CN102235869A - 用于标记汽车目的地的方法和信息系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于标记汽车目的地的方法和信息系统。本发明推荐了一种用于标记汽车目的地的方法。该方法包含有基于该目的地的位置、该汽车的位置以及该汽车的取向来确定该目的地相对于该汽车的位置的步骤，以及基于该目的地相对于该汽车的位置来求得标记该目的地的虚拟对象（210）的步骤，其中该虚拟对象（210）适于被嵌入到对于汽车乘客可视的真实汽车环境（200）中。

Description

用于标记汽车目的地的方法和信息系统

技术领域

本发明涉及一种用于标记汽车目的地的方法、一种相应的信息系统以及一种相应的计算机程序产品。

背景技术

WO 2006/064261公开了一种照相成像系统，其中在景观中被照相的特征或对象与具有典型特征或对象的数据库相比较，以从所产生的图像中删除被照相的特征或对象。该发明比如在军用直升机中被用于在景观中发现敌对对象。

在汽车导航系统中，已知在显示装置上的地图显示中导航目标的显示。另外已知的是以导航目标总是位于上方的形式来校准该地图。

发明内容

在此背景下，用本发明介绍了根据独立权利要求的、用于标记汽车目的地的方法、另外还介绍了采用该方法的信息系统，以及最后还介绍了相应的计算机程序产品。有利的扩展参见相应的从属权利要求和下文说明。

本发明所基于的知识是，如果把通常不可视的目的地的位置作为目的地标记表示在视野显示装置比如平视显示器（HUD）中，那么就能够便于汽车的驾驶员和/或乘客定向。比如可以在一种接触模拟平视显示器中以在水平标记之上的垂直标记的形式类似无线电塔或远山的形式来进行所述表示。本发明的方案除了该视野显示装置之外还基于一种导航系统以及必要时的外部照相机。

被称作平视显示器或视野显示装置的是如下系统：该系统把信息直接插入（einblendet）到驾驶员和/或乘客的视野中。与此相反，在一种俯视显示器或者在仪表板的情况下驾驶员在汽车中必须降低他的视线，以看到重要的显示比如速度或方向指示。虽然在平视显示器中数据被直接投射到挡风玻璃上，但是为乘客产生一种印象，好像图像距他约两个半米浮在发动机罩上。这所具有的优点是，驾驶员不再需要把视线脱离交通事件，并且眼睛调节的范围可以更少地失效。

根据一个实施方式，可以采用一种平视显示器，其可以直接把信息插入到真实的驾驶情景上。这种显示器通常被称作习惯语“接触模拟的以及增强的平视显示器”。借助该技术可以在挡风玻璃的定义显示区域中给驾驶员提供比如导航指示，其方式比如是，在他之前的道路直至地平线用颜色来标记。代替地或者附加地，可以把导航指示显示为直接位于车道上的箭头。车道或者由ACC系统（ACC=Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制）所探测的前进的汽车也可以给驾驶员直接插入到视野中。在接触模拟平视显示器中已知有不同的方案。一种变化方案是，在约15米的光学最小距离中显示已有的虚拟单像（monoskopische）HUD图像。在这种条件下可以通过采用次级深度标准，如遮挡或透视失真，看似真实地在任意大距离上来显示图形显示。其他的变化方案生成立体图像或者平的单像图像，其中这些图像伸展到大的深度范围上。要指出的是，接触模拟的平视显示器在汽车领域中逐渐变得重要。

本发明的核心是一种计算单元，该计算单元比如由导航数据来分析汽车的实际位置和取向，并计算目的地目前所位于的方位。通过必要时而具有的外部相机以及相应的图像处理算法，可以计算地平线的等高线。那么在理想情况下就可以在该HUD图像中插入目的地标记，使得其向驾驶员和/或乘客比如显示位于远处目的地的、在地平线上方可看到的“塔”。

针对在导航地图中目的地的显示或者地图的相应旋转，根据在此所介绍的方法，驾驶员不需要把视线偏离街道以进行定向。另外，在此所描述的显示方式导致了一种非常直观的定向方式，因为驾驶员比如在转向运动时能够立即识别目的地标记的相对运动，使得其参照一个远方的地点，因为该目标标记与地平线或天空上的一个远方的点保持叠合。由此，在“驱车游玩”时还能够在没有导航指示的情况下来驾驶，因为在平视显示器中总是一直注视其目的地或家乡，并且知道是否靠近或远离。

本发明提供了用于标记汽车目的地的一种方法，具有以下的步骤：基于目的地的位置、汽车的位置以及汽车的取向来确定该目的地相对于汽车的位置；以及基于该目的地相对于汽车的位置来求得对该目的地进行标记的虚拟对象，其中该虚拟对象适于被嵌入到对于汽车乘客可视的真实的汽车环境中。

在此所介绍的方法可以结合汽车的信息系统或导航系统而被应用。该目的地可以是汽车的最终旅行目的地或中间目的地。该目的地可以由汽车的乘客输入到汽车的导航系统中。当然该目的地也可以代表乘客的家庭住址。汽车的位置可以显示汽车的当前实际位置。从而该汽车的位置可以显示：该汽车在行驶的当前时间点时位于比如在起点和目的地之间路径的哪个点上。该汽车的位置可以例如借助GPS信息来求得。该汽车的取向可以描述该汽车当前取向的或者该汽车当前运动的方向例如方位。所述取向可以由街道走向来预先给定，并通过驾驶员的转向活动而被改变。为了确定在汽车与目的地之间的相对位置，可以采用一种合适的算法，该算法不断地或者以一定的时间间隔相应地处理位置信息和取向信息。为了求得虚拟的对象，可以采用另一合适的算法。该虚拟对象的种类以及为了求得所使用的算法可以在一个显示装置上相协调，其中借助该显示装置可以显示虚拟的对象。在该求得步骤中，可以确定该虚拟对象的大小、形状、颜色和/或显示位置。该显示位置在此可以相对于已有的真实汽车环境来确定，使得该虚拟对象好像嵌入到汽车环境中。在该求得步骤中比如可以确定控制信号，其中该控制信号可以被用于控制该显示装置，使得该虚拟对象能够借助该显示装置而被显示。该虚拟对象可以具有不同的、预先给定的或能够由汽车乘客选择的构型。该虚拟对象比如可以以建筑比如塔的形式而嵌入到真实的汽车环境中，使得为通常对于汽车乘客不可见的目的地而形成一个参照点，并对其进行标记。然而该虚拟对象也可以具有星或者垂线的形式，并具有可能变换的颜色。虚拟对象的嵌入比如可以通过投影来进行。对于汽车乘客可见的真实的汽车环境比如可以代表汽车驾驶员和/或汽车副驾驶的视野。该方法不仅可以在汽车行驶期间、而且可以在汽车静止状态时来实施。

根据一个实施方案，该方法具有在汽车的显示装置上显示虚拟对象的一个步骤。该显示装置可以是汽车的一种视野显示装置或一种平视显示器。在该视野显示装置中，该虚拟对象比如可以借助一种特殊的光学装置被映射到挡风玻璃中，使得针对驾驶员产生一种印象，好像该虚拟对象被浮动在汽车之前。借助对结合到挡风玻璃中的特殊LED的控制，那么也实现了这种虚拟效果。通过采用一种接触模拟的平视显示器，该虚拟对象甚至可以三维地被可视化，并且从而看似实际地作为汽车环境的组成部分。代替地或附加地，该显示装置可以是该汽车的显示真实汽车环境的屏幕。该屏幕可以与相机或图像检测装置相连接，其中该相机或图像探测装置设置在汽车上或之中，并能够检测汽车环境。这样就可以在该屏幕上显示所检测的汽车环境，并且还显示虚拟的对象。该视野显示装置或该平视显示器所具有的优点是，汽车的驾驶员不必将视线偏离挡风玻璃，并从而不必偏离在他前面的街道上的交通事件，就来获知关于目的地当前位置的信息。该信息借助该视野显示装置总是呈现在乘客的视野中，而乘客不必非常专注于此。由此一方面能够使驾驶行为明显更加安全。另一方面驾驶员可以总是确实一直注视他的目的地，使得他能够容易地至少部分地放弃导航系统的驾驶指示。如果在汽车中不具有平视显示器，那么根据本发明的方案也可以在采用与外部相机相连的屏幕情况下被转化。当然也可以比如出于冗余的原因除视野显示装置之外还采用相机和屏幕。该显示步骤可以响应于汽车乘客的相应输入来进行。乘客可以比如通过导航系统的键盘来进行输入。从而对于乘客能够容易地在其不再需要它的情况下来关闭该目的地标记。

根据另一实施方式，该确定步骤和求得步骤可以重复，使得能够对目的地和/或汽车的变化的位置和/或汽车的变化的取向加以考虑。比如目的地的变化的位置可以基于通过乘客向导航系统中输入新的目的地。汽车变化的位置可以由汽车的继续行驶来得到，而比如驾驶员的转向运动则影响汽车的取向。该确定步骤和求得步骤可以不断地重复，使得目的地相对于汽车的位置总是最新的，并且该视觉对象能够在该显示装置中在正确的并且相应变化的位置上被显示。可以响应于汽车的位置、目的地或者汽车的取向的变化来实施该步骤的重复。代替地或附加地，可以分别在一个预先确定的时长之后来重复这些步骤。

另外该目的地相对于汽车的位置可以基于在第一向量和第二向量之间的角度来确定。在此该第一向量可以通过汽车的位置和汽车的取向来定义，该第二向量可以通过汽车的位置和目的地的位置来定义。基于该角度的大小，在该汽车与目的地之间的位置关系可以容易地比如借助一种合适的算法在行驶的每个时间点快速而简单地被求得。

根据另一实施方案，该方法可以具有对真实汽车环境的地平线所进行的求得步骤。相应地可以在考虑该地平线的情况下来求得用于在真实汽车环境中嵌入虚拟对象的位置。该地平线可以代表在天与地之间的界限，比如其取决于诸如景观和建筑的地方条件。用于嵌入虚拟对象的位置其特点可以是：显示装置在其上在对于乘客可见的环境中插入虚拟对象的那个位置。

根据另一实施方式，该虚拟对象能够适于被嵌入在真实汽车环境中的地平线之上。根据该实施方式，该对象能够有利地如此被显示，使得其在乘客的眼中看似真实存在景观的完整组成部分。通过把它显示在地平线之上，可能重要的对象在前景中不被遮挡。

也可以在该求得步骤中另外还根据在目的地位置与汽车位置之间的距离来求得该虚拟对象的显示形式。该虚拟对象从而能够适于来被嵌入对于汽车乘客可视的真实汽车环境中，使得它的构型是与距离相关的。比如该对象的大小、粗细和/或颜色可以根据汽车与目的地的距离而变化。有利地可以向汽车的乘客介绍他是否接近该目的地或者是否远离目的地。比如如果该汽车位于该目的地附近，那么虚拟对象就可以显示得较大，并且如果该汽车远离该目的地，那么就显示得较小。

本发明另外还提供一种信息系统或驾驶员信息系统，尤其导航系统，其构造用于实施或转化根据本发明的方法的步骤。通过本发明的以信息系统形式的这种实施变化方案，本发明所基于的任务可以快速而有效地被解决。该信息系统可以是一种设备，其比如向汽车的驾驶员显示可能与所选择的行驶路线有关的信息。该信息系统可以具有一个操作部件，用户能够通过该操作部件把数据输入到该信息系统中。另外，该信息系统还可以具有比如以显示器的形式的输出装置，通过该输出装置可以给使用者显示信息。

有利的还是具有程序代码的一种计算机程序产品，其中当该程序在驾驶员信息系统上被执行时，那么程序代码就用于实施根据本发明的方法。该程序代码可以存储在一种机器可读的载体如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上，并且当该程序被执行时，那么该程序代码就可以被用于实施根据前述实施方式所述的方法。

附图说明

下面借助附图来示例地进一步解释本发明。其中：

图1示出了根据本发明一个实施例的、用于标记目的地的一种方法的流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的、目的地的可视化的示图；以及

图3示出了根据本发明一个实施例的、用于确定在目的地与汽车之间相对位置的方向向量的原理图。

具体实施方式

在本发明的优选实施例的下文说明中，对于在不同附图中所示的以及作用类似的单元采用相同的或类似的参考符号，其中省略了对这些单元的重复说明。

图1示出了根据本发明一个实施例的、比如在汽车的平视显示器中用于目的地标记的一种方法100的流程图。

在步骤110中，与目的地的位置以及汽车的当前位置以及汽车的取向有关的信息借助一种合适的算法被分析，以确定该目的地相对于汽车的位置。在步骤110中，该目的地相对于汽车方向的位置的计算原则上完全可以由导航系统的数据来实现。该计算比如可以基于在地图中的所谓“航向”、也即汽车的方向与到目的地的方位之间的角度。为了提高精确度以及消除GPS数据的延迟时间，在此可以参照附加的传感器技术比如指南针或旋转速率传感器技术。

在下一步骤120中，可以求得标记该目的地的虚拟对象。比如可以在步骤120中再进行一种算法运算，该算法运算采用了在步骤110中所确定的该目的地到该汽车的相对位置作为输入数据。由该算法运算比如可以得出在该汽车的显示装置中该虚拟对象应该在哪个位置被显示，以表示出与可视环境相关的精确目的地。在此该虚拟对象的构型可以是在此所使用的算法的组成部分，其形式是，比如该虚拟对象的显示在大小或颜色上根据该汽车与该目的地的距离而变化。

基于该汽车在由驾驶员所选择的路线上的运动，该目的地相对于汽车的位置连续地变化。因此该步骤110、120可以重复地实施。这样该虚拟对象可以如此被显示在该显示装置中，使得它总是看似嵌入到在真实汽车环境中通常对于乘客不可见的目的地的位置上。

图2示出了根据本发明一个实施例的、目的地可视化的图示。其示出了汽车环境200的情景，其中嵌入了一个虚拟对象210。该汽车环境200可以是汽车的驾驶员和/或副驾驶的视野，如同由乘客位置在汽车挡风玻璃之后所看到的。但是该汽车环境200的显示也可以是屏幕显示，其再现了由汽车的外部图像相机所检测的位于汽车之前的情景。根据在图2的图示，该虚拟对象210在汽车乘客的视野中标记了该目的地所位于的地理位置。该目的地通常由于与汽车的距离和/或汽车环境200的地形而不能用裸眼来识别。该虚拟对象210在此以垂线的形式来示出，其下端以汽车环境200中可见地平的地平线220结束。比如可以作为在地平上的红线来进行该目的地的可视化。这样该虚拟对象210如同被嵌入在该汽车环境200中。如果所使用的显示装置是一种接触模拟的平视显示器，那么该虚拟对象210由于与之相关的3D模拟而看似真实汽车环境200的完整的组成部分。如果该虚拟对象210不是如这里所示作为垂线而是比如以建筑或自然景观特征的形式来示出，那么该效果还可以进一步增强。该虚拟对象210也可以显示为彩色的比如红色，使得它更好地从实际的汽车环境200中凸显，并这样比如还可以容易地从眼角来识别。

由图2可看出，如果该虚拟对象或者该目标标记210看似在天空中，并且不应该低于地平线，那么就可能需要进行地平线220的计算。所述计算比如可以基于相机的图像来实施，其中该相机在汽车中已经被安装以用于驾驶辅助系统。如果不应该具有相机，那么就可以不是采用线而是采用其他形式的目的地标记210，比如以星的形式。对于目的地标记210的形式可以与之无关地考虑各种各样的变化方案，比如简单的线、旗杆上的终点旗、无线电塔的模拟、星的模拟、比如“伯利恒星”的模拟、或者其他飞行的对象、比如具有目的地标签的热气球。所述的线插入210也可以仅仅根据驾驶员的要求来进行。如果不具有用于识别地平线的外部图像相机，或者看不到天空，那么就可以显示一个细的垂直连续延伸的线来作为虚拟对象210，其再次在必要时仅取决于驾驶员的要求。对真实对象的遮挡在此将被接受。该标记210的大小和/或颜色和/或粗细可以随着至目的地的距离而变化。另外除了该目的地标记210之外还可以插入用于方位的标记线，比如“北极线”。也可以来考虑针对其他重要地点比如大城市、起始地点等的标记线。除了在平视显示器中该目的地标记210的可视化之外，还可以进行在其他输出介质中的可视化：如果比如该外部相机的图像在汽车中在一个显示器上被显示，比如用于“夜视”功能，那么该标记210也可以在此被显示，也即不采用平视显示器。

图3示出了根据本发明一个实施例的、用于确定在目的地和汽车之间相对关系的方向向量的原理图。其示出了汽车300、目的地310、第一向量320和第二向量330。该汽车300的位置借助一个点340来示出。该点340示出了该汽车300的当前位置，并且可以代表该汽车300的中点或者其他任意点。为了该求得汽车300的位置，比如可以借助GPS参照该点340。根据图3的图示，该第一向量320在点340上具有其起点，并指着该汽车的当前取向。该第二向量330同样在点340上具有其起点，其中它的取向通过该目的地310来确定。为了比如借助一种合适的算法来计算该目的地310相对于该汽车300的位置，可参照在该向量320、330之间的角度350。该角度350根据目的地310的变化而变化，比如由于驾驶员的人工输入、和/或该汽车300的位置340的变化和/或该汽车300的取向320。在此，比如在该汽车300沿着所选择的路线走向期间，该位置340进行变化。该取向320可以由于汽车300的驾驶员比如按照需要的转向动作而变化，以跟随路线走向的曲线。

所述的以及在附图中所示的实施例仅仅是示例地选择。不同的实施例可以全部或关于单个的特征而相互组合。一个实施例也可以通过另一实施例的特征被补充。另外，根据本发明的方法步骤可以重复，以及以与所述的顺序不同的顺序来实施。如果一个实施例在第一特征和第二特征之间具有“和/或”连接，那么就可以如此来理解：根据一个实施方式的实施例不仅具有该第一特征，而且具有该第二特征，根据另一实施方式的实施例要么仅具有该第一特征，要么仅具有该第二特征。

为了显示目的地标记，可以采用一种接触模拟的HUD，其具有视野或FoV（Field of View视野），其中该视野保证了通过挡风玻璃的大范围的对目的地标记的可见性。

Claims (10)

1.一种用于标记汽车（300）的目的地（310）的方法（100），具有以下的步骤：

基于该目的地的位置、该汽车的位置（340）以及该汽车的取向（320），来确定（110）该目的地相对于该汽车的位置；以及

基于该目的地相对于该汽车的位置，来求得（120）标记该目的地的虚拟对象（210），其中该虚拟对象适于被嵌入到对于汽车的乘客可视的真实汽车环境（200）中。

2.根据权利要求1所述的方法（100），其具有在该汽车（300）的显示装置上对该虚拟对象（210）进行显示的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法（100），其中该显示装置是该汽车（300）的视野显示装置和/或该汽车的显示真实汽车环境（200）的屏幕。

4.根据前述权利要求之一所述的方法（100），其具有对该确定（110）步骤和求得（120）步骤进行重复的步骤，以便对该目的地（310）的变化的位置和/或该汽车（300）的变化的位置（340）和/或该汽车的变化的取向（320）加以考虑。

5.根据前述权利要求之一所述的方法（100），其中基于在一个第一向量（320）与一个第二向量（330）之间的角度（350）来确定该目的地（310）相对于该汽车（300）的位置，其中该第一向量通过该汽车的位置（340）以及该汽车的取向（320）来定义，该第二向量通过该汽车的位置和该目的地的位置来定义。

6.根据前述权利要求之一所述的方法（100），其具有求得真实汽车环境（200）的地平线（220）的步骤，其中在考虑该地平线的情况下来求得用于把虚拟对象（210）嵌入到真实汽车环境（200）中的位置。

7.根据权利要求6所述的方法（100），其中该虚拟对象（210）被嵌入到真实汽车环境（200）中该地平线（220）之上。

8.根据前述权利要求之一所述的方法（100），其中在该求得（120）步骤中根据在该目的地（310）的位置与该汽车（300）的位置（340）之间的距离来求得该虚拟对象（210）的显示方式。

9.一种信息系统，尤其是导航系统，其构造用于实施根据权利要求1至8之一所述的方法（100）的步骤。

10.一种计算机程序产品，其具有程序代码，当该程序在信息系统上被执行时，该程序代码则用于实施根据权利要求1至8之一所述的方法。

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