DE102009046376A1

DE102009046376A1 - Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Daten

Info

Publication number: DE102009046376A1
Application number: DE102009046376A
Authority: DE
Inventors: Joerg Moennich; Ingo Ramsteiner; Gunther Schaaf; Sascha Steinkogler; Matthias Haug
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2011-05-05
Also published as: FR2952012A1; FR2952012B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (15) für ein Fahrzeug (2), insbesondere Kraftfahrzeug (3) mit einer als Head-Up-Display (HUD) (16) ausgebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen (17) auf einer Frontscheibe (5) des Fahrzeugs (2) und mit einer Eingabevorrichtung (14), die zur Eingabe von Daten mindestens ein manuell zu bedienendes Bedienelement aufweist, oder die zur Eingabe von Daten manuell bedienbar ist, wobei vorgesehen ist, dass das Bedienelement am Lenkrad (6) und/oder in einem in unmittelbarer Nähe des Lenkrads (6) liegenden Bereich eines Armaturenbretts (7) angeordnet ist, oder dass die Eingabevorrichtung (14) mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor (10) aufweist, der einen Fahrzeuginnenraumbereich (13) zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers (4) erfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein auf den Betrieb eines solchen Fahrerassistenzsystems gerichtetes Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer als Head-Up-Display (HUD) gebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen auf einer Frontscheibe des Fahrzeugs und mit einer Eingabevorrichtung nach Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 2. Die Erfindung betrifft ferner ein auf die Dateneingabe in ein solches Fahrerassistenzsystem gerichtetes Verfahren.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind mit elektronischen Assistenzsystemen für den Fahrer ausgestattet, die zum Einen der Sicherheit, zum Anderen der Bequemlichkeit des Fahrers dienen. Sie übernehmen unterschiedliche Funktionen entweder automatisch oder auf Veranlassung des Fahrers und entlasten den Fahrer hierdurch. Zur Darstellung von Informationen verwenden Fahrerassistenzsysteme Anzeigegeräte, insbesondere Displays, die im Bereich des Armaturenbretts eingebaut sind. Hieran ist nachteilig, dass der Fahrer seinen Blick von der Straße abwenden und seine Augen auf das näher gelegene Display akkommodieren muss. Um dies zu vermeiden, sind sogenannte Head-Up-Displays (HUD) bekannt, die Informationen über ein Spiegelsystem auf die Windschutzscheibe projizieren, wodurch für den Fahrer der Eindruck entsteht, das Bild schwebe vor ihm über der Motorhaube. Der Fahrer muss hierdurch den Blick nicht mehr vom Verkehrsgeschehen abwenden. Zur Dateneingabe bedienen sich solche Fahrerassistenzsysteme entweder eines Spracherkennungssystems, das aber, insbesondere bei lauter Umgebung, fehleranfällig ist, oder manueller Dateneingabesysteme, die beispielsweise als Touch-Screens, Touch-Pads, wie beispielsweise in der DE 103 49 673 A1 vorgeschlagen, oder als Scroll-Systeme ausgebildet sind. An diesen ist nachteilig, dass der Fahrer, um das Dateneingabegerät im Fahrzeuginnenraum zunächst zu lokalisieren und dann zu bedienen, die Augen vom Verkehrsgeschehen abwenden und sich auf das Dateneingabegerät akkommodieren muss. Touch-Screens sind teilweise auch im Bereich der Windschutzscheibe angeordnet, wobei diese aber den Nachteil haben, dass der Fahrer sich, insbesondere in großen Automobilen, bei denen die Windschutzscheibe relativ weit von der Fahrersitzposition entfernt ist, zur Berührung der Windschutzscheibe strecken muss, und überdies durch die häufige Berührung der Windschutzscheibe Antragungen von Hautfett entstehen, die zu einer unerwünschten Sichteintrübung führen. Gerade bei Bedienung komplexerer Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise eines Bordcomputers oder eines Navigationssystems, ist die Dateneingabe häufig der für den Fahrer tatsächlich schwierigste Teil, der einen erheblichen Aufmerksamkeitsgrad erfordert, der nicht mehr für das Verkehrsgeschehen zur Verfügung steht.
Offenbarung der Erfindung
Diesen Nachteilen begegnet das vorgeschlagene Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer als Head-Up-Display (HUD) ausgebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen auf einer Frontscheibe des Fahrzeugs und mit einer Eingabevorrichtung, die zur Eingabe von Daten mindestens ein manuell zu bedienendes Bedienelement aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass das Bedienelement am Lenkrad und/oder in einem in unmittelbarer Nähe des Lenkrads liegenden Bereich eines Armaturenbretts angeordnet ist. Abweichend von Ausgestaltungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, wird das Bedienelement, das von dem Fahrer manuell zu bedienen ist, entweder am Lenkrad und/oder in einem solchen Bereich des Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet, der in unmittelbarer Nähe des Lenkrads liegt. Hiermit ist gemeint, dass das Bedienelement in einer solchen Art und Weise angeordnet ist, dass die Blickrichtung des Fahrers durch die Windschutzscheibe auf das Verkehrsgeschehen auch das Bedienelement – zumindest aus dem Augenwinkel heraus – erfasst. Es ist deswegen nicht erforderlich, dass der Fahrer seinen Blick durch die Windschutzscheibe vom Verkehrsgeschehen abwendet und im Fahrzeuginnenraum das Bedienelement lokalisiert. Das Bedienelement liegt ganz im Gegenteil stets zumindest auch in seiner (peripheren) Blickrichtung.
In einer alternativen Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer als Head-Up-Display ausgebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen auf einer Frontscheibe des Fahrzeugs und einer Eingabevorrichtung, die zur Eingabe von Daten manuell bedienbar ist, ist vorgesehen, dass die Eingabevorrichtung mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor aufweist, der einen Fahrzeuginnenraumbereich zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers erfasst. Hier wird der Fahrzeuginnenraum auf gezielte Bewegungen, nämlich die Hand- und/oder Fingertrajektorien, des Fahrers überwacht und, gegebenenfalls abhängig von bestimmten Einstellungen, Vorgaben und insbesondere Torzeiten zu einer Eingabe durch das Fahrerassistenzsystem, als Dateneingabe in das Fahrerassistenzsystem beziehungsweise der Eingabevorrichtung interpretiert. Der Sensor arbeitet hierbei berührungslos, so dass der Fahrer nicht darauf angewiesen ist, eine bestimmte, konstruktiv vorgegebene Stelle, die der Dateneingabe dient, zu treffen. Vielmehr wird ein bestimmter Fahrzeuginnenraumbereich als Überwachungs- und/oder Dateneingabebereich von dem mindestens einen Sensor oder einer Anordnung mehrerer Sensoren überwacht, wobei in diesem Fahrzeuginnenraumbereich Hand- und/oder Fingertrajektorien, also Bewegungen und Bewegungsabfolgen einer Hand oder von Fingern, als Dateneingabe erfasst werden. Dringt beispielsweise ein Zeigefinger in diesen Fahrzeuginnenraumbereich ein, wird die Fingerbewegung mit einem aktiven und vorzugsweise im Head-Up-Display des Fahrerassistenzsystems dargestellten Inhalt verknüpft. Die Interpretation der Hand- und/oder Fingertrajektorien erfolgt hierbei anhand der Darstellung und der erwarteten und/oder möglichen Dateneingaben des Fahrerassistenzsystems. Ist beispielsweise eine Auswahlliste vorgegeben, die auswählbare Menüpunkte in vertikaler Richtung untereinander anordnet, werden Hand- und/oder Fingertrajektorien in Vertikalrichtung erfasst und beispielsweise eine deutliche Vorwärtsbewegung, etwa in Richtung der Frontscheibe, als Eingabe des jeweils in Vertikalrichtung ausgewählten Listeneintrags interpretiert. Auf diese Weise lässt sich eine variable Zuordnung von Trajektorien und Auswahlmöglichkeiten darstellen, wobei es nicht erforderlich ist, dass der Fahrer mit hoher Präzision einzelne wählbare Punkte trifft, sondern er die Interpretation seiner Hand- und/oder Fingertrajektorien durch das Fahrerassistenzsystem direkt im Head-Up-Display verfolgen kann.
Die Auswahlmöglichkeiten werden insbesondere als Menü- und/oder Funktionsauswahlmöglichkeiten und/oder Eingabemöglichkeiten und/oder Einstellmöglichkeiten im Head-Up-Display auswählbar und/oder einstellbar angezeigt. So ist nicht nur eine Auswahl aus verschiedenen Menüpunkten und/oder Funktionen möglich, sondern beispielsweise auch die Einstellung der Lautstärke etwa eines Audio-Systems oder einer Telefonfreisprecheinrichtung; hierzu wird beispielsweise ein bekanntes, für den Fahrer sinnfälliges Zeichen (für die einstellbare Funktion Lautstärke beispielsweise ein in Vertikalrichtung verlaufender Schieberegler mit einem in seiner Richtung verlaufenden Volumen-Pfeil (Keilform)) dargestellt, wobei der Fahrer durch Aufwärtsbewegung etwa die Lautstärke erhöhen und durch Abwärtsbewegung die Lautstärke reduzieren kann, wobei die Aufwärtsbewegung des Schiebereglers einer Aufwärtsbewegung seiner Hand oder seines Fingers im überwachten Fahrzeuginnenraumbereich entspricht. Der Fahrer muss demzufolge nicht ein einzelnes, mechanisches Bedienelement am Fahrzeug auffinden und mechanisch manuell betätigen, sondern er kann die dargestellte Funktion und/oder Einstellung durch relativ freies Bewegen seiner Hand oder seines Fingers im überwachten Fahrzeuginnenraumbereich wählen und einstellen. Anstelle einer Head-Up-Display-Projektion auf die Frontscheibe des Fahrzeugs kann in beiden Alternativen auch eine solche auf einen sogenannten Combiner vorgesehen sein, also auf eine gesonderte Scheibe, die im Wesentlichen zwischen Fahrer und Frontscheibe angeordnet ist und zur Projektion von Head-Up-Display-Anzeigen dient.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Umgebungserfassungseinrichtung zur Erfassung von außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Umgebungsobjekten vorgesehen, die erfasste Umgebungsobjekte auf dem Head-Up-Display insbesondere symbolisch darstellt und/oder durch die Frontscheibe sichtbare Umgebungsobjekte in dem Head-Up-Display markiert. Die Umgebungserfassungseinrichtung dient hierbei der Identifikation und Erfassung von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, wobei eine vorzugsweise symbolische Darstellung von Objekten in der Umgebung um das Fahrzeug herum möglich ist, beispielsweise auch durch Projektion oder Darstellung eines virtuellen Fahrzeugs oder Fahrzeugschnitts, so dass der Fahrer des Fahrzeugs eine räumliche Einschätzung der Anordnung von Umgebungsobjekten vornehmen kann, beispielsweise im Zuge eines Einparkvorgangs oder beim Abbiegen oder bei der Auswahl einer von mehreren Fahrspuren. Andererseits ist es hierbei möglich, für den Fahrer durch die Frontscheibe sichtbare Umgebungsobjekte zu markieren, so dass diesen durch die Frontscheibe sichtbaren Umgebungsobjekten eine Funktion in Bezug auf das Fahrerassistenzsystem zukommt oder zuordenbar ist. Umgebungsobjekte können demzufolge mit Funktionen des Fahrerassistenzsystems verknüpft werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass im Head-Up-Display dargestellte und/oder markierte Umgebungsobjekte zur Dateneingabe durch den Fahrer auswählbar sind. Dies ist beispielsweise hilfreich, wenn für ein Abstandshalte- oder Bremsassistenzsystem ein vorausfahrendes Fahrzeug als zu koppelndes Zielobjekt ausgewählt werden soll. Hier kann auf einfache Weise das markierte, vorausfahrende Fahrzeug, das von der Umgebungserfassungseinrichtung als solches erkannt wurde, vom Fahrer durch eine Finger- oder Handbewegung im überwachten Fahrzeugsinnenraum als Kopplungsobjekt ausgewählt und aktiviert werden. Es ist hierbei für den Fahrer nicht mehr erforderlich, eine solche Auswahl über eine Menüdarstellung in einem Display des Bordcomputers oder des Abstandshaltesystems vorzunehmen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Zeichenerkennungssystem (OCR-System/Optical Character Recognition) vorgesehen, von dem ein von der Umgebungserfassungseinrichtung erfasstes Umgebungsobjekt, das von dem Fahrer ausgewählt ist, zur Dateneingabe in eine Zeichenfolge umgesetzt wird. Umgebungsobjekte, die von dem OCR-System erfassbare Zeichen, insbesondere Zeichenketten, aufweisen, können durch diese Ausführungsform gelesen und die gelesene Zeichenfolge als Dateneingabe in das Fahrerassistenzsystem verwendet und ausgewertet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem ein Navigationssystem aufweist. Insbesondere hierbei ist in Verbindung mit der Umgebungserfassungseinrichtung und dem Zeichenerkennungssystem die sehr vorteilhafte Dateneingabe von Wegstreckenpunkten oder Fahrzielen zur Zielführung des Navigationssystems über das bloße Auswählen von Zeichenfolgen auf Verkehrsschildern, insbesondere nämlich von Ortsnamen, möglich. Das Umgebungserfassungssystem identifiziert hierbei beispielsweise ein Verkehrsschild, beispielsweise in der Ausführung als Schilderbrücke einer Autobahn, als Umgebungsobjekt, das vom Zeichenerkennungssystem gelesen werden kann.
Die auf dem Verkehrsschild dargestellten Zeichenfolgen, insbesondere also Ortsnamen, werden von der Umgebungserfassungseinrichtung als einzelne, von dem Fahrer wählbare Objekte erfasst und markiert, so dass der Fahrer durch Hand- und/oder Fingertrajektorie innerhalb des Fahrzeuginnenraumbereichs einen solchen Wegstreckenpunkt oder ein solches Fahrziel auswählen kann. Das ausgewählte Fahrziel oder der ausgewählte Wegstreckenpunkt wird sodann von dem Zeichenerkennungssystem in eine Zeichenfolge umgesetzt, die dem Navigationssystem übergeben wird. Beim bloßen Durchfahren oder Vorbeifahren an einem solchen Verkehrsschild kann demzufolge eine Navigationszieleingabe oder eine Änderung einer Navigationszieleingabe oder Eingabe eines Wegstreckenpunktes erfolgen. Der Fahrer muss lediglich auf das erkannte, auswählbare, auf dem Verkehrsschild lesbare Ziel deuten. Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Darstellung der Auswählfunktion in einer solchen Weise, dass der Fahrer mit seinem Finger oder seiner Hand im überwachten Fahrzeuginnenraumbereich in einer solchen Art und Weise auf das auf dem Verkehrsschild lesbare Wort deutet, dass sein Finger und das ausgewählte Wort auf dem Verkehrsschild für ihn in einer Blickrichtung liegen, er gewissermaßen auf das Verkehrsschild und nicht auf einen virtuellen Punkt eines Auswahlsystems deutet.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Head-Up-Display ein kontaktanaloges Head-Up-Display, ein sogenanntes Augmented Head-Up-Display. Head-Up-Displays dieser Ausführungsform ermöglichen die Darstellung von Informationen in einer solchen Art und Weise, dass diese in die für den Fahrer wahrnehmbare reale Umgebung eingebunden sind. Beispielsweise können Richtungspfeile, wie sie von einem Navigationssystem zur Formauswahl von Fahrtrichtungen oder zum Abbiegen oder zum Wechsel von Fahrspuren angezeigt werden, in einer solchen Weise für den Fahrer dargestellt werden, dass sie gewissermaßen auf der Straße liegen, also wie auf der Fahrbahn aufgedruckte Pfeile erscheinen. Für den Fahrer ist es dabei nicht mehr erforderlich, eine bloße virtuelle oder symbolische Darstellung auf die tatsächlichen Gegebenheiten zu interpretieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine hervorgehobene Darstellung ausgewählter, insbesondere von der Umgebungserfassungseinrichtung erfasster und auf dem Head-Up-Display dargestellter Informationen vorgesehen. Gerade in Zusammenhang mit der Zieleingabe durch die Umgebungserfassungseinrichtung und das Zeichenerkennungssystem in ein Navigationssystem ist diese Ausführungsform besonders vorteilhaft, da der Fahrer beim Zeigen auf ein Verkehrsschild, das für ihn durch die Windschutzscheibe sichtbar ist und unter dem er in absehbarer Zeit hindurch fahren wird, in jeweils umgebungsangepasster Art und Weise im Head-Up-Display, projiziert auf den jeweiligen (virtuellen oder tatsächlichen) Abstand des Verkehrsschildes, die Auswahl der seiner jeweiligen Fingertrajektorie entsprechenden Position erkennen kann.
Die Überwachung des Fahrzeuginnenraumbereichs zur Registrierung der Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers erfolgt hierbei durch den Sensor, wobei dieser eine Anordnung optischer Annäherungsdetektoren und/oder mindestens einer Videoerfassung und/oder einer Radareinrichtung und/oder von Infrarotdetektoren und/oder von Lichtschranken und/oder von Ultraschallsendern und Ultraschallempfängern aufweist. Wesentlich für die Art der Ausbildung des Sensors zur Überwachung des Fahrzeuginnenraumbereichs ist die Anordnung des Fahrzeuginnenraumbereichs in dem Fahrzeuginnenraum. Hierbei wird der Sensor vorzugsweise in einer solchen Art und Weise ausgebildet und/oder angeordnet, dass der überwachte Fahrzeuginnenraumbereich für den Fahrer sehr bequem erreichbar ist, wobei er im üblichen Fahrverhalten nicht versehentlich in den überwachten Fahrzeuginnenraumbereich eingreift. Die Sensoranordnung erfolgt vorzugsweise auch in einer solchen Art und Weise, dass sie das ästhetische Erscheinungsbild des Fahrzeuginnenraums nicht beeinträchtigt und gleichwohl eine sichere und zuverlässige Erfassung von Hand- und Fingertrajektorien des Fahrers erlaubt, also insbesondere integriert in vorhandene Armaturenbretter und/oder Fahrzeugausstattungselemente.
In einer Ausführungsform ermöglicht das Head-Up-Display eine Einstellung einer virtuellen Bilddistanz. Der Fahrer kann hierbei einstellen, in welcher Entfernung er die Projektion durch das Head-Up-Display sehen möchte. Insbesondere soll hierbei auch eine Anpassung beispielsweise kontaktanaloger Head-Up-Displays in Bezug auf die Darstellung von Informationen in der Umgebung ermöglicht werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lage und/oder geometrische Erstreckung des Fahrzeuginnenraumbereichs abhängig von einer gewählten Funktion, von einem Lenkwinkel, von einer Fahrersitzposition, von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von einer Umgebungshelligkeit abhängig angepasst wird oder werden. Hierbei wird auf verschiedene Parameter und Größen Rücksicht genommen, die beim Betrieb des Fahrzeugs als veränderlich auftreten, wobei die Lage und/oder geometrische Erstreckung des überwachten Fahrzeuginnenraumbereichs auf diese Parameter angepasst werden, vorzugsweise automatisch und ohne Zutun des Fahrers. Beispielsweise ist bei hoher Fahrgeschwindigkeit, insbesondere bei hoher Kurvengeschwindigkeit, der überwachte Fahrzeuginnenraumbereich so zu legen, dass der erhöhten Zentrifugalkraft, die hierbei auf einen angewinkelt oder ganz gestreckten Arm des Fahrers bei Dateneingabe im Fahrzeuginnenraumbereich wirkt, Rechnung getragen wird. Ebenfalls ist es vorteilhaft, die Lage und/oder geometrische Erstreckung des Fahrzeuginnenraumbereichs auf die Fahrersitzposition anzupassen, damit ein Fahrer, der den Fahrersitz in weiter Entfernung zum Lenkrad einstellt, den Arm nicht wesentlich weiter strecken muss als ein Fahrer, der relativ nahe am Lenkrad sitzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem eine wählbare und/oder automatisch erfolgende Kalibrierung der Eingabevorrichtung auf. Durch die Kalibrierung wird ein standardisierter Zustand, bezogen auf Bedingungen, wie sie durch den Fahrer und/oder von diesem vorgenommene Einstellungen vorgegeben sind, beispielsweise einer Sitzposition, vorgenommen. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, die Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers sowie seine Vorlieben in Hinblick auf solche Trajektorien in Bezug auf die räumliche und/oder geometrische Erstreckung des überwachten Fahrzeuginnenraumbereichs abzugleichen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Kalibrierbetrieb der Fahrer eine obere und eine untere Grenze in vertikaler Richtung sowie eine linke und rechte Grenze in horizontaler Richtung und/oder eine vordere und eine hintere Grenze in Fahrtrichtung hinsichtlich der drei Dimensionen der Trajektorien vorgibt und die Anpassung der Eingabevorrichtung auf diese Endpunkte erfolgt. Besonders bevorzugt wird ein geringfügiger räumlicher Zuschlag für eventuelle Ungenauigkeiten der Bewegungen des Fahrers hinzugegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem eine Anbindung an Kommunikationseinrichtungen des Fahrzeugs auf, insbesondere an mindestens eine C2C-Kommunikationseinrichtung. Hierdurch ist es möglich, das Fahrerassistenzsystem an vom Fahrer gezielt und bewusst zu bedienende Kommunikationseinrichtungen, beispielsweise eine Telefoneinrichtung, und/oder an automatisch arbeitende Kommunikationseinrichtungen, beispielsweise die erwähnte C2C(Car-to-Car-)Kommunikationseinrichtung zu koppeln und deren Bedienung und/oder automatisch erfolgende Informationseingabe zu verarbeiten. Beispielsweise ist es hierbei möglich, über C2C-Kommunikationseinrichtungen Daten über Verkehrsbehinderungen oder Gefahrensituationen von anderen Fahrzeugen zu empfangen, mittels des Head-Up-Displays darzustellen und dem Fahrer unmittelbar Handlungsalternativen zur Auswahl und Eingabe zur Verfügung zu stellen.
Weiter wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Dateneingabe in ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, durch einen Fahrer, wobei das Fahrerassistenzsystem eine als Head-Up-Display (HUD) ausgebildete Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen auf einer Frontschreibe des Fahrzeugs sowie eine Eingabevorrichtung aufweist, die zur Eingabe von Daten manuell bedienbar ist. Dabei ist ein Überwachen eines Fahrzeuginnenraumbereichs durch die Eingabevorrichtung zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigen
1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Fahrerplatzes eines Kraftfahrzeugs mit einer der Dateneingabe dienenden Fahrzeuginnenraumbereich;
2 eine Darstellung einer möglichen Einstellung auf einem Head-Up-Display;
3 eine mögliche Funktionsauswahl, dargestellt auf einem Head-Up-Display und
4 eine Darstellung einer von einer Umgebungserfassungseinrichtung als Dateneingabemöglichkeit erkannten Zeichenfolge.
1 zeigt in Längsschnittdarstellung abschnittsweise einen Fahrerplatz 1 eines Fahrzeugs 2, nämlich eines Kraftfahrzeugs 3. Ein Fahrer 4 blickt hierbei durch eine Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 2, nämlich hinweg über ein Lenkrad 6 und ein Armaturenbrett 7 des Kraftfahrzeugs 3. Eine Blickrichtung 8 des Fahrers 4 wird hierbei durch seine Geradeaussicht durch die Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 2 bestimmt, wobei die Blickrichtung 8 selbstverständlich in gewissen Grenzen von der dargestellten Richtung abweichen kann und lediglich durch die Abmessungen und die Geometrie der Frontscheibe 5 in Richtung auf eine Fahrtrichtung 9 des Fahrzeugs 2 begrenzt ist. In der Blickrichtung 8 des Fahrers 4, insbesondere von der Blickrichtung 8 geschnitten, ist durch einen berührungslos arbeitenden Sensor 10, der beispielsweise als eine Anordnung 11 optischer Annäherungsdetektoren 12 ausgebildet ist, ein Fahrzeuginnenraumbereich 13 zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers 4 ausgebildet und überwacht. Sofern der Fahrer 4 demzufolge mit seiner Hand oder einem Finger in den Fahrzeuginnenraumbereich 13 eingreift, wird die Bewegung/Trajektorie seiner Hand oder seines Fingers im Fahrzeuginnenraumbereich 13 vom Sensor 10 erfasst und als Dateneingabe interpretiert. Hierdurch wird eine Eingabevorrichtung 14 für ein Fahrerassistenzsystem 15 ausgebildet. Es ist für den Fahrer 4 zur Dateneingabe somit nicht mehr erforderlich, mechanische Bedienelemente oder beispielsweise berührungsempfindliche Bedienelemente wie Touch-Screens oder Touch-Pads im Bereich des Armaturenbretts 7 oder einer hier nicht dargestellten Mittelkonsole oder eines hier nicht dargestellten Kardantunnels zu lokalisieren und zu betätigen. Vielmehr wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass der Fahrer 4 seine Blickrichtung 8 anders als in Richtung der Fahrtrichtung 9 ausrichten und insbesondere sein Auge auf andere Abstände als in Blickrichtung 8 akkomodieren muss. Die Aufmerksamkeit des Fahrers wird demzufolge nicht durch die Lokalisation und Handhabung von außerhalb der Blickrichtung 8 liegenden Eingabevorrichtungen 14 in Anspruch genommen.
In Blickrichtung 8 werden vom Fahrerassistenzsystem 15 auf der Frontscheibe 5 über ein Head-Up-Display 16 Informationen 17 auf der Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 2 eingespiegelt, die durch die Wirkungsweise des Head-Up-Displays 16 vor dem Fahrer 4 in Blickrichtung 8, insbesondere in Fahrtrichtung 9, vor dem Fahrzeug 2 zu schweben scheinen, nämlich in einer virtuellen Position 18. Sie sind demzufolge für den Fahrer 4 in Blickrichtung 8, die in Fahrtrichtung 9 weist, in Fernakkomodation seines Auges ohne Weiteres erkennbar und/oder lesbar. Der Fahrzeuginnenraumbereich 13 wird dabei an Fahrsituationen und Betriebsumstände angepasst, so dass für den Fahrer 4 auch bei beispielsweise hohen Querkräften stets eine sichtbare Dateneingabe und/oder Auswahl möglich ist. Ferner kann der Fahrer 4 Lage und Ausdehnung des überwachten Fahrzeuginnenraumbereichs 13 auf seine Gewohnheiten, Vorlieben, Körpergröße, Sitzposition usw. anpassen und eine Kalibrierung des so gebildeten Systems aus Fahrzeuginnenraumbereich 13 und Interpretation von Hand- und/oder Fingertrajektorien durch die Eingabevorrichtung 14 veranlassen.
2 zeigt eine Darstellung von Informationen 17 in der virtuellen Position 18 über das Head-Up-Display 16 durch die Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 2, wie der hier nicht dargestellte Fahrer diese über das Lenkrad 6 durch die Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 2 in Fahrtrichtung 9 erkennt. Dargestellt ist hierbei beispielsweise eine Angabe der aktuellen Fahrgeschwindigkeit 19 und ein für den Wegstreckenabschnitt, der gerade befahren wird, geltendes Tempolimit 20. Weiter dargestellt ist eine Symbolik einer Einstellung 21 über einen virtuellen Schieberegler 22, beispielsweise einer Lautstärke 23, zur Ausbildung einer Einstellmöglichkeit 25. Zur Veränderung der Lautstärke 23 bewegt der hier nicht dargestellte Fahrer seine Hand oder seinen Finger in den überwachten Fahrzeuginnenraumbereich 13, der hier nur symbolisch durch eine Strichlinie 24 angedeutet ist. Eine Aufwärtsbewegung seiner Hand in Blickrichtung durch oder auf den Schieberegler 22 wird vom Sensor 10 als Anweisung zur Verringerung der Lautstärke 23 interpretiert, während eine Abwärtsbewegung gleicher Art als eine Erhöhung der Lautstärke 23 interpretiert wird. Die Einstellmöglichkeit 25 erscheint insbesondere nur dann auf dem Head-Up-Display 16, wenn sie vom Fahrer gewünscht wird oder aus Gründen des Verkehrsablaufes und/oder der Fahrzeugbewegung (beispielsweise für eine Einstellung 21 eines bestimmten, gewünschten Tempos) sinnvoll oder erforderlich ist.
3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 2, wobei anstelle einer Einstellmöglichkeit 25 eine Funktionsauswahlmöglichkeit 26 gezeigt ist. Im dargestellten Beispiel wird, bevorzugt in jeweiliger Landessprache, die vom Fahrer gewählt werden kann, eine Navigation 27 eines Navigationssystems 28 ein- oder ausschaltbar dargestellt. Mittels einer Bewegung seines Fingers 29 kann der Fahrer 4 im Fahrzeuginnenraumbereich 13 durch Erfassung der Trajektorie seines Fingers 29 aus den zwei dargestellten Funktionsmodi der Navigation 27, nämlich An oder Aus, wählen. Die durch die Trajektorie seines Fingers 29 gezeigte und als Auswahl von der Eingabevorrichtung 14 erfasste Auswahl wird durch eine hervorgehobene Darstellung 30, beispielsweise eine auffällige Umrandung 31, beispielsweise in Rot, sinnfällig angezeigt. Insbesondere ist hierbei möglich, über das Head-Up-Display 16 eine Quittierung der Auswahl der entsprechenden Funktion, beispielsweise durch ein kurzzeitiges Blinken nach der hervorgehobenen Darstellung 30, vorzusehen. Für den Fahrer ist hierdurch sinnfällig die erfolgte Auswahl bestätigt.
4 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 2 und 3, wobei über eine nur symbolisch angedeutete Umgebungserfassungseinrichtung 32 in Blickrichtung 8 des Fahrers 4, insbesondere in Fahrtrichtung 9, liegende Umgebungsobjekte 33, beispielsweise andere Kraftfahrzeuge 3 oder Schilder 34, insbesondere Schilderbrücken 35, erfasst und auf dem Head-Up-Display 16 und/oder zusätzlich auf einem ergänzenden Hilfsdisplay 36 dargestellt werden (Hilfsdisplay 36 nur symbolisch dargestellt). Der Fahrer kann nun mit seinem Finger 29 auf ein Umgebungsobjekt 33 deuten, im gezeigten Beispiel auf eine Fahrtzielangabe 37, nämlich einen Ortsnamen 38. Bei eingeschalteter Navigation (vergleiche 3) wird dieses, als Zeichenfolge 39 erkannte und von einer OCR-Einrichtung 40 für das Navigationssystem 28 umgesetzte, Umgebungsobjekt 33 beispielsweise als Zieleingabe für die Navigation verwendet. In besonders bequemer und sinnfälliger Weise ist es hierdurch dem Fahrer 4 möglich, durch bloßes Deuten auf eine Zeichenfolge 39 eines Schildes 34, insbesondere einer Schilderbrücke 35, beispielsweise ein Navigationsziel einzugeben. Hierdurch entfällt in besonders vorteilhafter Weise die von Navigationssystemen heute bekannte Zieleingabe über Touch-Pads, Touch-Screens oder Auswahlräder. Die Zieleingabe erfolgt in der hier vorgeschlagenen Weise sehr viel schneller und ohne die Aufmerksamkeit des Fahrers 4 von der Fahrtrichtung 9 und dem Verkehrsgeschehen abzulenken. Es ist hierbei lediglich erforderlich, dass der Fahrer 4 seine Hand oder seinen Finger 29 so in den überwachten Fahrzeuginnenraumbereich 13 bewegt, dass er in seiner Blickrichtung 8 über den Finger 29 peilend das gewünschte Fahrziel (die gewünschte Zeichenfolge 39 des Schildes 34) zeigt. Der Sensor 10 (vgl. 1 und 2) erfasst die Trajektorie des Fingers 29 im Fahrzeuginnenraumbereich 13 und setzt ihn in Bezug zu den in Blickrichtung 8 des Fahrers 4 erkennbaren Umgebungsobjekten 33, die die Umgebungserfassungseinrichtung 32 erfasst, und das jeweils von der Eingabevorrichtung 14 als gewählt verstandene Umgebungsobjekt 33, insbesondere Zeichenfolgen 39, werden über die hervorgehobene Darstellung 30 kenntlich gemacht, beispielsweise mittels Umrandung 31. Die Auswahl kann dann vom Fahrer 4 beispielsweise durch ein virtuelles „Antippen” der hervorgehobenen Darstellung beziehungsweise des umrandeten Inhalts erfolgen. Auf vorteilhafte Weise wird so der Fahrer 4 vom Verkehrsgeschehen nicht abgelenkt, da er keine außerhalb der Blickrichtung 8 durch die Frontscheibe 5 des Fahrzeugs 2, nämlich der Fahrtrichtung 9, liegenden, anderweitigen Eingabevorrichtungen lokalisieren und betätigen muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10349673 A1 [0002]

Claims

Fahrerassistenzsystem (15) für ein Fahrzeug (2), insbesondere Kraftfahrzeug (3), mit einer als Head-Up-Display (HUD) (16) ausgebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen (17) auf einer Frontscheibe (5) des Fahrzeugs (2) und mit einer Eingabevorrichtung (14), die zur Eingabe von Daten mindestens ein manuell zu bedienendes Bedienelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement am Lenkrad (6) und/oder in einem in unmittelbarer Nähe des Lenkrads (6) liegenden Bereich eines Armaturenbretts (7) angeordnet ist.
Fahrerassistenzsystem (15) für ein Fahrzeug (2), insbesondere Kraftfahrzeug (3), mit einer als Head-Up-Display (HUD) (16) ausgebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen (17) auf einer Frontscheibe (5) des Fahrzeugs (2) und einer Eingabevorrichtung (14), die zur Eingabe von Daten manuell bedienbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (14) mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor (10) aufweist, der einen Fahrzeuginnenraumbereich (13) zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers (4) erfasst.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Auswahlmöglichkeiten, insbesondere Menü- und/oder Funktionsauswahlmöglichkeiten (26) und/oder Eingabemöglichkeiten und/oder Einstellmöglichkeiten (25) im Head-Up-Display (16) auswählbar und/oder einstellbar angezeigt werden.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umgebungserfassungseinrichtung (32) zur Erfassung von außerhalb des Fahrzeugs (2) befindlichen Umgebungsobjekten (33), die erfassten Umgebungsobjekte (33) auf dem Head-Up-Display (16) insbesondere symbolisch darstellt und/oder durch die Frontscheibe (5) sichtbare Umgebungsobjekte (33) in dem Head-Up-Display (16) markiert.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Head-Up-Display (16) dargestellte und/oder markierte Umgebungsobjekte (33) zur Dateneingabe durch den Fahrer (4) auswählbar sind.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Umgebungserfassungseinrichtung (32) erfasstes Umgebungsobjekt (33), das von dem Fahrer (4) ausgewählt ist, mittels eines Zeichenerkennungssystems (OCR-Einrichtung (40)) zur Dateneingabe in eine Zeichenfolge (39) umgesetzt wird.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Navigationssystem (28).
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Head-Up-Display (16) ein kontaktanaloges Head-Up-Display (16) (Augmented-Head-Up-Display) ist.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine hervorgehobene Darstellung (30) ausgewählter, insbesondere von der Umgebungserfassungseinrichtung (32) erfasster und auf dem Head-Up-Display (16) dargestellter Informationen (17).
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) den Fahrzeuginnenraumbereich (13) mittels einer Anordnung optischer Annäherungsdetektoren (12) und/oder mindestens einer Videoerfassung und/oder einer Radareinrichtung und/oder von Infrarotdetektoren und/oder von Lichtschranken und/oder von Ultraschallsendern und -empfängern zur Registrierung der Hand- und/oder Fingertrajektorien (4) des Fahrers überwacht.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Head-Up-Display (16) eine Einstellung einer virtuellen Bilddistanz ermöglicht.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lage und/oder geometrische Erstreckung des Fahrzeuginnenraumbereichs (13) abhängig von einer gewählten Funktion, von einem Lenkwinkel, von einer Fahrersitzposition, von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (2) und/oder von einer Umgebungshelligkeit abhängig angepasst wird/werden.
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wählbare und/oder automatisch erfolgende Kalibrierung der Eingabevorrichtung (14).
Fahrerassistenzsystem (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anbindung an Kommunikationseinrichtungen des Fahrzeugs (2), insbesondere an mindestens eine C2C-Kommunikationseinrichtung.
Verfahren zur Dateneingabe in ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, durch einen Fahrer (4), wobei das Fahrerassistenzsystem (15) eine als Head-Up-Display (HUD) (16) ausgebildete Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen (17) auf einer Frontscheibe (5) des Fahrzeugs (2) sowie eine Eingabevorrichtung (14) aufweist, die zur Eingabe von Daten manuell bedienbar ist, gekennzeichnet durch das Überwachen eines Fahrzeuginnenraumbereichs (13) durch die Eingabevorrichtung (14) zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers.