DE102007022588A1 - Method for displaying video images and video systems - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Anzeige von Videobildern in einem Verkehrsmittel offenbart, das Folgendes aufweist: Erfassen von Bilddaten durch eine in dem Verkehrsmittel angeordnete Videokamera (2), Bestimmen von aktuellen Positionsdaten des Verkehrsmittels, Ermitteln von Objektdaten aus einer Datenbank und Verknüpfen der erfassten Bilddaten, der bestimmten Positionsdaten und der ermittelten Objektdaten, derart, dass Anzeigedaten erzeugt werden, in denen in der Videobildanzeige zusätzliche Informationen aus der Datenbank eingefügt werden. Es wird ferner ein Videosystem (1) zur Durchführung des Verfahrens offenbart.A method for displaying video images in a means of transport is disclosed, comprising the acquisition of image data by a video camera (2) arranged in the means of transport, determination of current position data of the means of transport, determination of object data from a database and linking of the acquired image data, the determined position data and the determined object data, such that display data is generated, in which additional information is inserted from the database in the video image display. Furthermore, a video system (1) for carrying out the method is disclosed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von Videobildern in einem Verkehrsmittel sowie ein Videosystem zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method of displaying video images in a means of transport as well as a video system for carrying out the procedure.
Die Visualisierung geografischer und/oder topografischer Informationen auf geeigneten Anzeigegeräten bzw. Monitoren in Verkehrsmitteln, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, auf Booten und/oder in Flugzeugen, wird eine immer wichtigere Anwendung. So werden in Navigationssystemen für Kraftfahrzeuge neben der Abbildung eines Straßennetzes auch die aktuelle Position, die berechnete Route und/oder das Ziel auf einem Display angezeigt.The Visualization of geographic and / or topographical information on suitable display devices or monitors in means of transport, for example in motor vehicles, on boats and / or in aircraft, is becoming an increasingly important application. Thus, in navigation systems for motor vehicles in addition to the Illustration of a road network too the current position, the calculated route and / or the destination a display.
Bei bekannten Systemen ist die Darstellung in den letzten Jahren immer genauer und realistischer geworden, was durch die zunehmende Leistungsfähigkeit der in den Systemen eingesetzten Mikroprozessoren für die Grafikberechnungen ermöglicht wurde. So sind bereits Navigationssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, die dreidimensionale bzw. perspektivische Darstellungen von Innenstädten anbieten. Dies ermöglicht beispielsweise bereits schon ein virtuelles Abfahren einer berechneten Route während der Fahrtvorbereitung, um eventuellen Verwirrungen des Fahrers in schwierigen Fahrtsituationen vorzubeugen. Für eine zuverlässige Wiedererkennbarkeit der realen Ortsgegebenheiten sicher zu stellen, muss die grafische Darstellung für das virtuelle Abfahren einen möglichst realistischen Eindruck vermitteln.at known systems is the representation in recent years always become more accurate and realistic, reflecting the increasing performance the microprocessors used in the systems for the graphic calculations allows has been. Thus, navigation systems for motor vehicles are already known, the offer three-dimensional or perspective representations of inner cities. this makes possible For example, already a virtual departure of a calculated Route during Preparing to drive to avoid any confusion of the driver in to prevent difficult driving situations. For a reliable recognition To ensure the real local conditions, the graphic must Presentation for the virtual departure one possible give a realistic impression.
Als eine weitere Anwendung ist es bekannt, auf den Bildschirmen des Multimediasystems eines Verkehrsflugzeuges während des Fluges die aktuelle Flugzeugposition und weiteren Angaben zum Flug, beispielsweise der Flughöhe, der Geschwindig keit, die Temperatur und/oder vergangene bzw. zukünftige Flugzeit, darzustellen. Die Flugzeugposition wird dabei nicht nur durch eine Angabe von Ortskoordinaten, sondern häufig durch Anordnen eines Flugzeugsymbols auf einer darunter abgebildeten Karte des Fluggebietes visualisiert.When Another application is known on the screens of the Multimedia system of a commercial aircraft during the flight the current aircraft position and other information about the flight, such as the altitude, the Speed, temperature and / or past or future time of flight, display. The aircraft position is not only by a Specifying location coordinates, but often by arranging an aircraft symbol visualized on a map of the flying area shown below.
Bei der Visualisierung in den Multimediasystemen der Flugzeuge erwarten die Fluggäste Kartendarstellungen, deren Elemente beim Blick aus dem Fenster einfach und schnell wieder zu erkennen sind. Es werden somit auch hier immer genauere und realistischere Ansichten der Kartendarstellungen gefordert.at expect the visualization in the multimedia systems of the aircraft the flight passengers Map displays whose elements are easy to look out of the window and quickly recognizable. It will always be here, too more accurate and realistic views of the maps required.
Das Streben nach immer realistischer ausgestalteten Kartendarstellungen stößt jedoch an Grenzen. Einerseits wird die hierzu erforderliche Datenerfassung zunehmend kostenintensiver und andererseits wird die Auflösung der Kartendarstellung so hoch, dass kurzfristige Veränderungen in der realen Welt nicht mehr zeitnah abgebildet werden können. Dies betrifft beispielsweise Veränderungen der Bebauung durch Neubauten, oder auch veränderte Verläufe von Flüssen und Bächen. Auch jahreszeitliche Veränderungen in Form der Laubfärbung im Herbst und/oder Schnee im Winter müssen für realistische Kartendarstellungen berücksichtigt werden.The Striving for ever more realistic designed map displays but it comes up on borders. On the one hand, the required data acquisition increasingly costly and on the other hand, the resolution of the Map display so high that short-term changes in the real world can not be displayed in a timely manner. This applies, for example changes the development of new buildings, or altered course of rivers and streams. Also seasonal changes in the form of foliage in the fall and / or snow in the winter need realistic map maps considered become.
Mit den derzeitigen Erfassungsmethoden können allerdings solche Daten nicht innerhalb eines vernünftigen Zeit- und Kostenrahmens beschafft werden. Auch führt das benötigte relativ große Datenvolumen für die Aktualisierung der Navigationsdatenbank und das Erfordernis der relativ kurzfristigen bzw. häufig wiederholten Aktualisierung zu erheblichen Problemen und technischen Schwierigkeiten.With However, current data collection methods can use such data not within a reasonable Time and cost are procured. Also leads the required relatively large volume of data for the Updating the navigation database and the requirement of relatively short-term or frequent repeated updating to significant problems and technical Difficulties.
Für die Führung und Steuerung eines Verkehrsmittels ist es seit längeren bekannt, der steuernden Person neben ihrer persönlichen visuellen Wahrnehmung auch Daten von entsprechenden, am Verkehrsmittel verteilt angeordneter Sensoren, beispielsweise Radar bzw. Abstandsradar, zur Verfügung zu stellen. In den letzten Jahren wurden immer mehr Systeme entwickelt, bei denen die Fähigkeit des Verkehrsmittels, seine Umgebung wahrzunehmen und zu interpretieren, durch einen Einsatz von Videokameras erreicht wurde.For the leadership and Control of a means of transport has been known for a long time, the controlling Person next to her personal visual perception also data from appropriate, at the means of transport distributed sensors, such as radar or distance radar, to disposal to deliver. In recent years, more and more systems have been developed where the ability of the Means of perceiving and interpreting its environment, was achieved by using video cameras.
In Kraftfahrzeugen gibt es Videokameras, die beispielsweise die Funktion von Rückspiegeln übernehmen, um beim Rückwärtsfahren oder einem Einparkmanöver eine freie Sicht auf die hinter dem Fahrzeug befindliche Umgebung bereitzustellen. Ferner ist es bekannt, Videokameras auch in Fahrtrichtung einzusetzen, beispielsweise um die Nachtsicht zu verbessern oder für Spurhaltewarnsysteme. In Verkehrsflugzeugen sind oftmals Videokameras vorgesehen, die auf die unter dem Flugzeug sich befindende Landschaft gerichtet sind. Die Bildaufnahmen dieser Videokameras können dann über die Monitore des Multimediasystems in dem Verkehrsflugzeug gezeigt und wiedergegeben werden.In Motor vehicles have video cameras, for example, the function take over from rear-view mirrors, when reversing or a parking maneuver a clear view of the environment behind the vehicle provide. Furthermore, it is known to use video cameras in the direction of travel, for example, to improve night vision or lane departure warning systems. In commercial aircraft video cameras are often provided, the aimed at the landscape under the plane are. The images of these video cameras can then be viewed through the monitors of the multimedia system shown and reproduced in the airliner.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Visualisierung geografischer und/oder topografischer Informationen in Verkehrsmitteln anzugeben.In front In this context, it is the object of the present invention an improved method for visualizing geographic and / or indicate topographical information in means of transport.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Videosystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst.These The object is achieved by a method having the features according to claim 1 and by a video system with the features according to claim 10 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anzeige von Videobildern in einem Verkehrsmittel sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen: Erfassen von Bilddaten durch eine in dem Verkehrsmittel angeordnete Videokamera, Bestimmen von aktuellen Positionsdaten des Verkehrsmittels, Ermitteln von Objektdaten aus einer Datenbank und Verknüpfen der erfassten Bilddaten, der bestimmten Positionsdaten und der ermittelten Objektdaten derart, dass Anzeigedaten erzeugt werden, in denen in der Videobildanzeige zusätzliche Informationen aus der Datenbank eingefügt werden.In the method according to the invention for displaying video images in a means of transport, the following method steps are provided: acquisition of image data by one in the means of transport arranged video camera, determining current position data of the means of transport, determining object data from a database and linking the captured image data, the particular position data and the determined object data such that display data is generated in which additional information from the database are inserted in the video display.
Hierdurch ist es möglich, geografische und/oder topografische Daten aus einer Datenbank mit einer zusätzlichen Information, beispielsweise der Bezeichnung eines Objektes, der Adresse eines Gebäudes oder dem Namen eines Berges, dem Betrachter des Videobildes anzubieten. Anhand der aktuellen Position und der Kenntnis der Anordnung und Ausrichtung der Videokamera können die Objektdaten der Da tenbank zu Objekten ermittelt werden, die in dem entsprechenden Videobild dargestellt sind. Eine geeignete Verknüpfung der Objektdaten ermöglicht dann die Erzeugung der Anzeigedaten.hereby Is it possible, geographic and / or topographic data from a database with an additional one Information, for example, the name of an object, the Address of a building or the name of a mountain to offer to the viewer of the video image. Based on the current position and the knowledge of the arrangement and orientation the video camera can the object data of the database are determined for objects that are stored in the corresponding video image are shown. An appropriate link of Object data allows then the generation of the display data.
Der Kern der Erfindung ist es, nicht wie bisher die grafische Darstellung eines virtuellen Bildes in Bezug auf die Auflösung und realistische Ansicht zu verbessern und in dem virtuellen Bild zusätzliche Information einzufügen, sondern in einem reellen Videobild die zusätzliche, grafisch erzeugte Information zu integrieren. Erfindungsgemäß ist das angezeigte Videobild somit eine Kombination von reellen Bildern mit grafischen Bildbestandteilen.Of the The core of the invention is not, as before, the graphical representation a virtual image in terms of resolution and realistic view to improve and insert additional information in the virtual image, but in a real video image the additional, graphically generated Integrate information. According to the invention, the displayed video image thus a combination of real images with graphic image components.
Bevorzugt wird das Verfahren in Echtzeit durchgeführt. Hierdurch kann der Betrachter auf der Videobildanzeige zusätzliche Informationen zu den Objekten erhalten, die er gerade aus dem Verkehrsmittel heraus sieht.Prefers the process is performed in real time. This allows the viewer additional on the video display Get information about the objects he just got from the transport looks out.
Um aus der relativ großen Datenmenge der Datenbank eine Einschränkung der zu verarbeitenden Daten zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Abhängigkeit der bestimmten Positionsdaten die Objektdaten zu Objekten ermittelt werden, die sich in einem Erfassungsraum der Videokamera befinden, d. h. in dem Raum vor der Videokamera, der von dieser beobachtbar ist. Der Erfassungsraum kann auch mit „View Frustum" bezeichnet werden.Around from the relatively large Dataset of the database is a limitation of the process to be processed To allow data is provided according to the invention, that in dependence the determined position data determines the object data for objects which are located in a detection area of the video camera, d. H. in the room in front of the video camera, observable by this is. The detection space can also be called "View Frustum".
Vorteilhafterweise wird eine grafische Analyse der Bilddaten durchgeführt, um abgebildete Objekte zu erkennen. Durch grafische Analyseverfahren, beispielsweise der Kantenanalyse, können in dem Videobild vorhandene Objekte identifiziert werden.advantageously, a graphical analysis of the image data is performed to recognize displayed objects. Through graphic analysis, For example, the edge analysis, can be present in the video image Objects are identified.
Bevorzugt werden die ermittelten Objekte und die erkannten Objekte miteinander verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses werden die ermittelten Objekte und die erkannten Objekte einander zugeordnet.Prefers become the determined objects and the recognized objects with each other compared and depending of the comparison result, the determined objects and the detected objects associated with each other.
Da jeweils mehrere Objekte für eine Zuordnung in Frage kommen können, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Vergleichen anhand von Positionsdaten der ermittelten und der erkannten Objekte durchgeführt wird.There in each case several objects for an assignment can come into question is preferably provided that the comparison based on position data the detected and the detected objects is performed.
Um die eindeutige Zuordnung weiter zu verbessern, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass bei dem Vergleichen die Form, Größe und/oder Farbe der ermittelten und der erkannten Objekte berücksichtigt werden. Als weiterer Anhaltspunkt kann zusätzlich die mögliche Verdeckung durch andere Objekte berücksichtigt werden.Around to further improve the unambiguous association is more advantageous Provided that when comparing the shape, size and / or Color of detected and recognized objects considered become. Another clue may be the possible occlusion considered by other objects become.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass aufgrund der Zuordnung der ermittelten und der erkannten Objekte die aktuellen bestimmten Positionsdaten des Verkehrsmittels korrigiert werden, da durch den Vergleich der geografischen Daten aus der Datenbank mit den Positionsdaten der Sensoren eine höhere Genauigkeit erreicht werden kann. Dies ermöglicht eine Nachberechung der Positionsdaten, insbesondere wenn diese ursprünglich durch ein satellitengestütztes Ortungssystem, beispielsweise GPS und/oder Galileo, bestimmt wurden, denen meist ein gewisse Ungenauigkeit innewohnt.In Advantageously, it is provided that due to the assignment the detected and recognized objects determine the current ones Position data of the means of transport are corrected, since by the Comparison of the geographical data from the database with the position data the sensors a higher Accuracy can be achieved. This allows a recalculation of the Positional data, in particular if originally provided by a satellite positioning system, For example, GPS and / or Galileo, were determined, which usually there is a certain inaccuracy.
In vorteilhafter Weise werden also zusätzliche Informationen Straßen, Gewässer, Ortschaften, Gebäude und/oder "Point-of-Interests" mit den entsprechenden Namen bzw. Bezeichnung in der Videobildanzeige beschriftet.In Advantageously, therefore, additional information roads, waters, localities, buildings and / or "point-of-interests" with the appropriate Name or label in the video display labeled.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beispielhaft näher erläutert, die eine vereinfachte Skizze des erfindungsgemäßen Videosystems zeigt.following the invention with reference to the detailed description of an embodiment below With reference to the attached Drawing closer by way of example explains which shows a simplified sketch of the video system according to the invention.
Das
erfindungsgemäße Videosystem
Die
aktuellen Positionsdaten mit Angaben zu dem Ort und zu der Ausrichtung
des Verkehrsmittels werden anhand von Positionsbestimmungssensoren
Ferner
weist das erfindungsgemäße Videosystem
Die
eigentliche Datenverarbeitung wird innerhalb der Datenverarbeitungseinheit
In
dem Modul
Anschließend werden
in dem Modul
Häufig wird es mehrere Objekte geben, die für ein Matching der erkannten und ermittelten Objekte in Frage kommen. In solchen Fällen können die Farbe, die Form und/die Größe der Objekte, aber auch eine mögliche Verdeckung durch andere Objekte als zusätzliche Anhaltspunkte berücksichtigt werden.Frequently becomes there are several objects for a matching of the detected and determined objects come into question. In such cases can the color, shape and / or size of the objects, but also a possible one Covering by other objects considered as additional clues become.
Können Objekte aus dem Videobild nicht zugeordnet werden, werden sie verworfen. Objekte, die in der geografischen Datenbank vorhanden sind und im Videobild hätten erscheinen müssen, jedoch nicht identifiziert werden konnten, können unter Umständen nachgetragen und integriert werden.Can objects are not assigned from the video image, they are discarded. Objects that exist in the geographic database and in the Video image would have have to appear However, could not be identified, may be added and integrated.
Anhand
des in dem Modul
Im
nächsten
Schritt, der in dem Modul
Auch im Videobild nicht erkannte Objekte können beschriftet werden, da ihre relative Position zu identifizierten Objekten aus der geografischen Datenbank hervorgeht. Dies kann beispielsweise bei einer teilweisen Verdeckung der Objekte durch Wolken und/oder Nebel sinnvoll sein. Weiterhin können an zugeordneten Straßen Richtungsweiser in dem Videobild eingetragen werden. Schließlich ist es ferner möglich, nicht erkannte oder erkennbare Kanten von Objekten nachzuzeichnen.Also in the video image unrecognized objects can be labeled because their relative position to identified objects from the geographical Database. This can for example be a partial Covering the objects through clouds and / or fog may be useful. Furthermore you can on assigned roads Directional be entered in the video image. Finally is it is also possible tracing unrecognized or recognizable edges of objects.
Die
derart aufbereiteten Anzeigedaten werden nun auf einem Bildschirm
bzw. Monitor
Durch
die in der Figur zur Andeutung der Datenströme zwischen den einzelnen Komponenten des
Videosystem
Claims (10)
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