorien bzw. in Prioritäten Wichtige Systeme (Sicherheit während der Fahrt betreffen) im Vordergrund Systeme, die für die Unterhaltung im Auto zuständig sind, nicht so wichtig
Probleme bei der Visualisierung Situationsabhängigkeit Bsp. Parktronic- und Reifendruckkontrollsystem Einparken - Anzeige des Parktronicsystems Reifendrucksystem - Autobahnfahrt redundante Informationen - zwei Displays sehr hilfreich, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erwecken störend, wenn viele redundante Informationen dargestellt werden
Ausblick Aktuelle Untersuchungen (Umfrage ADAC "EuroTest") - Fahrerassistenz- und Fahrsicherheitssysteme sind hilfreich Sehr wichtig für die Fahrer: Ausschaltung der Systeme jederzeit möglich Kontrolle über das Fahrzeug serienmäßige Ausrüstung mit ABS und ESP - deutliche Reduzierung der Unfälle mit Personenschaden Weiterentwicklung der Systeme im Fahrzeug
Quellen Quellen [BO04] [CO08] [IS06] [GO97] [KR08] [ME05] [NO02] [NO04] Bowman, D./Kruijff, E./LaViola, J./Poupyrev, I; 3D User Interfaces Theory and Practice. Addison-Wesley Boston, 2004 Continental; Human Machine Interface (HMI) & Design, Development and Evaluation of HMI Concepts., 2008 Isermann, R.; Fahrdynamik-Regelung : Modellbildung, Fahrerassistenzsysteme, Mechatronik. Vieweg+Teubner Wiesbaden, 2006 Goldstein, B.; Wahrnehmungspsychologie Eine Einführung. Spektrum, Akad.- Verlag, Heidelberg/Berlin/Oxford, 1997 Kramer, U.; Kraftfahrzeugführung: Modelle, Simulation, Regelung. München : Hanser, 2008 Mercedes - Betriebsanleitung S-Klasse. 2005 Norman, D.; The Design of Everyday Things. Basic Books, New York, 2002 Norman, D.; Emotional Design Why we love (or hate) Everyday Things. Basic Books, New York, 2004
Quellen Quellen [SC00] [SC93] [SH02] [UR95] [WA05] [WI89] Schumann, H.; Müller, W.; Visualisierung: Grundlagen und allgemeine Methoden. Springer Berlin, 2000 Schmidtke, H., Bernotat, R.; Ergonomie. Hanser München, 1993 Shneiderman, B.; User Interface Design. mitp-verlag, Bonn, 2002 Urban, D.; 99 Grundmuster der Anzeigengestaltung. Luchterhand (Hermann), 1995 Wagner, A.; Konzeption und Realisierung einer 3D-Kombianzeige für Fahrzeuge. Master Thesis - daimler AG, 2005 Wickens, C.; Todd, S.; Seidler, K.; Three-Dimensional Displays: Perception, Implementation, Applications. State of the Art Report - University of Illinois, 1989
Quellen Quellen [01] [02] [03] [04] [06] [07] [08] [09] [10] http://www.bester-beifahrer.de/ http://www.elektroniknet.de/home/automotive/technik-know-how/uebersicht/l/bordnetzund-energiemanagement/intelligente-vernetzung-von-fahrer-fahrzeug-und-umwelt/ http://www.adac.de/auto_motorrad/technik_zubehoer/fahrerassistenzsysteme/default.asp http://www.fahrer-assistenz-systeme.de/ http://www.dvr.de/site.aspx?url=html/presse/dvr_report/800_30.htm http://www.conti-online.com/generator/www/de/de/cas/cas/themen/produkte/ elektr_brems_und_sicherheit/fahrerassistenzsysteme/acc_heute_de.html http://www.unece.org/trans/conventn/crt1968e.pdf http://www.adac.de/auto_motorrad/technik_zubehoer/fahrerassistenzsysteme/ Kopie_von_esp/default.asp? ComponentID=195063&SourcePageID=134828 http://www.auto-reporter.net/artikel.las?artikel=29032
Abbildungen Quellen Abbildung 1: Abbildung 2: Abbildung 3: Abbildung 4: Abbildung 5: Abbildung 6: Abbildung 7: Abbildung 8: Abbildung 9: Abbildung 10: Abbildung 11: http://www.autosieger.de/images/articles/ hella_spurwechselassistent_.jpg http://www.adac.de/auto_motorrad/technik_zubehoer/fahrerassistenzsysteme/nachtsichtsyste me/default.asp?componentid=158256&sourcepageid=134828 http://www.adac.de/auto_motorrad/technik_zubehoer/fahrerassistenzsysteme/nachtsichtsyste me/default.asp?componentid=158256&sourcepageid=134828 http://z.about.com/d/cars/1/0/7/-/1/ag_07s550_distronic.jpg http://www4.mercedes-benz.com/d/cars/s-class/betriebsanleitung/vertiefen/n244f7.html http://www.awb.tu-berlin.de/awb-alt/extern/ergonomie/ws2000/ergonomie.pdf http://z.about.com/d/cars/1/0/c/-/1/ag_07s550_nightvision.jpg Icons Mercedes - Eigen http://www4.mercedes-benz.com/d/cars/s-class/betriebsanleitung/ vertiefen/n244f7.html http://www4.mercedes-benz.com/d/cars/s-class/betriebsanleitung/ vertiefen/n244f7.html http://www4.mercedes-benz.com/d/cars/s-class/betriebsanleitung/ vertiefen/n244f7.html
Quellen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!