DE102008012646A1 - Scene observing arrangement for use in agricultural commercial vehicle e.g. tractor, classifies covered partial area, information related to scene and/or information related to influence of scene for observer of screen - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Beobachten einer Szene, wobei der unmittelbare Blick eines Beobachters auf wenigstens einen Teilbereich der Szene von einem nicht-transparenten Gegenstand verdeckt ist.The The invention relates to an arrangement for observing a scene, the direct view of one observer on at least one Part of the scene obscured by a non-transparent object is.
Beim Beobachten von Szenen, wie beispielsweise des Ablaufs eines Bearbeitungsprozesses oder des Geländeabschnittes vor einem sich im Gelände bewegenden Fahrzeug, ist es häufig der Fall, daß die Sicht zumindest auf Teilbereiche der Szene durch nicht-transparente Gegenstände behindert ist, so etwa von Instrumententafeln, Bedienelementen oder Einfassungen von Fensteröffnungen.At the Watching scenes, such as the progress of a machining process or the terrain section in front of you in the field moving vehicle, it is often the case that the View at least on parts of the scene by non-transparent Obstructed objects, such as instrument panels, Controls or surrounds of window openings.
Insbesondere für den Fahrer eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges, z. B. eines Traktors oder einer Erntemaschinen, oder auch für den Bediener einer Baumaschine, z. B. eines Baggers, ist es wichtig, daß die Sicht auf die Geländeabschnitte außen möglichst frei und unverstellt ist. Aus diesem Grund sind die Fahrer- bzw. Bedienerkabinen solcher Maschinen häufig mit Frontscheiben versehen, die sich bis zum Boden der Fahrer- bzw. Bedienerkabine erstrecken.Especially for the driver of an agricultural vehicle, z. As a tractor or harvesters, or for the operator of a construction machine, z. As an excavator, it is important that the view of the terrain sections outside as free and undistorted as possible. That's why the driver or operator cabins of such machines often equipped with windscreens that extend to the bottom of the driver or Operator cabin extend.
Trotz dieser Erfordernisses ist es in der Regel nicht vermeidbar, daß die Sicht nach außen durch Instrumententafeln oder Displays zur Informationsanzeige behindert wird, die sich ebenfalls im Sichtbereich des Fahrers bzw. Bedieners befinden müssen, dabei jedoch nicht transparent sind.In spite of this requirement, it is generally unavoidable that the View to the outside through instrument panels or displays obstructed to the information display, which is also in the field of vision of the driver or operator must be, however are not transparent.
In
diesem Zusammenhang ist in
Dieses Prinzip ist zwar für ein Straßenfahrzeug wie PKW oder LKW geeignet, nicht jedoch für Nutzfahrzeuge oder Baumaschinen, bei denen die freie Sicht auch auf Bereiche außerhalb gewährleistet sein muß, die sich unmittelbar vor dem Fahrzeug bzw. der Maschine befinden und die deshalb mit Frontscheiben versehen sind, die sich bis zum Kabinenboden erstrecken. Denn bei einem PKW oder LKW ist die freie Sicht immer noch durch die Instrumenten- und Informationstafeln behindert, die sich ebenfalls im Blickfeld des Fahrers befinden müssen.This Although principle is for a road vehicle like cars or truck, but not for commercial vehicles or Construction machinery where the unobstructed view is also on areas outside must be guaranteed, which is immediately before the vehicle or the machine and therefore with windscreens are provided, which extend to the cabin floor. Because at the visibility of a car or truck is still and information boards obstructed, which are also in the field of vision of the driver must be.
In
Auch hiermit ist das bereits beschriebene Problem der Behinderung der freien Sicht auf Teilbereiche des Geländes außerhalb des Fahrzeuges durch Instrumenten- und Informationstafeln nicht lösbar.Also This is the already described problem of obstruction of free view of parts of the terrain outside of the vehicle through instrument and information boards not solvable.
Ein
nicht-transparentes Visualisierungssystem ist in
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Beobachten einer Szene so weiterzubilden, daß die genannten Nachteile weitestgehend behoben sind.outgoing from the above-described prior art is the invention the object of an arrangement for observing a scene educate so that the disadvantages mentioned as far as possible are fixed.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung zum Beobachten einer Szene, bei welcher der unmittelbare Blick eines Beobachters auf einen Teilbereich der Szene von einem nicht-transparenten Gegenstand verdeckt ist, dadurch gelöst, daß
- – der Gegenstand als Bildschirm ausgebildet ist, oder
- – in Blickrichtung vor dem Gegenstand ein Bildschirm angeordnet ist, und
- – Mittel vorhanden sind, durch welche • der von dem Gegenstand verdeckte Teilbereich der Szene, • Informationen, welche die Szene betreffen, und/oder • Informationen, welche eine Einflußnahme auf die Szene betreffen
- - The object is designed as a screen, or
- - In front of the object a screen is arranged, and
- There are means by which the subarea of the scene obscured by the object, information concerning the scene, and / or information concerning an influence on the scene
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung gelingt es, für den Beobachter sowohl den Teilbereich der Szene sichtbar zu machen, der sich aus seiner Sicht hinter dem nicht-transparenten Gegenstand befindet, und den Beobachter bei Bedarf zugleich auch ohne Sichtbehinderung mit visuell wahrnehmbaren Informationen zu versorgen, die beispielsweise das Geschehen außerhalb seines Aufenthaltsraumes betreffen, Anweisungen für sein Verhalten übermitteln oder auch für das Bedienen einer Anlage oder einer Maschine oder für das Steuern eines Fahrzeuges von Bedeutung sind.With the inventive arrangement succeeds for to make the observer both the subsection of the scene, in his view, behind the non-transparent object If necessary, the observer can also be present without visual obstruction to provide with visually observable information, for example concerning the events outside his lounge, Submit instructions for his behavior or also for the operation of a plant or a machine or are important for controlling a vehicle.
Zu diesem Zweck kann die Anordnung ausgestattet sein mit
- – einer Kamera, die auf den verdeckten Teilbereich der Szene gerichtet ist und Bilder dieses Teilbereiches aufnimmt,
- – einer mit der Kamera verbundenen Bildauswerteeinrichtung, und
- – einer Bildübertragungsstrecke zwischen der Bildauswerteeinrichtung und dem Bildschirm.
- A camera which is aimed at the hidden part of the scene and takes pictures of this part of the area,
- - An image evaluation device connected to the camera, and
- - An image transmission path between the image evaluation device and the screen.
Dabei handelt es sich bevorzugt um eine Kamera, die in dem für das menschliche Auge sichtbaren Licht (VIS) arbeitet, wobei ihre Auflösung an die Auflösung des Bildschirmes angepaßt sein sollte. Denkbar ist es aber auch und liegt im Rahmen der Erfindung, eine im Infrarot-Bereich (IR) arbeitende Kamera zu nutzen, die insbesondere in der Dämmerung oder bei Dunkelheit die Darstellung des Teilbereiches ermöglicht, der aus Sicht des Beobachters von dem Bildschirm verdeckt ist.there it is preferably a camera, in the for the human eye is working visible light (VIS), taking its Resolution adapted to the resolution of the screen should be. It is also conceivable and is within the scope of the invention, a camera operating in the infrared (IR) range, in particular in the twilight or in the dark the representation of the Partial area allows, from the point of view of the observer is obscured by the screen.
Als Bildschirm ist vorzugsweise ein LC-Display vorgesehen, und die Bildübertragungsstrecke ist zur Übertragung elektronischer Bildsignale ausgebildet, so daß die von der Kamera aufgenommenen Bilder für den Beobachter auf dem LC-Display sichtbar sind.When Screen is preferably provided an LC display, and the image transmission link is designed to transmit electronic image signals, so that the pictures taken by the camera for the observer is visible on the LC display.
Der Bildschirm ist zwar vorzugsweise als LC-Display ausgebildet, in Betracht kommen aber auch Dünnschichttransistorbildschirme (TFT), Kathodenstrahlröhrenbildschirme (ORT), Plasmabildschirme oder Bildschirm auf der Basis organischer Leuchtdioden (OLED).Of the Although screen is preferably designed as a LC display, in However, thin-film transistor screens are also considered (TFT), cathode ray tube (ORT) screens, plasma screens or screen based on organic light-emitting diodes (OLED).
Da diese Bildschirme nicht transparent sind, kann der Fahrer des Fahrzeuges bzw. der Bediener einer entsprechenden Maschine den Raum hinter dem Bildschirm nicht sehen. Diesbezüglich ist die Kamera vorteilhaft so angebracht, daß sie Bilder von dem Raum erfaßt, der sich vom Beobachter aus gesehen hinter dem Bildschirm befindet.There These screens are not transparent, the driver of the vehicle can or the operator of a corresponding machine the space behind the Do not see the screen. In this regard, the camera is advantageous placed so that it captures images of the room, which is behind the screen when viewed from the observer.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann der Bildauswerteeinrichtung eine Projektionseinrichtung nachgeordnet und als Bildschirm eine reflektierende Bildfläche vorgesehen sein, wobei die Bildinformationen von der Projektionseinrichtung auf die Bildfläche gerichtet sind, so daß die von der Kamera aufgenommenen Bilder auch bei dieser Ausges taltung der Erfindung für den Beobachter auf dem Bildschirm sichtbar sind.In an alternative embodiment, the image evaluation device a projection device downstream and as a screen a reflective Be provided image area, the image information directed by the projection device on the image area are so that the pictures taken by the camera also in this Ausges development of the invention for the observer are visible on the screen.
Besonders zu bevorzugen ist eine Ausgestaltung, bei welcher ein Bildgenerator zur Erzeugung von visuell darstellbaren, die Szene oder die Einflußnahme auf die Szene betreffenden Informationen vorhanden ist. Beispielsweise ist der Bildgenerator über eine zweite Bildübertragungsstrecke mit dem Bildschirm verbunden, so daß diese Informationen zusätzlich auf dem Bildschirm darstellbar und vom Beobachter visuell wahrnehmbar sind.Especially preferred is an embodiment in which an image generator to create visually representable, the scene or the influence information concerning the scene is present. For example is the image generator via a second image transmission path connected to the screen so that this information in addition displayed on the screen and visually perceived by the observer are.
Informationen, die die Szene betreffen, dienen beispielsweise der Vermittlung von Wissen über das, was die Szene darstellt. Der Beobachter kann sie lediglich zur Kenntnis nehmen. Dagegen sind im Sinne der Erfindung unter Informationen, die die Einflußnahme auf die Szene betreffen, beispielsweise veränderliche Größen zu verstehen, die zum Steuern von Prozeßabläufen oder zum Führen eines sich im Gelände bewegenden Fahrzeuges, wie Motordrehzahlen, Fahr- oder Vorschubgeschwindigkeiten, Betriebstemperaturen, Kraftstoff- oder Energieverbrauch erforderlich sind. Der Beobachter kann daraus Schlußfolgerungen auf eine Interaktion mit dem Geschehen innerhalb der Szene ziehen und auf das Geschehen Einfluß nehmen.Information, which affect the scene, serve, for example, the mediation of Knowledge about what the scene represents. The Observer can only take note of it. In contrast, in the sense of Invention under information that influence on affect the scene, such as variable sizes to understand, to control process flows or to guide an off-roader Vehicle, such as engine speeds, driving or feed speeds, Operating temperatures, fuel or energy consumption required are. The observer can draw conclusions from this to draw an interaction with the events within the scene and to influence the event.
Im Zusammenhang mit einer solchen Einflußnahme sind in einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung in Blickrichtung des Beobachters vor dem Bildschirm Mittel zur Eingabe von Steuerbefehlen oder sonstigen Kommandos vorgesehen. Zur Eingabe der Steuerbefehlen bzw. Kommandos kann beispielsweise eine Tastschirmfolie vorhanden sein, welche Berührungspositionen aufweist, die mit Stelleinrichtungen zum Beeinflussen der auf dem Bildschirm angezeigten veränderlichen Größen in Verbindung stehen.in the In connection with such an influence are in one very particularly preferred embodiment in the direction of the observer in front of the screen means for inputting control commands or other Commands provided. For entering the control commands or commands For example, a Tastschirmfolie may be present, which Has contact positions with adjusting devices for influencing the variable displayed on the screen Sizes are related.
In einer weiteren Ausgestaltung, die ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt, können die Bildauswerteeinrichtung und/oder der Bildgenerator mit Mitteln zur Bewertung und Beeinflussung des Kontrastes, der Helligkeit und/oder der Farbe der Darstellungen auf dem Bildschirm ausgestattet sein.In a further embodiment, which is also within the scope of the invention the image evaluation device and / or the Image generator with means for evaluating and influencing the contrast, the brightness and / or the color of the images on the screen be equipped.
Damit kann das von der Kamera erfaßte Bild hinsichtlich seiner Farbdarstellung bewertet werden. Dies kann bei einer Kamera, die im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes arbeitet, direkt erfolgen, indem die Farbanteile, wie ”rot”, ”grün” und ”blau”, quantitativ bewertet und gezielt beeinflußt werden, um in ausgewählten Bildbereichen den Helligkeits- und/oder Farbkontrast zu verbessern. Alternativ dazu kann allerdings auch vorgesehen sein, ein Spektrometer zur Bewertung zu nutzen.Thus, the image captured by the camera can be evaluated in terms of its color representation. In the case of a camera operating in the visible wavelength range of light, this can be done directly by quantitatively evaluating and selectively influencing the color components, such as "red", "green" and "blue", in order to produce the Hel brightness and / or color contrast to improve. Alternatively, however, it may also be provided to use a spectrometer for the evaluation.
Arbeitet beispielsweise ein mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattetes landwirtschaftliches Nutzfahrzeug in einem Mohnfeld, so wird die dominierende Farbe, die der Fahrer wahrnimmt, Rot sein. Dies hat zur Folge, daß beispielsweise Warnmeldungen, die typischerweise ebenfalls in der Farbe ”rot” auf dem Bildschirm angezeigt werden, aufgrund des sich so ergebenden geringen Farbkontrastes übersehen werden können. Verfügt jedoch die erfindungsgemäße Anordnung über die Einrichtung zur Bewertung und Beeinflussung der Farben, wird in einem solchen Fall durch entsprechende Ansteuerung veranlaßt, daß entweder die Farbe der Warnmeldung oder die Farbe des auf dem Bildschirm dargestellten Teilbereiches des Geländes vor dem Fahrzeug so ge ändert wird, daß die Warnmeldung mit ausreichendem Kontrast sichtbar ist.Is working for example, a with the inventive arrangement equipped agricultural utility vehicle in a poppy field, so the dominant color perceived by the driver will be red. As a result, for example, warning messages that typically also in the color "red" on appear on the screen due to the resulting low color contrast can be overlooked. However, has the inventive arrangement over the device for evaluating and influencing the colors, will in such a case caused by appropriate control, that either the color of the warning message or the color of the Part of the terrain displayed on the screen before the vehicle so ge changes that the warning message with sufficient contrast is visible.
Im besonderen Fall kann auch vorgesehen sein, daß auf die Darstellung des verdeckten Bereiches auf dem Bildschirm verzichtet wird, indem das entsprechende Bild nicht zum Bildschirm übertragen wird, sondern lediglich die Warnmeldungen. Dazu kann die Anordnung mit Mitteln zum Aus- und Einblenden der von der Bildauswerteeinrichtung zum Bildschirm übertragenen Bilder und/oder der vom Bildgenerator zum Bildschirm übertragenden Informationen ausgestattet sein.in the special case can also be provided that on the Display of the hidden area on the screen is omitted by not transferring the corresponding image to the screen, but only the warnings. For this purpose, the arrangement with Means for hiding and showing the of the image evaluation device images transmitted to the screen and / or the image generator equipped with information transmitted to the screen be.
Es ist beispielsweise denkbar, daß die Kamera an der Rückseite des Bildschirms angebracht und so ausgerichtet ist, daß ihre optische Achse der Blickrichtung des Beobachters beim Blick auf den Bildschirm entspricht. Dies ist bei landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen und bei Baumaschinen insofern möglich, als sich die Position des Kopfes des Fahrers bzw. des Bedieners bei seiner Tätigkeit innerhalb der Fahrerkabine nur in einem begrenzten Maße verändert.It For example, it is conceivable that the camera on the back attached to the screen and aligned so that their optical axis of the line of sight of the observer when looking at corresponds to the screen. This is for agricultural vehicles and in construction machines insofar as the position the head of the driver or the operator in his activity inside the cab only to a limited extent changed.
Die Bildauswerteeinrichtung ist dabei so ausgelegt, daß unter Zugrundelegung der Raumposition des Kopfes bzw. der Augen des Fahrers oder Bedieners, der Position des Bildschirms innerhalb der Kabine und der Position und Ausrichtung der Kamera derjenige Bildausschnitt bestimmt wird, der aus der Sicht des Fahrers oder Bedieners dem Bereich hinter dem Bildschirm entspricht und der demzufolge auszuwählen und auf dem Bildschirm darzustellen ist, so daß dem Fahrer mit der Darstellung auf dem Bildschirm die freie Sicht auch auf diesen Teilbereich simuliert wird.The Image evaluation is designed so that under Based on the spatial position of the head or the eyes of the driver or operator, the position of the screen within the cabin and the position and orientation of the camera that image detail is determined, from the perspective of the driver or operator the Area behind the screen corresponds to and therefore select and to display on the screen so that the driver with the display on the screen the clear view also this sub-area is simulated.
Eine verbesserte Ausführung einer solchen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung wird mit einem sogenannten Eye-Tracking-System erzielt, mit dem stets die aktuelle Position der Augen bestimmt wird und davon ausgehend sich der auf dem Bildschirm darzustellende Bildausschnitt so berechnen läßt, daß auch bei einer Kopfbewegung des Fahrers bzw. Bedieners der Eindruck der freien Sicht auf das Gelände außerhalb der Kabine simuliert wird.A Improved execution of such an embodiment of inventive arrangement is with a so-called Eye tracking system always achieves the current position the eye is determined and it starts on the screen to calculate the image section to be displayed that even with a head movement of the driver or operator the impression of the free view of the terrain outside the cabin is simulated.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann besonders vorteilhaft zur Steuerung eines Fahrzeuges, bevorzugt eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges, verwendet werden.The arrangement according to the invention can be particularly advantageous for controlling a vehicle, preferably an agricultural vehicle Commercial vehicle, to be used.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe Invention will be described below with reference to embodiments be explained in more detail. In the associated Drawings show
Aus
der Prinzipdarstellung in
Der
Fahrer
Die
Sicht des Fahrers
Um
es dem Fahrer
Die
Kamera
Das
von der Kamera
Erfindungsgemäß ist
hier ein Bildgenerator
In
dem dritten, in
Die
berührungsempfindlichen Bilder auf der Tastschirmfolie
Somit
kann der Fahrer
Hierbei
ist die Sicht aus der Kabine heraus für den Fahrer, der
in diesem Fall zeichnerisch nicht dargestellt ist, durch mehrere
Bildschirme
Die
Kameras
- 11
- Frontscheibewindscreen
- 22
- Fahrerdriver
- 33
- Bildschirmscreen
- 44
- Kameracamera
- 55
- Bildauswerteeinrichtungimage evaluation
- 66
- BildübertragungsstreckeImage link
- 77
- Bildgeneratorimage generator
- 88th
- BildübertragungsstreckeImage link
- 99
- TastschirmfolieTastschirmfolie
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- - DE 102004057947 [0007] - DE 102004057947 [0007]
- - DE 1999041417 [0009] - DE 1999041417 [0009]
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