CN112789190A - 用于运行机动车中可戴在头上的显示装置的方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(1)中可戴在头上的显示装置(3)的方法，其中，操控显示装置(3)以显示虚拟环境(8)，佩戴显示装置(3)的车辆乘员(2)在该虚拟环境内以与所检测的机动车(1)的移动相协调的方式虚拟地移动，该方法包括以下步骤：确定机动车(1)的至少一个潜在的停车点(6)；一旦检测到机动车(1)在所确定的潜在的停车点(6)的预定的环境(7)中减速：控制所述显示装置(3)以在所述虚拟环境(8)中输出虚拟场景(12)，该虚拟场景根据机动车(1)的减速引起在虚拟环境(8)中的虚拟移动的减速。本发明还涉及控制装置(4)，其设计用于控制可戴在头上的显示装置(3)。

Description

用于运行机动车中可戴在头上的显示装置的方法和控制装置
技术领域
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中给出类型的用于运行机动车中可戴在头上的显示装置的方法。此外，本发明还涉及一种用于运行机动车中可戴在头上的显示装置的控制装置以及具有这种控制装置的机动车。
背景技术
未来非常可能提供越来越多的可能性，借助于这些可能性，车辆乘员在乘坐机动车行驶期间可享受虚拟体验。在机动车中这种虚拟体验(也被称为In-Car-VR-Experiences，即车内虚拟现实体验)的场景下，通常使显示的虚拟内容与所涉及的机动车的运动相协调，以提高沉浸感和避免所谓的模拟器疾病。
因此，例如DE 10 2014 220 053 A1公开了一种用于运行在机动车中可戴在头上的显示装置的方法，在该方法中，控制显示装置以显示虚拟环境，在该虚拟环境中使佩戴显示装置的车辆乘员根据所检测的机动车移动而虚拟移动。
DE 10 2017 005 982 A1描述了一种用于在车辆中在行驶期间使用虚拟现实眼镜时避免或减轻晕动症症状的方法。除了显示播放内容之外，还显示附加的可运动的网格结构，其中，还使网格结构运动，使得其平衡一致地对应于车辆当前的动态的行驶动力学的运动状态。
DE 10 2014 220 001 A1公开了一种自主的车辆媒体控制装置。在此，确定是否出现说明停止或修改媒体内容的播放的事件。例如，如果车辆处在交通状况中，该交通状况需要正在消费媒体内容的车辆乘员的更多关注，就可能是这种情况。在这种情况下，可停止媒体内容的播放。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种解决方案，其能够借助于佩戴在车辆乘员头上的显示装置实现特别沉浸式的和有说服力的虚拟体验。
该目的通过具有独立权利要求特征的、用于运行可戴在头上的显示装置的方法以及控制装置来实现。在从属权利要求中给出了本发明的有利的设计方案与适宜的且非一般的改进方案。
在根据本发明的用于运行机动车中可戴在头上的显示装置的方法中，控制显示装置以显示虚拟环境，佩戴显示装置的车辆乘员在该虚拟环境内以与所检测的机动车的移动相协调的方式虚拟地移动。可戴在头上的显示装置例如可为虚拟现实眼镜、增强显示眼镜，或者也可以为增强现实隐形眼镜。表征机动车移动的数据例如可由机动车本身提供，并且至少间接地传输给显示装置，从而虚拟移动可以与机动车的真实的移动相协调。如果机动车加速或制动，则佩戴显示装置的车辆乘员相应虚拟地在示出的虚拟环境中加速。不仅可适用于纵向加速和横向加速，而且还适用于在高度方向上的加速。同样，转动运动和加速、例如机动车的横摆加速度或横摆运动也可以在虚拟环境中被实现。
根据本发明的方法的特征在于，确定机动车的至少一个潜在的停车点。一旦检测到机动车在确定的潜在的停车点的预定的环境中减速，则控制显示装置以在虚拟环境中输出虚拟场景，其中，虚拟场景根据机动车的减速引起在虚拟环境中虚拟移动的减速。
本发明基于的认识是，在被动的和/或交互式的虚拟体验、所谓的车内虚拟现实体验的场景中，为了增加沉浸感并且避免模拟器疾病而使这些体验的内容与车辆的运动相协调，由于相关车辆的停车很难预测或无法预测，对令人信服的讲故事提出了特别的挑战。也就是说，事先很难预测或无法预测所涉及的机动车沿着确定的路线何时、何地停下以及停多长时间。这使得难以建立连贯且本身可信的、即令人信服的虚拟体验。
本发明正是通过以下方式致力于这种认识及相关提出的问题，即通过确定机动车的至少一个潜在的、即将来可能的停车点，并且一旦在确定的潜在的停车点的预定的环境中检测到机动车的减速，便控制戴在车辆乘员的头上的显示装置，使得在之前已经显现的虚拟环境中发生虚拟场景，其根据机动车的减速引起在虚拟环境中虚拟移动的减速。
因此，在确定潜在的停车点之前将虚拟场景集成到虚拟体验中，即集成在所显示的虚拟环境中。如果机动车例如在确定的潜在的停车点之前实际上减速行驶，并且例如停止在停车点处，则输出的虚拟场景引起戴上了可戴在头上的显示装置的车辆乘员得到特别沉浸式的且令人信服的虚拟体验。机动车的至少一个潜在的停车点例如可为交通信号灯、十字路口、街道的交汇口、拥堵、或者停放着的其他车辆。因此，例如即使在直接地、意外地停在交通信号灯处的情况下，也借助于戴在头上的显示装置建立了一致的虚拟的整体体验，即，特别沉浸式的且令人信服的虚拟体验。
因此，根据本发明设置成，将在接近潜在的停车点时对于即将发生的停车的识别与借助于可戴在头上的显示装置的虚拟体验的再现关联起来。为了使虚拟体验感觉合理，在显示的虚拟环境中以虚拟场景的形式显现如下内容：其合理地表示出机动车在确定的潜在的停车点之前或在确定的潜在的停车点处的停车过程。因此，机动车的停车，尤其是即使出现突然停车，也不会造成虚拟体验中的内容中断，该内容中断则会破坏对于虚拟体验非常重要的沉浸感。在此，虚拟场景在内容上和视觉上与之前呈现的虚拟体验相匹配。如果呈现的虚拟体验例如为计算机游戏，则虚拟场景包括一个或多个虚拟元素，其无缝地并入到计算机游戏的故事中。因此，将显示装置戴在头上的车辆乘员的虚拟体验尤其在机动车突然停车时同样特别沉浸且令人信服，因为在虚拟环境中的由于机动车的减速产生的虚拟减速通过所述的虚拟场景令人信服地来表示。
本发明的有利的实施方式设置成，通过以下方式确定机动车的至少一个潜在的停车点，即，评估下列数据中的至少一个数据：
-表征机动车的环境的传感器数据；
-数字地图数据；
-交通流量数据；
-车对车数据；
-表征机动车的驾驶员的驾驶行为的数据。
机动车的各种传感器例如可用于检测机动车的环境，并且提供相应的传感器数据。通过评估传感器数据可预测性地确定机动车的潜在的停车点，例如因为交通信号灯、十字路口、交汇口、街道、拥堵，或者例如提早识别正在停车的其他车辆。还可使用数字地图数据，使得基于此例如还可以沿着机动车的所行驶的路线提早识别出会出现的十字路口、停车标志等等。此外，还可以在线接收和评估交通流数据，以便提早确定机动车的潜在的停车点。还可行的是，机动车从其他机动车通过车对车通信获得相应的数据。因此，在前行驶的车辆例如可将关于其自身运动的信息发送给相关的机动车，因此机动车可提早识别在前行驶的车辆正在制动或已经停车。此外，还可行的是，如果机动车的驾驶员亲自驾驶，评估和分析表征机动车的驾驶员的驾驶行为的数据。例如可基于驾驶员的即时的驾驶行为估测是否、何时且何地考虑机动车的潜在的停车点。上述数据当然还可以以彼此不同的各种组合用来特别可靠地确定机动车的一个或多个潜在的停车点。
本发明的另一有利的实施方式设置成，仅当机动车的减速达到至少一个预定的减速强度时，才输出所述虚拟场景。因此例如可确保，在特别突然的减速的情况下总是引入虚拟场景，以实现特别令人信服的虚拟体验。另一方面，机动车在现实中在潜在的停车点之前非常缓慢地减速，则必要时可设置成，不引入虚拟场景，因为这对于令人信服的虚拟体验不是绝对必要的。
根据本发明的另一有利的实施方式设置成，一旦机动车在减速之后至少以预定的加速度加速，虚拟场景结束，并且根据机动车的移动进行虚拟移动。因此，换句话说，如果在减速之后机动车出现限定的起动动态，可设置成使虚拟场景再次结束。通过使虚拟场景结束，为佩戴显示装置的车辆乘员在虚拟环境中建立特别合理的虚拟体验，其表达了机动车的继续行驶和加速，并且因此表达了车辆乘员的真实感知的加速。
在本发明的另一有利的设计方案中设置成，如果机动车在经过停车点时没有出现减速，虚拟场景同样不出现。如果机动车例如驶向交通信号灯，该交通信号灯先前已经被确定为机动车的潜在的停车点，并且该交通信号灯例如适时从红再次变绿，使得机动车可以不减速地经过该交通信号灯，则不出现虚拟场景，其在其它方面在虚拟体验中令人信服地表达机动车的真实的虚拟环境。
本发明的另一有利的实施方式设置成，虚拟环境包括太空场景，佩戴显示装置的车辆乘员虚拟地乘坐宇宙飞船飞过该太空场景，其中，作为虚拟场景的是宇宙飞船上出现的缺陷，只要机动车停在潜在的停车点处便对该缺陷进行维修。因此，在停车点处由于机动车的减速的真实的动态变化和虚拟的动态变化可合理地在虚拟环境中表现给佩戴显示装置的车辆乘员。一旦机动车在停在相关的停车点之后又继续行驶，则结束对在宇宙飞船处的先前上演的缺陷的虚拟维修，并且宇宙飞船可对应于机动车的移动同样在虚拟环境中继续移动。就此而言，还可考虑的是，例如在宇宙飞船的驾驶舱中，在相应地接近潜在的停车点时，已经渐显地亮起警告灯，其发出在宇宙飞船处有潜在的缺陷的信号。如果实际出现机动车的停车状态，则此时在场景中实际出现在宇宙飞船处的缺陷，只要机动车处在停车点处，那么就维修该缺陷。因此在虚拟体验中产生特别合理的表达，因为该效果没有突然出现在宇宙飞船上。另一方面，如果机动车在潜在的停车点处完全不停止，则所述警告灯例如可在此熄灭，而在宇宙飞船处的缺陷不出现在虚拟环境中。
本发明的替代的有利的实施方式设置成，自机动车以预定的方式接近确定的潜在的停车点的预定的环境时，在虚拟环境中显现至少一个虚拟元素，其设计成作为场景的组成部分根据机动车的减速引起在虚拟环境中的虚拟移动的减速。虚拟元素可为任意虚拟元素，该虚拟元素可在出现虚拟场景时使虚拟场景显得合理。这还可以是上文已经提到的警告灯。
本发明的另一有利的实施方式设置成，如果在经过停车点时没有出现机动车的减速，之前显现的虚拟元素在经过停车点之后消失。因此对于佩戴显示装置的车辆乘员来说得到特别逼真的虚拟体验，因为先前出现的虚拟元素又被取消或消失，这在停车时有助于令人信服地表达在虚拟环境中的减速。
在本发明的其他有利的设计方案中设置成，虚拟环境包括太空场景，佩戴显示装置的车辆乘员虚拟地乘坐第一宇宙飞船飞过该太空场景，其中，作为至少一个虚拟元素，显现出第二宇宙飞船，并且作为虚拟场景，第一宇宙飞船借助于第二宇宙飞船的牵引光束根据机动车的减速而减速。如果机动车实际上停在潜在的停车点处，则与第一宇宙飞船的虚拟移动通过牵引光束对应于机动车的减速而减速。因此例如可合理地表示机动车停在交通信号灯处。如果机动车例如不停在所述交通信号灯处，因为交通信号灯适时变绿，则可设置成，第二宇宙飞船仅仅平行于第一宇宙飞船飞行，并且完全不开动牵引光束。
根据本发明的控制装置设置成操控可戴在头上的显示装置，以执行根据本发明的方法或根据本发明的方法的有利的实施方式。根据本发明的方法的有利的设计方案可看作根据本发明的控制装置的有利的设计方案，反之亦然，其中，控制装置尤其具有用于执行方法步骤的元器件。
根据本发明的机动车包括根据本发明的控制装置或根据本发明的控制装置的有利的实施方式。替代地，同样可行的是，可戴在头上的显示装置本身包括控制装置。在这种情况下，控制装置可具有各种数据接口，借助于它们尤其可接收机动车的传感器数据、数字地图数据、交通流数据、车对车数据和表征机动车的驾驶员的驾驶行为的数据。
从优选实施例的下文的说明中以及借助附图得到本发明的其他的优点、特征和细节。上文在说明书中提到的特征和特征组合以及下文在对附图的说明中提到的和/或仅仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以相应给出的组合使用，而且可以其他的组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
在附图中，
图1示出了车辆乘员坐在里面的机动车的示意图，该车辆乘员戴上了虚拟现实眼镜，其中，机动车驶向潜在的停车点；
图2示出了借助于虚拟现实眼镜显示的虚拟环境的示意图。
具体实施方式
在图1中以示意图示出了佩戴虚拟现实眼镜3的车辆乘员2坐在里面的机动车1。还示意性地示出了控制装置4，其设计用于控制虚拟现实眼镜3。机动车1例如可为自动驾驶的机动车1，从而车辆乘员2可在不承担驾驶任务的情况下借助于虚拟现实眼镜3没有麻烦地享受虚拟内容。还可以是非自动驾驶的机动车1，其中，在这种情况下，这里没有示出的驾驶员驾驶机动车1，而车辆乘员2仅仅是同乘者或副驾驶。机动车1在确定的路线5上行驶，沿着该路线可能存在各种潜在的停车点6。潜在的停车点6例如可为交通信号灯、十字路口、街道的交汇口、拥堵，或者停放着的其他车辆。此外，还示意性地标识了在此示出的唯一潜在的停车点6的环境7，其中，在后面还将对环境7进行更详细地讨论。
在图2中以高度示意性的方式示出了借助于虚拟现实眼镜3显示的虚拟环境8。在机动车1行驶期间，控制装置4控制虚拟现实眼镜3以显示虚拟环境8，在该虚拟环境中，佩戴虚拟现实眼镜3的车辆乘员2以与所检测的机动车1的移动相协调的方式进行虚拟移动。在这里示意性地示出的情况下，虚拟环境8包括太空场景，佩戴虚拟现实眼镜3的车辆乘员2虚拟地乘坐第一宇宙飞船9飞过该太空场景。当前的图示在此并不对应于车辆乘员2的虚拟视角。
在当前的图示中，还有第二宇宙飞船10在第一宇宙飞船9上方飞行，第二宇宙飞船通过牵引光束11使第一宇宙飞船9减速或停止。第二宇宙飞船10与牵引光束11一起形成虚拟场景12，该场景引起在虚拟环境8内的虚拟移动的减速。这用于使在潜在的停车点6处(参见图1)进行实际的减速过程或停车过程的情况下，使在虚拟环境8内由此产生的虚拟减速显得合理。
下面进一步阐述用于运行虚拟现实眼镜3的方法。在机动车1行驶期间，控制装置4不断获得表征机动车1的移动的数据。根据表征机动车的移动的数据，控制装置4控制虚拟现实眼镜3以显示虚拟环境8，在该虚拟环境中，根据所检测到的机动车1的实际移动使车辆乘员2随着第一宇宙飞船9移动。在沿路线5行驶时，控制装置4不断确定机动车的潜在的停车点6，该停车点例如可为交通信号灯、十字路口、街道的交汇口、拥堵、或者停放着的其他车辆。
控制装置4例如可以从机动车1接收表征机动车1的环境的传感器数据。基于传感器数据，控制装置4可在行驶方向上预测性地识别出潜在的停车点6。同样可行的是，控制装置4接收数字地图数据，从而可基于该数据确定潜在的停车点6。控制装置4例如还可以从这里未示出的服务器等等接收交通流量数据，以便提早识别出沿着路线5的潜在的停车点6。同样可行的是，控制装置4从这里未示出的尤其前面的其他机动车获得车对车数据，以便因此基于此确定前面的车辆的减速或停车，并且因此确定潜在的停车点6。如果机动车1由这里未示出的驾驶员手动驾驶，控制装置4还可以获得表征驾驶员的驾驶行为的数据，以便基于此确定潜在的停车点6。
一旦在相应确定的潜在的停车点6的预定环境7中检测到机动车1的减速，控制装置4使控制虚拟现实眼镜3，以在虚拟环境8中输出虚拟场景12。具体地，在示例性地在图2中描述的情况下，这意味着，例如，自机动车1确定地接近环境7起，第二宇宙飞船10在车辆乘员2的虚拟视野中出现在虚拟环境8中。然后，如果在环境7中的机动车1在接近潜在的停车点6时实际制动，则控制装置4控制虚拟现实眼镜3，使得在虚拟场景12中激活在虚拟环境8中的牵引光束11，由此根据机动车1的实际的减速，通过牵引光束11使第一宇宙飞船9的移动减速，而使虚拟移动减速。
例如，如果机动车1在停车操纵之后在潜在的停车点6处再次起动，则虚拟场景12至少在牵引光束11结束的程度上再次结束，并且能够根据机动车1的真实的移动实现第一宇宙飞船9在虚拟环境8中的虚拟移动。另一方面，如果发生机动车1接近潜在的停车点6、但没有停在那儿并且例如无减速地通过了潜在的停车点6的情况，则牵引光束11在虚拟环境8中完全没有被激活。接着例如可设置，先前出现的第二宇宙飞船10在平行于第一宇宙飞船9飞行一定的阶段之后又从虚拟视野中消失，进而从虚拟环境8中消失。
不同于在图2中的图示，例如还可行的是，车辆乘员2在虚拟环境8中虽然又在太空场景中随宇宙飞船飞行，其中，但是在宇宙飞船上出现缺陷作为虚拟场景，只要机动车1处在潜在的停车点6处，便对该缺陷进行维修。由此可向佩戴虚拟现实眼镜3的车辆乘员2同样特别合理地在虚拟体验中解释为什么其在虚拟环境8内停车。
在此情况下例如还可以规定，在足够接近潜在的停车点6时，例如在进入到潜在的停车点6的环境7时，在宇宙飞船的驾驶舱内点亮警告灯，该警告灯表明宇宙飞船有潜在的缺陷。警告灯例如可首先在宇宙飞船的驾驶舱内呈绿色点亮，其中，一旦机动车1进入到环境7中，此时灯变为橙色。然后，如果机动车1实际减速以便停在潜在的停车点6处，灯例如可变成红色，并且所述缺陷以虚拟场景的形式出现，只要机动车1处在潜在的停车点6处，便对该缺陷进行维修。另一方面，如果出现的情况是机动车简单地经过潜在的停车点6，则先前橙色点亮的灯又可变回绿色，这可使得宇宙飞船在虚拟环境8内毫无问题的移动表现得合理。
结合太空场景的所述实施例或宇宙飞船应示例性地来理解。原则上，可借助于虚拟现实眼镜3以不同虚拟序列的形式显示各种虚拟场景，以便能使机动车1在潜在的停车点6处的实际减速和停车和因此所示虚拟环境8内的虚拟的减速和停车表现得合理的。代替虚拟现实眼镜3，还可使用可戴在头上的其他显示装置，例如增强现实眼镜或增强现实隐形眼镜。总体而言，通过所阐述的方法和阐述的控制装置4提供了一种解决方案，其能够借助于可戴在车辆乘员2的头上的显示装置实现特别沉浸式的和令人信服的虚拟体验。

Claims (12)

1.一种用于运行机动车(1)中可戴在头上的显示装置(3)的方法，其中，操控显示装置(3)以显示虚拟环境(8)，佩戴显示装置(3)的车辆乘员(2)在该虚拟环境内以与所检测的机动车(1)的移动相协调的方式进行虚拟移动，
其特征在于，该方法包括以下步骤：
-确定机动车(1)的至少一个潜在的停车点(6)；
-一旦检测到机动车(1)在所确定的潜在的停车点(6)的预定的环境(7)中减速：控制所述显示装置(3)以在所述虚拟环境(8)中输出虚拟场景(12)，该虚拟场景根据机动车(1)的减速引起在虚拟环境(8)中的虚拟移动的减速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动车(1)的至少一个潜在的停车点(6)为交通信号灯、十字路口、街道的交汇口、拥堵、或者停放着的其他车辆。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过评估下列数据中的至少一个数据来确定机动车(1)的至少一个潜在的停车点(6)：
-表征机动车(1)环境的传感器数据；
-数字地图数据；
-交通流量数据；
-车对车数据；
-表征机动车(1)驾驶员的驾驶行为的数据。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅当机动车(1)的减速至少达到预定的减速强度时，才输出所述虚拟场景(12)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一旦机动车(1)在减速之后至少以预定的加速度加速，便结束虚拟场景(12)，并且根据机动车(1)的移动进行虚拟移动。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果机动车(1)在通过停车点(6)时没有出现减速，则虚拟场景(12)同样不出现。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，虚拟环境(8)包括太空场景，佩戴显示装置(3)的车辆乘员(2)虚拟地乘坐宇宙飞船飞过该太空场景，其中，作为虚拟场景(12)的是宇宙飞船上出现的缺陷，只要机动车(1)停在潜在的停车点(6)处便对该缺陷进行维修。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，自机动车(1)以预定的程度接近所确定的潜在的停车点(6)的预定环境(7)起，在虚拟环境(8)中显现出至少一个虚拟元素，该虚拟元素设计成，作为所述场景(12)的组成部分，根据机动车(1)的减速引起在虚拟环境(8)中虚拟移动的减速。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果机动车(1)在经过停车点(6)时没有出现减速，则先前显现的虚拟元素在经过所述停车点(6)之后消失。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其特征在于，虚拟环境(8)包括太空场景，佩戴显示装置(3)的车辆乘员(2)虚拟地乘坐第一宇宙飞船(9)虚拟地飞过该太空场景，其中，作为至少一个虚拟元素，显现出第二宇宙飞船(10)，作为虚拟场景(12)所述第一宇宙飞船(9)借助于所述第二宇宙飞船(10)的牵引光束(11)相应于所述机动车(1)的减速而减速。
11.一种控制装置(4)，其设计用于控制可戴在头上的显示装置(3)，以执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
12.一种机动车(1)，其具有根据权利要求11所述的控制装置(4)。
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