DE102022118795A1 - Method for detecting the viewing direction of a user of data glasses for execution in a vehicle - Google Patents

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Tobias Bauernfeind
Wolfgang Haberl
Alan Keim
Manfred Pauli
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Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zur Erkennung der Blickrichtung eines Benutzers einer Datenbrille zur Ausführung in einem Fahrzeug, wobei die Datenbrille einen Sensor zur Erkennung der Blickrichtung des Benutzers umfasst, wobei das Fahrzeug einen Sensor umfasst zur Erkennung der Pose der Datenbrille relativ zum Fahrzeug und einen Sensor zur Erkennung der Pose des Fahrzeugs bezogen zum Umfeld, wobei das Verfahren umfasst: Erkennen der Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille mithilfe des in der Datenbrille integrierten Sensors; Erkennen der Pose der Datenbrille im Fahrzeug mithilfe des im Fahrzeug umfassen Sensors zur Posenerkennung der Datenbrille; Erkennen der Pose des Fahrzeugs bezogen auf das Umfeld; Bestimmen der Blickrichtung des Benutzers bezogen auf das Umfeld basierend auf der erkannten Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille, der erkannten Pose der Datenbrille und der erkannten Pose des Fahrzeugs.Disclosed is a method for detecting the viewing direction of a user of data glasses for execution in a vehicle, wherein the data glasses comprise a sensor for detecting the user's viewing direction, the vehicle comprising a sensor for detecting the pose of the data glasses relative to the vehicle and a sensor for Detecting the pose of the vehicle in relation to the environment, the method comprising: detecting the user's viewing direction relative to the data glasses using the sensor integrated in the data glasses; Detecting the pose of the data glasses in the vehicle using the sensor included in the vehicle for pose recognition of the data glasses; Detecting the pose of the vehicle in relation to the surroundings; Determining the user's viewing direction in relation to the environment based on the detected viewing direction of the user relative to the smart glasses, the detected pose of the smart glasses and the detected pose of the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Blickrichtung eines Benutzers einer Datenbrille zur Ausführung in einem Fahrzeug, sowie ein entsprechendes System aus Fahrzeug und Datenbrille.The invention relates to a method for detecting the viewing direction of a user of data glasses for execution in a vehicle, as well as a corresponding system consisting of vehicle and data glasses.

Heutzutage befinden sich Datenbrillen (manchmal auch Head-mounted Displays, HMD, genannt) in der Erprobung. Diese umfassen meist zwei transparente Displays mit Verarbeitungselektronik, auf denen einem Benutzer Informationen und Darstellungen angezeigt werden können. Die Anzeige kann auf kontaktanaloge Art erfolgen, also derart, dass dem Benutzer die angezeigte Information oder Darstellung in einem räumlichen Bezug zu einem Objekt im Umfeld erscheint.Today, data glasses (sometimes called head-mounted displays, HMD) are being tested. These usually include two transparent displays with processing electronics on which information and representations can be displayed to a user. The display can be carried out in a contact-analogous manner, i.e. in such a way that the displayed information or representation appears to the user in a spatial relationship to an object in the environment.

Ferner sind Fahrzeuge bekannt, die Innenraumkamerasystem integriert haben, mit denen die Insassen und insbesondere der Fahrer aufgenommen werden. Diese Aufnahmen werden beispielsweise dafür verwendet, die Aufmerksamkeit des Fahrers zu überprüfen.Furthermore, vehicles are known that have integrated interior camera systems with which the occupants and in particular the driver are recorded. These recordings are used, for example, to check the driver's attention.

Die Bedienung des Fahrzeugs und vom Fahrzeug gebotener Funktionen erfolgt meist über haptische bzw. Berührungseingaben oder Spracheingaben. Dies ist insbesondere bei Eingaben, die einen Bezug zum Umfeld des Fahrzeugs haben, mit Ablenkungen des Fahrers von der Fahraufgabe verbunden und auch nicht besonders komfortabel in der Ausführung.The vehicle and the functions offered by the vehicle are usually operated via haptic or touch inputs or voice inputs. This is associated with distractions for the driver from the driving task, particularly for inputs that are related to the vehicle's surroundings, and is also not particularly convenient to execute.

Die Aufgabe an den Fachmann ist die Bereitstellung von einfachen Bedienungsmöglichkeiten für Funktionen, die auf das Umfeld des Fahrzeugs bezogen sind.The task of the specialist is to provide simple operating options for functions that are related to the vehicle's environment.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The task is solved by the independent claims. Advantageous further training is defined in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Blickrichtung eines Benutzers einer Datenbrille zur Ausführung in einem Fahrzeug, wobei die Datenbrille einen Sensor zur Erkennung der Blickrichtung des Benutzers umfasst, wobei das Fahrzeug einen Sensor umfasst zur Erkennung der Pose der Datenbrille relativ zum Fahrzeug und einen Sensor zur Erkennung der Pose des Fahrzeugs bezogen zum Umfeld, wobei das Verfahren umfasst: Erkennen der Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille mithilfe des in der Datenbrille integrierten Sensors; Erkennen der Pose der Datenbrille im Fahrzeug mithilfe des im Fahrzeug umfassen Sensors zur Posenerkennung der Datenbrille; Erkennen der Pose des Fahrzeugs bezogen auf das Umfeld; Bestimmen der Blickrichtung des Benutzers bezogen auf das Umfeld basierend auf der erkannten Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille, der erkannten Pose der Datenbrille und der erkannten Pose des Fahrzeugs. Eine Pose ist die Angabe einer Position und eine mindestens zweidimensionale Ausrichtung, typischerweise dreidimensionalen Ausrichtung. Der in der Datenbrille verbaute Sensor ist typischerweise ein Eyetracker, insbesondere auf Kamerabasis.A first aspect of the invention relates to a method for detecting the viewing direction of a user of data glasses for execution in a vehicle, the data glasses comprising a sensor for detecting the user's viewing direction, the vehicle comprising a sensor for detecting the pose of the data glasses relative to the vehicle and a sensor for detecting the pose of the vehicle in relation to the environment, the method comprising: detecting the user's viewing direction relative to the smart glasses using the sensor integrated in the smart glasses; Detecting the pose of the data glasses in the vehicle using the sensor included in the vehicle for pose recognition of the data glasses; Detecting the pose of the vehicle in relation to the surroundings; Determining the user's viewing direction in relation to the environment based on the detected viewing direction of the user relative to the smart glasses, the detected pose of the smart glasses and the detected pose of the vehicle. A pose is the specification of a position and an at least two-dimensional orientation, typically three-dimensional orientation. The sensor built into the data glasses is typically an eye tracker, especially based on a camera.

Hierin wird also vorgeschlagen, dass ein in einer Datenbrille verbauter Eyetracker (hierin auch Sensor genannt) die Blickrichtung und ggf. Augenposition des Nutzers erkennt. Damit kann erkannt werden, wohin der Nutzer blickt. Bei einer Verwendung in einem Fahrzeug kann mit einem entsprechenden Brillentrackingsystem die Brille im Fahrzeug getrackt werden (also deren Pose erkannt werden). In Kombination mit dem Eyetracker in der Brille, kann nun ermittelt werden, wohin der Nutzer im Fahrzeug schaut beziehungsweise die Blickrichtung relativ zum Fahrzeug ermittelt werden. Mit einem im Fahrzeug verbauten INS (Inertial Navigation System) kann nun ermittelt werden, wohin der Nutzer in der Welt schaut, indem zuvor die Pose des Fahrzeugs (meist als zweidimensionale Ausrichtung auf der Oberfläche angegeben) bestimmt wird. Damit ist die technische Voraussetzung geschaffen, zu erkennen, auf welche Objekte der Nutzer im Umfeld des Fahrzeugs schaut.It is therefore proposed here that an eye tracker (also referred to herein as a sensor) installed in data glasses detects the user's viewing direction and, if applicable, eye position. This makes it possible to see where the user is looking. When used in a vehicle, a corresponding glasses tracking system can be used to track the glasses in the vehicle (i.e. their pose can be recognized). In combination with the eye tracker in the glasses, it can now be determined where the user is looking in the vehicle or the direction of view relative to the vehicle. With an INS (Inertial Navigation System) installed in the vehicle, it can now be determined where the user is looking in the world by previously determining the pose of the vehicle (usually specified as a two-dimensional orientation on the surface). This creates the technical prerequisite for recognizing which objects the user is looking at in the area around the vehicle.

Zusammengefasst: Der Nutzer schaut auf ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs. Die Blickrichtung wird durch die Eyetracker in der Datenbrille erfasst. Mit dem Brillentrackingsystem und INS im Fahrzeug kann das angeschaute Objekte identifiziert werden.In summary: The user looks at an object outside the vehicle. The direction of view is recorded by the eye trackers in the data glasses. With the glasses tracking system and INS in the vehicle, the objects viewed can be identified.

Das Verfahren umfasst vorteilhafterweise das Bestimmen des vom Benutzer betrachteten Objektes im Umfeld unter Verwendung der Bestimmten Blickrichtung bezogen auf das Umfeld und Daten zu Objekten im Umfeld des Fahrzeugs. Dabei kann vorgesehen sein, die Daten zu Objekten von einem entfernten Server über eine drahtlose Datenschnittstelle empfangen werdenThe method advantageously includes determining the object in the environment viewed by the user using the specific viewing direction in relation to the environment and data on objects in the environment of the vehicle. It can be provided that the data on objects is received from a remote server via a wireless data interface

Dies bedeutet, da die Position und die Orientierung des Fahrzeugs in der Welt bekannt ist, können nun Informationen zu den Objekten in der Umgebung abgerufen werden (z.B. mittels eines Kartendienstes). Damit ist es möglich, mittels Blick Objekte in der Welt für bereitgestellte Funktionen auszuwählen oder zu fokussieren.This means that since the position and orientation of the vehicle in the world is known, information about the objects in the environment can now be retrieved (e.g. using a map service). This makes it possible to select or focus on objects in the world for provided functions by looking.

Das Verfahren kann wie folgt erweitert werden: Erkennen einer Spracheingabe durch den Benutzer während der Benutzer ein Objekt betrachtet; Ausführen einer zur Spracheingabe gehörigen Aktion durch das Fahrzeug oder die Datenbrille.The method can be extended as follows: detecting voice input from the user while the user is viewing an object; Execution of an action related to the voice input by the vehicle or the data glasses.

Alternativ oder zusätzlich können folgende Schritte vorgesehen sein: Erkennen eines oder mehrerer Augenblinzeln während der Benutzer ein Objekt betrachtet; Ausführen einer zum Augenblinzeln gehörigen Aktion durch das Fahrzeug oder die Datenbrille.Alternatively or additionally, the following steps can be provided: detecting one or more eye blinks while the user is looking at an object; Performing an eye blinking action through the vehicle or smart glasses.

In der konkreten Anwendung kann folgendes vorgesehen sein: die Aktion ist eine Reservierung in einem Restaurant; das Ausgeben von Informationen zu einem Objekt, eine Vorgabe für ein automatisiertes Fahrsystem des Fahrzeugs, oder die Erstellung einer Essensbestellung.In the specific application, the following may be provided: the action is a reservation in a restaurant; outputting information about an object, a specification for an automated driving system of the vehicle, or creating a food order.

Es sind insbesondere folgende Interaktionen möglich:

  • - Der Nutzer schaut auf ein Restaurant vom Fahrzeug aus und stellt dem Fahrzeug die Frage „Kannst du mir hier für heute Abend einen Tisch reservieren“. Das Fahrzeug erkennt automatisch welches Restaurant gemeint ist.
  • - Der Nutzer schaut auf eine Sehenswürdigkeit und sagt „Erzähle mir von dieser Sehenswürdigkeit“. Das Fahrzeug erkennt, welche Sehenswürdigkeit gemeint ist, da die Blickrichtung erkannt wurde.
  • - Der Nutzer schaut auf ein Fahrzeug außerhalb und sagt: „Folge dem Fahrzeug“. Damit kann das Zielfahrzeug automatisch beispielsweise für eine automatische Fahrfunktion ausgewählt werden ohne weitere Bedienelemente zu betätigen.
  • - Dem Nutzer werden automatisch Informationen zu angeschauten Objekten angezeigt.
  • - Durch ein doppeltes Blinzeln (erkannt mit Eyetracker) können Objekte ausgewählt bzw. bestätigt werden (z.B. können bei einem Drive-In-Restaurant die Objekte angeschaut und so der Bestellung hinzugefügt werden).
The following interactions in particular are possible:
  • - The user looks at a restaurant from the vehicle and asks the vehicle the question “Can you reserve a table for me here this evening”. The vehicle automatically recognizes which restaurant is meant.
  • - The user looks at a landmark and says “Tell me about this landmark.” The vehicle recognizes which landmark is meant because the viewing direction has been recognized.
  • - The user looks at a vehicle outside and says: “Follow the vehicle”. This means that the target vehicle can be automatically selected, for example for an automatic driving function, without operating any additional controls.
  • - Information about viewed objects is automatically displayed to the user.
  • - By blinking twice (detected with an eye tracker) objects can be selected or confirmed (e.g. in a drive-in restaurant the objects can be viewed and added to the order).

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System, umfassend eine Datenbrille und ein Fahrzeug, wobei die Datenbrille einen Sensor zur Erkennung der Blickrichtung des Benutzers umfasst, wobei das Fahrzeug einen Sensor umfasst zur Erkennung der Pose der Datenbrille relativ zum Fahrzeug und einen Sensor zur Erkennung der Pose des Fahrzeugs bezogen zum Umfeld; wobei das System dazu eingerichtet ist, eines der vorstehenden Verfahren auszuführen.A further aspect of the invention relates to a system comprising data glasses and a vehicle, the data glasses comprising a sensor for detecting the user's viewing direction, the vehicle comprising a sensor for detecting the pose of the data glasses relative to the vehicle and a sensor for detecting the Pose of the vehicle in relation to the surroundings; wherein the system is adapted to carry out one of the above methods.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

  • 1 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a flowchart according to an exemplary embodiment of the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF THE EXAMPLE EMBODIMENT

1 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren wird in einer Datenbrille in einem Fahrzeug ausgeführt, wobei die Datenbrille einen Sensor zur Erkennung der Blickrichtung des Benutzers umfasst, wobei das Fahrzeug einen Sensor umfasst zur Erkennung der Pose der Datenbrille relativ zum Fahrzeug und einen Sensor zur Erkennung der Pose des Fahrzeugs bezogen zum Umfeld. In einem Schritt S1 wird die Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille mithilfe des in der Datenbrille integrierten Sensors erkannt. Im Schritt S2 wird die Pose der Datenbrille im Fahrzeug mithilfe des im Fahrzeug umfassen Sensors zur Posenerkennung der Datenbrille erkannt. Im Schritt S3 wird die Pose des Fahrzeugs bezogen auf das Umfeld erkannt. Die Schritte S1 bis S3 können nacheinander oder im Wesentlichen gleichzeitig und fortlaufend ausgeführt werden. Im sich anschließenden Schritt S4 wird die Blickrichtung des Benutzers bezogen auf das Umfeld bestimmt basierend auf der erkannten Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille, der erkannten Pose der Datenbrille und der erkannten Pose des Fahrzeugs. 1 shows a flowchart according to an exemplary embodiment of the invention. The method is carried out in data glasses in a vehicle, the data glasses comprising a sensor for detecting the user's viewing direction, the vehicle comprising a sensor for detecting the pose of the data glasses relative to the vehicle and a sensor for detecting the pose of the vehicle in relation to the Environment. In a step S1, the user's viewing direction relative to the data glasses is detected using the sensor integrated in the data glasses. In step S2, the pose of the data glasses in the vehicle is recognized using the sensor included in the vehicle for pose recognition of the data glasses. In step S3, the pose of the vehicle in relation to the surroundings is recognized. Steps S1 to S3 can be carried out sequentially or substantially simultaneously and continuously. In the subsequent step S4, the user's viewing direction in relation to the surroundings is determined based on the recognized viewing direction of the user relative to the data glasses, the recognized pose of the data glasses and the recognized pose of the vehicle.

Claims (8)

Verfahren zur Erkennung der Blickrichtung eines Benutzers einer Datenbrille zur Ausführung in einem Fahrzeug, wobei die Datenbrille einen Sensor zur Erkennung der Blickrichtung des Benutzers umfasst, wobei das Fahrzeug einen Sensor umfasst zur Erkennung der Pose der Datenbrille relativ zum Fahrzeug und einen Sensor zur Erkennung der Pose des Fahrzeugs bezogen zum Umfeld, wobei das Verfahren umfasst: Erkennen der Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille mithilfe des in der Datenbrille integrierten Sensors; Erkennen der Pose der Datenbrille im Fahrzeug mithilfe des im Fahrzeug umfassen Sensors zur Posenerkennung der Datenbrille; Erkennen der Pose des Fahrzeugs bezogen auf das Umfeld; Bestimmen der Blickrichtung des Benutzers bezogen auf das Umfeld basierend auf der erkannten Blickrichtung des Benutzers relativ zur Datenbrille, der erkannten Pose der Datenbrille und der erkannten Pose des Fahrzeugs.Method for detecting the viewing direction of a user of data glasses for execution in a vehicle, the data glasses comprising a sensor for detecting the user's viewing direction, the vehicle comprising a sensor for detecting the pose of the data glasses relative to the vehicle and a sensor for detecting the pose of the vehicle in relation to the surroundings, the process comprising: Detecting the user's viewing direction relative to the smart glasses using the sensor integrated in the smart glasses; Detecting the pose of the data glasses in the vehicle using the sensor for pose recognition of the data glasses included in the vehicle; Detecting the pose of the vehicle in relation to the surroundings; Determining the user's viewing direction in relation to the environment based on the detected viewing direction of the user relative to the smart glasses, the detected pose of the smart glasses and the detected pose of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der in der Datenbrille integrierte Sensor ein Eyetracker ist.Procedure according to Claim 1 , whereby the sensor integrated into the data glasses is an eye tracker. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen des vom Benutzer betrachteten Objektes im Umfeld unter Verwendung der Bestimmten Blickrichtung bezogen auf das Umfeld und Daten zu Objekten im Umfeld des Fahrzeugs.Method according to one of the preceding claims, further comprising: determining the object in the environment viewed by the user using the determined Viewing direction related to the surroundings and data on objects in the area surrounding the vehicle. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Daten zu Objekten von einem entfernten Server über eine drahtlose Datenschnittstelle empfangen werden.Procedure according to Claim 3 , where data about objects is received from a remote server via a wireless data interface. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, ferner umfassend: Erkennen einer Spracheingabe durch den Benutzer während der Benutzer ein Objekt betrachtet; Ausführen einer zur Spracheingabe gehörigen Aktion durch das Fahrzeug oder die Datenbrille.Procedure according to Claim 3 or 4 , further comprising: recognizing voice input from the user while the user is viewing an object; Execution of an action related to the voice input by the vehicle or the data glasses. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, ferner umfassend: Erkennen eines oder mehrerer Augenblinzeln während der Benutzer ein Objekt betrachtet; Ausführen einer zum Augenblinzeln gehörigen Aktion durch das Fahrzeug oder die Datenbrille.Procedure according to Claim 3 or 4 , further comprising: detecting one or more eye blinks while the user is viewing an object; Performing an eye blinking action through the vehicle or smart glasses. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Aktion eine Reservierung in einem Restaurant; das Ausgeben von Informationen zu einem Objekt, eine Vorgabe für ein automatisiertes Fahrsystem des Fahrzeugs, oder die Erstellung einer Essensbestellung ist.Procedure according to Claim 5 or 6 , the action being a reservation at a restaurant; the output of information about an object, a requirement for an automated driving system of the vehicle, or the creation of a food order. System, umfassend eine Datenbrille und ein Fahrzeug, wobei die Datenbrille einen Sensor zur Erkennung der Blickrichtung des Benutzers umfasst, wobei das Fahrzeug einen Sensor umfasst zur Erkennung der Pose der Datenbrille relativ zum Fahrzeug und einen Sensor zur Erkennung der Pose des Fahrzeugs bezogen zum Umfeld; wobei das System dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.System comprising data glasses and a vehicle, the data glasses comprising a sensor for detecting the user's viewing direction, the vehicle comprising a sensor for detecting the pose of the data glasses relative to the vehicle and a sensor for detecting the pose of the vehicle in relation to the environment; wherein the system is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20210056764A1 (en) 2018-05-22 2021-02-25 Magic Leap, Inc. Transmodal input fusion for a wearable system

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