Einsatz räumlich positionierter auditiver Anzeigen zur Ausgabe von Zustands- und Richtungsinformationen im Flugzeugcockpit
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Menschen sind in der Lage, sich im Dunklen oder mit geschlossenen Augen alleine daran zu orientieren, was sie hören. Wir können Richtungen in der Ebene (vorne, rechts, links) deutlich unterscheiden, einen Höhenwinkel (die singende Lerche in der Luft) zumindest schätzen und bekommen aus dem Klang auch einen Eindruck auf die Entfernung einer Schallquelle. Laterale Schallquellen werden in der Unterhaltungsindustrie zum Beispiel im Rundfunk in der lange bekannten HiFi- und Kunstkopf-Stereophonie verwendet. In neuerer Zeit kamen in der F i l m - und Spielebranche auch vielkanalige Surroundverfahren zum Einsatz, die auch zwischen vorne und hinten liegenden Schallquellen differenzieren. Diese Techniken sind durch Surround-Decoder, mehrkanalige Soundkarten und entsprechende Lautsprechersysteme auch im unteren Preissegment für Endverbraucher zugänglich. Anwendungen der Informationstechnik in der verfahrenstechnischen Industrie, in Fahrzeugen und Verwaltung verwenden zur Ausgabe von Informationen an den Menschen im wesentlichen den visuellen Kanal und beschränken sich bei auditiven Ausgaben auf einen Kanal, über den Warn- und Hinweistöne ausgegeben werden. Besonders hoch belastet ist der visuelle Kanal bei Piloten in Verkehrsflugzeugen. Um diese Belastung zu verringern sollte untersucht werden, wie Richtungsinformationen mit auditiven Anzeigen vermittelt werden können. Es ging dabei ausdrücklich nicht darum, die vorhandenen, zugelassenen und bewährten Cockpitinstrumente durch neue Anzeigen zu ersetzen sondern um einen zusätzliche Anzeige, die in Fällen hoher Arbeitsbelastung wie dem Landeanflug einen alternativen Kanal zur Informationsaufnahme zur Verfügung stellt. In einem Flugsimulator wurden von Berufspiloten Anflüge, Landung und das anschließende Rollen zur Abstellposition durchgeführt. Während der Anflüge traten zusätzlich auch Situationen auf, die eine Kollisionswarnung auslösten. Die einzelnen Flüge wurden Jeweils vollständig mit einer von drei Instrumentenausrüstungen durchgeführt: Eine Version der auditiven Anzeige, in der unterschiedliche Stimmen Hinweise, Warnungen und Anweisungen einschließlich der notwendigen Richtungsangaben gesprochen haben (zum Beispiel „nach links!"), eine zweite Version der auditiven Anzeige, in der Richtungsangaben nicht mehr gesprochen wurden, sondern die Stimme selbst aus einer Richtung sprach (zum Beispiel „hierher!" von links), sowie zum Vergleich konventionelle Bildschirminstrumente (zum Beispiel ein nach links ausgelenkter Zeiger). Die Anzeigen wurden jeweils für Kollisionswarnung und Lagedarstellung, für den Instrumentenanflug bis zur Landung und für die Rollführung am Boden implementiert. Die Piloten wurden in Fragebögen um eine Bewertung der Anzeigen gebeten, bei den Anflügen wurde zusätzlich die Bewegung des Flugzeuges aufgezeichnet. Damit wurde zum ersten Mal ein systematischer Entwurf auditiver Anzeigen für die Richtungsinformation und Bewegungslenkung in der Luftfahrt durchgeführt und von Berufspiloten in Experimenten bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die auditive Unterstützung einzelner Aufgaben, als zusätzliches Medium zu den konventionellen Anzeigen, möglich ist. Für eine Integration auditiver Anzeigen in Flugzeugcockpits wäre zu untersuchen, wie auditive Anzeigen in den Arbeitsablauf zu integrieren sind. Die auditive Anzeige darf den Sprechfunkverkehr und die Kommunikation innerhalb der Crew nicht stören, soll sich aber dann wieder melden, wenn eine Änderung mitgeteilt werden muss. Interessante Anwendungsmöglichkeiten positionierter auditiver Anzeigen ergeben sich in Assistenzsystemen für die Kraftfahrzeugführung, wie sie von Eickenberg und Schulz (2008) zusammengestellt wurden. In Fahrzeugen der Oberklasse gibt es bereits auditive Rückfahr- und Einparkhilfen, die neben dem Abstand durch positionierten Höreindruck auch die Lage eines Hindernisses (rechts oder links der Fahrzeugachse) angeben. Die entsprechende Anzahl und Position der Lautsprecher ist bereits vorhanden. Mögliche weitere Systeme für den Einsatz positionierter auditiver Signale wären Kreuzungsassistenten, Blind Spot Warning und Spurwechselassistenten (Warnung vor anderem Fahrzeug rechts oder links), Querführungs- und Spurhalteassistenten (Warnung beim Verlassen der Spur aus der Richtung der Gefahr) sowie alle Arten von Navigationssystemen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006): Der Ton macht die Information. An der Uni Kassel wird getestet, wie Signale Flugzeugpiloten noch besser helfen können. In: Hessisch-Niedersächsische Allgemeine, Ausgabe Kassel, 2006-02-06
Korte. Maya
- (2007): Branchenprofil Luft- und Raumfahrtindustrie in Hessen. Hessen Agentur GmbH. (Report, 724)
Dimitrova, Gergana; Bauer, Claus
- (2007): Microsoft's Flight Simulator and DirectX to Drive Auditory Displays in a Cockpit Mockup. Poster. Annual Conference of the Human Factors and Ergonomics Society Europe Chapter, Braunschweig 24 to 26 Oktober 2007, Human Factors and Ergonomics Society Europe Chapter, [HFES-EC], (Poster)
Borys, Bernd-Burkhard
- (2008): Ein Cockpit-Mockup zur Evaluierung auditiver Flugführungsanzeigen (A Cockpit Mockup for the Evaluation of Auditory Flight Instruments). In: i - c o m , Jg. 7, H. 1, S. 30-33
Borys, Bernd-Burkhard
(Siehe online unter https://doi.org/10.1524/icom.2008.0006) - (2009): Aufbruch zu den Sternen. Luft- und Raumfahrt in Hessen. HA Hessen Agentur GmbH im Auftrag des Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung. Wiesbaden
Dimitrova, Gergana; Roßbach-Jung, Anic
- (2009): Branchenprofil Luft- und Raumfahrtindustrie in Hessen. Hessen Agentur GmbH. (Report, 754)
Dimitrova, Gergana; Bauer, Claus
- (2009): Sound design for auditory guidance in aircraft cockpits. (Soesterberg 2008). In: Waard, Dick de; Godthelp,J. (Hans); Kooi, Frank L.; Brookhuis, Karel A. (Eds.): Human Factors. Security and Safety. Maastricht: Shaker Publishing (Human Factors and Ergonomics Society - Europe Chapter Annual Conference, 2008), S. 113 - 121
Borys, Bernd-Burkhard
