DE102019003269A1 - Driver assistance system with dynamic head-up display (HUD) with variable "projection depth" - Google Patents
Driver assistance system with dynamic head-up display (HUD) with variable "projection depth" Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Fahrerassistenzsystem (1), insbesondere eine Head-up-Display-Einheit (10) aufweisend, welches sich dadurch auszeichnet, dass im Falle einer möglichen Kollision und/oder einer möglichen Gefahr, automatisch eine räumliche Projektion eines Gefahrenhinweis (11) angezeigt wird, wobei bei der räumlichen Projektion die Projektionstiefe (at) variabel und/oder adaptiv dargestellt wird.The invention relates to a method for a driver assistance system (1), in particular having a head-up display unit (10), which is characterized in that, in the event of a possible collision and / or a possible danger, a spatial projection of a hazard warning is automatically generated (11) is displayed, with the spatial projection the projection depth (at) being displayed variably and / or adaptively.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit dynamischen Head-up-Display (HUD) mit variabler „Projektionstiefe“, einen Konkavspiegel für eine Head-up-Display-Einheit eines Fahrerassistenzsystem, sowie ein Verfahren für ein derartiges Fahrerassistenzsystem.The invention relates to a driver assistance system with a dynamic head-up display (HUD) with variable “projection depth”, a concave mirror for a head-up display unit of a driver assistance system, and a method for such a driver assistance system.
Allgemein:General:
Head-up-Displays sind in immer mehr Fahrzeugen vorzufinden und stellen für den Fahrzeugnutzer eine nutzvolle Assistenzfunktion dar, wie z. B. die Darstellung des in Fahrtrichtung voranliegenden Fahrkorridors mit der Einblendung
- a) von etwaigen Hindernissen (aufgenommen mit einer Kamera oder Nachtsichtkamera), und/oder
- b) von Warnmeldungen / Warnhinweisen / Informationen.
- a) of any obstacles (recorded with a camera or night vision camera), and / or
- b) of warning messages / warnings / information.
Stand der Technik:State of the art:
Aufgrund des wachsenden Verkehrsaufkommens auf den Straßen gewinnen Fahrerassistenzsysteme beziehungsweise Fahrerassistenzfunktionen für Fahrzeuge zunehmend an Bedeutung. Solche Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer während der Fahrt auf vielfältige Art und Weise. Beispiele hierfür sind Einparkhilfen, Spurhalteassistenten oder Scheibenwischerautomatiken. Vielfach werden in Fahrzeugen heutzutage Head-up-Displays verwendet, die für den Fahrzeugnutzer eine nützliche Assistenzfunktion darstellen können. Beispielsweise kann durch Head-up-Displays ein in Fahrtrichtung vorausliegender Fahrkorridor des Fahrzeugs eingeblendet werden und damit auch etwaige Hindernisse, welchen sich das Fahrzeug während der Fahrt nähert. Zur Informationsbereitstellung für solche Fahrerassistenzsysteme dienen beispielsweise Kameras beziehungsweise Nachtsichtkameras, die am Fahrzeug angebracht sind. Ferner kann durch solche Fahrerassistenzsysteme der Fahrzeugnutzer in seinen Handlungen unterstützt werden, was unter anderem das Stressrisiko während der Fahrt vermindert.Due to the growing volume of traffic on the roads, driver assistance systems and driver assistance functions for vehicles are becoming increasingly important. Such driver assistance systems support the driver in a variety of ways while driving. Examples of this are parking aids, lane keeping assistants or automatic wiper systems. Head-up displays are often used in vehicles today, which can represent a useful assistance function for the vehicle user. For example, head-up displays can be used to show a driving corridor of the vehicle lying in the direction of travel and thus any obstacles which the vehicle is approaching while driving. Cameras or night vision cameras, for example, which are attached to the vehicle, are used to provide information for such driver assistance systems. Such driver assistance systems can also assist the vehicle user in his actions, which among other things reduces the risk of stress while driving.
Aus der Schrift
Aus der Schrift
Ein Nachteil bei den genannten Systemen gemäß dem Stand der Technik ist darin zu sehen, dass die Projektion ca. 1 bis 3 Meter vor der Motorhaube erfolgt, und dieser Abstand durch konstruktive Vorgaben festgelegt wird / ist, und im laufenden / aktivem Betriebsmodus nicht veränderbar ist, und sich somit auch keine dynamischen abstandsveränderlichen Projektionen (variable „Projektionstiefen“) realisieren lassen.A disadvantage of the above-mentioned systems according to the prior art is that the projection takes place approx. 1 to 3 meters in front of the hood, and this distance is / is determined by design specifications and cannot be changed in the running / active operating mode , and thus no dynamic distance-variable projections (variable "projection depths") can be realized.
Aus der Schrift
Aus der Schrift
Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:
Die Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, ein Fahrerassistenzsystem mit dynamischen Head-up-Display (HUD) weiter zu optimieren (z.B. konstruktiv zu vereinfachen), bzw. mit einem Verfahren für ein Head-up-Display derart zu ergänzen, damit mittels diesem eine dynamische abstandsveränderliche Projektion < ermöglicht wird, um beispielsweise - während des aktiven Betriebs
- - der darzustellenden Information eine Dynamik - zur besseren Wahrnehmbarkeit - zu verleihen.
- - to give the information to be displayed a dynamic - for better visibility.
Lösung der Aufgabe:Solution of the task:
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrerassistenzsystem mit dynamischen Head-up-Display (HUD), einen Konkavspiegel für eine Head-up-Display-Einheit eines Fahrerassistenzsystem, sowie ein Verfahren für ein derartiges Fahrerassistenzsystem gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 6 und 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei auch nicht näher beschriebene Kombinationen, bzw. sich ergebende logische / für den Fachmann naheliegende Weiterentwicklung mit einbegriffen sind.The object is achieved by a driver assistance system with a dynamic head-up display (HUD), a concave mirror for a head-up display unit of a driver assistance system, and a method for such a driver assistance system according to
Mit anderen Worten:
- Gelöst wird die Aufgabe in der Art, dass die bilderzeugende Einheit (mit zugehörigen Spiegeln) technisch derart realisiert / ausgestattet wird, dass mittels dieser das darzustellende / projektierende virtuelle Bild mit unterschiedlichen Entfernungen („Projektionstiefen“) dargestellt werden kann (der Abstand variabel verändert werden kann), indem
- a) der Abstand zwischen bilderzeugender Einheit gegenüber dem Faltspiegel relativ veränderbar ist, und/oder
- b) die Wölbung des Konkavspiegels veränderbar realisiert wird.
- The task is solved in such a way that the imaging unit (with associated mirrors) is technically implemented / equipped in such a way that the virtual image to be displayed / projected can be displayed at different distances ("projection depths") (the distance can be varied variably) can) by
- a) the distance between the imaging unit relative to the folding mirror is relatively changeable, and / or
- b) the curvature of the concave mirror is realized in a changeable manner.
Abweichend zur Lösung der gattungsgemäßen Schrift
Selbstverständlich können zur Erlangung einer Projektion mit variablen Abstand (variabler „Projektionstiefe“) die später (nachfolgend) gezeigten Lösungsbeispiele in sinngemäßer Art auch derart im Systemaufbau abgeändert werden um ein gleichwirkendes Ergebnis zu erlangen, indem die gezeigten Lösungen im „Systemkonzept“ / „Systemaufbau“ an anderer Stelle zur Anwendung gebracht werden, um ein analoges Ergebnis (eine Projektion mit variablen Abstand) zu erlangen.Of course, in order to obtain a projection with a variable distance (variable "projection depth"), the solution examples shown later (below) can also be modified in a similar manner in the system structure in order to achieve an equally effective result by using the solutions shown in the "system concept" / "system structure" can be used elsewhere to obtain an analog result (a projection with variable spacing).
Erfindungsgemäß ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Fahrerassistenzsystem mindestens folgende Komponenten aufweist:
- - eine Umfeldsensoreinheit;
- - eine Navigationseinheit / e-Horizonteinheit;
- - eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit;
- - eine Recheneinheit;
- - eine Head-up-Display-Einheit;
- ◯ eine Bewegungsinformation eines Objekts in einer Umgebung des Fahrzeugs, und/oder
- ◯ eine Fahrbahnverlaufsinformationen der in Fahrtrichtung liegenden Fahrtrajektorie und/oder Behinderungen im Verlauf der Fahrtrajektorie,
wobei die Navigationseinheit und/oder e-Horizonteinheit dazu ausgeführt ist,
- ◯ Fahrbahnverlaufsinformationen der in Fahrtrichtung liegenden Fahrtrajektorie, und/oder
- ◯ Behinderungen im Verlauf der Fahrtrajektorie (z.B. Kurven, Hindernisse, Unfälle, ...) bereitzustellen;
- ◯ basierend auf der Bewegungsinformation des Objekts und einer Bewegung des Fahrzeugs eine mögliche Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt vorherzusagen, und/oder
- ◯ basierend auf den Fahrbahnverlaufsinformationen und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, und/oder der Behinderungen im Verlauf der Fahrtrajektorie, eine mögliche Gefahr zu analysieren;
die Head-up-Display-Einheit dazu ausgeführt ist, im Falle einer möglichen Kollision und/oder einer möglichen Gefahr automatisch eine räumliche Projektion eines Gefahrenhinweis anzuzeigen, wobei bei der räumlichen Projektion die Projektionstiefe variabel und/oder adaptierbar ist.According to the invention, a driver assistance system is provided for a vehicle, the driver assistance system having at least the following components:
- - an environment sensor unit;
- - a navigation unit / e-horizon unit;
- - a vehicle speed detection unit;
- - a computing unit;
- - a head-up display unit;
- Bewegungs movement information of an object in an environment of the vehicle, and / or
- ◯ lane course information of the travel trajectory lying in the direction of travel and / or disabilities in the course of the travel trajectory,
wherein the navigation unit and / or e-horizon unit is designed to
- ◯ lane course information of the travel trajectory lying in the direction of travel, and / or
- Bereitzustellen to provide disabilities in the course of the driving trajectory (eg curves, obstacles, accidents, ...);
- ◯ predict a possible collision of the vehicle with the object based on the movement information of the object and a movement of the vehicle, and / or
- ◯ to analyze a possible danger based on the lane course information and the current vehicle speed and / or the obstacles in the course of the driving trajectory;
the head-up display unit is designed to automatically display a spatial projection of a hazard warning in the event of a possible collision and / or a possible danger, the projection depth being variable and / or adaptable in the case of the spatial projection.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass bei der Head-up-Display-Einheit der Abstand zwischen bilderzeugender Einheit gegenüber dem Faltspiegel veränderbar und/oder adaptierbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the driver assistance system is characterized in that in the head-up display unit the distance between the imaging unit and the folding mirror can be changed and / or adapted.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass zur Veränderung des Abstandes zwischen bilderzeugender Einheit gegenüber dem Faltspiegel, ein Schrittmotor mit translatorischem Getriebe vorgesehen ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the driver assistance system is characterized in that a stepping motor with a translational gear is provided in order to change the distance between the imaging unit and the folding mirror.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass bei der Head-up-Display-Einheit die Wölbung des Konkavspiegels veränderbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the driver assistance system is characterized in that the curvature of the concave mirror can be changed in the head-up display unit.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass zur Veränderung der Wölbung des Konkavspiegels ein oder mehrere Silizium-Mikrospiegel, und/oder ein Silizium-Mikrospiegel-Array vorgesehen ist.In an advantageous embodiment of the invention, the driver assistance system is characterized in that one or more silicon micromirrors and / or a silicon micromirror array is provided for changing the curvature of the concave mirror.
Ferner umfasst die Erfindung einen Konkavspiegel für eine Head-up-Display-Einheit eines oben beschriebenen Fahrerassistenzsystem,
wobei sie der Konkavspiegel dadurch auszeichnet, dass die Wölbung des Konkavspiegels veränderbar ist, wobei zur Veränderung der Wölbung des Konkavspiegels ein oder mehrere Silizium-Mikrospiegel, und/oder ein Silizium-Mikrospiegel-Array vorgesehen ist.The invention further comprises a concave mirror for a head-up display unit of a driver assistance system described above,
wherein the concave mirror is characterized in that the curvature of the concave mirror can be changed, one or more silicon micromirrors and / or a silicon micromirror array being provided for changing the curvature of the concave mirror.
Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren für ein oben beschriebenes Fahrerassistenzsystem,
welches sich dadurch auszeichnet, dass
im Falle einer möglichen Kollision und/oder einer möglichen Gefahr, automatisch eine räumliche Projektion eines Gefahrenhinweis angezeigt wird, wobei bei der räumlichen Projektion die Projektionstiefe variabel und/oder adaptiv dargestellt wird.The invention further comprises a method for a driver assistance system described above,
which is characterized by the fact that
in the event of a possible collision and / or a possible danger, a spatial projection of a hazard warning is automatically displayed, the projection depth being displayed variably and / or adaptively in the case of the spatial projection.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren für das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass die Projektionstiefe der räumlichen Projektion des Gefahrenhinweises mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner und weiter entfernt dargestellt wird,
wobei dieses Verfahren auch zur Anzeige von allgemeinen Informationen angewendet werden kann, auch dann, wenn keine mögliche Kollision vorhergesagt wurde und/oder keine mögliche Gefahr analysiert wurde.In an advantageous embodiment of the invention, the method for the driver assistance system is characterized in that the projection depth of the spatial projection of the hazard warning is shown smaller and further away with increasing vehicle speed,
this method can also be used to display general information, even if no possible collision was predicted and / or no possible danger was analyzed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren für das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass die Projektionstiefe der räumlichen Projektion des Gefahrenhinweises dynamisiert dargestellt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the method for the driver assistance system is characterized in that the depth of projection of the spatial projection of the hazard warning is displayed dynamically.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren für das Fahrerassistenzsystem dadurch aus, dass die dynamisierte Darstellung des Gefahrenhinweises zyklisch erfolgt, wobei die Wiederholfrequenz als Funktion der Gefahrenhöhe beeinflusst wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the method for the driver assistance system is characterized in that the dynamic display of the hazard warning takes place cyclically, the repetition frequency being influenced as a function of the level of danger.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der
Alle Figuren sind nur Prinzip-Darstellungen (nicht maßstabsgetreu).All figures are only schematic representations (not to scale).
Es zeigen schematisch:
-
1 : ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem und dessen Komponenten; -
2 : eine Darstellung eines Verkehrsszenarios; -
3 : eine Darstellung mit den wesentlichen Elementen einer Head-up-Display-Einheit, gemäß dem Stand der Technik; -
4 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
5 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
6 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
7 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
8 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
9 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
10 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; -
11 : eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
-
1 a motor vehicle with a driver assistance system according to the invention and its components; -
2nd : a representation of a traffic scenario; -
3rd : a representation with the essential elements of a head-up display unit, according to the prior art; -
4th : a schematic representation of an embodiment of the invention; -
5 : a further schematic representation of an embodiment of the invention; -
6 : a further schematic representation of an embodiment of the invention; -
7 : a further schematic representation of an embodiment of the invention; -
8th : a further schematic representation of an embodiment of the invention; -
9 : a further schematic representation of an embodiment of the invention; -
10th : a further schematic representation of an embodiment of the invention; -
11 : a further schematic representation of an embodiment of the invention;
Die
- - eine Umfeldsensoreinheit (
5 ); - - eine Navigationseinheit (
6 ) / e-Horizonteinheit (6 ); - - eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit (
7 ); - - eine Recheneinheit (
8 ); - - eine Head-up-Display-Einheit (
10 );
- - an environment sensor unit (
5 ); - - a navigation unit (
6 ) / e-horizon unit (6 ); - - a vehicle speed detection unit (
7 ); - - a computing unit (
8th ); - - a head-up display unit (
10th );
Bei den aufgelisteten Komponenten (
Unter dem Begriff „Navigationseinheit“ (
Die
Wie aus der
In der nicht näher gezeigten Recheneinheit (
Wie aus der
Die
- - einer Schnittstelle (
10.4 ) um Informationen von weiteren Funktionseinheiten / Steuergeräten / Applikationen zu erhalten, - - einer bilderzeugenden Einheit (
10.1 ), um die Informationen von der Schnittstelle (10.4 ) stammend, entsprechend in eine optische Abbildung umzuformen / einfließen zu lassen, - - einem Faltspiegel (
10.2 ), - - einem Konkavspiegel (
10.3 ), - - einer Windschutzscheibe (
10.5 ), zur „Projektion“ der virtuellen Darstellung (10.6 ) in einem Abstand von ca. 1bis 3 Meter vor der Motorhabe, damit der Fahrzeugführer (12 ) die virtuelle Abbildung (10.6) entsprechend in seinem Sichtfeld sichtbar wahrnehmen kann.
- - an interface (
10.4 ) to receive information from other functional units / control units / applications, - - an imaging unit (
10.1 ) to get the information from the interface (10.4 ) originating to be transformed / incorporated into an optical image accordingly, - - a folding mirror (
10.2 ), - - a concave mirror (
10.3 ), - - a windshield (
10.5 ), for "projection" of the virtual representation (10.6 ) at a distance of approx. 1 to 3 meters in front of the engine so that the driver (12th ) can perceive the virtual image (10.6) accordingly in his field of vision.
Die
Wie aus der
Die
In der unteren Darstellung der
Die Lösungen der
Die
Mit anderen Worten:In other words:
Mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit wird die Projektion kleiner, und/oder wird die Projektion entfernungsmäßig weiter vom Fahrzeug entfernt projektiert. Mittels dieser dynamischen Darstellung wird dem Fahrzeugführer visuell vermittelt (simuliert), dass mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit, die Kontrolle über das Fahrzeug (Fahrzeugbeherrschung) rückläufig ist, da kleinere Projektionen zur Erfassung einer höheren Aufmerksamkeit erfordern, analog wie dies bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit der Fall ist, bzw. mit der weiter entfernten Projektion signalisiert wird, dass für die Fahrsicherheit bei höheren Geschwindigkeiten ein in Fahrtrichtung weiter nach vorne reichender Verkehrsraum zu berücksichtigen ist.With increasing vehicle speed, the projection becomes smaller and / or the projection is projected further away from the vehicle. By means of this dynamic representation, the vehicle driver is visually conveyed (simulated) that with increasing vehicle speed, control over the vehicle (vehicle control) declines, since smaller projections require more attention to be recorded, analogously to the case with increasing vehicle speed, or the more distant projection signals that a traffic space which is further forward in the direction of travel must be taken into account for driving safety at higher speeds.
Die
Die
Die
Bei großer Gefahr, erfolgt zur besseren Erfassung eine dynamische Darstellung (
Die
Die
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- FahrerassistenzsystemDriver assistance system
- 22nd
- Fahrzeugvehicle
- 33rd
- Weiteres FahrzeugAnother vehicle
- 44th
- Weiteres FahrzeugAnother vehicle
- 55
- UmfeldsensoreinheitEnvironment sensor unit
- 66
- Navigationseinheit / e-HorizonteinheitNavigation unit / e-horizon unit
- 77
- FahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheitVehicle speed detection unit
- 88th
- RecheneinheitArithmetic unit
- 99
- Fahrbahnverlauf / FahrtrajektorieRoad course / driving trajectory
- 1010th
- Head-up-Display-EinheitHead-up display unit
- 10.110.1
- Bilderzeugende EinheitImaging unit
- 10.210.2
- FaltspiegelFolding mirror
- 10.310.3
- KonkavspiegelConcave mirror
- 10.3.110.3.1
- Silizium-Mikro-Spiegel / Silizium-Mikro-SpiegelarraySilicon micro mirror / silicon micro mirror array
- 10.410.4
- Schnittstelle/nInterface (s)
- 10.510.5
- WindschutzscheibeWindshield
- 10.610.6
- Virtuelle Darstellung / virtuelle AbbildungVirtual representation / virtual illustration
- 1111
- GefahrenhinweisDanger notice
- 1212
- Auge / FahrzeugführerEye / driver
- 1313
- SchrittmotorStepper motor
- 1414
- Translatorisches GetriebeTranslational gear
- 1515
- GleichstrommotorDC motor
- 1616
- Hindernisobstacle
- 1717th
- Allgemeine Informationgeneral information
- atat
- Projektionsabstand / ProjektionstiefeProjection distance / projection depth
- aeae
-
Abstand zwischen bilderzeugender Einheit (
10.1 ) gegenüber bzw. zum dem Faltspiegel (10.2 )Distance between imaging unit (10.1 ) opposite or to the folding mirror (10.2 ) - t1t1
-
Zeitpunkt
1 time 1 - t2t2
-
Zeitpunkt
2 time2nd - t3t3
-
Zeitpunkt
3 time3rd - vv
- FahrzeuggeschwindigkeitVehicle speed
- ze.g.
- Zyklen pro ZeiteinheitCycles per unit of time
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102005033641 A1 [0004]DE 102005033641 A1 [0004]
- DE 102015215979 B3 [0005, 0012]DE 102015215979 B3 [0005, 0012]
- DE 102014226360 A1 [0007]DE 102014226360 A1 [0007]
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