CN110603167B - 用于可用在车辆中的头戴式视觉输出装置的移动式传感器设备和运行显示系统的方法 - Google Patents

用于可用在车辆中的头戴式视觉输出装置的移动式传感器设备和运行显示系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于能在车辆中使用的头戴式视觉输出装置(5)的移动式传感器设备(2)，该移动式传感器设备包括：检测装置(3)，用于检测车辆的车辆运动；和接口(4)，用于将涉及车辆运动的数据传输到头戴式视觉输出装置(5)。本发明还涉及一种用于运行显示系统(1)的方法，该显示系统具有移动式传感器设备(2)和至少一个头戴式视觉输出装置(5)。

Description

用于可用在车辆中的头戴式视觉输出装置的移动式传感器设 备和运行显示系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于可用在车辆中的头戴式视觉输出装置的移动式传感器设备和一种用于运行具有移动式传感器设备的显示系统的方法。本发明还涉及一种显示系统，该显示系统具有移动式传感器设备和至少一个头戴式视觉输出装置。
背景技术
在未来，在车辆中日益增多地使用沉浸式技术、例如虚拟现实眼镜等等。在此，可设想的应用场景是，车辆乘员在行驶期间也希望消费传统的媒体内容，如电影、电子游戏等等，或者例如在互联网上冲浪，这大多时候在平面的显示面上进行。在此可能出现所谓的“模拟器晕动症(Simulator Sickness)”。这种也被称为旅行病、运动病或晕动病的问题由于在一方面涉及身体的空间位置和运动的感官印象与另一方面涉及视觉感知的感官印象之间的矛盾而产生。因此，如果例如借助于虚拟现实眼镜显示的内容不匹配于在机动车中行驶期间由车辆乘员感知的运动，则车辆乘员可能会感到不舒服。
一种用于消除或至少用于减弱这种影响的合适手段是，显示随着相应的车辆的方向向量运动的结构，例如在虚拟现实眼镜或增强现实眼镜的佩戴者的周围可见范围中。人例如看向一种中央屏幕，其中，围绕该中央屏幕插入与车辆运动相适应的结构。
发明内容
本发明的目的是，以特别简单且可靠的方式防止头部佩戴有视觉输出装置的车辆乘员出现晕动病或至少减少出现晕动病的风险。
所述目的通过具有独立权利要求的特征的、用于可用在车辆中的头戴式视觉输出装置的移动式传感器设备和用于运行具有移动式传感器设备的显示系统的方法来实现。具有本发明的合适的和非平凡的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
用于可用在车辆中的头戴式视觉输出装置的移动式传感器设备包括：检测装置，用于检测车辆的车辆运动；和接口，用于将涉及车辆运动的数据传输到头戴式视觉输出装置。
在此，本发明基于以下认识，即，车辆、特别是较旧的车辆经常未配备有编程接口，其通常缩写为API，通过该编程接口可以将涉及车辆的车辆运动的数据例如传输到电子的数据眼镜，或者说为该电子数据眼镜提供涉及车辆的车辆运动的数据。移动式传感器设备是独立的小型硬件盒，其可以在传感器设备布置在有关车辆中时检测车辆的车辆运动。通过移动式传感器设备的接口可以将涉及车辆运动的数据传输到头戴式视觉输出装置，车辆乘员在随车辆行驶时戴上该头戴式视觉输出装置。
借助于移动式传感器设备可以以特别简单的方式为头戴式视觉输出装置提供涉及有关车辆的车辆运动的数据。根据开头所述的处理方法，头戴式视觉输出装置随后可以——除了真正的内容、例如媒体内容之外——根据所提供的、描述车辆的车辆运动的数据优选地在周围显示区中显示出与检测到的车辆运动相对应的结构。由此可以以简单且可靠的方式防止，视觉输出装置的佩戴者在随车辆行驶期间感到不适。
特别借助于移动式传感器设备能实现，在任意的车辆、例如机动车或其它车辆中使用头戴式视觉输出装置、例如电子数据眼镜，以用于显示多种不同的信息和媒体内容，而不会使视觉输出装置的佩戴者由此感到不舒服。视觉输出装置的用户仅需随身携带移动式传感器设备，该移动式传感器设备检测车辆运动，并且将与车辆运动有关的数据提供给视觉输出装置，该视觉输出装置随后——如已经描述的——可以确保，使视觉输出装置的佩戴者在随车辆前进期间和在戴上视觉输出装置时不会感到不舒服。
本发明的一个有利的实施方式提出，检测装置被设计为用于，检测车辆的运动方向。优选地，检测装置也被设计为用于，检测车辆的加速度。可以沿任意空间方向检测车辆的加速度。例如可以在随车辆行驶时检测，机动车正在沿哪个方向运动，机动车正在加速还是正在制动。转弯行驶和随之出现的横向加速度同样可以被检测。此外，检测装置优选地被设计为用于，检测车辆的位置。检测装置可以为此例如具有GPS-模块。因此在头戴式视觉输出装置运行时不仅可以纯粹地考虑车辆运动，而且也可以考虑车辆的位置，以便例如插入涉及车辆的瞬时位置的环境信息。这同样可以有助于，减少出现晕动病的风险。GPS-模块可以例如设计成可固定在车辆外侧的天线的形式、例如设计成磁性车顶天线等的形式。GPS-数据可以例如通过蓝牙连接传输到其余的、位于车辆中的传感器设备。此外，天线也应该能够——如果不是有源的——完美地磁性固定在可以布置在车辆中的、其余的传感器设备上。因此可以特别简单地共同运输天线和其余的传感器设备。此外也可能的是，天线具有夹子，借助于该夹子能将用作GPS-接收器的天线固定在车辆的窗户上。通过可安装在车辆外侧的GPS-模块可以提供特别精确的位置数据。
本发明的另一个有利的实施方式规定，检测装置具有能与车辆耦合的、用于检测车辆运动的数据接口。检测装置可以例如具有相应的插头，该插头可以被插入车辆侧的USB-接口或也可以被插入车辆侧的诊断插座中。以这种方式可以非常简单地使移动式传感器设备与车辆耦合，以便获得关于车辆运动的多种不同数据。此外也可能的是，检测装置无线地——优选通过在车辆侧提供的WLAN-接口——与车辆侧的主要单元、即数据处理装置耦合，该数据处理装置提供基于车辆运动而选出的数据。
另选地或附加地也可能的是，检测装置具有用于检测车辆运动的至少一个传感器。此外也可能的是，检测装置可以完全独立地提供所有涉及车辆运动的数据。这特别在以下情况时是有利的：在车辆侧完全不存在用于将检测车辆运动的移动式传感器设备耦合到机动车上的接口。
在本发明的另一个有利的设计方案中规定，接口被设计为用于，将涉及车辆运动的数据无线地和/或有线地传输到头戴式视觉输出装置。例如，移动式传感器设备可以通过蓝牙连接传输涉及车辆运动的数据。此外也可能的是，不仅移动式传感器设备、而且视觉输出装置都能与在车辆侧提供的WLAN连接。在这种情况下可以通过WLAN连接传输上述的、涉及车辆运动的数据。另选地或附加地也可能的是，移动式传感器设备可以简单地借助于缆线连接到视觉输出装置上，以便将涉及车辆运动的数据传输到视觉输出装置。在各种情况下都确保了，可以将涉及车辆运动的数据可靠地传输到视觉输出装置。
根据本发明的另一个有利的实施方式提出，移动式传感器设备具有饮料容器、特别是饮料罐的形状，该饮料罐能接纳在车辆的饮料杯架中。由此可以特别安全地、特别是也防碰撞地将移动式传感器设备接纳在车辆侧。此外可以由此确保，可以将传感器设备特别简单地、牢固地固定在任意车辆中。这对于借助于传感器设备本身测量的车辆运动是有利的。通过饮料容器的形状、特别是在标准化的罐或瓶形状的情况下，可以将传感器设备可靠地固定在车辆侧的饮料杯架中，并且在饮料杯架与传感器设备之间不会发生相对运动。传感器设备可以由此提供关于车辆运动的特别好的测量数据。
本发明的另一个有利的实施方式提出，移动式传感器设备具有电池和/或能与车辆连接的插头以用于供给能量。因此也就可以可靠地确保对传感器设备的能量供给。
在本发明的另一个有利的设计方案中提出，移动式传感器设备具有用于数字式图像和声音传输的另一个接口，使得数字式图像和声音数据能借助于移动式传感器设备接收并能传输到头戴式视觉输出装置。另外的接口可以例如是HDMI-接口。因此可以例如将流媒体棒(Streaming Media Stick)插入HDMI-接口中，借助于该流媒体棒可以无线地以流媒体方式播放电影。通过移动式传感器设备可以因此例如接收电影数据并且传输到头戴式视觉输出装置。或者也可以例如通过HDMI-接口连接游戏机，使得头戴式视觉输出装置可以非常简单地用作车辆中的游戏机的输出装置。
根据本发明的显示系统包括根据本发明的移动式传感器设备或移动式传感器设备的有利的实施方式以及至少一个头戴式视觉输出装置，该至少一个头戴式视觉输出装置被设计为用于，在其显示面的部分区域中显示与检测到的车辆运动相对应的结构，以便在车辆乘员佩戴视觉输出装置的情况下减少在视觉的感官印象与涉及车辆乘员的空间位置和/或运动的感官印象之间的矛盾。头戴式视觉输出装置优选地是虚拟现实眼镜、增强现实眼镜或增强现实透镜。
在根据本发明的用于运行根据本发明的显示系统的方法中或在根据本发明的显示系统的一个有利的实施方式中，借助于传感器设备检测车辆的车辆运动，并且将涉及车辆运动的数据传输到头戴式视觉输出装置，该头戴式视觉输出装置在其显示面的部分区域中显示与检测到的车辆运动相对应的结构，以便在车辆乘员佩戴视觉输出装置的情况下减少在视觉的感官印象与涉及车辆乘员的空间位置和/或运动的感官印象之间的矛盾。根据本发明的方法的有利的设计方案被视为移动式传感器设备或显示系统的有利的设计方案，其中，移动式传感器设备或显示系统特别具有用于实施方法步骤的装置。
本发明的其它优点、特征和细节从下面对优选实施例的说明以及根据附图得出。在不脱离本发明的范围的情况下，前面在说明书中提出的特征和特征组合以及后面在附图说明和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能在给出的组合中、而且也能单独地或也在其它组合中应用。
附图说明
图中示出：
图1示出显示系统的示意图，该显示系统具有移动式传感器设备和电子数据眼镜，其中，移动式传感器设备被设计为用于，检测车辆的车辆运动并且向电子数据眼镜提供与此有关的数据；和
图2示出电子数据眼镜的显示面的示意图，其中，在显示面的侧面的周围范围中相应于检测到的车辆运动显示出结构，以便防止在车辆中佩戴电子数据眼镜的车辆乘员出现不舒服的情况。
具体实施方式
在图1的示意图中示出具有移动式传感器设备2的显示系统1。移动式传感器设备2包括用于检测车辆的车辆运动的检测装置3和用于将涉及车辆运动的数据传输到显示系统1的电子数据眼镜5的接口4。电子数据眼镜5例如可以是虚拟现实眼镜或也可以是增强现实眼镜。但是，替代于电子数据眼镜5，也可以使用其它头戴式视觉输出装置、例如一个或多个增强现实透镜。
车辆乘员、特别是同车乘员可以戴上电子数据眼镜5，以便可以在行驶期间允许电子数据眼镜显示出多种不同的内容，例如电子游戏、网页或诸如电影等的媒体内容。在随车辆行驶期间可能发生的是，这种电子数据眼镜5的佩戴者感到不舒服，特别是在基于借助于电子数据眼镜5插入内容而引起的视觉的感官印象与涉及电子数据眼镜5的佩戴者的空间位置和运动的感官印象之间的差异越大时。
移动式传感器设备2是独立的硬件盒，该硬件盒可以使用在任意的车辆中。借助于检测装置3可以检测多种不同的、涉及车辆的车辆运动的参数并且将相应的数据通过接口4传输到电子数据眼镜5。检测装置3可以例如检测车辆的运动方向。同样地，检测装置3也可以检测车辆的加速度。此外，检测装置3也可以检测车辆的位置。检测装置3可以例如具有能与有关车辆耦合的数据接口以用于检测车辆运动。因此，检测装置3可以例如被插入车辆的车载-接口中或也可以被简单地插入USB-接口中，以便检测不同的车辆运动。另选地或附加地也可能的是，检测装置3具有一个或多个用于检测车辆运动的传感器。特别也可能的是，移动式传感器设备2可以完全独立于车辆检测相应的车辆运动。在这种情况下，移动式传感器设备2配备有相应的感测系统，借助于该感测系统可以独立地查明运动和加速度，并且必要时也独立地查明位置信息。
接口4既可以是无线的、也可以是有线的接口。例如，涉及车辆运动的数据可以通过蓝牙连接、WLAN连接或通过移动无线电连接传输到电子数据眼镜5。另选地或附加地也可能的是，简单地在移动式传感器设备2与电子数据眼镜5之间建立缆线连接，例如通过简单地将USB线插入电子数据眼镜5中的方式。
移动式传感器设备2可以例如具有饮料罐的形状，使得移动式传感器设备2可以被可靠地和安全地接纳并保持在有关车辆的饮料杯架中。由此在急速的行驶方式和突然的行驶机动的情况下也可以确保，移动式传感器设备2被安全地保持在车辆中。移动式传感器设备2优选地包括电池以为其供给能量。附加地，移动式传感器设备2可以例如通过插头与有关车辆连接，从而可以通过该插头为移动式传感器设备2供给能量，其中，此外因此也还可以给移动式传感器设备2的电池充电。
在图2中示意性示出电子数据眼镜5的显示面6。一方面可以识别出中央显示区域7，另一方面还在该中央显示区域的左侧和右侧显示出侧面的周围显示区域8。根据借助于移动式传感器设备2提供的、涉及车辆的运动的数据，在侧面的周围显示区域8中显示出与检测到的车辆运动相对应的结构。由此可以在车辆乘员佩戴电子数据眼镜5的情况下减少或完全消除在视觉的感官印象与涉及车辆乘员的空间位置和/或运动的感官印象之间的矛盾。
因此，车辆乘员可以在戴上电子数据眼镜5时在中央显示区域7中例如观看电影或也看到视频游戏的内容。在侧面的周围显示区域8中显示出结构，例如箭头或其它符号，这些结构与检测到的车辆运动需相应地运动。戴上电子数据眼镜5的车辆乘员坐在车辆中，如果该车辆例如正在被剧烈加速，则在周围区域8中显示的结构同样剧烈加速。反之，如果车辆突然被制动，则在周围显示区域8中显示的结构的前进运动同样被剧烈制动。当前车辆运动的视觉显示当然不仅限于在这种侧面周围显示区域8中的显示。所述结构的造型基本上也是任意的。重要的仅在于，电子数据眼镜5的佩戴者获得关于以下内容的视觉反馈：有关车辆以及进而佩戴者本身正在如何运动。由此可以在很大程度上减少或完全防止出现也被称为旅行病、运动病或晕动病的所谓的模拟器晕动症。
当然，基于涉及车辆运动的数据也能实现将车辆自身运动转化为借助于电子数据眼镜5显示的内容的其它应用。移动式传感器设备2可以特别完全独立于在其中装入移动式传感器设备2的车辆起作用。用户也就仅需要在有关车辆中一同携带电子数据眼镜5和移动式传感器设备2。随后，用户可以借助于电子数据眼镜5在随有关车辆行驶期间显示多种不同内容，其中，移动式传感器设备2以所述的方式检测车辆运动并为电子数据眼镜5提供与此有关的数据，因此可以大大减少或完全防止出现电子数据眼镜5的佩戴者不舒服的情况。

Claims (11)

1.一种用于能在车辆中使用的头戴式视觉输出装置(5)的移动式传感器设备(2)，该移动式传感器设备包括：
-检测装置(3)，用于检测车辆的车辆运动；
-接口(4)，用于将涉及车辆运动的数据传输到头戴式视觉输出装置(5)，
其中，所述移动式传感器设备(2)能够完全独立于车辆而检测相应的车辆运动，并且所述移动式传感器设备(2)具有能够被容纳在车辆的饮料杯架中的饮料容器的形状，从而使得该移动式传感器设备能够可靠地固定在车辆侧的饮料杯架中并且在饮料杯架与移动式传感器设备之间不会发生相对运动，其中，所述检测装置还包括用于检测车辆位置的GPS模块，从而在所述头戴式视觉输出装置运行时不仅能够纯粹地考虑车辆运动，而且也能够考虑车辆位置，所述GPS模块被设计成能够固定在车辆外侧的天线的形式。
2.根据权利要求1所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，检测装置(3)被设计为用于，检测车辆的运动方向。
3.根据权利要求1或2所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，检测装置(3)被设计为用于，检测车辆的加速度。
4.根据权利要求1或2所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，检测装置(3)具有能与车辆耦合的、用于检测车辆运动的数据接口。
5.根据权利要求1或2所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，检测装置(3)具有用于检测车辆运动的至少一个传感器。
6.根据权利要求1或2所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，接口(4)被设计为用于，将涉及车辆运动的数据无线地和/或有线地传输到头戴式视觉输出装置(5)。
7.根据权利要求1或2所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，移动式传感器设备(2)具有电池和/或能与车辆连接的插头以用于供给能量。
8.根据权利要求1或2所述的移动式传感器设备(2)，其特征在于，移动式传感器设备(2)具有用于数字式图像和声音传输的另外的接口，使得数字式图像和声音数据能借助于移动式传感器设备(2)接收和传输到头戴式视觉输出装置(5)。
9.一种显示系统(1)，该显示系统具有根据权利要求1至8中任一项所述的移动式传感器设备(2)和至少一个头戴式视觉输出装置(5)，所述至少一个头戴式视觉输出装置被设计为用于，在其显示面(6)的部分区域(8)中显示与检测到的车辆运动相对应的结构，以便在车辆乘员佩戴视觉输出装置(5)的情况下减少在视觉的感官印象与涉及车辆乘员的空间位置和/或运动的感官印象之间的矛盾。
10.根据权利要求9所述的显示系统(1)，其特征在于，头戴式视觉输出装置(5)是虚拟现实眼镜、增强现实眼镜或增强现实透镜。
11.一种用于运行根据权利要求9或10所述的显示系统(1)的方法，在该方法中，借助于传感器设备(2)检测车辆的车辆运动并将涉及车辆运动的数据传输到头戴式视觉输出装置(5)，该头戴式视觉输出装置在其显示面(6)的部分区域(8)中显示与检测到的车辆运动相对应的结构，以便在车辆乘员佩戴视觉输出装置(5)的情况下减少在视觉的感官印象与涉及车辆乘员的空间位置和/或运动的感官印象之间的矛盾。
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