Das Betrachten der Fahraufgabe, auch mit der Unterstützung von Fahrerassistenzsystemen, hat vor Augen geführt, dass eine Notwendigkeit besteht, dem Fahrer diese Aufgabe zu erleichtern. Ein Blick auf die menschliche Wahrnehmung und Informationsverarbeitung in Kombination mit möglichen Anzeigetechnologien zeigt ein großes Potenzial für kontaktanaloge Anzeigen im Head-up-Display (HUD). Bei einer genaueren Betrachtung dieser Technologie stellt sich heraus, dass es in den letzten 35 Jahren keine der bekannten Lösungen über den Entwicklungsstand einer Machbarkeitsstudie hinaus geschafft hat. Aus dieser Begebenheit heraus wurde der Erfolg versprechende Ansatz von Schneid ausgewählt und bezüglich seiner Umsetzbarkeit zu einem seriennahen Prototypen analysiert. Als größtes Problem stellte sich der Bauraum für das HUD heraus. Dieser kann nicht beliebig verkleinert werden, da ein Zielkonflikt zwischen der Größe des virtuellen Bildes und des Bauraums besteht. Die Größe des virtuellen Bildes zusammen mit der Größe der Eyebox bestimmt den größten Teil des Bauraums, der sich auch mit heute bekannten optischen Elementen nicht beliebig reduzieren lässt. Aufgrund dieser Tatsache wurde die Eyebox in Größe und Form optimiert, indem sie stärker dem Bewegungsbereich des Fahrers angepasst wurde. Hierzu mussten die Augenpositionen verschiedener Fahrer während der Fahrt aufgezeichnet und ihr Bewegungsbereich analysiert werden. Ebenso optimiert wurde der Bereich des virtuellen Bildes, indem dieser in seiner Größe an die Anzeigeinhalte angepasst wurde. Dies erfolgte mittels Betrachtung der geometrischen Lagen der Anzeigen in. verschiedenen Use Cases. Diese und weitere Optimierungen im Bereich der Bildquelle, der Kühlung und der Optik konnten den Bauraum um 53 % auf 5,6 l verkleinern. Des Weiteren wurden Helligkeit, Kontrast und Bildqualität des Systems verbessert. Diese Verkleinerung des Bauraums stellt einen großen Schritt in Richtung Serienrealisierbarkeit dar, da dieser Prototyp nur noch ca. 15 % größer ist als das HUD eines aktuellen BMW 7er. Hierbei darf jedoch nicht außer Acht gelassen werden, dass neue Komponenten wie ein LCoS(Liquide Cristal on Silicon)-Projektor und Headpipes zum Einsatz kamen. Diese erreichen aktuell noch nicht die Spezifikationen für Serienfahrzeuge und auch sicher nicht die Kostenziele. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Anzeigen wurden vor dem Hintergrund entworfen, auch technisch im realen Fahrzeug zu funktionieren. Das impliziert ebenso die Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Bildgröße des HUDs wie auch des Standes der Technik der Umfeldsensorik des Fahrzeugs. Ein geschicktes Anzeigekonzept kann diese begrenzenden Faktoren aber teilweise ausgleichen. So können etwa Objektmarkierungen in die Breite gezogen werden, um mit einem bestimmten Bereich immer im Bild zu bleiben. Aus dem Versuchsteil dieser Arbeit resultierte der Vorteil der kontaktanalogen Anzeigen gegenüber konventionellen Anzeigen. Die Untersuchungen zeigen auf dem breiten Spektrum von Anzeigen für Fahrerassistenzsysteme, Navigation und Spurhaltung, in welcher Form kontaktanaloge Anzeigen die Fahraufgabe erleichtern. Die kontaktanalogen Anzeigen für den Abstandsregeltempomaten erzeugen einen signifikant geringeren Workload und könnten durch ihre attraktiveren, stimulierenden Anzeigen den Fahrer besser in der Regelschleife halten. Trotz dieser Stimulation wirken sie weniger ablenkend und beeinflussen die restliche Fahrperformance nicht. Mit kontaktanalogen Navigationsanzeigen unterliefen signifikant weniger Navigationsfehler als mit konventionellen Anzeigen im HUD. Dies ist mit der einfacheren Entfernungseinschätzung zu begründen und kann als eine signifikant niedrigere kognitive Aktivität gemessen werden. Die noch verbliebenen Navigationsfehler traten hauptsächlich durch eine Missdeutung der Manöverrichtung auf, was auf die Darstellung als einzelnen, auf der Fahrbahn liegenden Pfeil zurückzuführen ist. Durch eine Darstellung, die weiter in die zu fahrende Straße zeigt, wären diese Fehler vermeidbar. Die Anzeige der dynamischen Länge des Fahrzeugs führte in einer Autobahnengstelle zu einer signifikant besseren Spurhaltung. Die Unterstützung durch diese Anzeige wurde jedoch nicht von allen Probanden wahrgenommen bzw. polarisiert der Grad der Unterstützung durch diese Anzeige sehr.


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    Title :

    Potenziale eines kontaktanalogen Head-up-Displays für den Serieneinsatz


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2013


    Size :

    116 Seiten, Bilder, Tabellen, 43 Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





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