DE102020007335A1 - The virtual size and design change of the vehicle using an autostereoscopic 3D display - Google Patents

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Abstract

Für die Steigerung der Verkehrssicherheit empfehlen wir eine virtuelle Größenänderung des Fahrzeugs durch das Verwenden eines autostereoskopischen 3D-Bildes zum Beispiel auf dem 3D-Display, welches auf der Außenfläche des Fahrzeuges befestigt ist. Das Auftreten der zusätzlichen virtuellen Größe auf dem sich vorne bewegenden Fahrzeug, kann den Fahrer über das annähernde Hindernis im Voraus informieren und gibt dem Fahrer Möglichkeit diese zu umfahren bzw. den Abstand zum Fahrzeug zu vergrößern. Als Hintergrundbeleuchtung können ein Fahrzeugscheinwerfer oder eine andere Lichtquelle verwendet werden. 3D-Bilder können auf mechanische und/oder elektrische Weise ein- oder ausgeschaltet werden.To increase road safety, we recommend virtual resizing of the vehicle using an autostereoscopic 3D image, for example, on the 3D display mounted on the vehicle's outer surface. The appearance of the additional virtual size on the vehicle moving ahead can inform the driver of the approaching obstacle in advance and give the driver an opportunity to avoid it or increase the distance to the vehicle. A vehicle headlight or another light source can be used as the backlight. 3D images can be turned on or off mechanically and/or electrically.

Description

Beim langsamen Fahren eines Fahrzeugs neben dem Hindernis oder beim Parken, initiieren spezielle Sensoren das Erscheinen von Tonsignalen, die dem Fahrer helfen, eine Kollision mit einem Hindernis zu verhindern. Diese Methode ist jedoch bei hohen Geschwindigkeiten, deutlich größeren Entfernungen zu Hindernissen, wie Fahrzeuge, und bei starkem Autoverkehr nicht akzeptabel. Erstens steigt mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit der Geräuschpegel im Fahrgastraum, was schwierig macht, Tonsignale wahrzunehmen. Zweitens, macht eine große Anzahl von Tonsignalen beim starken Autoverkehr das Autofahren äußerst unangenehm und unpraktisch. Deshalb ist es für den Fahrer wesentlich komfortabler die Lichtinformationen wahrzunehmen, als die Toninformationen.When driving a vehicle slowly next to the obstacle or when parking, special sensors initiate the appearance of sound signals that help the driver to avoid colliding with an obstacle. However, this method is unacceptable at high speeds, significantly greater distances to obstacles such as vehicles, and in heavy traffic. First, as the vehicle speed increases, the noise level in the passenger compartment increases, making it difficult to hear sound signals. Secondly, a large number of sound signals in heavy traffic makes driving extremely uncomfortable and inconvenient. It is therefore much more comfortable for the driver to perceive the light information than the sound information.

Anstelle eines Tonsignals schlagen wir in dieser Erfindung vor, optische Signale in Form einer Änderung der Form oder Größe des Fahrzeugs zu geben. Im Gegensatz zum Tonsignal kann das optische Signal bei jedem Geräuschpegel verwendet werden. Optische Signale in Form von virtuellem Ändern der Größe des Fahrzeugs sind die schnellste und bequemste Möglichkeit, Warnungsinformationen über ein sich näherndes Fahrzeug zu übertragen. Da es am vorausfahrenden Fahrzeug installiert ist, wird das visuelle Signal an Fahrzeuge mit beliebiger Ausrüstung gesendet, d.h. auch für sehr günstige Fahrzeugmodelle.Instead of an audio signal, we propose in this invention to give visual signals in the form of a change in the shape or size of the vehicle. Unlike the audio signal, the visual signal can be used at any noise level. Visual signals in the form of virtual resizing of the vehicle are the fastest and most convenient way to transmit warning information about an approaching vehicle. Since it is installed on the vehicle in front, the visual signal is sent to vehicles with any equipment, i.e. even for very cheap car models.

Im Mittelpunkt unserer Erfindung steht die Verwendung des 3D autostereoskopischen Displays, während des Fahrens eines Fahrzeuges, für die Verringerung der Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes. Ein solches Display, welches auf der Außenfläche des Fahrzeugs befestigt ist, kann sowohl auf Basis der Parallaxenbarriere als auch unter Verwendung eines Linsenrasters gebaut werden. Einer der Vorteile bei Verwendung solcher 3D-Displays, ist seine Möglichkeit, 3D-Bilder in verschiedenen Betrachtungswinkel anzuzeigen. Die Breite des Sichtfelds hängt von der Anzahl der verwendeten Ansichten ab. Vorzugsweise wird die Zahl 8 genommen.Central to our invention is the use of the 3D autostereoscopic display while driving a vehicle to reduce the likelihood of a collision. Such a display, which is attached to the outer surface of the vehicle, can be built both on the basis of the parallax barrier and using a lenticular grid. One of the advantages of using such 3D displays is its ability to display 3D images from different viewing angles. The width of the field of view depends on the number of views used. Preferably the number 8 is taken.

Das autostereoskopische 3D-Display wird in vielen Patenten verwendet, um die Straße vor dem Fahrzeug zu visualisieren. In diesem Fall befindet sich das 3D-Display im Auto vor den Augen des Fahrers ( KR20160037999A ). Da sich das auf dem Vorderpanel des Fahrzeugs angebrachte Display nicht immer im Sichtfeld des Fahrers befindet, ist eine visuelle Warnung vor Gefahren nicht leicht zu erkennen. Befindet sich das Display am vorausfahrenden Fahrzeug, wie in unserem Patent vorgeschlagen, so befindet er sich immer im Sichtfeld des Fahrers, der das Fahrzeug aufholt. Dies wird eine zeitnahe Reaktion auf die bevorstehende Gefahr des Zusammenstoßes mit dem Fahrzeug gewährleisten und die Verkehrssicherheit erhöhen.The 3D autostereoscopic display is used in many patents to visualize the road ahead of the vehicle. In this case, the 3D display is in the car in front of the driver's eyes ( KR20160037999A ). Because the display mounted on the vehicle's front panel is not always in the driver's field of vision, a visual warning of a hazard is not easy to see. If the display is on the vehicle in front, as suggested in our patent, it will always be in the field of view of the driver who is catching up to the vehicle. This will ensure a timely response to the imminent threat of collision with the vehicle and increase road safety.

In der GB2544884A erhält der Fahrer auf das Display visuelle Informationen über ein Hindernis vor dem Auto, was plötzliches Bremsen verhindert. Dieses Patent schlägt die Verwendung des autonomen Fahrens und eines, am Kopf des Fahrers angebrachten Displays, vor. Aufgrund der geringen Zahl an Autos mit dem autonomen Fahren, verringert sich das Verwendungsgebiet dieser Erfindung.In the GB2544884A the driver receives visual information about an obstacle in front of the car on the display, which prevents sudden braking. This patent proposes the use of autonomous driving and a display mounted on the driver's head. Due to the small number of cars with autonomous driving, the field of application of this invention is narrowing.

DE10303792A1 beschreibt die Verwendung eines 3D-Displays beim Parken. Wenn sich das Auto rückwärts bewegt, erhält der Fahrer auf dem autostereoskopischen 3D-Display Informationen über die dahinterstehenden Autos, deren Position und Entfernung zum jeweiligen Fahrzeug. In unserem Fall befindet sich ein autostereoskopisches 3D-Display außerhalb des Fahrzeugs und nicht innerhalb des Fahrgastraums und dient somit zur visuellen Warnung für Fahrer, die zu nahe an dieses Fahrzeug kommen. DE10303792A1 describes the use of a 3D display when parking. If the car moves backwards, the driver receives information about the cars behind, their position and distance to the respective vehicle on the autostereoscopic 3D display. In our case, an autostereoscopic 3D display is located outside the vehicle, not inside the passenger compartment, and is thus used to provide a visual warning to drivers who are approaching this vehicle.

Betrachten wir unter anderem am Beispiel eines Autos. Es kommt oft vor, dass ein Auto auf derselben Straße ein anderes Auto einholt oder ein Auto bremst. In diesem Fall kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen unannehmbar kurz werden. Dies führt zu einer gefährlichen Annäherung von Autos zu einander, erhöht stark die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes und eines Autounfalls. Das Ziel unserer Erfindung besteht darin, Annäherung an eine gefährliche Entfernung zu vermeiden und dementsprechend die Verkehrssicherheit zu erhöhen.Let's take a look at a car as an example. It often happens that a car overtakes another car or brakes a car on the same road. In this case, the distance between the vehicles can become unacceptably short. This leads to a dangerous approach of cars to each other, greatly increasing the likelihood of a collision and a car accident. The aim of our invention is to avoid approaching a dangerous distance and, accordingly, to increase road safety.

Während der Annäherung an ein vorne fahrendes Fahrzeug 1, geben spezielle Sensoren ein elektrisches Signal zum Einschalten des Bildes auf der äußeren Rückseite 1, wodurch die Größe und/oder Design des Fahrzeuges virtuell geändert wird. Der Fahrer orientiert sich nur an die virtuelle und nicht an die tatsächliche Größe eines vorne fahrenden Fahrzeugs. Daher, wenn sich das Fahrzeug 2 in einem Abstand (d) von der sichtbaren Grenze des Fahrzeugs 1 befindet, so wird dies bedeuten, dass es sich in einer Entfernung von (d + v) vom realen Objekt befindet, wo (v) die Größe des outscreen-Effektes des 3D-Bildes ist. Dies gibt eine zusätzliche Garantie für die sichere Fahrt vom Fahrzeug 2, diese ist gleich (v), wie in 1 gezeigt.While approaching a vehicle 1 driving in front, special sensors give an electrical signal to switch on the image on the outer rear 1, thereby virtually changing the size and/or design of the vehicle. The driver is only guided by the virtual and not by the actual size of a vehicle driving in front. Therefore, if the vehicle 2 is at a distance (d) from the visible boundary of the vehicle 1, this will mean that it is at a distance of (d + v) from the real object, where (v) is the size of the outscreen effect of the 3D image. This gives an additional guarantee for the safe driving of vehicle 2, this is equal to (v) as in 1 shown.

Somit korrigiert der Fahrer des sich annähernden Fahrzeugs 2 im Voraus die Position seines Fahrzeugs in Bezug auf das sich vorne befindende Auto. Dieser Vorsprung wird durch die Größe des virtuellen Objektes bestimmt. Dieses Objekt erscheint auf dem autostereoskopischen 3D-Display, welches auf der Außenfläche des Fahrzeuges befestigt ist. Infolgedessen wird der Fahrer des Fahrzeugs 2 im Voraus über die Gefahr einer weiteren Annäherung an die Fahrzeuge informiert und die Notwendigkeit hingewiesen, einen Abstand einzuhalten, um eine Kollision zu verhindern.Thus, the driver of the approaching vehicle 2 corrects in advance the position of his vehicle with respect to the car ahead. This projection is determined by the size of the virtual object. This object appears on the autostereoscopic 3D display mounted on the exterior of the vehicle. As a result, the driver of the vehicle 2 is informed in advance of the danger of further approaching the vehicles and the need to keep a distance to avoid a collision.

Als Quelle eines dreidimensionalen Bildes kann entweder ein 3D-Display oder sogar ein ausgedrucktes 3D-Bild verwendet werden. Das 3D-Bild kann auf einem beliebigen Träger ausgedruckt werden.Either a 3D display or even a printed 3D image can be used as a source of a three-dimensional image. The 3D image can be printed on any medium.

Betrachten wir die Verkehrssituation in Querrichtung in Bezug auf ein fahrendes Fahrzeug. Solche Situationen kommen oft auf den Autobahnen vor. Dabei haben die Fahrer oft zwei Fahrbahnen zur Verfügung. Hier ist es auch sehr wichtig den Abstand einzuhalten, um den seitlichen Stoß zu vermeiden. In diesem Fall orientiert sich der Fahrer eines Fahrzeuges an die Größe des parallel fahrenden Fahrzeuges. Wenn der vorgegebene zulässige Mindestabstand erreicht ist, geben spezielle Sensoren ein elektrisches Signal und es erscheint eine 3D-Darstellung. Üblicherweise orientiert sich der Fahrer eines in der Nähe befindenden Fahrzeugs sowohl an die tatsächliche Größe seines eigenes als auch an die des benachbarten Fahrzeuges. Beim Einschalten der 3D-Darstellung wird sich der Fahrer eines der Fahrzeuge an die virtuelle Größe des benachbarten Fahrzeuges orientieren. Dies sorgt für zusätzlichen Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen, gibt zusätzliche Zeit, um eine Kollision zu verhindern, und erhöht somit die Verkehrssicherheit. Ein allgemeines Blockdiagramm der Verwendung von Bildschirmen zur Erhöhung der Verkehrssicherheit ist auf 2 dargestellt.Let's consider the traffic situation in the lateral direction in relation to a moving vehicle. Such situations often occur on the highways. The drivers often have two lanes at their disposal. Here it is also very important to keep the distance to avoid the lateral impact. In this case, the driver of a vehicle is guided by the size of the vehicle driving in parallel. When the specified minimum distance is reached, special sensors emit an electrical signal and a 3D display appears. Usually, the driver of a nearby vehicle uses the actual size of his own vehicle as well as that of the neighboring vehicle as a guide. When switching on the 3D display, the driver of one of the vehicles will orient himself to the virtual size of the neighboring vehicle. This creates additional distance between the two vehicles, giving additional time to avoid a collision and thus increasing road safety. A general block diagram of the use of screens to increase road safety is at 2 shown.

Die Steuerung des 3D-Displays schaltet automatisch eine 3D-Darstellung ein, sobald die Sensoren die Annäherung eines Fahrzeuges signalisieren. In diesem Fall kann die Übertragung des Signals zum Einschalten nicht nur von der Entfernung zwischen den sich bewegenden Fahrzeugen abhängen, sondern auch von deren Geschwindigkeit. In einem allgemeineren Fall sieht unsere Erfindung nicht nur die Verwendung von Abstandssensoren für das Einschalten des 3D-Bildes vor, sondern auch der Sensoren der Geschwindigkeit. Außerdem kann unsere Erfindung die Verwendung eines speziellen intelligenten Systems beinhalten, das Informationen von verschiedenen Sensoren sowie Funk- und Satellitensignale, Navigationsdaten analysiert und aufgrund dessen 3D-Display einschaltet. Diese Informationen können das Vorhandensein von freien Fahrspuren, Verkehrsstaus und den Kurvenstand der Straße beinhalten usw.The control of the 3D display automatically switches on a 3D representation as soon as the sensors indicate that a vehicle is approaching. In this case, the transmission of the signal to turn on can depend not only on the distance between moving vehicles, but also on their speed. In a more general case, our invention envisages the use not only of distance sensors for switching on the 3D image, but also of speed sensors. Also, our invention may involve the use of a special intelligent system that analyzes information from various sensors, as well as radio and satellite signals, navigation data, and turns on the 3D display based on it. This information may include the presence of vacant lanes, traffic jams, road curves, etc.

Eine der Möglichkeiten für das Auftreten und Verschwinden des 3D-Displays ist die Verwendung eines mechanischen Verfahrens. Dies bedeutet, dass in unserem Mechanismus mechanische Bewegungen bestimmter Komponenten des 3D-Displays verwendet werden können. Infolge der Wirkung jeder der Varianten des mechanischen Verfahrens wird das 3D autostereoskopische Bild ein- oder ausgeblendet.One of the ways for the 3D display to appear and disappear is to use a mechanical process. This means that mechanical movements of certain components of the 3D display can be used in our mechanism. As a result of the action of each of the variants of the mechanical process, the 3D autostereoscopic image is faded in or out.

Unsere Erfindung setzt die Bewegung eines Teils des 3D-Displays in eine Nische oder aus einer Nische voraus, wodurch das Verschwinden oder Erscheinen des 3D autostereoskopischen Bildes sichergestellt wird. Jedes Teil des 3D-Displays, wie eine Parallaxenbarriere oder ein Linsenraster, eine Bildquelle in Form einer Pixelmatrix und sogar die Hintergrundbeleuchtung kann mechanisch in eine beliebige Nische auf der Außenfläche des Fahrzeugs bewegt werden. Dies signalisiert das Verschwinden des 3D Bildes. Die Rückkehr eines beliebigen Teils zum 3D-Bildschirm initiiert die Entstehung des 3D autostereoskopischen Bildes.Our invention assumes moving part of the 3D display into or out of a niche, thereby ensuring the disappearance or appearance of the 3D autostereoscopic image. Any part of the 3D display, such as a parallax barrier or lenticular array, an image source in the form of a pixel matrix, and even the backlight can be mechanically moved to any niche on the vehicle's exterior surface. This signals the disappearance of the 3D image. The return of any part to the 3D screen initiates the formation of the 3D autostereoscopic image.

Andere mögliche Option der Verwendung des mechanischen Verfahrens beinhaltet die Nutzung einer beweglichen Blende/Blenden, die die Oberfläche eines Scheinwerfers, welches die 3D-Darstellung beleuchtet, teils oder ganz bedeckt bzw. öffnet. Wenn sich die Blende in einer Nische befindet, so erscheint das 3D-Bild ( 3(a)). Sobald sich die Blende mechanisch aus der Nische an die Oberfläche des 3D - Displays kommt, verschwindet das 3D-Bild (3(b)).Another possible option of using the mechanical method involves the use of movable shutter(s) that partially or fully cover or open the surface of a headlight illuminating the 3D representation. When the aperture is in a niche, the 3D image ( 3(a) ). As soon as the panel mechanically moves out of the niche to the surface of the 3D display, the 3D image disappears ( 3(b) ).

Das Verschieben der Blende kann auf ähnliche Weise erfolgen wie beim Ändern des Sichtfelds eines Kameraobjektivs. Auf das Signal von Sensoren, die die Annäherung des Fahrzeugs signalisieren, öffnet und bedeckt die Blende die 3D-Darstellung an einem Fahrzeug. Es ist zu beachten, dass sich die Parallaxenbarriere sowohl vor der Bildquelle befinden kann (4), als auch zwischen der Bildquelle und dem Fahrzeugscheinwerfer (5).Shifting the aperture can be done in a similar way to changing the field of view of a camera lens. In response to sensors signaling the vehicle's approach, the visor opens and covers the 3D representation on a vehicle. It should be noted that the parallax barrier can be both in front of the image source ( 4 ), as well as between the image source and the vehicle headlight ( 5 ).

Es ist zu beachten, dass das Auftreten und Verschwinden des 3D-Bildes auch elektrisch realisiert werden kann. Die Verwendung dieses Verfahrens bedeutet, dass verschiedene Komponenten des 3D-Displays mithilfe des elektrischen Signals ein- und ausgeschaltet werden können. Ein Beispiel dieses Verfahrens ist das Ein- und Ausschalten der Hintergrundbeleuchtung. Es ist zu beachten, dass sowohl Fahrzeugscheinwerfer, als auch zusätzliche Lichtquellen, wie LED für die Hintergrundbeleuchtung verwendet werden können, die durch ein Signal von Sensoren, die die Annäherung von Fahrzeug signalisieren, ein- und ausgeschaltet werden können. Es ist zu beachten, dass, damit das 3D-Bild beim elektrischen Verfahren verschwindet, ein 3D-Display soll entweder vollständig ausgeschaltet sein oder von 3D auf 2D wechseln können. Im Gegensatz zum mechanischen Ansatz gibt es bei Verwendung der elektrischen Methode keine Bewegung einiger Teile relativ zu anderen.It should be noted that the appearance and disappearance of the 3D image can also be realized electrically. Using this technique means that different components of the 3D display can be turned on and off using the electrical signal. An example of this procedure is turning the backlight on and off. It should be noted that both vehicle headlights and additional light sources such as LEDs for backlighting can be used, which can be switched on and off by a signal from sensors that signal the approach of the vehicle. It should be noted that in order for the 3D image to disappear in the electrical process, a 3D display should either be completely off or be able to switch from 3D to 2D. Unlike the mechanical approach, there is when using the electrical method no movement of some parts relative to others.

Ein weiteres Beispiel für die Verwendung der elektrischen Methode ist das Ein- und Ausschalten der Parallaxenbarriere durch den Elektrochromie-Effekt.Another example of using the electrical method is turning the parallax barrier on and off by the electrochromic effect.

Ein weiteres wichtiges Beispiel für die Verwendung des elektrischen Verfahrens ist die Konvertierung von 3D-Bildern in 2D und umgekehrt. Dies kann per Software durch Ändern der Struktur des 3D-Bildes erfolgen. Dies bedeutet, dass anstelle der N Ansichten nur eine Ansicht angezeigt wird. Wenn man also zu 2D-Bildern wechselt, verschwindet das 3D- Bildvolumen.Another important example of using the electrical method is to convert 3D images to 2D and vice versa. This can be done in software by changing the structure of the 3D image. This means that instead of the N views, only one view is displayed. So when you switch to 2D images, the 3D image volume disappears.

Ein weiteres Beispiel für die Verwendung des elektrischen Ansatzes ist Demonstration eines schwarzen, weißen oder jedes anderen einfarbigen Bildes auf dem 3D-Display. Another example of using the electrical approach is to demonstrate a black, white or any other monochrome image on the 3D display.

Sobald anstelle eines 3D-Bildes ein einfarbiges Bild angezeigt wird, verschwindet das Volumenbild und es erscheint ein flaches Bild.As soon as a monochrome image is displayed instead of a 3D image, the volume image disappears and a flat image appears.

Unsere Erfindung ermöglicht auch die Verwendung einer Kombination von elektrischen und mechanischen Ansätzen. Beispielsweise können gleichzeitig eine Blende und eine Hintergrundbeleuchtung zum Ein- und Ausblenden eines 3D-Bildes verwendet werden.Our invention also allows a combination of electrical and mechanical approaches to be used. For example, a shutter and a backlight can be used simultaneously to fade a 3D image in and out.

Es ist jedoch nicht erforderlich, dass das 3D-Bild die gesamte beleuchtete Oberfläche des Scheinwerfers einnimmt. In einer Ausführungsform unserer Erfindung wird nur ein Teil der Außenfläche des Scheinwerfers verwendet, um ein 3D-Bild zu erzeugen. Der Rest wird wie üblich verwendet, d.h. für die Beleuchtung.However, it is not necessary for the 3D image to cover the entire illuminated surface of the headlamp. In one embodiment of our invention, only part of the headlight's outer surface is used to create a 3D image. The rest is used as usual, i.e. for lighting.

3D autostereoskopische Displays können auf beliebigen Seiten der Fahrzeugaußenfläche platziert werden.3D autostereoscopic displays can be placed on any side of the vehicle exterior.

Als Bildquelle kann ein Display sein, das eine beliebige Technologie wie LCD, OLED, QD usw. verwendet. Dies ist eine relativ teure Herstellungsmethode des Displays im Vergleich zum Papier. Hier kann jedoch nicht nur ein statisches Bild verwendet werden, sondern auch ein bewegtes Bild, das sowohl Farbe als auch Form und die Größe der 3D Objekte in der Szene ändert.The image source can be a display using any technology such as LCD, OLED, QD, etc. This is a relatively expensive display manufacturing method compared to paper. However, not only a static image can be used here, but also a moving image that changes both the color and the shape and size of the 3D objects in the scene.

Von besonderem Interesse ist die Form des Bildes. Hier kann die 3D-Darstellung eines beliebigen Objektes verwendet werden. Als Beispiel nehmen wir ein 3D-Bild in Form eines Zylinders mit einem Rechteck, Dreieck, Kreis oder Ring im Querschnitt. Als 3D-Bild können auch verschiedene Teile des Fahrzeuges, das Bild von Verkehrszeichen usw. verwendet werden.Of particular interest is the shape of the image. The 3D representation of any object can be used here. As an example, let's take a 3D image in the form of a cylinder with a rectangle, triangle, circle or ring in cross section. Various parts of the vehicle, the image of road signs, etc. can also be used as the 3D image.

Wie bereits erwähnt, kann ein 3D-Bild sowohl statisch als auch dynamisch sein. Auch wenn statisches Bild hinsichtlich der Kosten günstiger ist, können bewegte Bilder einen größeren Eindruck auf den Fahrer machen und fördern somit eine schnellere Reaktion des Fahrers auf eine gefährliche Situation und hilft den Zusammenstoß zu vermeiden. Als Animation kann zum Beispiel auf dem 3D-Display eine Kollision von zwei Fahrzeugen gezeigt werden. Bei der Geschwindigkeitserhöhung oder während der gefährlichen Annäherung eines anderen Fahrzeuges kann beispielsweise ein aggressives Brüllen eines Tieres in 3D demonstriert werden. Die Anwendung eines solchen 3D-Designs in Form von 3D-Animationsdemonstrationen ist besonders nützlich für Sportwagen, da andere Verkehrsteilnehmer über die Bewegungen eines manövrierenden, leistungsstarken Fahrzeugs im Voraus benachrichtigt werden können.As already mentioned, a 3D image can be both static and dynamic. Although the static image is cheaper in terms of cost, moving images can make a greater impression on the driver, thus promoting the driver's quicker reaction to a dangerous situation and helping to avoid the collision. For example, a collision between two vehicles can be shown as an animation on the 3D display. When speeding up or when another vehicle dangerously approaches, an aggressive roar of an animal can be demonstrated in 3D, for example. The application of such 3D design in the form of 3D animation demonstrations is especially useful for sports cars, since other road users can be notified in advance of the movements of a maneuvering powerful vehicle.

Es ist zu beachten, dass bei der Anwendung unserer Erfindung nur eine Vergrößerung des Bildes in den Vordergrund gestellt werden muss, während die Qualität des Bildes nicht besonders wichtig ist. Dies macht es möglich, billigere Herstellungsmaterialien zu verwenden, d.h. anstelle des Displays kann auch gedrucktes 3D-Bild verwendet werden. Somit kann bei unserer Erfindung beliebige Bildträger für 3D-Bilder eingesetzt werden, die ein statisches Bild bereitstellen, wie zum Beispiel Papier.It should be noted that in the application of our invention only an enlargement of the image needs to be given priority, while the quality of the image is not particularly important. This makes it possible to use cheaper manufacturing materials, i.e. instead of the display, a 3D printed image can also be used. Thus, any image carrier for 3D images that provides a static image, such as paper, can be used with our invention.

Es ist anzumerken, dass das Anbringen von 3D-Displays auf der Außenseite des Fahrzeuges zur Entstehung eines neuen Designs des Fahrzeuges beitragen kann.It should be noted that adding 3D displays to the exterior of the vehicle can contribute to the emergence of a new design of the vehicle.

Unsere Erfindung sieht vor, dass anstelle des Scheinwerfers zusätzliche Lichtquellen verwendet werden können, wie in 6(a) und 6(b) angezeigt wird. Durch Ein- und Ausschalten dieser zusätzlichen Lichtquellen kann ein 3D-Bild sehr schnell ein- und ausgeschaltet werden. Die Form der beleuchteten Oberfläche, Anzahl der Lichtquellen und ihre Position an der Außenoberfläche des Fahrzeugs kann beliebig sein. Es ist zu beachten, dass sich die Parallaxenbarriere sowohl vor der Bildquelle befinden kann (7), als auch zwischen der Bildquelle und der zusätzlichen Lichtquelle (8).Our invention provides that additional light sources can be used instead of the headlight, as in 6(a) and 6(b) is shown. By turning these additional light sources on and off, a 3D image can be turned on and off very quickly. The shape of the illuminated surface, the number of light sources and their location on the outer surface of the vehicle can be any. It should be noted that the parallax barrier can be both in front of the image source ( 7 ), as well as between the image source and the additional light source ( 8th ).

Das 3D autostereoskopische Bild kann beim Starten oder Beschleunigen sowie beim Bremsen und Stoppen auftreten. Es kann Form und Inhalt ändern, während das Fahrzeug seine Geschwindigkeit oder Richtung ändert. Dies kann anderen Verkehrsteilnehmern zusätzliche Informationen liefern, um die erforderlichen Maßnahmen zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit zu ergreifen.The 3D autostereoscopic image can occur when starting or accelerating, braking and stopping. It can change form and content as the vehicle changes speed or direction. This can provide other road users with additional information to take the necessary measures to ensure road safety.

Die Betätigung des Lenkrads, des Gas- oder Bremspedals, Schalthebels oder Blinklichtschalters, kann das Erscheinen eines 3D autostereoskopischen Bildes bevorzugt auf der Rückseite des Fahrzeugs initiieren. Das 3D-Bild kann verschwinden, wenn die oben genannten Autoteile losgelassen werden.Actuation of the steering wheel, accelerator or brake pedal, shift lever or turn signal switch can initiate the appearance of a 3D autostereoscopic image preferentially at the rear of the vehicle. The 3D image may disappear when the above car parts are released.

Die Größe des dargestellten 3D-Bildes auf der Außenseite des Fahrzeugs kann, je nach Abstand zwischen den Fahrzeugen, variieren. Je kürzer der Abstand, desto größer die 3D-Bildgröße. In diesem Fall erreicht die Bildgröße ihren Maximalwert bei der minimal zulässigen Entfernung, bei der noch keine Gefahr einer Kollision besteht. Mit zunehmender Entfernung kann die Größe des virtuellen 3D-Bildes abnehmen.The size of the displayed 3D image on the outside of the vehicle may vary depending on the distance between vehicles. The shorter the distance, the larger the 3D image size. In this case, the image size reaches its maximum value at the minimum allowable distance at which there is no risk of collision. As the distance increases, the size of the 3D virtual image may decrease.

Unsere Erfindung geht davon aus, dass der virtuelle 3D-Bereich am Fahrzeug kontinuierlich angezeigt werden kann und nicht vom Demo-Modus in den Schlaf-Modus wechselt. In diesem Fall gibt die konstante virtuelle Größe zusätzliche Zeit, um Maßnahmen zum Vermeiden einer gefährlichen Situation zu ergreifen und somit den Zusammenstoß zu verhindern.Our invention assumes that the 3D virtual area on the vehicle can be displayed continuously and does not switch from demo mode to sleep mode. In this case, the constant virtual size gives additional time to take measures to avoid a dangerous situation and thus avoid the collision.

1 zeigt zwei Fahrzeugen in Gegenwart von einem virtuellen Objekt 3. Nehmen wir an, dass zwei Fahrzeuge in Abwesenheit eines virtuellen 3D-Objekts den Mindestabstand (Rmind) überschreiten und dieser Abstand (d) ist unzulässig klein, d.h. (d < Rmind). Bei Vorhandensein eines virtuellen Objekts mit einer outscreen-Größe (v) vergrößert sich der Gesamtabstand zwischen den realen Objekten und wird gleich (d+v > Rmind), was die Wahrscheinlichkeit einer Kollision verringert und die Verkehrssicherheit erhöht. 1 shows two vehicles in the presence of a virtual object 3. Let us assume that two vehicles in the absence of a 3D virtual object exceed the minimum distance (Rmind) and this distance (d) is unacceptably small, ie (d < Rmind). In the presence of a virtual object with an outscreen size (v), the total distance between the real objects increases and becomes equal to (d+v > Rmind), which reduces the probability of collision and increases road safety.

2 zeigt ein allgemeines Anwendungsschema des 3D-Bildschirmes für das Fahrzeug, um eine Annäherung zu verhindern. 2 Figure 12 shows a general application scheme of the 3D screen for the vehicle to prevent approaching.

In 3(a) Teile der Blende 6 können in einer Nische 7 versteckt sein. Der Bereich 8 mit einem 3D-Bild befindet sich an der Oberfläche des Scheinwerfers und wird durch dessen Licht beleuchtet. Der Fahrer des annähernden Fahrzeugs kann das 3D-Bild sehen. Darüber hinaus können Teile der Blende 6 in einer Nische 7 vor den Augen des Fahrers des Fahrzeuges 2 verborgen sein.In 3(a) Parts of the screen 6 can be hidden in a 7 niche. The area 8 with a 3D image is located on the surface of the headlight and is illuminated by its light. The driver of the approaching vehicle can see the 3D image. In addition, parts of the panel 6 can be hidden from the eyes of the driver of the vehicle 2 in a niche 7 .

Auf 3(b), im Unterschied zu 3(a), Teile der Blende 6 kommen mechanisch aus der Nische 7 und bedecken die Fläche des Scheinwerfers 9. Wenn der Bereich der Lichtquelle bedeckt wird, verschwindet das 3D-Bild.on 3(b) , in contrast to 3(a) , parts of the screen 6 mechanically come out of the niche 7 and cover the area of the headlight 9. When the area of the light source is covered, the 3D image disappears.

4 zeigt die Struktur des Querschnitts des Scheinwerfers, entsprechend der 3(a). Die 3D-Bildquelle 8 befindet sich zwischen der Parallaxenbarriere 11 und dem Scheinwerfer 9. 4 shows the structure of the cross section of the headlight, according to the 3(a) . The 3D image source 8 is located between the parallax barrier 11 and the headlight 9.

5 zeigt eine andere Variante der Struktur des Scheinwerferquerschnitts, entsprechend der 3(a). Die Parallaxenbarriere 11 befindet sich zwischen der Bildquelle 8 und dem Scheinwerfer 9. 5 shows another variant of the structure of the headlight cross-section, according to the 3(a) . The parallax barrier 11 is located between the image source 8 and the headlight 9.

Auf der 6(a) die Lichtquelle im Zustand 12 ist eingeschaltet. Der Bereich der 3D-Darstellung 8 wird durch zusätzliche Lichtquelle 12 beleuchtet, die sich außerhalb des Scheinwerfers mit einem Durchmesser 5 befindet. Auf 6(a) erscheint das 3D-Bild, das für die virtuelle Vergrößerung des Umfangs sorgt.On the 6(a) the light source in state 12 is on. The area of the 3D representation 8 is illuminated by an additional light source 12 which is located outside the headlight with a diameter 5 . on 6(a) the 3D image appears, which ensures the virtual increase in the circumference.

Auf 6(b) im Unterschied von 6(a) der Bereich 8 wird nicht von einer zusätzlichen Lichtquelle beleuchtet. Diese zusätzliche Lichtquelle befindet sich außerhalb des Scheinwerfers und sorgt für die Beleuchtung des 3D Bildes. Die Lichtquelle im Zustand 13 ist ausgeschaltet und somit fehlt die 3D-Darstellung.on 6(b) in difference from 6(a) the area 8 is not illuminated by an additional light source. This additional light source is located outside of the headlight and provides the illumination of the 3D image. The light source in state 13 is switched off and the 3D display is therefore missing.

7 zeigt die Struktur des Querschnitts des 3D-Displays, entsprechend der 6(a). Die 3D- Bildquelle 8 befindet sich zwischen der Parallaxenbarriere 11 und der externen Lichtquelle 12. 7 shows the structure of the cross section of the 3D display, according to the 6(a) . The 3D image source 8 is located between the parallax barrier 11 and the external light source 12.

8 zeigt eine andere Variante der Struktur des Querschnitts des 3D-Displays, entsprechend der 6(a). Die Parallaxenbarriere 11 befindet sich zwischen der Bildquelle 8 und der externen Lichtquelle 12. 8th shows another variant of the structure of the cross section of the 3D display, according to the 6(a) . The parallax barrier 11 is located between the image source 8 and the external light source 12.

BezugszeichenlisteReference List

(1)(1)
Das Auto 1The car 1
(2)(2)
Das Auto 2The car 2
(3)(3)
3D autostereoskopisches Bild3D autostereoscopic image
(4)(4)
Fahrtrichtung der Autosdirection of travel of the cars
(d)(d)
Abstand zwischen zwei Fahrzeugen in Abwesenheit eines 3D-ObjektesDistance between two vehicles in the absence of a 3D object
(v)(v)
virtuelle Objektgrößevirtual object size
(d+v)(d+v)
Der tatsächliche Abstand zwischen zwei Fahrzeugen in Anwesenheit eines 3D-ObjektesThe actual distance between two vehicles in the presence of a 3D object
(5)(5)
Durchmesser des Scheinwerfersdiameter of the headlight
(6)(6)
Blendecover
(7)(7)
Nischeniche
(8)(8th)
Der Bereich, der eine 3D-Bildquelle enthältThe area that contains a 3D image source
(9)(9)
Fahrzeugscheinwerfervehicle headlights
(10)(10)
Bewegungsrichtung von Teilen der BlendeDirection of movement of parts of the aperture
(11)(11)
Parallaxenbarriereparallax barrier
(12)(12)
Zusätzliche Lichtquelle eingeschaltetAdditional light source switched on
(13)(13)
Zusätzliche Lichtquelle ausgeschaltetAdditional light source switched off

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • KR 20160037999 A [0004]KR 20160037999 A [0004]
  • GB 2544884 A [0005]GB 2544884A [0005]
  • DE 10303792 A1 [0006]DE 10303792 A1 [0006]

Claims (10)

Die Veränderung der Größe oder Formen des Fahrzeuges mittels einer 3D-Darstellung kann für die Verkehrssicherheit der aufeinander folgenden Fahrzeuge (1) und (2) verwendet werden, indem der Fahrer eines sich nähernden Fahrzeugs (2) über die Gefahr des Zusammenstoßes mit (1) im Voraus informiert wird. Bei der gefährlichen Annäherung des Fahrzeugs (2) geben spezielle Sensoren, die die Geschwindigkeit und den Abstand zwischen Fahrzeugen berechnen, ein Signal über das Auftreten eines 3D autostereoskopischen Bildes auf der Außenseite des Fahrzeuges (1). Das Ein- und Ausschalten des 3D-Bildes kann elektromechanisch erfolgen. Die virtuelle Größen- und Formveränderung des Fahrzeugs (1) gibt dem Fahrer, des sich annähernden Fahrzeugs (2) ein visuelles Signal in Form eines 3D-Bildes und der Fahrer orientiert sich nun nicht auf die reale, sondern auf die virtuell vergrößerte bzw. veränderte Größe des Fahrzeuges (1). Infolgedessen wird der Fahrer (2) die Gefahr einer Annäherung früher einschätzen und im Voraus Maßnahmen ergreifen, um Fahrzeugzusammenstoß zu verhindern und den Abstand zu vergrößern. Wenn keine Kollisionsgefahr besteht, kann die zusätzliche virtuelle Größe wieder verschwinden.Changing the size or shapes of the vehicle using a 3D representation can be used for traffic safety of the following vehicles (1) and (2) by informing the driver of an approaching vehicle (2) about the risk of collision with (1) is informed in advance. When the vehicle dangerously approaches (2), special sensors that calculate the speed and distance between vehicles give a signal about the appearance of a 3D autostereoscopic image on the outside of the vehicle (1). The 3D image can be switched on and off electromechanically. The virtual change in size and shape of the vehicle (1) gives the driver of the approaching vehicle (2) a visual signal in the form of a 3D image and the driver now orients himself not to the real, but to the virtually enlarged or changed Vehicle size (1). As a result, the driver (2) will judge the danger of approaching earlier and take measures in advance to avoid vehicle collision and increase the distance. If there is no risk of collision, the additional virtual size can disappear again. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Verfahren getrennt elektrische und mechanische Verfahren umfasst sowie deren Kombination. Eine notwendige Bedingung für die Verwendung dieses mechanischen Verfahrens ist die Verwendung der bewegenden Objekte, bei der Bewegung dessen zum 3D-Bildschirm und von ihm zurück, ein 3D-Bild erscheint bzw. verschwindet. Das elektrische Verfahren ist durch das Fehlen von beweglichen Bauteilen gekennzeichnet. In diesem Fall kann, beim Ein- und Ausschalten eines Teils bzw. Teile des 3D-Bildschirmes, mittels elektrischen Signals die 3D-Darstellung ein oder ausgeschaltet werden.procedure after claim 1 , characterized in that the electromechanical method separately comprises electrical and mechanical methods and their combination. A necessary condition for using this mechanical method is the use of moving objects, when moving them to and from the 3D screen, a 3D image appears and disappears, respectively. The electrical process is characterized by the absence of moving parts. In this case, when a part or parts of the 3D screen are switched on and off, the 3D display can be switched on or off by means of an electrical signal. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung der mechanischen Methode das Ein- und Ausschalten der 3D-Bilder auf dem Fahrzeug mittels mechanischer Bewegung solcher Teile des 3D-Bildschirms erfolgen kann, wie Hintergrundbeleuchtung, Bildquelle sowie einer Parallaxenbarriere (11) oder eines Linsenrasters.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that when using the mechanical method the switching on and off of the 3D images on the vehicle can be done by means of mechanical movement of such parts of the 3D screen as backlight, image source and a parallax barrier (11) or a lenticular grid. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim mechanischen Ansatz die bewegliche Blende (6) zur Verwendung kommen kann, die die Oberfläche eines 3D-Bildschirmes öffnet und bedeckt. Es fördert die Entstehung und das Verschwinden des 3D autostereoskopischen Bildes. Die Arten und Menge von Blenden (6), die Anzahl der Teile, aus denen die Blende (6) besteht, sowie die Methoden der mechanischen Bewegung dieser Teile sind beliebig.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the mechanical approach can use the movable screen (6) that opens and covers the surface of a 3D screen. It promotes the emergence and disappearance of the 3D autostereoscopic image. The types and quantity of screens (6), the number of parts that make up the screen (6) and the methods of mechanical movement of these parts are arbitrary. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung der elektrischen Methode das Ein- und Ausschalten des 3D-autostereockopischen Bildes mittels Hintergrundbeleuchtung erfolgen kann. Wenn als Hintergrundbeleuchtung ein Fahrzeugscheinwerfer (9) verwendet wird, so kann das 3D-Bild durch das Ein- und Ausschalten dieser Lichtquelle sehr schnell, nach dem Signal der entsprechenden Sensoren, die die Annäherung eines Fahrzeugs signalisieren, ein- und ausgeschaltet werden. Dabei kann sowohl ein Teil/Teile, als auch ganze Oberfläche des Fahrzeugscheinwerfers (9) mit dem 3D-Bild belegt werden. Die Abmessungen der Bereiche, die 3D-Bilder enthalten, ihre Form, Anzahl und Position auf der Oberfläche sind beliebig.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that when the electrical method is used, the 3D autostereoscopic image can be switched on and off by means of backlighting. If a vehicle headlight (9) is used as background lighting, the 3D image can be switched on and off very quickly by switching this light source on and off, following the signal from the relevant sensors that signal the approach of a vehicle. A part/parts as well as the entire surface of the vehicle headlight (9) can be covered with the 3D image. The dimensions of the areas containing 3D images, their shape, number and location on the surface are arbitrary. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim elektrischen Ansatz die Verwendung einer anderen Lichtquelle (12) zur Beleuchtung des 3D-Bildes eingesetzt werden kann, dessen Leuchtdichte unabhängig vom Scheinwerfer des Fahrzeugs ist. Die Art der Lichtquelle (12), die Anzahl der Lichtquellen (12), die Reihenfolge ihrer Anordnung auf der Fahrzeugoberfläche und die Leuchtkraftparameter sind beliebig.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that in the electrical approach the use of another light source (12) can be used to illuminate the 3D image, the luminance of which is independent of the vehicle's headlight. The type of light source (12), the number of light sources (12), the order in which they are arranged on the vehicle surface and the luminosity parameters are arbitrary. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein 3D-autostereoskopisches Bild auf der Außenseite des Fahrzeugs beim Drehen des Lenkrads erscheinen kann, aber auch wenn das Gas- oder Bremspedal, Schalthebel oder Blinklichtschalter betätigt wird. Das 3D-Bild kann verschwinden, wenn die oben genannten Autoteile losgelassen werden.procedure after claim 1 , characterized in that a 3D autostereoscopic image can appear on the outside of the vehicle when turning the steering wheel, but also when the accelerator or brake pedal, gear lever or turn signal switch is operated. The 3D image may disappear when the above car parts are released. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als 3D-Darstellung eine beliebige Animation demonstriert werden kann. Die Animation kann zum Beispiel in Form einer Demonstration des Fahrzeugzusammenstoßes, des aggressiven Verhalten eines Tieres, das ein sich näherndes Fahrzeug abschreckt, Verkehrsschilder usw. präsentiert werden. Als Sonderfall der vorgeschlagenen Animation kann die Demonstration eines blinkenden 3D-Bildes sein, welches durch das abwechselnde Einschalten von 3D und 2D Bildern, erzeugt wird. In diesem Fall wird der Fahrer eines sich annähernden Fahrzeugs, das Auftreten und Verschwinden der virtuellen Größe mit einer gewissen Frequenz beobachten.procedure after claim 1 , characterized in that any animation can be demonstrated as a 3D representation. For example, the animation can be presented in the form of a demonstration of vehicle collision, aggressive behavior of an animal scaring off an approaching vehicle, road signs, etc. A special case of the proposed animation can be the demonstration of a blinking 3D image, which is generated by switching on 3D and 2D images alternately. In this case, the driver of an approaching vehicle will observe the appearance and disappearance of the virtual quantity with a certain frequency. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein 3D-Bild auf jeder Bildquelle, wie LCD, LED, OLED, Projektionsdisplay angezeigt oder sogar auf dem beliebigen Bildträger wie zum Beispiel Papier gedruckt werden kann.procedure after claim 1 , characterized in that a 3D image can be displayed on any image source such as LCD, LED, OLED, projection display or even printed on any image carrier such as paper. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des dargestellten 3D-Bildes auf der Außenseite des Fahrzeugs, je nach Abstand zwischen den Fahrzeugen, variieren kann. Je kürzer der Abstand, desto größer die 3D-Bildgröße. In diesem Fall erreicht die Bildgröße ihren Maximalwert bei der minimal zulässigen Entfernung, bei der noch keine Gefahr einer Kollision besteht. Mit zunehmender Entfernung kann die Größe des virtuellen 3D-Bildes abnehmen. Als Sonderfall zu den oben beschriebenen Fällen können die Volumenbilder ständig auf der Außenfläche des Fahrzeugs angezeigt werden, auch ohne Vorhandensein der Gefahr einer relativen Annäherung von Fahrzeugen.procedure after claim 1 , characterized in that the size of the displayed 3D image on the outside of the vehicle can vary depending on the distance between the vehicles. The shorter the distance, the larger the 3D image size. In this case, the image size reaches its maximum value at the minimum allowable distance at which there is no risk of collision. As the distance increases, the size of the 3D virtual image may decrease. As a special case to the cases described above, the volume images can be constantly displayed on the outer surface of the vehicle, even without the presence of the risk of a relative approach of vehicles.
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