DE102014013408A1 - Method for displaying environmental information of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen (U) eines Fahrzeugs (1), wobei optische Umgebungsinformationen (U) mittels zumindest einer Anzeigeeinheit (2) derart dargestellt werden, dass reale optische Umgebungsinformationen (U) mit virtuellen Bilddaten (B) überlagert werden. Erfindungsgemäß wird mittels zumindest einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten Erfassungseinheit (3) eine in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (1) befindliche Fahrbahnoberfläche (F) erfasst und zumindest ein Höhenverlauf (H) der Fahrbahnoberfläche (F) anhand mittels der Erfassungseinheit (3) erfasster Umgebungsinformationen (U) erkannt, wobei in Abhängigkeit des Höhenverlaufs (H) eine zukünftige Eigenbewegung des Fahrzeugs (1) prädiziert wird und in Abhängigkeit der zukünftigen Eigenbewegung die virtuellen Bilddaten (B) lagerichtig den realen optischen Umgebungsinformationen (U) überlagert dargestellt werden.The invention relates to a method for displaying environmental information (U) of a vehicle (1), wherein optical environment information (U) is displayed by at least one display unit (2) such that real optical environment information (U) is superimposed with virtual image data (B) , According to the invention, a road surface (F) located in front of the vehicle (1) is detected by means of at least one detection unit (3) arranged in or on the vehicle (1) and at least one height profile (H) of the road surface (F) is determined by means of the detection unit (3) detected ambient information (U) detected, depending on the altitude curve (H) a future intrinsic motion of the vehicle (1) is predicted and depending on the future proper movement of the virtual image data (B) in the correct position the real optical environment information (U) are shown superimposed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs, wobei optische Umgebungsinformationen mittels zumindest einer Anzeigeeinheit derart dargestellt werden, dass reale optische Umgebungsinformationen mit virtuellen Bilddaten überlagert werden.The invention relates to a method for displaying environmental information of a vehicle, wherein optical environment information is displayed by means of at least one display unit such that real optical environment information is superimposed with virtual image data.
Virtuelle Bilddaten, welche auf einer Oberfläche, wie beispielsweise einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs oder auf einem Bildschirm, dargestellt werden und mit einer computergenerierten Zusatzinformation als Einblendung oder Überlagerung ergänzt werden, werden auch als erweiterte Realität oder Augmented Reality bezeichnet.Virtual image data displayed on a surface such as a windshield of a vehicle or on a screen and supplemented with computer-generated additional information as an overlay or overlay are also referred to as augmented reality or augmented reality.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs, welche insbesondere im Rahmen von Navigationsanwendungen verwendet werden, werden optische Umgebungsinformationen des Fahrzeugs mittels einer Anzeigeeinheit dargestellt. Hierbei werden reale optische Umgebungsinformationen mit virtuellen Bilddaten überlagert.In known from the prior art method for displaying environmental information of a vehicle, which are used in particular in the context of navigation applications, optical environment information of the vehicle are displayed by means of a display unit. In this case, real optical environment information is overlaid with virtual image data.
Die Darstellung der Umgebungsinformation erfolgt beispielsweise mittels eines so genannten Head-up-Displays, welches eine Anzeigeeinheit mit einem Projektionsschirm umfasst, auf welchen mittels einer bildgebenden Einheit und gegebenenfalls mittels eines Optikmoduls Informationen projiziert werden. Der Projektionsschirm ist dabei transparent ausgebildet und im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs angeordnet. Der Projektionsschirm kann dabei integraler Bestandteil einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs sein.The presentation of the environmental information is carried out, for example, by means of a so-called head-up display, which comprises a display unit with a projection screen, on which information is projected by means of an imaging unit and optionally by means of an optical module. The projection screen is transparent and arranged in the field of view of a driver of the vehicle. The projection screen can be an integral part of a windshield of the vehicle.
Im Hinblick auf einen hohen Fahrkomfort ist es von Vorteil, dass Positionen von virtuellen Bilddaten zeitsynchron der Fahrzeugeigenbewegung angepasst dargestellt werden. Mit Sensoren, beispielsweise einem Beschleunigungssensor, ist die Erkennung von Eigenbewegungen des Fahrzeugs, beispielsweise von Nickbewegungen, Rollbewegungen oder Gierbewegungen, möglich. Hierbei ist bekannt, dass bei einer überlagerten Darstellung eines Videobildes mit virtuellen Bilddaten zur zeitsynchron korrekten Einblendung der virtuellen Bilddaten eine Verarbeitungszeit von Videodaten zur Erzeugung des Videobildes genutzt wird, um währenddessen eine Lageschätzung des Fahrzeugs durchzuführen.With regard to a high level of ride comfort, it is advantageous for positions of virtual image data to be displayed in a time-synchronized manner to the vehicle's own motion. With sensors, for example an acceleration sensor, it is possible to detect intrinsic movements of the vehicle, for example pitching movements, rolling movements or yawing movements. It is known that in the case of a superimposed display of a video image with virtual image data for the time-synchronously correct insertion of the virtual image data, a processing time of video data for generating the video image is used in order to carry out a position estimation of the vehicle.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for displaying environmental information of a vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei dem Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs werden optische Umgebungsinformationen mittels zumindest einer Anzeigeeinheit derart dargestellt, dass reale optische Umgebungsinformationen mit virtuellen Bilddaten überlagert werden. Erfindungsgemäß wird mittels zumindest einer am oder im Fahrzeug angeordneten Erfassungseinheit eine in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindliche Fahrbahnoberfläche erfasst und zumindest ein Höhenverlauf der Fahrbahnoberfläche anhand mittels der Erfassungseinheit erfasster Umgebungsinformationen erkannt. In Abhängigkeit des Höhenverlaufs wird eine zukünftige Eigenbewegung des Fahrzeugs prädiziert und in Abhängigkeit der zukünftigen Eigenbewegung werden die virtuellen Bilddaten lagerichtig den realen optischen Umgebungsinformationen überlagert dargestellt.In the method for displaying environmental information of a vehicle, optical environment information is displayed by means of at least one display unit in such a way that real ambient optical information is superposed with virtual image data. According to the invention, a road surface located in front of the vehicle in the direction of travel is detected by means of at least one detection unit arranged on or in the vehicle and at least one height profile of the road surface is detected on the basis of the environmental information detected by the detection unit. Depending on the course of the altitude, a future proper movement of the vehicle is predicted, and depending on the future proper motion, the virtual image data are displayed in the correct position superimposed on the real optical environment information.
Eigenbewegungen des Fahrzeugs, wie beispielsweise Nickbewegungen, Wankbewegungen und Gierbewegungen, welche sich aufgrund von Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche ergeben, können dazu führen, dass die projizierten virtuellen Bilddaten auf der Anzeigeeinheit verschoben und somit nicht lagerichtig dargestellt werden.Own movements of the vehicle, such as pitching movements, rolling movements and yawing movements, which result from unevenness of the road surface, can lead to the projected virtual image data being displaced on the display unit and thus not displayed in the correct position.
Im Gegensatz zu einer überlagerten Darstellung von Videobildern steht bei einer überlagerten Darstellung von realen optischen Umgebungsinformationen, insbesondere mittels eines so genannten Head-up-Displays, keine Verarbeitungszeit zur Ermittlung der Eigenbewegung des Fahrzeugs zur Verfügung.In contrast to a superimposed display of video images, there is no processing time for determining the intrinsic motion of the vehicle in the case of a superimposed display of real optical surroundings information, in particular by means of a so-called head-up display.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dagegen aufgrund der durchgeführten Prädiktion in vorteilhafter Weise möglich, virtuelle Bilddaten in Echtzeit angepasst an Eigenbewegungen des Fahrzeugs mittels der Anzeigeeinheit lagerichtig den realen optischen Umgebungsinformationen darzustellen.By means of the method according to the invention, on the other hand, due to the prediction carried out, it is advantageously possible to adapt virtual image data in real time to proper motions the vehicle by means of the display unit in the correct position to represent the real optical environment information.
Um die Darstellung der virtuellen Bilddaten, beispielsweise ein Richtungspfeil einer Navigationsanwendung, lagerichtig den realen optischen Umgebungsinformationen überlagert darzustellen, werden die erfassten Umgebungsinformationen beispielsweise mittels einer Auswerteeinheit in ein physikalisches Modell des Fahrwerks überführt. Somit kann besonders einfach und exakt eine Prädiktion der zukünftigen Eigenbewegungen des Fahrzeugs erstellt werden. Aus der Durchführung der Prädiktion resultiert eine ausreichende Vorlaufzeit für eine weitere Verarbeitungskette, beispielsweise einer Fusion und Übermittlung von Sensorwerten, und die an die Eigenbewegungen des Fahrzeugs angepasste Darstellung der virtuellen Bilddaten wird ermöglicht. Somit wird beispielsweise der Richtungspfeil bei Nickbewegungen des Fahrzeugs, bei welchen die realen optischen Umgebungsinformationen im Sichtfeld des Betrachters nach unten verschoben werden, in einer verringerten Höhe dargestellt als vor der Eigenbewegung des Fahrzeugs. Somit ist die Darstellung an die verschobene Darstellung der realen optischen Umgebungsinformationen im Sichtfeld des Betrachters angepasst.In order to display the representation of the virtual image data, for example a directional arrow of a navigation application, superimposed in the correct position on the real optical environment information, the detected environmental information is transferred, for example, by means of an evaluation unit into a physical model of the chassis. Thus, a prediction of the future intrinsic movements of the vehicle can be created particularly easily and accurately. The execution of the prediction results in a sufficient lead time for a further processing chain, for example a fusion and transmission of sensor values, and the representation of the virtual image data adapted to the proper movements of the vehicle is made possible. Thus, for example, the directional arrow during pitching movements of the vehicle, in which the real optical environment information is shifted downward in the field of view of the observer, is displayed at a reduced height than before the proper movement of the vehicle. Thus, the representation is adapted to the shifted representation of the real optical environment information in the field of view of the viewer.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Das Fahrzeug
Um eine realistische Darstellung der virtuellen Bilddaten B zu ermöglichen, müssen Eigenbewegungen des Fahrzeugs
Zur Prädiktion dieser Eigenbewegungen umfasst das Fahrzeug
Beispielsweise werden als virtuelle Bilddaten B Richtungspfeile B1 einer Navigationsanwendung den realen Umgebungsinformationen U überlagert dargestellt. Beim Überfahren von Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche F kann es bei Nichtanwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund der Eigenbewegungen des Fahrzeugs
In einem möglichen Ausführungsbeispiel führt das Fahrzeug
Hierbei werden die virtuellen Bilddaten B insbesondere wenigstens in eine Hochrichtung und/oder in eine Querrichtung auf der Anzeigeeinheit
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Darstellung der virtuellen Bilddaten B in Echtzeit erfolgt, um Positionen von virtuellen Bilddaten B zeitsynchron der Eigenbewegungen des Fahrzeugs
Um weiterhin eine Korrektur der Vorhersagegenauigkeit im Nachhinein zu ermöglichen, werden in einer möglichen Ausgestaltung mittels einer Regelschleife die prädizierten Eigenbewegungen des Fahrzeugs
Auch ist es möglich den Vergleich mittels eines adaptiven maschinellen Lernalgorithmus durchzuführen, wobei die Vorhersagegenauigkeit ohne menschliche Einwirkungen optimiert wird.It is also possible to perform the comparison by means of an adaptive machine learning algorithm, wherein the prediction accuracy is optimized without human intervention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Anzeigeeinheitdisplay unit
- 33
- Erfassungseinheitacquisition unit
- 44
- Auswerteeinheitevaluation
- BB
- Bilddatenimage data
- B1B1
- Richtungspfeilarrow
- B2B2
- Richtungspfeilarrow
- FF
- Fahrbahnoberflächeroad surface
- HH
- Höhenverlaufheight profile
- UU
- UmgebungsinformationArea information
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |