DE102006050548B4 - Procedure for warning other road users - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Warnung zumindest eines anderen Verkehrsteilnehmers (3), bei welchem mittels an einem Kraftfahrzeug (1, 11) vorgesehener Projektionsmittel (5, 15) zumindest ein Projektionsobjekt (4, 14a, 14b) als Warnhinweis für zumindest den anderen Verkehrsteilnehmer an einer Projektionsstelle außerhalb des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, wobei durch an dem Kraftfahrzeug vorgesehene Informationsaufnahmemittel Situationsinformation zur in der Umgebung des Kraftfahrzeugs bestehenden Verkehrssituation erfasst wird, auf Basis der Situationsinformation eine bevorzugte Projektionsstelle außerhalb des Kraftfahrzeugs zur Erzeugung des Projektionsobjekts bestimmt wird und das Projektionsobjekt gezielt an der bevorzugten Projektionsstelle erzeugt wird, und wobei die Erzeugung des Projektionsobjekts im Falle einer Panne oder eines Unfalls vom Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Anwahl per Mobilfunk aktiviert wird.Method for warning at least one other road user (3) in which at least one projection object (4, 14a, 14b) is used as a warning for at least the other road user at a projection point outside by means of projection means (5, 15) provided on a motor vehicle (1, 11) of the motor vehicle is generated, situation information on the traffic situation in the vicinity of the motor vehicle being recorded by information recording means provided on the motor vehicle, a preferred projection location outside the motor vehicle for generating the projection object being determined on the basis of the situation information for generating the projection object, and the projection object being generated specifically at the preferred projection location , and wherein the generation of the projection object is activated in the event of a breakdown or an accident by the driver of the motor vehicle by dialing via mobile radio.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Warnung zumindest eines Verkehrsteilnehmers, bei welchem mittels an einem Kraftfahrzeug vorgesehener Projektionsmittel zumindest ein Projektionsobjekt als Warnhinweis für zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer an einer Projektionsstelle außerhalb des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.The invention relates to a method for warning at least one road user, in which by means of projection means provided on a motor vehicle at least one projection object is generated as a warning for at least one other road user at a projection point outside the motor vehicle.
Aus der
Eine solche Warnvorrichtung ist jedoch nicht geeignet, sämtliche sich nähernden Verkehrsteilnehmer ausreichend zu warnen.However, such a warning device is not suitable to warn all approaching road users sufficient.
Die Dokumente
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, durch welches eine verbesserte Warnung anderer Verkehrsteilnehmer erreicht werden kann.Object of the present invention is to provide a method by which an improved warning of other road users can be achieved.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a method having the features of
Erfindungsgemäß wird durch an dem Kraftfahrzeug vorgesehene Informationsaufnahmemittel Situationsinformation zur in der Umgebung des Kraftfahrzeugs bestehenden Verkehrssituation erfasst, auf Basis dieser Situationsinformation wird eine bevorzugte Projektionsstelle zur Erzeugung des Projektionsobjekts bestimmt, an welcher das Projektionsobjekt gezielt erzeugt wird.According to the invention, situation information about the traffic situation prevailing in the surroundings of the motor vehicle is detected by information recording means provided on the motor vehicle. Based on this situation information, a preferred projection point for generating the projection object is determined, on which the projection object is selectively generated.
Durch die Erfindung wird eine frühzeitige Warnung anderer Verkehrsteilnehmer ermöglicht.The invention enables early warning of other road users.
Die Erfindung zielt insbesondere auf Situationen ab, in welchen das mit den Projektionsmitteln ausgerüstete Kraftfahrzeug durch einen Unfall oder eine Panne an der Weiterfahrt gehindert wird. Es wird also im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass das projizierende Kraftfahrzeug sich im Stillstand befindet. Ferner wird davon ausgegangen, dass das projizierende Kraftfahrzeug sich auf dem Verkehrsweg oder zumindest in der Nähe desselben befindet, auf welchem es vor dem durch die Panne bzw. den Unfall erzwungenen Stillstand gefahren ist.The invention is particularly aimed at situations in which the equipped with the projection means motor vehicle is prevented by an accident or a glitch on the onward journey. It is therefore assumed below without limiting the generality that the projecting motor vehicle is at a standstill. Furthermore, it is assumed that the projecting motor vehicle is on the traffic route or at least in the vicinity of the same, on which it was driven before the shutdown forced by the breakdown or the accident.
Erst durch die erfindungsgemäße Bestimmung und Berücksichtigung der Richtung, aus welcher sich andere Verkehrsteilnehmer nähern bzw. nähern könnten, kann das erfindungsgemäß erzeugte Projektionsobjekt an einer Projektionsstelle erzeugt werden, an welcher es eine besonders hohe Warnwirkung entfalten kann. Beispielsweise kann es unmittelbar im Sichtbereich eines anderen Verkehrsteilnehmers (beispielsweise auf der Straßenoberfläche einige Meter vor diesem Verkehrsteilnehmer) erzeugt werden. Es kann auch in vorgegebener oder möglichst großer Entfernung von dem Kraftfahrzeug entlang eines zu der Unfall- bzw. Pannenstelle führenden Verkehrswegs erzeugt werden. Alternativ kann es an einer Projektionsstelle erzeugt werden, die von einem sich nähernden Verkehrsteilnehmer besonders gut einsehbar ist.Only by the determination according to the invention and consideration of the direction from which other road users could approach or approach, the projection object generated according to the invention can be generated at a projection point, where it can develop a particularly high warning effect. For example, it can be generated directly in the field of vision of another road user (for example on the road surface a few meters ahead of this road user). It can also be generated at a predefined or as far as possible distance from the motor vehicle along a traffic route leading to the accident or breakdown point. Alternatively, it can be generated at a projection point, which is particularly well visible from an approaching road user.
Die erfindungsgemäß erfasste Situationsinformation zur in der Umgebung des Kraftfahrzeugs bestehenden Verkehrssituation kann insbesondere in einer tatsächlichen oder geschätzten Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung des Kraftfahrzeugs relativ zu einem anderen Verkehrsteilnehmer bestehen. Ebenso kann die Situationsinformation in einer tatsächlichen oder geschätzten Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung des Kraftfahrzeugs relativ zu einem Verkehrsweg bestehen.The situation information acquired according to the invention for the traffic situation existing in the surroundings of the motor vehicle can consist in particular in an actual or estimated orientation and, if appropriate, removal of the motor vehicle relative to another road user. Likewise, the situation information may consist in an actual or estimated orientation and, if appropriate, removal of the motor vehicle relative to a traffic route.
Vorzugsweise wird eine tatsächliche Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung gegenüber einem anderen Verkehrsteilnehmer messtechnisch bestimmt. Die Informationsaufnahmemittel im Sinne der Erfindung sind dann vorzugsweise als entsprechende Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs ausgebildet.Preferably, an actual orientation and optionally distance to another road user is determined by measurement. The information receiving means according to the invention are then preferably designed as corresponding environmental sensors of the motor vehicle.
Die tatsächliche Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung gegenüber einem anderen Verkehrsteilnehmer kann auch durch Kommunikation, insbesondere mit dem anderen Verkehrsteilnehmer, bestimmt werden. Die Kommunikation mit dem anderen Verkehrsteilnehmer kann entweder unmittelbar durch Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder vermittelt über ein Netzwerk oder einen zentralen, z. B. server-basierten, Datendienst erfolgen. Die Informationsaufnahmemittel im Sinne der Erfindung sind dann vorzugsweise als entsprechende Kommunikationsmittel, insbesondere Empfangsmittel, des Kraftfahrzeugs ausgebildet.The actual orientation and possibly distance to another road user can also be determined by communication, in particular with the other road user. Communication with the other road user may be either directly through vehicle-to-vehicle communication or over a network or central, e.g. B. server-based, data service. The information recording means according to the invention are then preferably as appropriate Communication means, in particular receiving means, the motor vehicle formed.
Vorzugsweise wird die Projektionsstelle abhängig von einer Bewegung des zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmers angepasst. Das erzeugte Projektionsobjekt kann somit auch für einen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden anderen Verkehrsteilnehmer dauerhaft gut erkennbar gemacht werden.The projection point is preferably adapted as a function of a movement of the at least one other road user. The generated projection object can thus be permanently made easily recognizable even for another road user moving at high speed.
Eine Schätzung einer Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung des Kraftfahrzeugs relativ zu dem anderen Verkehrsteilnehmer kann basieren auf einer auf einem Bewegungsmodell basierenden Fortschreibung einer ehemals bekannten Position, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des anderen Verkehrsteilnehmers. Sie kann auch auf der Annahme beruhen, dass andere Verkehrsteilnehmer sich auf Verkehrswegen bewegen. Insofern genügt es, die eigene Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung relativ zu einem, insbesondere dem nächstgelegenen, Verkehrsweg zu bestimmen oder abzuschätzen, um die Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung relativ zu einem sich auf diesem Verkehrsweg nähernden Verkehrsteilnehmers abzuschätzen.An estimate of an orientation and possibly a distance of the motor vehicle relative to the other road user may be based on a movement model based on a previously known position, direction of movement and speed of the other road user. It can also be based on the assumption that other road users move along traffic routes. In this respect, it suffices to determine or estimate one's own orientation and possibly distance relative to one, in particular the nearest, traffic route, in order to estimate the orientation and possibly distance relative to a road user approaching on this traffic route.
Die tatsächliche Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung des Kraftfahrzeugs relativ zu einem Verkehrsweg kann insbesondere bestimmt werden unter Verwendung eines, vorzugsweise satellitengestützten, Positionsbestimmungssystems (z. B. GPS), gegebenenfalls zusätzlicher Mittel zur Bestimmung der eigenen geographischen Ausrichtung (z. B. Kompass), sowie digitalen Kartenmaterials. Alternativ oder zusätzlich können durch Umfeldsensoren, insbesondere kamerabasiert, Merkmale eines Verkehrsweges (z. B. Leitpfosten, Verkehrsschilder) detektiert und in die Bestimmung miteinbezogen werden.In particular, the actual orientation and, where appropriate, distance of the motor vehicle relative to a traffic route may be determined using a preferably satellite-based positioning system (eg GPS), optionally additional means for determining one's own geographic orientation (eg compass), as well as digital map material. Alternatively or additionally, by means of environmental sensors, in particular camera-based, features of a traffic route (eg guide posts, traffic signs) can be detected and included in the determination.
Dem Fachmann sind zudem weitere Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung der eigenen tatsächlichen oder geschätzten Ausrichtung und gegebenenfalls Entfernung des Kraftfahrzeugs relativ zu einem anderen Verkehrsteilnehmer oder Verkehrsweg geläufig. Um nur einige zu nennen: Es könnte kamerabasiert ein Verkehrsweg oder ein anderer Verkehrsteilnehmer detektiert und darauf basierend die eigene Relativposition und/oder Relativausrichtung bestimmt werden. Es können insbesondere bei Dunkelheit auch die Scheinwerfer eines anderen Verkehrsteilnehmers durch entsprechende Spezialsensorik (vergleichbar mit der bei einem so genannten Fernlicht-Assistenten verwendeten Sensorik) detektiert und darauf basierend die eigene Position und/oder Ausrichtung gegenüber dem anderen Verkehrsteilnehmer bestimmt werden.The skilled person is also familiar with other methods and devices for determining the actual or estimated orientation and possibly removal of the motor vehicle relative to another road user or traffic route. To name just a few: A traffic route or another road user could be detected on a camera-based basis, and based on this the own relative position and / or relative orientation could be determined. Especially in the dark, the headlights of another road user can also be detected by appropriate special sensors (comparable to the sensors used in a so-called high-beam assistant) and based on this, the own position and / or orientation with respect to the other road user can be determined.
Zur gezielten Erzeugung an der bevorzugten Projektionsstelle werden die Projektionsmittel vorzugsweise geeignet eingestellt bzw. konfiguriert, insbesondere geeignet verschwenkt. Das Kraftfahrzeug muss dazu über entsprechend einstellbare bzw. konfigurierbare, insbesondere verschwenkbare Projektionsmittel verfügen. Die Konfigurationseinstellungen solcher Projektionsmittel können dann derart in Abhängigkeit von der zuvor bestimmten bevorzugten Projektionsstelle verändert werden, dass die Erzeugung des Projektionsobjekts gezielt an der bevorzugten Projektionsstelle erfolgt.For selective generation at the preferred projection point, the projection means are preferably suitably adjusted or configured, in particular suitably pivoted. For this purpose, the motor vehicle has to have correspondingly adjustable or configurable, in particular pivotable projection means. The configuration settings of such projection means can then be changed in dependence on the previously determined preferred projection location such that the generation of the projection object takes place specifically at the preferred projection location.
Zusätzlich zu einem bloßen abstrakten Warnhinweis kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch Zusatzinformation durch die Projektionsmittel angezeigt werden. Wertvolle Information kann beispielsweise Personenschäden oder die Notwendigkeit schneller Hilfe betreffen. Demzufolge könnten mögliche Zusatzinformationen textuell lauten „Unfall mit verletzten Personen”, „Bitte Rettungsdienst alarmieren”, „Bitte Abschleppdienst rufen” etc. Vergleichbare Zusatzinformation kann auch grafisch oder symbolisch vermittelt werden.In addition to a mere abstract warning, according to a preferred embodiment of the present invention, additional information may also be displayed by the projection means. Valuable information may concern, for example, personal injury or the need for quick help. Consequently, possible additional information could be textual "Accident with injured persons", "Please alert ambulance service", "Please call towing service" etc. Comparable additional information can also be conveyed graphically or symbolically.
Unter einem Projektionsobjekt im Sinne der Erfindung kann jede außerhalb des Kraftfahrzeugs auftretende Lichterscheinung angesehen werden, die durch die an dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Projektionsmittel verursacht wird. Als Projektionsmittel im Sinne der Erfindung werden nicht angesehen konventionelle Fahrzeugscheinwerfer und Fahrzeugleuchten, die in erster Linie zur Erhellung der Umgebung des Fahrzeugs dienen (z. B. Abblendlicht und Fernlicht) oder die zu einer verbesserten Erkennbarkeit des Fahrzeugs dienen, ohne gezielt Licht an eine Projektionsstelle in der Umgebung des Fahrzeugs abzugeben (z. B. Heckleuchten).In the context of the invention, a projection object within the meaning of the invention can be any light phenomenon occurring outside the motor vehicle which is caused by the projection means provided on the motor vehicle. Conventional vehicle headlights and vehicle lights, which primarily serve to illuminate the surroundings of the vehicle (for example dipped headlights and main beam) or which serve to improve the visibility of the vehicle without specifically projecting light to a projection position, are not considered as projection means in the sense of the invention in the vicinity of the vehicle (eg rear lights).
Besonders auffällig und für andere Verkehrsteilnehmer leicht hinsichtlich ihrer Warnfunktion interpretierbar kann eine Projektion sein, die sich dem Betrachter dreidimensional darstellt. Dies kann beispielsweise in an sich bekannter Weise erreicht werden durch eine an sich im Wesentlichen zweidimensionale Projektion, die vom Betrachter aber aufgrund perspektivischer Darstellungselemente dreidimensional wahrgenommen wird.Particularly striking and easily interpretable for other road users with regard to their warning function can be a projection that presents itself to the viewer in three dimensions. This can be achieved, for example, in a manner known per se by an essentially two-dimensional projection which, however, is perceived three-dimensionally by the viewer due to perspective presentation elements.
Typischerweise werden Projektionsobjekte erzeugt, indem Licht auf die Oberfläche eines festen (also nicht flüssigen oder gasförmigen) Körpers geworfen wird. Es dient dann also die Oberfläche des Körpers als Projektionsfläche. Ein Projektionsobjekt im Sinne der Erfindung kann unter bestimmten Umständen und unter Zuhilfenahme geeigneter Techniken aber auch an einer Projektionsstelle „im freien Raum” – also nicht auf der Oberfläche eines Festkörpers, sondern beispielsweise „in der Luft schwebend” – erzeugt werden.Typically, projection objects are created by projecting light onto the surface of a solid (that is, non-liquid or gaseous) body. It then serves as the surface of the body as a projection surface. A projection object within the meaning of the invention can under certain circumstances and with the aid of suitable techniques but also at a projection point "in free space" - ie not on the surface of a Solid, but for example, "floating in the air" - are generated.
Ein solches „im freien Raum” erzeugtes Projektionsobjekt kann beispielsweise im Wesentlichen flächig ausgebildet sein oder zumindest für den Betrachter flächig in Erscheinung treten. Hierzu kann etwa eine Nebelwand als Projektionsfläche genutzt werden. Um ein dreidimensionales Erscheinungsbild zu erreichen, ist ganz besonders vorteilhaft die Anwendung von Techniken, die tatsächlich die Erzeugung eines bereits an sich dreidimensional beschaffenen Projektionsobjekts zulassen. Durch eine an sich dreidimensionale Projektion kann mehreren Betrachtern mit unterschiedlichen Blickrichtungen zu dem Projektionsobjekt eine dreidimensionale Darstellung an derselben Projektionsstelle dargeboten werden, denn durch die nachfolgend beschriebenen Techniken können Darstellungen realisiert werden, deren Dreidimensionalität nahezu unabhängig vom Blickwinkel des Betrachters ist. Eine solche dreidimensionale Projektion ist ganz besonders vorteilhaft wegen ihres realistischen räumlichen Erscheinungsbilds, welches eine hohe Aufmerksamkeit des Betrachters und eine wirkungsvolle Informationsvermittlung zur Folge haben kann. Da eine solche dreidimensionale Projektion typischerweise aus der Fahrbahnebene räumlich herausragt oder über dieser „schwebt”, ist sie besonders gut erkennbar und wird nur mit geringer Wahrscheinlichkeit verdeckt.Such a "projection object" generated in "free space" may, for example, be substantially planar or at least appear to be flat for the viewer. For this purpose, for example, a smoke screen can be used as a projection surface. In order to achieve a three-dimensional appearance, it is particularly advantageous to use techniques that actually permit the generation of a three-dimensional projection object. By means of a three-dimensional projection, a plurality of viewers with different viewing directions to the projection object can be presented with a three-dimensional representation at the same projection point, because by the techniques described below representations can be realized whose three-dimensionality is almost independent of the observer's perspective. Such a three-dimensional projection is particularly advantageous because of its realistic spatial appearance, which can result in a high attention of the viewer and an effective information transfer. Since such a three-dimensional projection typically protrudes spatially out of the plane of the road or "floats" above it, it is particularly easily recognizable and is hidden with little probability.
Technisch realisierbar ist eine solche dreidimensionale Projektion etwa durch holographische Projektion, beispielsweise mit Hilfe kohärenter Lichtquellen (Laser). Für die holographische Projektion notwendige kohärente Lichtquellen können in an sich aus dem Stand der Technik bekannter Art und Weise beispielsweise mittels Teilung eines Laserstrahls mit Hilfe eines halbtransparenten Spiegels erzeugt werden.Such a three-dimensional projection is technically feasible, for example, by holographic projection, for example with the aid of coherent light sources (lasers). Coherent light sources necessary for the holographic projection can be generated in a manner known per se from the prior art, for example by means of division of a laser beam with the aid of a semitransparent mirror.
Gegebenenfalls kann für die Projektion an der Projektionsstelle ein speziell ausgestaltetes Medium geschaffen werden, in welches bzw. auf welches projiziert wird. Alternativ oder zusätzlich kann an der Projektionsstelle auch eine Grenze zweier Medien mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften geschaffen werden. Es kann dann speziell die Grenze zwischen den beiden Medien geeignete optische Eigenschaften aufweisen, um dort ein Projektionsobjekt zu erzeugen.Optionally, a specially designed medium can be created for the projection at the projection site into which or onto which is projected. Alternatively or additionally, at the projection site, a boundary of two media with different optical properties can be created. In particular, the boundary between the two media can then have suitable optical properties in order to generate a projection object there.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine holographische Projektion auf eine oder mehrere Ultraschallwellenfronten vorgenommen. Vorzugsweise sind die Ultraschallwellenfronten hinsichtlich ihrer räumlichen Anordnung steuerbar. Dabei kann mit Hilfe speziell zu diesem Zweck geschaffener stehender Ultraschallwellen bzw. einer räumlichen Anordnung solcher stehender Ultraschallwellen eine Inhomogenität der wellenoptischen Eigenschaften eines Mediums geschaffen werden. Mittels dieser Inhomogenität können die für die holographische Projektion verwendeten kohärenten Lichtquellen ein Diffraktionsmuster an vorgegebenen Stellen im Raum bilden. Diese Stellen im Raum verhalten sich somit selbst wie Lichtquellen im Raum (vgl. physikalischer Effekt der Diffraktion), wodurch aus der Sicht eines Betrachters ein im Raum schwebendes dreidimensionales Objekt gebildet werden kann. Eine geeignete Ultraschallwellenfront kann etwa mittels ebenfalls kohärenter untereinander synchronisierter Ultraschallsignalgeber geschaffen werden. Solche Ultraschallsignalgeber können in einem Medium (beispielsweise in Wasser oder – für die vorliegende Anwendung von höherer Relevanz – in Luft) stehende Wellen erzeugen, die gegebenenfalls auch räumlich verschiebbar sind. Indem der Luftdruck infolge der Wellen an den betreffenden Stellen im Raum ungleichmäßig verteilt wird, ergeben sich auch für die optischen Eigenschaften der betreffenden Stellen bestimmte Veränderungen, insbesondere bilden sich Minima bzw. Maxima im Hinblick auf bestimmte optische Eigenschaften. Die daraus resultierende Inhomogenität kann als Medium, bildlich gesprochen „Kristallisationszentren”, für die Bildung eines Diffraktionsmusters genutzt werden.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a holographic projection is made on one or more ultrasonic wavefronts. Preferably, the ultrasonic wavefronts are controllable in terms of their spatial arrangement. It can be created using specially created for this purpose standing ultrasonic waves or a spatial arrangement of such stationary ultrasonic waves inhomogeneity of the wave-optical properties of a medium. By means of this inhomogeneity, the coherent light sources used for the holographic projection can form a diffraction pattern at predetermined locations in space. These places in space thus behave themselves like light sources in space (see physical effect of diffraction), whereby from the perspective of a viewer a three-dimensional object floating in space can be formed. A suitable ultrasound wavefront can be created, for example, by means of likewise coherent ultrasound signal transmitters synchronized with one another. Such ultrasound signal transmitters can generate waves in a medium (for example in water or, for the present application of higher relevance, in air) which may also be spatially displaceable. By the air pressure is distributed unevenly due to the waves at the relevant points in space, also for the optical properties of the bodies concerned certain changes, in particular form minima or maxima with respect to certain optical properties. The resulting inhomogeneity can be used as a medium, figuratively speaking, "crystallization centers" for the formation of a diffraction pattern.
Durch die oben beschriebenen Techniken können also sekundäre Lichtquellen im freien (nur mit Luft gefüllten) Raum erzeugt werden. In entsprechender Anzahl und räumlicher Anordnung können solche sekundären Lichtquellen, die auch räumlich ausgedehnt sein können, bei einem Betrachter zur Wahrnehmung als Projektionsobjekt im Sinne der Erfindung führen.Thus, by the techniques described above, secondary light sources can be generated in free space (filled only with air). In a corresponding number and spatial arrangement, such secondary light sources, which may also be spatially extended, lead to a viewer's perception as a projection object in the sense of the invention.
Zum Bewerkstelligen einer solchen Erzeugung von Projektionsobjekten kann die Erzeugung eines speziellen Projektionsmediums in dem freien Raum erforderlich sein. Durch den rasanten Fortschritt der Entwicklungen auf diesem Gebiet wird jedoch eine zunehmend verbesserte Entkopplung der Projektion von den Eigenschaften des Mediums, in welches projiziert wird, erreicht. Auf die Erzeugung eines geeigneten Mediums, etwa einer Ultraschallwellenfront, welche grundsätzlich auch durch das projizierende Kraftfahrzeug erfolgen kann, kann somit zukünftig möglicherweise verzichtet werden.To effect such generation of projection objects, the generation of a special projection medium in the free space may be required. However, due to the rapid progress of developments in this field, an increasingly improved decoupling of the projection from the properties of the medium being projected is achieved. On the production of a suitable medium, such as an ultrasonic wavefront, which in principle can also be done by the projecting motor vehicle, thus may possibly be dispensed with in the future.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann eine holographische Projektion auch an einer an der Projektionsstelle zumindest kurzzeitig geschaffenen Wärmefront erzeugt werden. Die Wärmefront kann durch Beeinflussung der lokalen Temperatur der Luft an der Projektionsstelle mit Hilfe entsprechender technischer Mittel, insbesondere mit Hilfe von Mitteln zum Erwärmen der Luft (beispielsweise mit Hilfe eines weiteren unsichtbaren gelenkten Laserstrahls oder mehrerer auf eine Ebene im Raum fokussierter Laserstrahlen) geschaffen werden. Durch solche Techniken kann beispielsweise lokal Wasserdampf bzw. Nebel erzeugt werden, da die Wassertröpfchen in der Luft – beispielsweise mit einem Laserstrahl – erhitzt werden können. Eine auf solche Art und Weise erzeugbare „Nebelwand” kann als Projektionsfläche für die erfindungsgemäße Projektion dienen.According to another advantageous embodiment of the invention, a holographic projection can also be generated at a heat front at least briefly created at the projection site. The heat front can by influencing the local temperature of the air at the projection site by means of appropriate technical means, in particular by means of heating the air (for example with the help of another invisible steered laser beam or more on a Plane in space focused laser beams) are created. By such techniques, for example, local water vapor or mist can be generated because the water droplets in the air - can be heated - for example with a laser beam. A "fog wall" which can be generated in such a manner can serve as a projection surface for the projection according to the invention.
Die genannten Inhomogenitäten wellenoptischer Eigenschaften des Mediums können in beiden oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen auch pulsierend, d. h. für jeweils eine kurze Zeit, und an annähernd demselben Ort geschaffen werden, da eine aus schnell pulsierenden Raumbereichen zusammengesetzte Projektion in der menschlichen Wahrnehmung als zeitlich und räumlich kontinuierlich wahrgenommen wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierfür eine Synchronisation der Einrichtung zur Schaffung wellenoptischer Inhomogenitäten mit der Steuerung des Projektionsmittel geschaffen wird.The aforementioned inhomogeneities of wave-optical properties of the medium can also be pulsating in the above-described advantageous embodiments, ie. H. for a short time, and at almost the same place, since a projection composed of rapidly pulsating spatial regions is perceived continuously as a temporal and spatial feature in human perception. It is particularly advantageous if a synchronization of the device for creating wave-optical inhomogeneities with the control of the projection means is provided for this purpose.
Bei der praktischen Umsetzung der beschriebenen Verfahren ist zu beachten, dass ein geschaffenes Projektionsmedium unter Umständen nur für sehr kurze Zeit in unveränderter Form zur Verfügung steht. Beispielsweise kann eine geschaffene Wärmefront innerhalb von Sekunden verschwimmen oder durch Luftströme verändert, z. B. verzerrt, werden. Ein lokal erzeugter Überdruck wird in der Regel innerhalb weniger Millisekunden ausgeglichen. Nur im Fall einer stehenden Welle gibt es Knotenpunkte und Schwingungsorte im Raum, die periodisch ihre Minima und Maxima erreichen, weshalb eine solche Lösung bevorzugt wird. Um einer jeweils nur kurzzeitigen Nutzbarkeit des erzeugten Projektionsmediums gerecht zu werden, kann die Erzeugung von Projektionsobjekten in einem gepulsten Betrieb unter Synchronisation der Einrichtungen zur Schaffung des Projektionsmediums und der eigentlichen projizierenden Einrichtung erfolgen. Für eine in der menschlichen Wahrnehmung als zeitkontinuierlich wahrgenommene Projektion können dabei ca. 24 Einzelprojektionen pro Sekunde ausreichen. Untersuchungen haben ergeben, dass dabei jede Einzelprojektion eine Zeitdauer von wenigen Nanosekunden nicht überschreiten muss, um eine ausreichende Erkennbarkeit zu gewährleisten.In the practical implementation of the described method is to be noted that a created projection medium may be available only for a very short time in unmodified form. For example, a created heat front can blur within seconds or changed by air currents, eg. B. distorted, be. A locally generated overpressure is usually compensated within a few milliseconds. Only in the case of a standing wave there are nodal points and vibrational sites in space which periodically reach their minima and maxima, which is why such a solution is preferred. In order to cope with a short-term usability of the generated projection medium, the generation of projection objects in a pulsed operation can be carried out with synchronization of the means for creating the projection medium and the actual projecting device. For a projection perceived in the human perception as continuous-time, approx. 24 individual projections per second can suffice. Investigations have shown that each individual projection does not have to exceed a period of a few nanoseconds in order to ensure sufficient visibility.
Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug selbst geeignete Mittel zum Schaffen eines speziell ausgestalteten Projektionsmediums (beispielsweise zur Erzeugung einer Ultraschallwellenfront bzw. zur anderweitigen Schaffung wellenoptischer Inhomogenitäten) und gegebenenfalls zur Steuerung der räumlichen Anordnung derselben. Beispielsweise können an dem Kraftfahrzeug geeignete Ultraschallsignalgeber zu diesem Zweck vorgesehen werden. Durch die Möglichkeit der Steuerung der räumlichen Anordnung kann das Projektionsmedium dort geschaffen werden, wo ein Projektionsobjekt erzeugt werden soll. Das Kraftfahrzeug ist bei geeigneter Steuerung dann eigenständig in der Lage, durch eine entsprechende Projektionstechnik dreidimensionale Projektionsobjekte zu erzeugen.Preferably, the motor vehicle itself comprises suitable means for creating a specially designed projection medium (for example, for generating an ultrasonic wavefront or otherwise creating wave-optical inhomogeneities) and optionally for controlling the spatial arrangement thereof. For example, suitable ultrasonic signal transmitters can be provided for this purpose on the motor vehicle. Due to the possibility of controlling the spatial arrangement, the projection medium can be created where a projection object is to be generated. The motor vehicle is then independently capable, with suitable control, of producing three-dimensional projection objects by means of a corresponding projection technique.
Ein „im freien Raum” erzeugtes Projektionsobjekt kann im Wesentlichen zwei- oder dreidimensional ausgebildet sein. Auch die Sichtbarkeit eines zweidimensionalen Projektionsobjekts kann unter Umständen verbessert werden, wenn die Projektion nicht auf eine Projektionsfläche vorgenommen wird, sondern wenn das Projektionsobjekt, gegebenenfalls unter Nutzung eines Projektionsmediums wie etwa einer Ultraschallwellenfront, gewissermaßen „schwebend” im freien Raum erzeugt wird. So können etwa auch zweidimensionale – nicht nur durch ihre perspektivische Ansicht, sondern tatsächlich – aus der Fahrebene herausragende Projektionsobjekte erzeugt werden.A projection object produced in "free space" can be essentially two- or three-dimensional. Also, the visibility of a two-dimensional projection object can possibly be improved if the projection is not made on a projection surface, but if the projection object, possibly using a projection medium such as an ultrasonic wavefront, is generated in a manner "floating" in free space. For example, it is also possible to generate two-dimensional projection objects protruding out of the driving plane, not just through their perspective view but actually.
Die Erfindung kann unter Verwendung einer Projektionstechnik, die eine Erzeugung „im freien Raum schwebender” Projektionsobjekte erlaubt, besonders vorteilhaft umgesetzt werden. Beispielsweise kann ein mit geeigneten Projektionsmitteln ausgestattetes Kraftfahrzeug im Falle einer Panne ein als Warnhinweis geeignetes Projektionsobjekt, insbesondere ein Warndreieck, in die Luft über dem Kraftfahrzeug projizieren, um andere Verkehrsteilnehmer auf das Pannenfahrzeug aufmerksam zu machen. Die genaue Projektionsstelle über dem Kraftfahrzeug kann erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der vorliegenden Verkehrssituation derart gewählt werden, dass der Warnhinweis besonders gut für einen sich nähernden anderen Verkehrsteilnehmer sichtbar ist. Das als Warnhinweis dienende Projektionsobjekt kann auch „schwebend im Raum” über einer Fahrbahn erzeugt werden, auf welcher sich andere Verkehrsteilnehmer nähern bzw. nähern könnten. Wenn die Position eines anderen Verkehrsteilnehmer bekannt ist, kann auch eine Projektion auf die Straßenoberfläche direkt vor dem anderen Verkehrsteilnehmer oder im freien Raum vor dem anderen Verkehrsteilnehmer vorgenommen werden.The invention can be implemented particularly advantageously by using a projection technique that allows generation of "floating in space" projection objects. For example, in the event of a breakdown, a motor vehicle equipped with suitable projection means can project a projection object, in particular a warning triangle, into the air above the motor vehicle in order to alert other road users to the breakdown vehicle. The exact projection point over the motor vehicle can be selected according to the invention as a function of the present traffic situation such that the warning is particularly visible to an approaching other road users. The projection object serving as a warning can also be generated "floating in space" above a roadway on which other road users could approach or approach. If the position of another road user is known, a projection can also be made on the road surface directly in front of the other road user or in free space in front of the other road user.
Die erfindungsgemäße Erzeugung des Projektionsobjekts erfolgt vorzugsweise automatisch bei Erkennung bestimmter Situationen oder Zustände (z. B. Panne oder Unfall des Fahrzeugs). Sie kann auch durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs aktivierbar bzw. deaktivierbar ausgeführt sein. Vorzugsweise ist insbesondere die Aktivierung auch aus mittlerer Entfernung (z. B. durch die Funkfernbedienung eines Fahrzeugschlüssels) oder großer Entfernung (z. B. erfindungsgemäß durch Anwahl per Mobilfunk) möglich.The generation of the projection object according to the invention preferably takes place automatically when certain situations or states are recognized (eg breakdown or accident of the vehicle). It can also be activated or deactivated by the driver of the motor vehicle. In particular, the activation is also possible, in particular, from the middle distance (eg by the radio remote control of a vehicle key) or from a long distance (eg according to the invention by dialing by mobile radio).
Generell – d. h. auch bei dreidimensionalen Projektionen, insbesondere aber bei zweidimensionalen Projektionen – kann es bei Projektionsobjekten, die sich dem Betrachter abhängig von dessen Blickwinkel verzerrt darstellen könnten, vorteilhaft sein, den Blickwinkel des jeweiligen Betrachters bei der Projektion derart zu berücksichtigen, dass sich aus dem jeweiligen Blickwinkel ein zumindest annähernd geometrisch korrektes (unverzerrtes) Bild ergibt. Die Berücksichtigung kann insbesondere in einer absichtlichen Verzerrung des zu projizierenden Bildes bestehen, welche die blickwinkelabhängige perspektivische Verzerrung bei der Betrachtung des Projektionsobjekts ausgleicht. Ein solches Vorgehen ist in ganz anderem Zusammenhang etwa bekannt für fest auf einer Spielfläche von Sportstadien angebrachte Werbeanzeigen, welche derart auf eine bestimmte Kameraperspektive abgestimmt sind, dass sie im Kamerabild unverzerrt erscheinen. Sofern die Blickrichtung eines Betrachters auf das erfindungsgemäß erzeugte zumindest eine Projektionsobjekt bekannt ist – zum Beispiel im Falle eines anderen Verkehrsteilnehmers, dessen Position durch Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erkannt wird oder durch Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation gemeldet wird – ist es vorteilhaft, die bekannte Blickrichtung in an sich bekannter Art und Weise bei der Projektion zu berücksichtigen. Ansonsten können Annahmen bezüglich eines Betrachtungswinkels getroffen werden. Beispielsweise kann bei der Erzeugung des Projektionsobjekts auf, über oder am Rande eines Verkehrswegs davon ausgegangen werden, dass sich andere Verkehrsteilnehmer dem Projektionsobjekt entlang des Verkehrswegs nähern, woraus sich ein voraussichtlicher Betrachtungswinkel ergibt.Generally - ie in three-dimensional projections, but especially in two-dimensional projections - it may be advantageous for projection objects that could distort the viewer depending on its viewing angle, the view of the respective viewer in the projection to take into account that from the respective point of view, an at least approximately geometrically correct (undistorted) image results. The consideration may in particular consist in a deliberate distortion of the image to be projected, which compensates the perspective-dependent perspective distortion when viewing the projection object. Such a procedure is in quite a different context, for example, known for permanently mounted on a playing surface of sports stadiums advertisements, which are tuned to a particular camera perspective that they appear undistorted in the camera image. If the viewing direction of a viewer is known to the at least one projection object produced according to the invention - for example in the case of another road user whose position is detected by environment sensor of the motor vehicle or reported by vehicle-vehicle communication - it is advantageous to the known viewing direction in to take into account the known manner in the projection. Otherwise, assumptions can be made regarding a viewing angle. For example, in the generation of the projection object on, above or at the edge of a traffic route, it can be assumed that other road users approach the projection object along the traffic route, resulting in a probable viewing angle.
Alternativ – insbesondere, wenn nicht bekannt ist, in welcher Richtung sich ein Betrachter befinden könnte oder wenn mehrere mögliche Richtungen in Betracht zu ziehen sind – können auch einfach mehrere Darstellungen gleichzeitig projiziert werden, die jeweils auf einen bestimmten Betrachtungswinkel bzw. Betrachtungswinkelbereich abgestimmt sind. Somit besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass für einen aus unbekanntem Blickwinkel betrachtenden Betrachter zumindest eine der Darstellungen gut erkennbar und informativ ist.Alternatively, in particular, if it is not known in which direction a viewer could be or if several possible directions are to be taken into consideration, it is also possible to simply simultaneously project multiple representations which are respectively tuned to a specific viewing angle or viewing angle range. Thus, there is a high probability that at least one of the representations is well recognizable and informative for a viewer viewing from an unknown angle.
Die erfindungsgemäß genutzten Projektionsmittel können sich aus einer einzigen Projektionseinheit oder mehreren Projektionseinheiten zusammensetzen. Die Verwendung mehrerer voneinander beabstandeter Projektionseinheiten kann nützlich sein, um auch nahe am Fahrzeug noch ein räumlich ausgedehntes Projektionsobjekt erzeugen zu können. Auch mehrfarbige oder besonders lichtstarke Projektionen können unter Umständen besser bewerkstelligt werden, wenn mehrere Projektionseinheiten dazu beitragen.The projection means used according to the invention can be composed of a single projection unit or a plurality of projection units. The use of a plurality of spaced-apart projection units may be useful in order to generate a spatially extended projection object also close to the vehicle. Even multicolored or very bright projections may be better accomplished if multiple projection units help.
Die Erzeugung zumindest eines Projektionsobjekts kann in einer einfachen Ausgestaltung eines Systems zur Umsetzung eines solchen Verfahrens beispielsweise durch eine lichttechnische, etwa laserbasierte, Projektion auf die Fahrbahn erreicht werden. Eine solche Projektion kann im einfachsten Fall mittels eines lenkbaren Laserstrahls derart auf die Fahrbahn „gezeichnet” werden, dass sich für einen Beobachter der Eindruck eines zwei- oder dreidimensionalen Projektionsobjekts ergibt.The generation of at least one projection object can be achieved in a simple embodiment of a system for implementing such a method, for example by a lighting technology, such as laser-based, projection on the road. In the simplest case, such a projection can be "drawn" onto the roadway by means of a steerable laser beam in such a way that the impression of a two-dimensional or three-dimensional projection object results for an observer.
Vorzugsweise werden im Falle der Durchführung einer sensorbasierten Analyse der Umgebung des Kraftfahrzeugs für eben diese Analyse Reflektionen von Signalen verwertet, welche von den erfindungsgemäß zur Erzeugung des zumindest einen Projektionsobjekts eingesetzten Projektionsmitteln herrühren und an Objekten in der Umgebung reflektiert werden. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Analyse der Umgebung bekannt, bei welchen die Umgebung entweder mit einem Laser abgetastet oder mit einem beispielsweise gitterförmig ausgestalteten Lichtmuster beleuchtet wird. Anhand der sich dabei ergebenden Reflektionen aus der Umgebung, kann die Umgebung analysiert und beispielsweise als eine räumliche bzw. so genannte 2,5-dimensionale Karte erfasst werden. Dabei können beispielsweise so genannte „time-of-flight”-Technologien Anwendung finden.In the case of carrying out a sensor-based analysis of the surroundings of the motor vehicle, reflections of signals which originate from the projection means used according to the invention for generating the at least one projection object and are reflected at objects in the surroundings are preferably utilized for precisely this analysis. Various methods for analyzing the environment are known from the prior art, in which the environment is either scanned with a laser or illuminated with a light pattern configured, for example, in the form of a lattice. On the basis of the resulting reflections from the environment, the environment can be analyzed and recorded, for example, as a spatial or so-called 2.5-dimensional map. For example, so-called "time-of-flight" technologies can be used.
Die so durchgeführte Analyse der Umgebung kann etwa eine Detektion von Hindernissen für die Projektion betreffen oder der erfindungsgemäßen Erfassung von Situationsinformation zur in der Umgebung des Kraftfahrzeugs bestehenden Verkehrssituation dienen. Eine solche Analyse kann auch zur Bestimmung eines Verlaufs, insbesondere einer Krümmung, der Fahrbahnoberfläche oder einer Offroad-Umgebung dienen. Eine eventuell detektierte Krümmung der Fahrbahnoberfläche kann bei der erfindungsgemäßen Erzeugung von Projektionsobjekten insofern Berücksichtigung finden, als im Falle einer Projektion auf die Fahrbahn die Projektionsstelle geeignet gewählt wird und/oder Verzerrungen infolge von Unebenheiten der Fahrbahn kompensiert werden. Dies führt insbesondere bei Erzeugung des zumindest einen Projektionsobjekts mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen zu verbesserten Ergebnissen.The analysis of the environment carried out in this way can relate, for example, to a detection of obstacles for the projection or to the detection of situation information according to the invention for the traffic situation existing in the surroundings of the motor vehicle. Such an analysis can also be used to determine a course, in particular a curvature, the road surface or an off-road environment. A possibly detected curvature of the road surface can be taken into account in the generation of projection objects according to the invention insofar as in the case of a projection onto the road the projection location is suitably chosen and / or distortions due to unevenness of the road are compensated. This leads to improved results, in particular when the at least one projection object is produced by means of one or more laser beams.
Wird eine laserbasierte Vorrichtung zur Analyse der Umgebung des Kraftfahrzeugs eingesetzt (beispielsweise auch zur allgemeinen Gefahrenerkennung und/oder Kollisionsvermeidung), so kann es besonders vorteilhaft sein, wenn ein Laser derselben Vorrichtung auch für das erfindungsgemäße Verfahren mitverwendet wird. Es kann somit der bei dem Kraftfahrzeug beanspruchte Bauraum verringert werden. Zudem können Kosten gespart werden.If a laser-based device is used for analyzing the environment of the motor vehicle (for example also for general danger detection and / or collision avoidance), it may be particularly advantageous if a laser of the same device is also used for the method according to the invention. It can thus be reduced in the motor vehicle claimed installation space. In addition, costs can be saved.
Besonders einfach kann die Erzeugung von Projektionsobjekten außerhalb des Kraftfahrzeugs umgesetzt werden, wenn als Projektionsmittel zumindest ein lenkbar beweglicher Laser dient oder wenn ein Spiegel, über den ein Laser umgelenkt wird, lenkbar beweglich ausgeführt ist. Beispielsweise kann die Richtung eines Laserstrahls gesteuert werden, indem der Laserstrahl über einen Spiegel umgelenkt wird, der durch einen beispielsweise elektromagnetisch ausgeführten oder auf der Piezo-Technologie beruhenden Antrieb schwenkbar ausgeführt ist. Bei dieser einfachen aber funktionalen Ausprägung eines Systems zur Erzeugung von Projektionsobjekten außerhalb des Kraftfahrzeugs wird in der menschlichen Wahrnehmung eines Beobachters durch eine schnelle Bewegung eines oder mehrerer Laserstrahlen der visuelle Eindruck eines Objekts erzeugt. So lassen sich auch virtuelle Objekte projizieren, die als dreidimensionale räumliche Formen interpretierbar sind. Zur Verleihung einer räumlichen Wirkung können Projektionsobjekte beispielsweise unterschiedliche Linienstärken, Farben und eine „perspektivische” Ausgestaltung aufweisen.The generation of projection objects outside the motor vehicle can be particularly simple can be implemented when at least one steerable movable laser is used as the projection means or when a mirror, through which a laser is deflected, is designed to be steerably movable. For example, the direction of a laser beam can be controlled by the laser beam is deflected by a mirror which is designed to be pivotable by, for example, an electromagnetically designed or based on the piezo technology drive. In this simple but functional embodiment of a system for generating projection objects outside the motor vehicle, the visual impression of an object is generated in the human perception of an observer by a rapid movement of one or more laser beams. In this way, virtual objects can also be projected, which can be interpreted as three-dimensional spatial forms. To confer a spatial effect, projection objects can have, for example, different line weights, colors and a "perspective" design.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nachfolgend weitere Vorteile, Varianten, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen schematischWith reference to the accompanying drawings, further advantages, variants, preferred embodiments and further developments of the invention are described below. This show schematically
Durch die Erzeugung zumindest eines als Warnhinweis ausgebildeten Projektionsobjekts kann von einem geeignet ausgerüsteten Kraftfahrzeug eine Warnung an andere Verkehrsteilnehmer ausgegeben werden.By generating at least one projection object designed as a warning, a warning can be output to other road users by a suitably equipped motor vehicle.
In
Um eine geeignete Projektionsstelle für die Projektion zu wählen, wird Zusatzwissen bezüglich der eigenen Position und Ausrichtung gegenüber dem anderen Verkehrsteilnehmer
Der Laserprojektor
Das Warndreieck
In
In
Das Kraftfahrzeug
Die eigene Position des Kraftfahrzeugs
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