CN111373461A

CN111373461A - 利用显示单元显示车辆或对象前方的安全区域的走向的方法、执行该方法的设备及机动车辆和计算机程序

Info

Publication number: CN111373461A
Application number: CN201880076615.9A
Authority: CN
Inventors: A.卡斯纳; M.亨宁; N.施密特
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2020-07-03
Also published as: DE102017221191A1; EP3718097A1; US20200369149A1; WO2019101491A1; DE102017221191B4; US11325471B2

Abstract

本发明涉及一种用于显示车辆（10）或对象前方的安全区域的方法。所述安全区域被叠加在显示单元（20）上，特别是平视显示器（HUD）或数据眼镜上。该方法的特征在于，以网格形式示出所述安全区域，其中所述网格（22）的背离车辆的末端显示：在所测量的速度情况下、在考虑到所确定的环境的情况下的所述安全区域的末端。

Description

利用显示单元显示车辆或对象前方的安全区域的走向的方法、执行该方法的设备及机动车辆和计算机程序

技术领域

本提议涉及驾驶员信息系统的技术领域，所述驾驶员信息系统也以信息娱乐系统公知。在此特别涉及一种用于在显示单元上显示车辆或对象前方的安全区域的方法。这样的系统尤其使用在车辆中。但是也存在在带有数据眼镜的行人、骑自行车的人等的情况下使用本发明的可能性。本提议还涉及一种用于执行该方法的相应设计的设备，以及涉及一种机动车辆和一种计算机程序。

背景技术

目前，正在对以后应当实现自主驾驶的技术密集地进行工作。在此，第一方案并不是使驾驶员完全从驾驶员的任务中解除负担，而是确保驾驶员可以随时接管对车辆的控制。该驾驶员还此外承担监视功能。通过诸如平视显示器（HUD）这样的驾驶员信息系统领域的较新技术而可能的是：更好地告知驾驶员其车辆环境中发生的情况。

因此，在不久的将来应假定：在系统方面通过使用较新技术（车辆对车辆通信，使用数据库，车辆传感装置等）而使得关于在自己车辆的直接环境中的对象（特别是车辆）的全面信息变得可用。在车辆传感装置的领域，特别是提到了实现环境观察的以下组件：与无线电探测和测距相对应的RADAR设备，与光探测和测距相对应的LIDAR设备，主要用于间距检测/间距警告领域；以及具有相应图像处理装置的相机，用于对象识别领域。因此，关于所述环境的数据可以被考虑作为针对系统侧的行驶建议、警告等的基础。例如，因此能够设想：关于周围的另外车辆想要向哪个方向（可能在自己的轨迹中）转向的显示/警告。

目前，也可能借助于利用诸如LTE的系统进行的移动通信来进行车辆对车辆通信，其中LTE对应于Long Term Evolution（长期演进）。这里，已由3GPP组织通过了名为LTE V2X的规范。作为替代，基于WLAN技术的系统、特别是根据WLAN p的系统针对车辆直接通信而言可供使用。

术语“自主驾驶”在文献中部分地被不同地使用。

因此，这里为了阐明该术语还呈现以下插入部分。自主驾驶（有时也称为自动驾驶、自动化驾驶或无人驾驶）应理解为在很大程度上自主地表现的车辆、移动机器人和无人驾驶运输系统的前进。存在术语“自主驾驶”的不同分级。在此，即使车辆中有驾驶员，该驾驶员可能仅还接管对自动驾驶过程的监视，那么在确定级别上也可以论及自动驾驶。在欧洲，不同交通部（在德国参与的是德国公路局）共同合作并定义了以下自主级别。

•级别0：“仅限驾驶员”，即驾驶员自己驾驶、转向、加速、制动等。

•级别1：特定的辅助系统帮助车辆操作（尤其是间距调节系统—自动巡航控制ACC等）。

•级别2：部分自动化。尤其是自动停车、车道保持功能、一般的纵向引导、加速、制动等由辅助系统（尤其是拥堵助手）接管。

•级别3：高度自动化。驾驶员不必持续监视所述系统。车辆独立执行诸如触发转向灯、变换车道和保持车道的功能。驾驶员可以着手于其他事物，但在需要的情况下，所述系统会在预警时间内要求驾驶员接管引导。这种自主形式在高速公路上从技术上是可行的。立法者正致力于批准级别3-车辆。为此已经完成了法律的框架条件。

•级别4：全自动。对车辆的引导由所述系统持续接管。如果所述系统不再能够胜任驾驶任务，则可以要求驾驶员接管所述引导。

•级别5：不需要驾驶员。除了设定目的地和启动所述系统外，不需要人工干预。

自级别3起的自动化驾驶功能减轻了驾驶员而言对控制车辆的责任。

由于目前朝着更高的自主级别发展、但是在此许多车辆仍像以前那样由驾驶员控制，应假定：相应的附加信息已可以以中期的方式已经用于手动引导的车辆，而并非以长期的方式用于高度自动化的系统。

对于驾驶员与车辆的交互，在此提出了以下问题：如何显示所述信息，使得产生对于人类驾驶员的真正的附加价值并且使得该驾驶员也能够快速或者说直观地查找所提供的信息。在此，从现有技术已经知道该领域中的以下解决方案。

汽车行业中的未来愿景是能够用虚拟要素来对自己车辆的挡风玻璃进行播放，以便对于驾驶员而言实现一些优点。使用所谓的“增强现实”技术（AR）。相应的德语术语“erweiterten Realität（经扩展的现实）”不太常见。在此，以虚拟要素来使真实环境丰富。这具有多个优点：无需向下看非挡风玻璃的显示器，这是因为在所述挡风玻璃上成像了许多相关信息。因此，驾驶员不必使其视线从车行道移开。此外，由于这些虚拟要素位置精确地定位在真实环境中，在驾驶员方面的较少的认知工作是可能的，因为不必在单独的显示器上进行图形的解释。鉴于自动驾驶方面，同样可以产生附加价值。

由于技术手段当今相应受限，因此可以假定：以中期的方式，车辆中不会遇到可全播放的挡风玻璃。当前在车辆中使用平视显示器。这些平视显示器（HUD）还具有所述HUD的图像看起来更接近真实环境的优点。这些显示器实际上是将图像投影到所述挡风玻璃上的投影单元。但是，从驾驶员的角度来看，根据模块的结构型式而定地，该图像位于车辆前方几米到15米处。

在此，所述“图像”如下地组成：其并非是虚拟显示，而是到虚拟世界中一种“钥匙孔”。理论上，虚拟环境被置于真实世界之上并且包含在行驶时对驾驶员进行支持和通知的虚拟对象。所述HUD的有限显示面导致可以看到其中的片段。因此，人们通过所述HUD的显示面观看虚拟世界的所述片段。由于所述虚拟环境对真实环境进行补充，因此在这种情况下也论及“混合现实”。

从DE 10 2007 016 868 A1已知一种用于显示车辆前方的车行道走向的方法，其中确定所述车辆的当前速度。在此，确定车辆环境的位于所述车辆前方的点，使得在考虑当前的车辆速度的情况下来确定这些点的光流，并为了显示所述车行道走向而将用于示出所述光流的符号叠加到平视显示器中。

从WO 2005/053991 A1已知一种用于支持路径控制方法的系统和方法。该方法和系统用于支持路径控制，特别是船或飞机的路径控制或在道路上或越野环境中的车辆的路径控制。在此，该方法在执行中由以下步骤（a）和（b）中的至少一个组成：（a）基于车辆运动数据来估计所述车辆的实际未来路径并且向驾驶员光学地和/或声学地和/或触觉地显示所估计的实际未来路径，（b）检测所述车辆的实际当前路径，估计检测到的实际当前路径与期望的当前路径的当前偏差，并且向所述驾驶员光学地和/或声学地和/或触觉地显示所估计的当前偏差。

从DE 10 2012 222 380 A1已知一种立体平视显示器，其中确定显示单元的光技术参数，如来自车辆环境的背景色和亮度，特别是仅根据车辆的位置、在所述车辆的位置处确定的降水、在所述车辆的位置处确定的环境温度、时间信息和/或外部数据源的至少一个值来确定光技术参数。

从DE 10 2006 032 770 A1已知一种具有平视显示器的机动车辆，其中利用所述平视显示器显示所述机动车辆的制动距离。为了对驾驶员直接阐明所述制动距离的长度，在所述平视显示器中利用投影的横条来可视化虚构的点，由于制动过程的启动而使得所述机动车辆在所述虚构的点处停止。优选地，当前的制动距离不仅在实际的制动过程中，即在压下制动踏板时显示，而且在整个行驶运行期间持续显示。

从DE 10 2011 121 763 A1已知一种用于在车辆的显示设备上示出间距信息的方法。该方法的特征在于，利用相机记录位于所述车辆前方的车道的真实图像，并且根据所述车辆的至少一个行驶动态参量来确定距前方行驶车辆的安全间距。对所述真实图像扩展出以横条形式的虚拟图像部分，所述虚拟图像部分以位置正确的方式显示了距所述前方行驶车辆的安全间距。

从GB 2 419 118 A已知一种平视显示系统，其中将被照亮的水平线或带投影到车辆前窗上，以便向驾驶员显示安全间距，所述驾驶员在自身的速度情况下应当以该安全间距来跟随前方行驶车辆。

迄今已知的“增强现实”显示（AR显示）的大的优点在于，相应的显示直接在环境内示出或作为环境的一部分示出。相对接近的示例大多涉及导航领域。经典的导航显示器（在常规HUD中）通常显示示意图（例如，直角延伸的箭头指向右侧作为对于应当在下一时机时向右转的标志），而AR显示则提供了明显更为有效的可能性。由于所述显示可以作为“环境的一部分”被示出，因此可以极其快速和直观地对用户进行解释。尽管如此，迄今已知的方案也具有不同的问题，其中针对这些问题在当前时间点并不已知任何解决方案。

已知的解决方案具有不同缺点。在本发明的范畴内已认识到这一点。在这些已知的解决方案中存在如下的问题：根据环境条件、特别是行驶状况而定地，对安全区域的显示要么难以能够识别，要么是太引人注目的而从车行道上的实际情况分散开注意力。

因此，存在对进一步改进对车辆前方的安全区域的显示的需求，所述显示应当可变地适配于环境条件，由此能够不发生驾驶员的注意力分散。

发明内容

本发明的任务在于，找到这种方案。另一任务在于，反过来应当防止在特定的环境条件下行驶方向走向显示得太弱而使得驾驶员难以遵循该走向。

该任务通过根据权利要求1所述的用于借助于显示单元显示车辆或对象前方的安全区域的方法，根据权利要求12所述的用于执行该方法的设备以及根据权利要求14所述的机动车辆和根据权利要求15所述的计算机程序来解决。

从属权利要求包含与这些措施相对应的以下描述的本发明的有利扩展和改进。

根据本发明的解决方案是放弃进行掩盖的面，并且取而代之地以碎片化的形式来构型所述安全区域的图示。在该方式中看出一系列优点，这些优点除了满足较少掩盖环境以及同时有足够容错性的要求之外还在于，基于生物进化学的前提条件，人类感知设备能够毫不费力地将各个显示要素理解为连贯的提示。优选地，以网格形式进行所述安全区域的示出，其中所述网格的背离所述车辆的末端显示：在所测量的速度情况下并且可选地在考虑到所检测的环境条件的情况下的所述安全区域的末端。直到所述安全区域的末端，在考虑到所述环境条件和适当的反应时间的情况下，驾驶员还可以使所述车辆停止。

在本发明的一种构型中，这样计算所述安全区域的图示，使得所述图示描绘所述车辆的瞬时制动距离或停止距离。如果所述车辆的速度和/或环境条件、如降水状况、温度、湿度改变，则所述制动距离也因此改变，并且与之相应地于是使所述安全区域的图示也改变。

在本发明的另一构型中，在基于环境检测而被评价为毫无问题的行驶状况情况下示出网格的经缩小的形式，其中特别是仅显示所述网格的角点。这具有如下优点：所述安全区域的图示进入背景中，并且所述驾驶员虽然在有意地看向那里时可以识别出所述安全区域的尺寸，却在其他方面并不被所述安全区域的叠加所干扰。

相反，在已被评价为需要所述驾驶员提高注意力的行驶状况下，完整地示出所述网格，并且附加地根据状况而定地在经叠加的网格前方的行驶路径的以下位置处叠加虚拟的停止线，在该位置处需要所述驾驶员提高注意力。每当所述安全区域变得以完整的网格形式可见时，这对于所述驾驶员而言就是提高注意力的提示。当叠加所述停止线时，所述驾驶员就可以已经调整至制动过程并且例如“关小油门”。

被评价为需要所述驾驶员提高注意力的典型行驶状况对应于：随着接近具有应当注意的优先行驶规则的交叉路口或十字路口而在没有优先行驶权利的道路上的行驶，其中所述优先行驶规则例如为右转先于左转、停车道或优先行驶道路。在其他行驶状况的情况下也可考虑完整的网格叠加。其他示例是：前方车辆的突然制动，出现诸如坑洼、鹅卵石等的车行道不规则性，以及在需要所述驾驶员以改变速度或转向动作的方式行动的其他状况下，例如：车行道上的动物或人或车行道上的障碍物。

作为可以用于提高驾驶员注意力的其他措施，在预测另外的交通参与者进入所述车辆前方的安全区域的行驶状况的情况下，附加地以彩色方式强调地示出所述网格。

在此在其他构型中，所述着色可以动态地进行，其中网格点径向地从如下方向来着色，所述另外的交通参与者可能从所述方向进入所述车辆前方的安全区域内。然后，由此对于所述驾驶员而言，也可以直观地看到危险从哪个方向来临。

附加地，在所述车辆接近所述虚拟的停止线时可以将所述网格计算为使得所述网格以压缩形式叠加，从而如果已将所述网格的位置计算为使得所述网格的背离车辆的末端已到达所述停止线，则所有网格点都定位在所述停止线的前方。因此，所述网格不会移动到十字路口或转弯中。通过所述压缩将注意力集中到如下停止线上，与“固定于车辆”的网格不同，所述停止线位于道路上的特定位置处（固定于道路）。所述网格的长度虽然由于所述压缩而不再能对所述制动距离进行可视化，但是该方式为所述驾驶员提供了在这种状况下的重要的信息，即该驾驶员必须无条件地在所述道路上的哪个位置处停车。只要所述停止距离大于到障碍物的距离，就对一直所述网格进行压缩。所述障碍物可以是所述虚拟的停止线，不过也可以是例如进行制动的前方车辆。然后，将所述网格压缩为使得其在所述前方车辆之前结束。

可以在下一个升级级别实现进一步提高注意力，其方式是附加地对所述虚拟的停止线着色。

同时或者作为其他升级级别，可以还要更强烈地提示危险状况，其方式是，相对于对所述虚拟的停止线着色而言附加地，还叠加一个或多个动作请求符号。从而，非常紧急地提示所述驾驶员开始制动过程的必要性。作为动作请求符号，优选使用制动请求符号。

优选地，这样叠加所述动作请求符号，使得所述动作请求符号被显示得好像漂浮在所述虚拟的停止线之上。由此来实现：即使经增强的停止线这样近地位于车辆前方以使得该停止线不再能够显示在平视显示器的可见区域（Field of View（视野））中，那么该符号由于其在道路表面之上的高度也还是保持可见。

对于用于执行所述方法的设备有利的是，所述设备具有显示单元，利用所述显示单元能够将虚拟的附加信息叠加到驾驶员或对象的操作人员的视野中。这在平视显示器的情况下以及也在数据眼镜的情况下存在。此外，所述设备应当具有计算单元和检测装置。利用所述检测装置，检测速度和环境以及可选地还检测其他环境条件。在此，所述计算单元被设计为根据所述速度和/或检测到的环境/环境条件来为所述安全区域的显示计算网格，其中所述网格的背离车辆的末端显示所述安全区域的末端。为了识别另外的车辆、交通参与者、障碍物等，检测所述环境。非常精确地检测自己在所述环境中的位置也是重要的。这是有利的，由此可以实现“匹配精确”的增强。这还包括检测未来的道路走向，因为所述网格的显示应当适配于所述道路走向，而不应例如位于道路旁的弯道中。就此而论，还应检测并考虑关于所述车辆的控制过程的数据，如自己的转向角、“转向灯”的设置或车道内的横向偏差，以便能够例如在变换车道时在所述车辆的未来轨迹上正确地叠加所述网格。作为环境条件可以检测的天气条件，诸如下雨、暴雨、雪、冰雹或雾这些降水类型。由此还可以检测可见性条件。前提是存在相应的传感装置。替代地，还可以使用非常精确的天气报告，该天气报告例如通过因特网被加载。

特别有利的是，所述显示单元被实施为平视显示器。代替平视显示器，可以在所述设备中使用数据眼镜或监视器作为显示单元，在该监视器上显示相机图像，所述网格被叠加到该相机图像中。

根据本发明的设备可以有利地使用在机动车辆中。在所述车辆中，本发明优选地被这样实现，使得所述显示单元例如以平视显示器的形式固定地安装在所述车辆中。尽管如此，如果将来允许驾驶员使用数据眼镜，则借助于所述数据眼镜的可能实现形式也是可能的。

如所提到的，如果所述显示单元相对应于数据眼镜，则也可以有利地使用本发明。于是，即使在行人、骑自行车的人、骑摩托车的人等处也可以使用根据本发明的方法。

如对于根据本发明的方法所描述的那样的相应优点适用于计算机程序，其中所述计算机程序在所述设备的计算单元中执行以便执行根据本发明的方法。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且在下面基于附图详细解释本发明的实施例。

图1示出了借助于平视显示器在行驶期间将信息叠加到车辆驾驶员的视野中的原理；

图2示出了车辆的典型驾驶舱；

图3示出了车辆的信息娱乐系统的框图；

图4示出了用于显示行驶方向走向的网格叠加的两个图示，一次是在直线路段上，一次是在驶过弯道时；

图5示出了根据本发明以网格形式将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的原理；

图6示出了根据本发明的第一实施例以网格形式将安全区域缩小地叠加到车辆驾驶员的视野中的图示；

图7示出了根据本发明的第二实施例以网格形式将安全区域完全叠加到车辆驾驶员的视野中的图示；

图8示出了根据本发明的第三实施例以网格形式将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的图示；

图9示出了根据本发明的第四实施例以网格形式将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的图示；

图10示出了根据本发明的第五实施例以网格形式将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的图示；

图11示出了根据本发明的第六实施例以网格形式将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的图示，其中该图示具有制动请求符号的叠加；

图12示出了根据本发明的第五实施例以网格形式将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的图示，其中仅制动请求符号的叠加还是可见的；

图13示出了根据本发明的第五实施例在升级级别情况下将安全区域叠加到车辆驾驶员的视野中的图示，其中在所述在升级级别情况下仅制动请求符号的叠加还是可见的，并且已经进入安全区域内的另外的交通参与者同样在驾驶员的视野中是可见的；以及

图14示出了根据本发明的实施例的用于计算用于显示安全区域的网格的叠加的程序的流程图。

具体实施方式

本说明书示出了根据本发明的公开内容的原理。因此，显而易见的是，本领域技术人员能够设计各种各样的布置，这些布置虽然在此并未被详尽描述，但是体现了根据本发明的公开内容的原理并且也应在其范围内受到保护。

图1示出了平视显示器的原理性作用方式。平视显示器20在车辆10中安装在仪表板区域内的仪表盘下方/后面。通过投影到挡风玻璃上，将附加信息叠加到驾驶员的视野中。所述附加信息看起来好像是被投影到车辆10前方7-15m的距离处的投影面21上。然而，穿过投影面21仍然可以看到真实世界。利用叠加的附加信息在一定程度上产生虚拟环境。理论上，所述虚拟环境被置于所述真实世界之上并且包含在行驶时对所述驾驶员进行支持和通知的虚拟对象。但是，其仅被投影到所述挡风玻璃的一部分上，从而不能够任意地将所述附加信息布置在所述驾驶员的视野中。

图2示出了车辆10的驾驶舱。示出的是载客汽车Pkw。但是同样可以将任意的其他车辆考虑作为车辆10。其他车辆的示例是：公共汽车、商用车辆、尤其是载货车辆Lkw、农业机器、建筑机器、轨道车辆等。一般来说，可以在陆地车辆、轨道车辆、船舶和飞机的情况下使用本发明。

在所述驾驶舱中示出了信息娱乐系统的三个显示单元。其涉及平视显示器20和触敏屏幕30，其中该触敏屏幕30安装在中控台中。在行驶时，中控台不在所述驾驶员的视野中。因此，在行驶期间所述附加信息没有叠加在显示单元30上。

在此，触敏屏幕30特别是用于操作车辆10的功能。例如，经由所述触敏屏幕可以控制：车辆10的收音机、导航系统、所存储的音乐作品的播放和/或空调设施、其他电子装置或其他舒适功能或应用。概括而言，通常论及“信息娱乐系统”。在机动车辆，特别是载客汽车的情况下，信息娱乐系统表示汽车收音机、导航系统、免提装置、驾驶员辅助系统和其他功能在中央操作单元中的合并。术语“信息娱乐”是一个混成词，其由词语“信息”和“娱乐（Unterhaltung）”组成。为了操作所述信息娱乐系统主要使用触敏屏幕30（“触摸屏”），其中，该屏幕30尤其是可以由车辆10的驾驶员但是也可以由车辆10的乘客良好地看清和操作。此外，在屏幕30下方，可以在输入单元50中布置机械操作元件，例如按键、调整旋钮或它们的组合，例如按压调整旋钮。典型地，对所述信息娱乐系统的一些部分的方向盘操作也是可能的。该单元未单独示出，而是被认为是输入单元50的一部分。

图3示意性地示出了信息娱乐系统200的框图以及示例性地示出了所述信息娱乐系统的一些子系统或应用。所述操作设备包括触敏显示单元30、计算装置40、输入单元50和存储器60。显示单元30既包括用于显示可变图形信息的显示面，又包括布置在所述显示面之上的用于由用户输入命令的操作界面（触敏层）。

显示单元30经由数据线路70与计算装置40连接。可以根据LVDS标准设计所述数据线路，LVDS对应于低压差分信令。显示单元30经由数据线路70从计算装置40接收用于操控触摸屏30的显示面的控制数据。被输入的命令的控制数据也经由数据线路70从触摸屏30传输到计算装置40。

用附图标记50来表示输入单元。属于该输入单元的是：已经提到的操作元件，如按键、调整旋钮、滑动调节器或按压调整旋钮，操作员可以借助于这些操作元件通过菜单引导进行输入。输入一般被理解为选择所选择的菜单选项，也理解为更改参数、打开和关闭功能等。

存储装置60经由数据线路80与计算装置40连接。在存储器60中存储象形图目录和/或符号目录，其具有用于附加信息的可能叠加的象形图和/或符号。这里也可以存放用作计算网格叠加的基础的点/符号。

信息娱乐系统的其他部分：相机150、收音机140、导航设备130、电话120和仪表盘110经由数据总线100与用于操作所述信息娱乐系统的设备连接。作为数据总线100，考虑根据ISO标准11898-2的CAN总线的高速变型。替代地，也可以例如考虑使用基于以太网技术的总线系统，如BroadR-Reach。也可以使用其中经由光波导来发生数据传输的总线系统。作为示例包括MOST总线（Media Oriented System Transport（面向媒体的系统传输））或D2B总线（Domestic Digital Bus（家用数字总线））。这里还要提到：相机150可以被设计为常规的摄像机。在这种情况下，该相机记录25全帧/秒，这相当于在交错记录模式情况下的50半帧/秒。替代地，可以使用记录更多帧/秒的特殊相机，以便在对象更快运动时提高对象识别的精度。可以使用多个相机来用于观察环境。除此之外，已经提到的RADAR或LIDAR系统也可以补充地或替代地用于执行或扩展环境观察。为了向内和向外的无线通信，车辆10配备有通信模块160。该模块通常也称为车载单元。该模块可以被设计用于移动无线电通信，例如根据LTE标准，LTE对应于长期演进。同样，无论是针对与车辆中的乘员的设备的通信还是针对车辆对车辆的通信等，可以将该模块设计用于WLAN通信，WLAN对应于无线的LAN（无线局域网）。

下面基于多个实施例解释根据本发明的用于借助于显示单元显示车辆或对象前方的安全区域的方法。

对于其他附图适用：相同的附图标记表示与图1至图3的描述中所解释的相同的区域和符号。

如上所述，根据本发明的安全区域显示的基础是虚拟网格，该虚拟网格以在实际的真实环境之上的间距而示出。所述真实环境对应于真实的车行道走向。

在图4中示出了如何借助于平视显示器20将信息叠加到驾驶员的视野中的原理。用附图标记21再次表示平视显示器20的投影面。示出了沿着车行道走向来叠加网格22。

在本发明的以下描述中假定：驾驶员驾驶车辆10，并且因此并非完全自动地控制所述车辆。驾驶任务的重要部分在于，所述驾驶员基于踏板和方向盘来控制速度和行驶方向，并由此控制所述车辆的纵向引导和横向引导。这些发生在所谓的操作层面的行动对于交通安全和防止与其他交通参与者的碰撞至关重要。

对纵向引导和横向引导的控制通过以下方式进行，驾驶员在行驶期间连续尝试保持在其车辆周围的安全区域，并在破坏所述安全区域时利用制动或转向来做出反应。该安全区域可以理解为如下区域或时间，在所述区域或所述时间之内，所述车辆可以安全且没有碰撞地运动。因此，直接在所述真实环境中借助于增强现实平视显示器（AR-HUD）对所述安全区域进行可视化是对所述驾驶员掌控驾驶任务的有价值的支持。

本发明的主题是借助于点网格在AR-HUD中的所述安全区域的可视化和逻辑。

在图5中示出了将安全区域叠加到所述驾驶员的视野中的原理。所述安全区域以点网格22的形式叠加。点网格22的维度已这样被计算，使得该维度大致对应于在给定条件下在给定行驶速度的情况下所述车辆的制动距离，正如在图5中通过箭头所示。引人注目的是，点网格22没有一直延伸到所述车辆的前部。原因在于HUD的显示区域实际上在自己的车辆前方几米处才开始。尚无法利用目前技术上可用的HUD单元来增强直接在车辆前方的道路。但是，与纯制动距离相比更大规模地选择所述安全区域也本来就有意义。然后仅为了制动距离25来叠加网格22。直至采取制动过程可能还要经过未被网格22包括的时间。在本发明的替代构型中，当然存在大于纯制动距离地显示所述网格的可能性。然后，网格22将再现停止距离。

总之，以下内容适用于所述网格的计算：

-网格22基于其尺寸可视化所述制动距离。因此，速度的提高由于与之关联的所述制动距离的延长而导致所述网格的点行的数量增加。

-网格22取决于车辆的行为、在行驶期间被携带着并且因此应被理解为固定于车辆而不是固定于道路的（例如，与导航系统中的导航箭头不同）。

-网格22跟随车行道并且例如在弯道中与道路走向相适配。

–根据交通状况和潜在危险而定，存在网格22的不同显示状态。在更高的升级级别的情况下，还进行对所述驾驶员的声学警告。

在图6中以网格形式示出了所述安全区域的叠加的第一示例，在此应以缩小的形式看到网格22。在正常行驶期间，仅显示网格22的4个角点，以便显示出系统的活动并且同时仅少量地覆盖道路场景。附加地，叠加一些其他信息，这些其他信息从左到右地意味着：当前档位（D），“允许的最大速度”60，“瞬时行驶速度”33km/h，速度调节自动装置（GRA）的所设定的“额定速度”35km/h，“剩余有效”220km。这些说明适用于电动车辆。

如果所述车辆处于需要所述驾驶员提高注意力的交通状况，例如交通十字路口，则以透明形式完全利用白色网格点来对网格22进行叠加。网格22的尺寸还在纵向方向上显示了所述制动距离的长度。这对应于升级级别1，并且使所述驾驶员由此也对难以预测的状况做好了准备。

如果所述交通状况在任何情况下都需要所述驾驶员的行动，则根据环境中的进一步增强来表明这一点。如何能够进行这一点的示例在图8中示出。在那里示出了所述车辆接近右转先于左转的十字路口的行驶状况。在那里在任何情况下都提出：在交叉的车道前停下。为了使所述驾驶员为此做好准备，在十字路口的位置处叠加了增强的白色停止线23。与固定于车辆的网格22不同，这种增强可以是固定于道路的。通过该措施，所述驾驶员获得了在所述真实环境中不存在的行为建议。

在例如由于另外的交通参与者即将进入自己的安全区域而识别出即将发生的碰撞的情况下，网格22被着色为红色。这在图9中示出。在此，这样计算所述网格，使得着色径向地从如下方向开始，所述另外的交通参与者应当从所述方向出现。对栅格的着色预测性地进行，即，当其他车辆仍距离所述十字路口相对较远时就已经进行所述着色。通常该状况是，车载的环境观察装置、如相机150或雷达不能够容易地识别所述其他车辆。但是，这些车辆在未来经由车对车通信相互联网，从而它们持续地交换相关信息。在此，这些车辆的位置数据也被交换。车辆10可以根据连续的位置数据来估计出正在接近的车辆的运动，并确定具有潜在碰撞/潜在危险的那些车辆。通过从即将发生的危险方面对网格22着色，所述驾驶员被警告并且将其注意力转到该方向上。所述着色对应于第二升级级别。

如果前网格侧到达叠加的停止线23，则在第二升级级别方面执行其他措施。这在图10中示出。然后，网格22被压缩以便在停止线23的前方结束。所述压缩可以这样进行，即，使得从停止线23开始到面对车辆的那侧为止减小网格横向线的间距，就如在图10中所示。因此，网格22没有被推移到十字路口中。通过网格线的压缩强调了停止线23，与固定于车辆的网格22不同，停止线23位于道路上的特定位置处（固定于道路）。附加地，所述停止线同样被着色为红色。

不利的是，通过所述压缩，网格22的长度不能再正确地可视化所述制动距离。但是，在这种状况下，该信息越来越多地处于背景中。该措施为所述驾驶员提供了在该状况下的重要信息，即在道路的哪个位置处该驾驶员必须无条件地停止。通过所述压缩和红色着色，不再显示实际的制动距离，而是仅还显示可用的距离。

同样在第二升级级别上，参见图11，作为附加措施可以在显现经增强的红色停止线23的同时叠加动作符号24，该动作符号在停止线23之上在道路空间中漂浮地被示出。该附加措施的优点在于，即使经增强的停止线23这样近地位于车辆10前方以使得该停止线不再能够显示在平视显示器20的可见区域（Field of View（视野））中，那么该符号由于其在道路表面之上的经提高的位置也还是保持可见。在所示的情况下，动作符号24对应于2D制动符号。

尽管停止线23已经从平视显示器20的可见区域中消失，在图12中仍应看到动作符号24。

在图13中还示出了驶入十字路口区域中并在此进入车辆10的安全区域中的其他车辆。动作符号24继续保持叠加。

现在，在图14中还示出了程序的流程，该程序在计算单元40中被执行，以用于执行根据本发明的方法。

用附图标记405表示程序开始。在程序步骤410中，检测车辆10的环境信息UI。这主要是借助于周围车辆的已经提到的并经由车对车通信来传送的数据来进行。附加地，同样对由相机150记录的图像数据进行评估，以便例如识别道路边缘的障碍物。在程序步骤415中同样地检测天气条件。例如，这里例如极其取决于：是否有降水量落下以及涉及哪种降水类型。这可以利用雨水传感器进行或通过测量雨刮器电机的速度进行，或者同样通过图像评估方法和相机150来进行。天气数据还包括其他测量值，诸如外部温度和空气湿度。这些数据可以由车载传感器检测。在替代实施类型中，还可以经由车载单元160加载这些数据，例如从非常精确地提供本地天气数据WD的因特网页加载这些数据。在接下来的步骤420中，检测当前行驶速度和关于当前控制过程SG的数据。该信息在仪表盘110中可用，并经由车辆总线100传输到计算单元40中。在程序步骤425中，对来自导航系统130的导航路线NR进行评估。然后，系统通过所述导航路线和地图数据而已知：在所规划的行驶路段上遵循哪些道路十字路口或道路转弯。之后，在步骤430中于是根据所检测的参数UI、WD、SG和导航路线NR来计算网格22，用于在平视显示器20上进行叠加。因此，这里计算应当在所述驾驶员的视野中的何处叠加网格22以及网格22应当具有什么样的尺寸，以及例如是否需要压缩。最后，在步骤435中，将用于网格22的叠加的数据传输到平视显示器20。然后，该平视显示器20将计算出的网格22叠加到所述驾驶员的视野中。该程序在程序步骤440中结束。

本文提及的所有示例以及有条件的表述都应在不限于这些特定讲述的示例的情况下予以理解。因此，例如本领域技术人员认同：这里示出的框图示出了示例性电路布置的概念图。类似地，应看出，所示的流程图、状态转换图、伪代码等表示用于显示过程的不同变型，它们基本上能够存储在计算机可读介质中并且因此能够由计算机或处理器来执行。专利权利要求中提到的对象也可以明确地是人。

应当理解，可以以硬件、软件、固件、专用处理器或其组合的不同形式来实现所提出的方法和所属设备。专用处理器可以包括专用集成电路（ASIC）、精简指令集计算机（RISC）和/或现场可编程门阵列（FPGA）。优选地，所提出的方法和所述设备被实现为硬件和软件的组合。该软件优选地作为应用程序安装在程序存储设备上。典型地，所述程序存储设备是基于计算机平台的机器，该机器具有硬件，例如一个或多个中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和一个或多个输入/输出（I/O）接口。典型地还将操作系统安装在所述计算机平台上。这里已描述的不同过程和功能可以是所述应用程序的一部分，或者可以是通过操作系统执行的一部分。

本公开不限于这里描述的实施例。存在本领域技术人员基于其专业知识以及属于本公开内容而要考虑的不同的适配和修改的空间。

在这些实施例中，以在车辆中的使用为例更详细地解释了本发明。这里还指出在飞机和直升机情况下的例如在着陆机动动作或搜索任务等时的使用可能性。

但是，要指出的是，所述使用不限于此。只要是可以用AR叠加来使得驾驶员、操作人员的视野或简单地仅使得带有数据眼镜的人的视野丰富，那么就可以使用本发明。

在其中经由监视器进行所述远程控制的、诸如机器人的远程控制设备的情况下，AR叠加也可以使得操作变得容易，其中在所述监视器上再现相机图像。因此，这里也存在使用可能性。

附图标记列表

10 车辆

20 平视显示器HUD

21 虚拟投影面

22 网格

23 虚拟的停止线

24 动作符号

25 制动距离

30 触敏显示单元

40 计算单元

50 输入单元

60 存储单元

70 到显示单元的数据线路

80 到存储单元的数据线路

90 到输入单元的数据线路

100 数据总线

110 仪表盘

120 电话

130 导航设备

140 收音机

150 相机

160 通信模块

200 信息娱乐系统

405-440 不同的程序步骤

UI 关于环境信息的数据

WD 天气数据

SG 控制数据，车辆速度

NR 导航路线

Claims

1.用于借助于显示单元（20）、特别是平视显示器（HUD）或数据眼镜显示车辆（10）或对象前方的安全区域的方法，其中所述安全区域被叠加在所述驾驶员或所述对象的视野中，其特征在于，以网格形式示出所述安全区域，其中所述网格（22）的背离车辆的末端显示：在所测量的速度情况下并且可选地在考虑到所检测的环境的情况下的所述安全区域的末端。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述安全区域描绘所述车辆（10）的制动距离（25）或停止距离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在基于环境检测而被评价为毫无问题的行驶状况情况下示出所述网格（22）的经缩小的形式，其中特别是仅显示所述网格（22）的角点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在已被评价为需要所述驾驶员提高注意力的行驶状况下，完整地示出所述网格（22），和/或在经叠加的所述网格（22）前方的行驶路径的以下位置处叠加虚拟的停止线（23），在所述位置处需要所述驾驶员提高注意力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，已被评价为需要所述驾驶员提高注意力的行驶状况对应于：随着接近具有应当注意的优先行驶规则的交叉路口或十字路口而在没有优先行驶权利的道路上的行驶，其中所述优先行驶规则例如为右转先于左转、停车道或优先行驶道路；或者前方车辆的突然制动；出现车行道不规则性、诸如坑洼、鹅卵石；或者出现车行道上的障碍物。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在预测另外的交通参与者进入所述车辆（10）前方的安全区域的行驶状况的情况下，附加地以彩色方式强调地示出所述网格（22）。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述着色动态地进行，其中网格点径向地从如下方向来着色，所述另外的交通参与者可能从所述方向进入所述车辆（10）前方的安全区域内。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，在所述车辆（10）接近所述虚拟的停止线（23）时将所述网格（22）计算为使得所述网格（22）以压缩形式叠加，从而如果已将所述网格（22）的位置计算为使得所述网格（22）的背离车辆的末端已到达所述停止线，则所有网格点都定位在所述停止线（23）的前方。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，附加地对所述虚拟的停止线（23）着色。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，相对于对所述虚拟的停止线（23）着色而言附加地，还叠加一个或多个动作请求符号（24），特别是制动请求符号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，这样叠加所述动作请求符号（24），使得所述动作请求符号被显示得好像漂浮在所述虚拟的停止线（23）之上。

12.用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的设备，所述设备具有显示单元（20），利用所述显示单元能够将虚拟的附加信息叠加到驾驶员或对象的操作人员的视野中，并且所述设备具有计算单元（40），其特征在于，所述车辆（10）具有检测装置（110、150），所述检测装置检测所述车辆（10）的速度和环境，其中所述计算单元（40）被设计为根据所述速度和检测到的环境来为所述安全区域的显示计算网格（22），其中所述网格（22）的背离车辆的末端显示所述安全区域的末端。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述显示单元（20）是平视显示器（HUD）或数据眼镜。

14.机动车辆，其特征在于，所述机动车辆（10）具有根据权利要求12或13中任一项所述的设备。

15.计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被设计为，当在计算单元（40）中被执行时执行根据权利要求1至10中任一项所述的用于显示车辆（10）或对象前方的安全区域的方法的步骤。