DE102007005028B4 - Method and device for displaying information on a projection screen in a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Wiedergeben von Information auf einer Projektionsfläche (11) in einem Fahrzeug (1) für eine im Fahrzeug (1) befindliche Person (3), bei dem- die Blickrichtung (B) der Person (3) erfasst wird und- die Information auf eine undurchsichtige Projektionsfläche (11) in dem Fahrzeug (1) projiziert wird, die sich in Blickrichtung (B) der Person (3) oder nahe der Blickrichtung (B) der Person (3) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Blickrichtung der Person nicht auf eine undurchsichtige Projektionsfläche gerichtet ist, in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person (3) entschieden wird, ob eine Wiedergabe der Information auf eine zur Blickrichtung nächstgelegene undurchsichtige Projektionsfläche in dem Fahrzeug (1) erfolgt.A method for displaying information on a projection surface (11) in a vehicle (1) for a person (3) located in the vehicle (1), in which the line of sight (B) of the person (3) is detected and the information an opaque projection surface (11) is projected in the vehicle (1), which is in the line of sight (B) of the person (3) or close to the line of sight (B) of the person (3), characterized in that when the line of sight of the person is not directed at an opaque projection surface, depending on the viewing direction of the person (3), a decision is made as to whether the information is to be reproduced on an opaque projection surface in the vehicle (1) closest to the viewing direction.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiedergeben von Information auf einer Projektionsfläche in einem Fahrzeug für eine im Fahrzeug befindliche Person. Hierbei wird zumindest ein im Fahrzeug angeordneter Projektor zur Projektion der Information auf einer Projektionsfläche in dem Fahrzeug verwendet. Ferner ist eine Einrichtung zum Erfassen der Blickrichtung der Person vorgesehen. Mit dem Projektor und der Blickrichtungserfassungseinrichtung ist eine Steuereinrichtung gekoppelt, mit welcher die Projektionsrichtung des Projektors in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person steuerbar ist.The present invention relates to a method and a device for reproducing information on a projection surface in a vehicle for a person in the vehicle. In this case, at least one projector arranged in the vehicle is used to project the information onto a projection surface in the vehicle. A device for detecting the line of sight of the person is also provided. A control device is coupled to the projector and the viewing direction detection device, with which the projection direction of the projector can be controlled depending on the viewing direction of the person.
Üblicherweise sind in einem Kraftfahrzeug Anzeigeeinrichtungen vorgesehen, die den Fahrzeuginsassen verschiedenartige Informationen anzeigen können. Für den Fahrer ist ein sog. Kombiinstrument so angeordnet, dass Information unterhalb der üblichen Blickrichtung des Fahrers in Fahrtrichtung angezeigt wird. Des Weiteren kann in der Mitte zwischen dem Fahrer und dem Beifahrer das Display einer Multifunktionsbedieneinheit angeordnet sein, welches vom Fahrer und Beifahrer gleichermaßen abgelesen werden kann. Im Fahrzeug ist es insbesondere für den Fahrer wichtig, dass er bestimmte Informationen, wie z.B. Warnhinweise oder Navigationsinformationen, schnell und sicher erfassen kann. Des Weiteren besteht ein Bedürfnis, den Mitfahrern beispielsweise Entertainment-Daten anzuzeigen.Display devices are usually provided in a motor vehicle, which can display various types of information to the vehicle occupants. A so-called instrument cluster is arranged for the driver in such a way that information is displayed below the driver's usual viewing direction in the direction of travel. Furthermore, the display of a multifunction control unit can be arranged in the middle between the driver and the front passenger, which can be read by the driver and front passenger alike. In the vehicle, it is particularly important for the driver to be able to quickly and safely record certain information, such as warnings or navigation information. There is also a need to display entertainment data, for example, to the passengers.
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Des Weiteren ist es bekannt, die Blickrichtung des Fahrers zu erfassen und die Information als sog. Head-up-Display in Blickrichtung des Fahrers in die Windschutzscheibe zu projizieren. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in der
Des Weiteren sind unter dem Begriff „Augmented Reality“ Systeme bekannt, die beispielsweise bei der Entwicklung und dem Design von Kraftfahrzeugen die reale Welt, d.h. reale Gegenstände, mit zusätzlichen virtuellen, computergenerierten Informationen anreichert oder die visuelle Darstellung dem Betrachter vollständig computergeneriert stereoskopisch darstellt. Ein solches System ist beispielsweise in der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen einer Person im Fahrzeug insbesondere dem Fahrer die Information so bereitgestellt werden kann, dass sie von der Person selbst dann schnell und sicher erfasst werden kann, wenn sie nicht in Fahrtrichtung durch die Windschutzscheibe blickt.It is the object of the present invention to provide a method and a device of the type mentioned in which a person in the vehicle, in particular the driver, can be provided with the information in such a way that it can be quickly and reliably detected by the person even if she is not looking through the windshield in the direction of travel.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Blickrichtung der Person, die sich im Fahrzeug befindet, erfasst. Die Information wird dann auf eine undurchsichtige Projektionsfläche in dem Fahrzeug projiziert, die sich in Blickrichtung der Person oder nahe der Blickrichtung der Person befindet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist man somit bei der Projektion der Information nicht an das sog. Head-up-Display in der Windschutzscheibe in Blickrichtung des Fahrers gebunden. Vielmehr werden die undurchsichtigen Flächen im Innenraum des Fahrzeugs als Projektionsfläche für die Darstellung der Information genutzt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Information, wie beispielsweise eine Warnmeldung, vom Fahrer sehr schnell erfasst werden soll, der Fahrer jedoch nicht durch die Windschutzscheibe in Fahrtrichtung blickt, sondern in anderer Richtung auf eine Fläche im Innenraum des Fahrzeugs. In diesem Fall kann sichergestellt werden, dass der Fahrer die Information auch dann schnell wahrnimmt, wenn er beispielsweise in Richtung des Handschuhfachs des Beifahrers oder sogar kurzzeitig nach hinten schaut. Gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Projektion von Entertainment-Daten hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Information variabel dort dargestellt wird, wo die Person, d.h. insbesondere der Fahrer, hinschaut.In the method according to the invention, the viewing direction of the person who is in the vehicle is recorded. The information is then projected onto an opaque projection surface in the vehicle which is in the person's line of sight or close to the person's line of sight. With the method according to the invention, the projection of the information is therefore not tied to the so-called head-up display in the windshield in the driver's line of sight. Rather, they will opaque surfaces in the interior of the vehicle as a projection surface for displaying the information. This is particularly advantageous if the information, such as a warning message, is to be received by the driver very quickly, but the driver is not looking through the windshield in the direction of travel, but in a different direction at an area in the interior of the vehicle. In this case, it can be ensured that the driver also perceives the information quickly if, for example, he looks in the direction of the passenger's glove compartment or even briefly backwards. Compared to conventional methods for projecting entertainment data, the method according to the invention has the advantage that the information is displayed variably where the person, ie in particular the driver, is looking.
Um die Blickrichtung zu erfassen, kann die Position und die Ausrichtung der Augen und/oder des Kopfes der Person verfolgt werden. Dabei kann die Blickrichtung beispielsweise mittels einer Kamera und einer zugeordneten Auswerteeinheit oder eines Laserstrahls, welcher einen vorgegebenen Raumwinkel abtastet, erfasst werden. Wenn sich die Blickrichtung der Person verändert, wird auch die Projektionsfläche in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person verändert. Auf diese Weise kann die Projektionsfläche mit der Blickrichtung der Person wandern, so dass sie immer im Sichtfeld des Benutzers bleibt.In order to detect gaze direction, the position and orientation of the person's eyes and/or head can be tracked. In this case, the line of sight can be recorded, for example, by means of a camera and an associated evaluation unit or a laser beam, which scans a predetermined solid angle. If the person's line of sight changes, the projection surface is also changed depending on the person's line of sight. In this way, the projection surface can move with the person's line of sight, so that it always remains in the user's field of vision.
Wenn die Blickrichtung der Person nicht auf eine undurchsichtige Projektionsfläche gerichtet ist, kann die Information möglicherweise gar nicht wiedergegeben werden. In diesem Fall kann die Information jedoch auf die zur Blickrichtung nächstgelegene undurchsichtige Projektionsfläche in dem Fahrzeug projiziert werden. Erfindungsgemäß wird jedoch dann in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person entschieden, ob eine Wiedergabe der Information erfolgt. Beispielsweise kann die Information auf der nächstgelegenen undurchsichtigen Projektionsfläche nur dann wiedergegeben werden, wenn der Blick der Person nicht in Fahrtrichtung durch die Windschutzscheibe gerichtet ist.If the person's line of sight is not directed towards an opaque projection surface, the information may not be displayed at all. In this case, however, the information can be projected onto the opaque projection surface in the vehicle that is closest to the viewing direction. According to the invention, however, a decision is then made as a function of the person's viewing direction as to whether the information is to be reproduced. For example, the information can only be reproduced on the nearest opaque projection surface if the person's gaze is not directed through the windshield in the direction of travel.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird bei der Projektion der Information die Form der Projektionsfläche berücksichtigt. Es kann insbesondere eine Verzerrung der Bilddaten zur Korrektur dieser Effekte durchgeführt werden, da die Normale der gesamten Projektionsfläche üblicherweise nicht in Richtung der projizierenden Lichtstrahlen gerichtet ist. Hierfür kann die Form der Projektionsfläche im Raum erfasst werden und die Wiedergabe der Information daraufhin so berechnet werden, dass die Darstellung der Information derart erfolgt, dass sie aus der Blickrichtung der Person so unverzerrt wie möglich erscheint.According to a further preferred embodiment of the method, the shape of the projection surface is taken into account when the information is projected. In particular, the image data can be distorted in order to correct these effects, since the normal of the entire projection surface is usually not directed in the direction of the projecting light beams. For this purpose, the shape of the projection surface can be recorded in space and the reproduction of the information can then be calculated in such a way that the information is presented in such a way that it appears as undistorted as possible from the direction of view of the person.
Die hierfür nötige Verzerrung der Bilddaten wird bevorzugt in Abhängigkeit eines Bildes der Projektionsfläche berechnet, das mittels einer im Bereich des Kopfes eines möglichen Fahrzeuginsassen angeordneten so genannten Kopfnullkamera aufgenommen wird. Unter einer Kopfnullkamera wird im Sinne der Erfindung insbesondere eine Kamera verstanden, die im Bereich eines Kopfes eines möglichen Fahrers des Fahrzeugs angeordnet ist und mittels der ein Bild von verschiedenen möglichen Projektionsflächen aufgenommen werden kann. Das Bild dieser Kopfnullkamera entspricht somit im Wesentlichen einem Bild, das ein möglicher Fahrer des Fahrzeugs sehen würde. Das Bild der Kopfnullkamera wird bei der Herstellung des Fahrzeugs erzeugt. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs befindet sich die Kopfnullkamera nicht mehr im Fahrzeug. Die vorab aufgenommenen Bilder dieser Kamera sind jedoch z.B. in der Steuereinrichtung oder einem separaten Speicher gespeichert. Ein Verzerrungsmodul kann dann eine Verzerrung des Bildes mit den wiederzugebenden Informationen in Abhängigkeit von der Form der Projektionsfläche erzeugen, auf welche die Information projiziert werden soll. Bei der Herstellung dieses Verzerrungsmoduls wird mittels des Projektors oder eines vergleichbaren Projektors ein Musterbild dargestellt und von der Kopfnullkamera aufgenommen. Das Musterbild kann dann mittels des Verzerrungsmoduls bzw. einer inversen Einrichtung des Verzerrungsmoduls zu einem Testbild verzerrt werden. Dabei kann z. B. das Verzerrungsmodul durch iteratives Durchlaufen eines Optimierungsalgorithmus so verändert werden, dass das Testbild im Wesentlichen dem mittels der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbild entspricht. Die Angleichung des Testbildes an das von der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbild betrifft die Lage von Pixeln und/oder deren Farbe. Die Veränderung des Verzerrungsmoduls erfolgt insbesondere durch Veränderung von Parametern eines dem Verzerrungsmoduls zugrunde liegenden Modells.The distortion of the image data required for this is preferably calculated as a function of an image of the projection surface, which is recorded by means of a so-called head zero camera arranged in the area of the head of a possible vehicle occupant. In the context of the invention, a head zero camera is understood to mean, in particular, a camera which is arranged in the area of a head of a possible driver of the vehicle and by means of which an image of various possible projection surfaces can be recorded. The image of this head zero camera thus essentially corresponds to an image that a possible driver of the vehicle would see. The image from the head zero camera is generated when the vehicle is manufactured. When the vehicle is operated as intended, the head zero camera is no longer in the vehicle. However, the prerecorded images of this camera are stored in, for example, the controller or a separate memory. A distortion module can then generate a distortion of the image with the information to be displayed depending on the shape of the projection surface onto which the information is to be projected. During the production of this distortion module, a sample image is displayed using the projector or a comparable projector and recorded by the head zero camera. The pattern image can then be distorted into a test image by means of the distortion module or an inverse device of the distortion module. In doing so, e.g. B. the distortion module can be changed by iteratively running through an optimization algorithm in such a way that the test image essentially corresponds to the sample image recorded by means of the head zero camera. The adjustment of the test image to the sample image recorded by the head zero camera relates to the position of pixels and/or their color. The change in the distortion modulus takes place in particular by changing parameters of a model on which the distortion modulus is based.
Des Weiteren kann anstatt der Kopfnullkamera auf die Konstruktionsdaten des Fahrzeugs zurückgegriffen werden, um die Verzerrung der Bilddaten zu berechnen. In diesem Fall wird angenommen, dass sich der Kopf des betreffenden Fahrzeuginsassen an einer bestimmten Position oberhalb des entsprechenden Sitzes befindet.Furthermore, instead of the head zero camera, the design data of the vehicle can be used to calculate the distortion of the image data. In this case, it is assumed that the head of the vehicle occupant in question is located at a specific position above the corresponding seat.
Des Weiteren kann die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen im Fahrzeug mittels zumindest zweier Projektoren projiziert werden. Vorzugsweise werden genau zwei Projektoren verwendet. Diese Anzahl an Projektoren ist ausreichend, um nahezu den gesamten Fahrzeuginnenraum als digitale Anzeigefläche zu nutzen, wobei die einzelnen Flächen nur jeweils temporär benötigt werden.Furthermore, the information can be projected onto various opaque projection surfaces in the vehicle using at least two projectors. Exactly two projectors are preferably used. This number of projectors is sufficient to cover almost the entire vehicle interior interior space as a digital display area, whereby the individual areas are only required temporarily.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit der Steuereinrichtung erfassbar, ob in Blickrichtung der Person eine undurchsichtige Projektionsfläche im Fahrzeug angeordnet ist und die Steuereinrichtung steuert den Projektor so an, dass die Information auf eine undurchsichtige Projektionsfläche in Blickrichtung der Person oder nahe der Blickrichtung der Person projiziert wird. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise mittels optischer Mittel, wie z.B. der Reflexion elektromagnetischer Strahlung oder mittels einer Kamera erfassen, ob in Blickrichtung der Person eine undurchsichtige Projektionsfläche im Fahrzeug angeordnet ist. Die Steuereinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass, wenn die Blickrichtung der Person nicht auf eine undurchsichtige Projektionsfläche gerichtet ist, in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person entschieden wird, ob eine Wiedergabe der Information auf eine zur Blickrichtung nächstgelegene undurchsichtige Projektionsfläche in dem Fahrzeug erfolgt.In the device according to the invention, the control device can detect whether an opaque projection surface is arranged in the vehicle in the person's line of sight, and the control device controls the projector in such a way that the information is projected onto an opaque projection surface in the person's line of sight or near the person's line of sight . The control device can, for example, use optical means, such as the reflection of electromagnetic radiation, or a camera to detect whether an opaque projection surface is arranged in the vehicle in the person's line of sight. The control device is designed in such a way that if the person's line of sight is not directed at an opaque projection surface, a decision is made depending on the line of sight of the person as to whether the information is to be reproduced on an opaque projection surface in the vehicle that is closest to the line of sight.
Mit der Blickrichtungserfassungseinrichtung sind vorzugsweise die Position und Ausrichtung der Augen und/oder des Kopfes der Person verfolgbar. Wenn sich die Blickrichtung der Person verändert, ist mit der Steuereinrichtung die Projektionsfläche des Projektors in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person veränderbar.The position and alignment of the eyes and/or the head of the person can preferably be tracked with the line of sight detection device. If the person's viewing direction changes, the projection surface of the projector can be changed with the control device depending on the person's viewing direction.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst der Projektor eine optische Ablenkeinrichtung, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und mit der das von dem Projektor emittierte Licht in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Steuervorrichtung so ablenkbar ist, dass die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen projizierbar ist.According to an exemplary embodiment of the device according to the invention, the projector comprises an optical deflection device which is coupled to the control device and with which the light emitted by the projector can be deflected as a function of a control signal from the control device such that the information can be projected onto various opaque projection surfaces.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Projektor mit Stellmitteln gekoppelt, die wiederum mit der Steuereinrichtung gekoppelt sind, und mit welchen die Position des Projektors in Abhängigkeit von dem Steuersignal der Steuervorrichtung veränderbar ist, so dass die Information auf verschiedene Projektionsflächen projizierbar ist. Die Stellmittel können beispielsweise den Projektor mechanisch verschieben und ihn um verschiedene Achsen schwenken.According to another exemplary embodiment of the device according to the invention, the projector is coupled to adjusting means, which in turn are coupled to the control device and with which the position of the projector can be changed as a function of the control signal from the control device, so that the information can be projected onto different projection surfaces. The adjusting means can, for example, move the projector mechanically and swivel it around different axes.
Der Projektor umfasst vorzugsweise als Lichtquelle mehrere lichtemittierende Dioden oder einen Laser. Des Weiteren können auch Projektoren mit herkömmlichen Projektorlampen, wie Halogenbirnen, verwendet werden, wobei die Lichtquelle und die weiteren optischen Komponenten auch räumlich getrennt angeordnet sein können. Die Vorrichtung kann zumindest zwei Projektoren, insbesondere genau zwei Projektoren, umfassen, mit welchen die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen im Fahrzeug projizierbar sind.The projector preferably comprises a plurality of light-emitting diodes or a laser as the light source. Furthermore, projectors with conventional projector lamps, such as halogen bulbs, can also be used, in which case the light source and the further optical components can also be arranged spatially separately. The device can include at least two projectors, in particular exactly two projectors, with which the information can be projected onto various opaque projection surfaces in the vehicle.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich im Fahrzeug verschiedene Anwendungen realisieren. Hierzu zählt die Wiedergabe von Entertainment-, Infotainment- und Sicherheitsdaten. Ferner können Raumeffekte im Fahrzeug realisiert werden. Schließlich kann die Wiedergabe der Information herkömmliche Instrumentierungen anhand mechanischer Anzeigeeinrichtungen oder herkömmlicher Displays ersetzen.Various applications can be implemented in the vehicle by means of the method according to the invention and the device according to the invention. This includes the playback of entertainment, infotainment and safety data. Furthermore, spatial effects can be realized in the vehicle. Finally, the display of information can replace traditional instrumentation using mechanical indicators or traditional displays.
Im Bereich der Wiedergabe von Entertainment-Daten lassen sich insbesondere die undurchsichtigen Flächen vor den Rücksitzen und vor dem Beifahrersitz nutzen. Im Bereich der Infotainment-Daten können Informationen eines Reiseführers oder Fahrwegsinformationen und Sonderziele beweglich und nicht an eine bestimmte Projektionsfläche gebunden wiedergeben werden.The opaque surfaces in front of the rear seats and in front of the front passenger seat can be used in particular to play back entertainment data. In the area of infotainment data, information from a travel guide or route information and points of interest can be displayed in a flexible manner and not tied to a specific projection surface.
Außerdem lassen sich nichttransparente Scheiben als Wiedergabeflächen, z.B. für von außen sichtbare Werbung, nutzen.In addition, non-transparent panes can be used as display surfaces, e.g. for advertising visible from the outside.
Im Bereich der Darstellung von Sicherheits-Daten lässt sich ein quasi transparentes Fahrzeug realisieren, indem als Information die Bilder wiedergegeben werden, welche für die Person von der undurchsichtigen Projektionsfläche verdeckt sind.In the field of displaying security data, a quasi-transparent vehicle can be implemented, in that the images that are hidden from the person by the opaque projection surface are reproduced as information.
Des Weiteren können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung Stimmungen erzeugt werden, indem beispielsweise der Fahrzeughimmel auf bestimmte Weise beleuchtet wird. Es lässt sich auf diese Weise eine ambiente Beleuchtung und eine interne Umfeldbeleuchtung schaffen. Hierbei ist es beispielsweise auch möglich, für Kinder bestimmte Bilder an den Fahrzeughimmel zu projizieren, um diese zu unterhalten oder zu beruhigen. Hierfür kann beispielsweise ein mobiles Projektionsgerät verwendet werden, das in den Fahrzeugfont unterhalb des Fahrzeugshimmels eingesetzt werden kann, um die Bilder an den Fahrzeughimmel zu projizieren.Furthermore, moods can be generated with the method according to the invention and the device according to the invention, for example by illuminating the roof of the vehicle in a specific way. In this way, ambient lighting and internal ambient lighting can be created. Here, it is also possible, for example, to project images intended for children onto the roof of the vehicle in order to entertain or calm them down. For this purpose, for example, a mobile projection device can be used, which can be used in the vehicle front below the vehicle headliner in order to project the images onto the vehicle headliner.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu der beigefügten Zeichnung erläutert.The invention will now be explained using an exemplary embodiment with reference to the attached drawing.
Die Figur zeigt schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The figure shows schematically the structure of an embodiment of the device according to the invention.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gibt Information auf einer Projektionsfläche im Innenraum 2 eines Fahrzeugs 1 für eine oder mehrere der darin befindlichen Personen wieder. In dem in der Figur gezeigten Beispiel wird die Information dem Fahrer 3 des Fahrzeugs 1 angezeigt. Der Fahrer 3 blickt mit seinen Augen 4 in die Blickrichtung B.The embodiment of the device according to the invention provides information on a project tion surface in the
Die Blickrichtung B des Fahrers 3 wird von einer Einrichtung 5 erfasst. Die Blickrichtungserfassung kann auf an sich bekannte Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 eine Kamera umfassen, welche den Kopf des Fahrers 3 in Richtung des Pfeils A aufnimmt. Das Kamerabild wird dann durch eine Bildanalyse ausgewertet, woraus die Blickrichtung des Fahrers 3 gewonnen wird. Ferner kann die Blickrichtungserfassungseinrichtung auch einen Laser umfassen, welcher den Bereich, in welchem sich der Kopf des Fahrers 3 üblicherweise aufhält, abtastet. Auch hieraus kann die Blickrichtung des Fahrers 3 gewonnen werden. Weitere Details einer möglichen Ausgestaltung der Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 sind beispielsweise in der
Zusätzlich zur Blickrichtung des Fahrers wird auch die Position und gegebenenfalls die Ausrichtung der Augen 4 des Fahrers 3 im Fahrzeuginnenraum 2 ermittelt, so dass sich in Verbindung mit der Blickrichtung B eindeutig bestimmen lässt, welchen Teil des Innenraums 2 des Fahrzeugs 1 der Fahrer 3 betrachtet.In addition to the driver's viewing direction, the position and, if necessary, the orientation of the
Die Blickrichtung B des Fahrers 3 sowie die Position seiner Augen 4 wird von der Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 an eine Steuereinrichtung 6 übertragen. Die Steuereinrichtung 6 ist mit weiteren Einrichtungen des Fahrzeugs beispielsweise über einen Fahrzeugbus 7 verbunden. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 6 mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Anzeigedaten, die üblicherweise auf einem Multifunktionsdisplay im Fahrzeug 1 angezeigt werden, verbunden sein. Über den Fahrzeugbus 7 erhält die Steuereinrichtung somit die Daten für die Information, welche auf der Projektionsfläche in dem Fahrzeug 1 wiedergegeben werden soll.The viewing direction B of the
Die Steuereinrichtung 6 ist mit einem Projektor 8 oder mehreren Projektoren verbunden. Der Projektor 8 wird sowohl hinsichtlich seiner Projektionsrichtung P als auch hinsichtlich der Daten für die Informationswiedergabe von der Steuereinrichtung 6 gesteuert. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Projektor 8 mit Stellmitteln 9 verbunden, welche die Position und Ausrichtung des Projektors 8 mechanisch verändern können. Der Projektor 8 ist am Fahrzeughimmel vorne mittig befestigt. Alternativ kann der Projektor 8 oder ein weiterer Projektor hinten am Fahrzeughimmel mittig befestigt sein.The
Anstatt der Stellmittel 9 könnte auch bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine optische Ablenkeinrichtung vorgesehen sein, welche die Projektionsrichtung P des an sich ortsfesten Projektors 8 so steuert, dass sie in Richtung der gewünschten Projektionsfläche 11 gerichtet ist.Instead of the adjusting means 9, an optical deflection device could also be provided in another exemplary embodiment, which controls the projection direction P of the
Bei dem Projektor 8 handelt es sich um einen LED- oder Laserprojektor.The
Die Steuereinrichtung 6 errechnet aus der Blickrichtung B des Fahrers 3 sowie der Position der Augen 4 den Bereich der Oberfläche im Innenraum des Fahrzeugs 2, den der Fahrer 3 betrachtet. Aus gespeicherten Daten zu dem Fahrzeugmodell kann die Steuereinrichtung ermitteln, ob es sich bei diesem Bereich um eine undurchsichtige Fläche oder eine durchsichtige Fläche, wie z.B. ein Fenster, handelt. In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel blickt der Fahrer 3 auf den Bereich 10 oberhalb des Handschuhfachs des Beifahrers. Da dieser Bereich undurchsichtig ist, kann er als Projektionsfläche für die wiederzugebende Information dienen. Die Steuereinrichtung 6 richtet somit mittels der Stellmittel 9 den Projektor 8 so aus, dass die Information auf einer undurchsichtigen Projektionsfläche 11 in Blickrichtung B des Fahrers 3 projiziert wird. In dem in der Figur gezeigten Beispiel wird ein Warnhinweis 12 auf die undurchsichtige Projektionsfläche 11 projiziert, den der Fahrer 3 sofort erfassen kann, da er direkt auf die Projektionsfläche 11 blickt.From the viewing direction B of the
Die Steuereinrichtung 6 umfasst ferner ein Verzerrungsmodul, mit welchem Daten zur Wiedergabe der Information berechnet werden, welche die Form der Projektionsfläche im Raum berücksichtigen, um dem Fahrer 3 das projizierte Bild so verzerrungsfrei wie möglich bereitzustellen. Die Korrektur der Verzeichnung durch die Projektion kann z.B. gemäß einem Verfahren erfolgen, das in dem Buch Luhmann, T., Nahbereichsphotogrammetrie Grundlagen - Methoden - Anwendungen, Wichmann 2003, beschrieben ist. Das Verzerrungsmodul kann bei der Berechnung der Bilddaten z.B. CAD-Daten des Fahrzeuginnenraums 2 berücksichtigen, um die Form der Projektionsfläche zu bestimmen. Des Weiteren können für bestimmte Projektionsflächen vorab Verzerrungsmodule geschaffen werden, indem Musterbilder auf die Projektionsflächen mittels des Projektors 8 projiziert werden, die anschließend mittels einer Kopfnullkamera aufgenommen werden. Daraufhin wird das Musterbild mittels des Verzerrungsmoduls bzw. dessen Inversen zu einem Testbild verzerrt. Nun wird eine Kostenfunktion in Bezug auf die Abweichung des Testbildes von dem mittels der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbildes erstellt. Diese kann z. B. das Quadrat des Abstandes einzelner Pixel sein. Daraufhin folgt eine Abfrage, ob die Kostenfunktion einen hinreichend kleinen Wert liefert. Ist dies nicht der Fall, werden Modellparameter (Zustandsvektor) des Verzerrungsmoduls entsprechend einer Optimierungsstrategie derart verändert, dass sich das Testbild dem mittels der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbildes annähert. Liefert die Kostenfunktion dagegen einen hinreichenden kleinen Wert, werden die Modellparameter (Zustandsvektor) des Verzerrungsmoduls gespeichert.The
Ein entsprechendes Verfahren kann auch in Bezug auf die Farbe von Pixeln bei der Projektion durchgeführt werden, da die Farbe der Projektionsfläche üblicherweise nicht einer weißen Leinwand ähnelt und gegebenenfalls auch nicht einfarbig ist.A corresponding method can also be carried out with regard to the color of pixels during the projection, since the color of the projection surface usually does not resemble a white screen and may also not be monochromatic.
Ändert sich die Blickrichtung B des Fahrers 3, wird dies von der Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 erfasst, woraufhin die Steuereinrichtung 6 die Projektionsrichtung P des Projektors 8 so ändert, dass die Projektionsfläche 11 fortwährend in Blickrichtung B des Fahrers bleibt. Blickt der Fahrer 3 durch ein Fenster, d.h. eine durchsichtige Fläche, wie z.B. nach vorn durch die Windschutzscheibe, wählt die Steuereinrichtung 6 eine undurchsichtige Projektionsfläche nahe der Blickrichtung B des Fahrers 3 aus.If the viewing direction B of the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Innenraum des Fahrzeugsinterior of the vehicle
- 33
- Fahrerdriver
- 44
- Augen des Fahrerseyes of the driver
- 55
- Blickrichtungserfassungseinrichtungline of sight detection device
- 66
- Steuereinrichtungcontrol device
- 77
- Fahrzeugbusvehicle bus
- 88th
- Projektorprojector
- 99
- Stellmittelsetting means
- 1010
- undurchsichtige Flächeopaque surface
- 1111
- undurchsichtige Projektionsflächeopaque projection surface
- 1212
- wiedergegebene Informationreproduced information
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