DE102007029602B4

DE102007029602B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Bedienen einer in einem Fahrzeug befindlichen Einheit

Info

Publication number: DE102007029602B4
Application number: DE102007029602.0A
Authority: DE
Inventors: Lars Gottwaldt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: DE102007029602A1

Abstract

Verfahren zum Bedienen einer in einem Fahrzeug (2) befindlichen, tragbaren fahrzeugunabhängigen Einrichtung (7), bei dem- durch eine an sich ortsfeste Projektionseinrichtung (6) des Fahrzeugs (2) eine Darstellung von Bedienfeldern zum Bedienen der Einrichtung (7) auf eine Projektionsfläche (3) in dem Fahrzeug (2) projiziert wird, wobei die Darstellung der Bedienfelder der Bedieneinheit der tragbaren fahrzeug-unabhängigen Einrichtung (7) entspricht, und- eine Betätigung der Bedienfelder durch einen Nutzer erfasst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedienen einer in einem Fahrzeug befindlichen, tragbaren fahrzeug-unabhängigen Einrichtung.
Die Einbindung von Notebooks oder PDA in einem Fahrzeug geht derzeit nicht über eine zur Verfügung gestellte Halterung oder Ablage hinaus. Die Nutzung eines Notebooks mittels einer solchen Ablage oder Halterung ist jedoch nachteilhaft, da die Anordnung relativ viel Platz benötigt.
Die Bedienung von Einrichtungen des Fahrzeugs ist derzeit nur über eine Bedieneinrichtung des Fahrzeugs möglich. Die Möglichkeiten der Eingabe längerer Wörter oder Phrasen, wie sie beispielsweise bei Navigationseinrichtungen erforderlich sind, sind bei solchen Bedieneinrichtungen jedoch zeitaufwändig und mühsam. Es ist daher wünschenswert, einen Beifahrer oder eine Person auf dem Rücksitz in die Lage zu versetzen, solche Eingaben vorzunehmen. Des Weiteren besteht ein Bedürfnis, Notebooks und andere vergleichbare elektronische Geräte während der Fahrt trotz des häufig eingeschränkten Platzangebotes komfortabel zu bedienen. Idealerweise sollen weiterhin die Fähigkeiten moderner Notebooks genutzt werden können, um Mitfahrer zu informieren und zu unterhalten.
Aus der DE 10 2005 059 449 A1 ist ein Bediensystem bekannt, das eine Darstellungseinrichtung zur Projektion einer graphischen Darstellung von Bedienelementen und Anzeigen sowie eine Erfassungseinrichtung umfasst, durch die Bedieneingaben beim Betätigen der dargestellten Bedienelemente erfasst werden.
Die US 2003/0128188 A1 beschreibt ein Eingabesystem für ein Rechengerät, bei dem ein Projektor Bilder auf eine Oberfläche in der Nähe des Geräts, etwa eine virtuelle Tastatur, wirft. Eine Bewegung, etwa der Hand des Nutzers, im Bereich der Projektion wird detektiert und als Eingabe ausgewertet. Dabei ist vorgesehen, dass das System in das Rechengerät integriert ist.
Schließlich beschreibt die DE 103 08 897 A1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Bordelektronik eine Schnittstelle zum Datenaustausch sowie zur Darstellung von Informationen und zur Steuerung von Kraftfahrzeugfunktionen mit einem PDA (Personal Digital Assistant) oder einem Smartphone. Dabei ist zwischen der Schnittstelle und dem PDA oder dem Smartphone im Innenraum des Kraftfahrzeuges eine Dockingstation angeordnet, die eine mit der Bordelektronik gekoppelte Eingabe- und/oder Ausgabeeinheit umfasst.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit denen die im Fahrzeug befindliche Einrichtung besser bedient werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch eine an sich ortsfeste Projektionseinrichtung des Fahrzeugs eine Darstellung von Bedienfeldern zum Bedienen der Einrichtung auf eine Projektionsfläche in dem Fahrzeug projiziert, wobei die Darstellung der Bedienfelder der Bedieneinheit der tragbaren fahrzeug-unabhängigen Einrichtung entspricht, und eine Betätigung der Bedienfelder durch einen Nutzer erfasst. Dieses Verfahren ist platzsparend und birgt kein Verletzungsrisiko. Besonders vorteilhaft ist es, dass auch längere Eingaben einfach getätigt werden können.
Des Weiteren kann eine Anzeige, die von der im Fahrzeug befindlichen Einrichtung erzeugt wird, auf eine Projektionsfläche im Fahrzeug projiziert werden. Solche Flächen sind bevorzugt vorhandene undurchsichtige Flächen im Inneren des Fahrzeuges. Daneben ist es denkbar, die Anzeige in Bereiche zu projizieren, die virtuell vor dem Fahrzeug im Sichtfeld des Fahrers liegen; ein solches Vorgehen ist insbesondere für Navigationshinweise geeignet.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Einrichtung um eine tragbare fahrzeugunabhängige Einrichtung, wie ein Notebook oder ein vergleichbares elektronisches Gerät. Aufgrund der gro-ßen Vielfalt in der Bauform solcher Geräte ist es oft unmöglich, eine genau passende Halterung dafür zu erhalten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können solche Geräte sicher an geeigneten Plätzen im Fahrzeug verstaut werden, zum Beispiel im Kofferraum. Da ein Notebook bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nicht aufgeklappt sein muss, kann es auch in einer Tasche verwahrt werden.
Die dargestellten Bedienfelder werden bevorzugt von der angeschlossenen Einrichtung abgerufen und entsprechen dabei denjenigen der Einheit, sind aber nicht darauf beschränkt. So ist es vorteilhaft, wenn für einen PDA oder ein Navigationssystem eine Tastatureingabe bereitgestellt wird; bei der Wiedergabe von Multimediainhalten kann die Anzeige auf die zur Steuerung notwendigen Elemente reduziert werden.
Die Erfassung der Betätigung der Bedienfelder durch einen Nutzer erfolgt vorzugsweise durch drucksensitive Sensoren. Die Erfassung kann auch durch optische Sensoren erfolgen. In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Betätigungen von einer Kombination der drucksensitiven und optischen Sensoren erfasst, um die Erkennungsrate der erfassten Eingaben weiter zu verbessern.
Bevorzugt wird mit dem Projektor die Anzeige und die Bedienfelder so dargestellt, wie sie in der angeschlossenen Einheit verbaut sind. In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden die Darstellung der Bedienfelder und der Anzeige der Einrichtung auf räumlich getrennte Flächen im Fahrzeug projiziert, das heißt, die Bedienfelder sind von der Anzeige getrennt, wie bei einem Laptop. Weiterhin kann in diesem Fall der bei einer virtuellen Tastatur fehlende Druckpunkt visuell nachgeahmt werden, beispielsweise durch eine Animation von Bedienelementen oder durch Farbwechsel.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden die Darstellung der Bedienfelder und die Anzeige überlagert auf dieselbe Fläche im Fahrzeug projiziert. Damit lässt sich eine zu einem Touchscreen analoge Bedienung erzielen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird die Form der Projektionsfläche erfasst und bei der Projektion die Darstellung der Bedienfelder und/oder der Anzeige an die Form der Projektionsfläche angepasst. Bei der Projektion stimmt das vom Projektor ausgesandte Licht üblicherweise nicht mit der Normalen der Projektionsfläche überein. Es ist daher notwendig, die Bilddaten anzupassen, um eine möglichst unverzerrte Darstellung zu erhalten. Bei der Berechnung der Bilddaten kann auf die Konstruktionsdaten des Fahrzeuges zurückgegriffen werden. Es ist aber auch möglich, ein Testbild zu projizieren, das über Benutzereingaben korrigiert wird. Diese Korrektureingaben werden vorteilhafterweise in einem separaten Speicher in der Projektionseinrichtung zur dauerhaften Verfügbarkeit abgelegt. Die Projektion ist damit nicht an ebene Projektionsflächen gebunden, vielmehr ist auch eine Projektion auf nicht ebene Oberflächen möglich, die im Fahrzeuginnenraum besonders häufig auftreten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine an sich ortsfeste Projektionseinrichtung, die datentechnisch so mit der im Fahrzeug befindlichen Einrichtung gekoppelt ist, dass eine Darstellung von Bedienfeldern zum Bedienen der Einrichtung auf eine Projektionsfläche im Fahrzeug projizierbar ist, wobei die Darstellung der Bedienfelder der Bedieneinheit der tragbaren fahrzeug-unabhängigen Einrichtung entspricht, und mindestens einen Sensor zum Erfassen einer Betätigung der Bedienfelder durch einen Nutzer erfassbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Vorrichtung ist die Projektionseinrichtung außerdem datentechnisch so mit der Einrichtung gekoppelt, dass zusätzlich eine Anzeige der Einrichtung auf eine Projektionsfläche im Fahrzeug projizierbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Projektionseinrichtung eine optische Ablenkeinrichtung, mit der das vom Projektor ausgesandte Licht so ablenkbar ist, dass die Darstellung der Bedienfelder und die Anzeige der Einrichtung auf verschiedene undurchsichtige oder auf dieselbe undurchsichtige Fläche im Fahrzeug projizierbar sind. Die Projektionseinrichtung kann einen Projektor oder auch zwei oder mehr Projektoren umfassen, um die Darstellung von Bedienfeldern und Anzeige der Einrichtung auf die Flächen zu projizieren.
Der Sensor kann einen infrarotsensiblen Empfänger umfassen. Dieser kann sich zum Beispiel oberhalb oder auf Höhe der dargestellten Projektion befinden. Ferner kann der Sensor eine druckempfindliche Schicht unterhalb der Projektionsfläche umfassen. Da drucksensitive Sensoren nicht auf eine plane Oberfläche angewiesen sind, ist diese Ausführung besonders gut für die Anwendung im Fahrzeug geeignet.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden für den Beifahrer und die hinteren Passagiere die Verwendung von Notebooks oder PDA während der Fahrt deutlich verbessert. Es lassen sich verschiedene Anwendungen realisieren. Dazu zählen die komfortable Nutzung von Navigationssystemen oder die Wiedergabe von Multimediainhalten oder Sicherheitsinformationen.
Als Flächen für die Anzeige der Eingabeelemente bieten sich das sogenannte Dashboard der Beifahrerseite oder Ausklapptische im Font des Fahrzeugs an. Unter dem Begriff Dashboard wird in diesem Zusammenhang das Armaturenbrett in dem Fahrzeug verstanden. Für die Wiedergabe von Multimediainhalten sind insbesondere die undurchsichtigen Flächen vor den Rücksitzen geeignet. Warnhinweise oder Navigationsinformationen können im Sichtbereich des Fahrers auf das oder oberhalb des Armaturenbrettes projiziert werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu den beigefügten zwei Zeichnungen erläutert.

1 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Innenraums eines Fahrzeugs, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird.

Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren, mit denen ein tragbarer Computer 7, der an ein Fahrzeug 2 datentechnisch gekoppelt ist, bedient werden kann. Auf gleiche Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch auch die Möglichkeit schaffen, fest in das Fahrzeug 2 integrierte Einrichtungen, wie das Navigationssystem, zu bedienen.
Der tragbare Computer 7 ist z. B. im Kofferraum des Fahrzeugs 2 untergebracht und dort an die Elektrik des Fahrzeugs und insbesondere eine Steuereinrichtung 8 angeschlossen.
Die Steuereinrichtung 8 ist mit einem Projektor 6 verbunden. Der Projektor 6 ist mit Stellmitteln gekoppelt, welche die Position und Ausrichtung des Projektors 6 mechanisch verändern können. Der Projektor 6 kann z. B. am Fahrzeughimmel vorne mittig befestigt sein oder wie in 2 gezeigt in den Innenrückspiegel des Fahrzeugs 2 integriert sein. Der Projektor 6 wird sowohl hinsichtlich seiner Projektionsrichtung als auch hinsichtlich der Daten für die Informationswiedergabe von der Steuereinrichtung 8 gesteuert. Anstatt der mechanischen Stellmittel für den Projektor 6 könnten bei einem anderen Ausführungsbeispiel auch optische Ablenkmittel vorgesehen sein, welche die Projektionsrichtung des an sich ortsfesten Projektors 6 so steuern, dass sie in Richtung der gewünschten Projektionsfläche gerichtet ist.
Bei dem Projektor 6 handelt es sich z. B. um einen LED- oder Laserprojektor.
Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das so genannte Dashboard vor dem Beifahrer 1 des Fahrzeugs 2 als Projektionsfläche 3 ausgebildet. Die Oberflächenform dieses Dashboards ist in der Steuereinrichtung 8 gespeichert. Um dem Fahrer das projizierte Bild so verzerrungsfrei wie möglich bereitzustellen, ist in der Steuereinrichtung 8 ein Verzerrungsmodul vorgesehen, um die zu projizierenden Bilddaten für die Projektion auf die nicht ebene Oberfläche des Dashboards zu konvertieren. Die Korrektur der Verzerrung 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 berücksichtigen, um die Form der Projektionsfläche zu bestimmen. Des Weiteren können für bestimmte Projektionsflächen vorab Verzerrungsmodule geschaffen werden, indem mit Hilfe eines Korrekturprogrammes Musterbilder auf die Projektionsflächen mittels der Projektionseinrichtung 6 projiziert werden. Danach werden diese Musterbilder über Benutzereingaben so lange angepasst, bis ein möglichst verzerrungsfreies Bild entsteht. Die so ermittelten Parameter werden gespeichert. 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.
Von der Steuereinrichtung 8 werden Bilddaten an den Projektor 6 übertragen, welche der Darstellung von Bedienfeldern zum Bedienen des tragbaren Computers 7 dienen. Die Darstellung 5 dieser Bedienfelder wird von dem Projektor 6 auf die Projektionsfläche 3 projiziert. Die Darstellung 5 entspricht im Wesentlichen den Bedienfeldern des tragbaren Computers 7, d. h. einer herkömmlichen Tastatur. Die Darstellung 5 der Bedienfelder kann jedoch beliebig an die Einrichtung angepasst werden, deren Bedienung gesteuert werden soll.
Des Weiteren wird die Betätigung der Bedienfelder, die auf der Projektionsfläche 3 dargestellt sind, erfasst. Der Beifahrer 1 des Fahrzeugs kann somit wie bei dem tragbaren Computer 7 eine Tastatur bedienen, die auf sein Dashboard projiziert ist. Zur Erfassung der Betätigung der Bedienfelder ist entweder ein drucksensitiver Sensor 9 vorgesehen, welche in die Projektionsfläche integriert ist, oder ein optischer Sensor, welcher z. B. die Lage eines Fingers des Beifahrers 1 bei den Bedienfeldern erfasst. Die Betätigung der Bedienfelder wird von dem drucksensitiven Sensor 9 oder dem optischen Sensor an die Steuereinrichtung 8 übertragen, welche sie an den tragbaren Computer 7 überträgt. Dabei wird eine Schnittstelle mit dem tragbaren Computer 7 gewählt, welche normalerweise für eine externe Tastatur vorgesehen ist, so dass der tragbare Computer 7 die übertragenen Daten als Bedienung einer Tastatur auffasst und entsprechend weiterverarbeitet.
Des Weiteren ist die Steuereinrichtung 8 mit einer Bildschirmschnittstelle des tragbaren Computers 7 gekoppelt. Die Bildschirmanzeige des tragbaren Computers 7 wird von dem Verzerrungsmodul der Steuereinrichtung 8 so aufbereitet, dass eine verzerrungsfreie Darstellung der Anzeige des tragbaren Computers 7 auf der Projektionsfläche 3 möglich ist. Die aufbereiteten Bilddaten werden an den Projektor 6 übertragen, welcher sie auch auf die Projektionsfläche 3 projiziert. Wie in 1 gezeigt erfolgt die Projektion 5 der Bedienfelder in einem anderen Teilbereich der Projektionsfläche 3 als die Projektion 4 der Anzeige des tragbaren Computers 7. Auf diese Weise kann der Beifahrer 1 nicht nur den tragbaren Computer 7 bedienen, sondern auch die Anzeige dieses Computers erfassen.
Falls keine fahrzeugunabhängige Einrichtung, wie der tragbare Computer 7 von dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung bedient wird, könnte die Anzeige der Einrichtung auch von einem bereits vorgesehenen Display innerhalb des Fahrzeugs wiedergegeben werden.
In 2 ist erkennbar wie sich die Projektion auf der Projektionsfläche 3 mit der Projektion 5 der Tastatur und der Projektion 4 der Anzeige des tragbaren Computers 7 dem Beifahrer 1 darstellt.
Bezugszeichenliste

1: Beifahrer
2: Fahrzeug
3: Projektionsfläche
4: Projektion einer Anzeige einer im Fahrzeug befindlichen Einrichtung
5: Projektion einer Darstellung von Bedienfeldern
6: Projektionseinrichtung
7: tragbarer Computer
8: Steuereinrichtung des Fahrzeuges
9: drucksensitive Sensoren

Claims

Verfahren zum Bedienen einer in einem Fahrzeug (2) befindlichen, tragbaren fahrzeugunabhängigen Einrichtung (7), bei dem - durch eine an sich ortsfeste Projektionseinrichtung (6) des Fahrzeugs (2) eine Darstellung von Bedienfeldern zum Bedienen der Einrichtung (7) auf eine Projektionsfläche (3) in dem Fahrzeug (2) projiziert wird, wobei die Darstellung der Bedienfelder der Bedieneinheit der tragbaren fahrzeug-unabhängigen Einrichtung (7) entspricht, und - eine Betätigung der Bedienfelder durch einen Nutzer erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Anzeige der Einrichtung (7) auf eine Projektionsfläche (3) in dem Fahrzeug (2) projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (3) eine undurchsichtige Fläche des Fahrzeuginnenraums ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Bedienfelder von der tragbaren fahrzeugunabhängigen Einrichtung (7) abgerufen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Bedienfelder durch den Nutzer mittels einer Druck-sensierung (9) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Bedienfelder durch den Nutzer von einem optischen Sensor erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Bedienfelder und die Anzeige der Einrichtung (7) auf unterschiedliche Flächen im Fahrzeug (2) projiziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Bedienfelder und die Anzeige der Einrichtung (7) überlagert auf dieselbe Fläche im Fahrzeug (2) projiziert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Projektionsfläche (3) erfasst wird und die Darstellung der Bedienfelder und/oder der Anzeige an die Form der Projektionsfläche (3) angepasst wird.
Vorrichtung zum Bedienen einer in einem Fahrzeug (2) befindlichen, tragbaren fahrzeugunabhängigen Einrichtung (7), umfassend - eine an sich ortsfeste Projektionseinrichtung (6) des Fahrzeugs (2), die datentechnisch so mit der Einrichtung (7) gekoppelt ist, dass eine Darstellung von Bedienfeldern zum Bedienen der Einrichtung (7) auf eine Projektionsfläche (3) in dem Fahrzeug (2) projizierbar ist, wobei die Darstellung der Bedienfelder der Bedieneinheit der tragbaren fahrzeug-unabhängigen Einrichtung (7) entspricht, und - mindestens einen mit der Einrichtung (7) datentechnisch gekoppelten Sensor zum Erfassen einer Betätigung der Bedienfelder durch einen Nutzer.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (6) ferner datentechnisch so mit der Einrichtung (7) gekoppelt ist, dass eine Anzeige der Einrichtung (7) auf eine Projektionsfläche (3) in dem Fahrzeug (2) projizierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (6) eine optische Ablenkeinrichtung umfasst, mit der das vom Projektor emittierte Licht so ablenkbar ist, dass die Darstellung der Bedienfelder und die Anzeige der Einrichtung (7) auf verschiedene undurchsichtige Flächen im Fahrzeug (2) projizierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (6) eine optische Ablenkeinrichtung umfasst, mit der das vom Projektor emittierte Licht so ablenkbar ist, dass die Darstellung der Bedienfelder und die Anzeige der Einrichtung (7) überlagert auf dieselbe undurchsichtige Fläche im Fahrzeug (2) projizierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen infrarotsensiblen Empfänger umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine druckempfindliche Schicht unterhalb der Projektionsfläche (3) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare fahrzeugunabhängige Einrichtung (7) drahtlos mit der Projektionseinrichtung (6) und dem Sensor gekoppelt ist.