DE102009040848B4 - Procedure for operating an augmented reality system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Darstellung eines virtuellen Bildbestandteils (ARB, VIRT) auf einem transparenten Display (11), wobei ein optisch zeitvarianter ein Display zur variablen Darstellung von Informationen aufweisender Marker (20) in einer aufzunehmenden realen Umgebung platziert wird, eine mittels des Displays angezeigte Information verändert wird, wenn ein dem Marker (20) zugeordnetes Element der aufgenommenen Umgebung bewegt wird, wobei der optisch zeitvariante Marker (20) einen statischen Anteil (20.S) und einen dynamischen Anteil (20.D) umfasst, wobei der statische Anteil (20.S) des optisch zeitvarianten Markers (20) dem Umriss und der Position des optisch zeitvarianten Markers (20) in der realen Umgebung entspricht, wobei der dynamische Anteil (20.D) durch das Display des Markers (11) implementiert ist, wobei mittels einer Kamera ein reales Bild (RB) aufgenommen wird, das eine den optisch zeitvarianten Marker (20) umfassende Umgebung des Displays (11) abbildet, die ein Betrachter bei Durchsicht durch das Display sieht, wobei mittels eines Trackingsystems (12) aus dem statischen Anteil (20.S) die Position eines virtuellen Bildbestandteils (VIRT) zu dem mittels der Kamera aufgenommenen realen Bild (RB) und aus dem dynamischen Anteil (20.D) Informationen in Bezug auf die Bewegung in dem aufgenommenen realen Bild (RB) bestimmt werden, wobei das Trackingsystems (12) diese als entsprechendes Synchronisationssignal (MOV) an einen Szenengenerator übergibt, und wobei der virtuelle Bildbestandteil (VIRT) mittels des transparenten Displays (11) dargestellt wird.Method for representing a virtual image component (ARB, VIRT) on a transparent display (11), with an optically time-variant marker (20) having a display for the variable representation of information being placed in a real environment to be recorded, information displayed by means of the display being changed when an element of the recorded environment assigned to the marker (20) is moved, the optically time-variant marker (20) comprising a static component (20.S) and a dynamic component (20.D), the static component comprising (20.S) of the optically time-varying marker (20) corresponds to the outline and the position of the optically time-varying marker (20) in the real environment, the dynamic part (20.D) being implemented by the display of the marker (11), a real image (RB) being recorded by means of a camera, which depicts an environment of the display (11) encompassing the optically time-varying marker (20), which an observer sees when looking through the display, with a tracking system ( 12) from the static component (20.S) the position of a virtual image component (VIRT) to the real image (RB) recorded by the camera and from the dynamic component (20.D) information relating to the movement in the recorded real image (RB) are determined, with the tracking system (12) transferring this as a corresponding synchronization signal (MOV) to a scene generator, and the virtual image component (VIRT) being displayed using the transparent display (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Augmented-Reality-Bildes, ein Verfahren bzw. zur Darstellung eines virtuellen Bildbestandteils auf einem transparenten Display.The invention relates to a method for generating an augmented reality image, a method or for displaying a virtual image component on a transparent display.

Die EP 0 949 513 A2 offenbart ein Augmented-Reality-System mit einem Trackersystem zur Bestimmung der Relativposition zwischen einem Sensor zur Bestimmung eines Musters von Bezugspunkten auf einer Objektoberfläche und der Objektoberfläche, wobei das Augmented-Reality-System einen Prozessor umfasst, der mit dem Sensor verbunden ist.The EP 0 949 513 A2 discloses an augmented reality system having a tracker system for determining the relative position between a sensor for determining a pattern of reference points on an object surface and the object surface, the augmented reality system including a processor connected to the sensor.

Die WO 01/96829 A1 offenbart ein Verfahren zur Automobilproduktion, wobei ein Prüfer bei der Durchführung einer Prüfung im Hinblick auf Qualitätsmängel eines Kraftfahrzeugs oder einer Kraftfahrzeug-Komponente durch ein Augmented-Reality-System (Augmented-Reality = AR) unterstützt wird, welches prüfungsrelevante Daten aufnimmt und/oder an den Prüfer ausgibt, wobei die Prüfung im Rahmen der Fertigung des Kraftfahrzeugs oder der Kraftfahrzeug-Komponente zum Feststellen von Qualitätsmängeln bei dem Kraftfahrzeug oder der Kraftfahrzeug-Komponente in zumindest einem vorbestimmten Fertigungszustand erfolgt, wobei einem Werker bei der Durchführung einzelner, der Prüfung vorgelagerter Fertigungsschritte zur Fertigung weiterer Kraftfahrzeuge oder Kraftfahrzeug-Komponenten über das Augmented-Reality-System ein auf zumindest einem der festgestellten Qualitätsmängel basierender Vorsichtshinweis zugeführt wird, und wobei einem Nachbearbeiter bei der Durchführung einer der Prüfung nachgeschalteten Nachbearbeitung eines mangelbehafteten Kraftfahrzeugs oder einer mangelbehafteten Kraftfahrzeug-Komponente eine auf den jeweils festgestellten Qualitätsmängeln basierende Fehlerinformation über das Augmented-Reality-System zugeführt wird.The WO 01/96829 A1 discloses a method for automobile production, wherein a tester is supported in carrying out a test with regard to quality defects in a motor vehicle or a motor vehicle component by an augmented reality system (augmented reality = AR), which records and/or data relevant to the test issues the tester, with the test being carried out as part of the production of the motor vehicle or the motor vehicle component to determine quality defects in the motor vehicle or the motor vehicle component in at least one predetermined manufacturing state, with a worker carrying out individual manufacturing steps preceding the test for Production of further motor vehicles or motor vehicle components via the augmented reality system, a cautionary notice based on at least one of the identified quality defects is supplied, and a post-processor when carrying out post-processing of a defective motor vehicle or a defective motor vehicle component downstream of the check error information based on the quality defects identified in each case is supplied via the augmented reality system.

Gemäß der WO 01/96829 A1 ist der Begriff Augmented-Reality als Überlagerung einer realen Umgebung mit einer rechnergenerierten Umgebung, d. h. einer virtuellen Welt, definiert. Augmented-Reality ist somit eine Art der Mensch-Technik-Interaktion, die dem Anwender Informationen in sein Sichtfeld einblendet und so seine Wahrnehmung erweitert.According to the WO 01/96829 A1 the term augmented reality is defined as the superimposition of a real environment with a computer-generated environment, ie a virtual world. Augmented reality is thus a type of human-machine interaction that displays information in the user's field of vision and thus expands his perception.

Die DE 10 2005 045 973 A1 offenbart eine Vorrichtung mit einer Bilderfassungseinheit zur Erfassung einer realen Umgebung und Generierung von Abbildern von einem innerhalb eines Zeitintervalls erfassten Umgebungsbereich und mit Verarbeitungsmitteln zur Bestimmung von Bewegungsinformationen durch Auswertung der Abbilder, wobei die Bewegungsinformationen eine innerhalb des Zeitintervalls geschehene Veränderung der Position eines Objektes innerhalb der Abbilder kennzeichnen, und wobei Sendemittel zum Senden der Bewegungsinformationen an eine Datenverarbeitungseinrichtung und Empfangsmittel zum Empfang von auf Basis der Bewegungsinformationen generierten Poseninformationen, wobei die Poseninformationen eine Position und eine Orientierung des Objektes kennzeichnen, vorgesehen sind.The DE 10 2005 045 973 A1 discloses a device with an image capture unit for capturing a real environment and generating images of a surrounding area captured within a time interval and with processing means for determining movement information by evaluating the images, the movement information indicating a change in the position of an object within the images that has occurred within the time interval and wherein transmitting means are provided for transmitting the movement information to a data processing device and receiving means for receiving pose information generated on the basis of the movement information, with the pose information identifying a position and an orientation of the object.

Die EP 1 507 235 A1 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen eines kombinierten Bildes oder Videos, das virtuelle Objekte aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass ein Marker mit Positionserkennungsmitteln, insbesondere einem GPS, ausgestattet ist.The EP 1 507 235 A1 discloses a method for generating a combined image or video that includes virtual objects. It is provided that a marker is equipped with position detection means, in particular a GPS.

Der Artikel von Kishino, Yasue [et al.]: Realizing a visual marker using LEDs for wearable computing environment. In: 23rd International Conference on Distributed Computing Systems Workshops, 2003. Proceedings. IEEE, 2003. S. 314-319 geht davon aus, um die reale Welt über Computer mittels Kamerabildern in Augmented-Reality-Systemen nutzbar zu machen, dass die prägnanten Koordinateninformationen der Systeme ermittelt werden müssen. Bildbasierte Ansätze seien hierfür erfolgversprechend, da sie für virtuelle Objekte eine direkte Abbildung der Kamerabilder auf das Koordinatensystem ermöglichen und somit keine Kamerakalibrierung notwendig ist. Die herkömmlichen bildbasierten Markierungen seien jedoch typischerweise Aufkleber, und die Informationen, die sie liefern, seien begrenzt und anfällig für dynamische Änderungen. Im Gegensatz dazu offenbart dieser Artikel eine Standortmarkierungsmethode namens VCC (visuelle Computerkommunikation), die intelligentere Markierungen verwendet. Bei diesem Verfahren blinkt ein Marker, der aus 16 LEDs (Leuchtdioden) besteht, ständig, um sowohl Koordinateninformationen als auch angehängte Informationen wie eine Adresse oder eine URL bereitzustellen.The article by Kishino, Yasue [et al.]: Realizing a visual marker using LEDs for wearable computing environment. In: 23rd International Conference on Distributed Computing Systems Workshops, 2003. Proceedings. IEEE, 2003. P. 314-319 assumes that in order to make the real world usable via computer using camera images in augmented reality systems, the concise coordinate information of the systems must be determined. Image-based approaches are promising for this, as they enable direct mapping of the camera images to the coordinate system for virtual objects and therefore no camera calibration is necessary. However, traditional image-based markings are typically stickers and the information they provide is limited and prone to dynamic changes. In contrast, this article discloses a location tagging method called VCC (Visual Computer Communication) that uses smarter markers. In this method, a marker consisting of 16 LEDs (Light Emitting Diodes) flashes continuously to provide both coordinate information and attached information such as an address or a URL.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Augmented-Reality-System im Bezug auf bewegliche Bilder zu verbessern bzw. verbessert zu betreiben.It is the object of the invention to improve an augmented reality system with regard to moving images or to operate it in an improved manner.

Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Augmented-Reality-Bildes gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass ein optisch zeitvarianter Marker in einer aufzunehmenden realen Umgebung platziert wird, wobei mittels einer Kamera ein reales Bild aufgenommen wird, das eine den optisch zeitvarianten Marker umfassende Umgebung des Displays abbildet, die ein Betrachter bei Durchsicht durch das Display sieht, wobei das die Position eines virtuellen Bildbestandteils zu dem mittels der Kamera aufgenommenen realen Bild bestimmt wird, und wobei der virtuelle Bildbestandteil mittels des transparenten Displays dargestellt wird.The aforementioned object is achieved by a method for generating an augmented reality image according to claim 1. It is provided in particular that an optically time-variant marker is placed in a real environment to be recorded, with a camera being used to record a real image that depicts the area around the display that includes the optically time-variant marker, which an observer sees when looking through the display, wherein the position of a virtual image component relative to the real image recorded by the camera is determined, and wherein the virtual image component is represented by means of the transparent display.

Ein optisch zeitvarianter Marker im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Marker, dessen Aussehen sich (über die Zeit) verändert bzw. dessen Aussehen veränderbar ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich die Form, die Größe, die Helligkeit, die Farbe und/oder die Feinstruktur des Markers verändern. Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass sich binär (Ein/Aus) veränderbare Elemente des Markers in ihrem binären Zustand ändern.An optically time-variant marker within the meaning of the invention is in particular a marker whose appearance changes (over time) or whose appearance can be changed. It can be provided in particular that the shape, the size, the brightness, the color and/or the fine structure of the marker change. In particular, it can also be provided that binary (on/off) changeable elements of the marker change their binary state.

Das Platzieren eines Markers im Sinne der Erfindung erfolgt insbesondere körperlich. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Marker im Sinne der Erfindung unkörperlich, zum Beispiel durch Projektion, platziert wird.A marker within the meaning of the invention is placed in particular physically. However, it can also be provided that a marker within the meaning of the invention is placed immaterially, for example by projection.

Ein virtueller Bildbestandteil im Sinne der Erfindung(en) kann alphanumerische Zeichen umfassen oder aus solchen bestehen. Ein virtueller Bildbestandteil im Sinne der Erfindung(en) kann alphanumerische Zeichen sowie einen farblichen Hintergrund für diese Zeichen umfassen. Ein virtueller Bildbestandteil im Sinne der Erfindung(en) kann auf alphanumerische Zeichen in Verbindung mit einem farblichen Hintergrund für diese Zeichen bestehen.A virtual image component within the meaning of the invention(s) can include or consist of alphanumeric characters. A virtual image component within the meaning of the invention(s) can include alphanumeric characters and a colored background for these characters. A virtual image component within the meaning of the invention(s) can consist of alphanumeric characters in connection with a colored background for these characters.

Dabei weist der Marker ein Display zur variablen Darstellung von Informationen auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Display ein LCD-, LED- oder OLED-Display oder als LCD-, LED- oder OLED-Display ausgestaltet. Zudem wird eine mittels des Displays angezeigte Information verändert, wenn ein dem Marker zugeordnetes Element der aufgenommenen Umgebung bewegt wird, bzw. wenn sich ein dem Marker zugeordnetes Element der aufgenommenen Umgebung bewegt. Es kann vorgesehen sein, dass der optisch zeitvariante Marker mit dem beweglichen bzw. bewegenden Element verbunden ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der optische zeitvariante Marker statisch bzw. unabhängig von der Bewegung des Elementes angeordnet ist.The marker has a display for the variable representation of information. In a further advantageous embodiment of the invention, the display is an LCD, LED or OLED display or is designed as an LCD, LED or OLED display. In addition, information displayed by means of the display is changed when an element of the recorded environment that is associated with the marker moves, or when an element of the recorded environment that is associated with the marker moves. Provision can be made for the optically time-variant marker to be connected to the movable or moving element. However, it can also be provided that the optical time-variant marker is arranged statically or independently of the movement of the element.

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 3 gelöst, wobei unter anderem vorgesehen ist, dass ein zu montierendes Bauteil mittels des virtuellen Bildbestandteils dargestellt wird, und dass das zu montierende Bauteil in der technischen Komponente, in dem Kraftfahrzeug oder in der Kraftfahrzeugkomponente montiert wird.The aforementioned object is also achieved by a method according to claim 3, with provision being made, inter alia, for a component to be assembled to be displayed using the virtual image component and for the component to be assembled to be assembled in the technical component, in the motor vehicle or in the motor vehicle component .

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst, wobei unter anderem vorgesehen ist, dass der Montageort eines zu montierenden Bauteils mittels des virtuellen Bildbestandteils markiert oder gekennzeichnet wird, und dass das zu montierende Bauteil in der technischen Komponente, in dem Kraftfahrzeug oder in der Kraftfahrzeugkomponente am Montageort montiert wird.The aforementioned object is also achieved by a method according to claim 4, whereby it is provided, among other things, that the assembly location of a component to be assembled is marked or identified by means of the virtual image component, and that the component to be assembled is in the technical component, in the motor vehicle or in of the motor vehicle component is assembled at the assembly site.

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst, wobei unter anderem vorgesehen ist, dass ein Montageablauf zum Montieren eines zu montierenden Bauteils mittels des virtuellen Bildbestandteils ermittelt oder verifiziert wird, und dass das zu montierende Bauteil in der technischen Komponente, in dem Kraftfahrzeug oder in der Kraftfahrzeugkomponente entsprechend dem Montageablauf montiert wird.The aforementioned object is also achieved by a method according to claim 5, whereby it is provided, inter alia, that an assembly process for the assembly of a component to be assembled is determined or verified by means of the virtual image component, and that the component to be assembled is in the technical component, in the motor vehicle or is mounted in the motor vehicle component according to the assembly process.

Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.Motor vehicle within the meaning of the invention is in particular a land vehicle that can be used individually in road traffic. Motor vehicles within the meaning of the invention are in particular not limited to land vehicles with internal combustion engines.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Darstellung eines Augmented-Reality-Bildes,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel einer aufgenommenen bzw. aufzunehmenden realen Umgebung bzw. das entsprechend aufgenommene reale Bild,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Informationsfluss innerhalb eines Augmented-Reality-Systems gemäß 1,
  • 4 ein Ausführungsbeispiel für einen Informationsfluss in einem gegenüber dem Augmented-Reality-System gemäß 1 abgewandelten Augmented-Reality-System,
  • 5 ein Ausführungsbeispiel für einen Informationsfluss in einem weiteren gegenüber dem Augmented-Reality-System gemäß 1 abgewandelten Augmented-Reality-System,
  • 6 ein Ausführungsbeispiel für einen Informationsfluss in einem weiteren gegenüber dem Augmented-Reality-System gemäß 1 abgewandelten Augmented-Reality-System,
  • 7 Darstellungen eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 2 zu neun unterschiedlichen Zeitpunkten,
  • 8 Darstellungen eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 2 zu weiteren neun unterschiedlichen Zeitpunkten,
  • 9 Darstellungen eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 2 zu weiteren neun unterschiedlichen Zeitpunkten,
  • 10 Darstellungen eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 2 zu weiteren neun unterschiedlichen Zeitpunkten,
  • 11 Darstellungen eines alternativen Ausführungsbeispiels eines optisch zeitvarianten Markers zu neun verschiedenen Zeitpunkten,
  • 12 Darstellungen des alternativen Ausführungsbeispiels eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 11 zu weiteren neun verschiedenen Zeitpunkten,
  • 13 Darstellungen des alternativen Ausführungsbeispiels eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 11 zu weiteren neun verschiedenen Zeitpunkten und
  • 14 Darstellungen des alternativen Ausführungsbeispiels eines optisch zeitvarianten Markers gemäß 11 zu weiteren neun verschiedenen Zeitpunkten.
Further advantages and details result from the following description of exemplary embodiments. show:
  • 1 an embodiment of a system for displaying an augmented reality image,
  • 2 an exemplary embodiment of a recorded or to be recorded real environment or the correspondingly recorded real image,
  • 3 according to an embodiment of an information flow within an augmented reality system 1 ,
  • 4 according to an embodiment of an information flow in a relation to the augmented reality system 1 modified augmented reality system,
  • 5 according to an embodiment of an information flow in a further compared to the augmented reality system 1 modified augmented reality system,
  • 6 according to an embodiment of an information flow in a further compared to the augmented reality system 1 modified augmented reality system,
  • 7 Representations of an optically time-varying marker according to 2 at nine different times,
  • 8th Representations of an optically time-varying marker according to 2 at another nine different points in time,
  • 9 Representations of an optically time-varying marker according to 2 at another nine different points in time,
  • 10 Representations of an optically time-varying marker according to 2 at another nine different points in time,
  • 11 Representations of an alternative embodiment of an optically time-varying marker at nine different points in time,
  • 12 Representations of the alternative embodiment of an optically time-varying marker according to 11 at another nine different times,
  • 13 Representations of the alternative embodiment of an optically time-varying marker according to 11 at a further nine different times and
  • 14 Representations of the alternative embodiment of an optically time-varying marker according to 11 at a further nine different times.

1 zeigt ein System zur Darstellung eines Augmented-Reality-Bildes ARB. Das System umfasst ein von einem Benutzer 1 getragenes Headset 10 mit einem Display 11 zur Darstellung des Augmented-Reality-Bildes ARB. In das Headset 10 ist eine dem Display 11 zugeordnete Kamera zur Aufnahme eines realen Bildes, der von dem Benutzer 1 gesehenen Umgebung bzw. eines Teils dieser Umgebung, montiert. Das von der Kamera ausgegebene reale Bild RB ist Eingangssignal in ein Trackingsystem 12, das das reale Bild RB sowie die Ausrichtung POS des realen Bildes RB ausgibt. Das reale Bild RB sowie die Ausrichtung (Positionssignal) POS des realen Bildes RB sind Eingangssignal in einen Szenengenerator 13. 1 shows a system for displaying an augmented reality image ARB. The system includes a headset 10 worn by a user 1 with a display 11 for showing the augmented reality image ARB. A camera assigned to the display 11 is installed in the headset 10 to record a real image of the environment seen by the user 1 or a part of this environment. The real image RB output by the camera is an input signal to a tracking system 12, which outputs the real image RB and the alignment POS of the real image RB. The real image RB and the alignment (position signal) POS of the real image RB are input signals to a scene generator 13.

Das System zur Darstellung eines Augmented-Reality-Bildes ARB umfasst zudem eine Datenbasis 14 mit virtuellen Bildbestandteilen oder eine sonstige Quelle virtueller Bildbestandteile. Aus dieser Datenbasis 14 bzw. der sonstigen Quelle wird dem Szenengenerator 13 ein virtueller Bildbestandteil VIRT zugeführt. Der Szenengenerator 13 kombiniert diesen mit dem realen Bild RB zu einem Augmented-Reality-Bild ARB, das mittels des Displays 11 dargestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Display 11 als transparentes Display ausgestaltet ist. In diesem Falle ist das Augmented-Reality-Bild ARB keine Überlagerung des realen Bildes RB mit virtuellen Bildbestandteil VIRT, sondern der virtuelle Bildbestandteil VIRT, der an einer bestimmten Stelle positioniert wird, so dass er an dieser Stelle mittels des transparenten Displays anzeigbar ist. Die Überlagerung zwischen Realität und virtuellem Bildbestandteil erfolgt dabei im Auge des Benutzers 1.The system for displaying an augmented reality image ARB also includes a database 14 with virtual image components or another source of virtual image components. A virtual image component VIRT is supplied to the scene generator 13 from this database 14 or the other source. The scene generator 13 combines this with the real image RB to form an augmented reality image ARB, which is shown using the display 11 . It can be provided that the display 11 is designed as a transparent display. In this case, the augmented reality image ARB is not an overlay of the real image RB with the virtual image component VIRT, but rather the virtual image component VIRT, which is positioned at a specific point so that it can be displayed at this point using the transparent display. The superimposition between reality and the virtual image component takes place in the eye of the user 1.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der von dem Benutzer gesehenen Umgebung bzw. des realen Bildes RB. Dabei wird ein Werkstück 22 von einem Roboterarm 21 bewegt. An dem Roboterarm 21 ist ein optisch zeitvarianter Marker platziert. Alternativ kann vorgesehen sein, dass anstelle des Markers 20 ein entsprechender Marker 20' an einer nicht beweglichen Stelle der aufgenommenen Umgebung und/oder einer von der Bewegung des Roboterarms 21 unabhängigen Stelle der aufgenommenen Umgebung platziert wird. 2 shows an embodiment of the environment seen by the user or the real image RB. In this case, a workpiece 22 is moved by a robot arm 21 . An optically time-varying marker is placed on the robot arm 21 . Alternatively, it can be provided that instead of the marker 20 a corresponding marker 20 ′ is placed at a non-moving point in the recorded environment and/or a point in the recorded environment that is independent of the movement of the robot arm 21 .

Es ist vorgesehen, dass der optisch zeitvariante Marker 20, 20' ein LCD-Display aufweist, mittels dessen ein Muster, wie es beispielhaft in den 7 bis 14 gezeigt ist, dargestellt wird. Bei Bewegung des Roboterarms 21 wird das dargestellte Muster verändert. Dazu umfasst der optisch zeitvariante Marker einen Eingang zum Empfang eines in 3 mit Bezugszeichen EXT bezeichneten externen Steuerungssignals. Mittels dieses Steuerungssignals EXT wird dem optisch zeitvarianten Marker 20 die Information übermittelt, dass sich der Roboter 21 bewegt.It is provided that the optically time-varying marker 20, 20 'has an LCD display, by means of which a pattern, as exemplified in the 7 until 14 is shown. When the robot arm 21 moves, the pattern shown is changed. For this purpose, the optically time-variant marker includes an input for receiving an in 3 external control signal denoted by reference EXT. This control signal EXT is used to transmit the information to the optically time-variant marker 20 that the robot 21 is moving.

In einer Ausgestaltung, wie sie der in 3 dargestellte Informationsfluss zeigt, umfasst der optisch zeitvariante Marker 20 einen statischen Anteil 20.S und einen dynamischen Anteil 20.D. Der statische Anteil 20.S des optisch zeitvarianten Markers 20 entspricht dem Umriss und der Position des optisch zeitvarianten Markers 20 in der realen Umgebung. Der dynamische Anteil 20.D ist durch das LCD-Display implementiert. Sowohl der statische Anteil 20.S des optisch zeitvarianten Markers 20 als auch der dynamische Anteil 20.D des optisch zeitvarianten Markers 20 werden von dem Trackingsystem 12 ausgewertet, wobei das Trackingsystem 12 aus dem statischen Anteil 20.S die Position POS für den virtuellen Bildbestandteil ermittelt. Aus dem dynamischen Anteil 20.D ermittelt das Trackingsystem Informationen in Bezug auf die Bewegung in dem aufgenommenen realen Bild RB und übergibt diese als entsprechendes Synchronisationssignal MOV an den Szenengenerator 13.In an embodiment as described in 3 shows the flow of information shown, the optically time-variant marker 20 includes a static portion 20.S and a dynamic portion 20.D. The static portion 20.S of the optically time-varying marker 20 corresponds to the outline and the position of the optically time-varying marker 20 in the real environment. The dynamic part 20.D is implemented by the LCD display. Both the static portion 20.S of the optically time-variant marker 20 and the dynamic portion 20.D of the optically time-variant marker 20 are evaluated by the tracking system 12, the tracking system 12 from the static portion 20.S the position POS for the virtual image component determined. From the dynamic portion 20.D, the tracking system determines information relating to the movement in the recorded real image RB and transfers this to the scene generator 13 as a corresponding synchronization signal MOV.

4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem alternativ ausgestalteten Trackingsystem 12' zur alternativen Verwendung anstelle des Trackingsystems 12. Das Trackingsystem 12' umfasst mehrere Trackingsysteme 12.1', 12.2', 12.3', ..., 12.n'. Dabei ist vorgesehen, dass mittels der Trackingsysteme 12.1', 12.2', 12.3', ..., 12.n' die Generierung des Positionssignals POS und somit die Positionierung des virtuellen Bildbestandteils VIRT erfolgt. Die zeitliche Synchronisation erfolgt dagegen allein durch das Trackingsystem 12.1', das als einziges der Trackingsysteme 12.1', 12.2', 12.3', ..., 12.n' den dynamischen Anteil 20.D auswertet. 4 shows an alternative exemplary embodiment with an alternatively designed tracking system 12' for alternative use instead of the tracking system 12. The tracking system 12' comprises a plurality of tracking systems 12.1', 12.2', 12.3', . . . 12.n'. It is provided that the position signal POS is generated by means of the tracking systems 12.1', 12.2', 12.3', . . . , 12.n' and thus the positioning of the virtual image component VIRT. In contrast, the time synchronization is carried out solely by the tracking system 12.1', which is the only one of the tracking systems 12.1', 12.2', 12.3', . . . , 12.n' that evaluates the dynamic component 20.D.

5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem alternativ ausgestalteten Trackingsystem 12" zur alternativen Verwendung anstelle des Trackingsystems 12 bzw. des Trackingsystems 12'. Das Trackingsystem 12" umfasst mehrere Trackingsysteme 12.1", 12.2", 12.3", ..., 12.n''. Dabei ist vorgesehen, dass das Trackingsystem 12.1" das Steuerungssignal EXT zur Ansteuerung des dynamischen Anteils 20.D bzw. des Displays erzeugt. Mittels der Trackingsysteme 12.2", 12.3", ..., 12.n'' werden sowohl der statische Anteil 20.S als auch der dynamische Anteil 20. D zur Erzeugung des Positionssignals POS und des Synchronisationssignals MOV erzeugt. 5 shows an alternative embodiment with an alternatively configured tracking system 12" for alternative use instead of the tracking system 12 or the tracking system 12'. The tracking system 12" includes several tracking systems 12.1", 12.2", 12.3", ..., 12.n". It is provided that the tracking system 12.1" generates the control signal EXT for controlling the dynamic component 20.D or the display. The tracking systems 12.2", 12.3", .

6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem alternativ ausgestalteten Trackingsystem 12''' zur Implementierung des sogenannten markerlosen Trackings. Dabei bleibt der statische Anteil 20.S des optisch zeitvarianten Markers 20 unberücksichtigt. Zur örtlichen Synchronisation werden dagegen Bildbestandteile, wie etwa eine Kante 25 des Roboterarms 21 und/oder eine mit Bezugszeichen 26 bezeichnete Kante eines nicht bewegbaren Anteils im realen Bild ausgewertet. 6 12 shows an alternative exemplary embodiment with an alternatively configured tracking system 12''' for implementing so-called marker-less tracking. The static component 20.S of the optically time-variant marker 20 is not taken into account. For local synchronization, on the other hand, image components such as an edge 25 of the robot arm 21 and/or an edge of a non-movable portion in the real image denoted by reference number 26 are evaluated.

7, 8, 9 und 10 zeigen den Marker 20 bei der Darstellung von jeweils neun unterschiedlicher Muster. Dabei kann die Veränderung der Muster eine Bewegung in dem realen Bild symbolisieren und der Synchronisation bzw. der Erzeugung des Synchronisationssignals MOV dienen. 7 , 8th , 9 and 10 show the marker 20 in the display of nine different patterns. The change in the pattern can symbolize a movement in the real image and can be used for synchronization or for generating the synchronization signal MOV.

11, 12, 13 und 14 zeigen jeweils neun alternative Ausgestaltungen eines optisch zeitvarianten Markers zur alternativen Verwendung anstelle des optisch zeitvarianten Markers 20. 11 , 12 , 13 and 14 each show nine alternative configurations of an optically time-varying marker for alternative use instead of the optically time-varying marker 20.

BezugszeichenlisteReference List

11
Benutzeruser
22
Markermarker
1010
HeadsetHeadset
1111
Displayscreen
12, 12', 12'', 12''', 12.1', 12.2', 12.3', 12.n', 12.1'', 12.2'', 12.3'', 12.n''12, 12', 12'', 12''', 12.1', 12.2', 12.3', 12.n', 12.1'', 12.2'', 12.3'', 12.n''
Trackingsystemtracking system
1313
Erweiterter SzenengeneratorAdvanced scene generator
1414
Datenbasisdatabase
20, 20'20, 20'
Optisch zeitvarianter MarkerOptically time-varying marker
20. D20th D
Dynamischer Anteildynamic portion
20.S20.p
Statischer Anteilstatic part
2121
Roboterarmrobotic arm
2222
Werkstückworkpiece
25, 2625, 26
Kanteedge
ARBARB
Augmented-Reality-BildAugmented reality image
EXTEXT
Signal zur Ansteuerung eines optisch zeitvarianten MarkersSignal for controlling an optically time-varying marker
MOVMOV
Synchronisationssignalsynchronization signal
POSPOS
Ausrichtung eines realen Bildes, PositionssignalAlignment of a real image, position signal
RBRB
Reales Bildreal picture
VIRTVIRT
Virtueller BildbestandteilVirtual Image Component

Claims (5)

Verfahren zur Darstellung eines virtuellen Bildbestandteils (ARB, VIRT) auf einem transparenten Display (11), wobei ein optisch zeitvarianter ein Display zur variablen Darstellung von Informationen aufweisender Marker (20) in einer aufzunehmenden realen Umgebung platziert wird, eine mittels des Displays angezeigte Information verändert wird, wenn ein dem Marker (20) zugeordnetes Element der aufgenommenen Umgebung bewegt wird, wobei der optisch zeitvariante Marker (20) einen statischen Anteil (20.S) und einen dynamischen Anteil (20.D) umfasst, wobei der statische Anteil (20.S) des optisch zeitvarianten Markers (20) dem Umriss und der Position des optisch zeitvarianten Markers (20) in der realen Umgebung entspricht, wobei der dynamische Anteil (20.D) durch das Display des Markers (11) implementiert ist, wobei mittels einer Kamera ein reales Bild (RB) aufgenommen wird, das eine den optisch zeitvarianten Marker (20) umfassende Umgebung des Displays (11) abbildet, die ein Betrachter bei Durchsicht durch das Display sieht, wobei mittels eines Trackingsystems (12) aus dem statischen Anteil (20.S) die Position eines virtuellen Bildbestandteils (VIRT) zu dem mittels der Kamera aufgenommenen realen Bild (RB) und aus dem dynamischen Anteil (20.D) Informationen in Bezug auf die Bewegung in dem aufgenommenen realen Bild (RB) bestimmt werden, wobei das Trackingsystems (12) diese als entsprechendes Synchronisationssignal (MOV) an einen Szenengenerator übergibt, und wobei der virtuelle Bildbestandteil (VIRT) mittels des transparenten Displays (11) dargestellt wird.Method for representing a virtual image component (ARB, VIRT) on a transparent display (11), wherein an optically time-variant marker (20) having a display for the variable representation of information is placed in a real environment to be recorded, changing information displayed by means of the display is when an element of the recorded environment assigned to the marker (20) is moved, the optically time-variant marker (20) comprising a static component (20.S) and a dynamic component (20.D), the static component (20 .S) of the optically time-varying marker (20) corresponds to the outline and the position of the optically time-varying marker (20) in the real environment, the dynamic part (20.D) being implemented by the display of the marker (11), using a camera captures a real image (RB) that depicts the area surrounding the display (11) that encompasses the optically time-variant marker (20), which a viewer sees when looking through the display, with a tracking system (12) being used from the static component (20.S) the position of a virtual image component (VIRT) in relation to the real image (RB) recorded by means of the camera and information relating to the movement in the recorded real image (RB) are determined from the dynamic component (20.D). , wherein the tracking system (12) transfers this as a corresponding synchronization signal (MOV) to a scene generator, and the virtual image component (VIRT) is represented by means of the transparent display (11). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Display ein LCD-, LED- oder OLED-Display umfasst oder als LCD-, LED- oder OLED-Display ausgestaltet ist.procedure after claim 1 , characterized in that the display comprises an LCD, LED or OLED display or is designed as an LCD, LED or OLED display. Verfahren zum Herstellen einer technischen Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeuges oder einer Kraftfahrzeugkomponente, wobei ein virtueller Bildbestandteil mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu montierendes Bauteil mittels des virtuellen Bildbestandteils (VIRT) markiert oder gekennzeichnet wird, und dass das zu montierende Bauteil in der technischen Komponente, in dem Kraftfahrzeug oder in der Kraftfahrzeugkomponente montiert wird.Method for producing a technical component, in particular a motor vehicle or a motor vehicle component, wherein a virtual image component by means of a method claim 1 or 2 is displayed, characterized in that a component to be assembled is marked or identified by means of the virtual image component (VIRT), and that the component to be assembled is assembled in the technical component, in the motor vehicle or in the motor vehicle component. Verfahren zum Herstellen einer technischen Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeuges oder einer Kraftfahrzeugkomponente, wobei ein virtueller Bildbestandteil mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageort eines zu montierenden Bauteils mittels des virtuellen Bildbestandteils (VIRT) markiert oder gekennzeichnet wird, und dass das zu montierende Bauteil in der technischen Komponente, in dem Kraftfahrzeug oder in der Kraftfahrzeugkomponente am Montageort montiert wird.Method for producing a technical component, in particular a motor vehicle or a motor vehicle component, wherein a virtual image component by means of a method claim 1 or 2 is shown, characterized in that the assembly location of a component to be assembled is marked or identified using the virtual image component (VIRT), and that the component to be assembled is assembled in the technical component, in the motor vehicle or in the motor vehicle component at the assembly site. Verfahren zum Herstellen einer technischen Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeuges oder einer Kraftfahrzeugkomponente, wobei ein virtueller Bildbestandteil mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montageablauf zum Montieren eines zu montierenden Bauteils mittels des virtuellen Bildbestandteils (VIRT) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 ermittelt oder verifiziert wird, und dass das zu montierende Bauteil in der technischen Komponente, in dem Kraftfahrzeug oder in der Kraftfahrzeugkomponente entsprechend dem Montageablauf montiert wird.Method for producing a technical component, in particular a motor vehicle or a motor vehicle component, wherein a virtual image component by means of a method claim 1 or 2 is shown, characterized in that an assembly process for assembling a component to be assembled by means of the virtual image component (VIRT) according to a method according to one of Claims 1 or 2 is determined or verified, and that the component to be assembled is assembled in the technical component, in the motor vehicle or in the motor vehicle component in accordance with the assembly process.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8581738B2 (en) * 2011-08-25 2013-11-12 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Assembling method, monitoring method, and augmented reality system used for indicating correct connection of parts
DE102012014995A1 (en) * 2012-07-28 2014-01-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for generating augmented reality image and/or representing virtual image component on transparent display, involves producing synthetic image of object from surrounding area to be recorded using CAD data
DE102014217718B4 (en) 2014-09-04 2021-12-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating an augmented reality system
DE102015006632A1 (en) 2015-05-21 2016-11-24 Audi Ag Method for operating a diagnostic system and diagnostic system for a motor vehicle
DE102015223427A1 (en) 2015-11-26 2017-06-01 Robert Bosch Gmbh Device and method for visualizing and documenting damage
EP3324362B1 (en) * 2016-11-21 2019-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for commissioning a multi-axis system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0949513A2 (en) 1998-04-08 1999-10-13 Trisen Systems Inc. Virtual reality technology
WO2001096829A1 (en) 2000-06-13 2001-12-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for testing a product for quality defects and system for carrying out this method
EP1507235A1 (en) 2003-08-15 2005-02-16 Werner G. Lonsing Method and apparatus for producing composite images which contain virtual objects
DE102005045973A1 (en) 2005-09-26 2007-04-05 Siemens Ag Device for camera-based tracking has processing arrangement for determining movement information for evaluating images, whereby information characterizes object position change within time interval

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0949513A2 (en) 1998-04-08 1999-10-13 Trisen Systems Inc. Virtual reality technology
WO2001096829A1 (en) 2000-06-13 2001-12-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for testing a product for quality defects and system for carrying out this method
EP1507235A1 (en) 2003-08-15 2005-02-16 Werner G. Lonsing Method and apparatus for producing composite images which contain virtual objects
DE102005045973A1 (en) 2005-09-26 2007-04-05 Siemens Ag Device for camera-based tracking has processing arrangement for determining movement information for evaluating images, whereby information characterizes object position change within time interval

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KISHINO, Yasue [et al.]: Realizing a visual marker using LEDs for wearable computing environment. In: 23rd International Conference on Distributed Computing Systems Workshops, 2003. Proceedings. IEEE, 2003. S. 314-319.

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