Infotainmentsysteme im Automobil - Lehrstuhl für Mobile und ...

Infotainmentsysteme im Automobil
Marita Plafka
Seminar: Trends in mobilen und verteilten Systemen
Sommersemester 2011
Lehrstuhl für Mobile und Verteilte Systeme
Institut für Informatik
Ludwig-Maximilians-Universität München
Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Überblick über aktuelle Infotainmentsysteme
in Fahrzeugen gegeben. Es ist ein deutlicher Trend zum zunehmenden Einbau
von Elektronik im Automobil zu erkennen, die innovative Funktionen ermöglicht.
Dazu gehört insbesondere die Verbindung der Automobile mit deren Umgebung und
dem Internet, deren wachsende Bedeutung auf die zunehmende Vernetzung anderer
Lebensbereiche der Kunden zurückzuführen ist. Aber nicht nur die Vernetzung der
Fahrzeuge ist ein Teil der intensiven Forschung und Entwicklung, die im Bereich der
Infotainmentsysteme zu verzeichnen sind, sondern mittels Car-2-Car Kommunikation
auch die Information über die unmittelbare Umgebung des Fahrzeugs, die Entlastung
des Fahrers und die Unterhaltung der Mitfahrer. In Bezug darauf wird näher
auf den Prototypen Vision ConnectedDrive von BMW eingegangen, um den Grad der
derzeitigen Entwicklung zu beleuchten. Im Querschnitt durch die Zukunftspläne aller
führenden Automobilmarken gesehen wird stark auf die bestmögliche Reduktion der
Fahrerbelastung durch dezent dargebotene Information bei gleichzeitig umfassender
Unterhaltung hingearbeitet.
This paper includes an overview of up to date automotive infotainment systems. There
is a clear trend to networking cars to their environment or the internet which results
from increasingly used networks in other areas of the user’s life. But not only the internetworking
of vehicles is part of intensive research and development. The information
via car-2-car communication on the immediate environment as well as the relief of
the driver and the entertainment of the passengers are part of it, too. Related to those
issues, a closer look at the prototype BMW Vision ConnectedDrive shows the current
degree of development. Comparing the leading companies of the automotive sector, it
becomes clear that they are working on the best possible ways to reduce the driver’s
strain using discreetly shown information while simultaneously providing state-of-theart
entertainment.

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 3
2 Anwendungen 3
2.1 Unterhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.1 Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.2 Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.1 Lokale Informationsdienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.2 Online Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3.1 Integration von Drittgeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3.2 Car-2-X Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 Komponenten 8
3.1 Head Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2 Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3 Benutzerschnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.4 Laufwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.5 Festplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4 Infotainmentsysteme anhand des Beispiels Vision ConnectedDrive 10
4.1 Systemkomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2 Assistfunktion und Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.3 Veranschaulichung des Informationsflusses . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5 Ausblick 13
Abkürzungsverzeichnis 14
Abbildungsverzeichnis 14
Literaturverzeichnis 14
Anhang 15
BMW ConnectedDrive Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Übersicht Infotainment Kleinwagen, Mittelklasse- und Oberklassewagen . . . . 17

1 Einleitung
Knapp 90 Jahre nach dem ersten Einbau eines Radios in ein Auto ist die Erwartungshaltung
der Menschen an den von Infotainmentsystemen gebotenen Komfort um ein Vielfaches
gestiegen. Techniker sehen sich durch die unmittelbare Wahrnehmung der Kunden
hohen Ansprüchen an ihre Systeme gegenüber, die sich unter anderem mit den neuesten
Multimedia-Trends bewegen. Infotainmentsysteme im Auto werden meist direkt mit
Geräten aus dem Alltag wie z.B. einer Stereoanlage verglichen, ohne dass die Kunden die
Problematik der Anpassung und des Einbaus in ein mobiles Fahrzeug erkennen, die bereits
mit dem eingeschränkten Platz beginnt. Es mischt sich außerdem der Wunsch nach
innovativer Technik in die Anforderungen der Automobilindustrie an Qualität, Sicherheit
und Lebensdauer, so dass die Komplexität der Infotainmentsysteme weiter zunimmt.
2 Anwendungen
Das Wort “Infotainment“ setzt sich aus den englischen Worten “information“ und “entertainment“
(Unterhaltung) zusammen, die dessen Sinn treffend umreißen - die Präsentation
von Informationen auf einer unterhaltenden Basis. Entsprechend sind Unterhaltung und
Information die wesentlichen Bereiche für die verschiedenen Funktionen von Komfort
und elektronischen Sicherheitsausrüstungen. Hinzu kommen immer höhere Ansprüche der
Kunden an die Anbindung, d.h. das Fahrzeug muss auch mit der Umwelt kommunizieren
können, was sich insbesondere durch Navigationssysteme und inzwischen auch die Anbindung
an das Internet zeigt. Diese Ansprüche gelten aber nicht nur den Fahrzeugen der
Oberklasse, in denen schon seit längerem komplexe Infotainmentsysteme verwendet wurden,
sondern vermehrt auch in der Mittelklasse und sogar in kleineren Fahrzeugen. Im
Folgenden sollen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit) einige gängige Anwendungen von
Infotainmentsystemen beschrieben werden.
2.1 Unterhaltung
Im Bereich der Entertainmentsysteme sehen sich die Entwickler etwas anderen Ansprüchen
gegenüber als in den übrigen Bereichen der Automobilindustrie. Besonders seit der
Einführung von visuellem Entertainment in Fahrzeugen müssen sich die Entwickler und
Sicherheitsexperten der Herausforderung stellen, die Systeme so zu konzipieren, dass der
Fahrer nicht von seiner eigentlichen Aufgabe und dem Straßenverkehr abgelenkt wird.

2.1.1 Audio
Als erste Komponente der Infotainmentsysteme hat sich das Audiosystem über die Zeit
stark verändert und weiterentwickelt. Neben dem noch immer viel benutzten analogen
Radio gibt es inzwischen auch den digitalen Rundfunkempfang, der sowohl störungsfreien
Empfang, als auch eine bessere Tonqualität und eine größere Senderauswahl sowie eine
zusätzliche Informationsübermittlung der Radiosender ermöglicht [bA09].
Auch bei den Musikdatenträgern gibt es eine stetige Entwicklung. Die früher verbreiteten
Kassetten wurden in den 80er Jahren allmählich durch CDs abgelöst, sodass schließlich
vermehrt CD-Player auch in Automobile eingebaut wurden. Als Möglichkeiten für mehr
Daten auf einer CD verfügbar wurden, wuchs dementsprechend auch der Anspruch an
CD-Player im Auto, die schließlich auch Daten CDs und damit beispielsweise das mp3-
Format lesen können mussten; inzwischen müssen aber auch DVDs erkannt sowie iPods
verbunden werden können.
Um die bessere Tonqualität der Radiosender und CD-Player nutzen zu können, stieg der
Anspruch an die Qualität des Soundsystems. Hier fand eine drastische Weiterentwicklung
statt und das trotz der vielen Schwierigkeiten, die sich beim Einbau eines Soundsystems
stellen. Der Soundqualität abträglich sind generell Umgebungsgeräusche, die im
Fahrzeug stets durch das Motorgeräusch und meist zusätzliche Geräuschquellen gegeben
sind. In einigen hochwertigen Systemen sind deswegen Mikrofone integriert, die diese
Hintergrundgeräusche messen und das Audiosignal entsprechend durch phasenverschobene
Rückspeisung der Störsignale in den digitalen Audioverstärker anpassen [Lex, Eintrag
Bang & Olufsen Advanced Sound System].
Als weitere Steigerung wurde ein Surroundsystem entwickelt, bei dem sich unter anderem
die Schwierigkeiten im Bereich der Absorbtion bzw. Reflexion der Schallwellen an der
Front- und den Seitenscheiben sowie den Sitzen ergaben. Zusätzlich können sich bei der
Platzierung Probleme ergeben, da für Surround mehrere Lautsprecher benötigt werden,
für die unter Umständen nicht an den richtigen Orten Platz ist. Besonders erwähnenswert
ist in diesem Zusammenhang der Audi A8, in den ein Bang & Olufsen System mit 14
Lautsprechern eingebaut wurde, von denen jeder eine eigene Endstufe hat. Selbst wenn die
Tonquelle nur zwei Ausgabekanäle hat, wie es bei CDs oder dem Digitalen Radioempfang
der Fall ist, wird aus diesen Kanälen ein Surround-Signal errechnet [Lex, Eintrag Bang &
Olufsen Advanced Sound System].
Dass selbst dies noch nicht das Ende der Entwicklung ist, zeigt Audi in einer Realisierbarkeitsstudie
im Prototypen eines Q7, in dem 64 Lautsprecher verbaut wurden. Diese
Lautsprecher sind rund um den Innenraum angeordnet, sodass der akustische Raumeffekt
auf jedem Platz gleich gut ist. Dieser ” rollende Konzertsaal“ soll allerdings lediglich die
Möglichkeiten der Klangqualität im Fahrzeug demonstrieren, aber nicht in Serienproduktion
gehen [Hem10b].

2.1.2 Video
Die Unterhaltungsfunktionen beschränken sich allerdings nicht nur auf Audioinhalte. Für
die Mitfahrer kommt durch die Verbreitung des DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial)
die Möglichkeit hinzu, digitale Fernsehprogramme im Fahrzeug zu empfangen.
Durch die Anbindung des Fahrzeugs an das Internet können aber auch Streamingdienste
genutzt werden, zu denen Video on demand und auch das Internetradio zählen. Dadurch
werden die Fahrzeuginsassen unabhängig von Datenträgern und haben Zugriff auf
ein breites Spektrum an Unterhaltung. Trotzdem haben die meisten der aktuellen Systeme
auch integrierte DVD-Player, die auch Audio CDs und Daten CDs lesen können. Dieses
Laufwerk ist dank der internen Festplatte, auf der Navigationsdaten gespeichert sind, stets
frei zur Benutzung.
Für die Videowiedergabe gibt es drei Möglichkeiten des Einbaus, die aufgrund der sonst
gegebenen Ablenkung allerdings nur auf den Rücksitzen genutzt werden können (Rear-
Seat-Entertainment): entweder in den Kopfstützen der Vordersitze, zwischen den Vordersitzen
oder im Fahrzeughimmel. Diese Displays erfüllen in der Regel ebenso wie das Display
der Head-Unit einige Bedingungen, um im Fahrzeug optimal betrachtet werden zu
können. Dazu gehören die ausreichende Helligkeit und matte, nicht spiegelnde Oberfläche
des Bildschirms ebenso wie eine optimale Ablesbarkeit auch bei großem Blickwinkel. Da
das Bediendisplay der Head-Unit hohe Qualität hat, ist es auch hier möglich, Filme wieder
zu geben, aber aus Sicherheitsgründen werden bewegte Bilder in der Regel nur bei Fahrzeugstillstand
oder bei geringer Geschwindigkeit, beispielsweise bei Audi werksseitig nur
bis zu 5 km/h, gezeigt [Lex, Eintrag MMI, Video Mobilkino].
2.2 Information
Zum zweiten großen Teil, der sich im Namen “Infotainment“ wiederfindet, gehören alle
Informationsdienste. Die wohl weithin bekannteste Komponente bildet das Navigationssystem,
das sich der Routendaten auf einer eingebauten Festplatte bedient. Dabei werden
bei der Routenführung Nachrichten des über das Radio übertragenen Traffic Message
Channels (TMC) genutzt, um Baustellen und Staus zu umgehen. Inzwischen ist es bei
den meisten Premiummarken möglich, einen Zielort am Heimcomputer auf Google Maps
auszusuchen und diesen auf das Navigationssystem des Fahrzeugs zu übertragen.
2.2.1 Lokale Informationsdienste
Einige dieser Informationsdienste sind lokal und bedienen sich lediglich der in das Auto
eingebauten Elemente. Dazu gehören eine Reihe an Sensoren, die unter anderem Informationen
über den aktuellen Fahrzeugzustand liefern und es so ermöglichen, Defekte schnell
zu erkennen und den Werkstätten die Suche nach dem Problem zu erleichtern.
Visuelle Sensoren finden dabei Anwendung zur Fahrzeugumfelderkennung. Diese Informationen
sind nicht nur beim Einparken sehr hilfreich, die Bilder werden auch an die
Fahrerassistenzsysteme weitergeben. Mithilfe dieser Informationen kann beispielsweise

die Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur als auch relativ zu den anderen Verkehrsteilnehmern
überwacht und der Fahrer unter anderem bei einem Spurwechsel gewarnt
werden, wenn sich ein anderes Automobil neben ihm befindet. Es findet zudem eine
Verkehrszeichen- und Ampelerkennung statt, aufgrund derer das System genau wie bei der
automatischen Abstandsregelung eingreifen und nach Warntönen auch selbst eine Bremsung
einleiten kann. Trotzdem behält der Fahrer stets die Kontrolle über das Fahrzeug und
kann sich über diese Eingriffe hinwegsetzen [Dai08]. Sobald er selbst eingreift, schalten
sich die Systeme ab.
Des Weiteren sind viele Fahrzeuge mit ” location based Services“ (standortbezogene Dienste)
ausgestattet, sodass unter anderem bei einem Notfall die Standortposition übermittelt
werden kann. Abhängig vom Standort können auch POIs (Point of interest) wie Restaurants,
Tankstellen oder andere Einrichtungen in vom Kunden angegebener Maximalentfernung
online oder offline ausgewählt und dargestellt werden.
2.2.2 Online Dienste
Mobil ins Internet gehen zu können, wird immer wichtiger. Folglich darf die Möglichkeit
auch im Fahrzeug nicht fehlen. Vermehrt gibt es Funktionen im Automobil, wie das Abrufen
aktueller Verkehrsinformationen über das Internet, die WLAN nutzen. Dieses kann
allerdings nicht nur für den Zugang zum Internet und somit das Abrufen von E-Mails
genutzt werden, sondern auch beispielsweise den schnelleren Service bei der Wartung
des Fahrzeugs ermöglichen. Hierbei ist in Planung, die Fehlerspeicher des Fahrzeugs
gleich beim Einfahren auf das Werkstattgelände auszulesen, was allerdings auch über
Bluetooth möglich ist. Zusammenfassen kann man diese Funktionen unter den Telematikdiensten
(Telematik = Telekommunikation + Informatik), die allgemein die Sprachund
Datenübermittlung beinhalten. Die Kernbereiche der Telematik stellen das Internet
ebenso Telefon- und Mobilfunknetze sowie die Verkehrstelematik dar. Im Beispiel BMW
sorgen die Dienste BMW Assist, BMW Online und BMW TeleServices für Sicherheit
und Komfort, indem etwa eine Auskunftszentrale ständig erreichbar ist, die mehr kann als
nur Zieladressen an das Navigationssystem im Fahrzeug übertragen. Beim Auslösen der
Airbags werden beispielsweise sofort die aktuellen Standortkoordinaten an BMW Assist
übertragen und eine telefonische Verbindung mit der Zentrale wird hergestellt, die nach Information
über den Zustand der Insassen einen Krankenwagen zu dem Unfallort schicken
kann. Über die integrierte SIM-Karte im Autotelefon und das satellitengestützte Global
Positioning System (GPS) kann BMW Online auf das Internet zugreifen, das dem Fahrer
unter anderem Informationen entsprechend seiner Route und dem gewählten Zielort
liefern kann. Besteht Bedarf an einer Wartung, übermittelt BMW TeleServices relevante
Daten an den Service Partner, sodass dieser nötige Teile bestellen kann und der Fahrer bei
dem Termin nicht lange auf sein Fahrzeug verzichten muss [BMW, Themen: Telematik,
BMW Assist, BMW Online, BMW TeleServices].
Wie bereits erwähnt bedienen sich Navigationssysteme der Nachrichten über Staus und
Baustellen, die über TMC der öffentlichen Rundfunksender gesendet werden. Eine verbesserte
Form der Online-Verbindung ist das kostenpflichtige TMC Pro. In diesem Fall wird
über ein System von Sensoren an Fahrbahnschleifen und Autobahnbrücken die Verkehrs-

ewegung überwacht und eventuelle Staus werden automatisch über GPS an eine zentrale
Empfangsstelle übermittelt, die wiederum ihre Daten entsprechend der TMC-Spezifikation
an die privaten Rundfunkstationen weitergibt [Bil07]. Ergänzend zu TMC Pro wurde das
Konzept der ”Floating Carsëntworfen, deren Bewegungen über GPS-Daten ermittelt und
anonym an einen externen Server übermittelt werden. Dieser Server analysiert die Meldungen
hinsichtlich des Verkehrsflusses und liefert dem Navigationssystem des Fahrzeugs
Informationen zur schnellsten Route [Bac09].
2.3 Kommunikation
Nachdem in den vorangegangenen Kapiteln die Schnittstellen zwischen Infotainmentsystemen
und den Benutzern beschrieben wurden, soll nun auch ein Überblick über die Kommunikationsmöglichkeiten
zur Umwelt gegeben werden. Dazu gehören vor allem andere
Fahrzeuge und Drittgeräte, ebenso wie die Verbindung zum Internet.
2.3.1 Integration von Drittgeräten
Beschränkt man sich zunächst auf den Innenraum des Automobils, findet man in der Regel
die Möglichkeit der Verbindung über Bluetooth vor. Vor allem wird es für die Kommunikation
mit mobilen Geräten wie Mobiltelefonen und PDAs benutzt, um zum einen keine
Steckerprobleme bei neueren Modellen entstehen zu lassen, zum anderen muss der Fahrer
sein Handy nicht einmal aus der Tasche nehmen, kann es aber trotzdem mit dem Fahrzeug
verbinden. So lassen sich Termine, Adressbücher und auch Musik oder Videos in
den Speicher des Autos übertragen und verwalten. Außerdem ist es damit möglich, die
Audioanlage des Fahrzeugs als Freisprechanlage zu benutzen und somit die gesetzlichen
Bestimmungen zur Benutzung von Handys im Straßenverkehr nicht zu verletzen. Es gibt
dennoch die Möglichkeit, Drittgeräte anzustecken. Zum einen ist eine relativ alte Variante
noch immer in den Automobilen zu finden: der AUX-Eingang. An diesen kann man
vor allem mobile Musikplayer anstecken. Zum anderen gibt es eine USB-Schnittstelle, die
ebenfalls eine Verbindung zu mp3-Playern, aber unter anderem auch das Anstecken eines
Speichersticks mit Kartendaten für das Navigationssystem ermöglicht [MT08, chapter 6].
Zusätzlich gibt es auch SD-Karten-Slots, über die Musik, Hörbücher, Videos und auch
Navigationskartendaten auf den Festplattenspeicher übertragen oder direkt genutzt werden
können [Lex, Eintrag MMI, Video Multimedia]. Vermehrt findet man auch WLAN-
Hotspots in Fahrzeugen vor. Diese sind je nach Modell Bestandteil eines bordeigenen und
autarken Telefonsystems oder nutzen das Kunden-Mobiltelefon, sodass über UMTS eine
verschlüsselte Verbindung zum Provider hergestellt werden kann. Die WLAN-Verbindung
bietet sich besonders für die Nutzung mit nicht Bluetooth kompatiblen Mobiltelefonen an
und ermöglicht so die Nutzung der Freisprecheinrichtung und Außenantenne im Fahrzeug.
Der Hotspot ermöglicht dem Beifahrer und Fondpassagier mit seinem Gerät (z.B.
iPad, Laptop, Mobiltelefon, usw.) während der Fahrt eine Verbindung ins Internet aufzubauen.
Einschränkend ist dabei lediglich die Abdeckung der Mobilfunknetze, wenn man
eine entsprechende Datenoption im Mobiltelefonvertrag hat [Hem10a].

2.3.2 Car-2-X Kommunikation
Aufgrund des Wunsches eines jeden Verkehrsteilnehmers nach höchstmöglicher Sicherheit
wird vor allem an der Kommunikation zwischen Fahrzeugen gearbeitet. Hierbei kommt die
DSRC-Technologie (Dedicated Short Range Communication) zum Einsatz, die Fahrzeuge
über ein Ad-hoc-Funknetzwerk sowohl untereinander als auch mit der unmittelbaren
Umgebung verbinden soll. Entwickelt wurde DSRC vor allem für Mautsysteme, bei denen
die geographische Differenz der Einfahrt- und Ausfahrtstelle zusätzlich zu weiteren
Parametern wie z.B. der Achszahl zur Abbuchung des entstandenen Betrags von einer
mit dem Fahrzeug verbundenen Chipkarte führt. Für die Car-2-Car Kommunikation ist
DSRC insbesondere aus Gründen des schnellen Verbindungsauf- und -abbaus geeignet.
Lokal relevante Informationen können so sehr schnell an alle Verkehrsteilnehmer vermittelt
werden. Zusätzlich findet mithilfe von Kameras eine Fahrzeugumfelderkennung statt,
die unter anderem Bremseingriffe an das nachfolgende Fahrzeug weiterleiten kann. Auch
Wildwechsel oder Personen auf der Fahrbahn können frühzeitig erkannt und entsprechend
an den Fahrer weitergegeben werden.
3 Komponenten
Im Fahrzeug muss beim Bau der Komponenten im Gegensatz zu der Unterhaltungselektronik
im Allgemeinen berücksichtigt werden, dass sie unter Umständen extremen Temperaturen
im Cockpit sowie mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Konstante Erschütterungen
und auch Feuchtigkeit fordern die Techniker heraus, die für eine möglichst lange
Lebensdauer der Einzelteile sorgen müssen. Hinzu kommt, dass der Fahrer durch die Bedienung
des Infotainmentsystems nicht vom Fahren abgelenkt werden darf, da das ein
enormes Sicherheitsrisiko darstellen würde. Der Vollständigkeit halber soll im Folgenden
ein Überblick der wichtigsten Komponenten der Infotainmentsysteme im Automobil mit
einigen knappen Zusatzinformationen gegeben werden.
3.1 Head Unit
Die Head Unit ist eine Recheneinheit mit hoher Leistung, die über den sehr performanten
MOST-Bus mit den einzelnen Komponenten des Audio- und Videosystems und über
den CAN-Bus mit anderen Fahrzeugkomponenten wie z.B. mit dem Tachometer zur Unterstützung
der Navigationsberechnung kommuniziert. Sie ist das zentrale Element des
Infotainmentsystems, die jede Funktion steuert, sowohl die Klimaanlage als auch die eine
verbundenes Mobilfunkgerätes. Sie besitzt Komponenten für diverse Berechnungen
wie z.B. der Grafikberechnung für die unterschiedlichen Anzeigesysteme wie Hauptbildschirm,
Head-up Display, Anzeige im Kombiinstrument oder für das Rear Seat Entertainment.
Mit ihrer Hilfe können außerdem Funktionen angeschlossener Geräte kombiniert
werden, sodass beispielsweise Nutzerprofile mit unterschiedlichen Sitzeinstellungen und
Radiosender-Favoriten kombiniert oder dass mit einem eingehenden Anruf Fenster geschlossen
und die Musik abgeschaltet werden können.

3.2 Display
Bisherige Displays in der Mittelkonsole haben in der Regel ein Seitenverhältnis von 4:3, allerdings
entwickelt es sich inzwischen durch die Integration aller Funktionen in die Head-
Unit in Richtung des 16:9-Formats oder sogar noch breiter. Zusätzlich zu diesem Display
setzt sich allmählich das Head-up Display durch, das ein Bild auf die Windschutzscheibe
projiziert. Die Problematik stellt dabei die Krümmung der Scheibe dar, die kompensiert
werden muss, um ein verzerrungsfreies Bild zu erzeugen. Diese Art von Display ist für
Anwendungen interessant, die während der Fahrt ständig wichtig sind, denn der Fahrer
muss den Blick so nicht von der Straße abwenden. Zu diesen Anwendungen gehören unter
anderem Abbiegehinweise des Navigationssystems, Warnanzeigen oder auch Bilder einer
Nachtsichtkamera.
3.3 Benutzerschnittstelle
Die Bedienung des Infotainmentsystems erfolgt meist über einen Joystick (z.B. beim MMI
von Audi oder bei iDrive von BMW), der entweder in verschiedene Richtungen geschoben
oder als Rad benutzt und gedrückt werden kann. Diese zentrale Bedieneinheit ist sehr
wichtig, da die Anzahl an Funktionen wächst, der Fahrer aber nicht während der Fahrt
nachsehen kann, welchen der vielen Knöpfe er drücken muss. Es gibt in der Regel nur
einige wenige Tasten, die direkt zu den wichtigsten Funktionen wie Navigation oder Telefon
führen. Optional besteht auch die Möglichkeit der Spracheingabe. Für diejenigen,
die sich nicht der lernenden Spracheingabe bedienen wollen, sind Joystick und Tasten in
einer bequem zu erreichenden Position in der Mittelkonsole angeordnet, während das Display
im Blickfeld nahe an der Windschutzscheibe platziert ist. Zusätzlich befinden sich in
vielen Modellen einige weitere Tasten direkt am Lenkrad, die die am häufigsten genutzten
Funktionen wie die Lautstärke oder Senderauswahl des Radios steuern, aber auch teilweise
individuell belegbar sind.
3.4 Laufwerk
Das integrierte Laufwerk ist in den neuen Systemen in der Regel ein DVD-Laufwerk,
das auch Audio-CDs lesen kann. Kartendaten für das Navigationssystem oder Firmware-
Updates der Head-Unit werden meist ebenfalls über dieses Laufwerk eingelesen.
3.5 Festplatte
Viele der neueren Systeme verfügen außerdem über eine interne Festplatte, die zwischen
10GB und 20GB Platz für eigene Inhalte bereitstellt. Darauf sind unter anderem Karten
für das Navigationssystem hinterlegt, es lassen sich aber auch Musik, Videos, Adresslisten
etc. darauf übertragen und abspielen.

4 Infotainmentsysteme anhand des Beispiels Vision ConnectedDrive
Der topaktuelle Prototyp des BMW Roadsters Vision ConnectedDrive ist trotz schnittigem
Aussehen hauptsächlich die Verpackung für das neu entwickelte Infotainmentsystem. Mit
dem Motto ” Weniger ist mehr“ reduzierten die BMW-Designer die Oberfläche des Systems
auf ein einziges Display, das hinter dem Lenkrad platziert wurde. Es fungiert unter
anderem als Tachometer, kann aber je nach Einstellung ebenso beispielsweise Navigation
oder Multimedia anzeigen. Durch die Überlagerung mehrerer Ebenen wird der Inhalt
dreidimensional dargestellt.
4.1 Systemkomponenten
Abbildung 1: Display hinter dem Lenkrad c○BMW
Gesteuert wird das System per Spracheingabe, was die Anzahl an Schaltern im Cockpit
deutlich reduziert. Zusätzlich dazu wird ein Head-up Display verwendet, das derzeit
Teil der Forschung und Weiterentwicklung ist. Ziel ist es, auch hier alle Farben darstellen
zu können, um die Erkennbarkeit zu steigern. Dazu wird weiter an der Laserprojektion
geforscht, die bildtechnisch viele Vorteile bietet und ebenfalls dreidimensionale Bilder
erzeugen kann. Damit sollen Hinweise des Navigationssystems in Relation zum Sichtfeld
direkt dorthin projiziert werden, wo sich beispielsweise eine Abbiegemöglichkeit befindet.
Mithilfe dieser ” augmented reality“ können auch Zielgebäude hervorgehoben werden.
Einige der Karosserieteile erfüllen nicht nur den Zweck, den sie bisher innehatten. Anstatt
normaler Außenspiegel zieren zwei Antennen die Seite des Wagens, die unter anderem Daten
für die Navigation empfangen [San11]. In die Scheinwerfer und Heckleuchten wurden
Sensoren integriert, die den Fahrer beim Überblick über die Verkehrssituation unterstützen
und unter anderem die Funktion der Außenspiegel übernehmen. So kann durch Kommunikation
der Sensoren mit anderen Verkehrsteilnehmern auf dem Kombiinstrument vor
Fahrzeugen gewarnt werden, die aus einer Seitenstraße kommen und die den Insassen noch

verborgen sind. Sobald das entsprechende Fahrzeug in das Sichtfeld des Fahrers kommt,
wird es durch eine Umrandung im Head-up Display hervorgehoben. Sollte es nötig sein,
kann Vision ConnectedDrive auch mögliche gefahrlose Ausweichmanöver anzeigen oder
in Gefahrensituationen eigenständig abbremsen. Diese Darstellung in Augmented Reality
lässt den Fahrer die Situation schnell erfassen und er kann rechtzeitig reagieren.
4.2 Assistfunktion und Navigation
Abbildung 2: Antennen statt Seitenspiegeln c○BMW
Da das Auto mit Smartphones kommuniziert, kann es beispielsweise Termine auslesen,
den entsprechenden Ort in das Navigationssystem übernehmen und den Fahrer sofort dorthin
lotsen. Sollte es bei einem Geschäftsessen keine freien Parkplätze mehr am vereinbarten
Restaurant geben, kann der Fahrer sich über BMW Assist ein gleichwertiges Restaurant
in der Nähe suchen lassen. Dort wird gleich ein Tisch reserviert, die neuen Zieldaten
werden an das Navigationssystem übergeben und der Fahrer muss nur noch bestätigen.
Mithilfe der Diktierfunktion kann danach an alle Geschäftspartner eine Nachricht mit den
neuen Daten geschickt werden. Ist man angekommen, werden die letzten Meter der Navigation
bis zum Ziel auf das Smartphone übertragen und das Auto parkt nach dem Aussteigen
von selber ein. Der Multimedia Roadster zeigt in der 3D-Ansicht der Navigation nicht
nur markante Gebäude ( ” Landmarks“), sondern lässt sich auch wirklich als Stadtführer
nutzen, indem er Infos, die der Fahrer vorher als interessant gekennzeichnet hat, auf einem
der Bildschirme anzeigt. Das können unter anderem Museen, Restaurants oder bestimmte
Geschäfte sein.

Abbildung 3: Informationen zur Umgebung c○BMW
4.3 Veranschaulichung des Informationsflusses
Auffällig sind die eingebauten Lichtleiter, die den Informationsfluss sichtbar machen. Mit
den drei verschiedenen Farben verdeutlichen sie die unterschiedlichen Ebenen: Sicherheit,
Infotainment und Komfort. Die roten Lichtleiter umgeben den Fahrer direkt und
münden in den ” Cone of Vision“ in der Motorhaube, der den Fokus des Fahrers auf die
Straße symbolisiert. Mithilfe der Sensoren und Vernetzung des Fahrzeugs mit anderen
Verkehrsteilnehmern wird der Fahrer auf andere Verkehrsteilnehmer, Lebewesen oder Gegenstände
auf der Fahrbahn aufmerksam gemacht. Die Infotainment-Ebene schließt den
Sicherheits-Modus ein, auch optisch. Die blauen Lichtleiter laufen zusätzlich um den Beifahrer
herum, der über ein weiteres - für den Fahrer nicht sichtbares und damit nicht ablenkendes
- Display per Berührung der Touchfläche im Internet surfen, Webradio hören
und Informationen wie beispielsweise Navigationsziele an das Kombiinstrument des Fahrers
weitergeben kann. Der ” Emotional Browser“ filtert je nach aktivem Nutzerprofil die
Daten und präsentiert entsprechend Urlaubern Informationen zur Umgebung, während
Geschäftsleute eher auf Tankstellen oder Ähnliches hingewiesen werden. Bei Aktivierung
der Komfort-Ebene färben sich die Lichtleiter grün und umfließen das gesamte Fahrzeug.
Die Antennen, die anstelle der Außenspiegel angebracht sind, sind in diesem Modus ebenfalls
grün beleuchtet, um zu signalisieren, dass das Fahrzeug in Verbindung zu mobilen
Endgeräten und vor allem zur Datenwelt steht. Daten werden aufgenommen, aber umgekehrt
auch wieder abgegeben [Pre11].
Mit einigen designtechnischen Abstrichen von der Konzeptstudie wird Vision ConnectedDrive,
” der intelligenteste Roadster der Welt“ [TV, Video ” BMW Vision Connected-
Drive“] unter dem Namen i8 voraussichtlich im Jahr 2013 in Produktion gehen.

5 Ausblick
Abbildung 4: Lichtleiter symbolisieren gewähltes Layer c○BMW
Über die letzten Jahre ist im Bereich der Infotainmentsysteme eine sehr starke Weiterentwicklung
zu erkennen. Die Entwickler haben sich den Schwierigkeiten gestellt und einige
Probleme inzwischen gelöst. Ersichtlich wird das insbesondere an der Vernetzung des
Fahrzeugs mit der Umgebung, die viele neue Möglichkeiten eröffnet, die nicht nur für Infotainmentsysteme
von Nutzen sein werden, sondern auch für die Fahrerassistenzsysteme
(siehe Tabelle im Anhang), die den Fahrer entlasten, seine Fehler erkennen bzw. rechtzeitig
davor warnen sollen und sogar schon durch aktive Eingriffe in Brems- und Lenkvorgänge
solche Fehler korrigieren. Im Zusammenspiel der Vernetzung der Fahrzeuge untereinander
und der intelligenten Interpretation der Sensorsignale mit den Infotainmentsystemen wird
für stressfreies Fahren gesorgt.
Einer weiteren Herausforderung ist sich allerdings nicht jeder bewusst der Lebenszyklus
der Infotainment-Hardware ist wesentlich kürzer als die Nutzzeit eines Automobils. Denn
während das Fahrzeug in den meisten Fällen mehr als 10 Jahre gefahren wird, sind viele
Systeme aufgrund der sich ändernden Anforderungen an die Computerkomponenten in
weit kürzerer Zeit veraltet. Daher bedienen sich die Hersteller immer mehr modularer
Komponenten und einer entsprechenden Wechselstrategie für ältere Fahrzeuge.
Für die Zukunft werden sich immer weitere Herausforderungen zeigen, darunter wird auf
dem Weg bis hin zur vollautomatisierten Steuerung auch die Erhöhung der Datensicherheit
eine wesentliche Rolle spielen. Es bleibt abzuwarten, mit welchen weiteren Features die
Techniker ihre Kunden überraschen werden.

Abkürzungsverzeichnis
DVB-T Digital Video Broadcasting - Terrestrial
TMC Traffic Message Channel
POI Point of Interest
WLAN Wireless Local Area Network
GPS Global Positioning System
PDA Personal Digital Assistant
UMTS Universal Mobile Telecommunications System
DSRC Dedicated Short Range Communication
MOST-Bus Media Orientated System Transport Bus
CAN-Bus Controller Area Network Bus
MMI MultiMedia Interface
Abbildungsverzeichnis
1 http://www.bmwblog.com/2011/02/10/first-video-bmw-visionconnecteddrive/
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 http://www.bmwblog.com/2011/02/10/first-video-bmw-visionconnecteddrive/
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3 http://www.bmw.tv Video ” BMW Vision ConnectedDrive“ . . . . . . . . 12
4 http://www.visionconnecteddrive.de
Eintrag ” BMW Vision ConnectedDrive“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Literatur
[AG11] BMW AG. BMW Vision ConnectedDrive.
http://www.visionconnecteddrive.de, 2011. [Online; accessed 17-June-
2011].
[bA09] Radio bei ARD.de. Analog oder digital?
http://www.ard.de/radio/radio-hoeren/-/id=871872/kr3q8c/
index.html, June 2009.
[Bac09] Markus Bachleitner. ADAC-Verkehrsservice noch besser.
http://www.gpsoverip.de/fileadmin/Presseartikel/
Staumelder_04_09.pdf, January 2009. [Online; accessed 03-July-2011].
[Bil07] Computer Bild. Stauwarnung: So funktionieren TMC und TMC Pro.
http://www.computerbild.de/artikel/cb-Tests-Navigation-Preiswerte-Navis-schon-ab-
70-Euro-2074907.html, December 2007. [Online; accessed 03-July-2011].
[BMW] BMW.
http://www.bmw.com. [Online; accessed 19-June-2011].

[Dai08] Daimler. ITS World Congress 2008: Mercedes-Benz zeigt die Fahrerassistenzsysteme
der Zukunft.
http://media.daimler.com/dcmedia/0-921-658892-49-1149910-1-0-0-0-0-0-11701-
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[Del10] J. Deleker. Das BMW-Cockpit der Zukunft.
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[Gul09] D. Gulde. Drei Systeme im Vergleich.
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[Hem10a] Lisa Hemmerich. Audi: A8 wird zum Hotspot auf Rädern.
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html, May 2010. [Online; accessed 19-June-2011].
[Hem10b] Lisa Hemmerich. Rollender Konzertsaal: 62 Lautsprecher im Audi Q7.
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June 2010. [Online; accessed 20-June-2011].
[Kos11] Axel Kossel. Daten auf der Autobahn. c’t Magazin für Computer Technik, (15):68–69,
2011.
[Lex] Audi Lexikon. Vorsprung durch Technik im Detail.
http://www.audi.de/de/brand/de/tools/advice/glossary.html.
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[MT08] A. Meroth und B. Tolg. Infotainmentsysteme im Kraftfahrzeug. Vieweg Praxiswissen,
2008.
[PM10] BMW Presse-Mitteilung. ConnectedDrive: Infotainment, Navigation und Personalisierung
komfortabel und gut informiert ans Ziel.
http://www.7-forum.com/news/ConnectedDrive-Infotainment-Navigation–
3558.html#1, October 2010. [Online; accessed 16-June-2011].
[Pre11] BMW Pressetext. Die Zukunft der intelligenten Vernetzung: BMW ConnectedDrive.
http://www.wantsmail.com/web/visioncd/draft/download/BMW_
Vision_ConnectedDrive_DE.pdf, March 2011. [Online; accessed 17-June-
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[San11] Bernhard Santer. BMW Vision ConnectedDrive - Bayerischer Multimedia-Roadster.
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[TV] BMW TV. BMW Vision ConnectedDrive.
http://www.bmw.tv. [Online; accessed 18-June-2011].
[uJB05] E. Borowski und J. Brunhorn. Kommunikation zwischen Fahrzeugen.
http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/SS05/Autonome_Fahrzeuge/
Borowski_Brunhorn.pdf, April 2005. [Online; accessed 11-June-2011].
[uMT05] J. Wietzke und M. Tran. Automotive Embedded Systeme. Springer, 2005.

Anhang
BMW ConnectedDrive Übersicht
Jahr Innovation bei BMW
1972 Radar-unterstütztes Abstandswarngerät
1980 erster Einsatz von Telemetrie (Fernmessung)
1991 Park Distance Control mit Ultraschall (BMW 7er)
1994 erstes integriertes Navigationssystem (BMW 7er)
1999 erste automatische Notruffunktion mit GPS-
Positionsdateien-Übermittlung
2001 BMW Online: internetbasiertes Fahrzeugportal
2004 mehrfarbiges Head-Up Display
2004 vollintegrierte iPod-Schnittstelle
2007 standortbasierte Google-Dienste (Bilder als Orientierungshilfen)
2008 Wärmebildkamera ermöglicht BMW Night Vision
2010 Auffahrwarnung mit Anbremsfunktion
2011 BMW Connected: Funktionen wie Facebook über
iPhone im Auto nutzbar
2011 Real-Time Traffic Information
für die Zukunft als Serienfunktion geplant:
Bezeichnung Funktionalität
Ampelphasenassistent Lichtsignalanlage kommuniziert mit dem Fahrzeug
Querverkehrassistent Analyse der auf die Kreuzung zu fahrenden Verkehrsteilnehmer
und der Vorfahrtsituation
Remote Controlled Parking Das Automobil parkt von selbst ein und aus
Aktive Gefahrenbremsung Bei zu schneller Näherung eines Vorderfahrzeugs
Bremsung, auch bei höheren Geschwindigkeiten
Nothalteassistent Bei Ausfall des Fahrers übernimmt das Auto, lenkt
sicher auf den Seitenstreifen und holt Hilfe
Stau- und Kolonnenassistent Unterstützung beim Spurhalten auch in Kurven
Lateral Collision Avoidance Das Fahrzeug nebenan weicht einem Fahrradfahrer
aus, optimale Spurwahl wird angezeigt
Fahrzeugschlüssel z.B. bargeldloses Zahlen mit dem Schlüssel
Mood-based Playlist passende Musik zu jeder Stimmung
AMULETT Vorwarnung falls z.B. ein Kind auf die Straße läuft
und im Notfall Bremsung
Quelle: http://www.visionconnecteddrive.de

Übersicht Infotainment Kleinwagen, Mittelklasse- und Oberklassewagen
Folgende Auflistung zeigt ohne Anspruch auf Vollständigkeit die Grund- und Sonderausstattungen
dreier exemplarischer Fahrzeuge der verschiedenen Klassen.
Grundausstattung
BMW 1er BMW 3er BMW 7er
AUX-IN-Anschluss
Bordcomputer inkl. Außentemperaturanzeige
Check-Control
Radio Business mit
CD-Laufwerk inkl. MP3-
Decoder
Licht-An?-Warnung
Radio Business mit 5 Lautsprechern,
CD-Laufwerk
inkl. MP3-Decoder und
Heckscheibenantenne
Radio Professional, Heckscheibenantenne
Serviceintervallanzeige mit
Anzeige der Restwegstrecke
Drehzahlmesser mit Drehzahlmesser mit Ener-
Energie-Control
gie-Control und Anzeige
der Brennenergierückgewinnung
Controller auf Mittelkonsole
Info Display, Analoginstrumente
kombiniert mit
LC-Display in Blackpanel-
Technologie
HiFi-Lautsprechersystem,
12 Lautsprecher, digitaler
Verstärker mir fahrzeugspezifischem
Equalizing,
205 W Verstärkerleistung
Multifunktion für Lenkrad
Freisprecheinrichtung

Sonderausstattung
BMW 1er BMW 3er BMW 7er
BMW Assist
BMW Online
Internet
Musikschnittstelle für Smartphones
USB-Audio-Schnittstelle
Spracheingabesystem
CD-Wechsler 6-fach DVD-Wechsler 6-fach
HiFi-Lautsprechersystem HiFi-System Professional
Navigationssystem Business/Professional Navigationssystem
(mit/ohne integrierter Handyvorbereitung Professional (mit/ohne
Bluetooth) integrierter Handyvorbereitung
Bluetooth)
Multifunktion für Lenkrad
Harman Kardon Surround Sound System
Freisprecheinrichtung
Apps
DAB-Tuner
TV-Funktion
BMW Head-Up-Display
Speed Limit Info
Fond-Entertainment
Professional
(9,2”-Bildschirme)
Fond-Telefoneinheit mit
schnurlosem Bedienhörer
Quelle: BMW Konfigurator