DE102015222844A1 - Method and control device for operating a field of view display device for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1500) zum Betreiben eines Sichtfeldanzeigegeräts (110) für ein Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (1500) einen Schritt (1502) des Einlesens einer, eine Augenposition (118) eines Betrachters (106) des Sichtfeldanzeigegeräts (110) repräsentierenden Augenpositionsinformation (120), und eines auf einem Bildgeber (108) des Sichtfeldanzeigegeräts (110) darzustellenden Bilds (104), einen Schritt (1504) des Ermittelns eines momentan für den Betrachter (106) sichtbaren Bereichs (210) des Bildgebers (108) unter Verwendung der Augenposition (118) und einen Schritt (1506) des Ausgebens eines Signals (134) aufweist, wenn ein in dem Bild (104) abgebildetes oder abzubildendes Symbol (600) zumindest teilweise außerhalb des sichtbaren Bereichs (210) darzustellen ist.The invention relates to a method (1500) for operating a field of view display device (110) for a vehicle (100), the method (1500) comprising a step (1502) of reading in an eye position (118) of a viewer (106) of the field of view display device (150). 110), and an image (104) to be displayed on an imager (108) of the field of view display device (110), a step (1504) of determining an area (210) of the imager (210) currently visible to the viewer (106). 108) using the eye position (118) and a step (1506) of outputting a signal (134) when a symbol (600) to be imaged or imaged in the image (104) is at least partially displayed outside of the visible region (210) ,
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims. The subject of the present invention is also a computer program.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Betreiben eines Sichtfeldanzeigegeräts für ein Fahrzeug, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, ein Sichtfeldanzeigesystem sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, a method for operating a field of view display device for a vehicle, furthermore a control device which uses this method, a field of view display system and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.
Bei einem Sichtfeldanzeigesystem kann ein Bildgeber so groß ausgeführt werden, dass der komplette Bildgeber nur aus einem eingeschränkten, zentralen Betrachtungsbereich zur Gänze erfassbar ist. Außerhalb dieses zentralen Betrachtungsbereichs ist der Bildgeber nur teilweise erfassbar. Dabei bleibt jedoch ein Zentralbereich des Bildgebers über einen großen Betrachtungsbereich sichtbar. Wenn auf dem Bildgeber insbesondere kontaktanaloge Informationen dargestellt werden, die für einen Betrachter aufgrund seiner Betrachtungsposition unsichtbar oder verdeckt sind, kann ein Signal bzw. ein Symbol bereitgestellt werden, das den Betrachter dazu auffordert, seine Betrachtungsposition anzupassen. In a field of view display system, an imager can be made so large that the complete imager can only be detected entirely from a restricted central viewing area. Outside this central viewing area, the imager is only partially detectable. However, a central area of the imager remains visible over a wide viewing area. In particular, when contact-analog information is displayed on the imager that is invisible or obscured to a viewer due to its viewing position, a signal or symbol may be provided that prompts the viewer to adjust their viewing position.
Durch den über den großen Betrachtungsbereich sichtbaren Zentralbereich können in dem Zentralbereich wichtige Informationen dargestellt werden, die aus vielen möglichen Betrachtungspositionen erfassbar sind.By means of the central area visible over the large viewing area, important information can be displayed in the central area, which can be detected from many possible viewing positions.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Sichtfeldanzeigegeräts für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen einer, eine Augenposition eines Betrachters des Sichtfeldanzeigegeräts repräsentierenden Augenpositionsinformation, und Einlesen eines auf einem Bildgeber des Sichtfeldanzeigegeräts darzustellenden Bilds;
Ermitteln eines momentan für den Betrachter sichtbaren Bereichs des Bildgebers unter Verwendung der Augenposition; und
Ausgeben eines Signals, wenn ein in dem Bild abgebildetes oder abzubildendes Symbol zumindest teilweise außerhalb des sichtbaren Bereichs darzustellen ist.A method for operating a field of view display device for a vehicle is presented, the method comprising the following steps:
Reading an eye position information representing an eye position of a viewer of the visual field display device, and reading an image to be displayed on an imager of the visual field display device;
Determining an area of the imager currently visible to the viewer using the eye position; and
Outputting a signal if a symbol displayed or to be imaged in the image is to be at least partially displayed outside the visible region.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
Unter einem Sichtfeldanzeigegerät kann ein Head up Display für ein Straßenfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen verstanden werden. Eine Augenposition kann eine aktuell erfasste Position zumindest eines Auges des Betrachters sein. Eine zweite Augenposition kann ebenfalls erfasst werden. Die zweite Augenposition kann unter Verwendung bekannter oder geschätzter Merkmale des Betrachters bestimmt werden. Das Bild kann als Bildinformation eingelesen werden. Das Bild kann Symbole umfassen, die einem bestimmten Bereich des Bildgebers zugeordnet sind. Mit anderen Worten kann einem Symbol ein Koordinatenwert zugewiesen sein, der einen Darstellungsort auf dem Bildgeber anzeigt. Wenn der Darstellungsort außerhalb des sichtbaren Bereichs angeordnet ist, wird das Signal ausgegeben. A field of view display device can be understood as a head up display for a road vehicle, in particular for a passenger car. An eye position may be a currently detected position of at least one eye of the observer. A second eye position can also be detected. The second eye position may be determined using known or estimated features of the viewer. The image can be read in as image information. The image may include symbols associated with a particular area of the imager. In other words, a symbol may be assigned a coordinate value indicating a presentation location on the imager. If the presentation location is out of the visible range, the signal is output.
Das Signal kann unter Verwendung einer separaten Signalisierungseinrichtung für den Benutzer bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine Signalleuchte oder ein Symbol aktiviert werden, wenn der Benutzer das Bild unvollständig erfassen kann. The signal may be provided to the user using a separate signaling device. For example, a signal light or a symbol may be activated if the user can incompletely capture the image.
Das Signal kann als optischer Marker innerhalb des sichtbaren Bereichs des Bildgebers ausgegeben werden. Ein Marker kann eine Grafik oder ein Symbol sein. Der Marker kann dem Bild überlagert werden. Durch die Integration in das Bild kann der Marker schnell und einfach erfasst werden.The signal can be output as an optical marker within the visible range of the imager. A marker can be a graphic or a symbol. The marker can be superimposed on the image. By integration into the image, the marker can be detected quickly and easily.
Der Marker kann eine Pfeilform aufweisen. Durch die Pfeilform kann der Marker eine Richtungsinformation übermitteln. Eine Pfeilform kann intuitiv von dem Betrachter erfasst werden.The marker may have an arrow shape. By the arrow shape, the marker can transmit a direction information. An arrow shape can be intuitively captured by the viewer.
Der Marker kann kontaktanalog zu dem Symbol ausgegeben werden. Durch eine kontaktanaloge Ausgabe kann der Darstellungsort des verdeckten Symbols einen Darstellungsort des Markers beeinflussen. Der Marker kann beispielsweise eine direkte Verbindung zu dem Symbol signalisieren.The marker can be output contact analogous to the symbol. Through a contact analog output, the presentation of the hidden icon can affect a presentation of the marker. For example, the marker may signal a direct connection to the symbol.
Das Signal kann einen Richtungshinweis umfassen. Der Richtungshinweis kann eine Richtung von dem sichtbaren Bereich zu einem Darstellungsort des Symbols außerhalb des sichtbaren Bereichs abbilden. Der Richtungshinweis kann beispielsweise pfeilförmig sein. Durch einen Richtungshinweis kann die Richtung zu dem verdeckten Symbol einfach und schnell erfasst werden.The signal may include a directional indication. The direction indicator may map a direction from the visible area to a display location of the icon outside the visible area. The direction indicator may be, for example, arrow-shaped. By a directional note can the direction to the hidden symbol can be detected easily and quickly.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also creates a control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the control unit can have at least one arithmetic unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or or at least a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol. The arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EPROM or a magnetic memory unit. The communication interface can be designed to read or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface that can read or output line-bound data, for example, electrically or optically read this data from a corresponding data transmission line or output to a corresponding data transmission line.
Unter einem Steuergerät kann somit vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.A control device can thus be understood here to mean an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung eines Bildausgabegerätes wie des Sichtfeldanzeigesystems, des Sichtfeldanzeigegeräts und/oder der Augenpositionserfassungseinrichtung. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensor- oder Datensignale wie die Augenpositionsinformation und das darzustellende Bild zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren oder Ausgabeeinheiten wie das Sichtfeldanzeigegerät.In an advantageous embodiment, the controller performs control of an image output device such as the field of view display system, the field of view display device and / or the eye position detection device. For this purpose, the control unit can access, for example, sensor or data signals such as the eye position information and the image to be displayed. Control is via actuators or output units such as the field of view display device.
Weiterhin wird ein Sichtfeldanzeigesystem für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Sichtfeldanzeigesystem die folgenden Merkmale aufweist:
ein Sichtfeldanzeigegerät mit einem Bildgeber zum Darstellen eines Bilds für einen Betrachter;
eine Augenpositionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Augenposition des Betrachters; und
ein Steuergerät gemäß dem hier vorgestellten Ansatz.Furthermore, a visual field display system for a vehicle is presented, wherein the visual field display system has the following features:
a field of view display device with an imager for displaying an image to a viewer;
eye position detecting means for detecting an eye position of the observer; and
a controller according to the approach presented here.
Die Augenpositionserfassungseinrichtung kann zumindest eine Kamera umfassen, die auf den Kopf des Betrachters ausgerichtet ist. Insbesondere kann die Augenpositionserfassungseinrichtung ein Stereokamerasystem zum räumlichen Erfassen der Augenposition umfassen.The eye position detection device may comprise at least one camera which is aligned with the head of the observer. In particular, the eye position detection device may comprise a stereo camera system for spatially detecting the eye position.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
Das Sichtfeldanzeigesystem
Das Steuergerät
Auf dem Bildgeber
Das Steuergerät
Abhängig von der jeweiligen Augenposition ist ein Ausschnitt
Um bei gegebenem Bauraum ein möglichst großes Sichtfeld darstellen zu können, kann der Bildgeber
Mit anderen Worten ist in
Es ist schematisch vereinfacht eine Sichtfeldanzeige
Die Skizze kann als Combiner-Sichtfeldanzeige
In beiden Fällen erfolgt der Beschnitt des sichtbaren Bilds nicht durch die aktive Anzeigefläche (active area) des Bildgebers
Dies hat den Vorteil, dass bei gegebener Größe des Hauptspiegels, der durch Bauraum-Gegebenheiten im Fahrzeug begrenzt ist, insgesamt ein größeres Bild dargestellt werden kann.This has the advantage that for a given size of the main mirror, which is limited by space conditions in the vehicle, a larger overall picture can be displayed.
Die Kopf- bzw. Augenposition des Fahrers
Aus der bekannten Geometrie des Fahrzeugs, den Spiegeln
Soll nun wie in den
Diese verbesserte Darstellung kann abhängig von der im Regelfall sich ändernden Position des Symboles und der sich ändernden Kopfposition kontinuierlich aktualisiert und gegebenenfalls geändert werden.This improved representation can be continuously updated and possibly changed depending on the usually changing position of the symbol and the changing head position.
Wenn das Auge den kontaktanalogen Betrachtungsbereich
Solange das Auge innerhalb des Zentralbetrachtungsbereichs
Der Anzeigebereich
Diese beiden Bereiche können auch in unterschiedlichem virtuellem Bildabstand dargestellt werden. Der kontaktanaloge Bereich
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein solches Sichtfeldanzeigegerät so ausgeführt, dass die unvermeidlichen Einschränkungen bezüglich der Wahrnehmung durch den Fahrer durch den Beschnitt des virtuellen Bildes abhängig von der Kopfposition weitgehend minimiert werden.In the approach presented here, such a field of view display device is designed so that the unavoidable restrictions on the perception by the driver are largely minimized by trimming the virtual image depending on the head position.
Dabei wird die Dockzeile
Mit anderen Worten wird ein Extended FoV AR-HuD vorgestellt. Dabei weist die Eyebox
Das Zentralsichtfeld
Die Straße
Mit anderen Worten sind die Position und die Art der Grafik
In den
In
In
Technisch erfolg die Umsetzung so, dass eine Straßenkarte inklusive Abbiegespuren, eine Soll-Route des Navigationssystems, eine Eigenposition aus GPS und Navigation, gegebenenfalls unterstützende Kameradaten zum Spurverlauf, gegebenenfalls Daten von Odometer, Beschleunigungsinformationen und Drehrateninformationen sowie eine Head-Tracking-Information von einer Innenraumkamera zusammengeführt werden.Technically, the implementation succeeds such that a road map including turning lanes, a target route of the navigation system, an own position of GPS and navigation, possibly supporting camera data for the lane course, optionally data from odometer, acceleration information and rotation rate information and a head tracking information from an interior camera be merged.
Daraus wird rechnerisch ein Modell der Umgebung ermittelt, das die Basis für ein kontaktanaloges Sichtfeldanzeigen-Bild
Die
In
In
Analog kann für die kontaktanaloge Anzeige eines vorausfahrenden Fahrzeuges
Hinweise auf Gefahrenpunkte oder Punkte von Interesse können, wenn sie innerhalb des Sicht-Sichtfelds liegen, umrahmt werden, und durch einen Pfeil
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann der Fahrer lernen, dass er durch geeignete Verlagerung des Kopfes das Sichtfeld
In den
In einem Ausführungsbeispiel der hier vorgestellten kontaktanalogen Sichtfeldanzeige wird ein Sichtfeld von ca. 7 × 3° erzielt. Unter Nutzung der gesamten Displayfläche von 70 × 35 mm2 ergeben sich bis zu 10 × 5°. Das entspricht einer Erweiterung des horizontalen Sichtfelds und des vertikalen Sichtfelds um ca. 40%, wobei der Bereich der Dockzeile und darunter für kontaktanaloge Darstellungen mit genutzt wird. Die Kernvorteile der Sichtfeldanzeige bleiben erhalten. Eine Wahrnehmung der Umgebung und eine Ablesbarkeit bei Sonne sind weiterhin gewährleistet. Es ist keine Lesebrille erforderlich.In one exemplary embodiment of the contact-analogous visual field display presented here, a field of view of approximately 7 × 3 ° is achieved. Using the entire display area of 70 × 35 mm 2 results in up to 10 × 5 °. This corresponds to an extension of the horizontal field of view and the vertical field of view by approx. 40%, whereby the area of the dock line and below is used for contact-analogous representations. The core advantages of the field of view display are retained. A perception of the environment and a readability in the sun are still guaranteed. There is no reading glasses required.
In den
Head-up Displays (HuDs) beziehungsweise Sichtfeldanzeigegeräte können in verschiedenen Ausprägungen eingesetzt werden.Head-up displays (HuDs) or field of view displays can be used in various forms.
Sichtfeldanzeigen mit großem Sichtfeld (engl.: field of view, FOV) sind vorteilhaft. Dabei können im primären Sichtfeld des Fahrers durch die Technologie der sogenannten Kontaktanalogie beziehungsweise überlagerten Realität (engl.: "augmented reality", AR) zusätzliche Informationen in der realen Fahrszene über die Windschutzscheibe (WSS) eingeblendet werden.Field of view (FOV) field of view displays are beneficial. In the primary field of vision of the driver, additional information in the real driving scene can be superimposed on the windshield (WSS) by the technology of so-called contact analogy or superimposed reality ("augmented reality", AR).
In den
Die Aktivierung des "erweiterten Sichtfelds" kann über die jeweilige Funktion in Verbindung mit dem Fahrmodus erfolgen. Beispielsweise könnte bei langsamer Staufahrt und Internet-Aktivität eine automatische Aktivierung erfolgen. Optional kann die Erweiterung des Sichtfelds schrittweise oder stufenlos als Zoom-Funktion implementiert werden. So können Fahrer, die aufgrund ihrer Körpergröße nicht optimal im Zentrum der Eyebox sitzen, zumindest eine anteilige Vergrößerung des Sichtfelds erzielen. Bei optimaler Fahrergröße ist eine permanente Nutzung des gesamten Displays möglich. Dies kann den Kontrast verbessern, da keine ungenutzten Bildbereiche auf dem Display vorhanden sind. Weiterhin können die ergonomischen Eigenschaften verbessert werden, da ein größeres Bild ein besser ablesbares Bild ist.Activation of the "extended field of view" can be effected via the respective function in conjunction with the driving mode. For example, with slow traffic jam and Internet activity, automatic activation could occur. Optionally, the extension of the field of view can be implemented stepwise or continuously as a zoom function. Thus, drivers who are not optimally seated in the center of the eyebox due to their height can achieve at least a proportionate increase in the field of view. With optimal driver size, a permanent use of the entire display is possible. This can improve the contrast, as there are no unused image areas on the display. Furthermore, the ergonomic properties can be improved because a larger image is a better readable image.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 6789901 B1 [0002] US 6789901 B1 [0002]
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