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Worauf es bei Infotainmentsystemen im Kfz ankommt

| Autor/ Redakteur: Mike Claassen* / Benjamin Kirchbeck

Während in der Vergangenheit die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs im Fokus der Kunden standen, ist es heute die Leistungsfähigkeit der Elektronik. Das Infotainmentsystem entwickelte sich dabei zum Dreh- und Angelpunkt. Doch das Problem abgelenkter Autofahrer ist so alt wie das Auto selbst, weshalb verantwortungsbewusstes Infotainment-Design das Ablenkungsrisiko berücksichtigen und eindämmen muss.

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Mit zunehmender Automatisierung der Kraftfahrzeuge richten die Insassen immer höhere Erwartungen an die Unterhaltungs- und Konnektivitätsfunktionen – besonders im Hinblick auf die ultimative Zukunft der selbstfahrenden Autos und Robotaxis.
Mit zunehmender Automatisierung der Kraftfahrzeuge richten die Insassen immer höhere Erwartungen an die Unterhaltungs- und Konnektivitätsfunktionen – besonders im Hinblick auf die ultimative Zukunft der selbstfahrenden Autos und Robotaxis.
(Bild: Fotolia)

Das Infotainmentsystem ist die zentrale Anlaufstelle der Fahrzeugtechnik. Es ist zweckmäßig in der Head Unit in der Mittelkonsole des Fahrzeugs und damit in der Nähe der Instrumententafel angesiedelt und befindet sich folglich in bequemer Reichweite der Personen auf den Vordersitzen.

Die Herausforderung: Gesteigerte Funktionalität mit sicherer Fahrerinteraktion kombinieren

Die Cockpits unserer Autos entwickeln sich weiter, getrieben durch Innovationen wie die Elektrifizierung einstmals mechanischer Komponenten, die Verfügbarkeit von Echtzeit-Fahrinformationen aus den Fahrassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) sowie Unterhaltungs-Features, mit denen das Fahren einfach mehr Spaß macht. Verbesserungen am Infotainmentsystem genießen bei den Autofahrern große Beliebtheit und bieten den Automobilmarken Gelegenheit, Alleinstellungsmerkmale zu definieren.

Das zentrale Problem ist jedoch der abgelenkter Autofahrer. Eine Studie der AAA Foundation for Traffic Safety lässt allerdings erkennen, dass die meisten heutigen Infotainmentsysteme eher komplex und frustrierend sind. Die AAA untersuchte daraufhin 30 Systeme und stellte fest, dass alle Lösungen für die Fahrer eine Belastung darstellen und sie (stark) fordern. Wie die Studie ferner ergab, waren der Umgang mit dem Navigationssystem, das Schreiben von Textmeldungen und das Führen abgehender Telefonate die am meisten ablenkenden Funktionen.

Wenn aber die Technik die Ablenkung beim Fahren gesteigert hat, kann sie auch Verbesserungen bewirken. Die Automobilentwickler widmen sich deshalb der Aufgabe, das Problem des abgelenkten Fahrens zu lösen, ohne dabei die Wünsche der Konsumenten und die zunehmenden Erwartungen der Fahrer und Mitfahrer an ein vernetztes Auto aus dem Blick zu verlieren. Doch wie können die Infotainmentsysteme weiterentwickelt werden, um den Autofahrern sämtliche Vorteile der Automobiltechnik zu bieten und gleichzeitig Sorge zu tragen, dass diese Technik sicherer und einfacher genutzt werden kann?

Was ist eigentlich ein Infotainmentsystem?

Ein Infotainmentsystem ist ein zentrales Überwachungs- und Steuerungssystem, das die notwendigen Unterhaltungs-, Komfort- und Sicherheitsfunktionen unter seiner Kontrolle hat. Das Konsolensystem, das die zentralen Infotainment-Funktionen beherbergt, weist verschiedene Features auf, die exemplarisch in Bild 1 dargestellt sind. Hierbei gibt es jedoch beträchtliche Unterschiede von einem Hersteller zum anderen.

Die Komponenten eines Infotainmentsystems.
Die Komponenten eines Infotainmentsystems.
(Bild: TI)

Das bessere Infotainmentsystem: Deutlicher, einfacher und intuitiver

Neue Innovationen und ein durchdachteres Design können die Ablenkung verringern und gleichzeitig nicht nur die Sicherheit und den Komfort steigern, sondern auch Alleinstellungsmerkmale gegenüber dem Wettbewerb schaffen.

Das zentrale Informationsdisplay in der Mittelkonsole

Digitale Displays haben sich zum zentralen Element der Infotainmentsysteme entwickelt, wobei digitale Menüsysteme und Touchscreens zunehmend die zahlreichen, auf den gesamten Fahrzeuginnenraum verteilten mechanischen Schalter und Knöpfe ersetzen. Diese Funktionalität ist ein entscheidender Bestandteil der Technik, die den Autofahrern präsentiert wird. Sie muss folglich auf einen Blick deutliche, präzise Echtzeit-Informationen darbieten, darf dabei aber die Aufmerksamkeit des Fahrers nur minimal in Anspruch nehmen.

Bilddarstellungen mit höherer Auflösung und Qualität

Fragt man die Konsumenten, ob sie größere Bildschirme wünschen, wird dies sowohl bei Fernsehgeräten wie im Auto zweifellos bejaht werden. Größere Displays haben es bereits in Oberklassefahrzeugen zu Beliebtheit gebracht und werden sich mit der Zeit auch in den anderen Segmenten immer weiter durchsetzen. Den Automobilherstellern ist natürlich klar, dass es nicht allein auf die Größe des Bildschirms ankommt, sondern dass die Auflösung entscheidend zu einem beeindruckenden Bild beiträgt. Fahrzeuge der Premiumklasse sind deshalb mittlerweile mit hochauflösenden Displays ausgestattet, die schärfere, leichter ablesbare Bilder für eine verbesserte Kommunikation zwischen Fahrzeug und Fahrer liefern.

Höhere Frame-Raten sorgen außerdem für eine höhere Videoqualität. Ein typisches Video zeigt pro Sekunde vielleicht 24 Frames, von denen jedes eine Momentaufnahme der Szene ist. Unser Gehirn füllt die Lücken zwischen den Bildern auf, sodass der Film wie eine kontinuierliche Bewegung erscheint. Je mehr Frames pro Sekunde dargestellt werden (in einigen Fällen 50 oder 60), umso gehaltvoller erscheint der Film.

Fahrerkommunikation auf einen Blick

Zum Formatieren und Präsentieren von Informationen stehen verbesserte Displaymethoden zur Verfügung. Bei der Datenpräsentation für Autofahrer hat es sich bewährt, Texte durch Grafiken, Symbole, Animationen und andere visuelle Elemente zu ersetzen. Statische Bilder sind in Fahrzeugen inzwischen Standard und werden hauptsächlich bedarfsentsprechend verwendet. Es kann sich dabei um ein einfaches Menüsystem handeln, oder es erscheint eine Ansicht des Fahrzeugs, sobald eine geöffnete Tür akustisch gemeldet wird. Bewegte Grafiken wiederum können Autofahrern beim schnellen Begreifen einer Echtzeitinformation helfen. Beispiele sind die Turn-by-Turn-Navigation mit Straßenansicht oder die digitale Darstellung der analogen Anzeigen von Drehzahlmesser oder Tachometer.

Mehrere kleinere Displays für spezifische Funktionen

Kleinere Displays können die effektivere Lösung sein, wenn sie strategisch auf das Fahrzeug verteilt sind und die jeweiligen Informationen entweder in einem zeitlichen oder räumlichen Kontext darstellen. Zum Beispiel sollte ein Kamerabild, das den Blick nach hinten zeigt, in der Nähe des gewohnten Innenspiegels dargestellt werden, und die Anzeige von Navigationsinformationen im Seitenspiegel ist nur unmittelbar vor Abbiegemanövern sinnvoll. In einer ganz einfachen Form kann es sich auch um ein interaktives Display zum Einstellen des Innenraumklimas oder ein revolutionäreres transparentes Fensterdisplay handeln.

Lichtfunktionen

Lichtsensoren können die Sicherheit verbessern, indem sie zum Anpassen der Bildschirmhelligkeit genutzt werden, ob es nun heller Tag, tiefe Nacht oder irgendetwas dazwischen ist, wie etwa an einem wolkigen Tag oder bei der Fahrt in einem Parkhaus. Bedien- und Anzeigeelemente, die ihre Meldungen ausgeben, indem sie heller leuchten oder auf eine andere Farbe wechseln, können von Autofahrern beinahe aus dem Augenwinkel oder mit einem kurzen Blick abgelesen werden. Durch lokales Abdunkeln lässt sich die Lesbarkeit und die visuelle Ästhetik solcher Displays aufwerten, indem nicht benötigte Hintergrundbeleuchtungen abgeschaltet werden, um ein tieferes Schwarz darzustellen, den Kontrast zu steigern und die Blendung zu reduzieren. Nicht zuletzt schont eine Helligkeitsanpassung die Augen.

Ersatz und Aufwertung der Rückspiegel

Die Rückspiegel, wie wir sie kennen, werden obsolet und durch Kameras ersetzt werden. Schon jetzt haben die Rückfahrkameras das Autofahren verändert, und mit weiteren Kameras werden die toten Winkel infolge der C- und D-Säulen eliminiert werden. Der Ersatz der Außenspiegel durch Kameras wird jedoch nicht nur die Sichtverhältnisse für die Autofahrer verbessern, sondern auch der Aerodynamik zugutekommen und den Kraftstoffverbrauch senken. Mit Filtertechniken wird es ferner gelingen, den Blick nach hinten bei direktem Sonnenlicht oder bei schwierigen Lichtverhältnissen zu verbessern.

Head-up-Displays

Dank der künftigen Head-up-Displays (HUDs), die die gesamte Breite der Windschutzscheibe einnehmen, werden die Autofahrer ihren Blick kaum noch von der Straße abwenden müssen. HUDs in AR-Technik (Augmented Reality) maximieren die nutzbare Windschutzscheibenfläche, indem sie Echtzeitinformationen projizieren und das Gesehene aufwerten. Als ADAS-Feature blenden AR-HUDs die vom jeweiligen ADAS-Sensor gelieferten Informationen direkt in das Sichtfeld des Fahrers ein, um das Situationsbewusstsein zu steigern und die Reaktionszeiten zu verkürzen.

Die nächste Generation der Bedienelemente und Warnfunktionen für Autofahrer

Knöpfe, Einsteller und Tasten haben natürlich weiter ihre Berechtigung. Je mehr Informationen allerdings im Cockpit auflaufen, umso mehr werden sich viele Eingabefunktionen weiterentwickeln.

Fahrerüberwachung durch Eye Tracking

Das Verfolgen der Augenbewegungen ist eine weitere Möglichkeit für die Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug. Für das Fahrzeug kann dies eine sehr wirkungsvolle Möglichkeit sein, die Wünsche des Fahrers zu verstehen und relevante Echtzeitdarstellungen zu präsentieren. Zum Beispiel kann die Augenbewegung eines Fahrers, der schnell in den Innen- und dann in den rechten Außenspiegel blickt, auf die Absicht zu einem Fahrspurwechsel hindeuten. Das Fahrzeug könnte daraufhin auf ein anderes Fahrzeug aufmerksam machen, das sich auf der gewünschten Fahrspur schnell nähert.

Touchscreens und haptische Rückmeldungen

Ein weiteres populäres Feature sind größere und reaktionsschnellere Touchscreen-Buttons. Viele heutige Schaltflächen sind nämlich zu klein und erfordern ein präzises Drücken, um die gewünschte Funktion auszulösen. Ohne taktile Rückmeldung durch die Schaltflächen muss der Autofahrer möglicherweise sogar den Blick vom Fahrgeschehen abwenden, um eine Auswahl zu treffen.

Geräteintegration

Smartphones, Tablets und andere Geräte sind zu festen Bestandteilen unseres modernen Lebensstils geworden. Bei all dem Komfort, den sie bieten, sind diese Geräte doch auch zunehmend vernetzt und von Daten abhängig und nehmen unsere Zeit und Aufmerksamkeit in Anspruch. Die Herausforderung für die Automobilhersteller besteht darin, diese intelligenten Geräte so in die Fahrzeuge einzubinden, dass sie die Autofahrer nicht ablenken. Display-Mirroring-Applikationen wie Apple CarPlay oder Android Auto bieten die Möglichkeit, auf Touchscreens, mit denen das Fahrzeug bereits ausgestattet ist, Applikationen laufen zu lassen, wobei die Daten vom jeweiligen intelligenten Gerät kommen. Freisprechbetrieb und virtuelle Assistenten wie Alexa oder Siri bewirken eine deutliche Aufwertung der ohne manuelle Bedienhandlungen auskommenden Interaktion. Im Zuge des weiteren Fortschritts in Richtung der autonomen Fahrzeuge wird von den Fahrzeuginsassen die Erwartung gehegt werden, dass sich diese Systeme nahtlos in die Infotainmentsysteme integrieren.

Rear-Seat Entertainment

Mit zunehmender Autonomie der Autos werden nicht mehr der Fahrersitz oder die Vordersitze die bevorzugten Plätze sein, sondern der Rücksitz auf der Beifahrerseite, kann man von hier aus doch gefahrlos auf der fahrbahnabgewandten Seite ein- und aussteigen. Wird der Beifahrersitz weggelassen oder nach vorn verlagert, gibt es von hier zudem den besten Blick nach vorn in Verbindung mit maximaler Beinfreiheit.

Eine subtile Weiterentwicklung der Integration intelligenter Geräte wird es bei den RSE-Systemen (Rear-Seat-Entertainment) geben. Diese spielten in der Vergangenheit DVDs ab, doch inzwischen liefern intelligente Geräte die Inhalte. Auf dem Rücksitz hat sich ein Trend zu vernetzten Displays mit Lademöglichkeit, höherer Audioqualität und der Möglichkeit zur Steuerung der Rücksitz-Komfortsysteme des Fahrzeugs entwickelt.

Gestenerkennung

Für elektronische Kleingeräte mögen Touchscreens innovativ gewesen sein; sie erfordern jedoch spezielle Aufmerksamkeit zum Ausführen von Befehlen. Gestenerkennungs-Funktionen dagegen bieten Autofahrern die Möglichkeit zur Bedienung von Systemen mit einem Minimum an Aufmerksamkeit. Eine Wischbewegung mit einer Hand oder das Drehen eines Fingers reicht, um Komfortsysteme zu bedienen, ohne den Blick von der Straße zu nehmen. Fahrzeuge der nächsten Generation werden eine unkomplizierte kontextbezogene Menüauswahl, ein Manipulieren des Bildschirminhalts oder sogar eine Kombination aus Gestensteuerung und Sprachbedienung ermöglichen.

Haptik

Haptische Rückmeldungen können eine glatte Oberfläche wie etwa einen Bildschirm oder ein Touchpad mit einem taktilen Gefühl versehen. Diese Technik gibt es bei Smartphones, Smartwatches, Tablets und anderen elektronischen Kleingeräten schon eine ganze Weile, während man sie in der Automobiltechnik bisher noch vergeblich sucht. Die Möglichkeit, ohne visuelle Rückmeldung mit Bedienelementen zu interagieren, macht diese Touch-Oberflächen weniger ablenkend. Indem man einen einfachen Tastendruck oder komplexere Zoom- oder Scrollaktionen simuliert, gibt man dem Benutzer auf nicht-visuelle Weise die Bestätigung, dass die gewünschte Aktion tatsächlich ausgelöst wurde. Insofern können Anwender dank Haptik mit einem Touchpad umgehen, ohne ihm die volle Aufmerksamkeit widmen zu müssen.

Sprach-Ein- und -Ausgabe

Spracherkennung ist bei den meisten modernen Kfz-Infotainmentsystemen bereits Standard. Die populären Bluetooth®-Freisprechanlagen etwa haben sich bereits als effektiv und sogar notwendig erwiesen, da das Telefonieren ohne Freisprechfunktion mittlerweile in vielen Ländern der Welt verboten ist. Akustische Warnmeldungen verlangen von den Fahrern nicht, ihren Blick von der Straße abzuwenden. Bleibt die Frage, wie man mehrere Audioeffekte so präsentiert, dass sie von den Autofahrern unterschieden und hinsichtlich ihrer Dringlichkeit eingeordnet werden können. Ein innovativ konzipiertes Audioprofil wird es den Autofahrern einfach machen, die verschiedenen Töne zu erlernen und zu erkennen.

Die Sprach-Ein- und -Ausgabe mithilfe von Fernfeld-Mikrofonarrays eignet sich ebenfalls zum Aktivieren von Funktionen ohne Ablenkung des Fahrers. Einige Fahrzeuge sind bereits mit Spracheingabe ausgestattet, jedoch lassen sich diese Systeme weiter verbessern, indem man die Technik aus den höher entwickelten und effektiveren Sprachassistenten von Smart Speakern übernimmt. KI-basierte Sprachsoftware bietet eine bessere Erkennung menschlicher Sprachbefehle sowie detailliertere Reaktionen. Fernfeld-Mikrofonarrays tragen ebenfalls zur Verbesserung der Spracherkennungs-Genauigkeit in lauten Fahrzeugen bei. Tatsächlich sind sprachaktivierte Systeme möglicherweise die beste Lösung für das Ablenkungsproblem, und die Vertrautheit der Autofahrer mit Sprachbefehlen wird mit der Zeit immer besser werden.

Das Design von Infotainmentsystemen für die Sinne

Designer von Infotainmentsystemen können nach Möglichkeiten Ausschau halten, die menschlichen Sinne, also das Sehen, das Fühlen und das Hören, zu nutzen, um einerseits fortschrittliche Funktionen zur Verfügung und andererseits nur minimal vom Fahren abzulenken. Während sie weiter auf die Straße blicken, können Autofahrer mit ihren anderen Sinnen, also beispielsweise per Sprach- oder Gestensteuerung, Funktionen aktivieren. Die Einschränkungen der menschlichen Sinne lassen sich dabei mit technischen Mitteln kompensieren, indem beispielsweise Sonnenlicht bei Kameras ausgefiltert wird. Das ultimative Ziel ist das Design von Infotainmentsystemen, die die Fähigkeit der Autofahrer zum sicheren Fahren verbessern und gleichzeitig das Fahren angenehm machen.

* Mike Claassen, General Manager, Infotainment Systems, Texas Instruments

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