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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugsimulationssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
EP 0 443 928 B1 ist ein Kraftfahrzeugsimulationssystem bekannt, wie es zur Ausbildung zum Führen eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen kann. Das aus diesem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeugsimulationssystem verfügt über einen materiellen Fahrerplatz, auf welchem eine auszubildende Person Platz nehmen kann. Das Kraftfahrzeugsimulationssystem verfügt ferner über materielle Anzeigeeinrichtungen zur virtuellen Simulation von Fahrsituationen, ebenso wie über materielle Rückspiegelsimulationsmittel, um eine rückwärtige Sicht des Kraftfahrzeugs für die auszubildende Person zu simulieren. Dabei umfasst das aus der EP 0 443 928 B1 bekannte Kraftfahrzeugsimulationssystem sowohl ein erstes materielles Rückspiegelsimulationsmittel für einen Innenspiegel als auch zweite materielle Rückspiegelsimulationsmittel für einen Außenspiegel. Ferner umfasst das aus der EP 0 443 928 B1 bekannte Kraftfahrzeugsimulationssystem einen Rechner und eine Datenbank, um auf der Anzeigeeinrichtung anzuzeigende Fahrsituationen bereitzuhalten, wobei die entsprechenden Fahrsituationen über den Rechner parametriert werden können.
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Aus der
US 7,375,728 B2 ist ein Kraftfahrzeug mit einem virtuellen Spiegel, wobei es sich bei dem virtuellen Spiegel der US 7,375,728 B2 um ein Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs handelt.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein neuartiges Kraftfahrzeugsimulationssystem zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeugsimulationssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst das Kraftfahrzeugsimulationssystem eine zweite Parametrierungseinrichtung zur Parametrierung eines virtuellen Rückspiegels, nämlich zur Eingabe von Daten über ein Spielglas des Rückspiegels und eines Spiegelgehäuses des Rückspiegels; eine Augpunktbereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines Augpunkts einer Person; eine Simulationseinrichtung, die auf Grundlage der Parameter der virtuellen Fahrsituation, auf Grundlage der Parameter des Rückspiegels und auf Grundlage der von der Augpunktbereitstellungseinrichtung bereitgestellten Daten auf der Anzeigeeinrichtung sowohl den Rückspiegel als solchen als ein im Rückspiegel sichtbares Bild virtuell und dreidimensional simuliert.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ein völlig neuartiges Kraftfahrzeugsimulationssystem vor, welches insbesondere der Simulation und Optimierung eines als Außenspiegel ausgebildeten Rückspiegels eines Kraftfahrzeugs dient. So umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsimulationssystem eine Parametrierungseinrichtung, an welcher ein virtueller Rückspiegel durch Eingabe entsprechender Daten parametriert werden kann. Über eine Augpunktbereitstellungseinrichtung wird ein Augpunkt einer realen Person oder virtuellen Person bereitgestellt. Die Simulationseinrichtung simuliert auf Grundlage der Parameter der virtuellen Fahrsituation, auf Grundlage der Parameter des virtuellen Rückspiegels und auf Grundlage der von der Augpunktbereitstellungseinrichtung bereitgestellten Daten auf der Anzeigeeinrichtung sowohl den virtuellen Rückspiegel als solchen als auch ein im virtuellen Rückspiegel sichtbares Bild. Hiermit ist es möglich, die Entwicklung von Rückspiegeln entscheidend zu verbessern. Bereits im Vorfeld der Entwicklung von Rückspiegeln können für unterschiedliche Fahrzeugtypen mögliche Varianten von Rückspiegeln reduziert werden. Hierdurch verringert sich der zur Entwicklung von Rückspiegeln nötige Aufwand.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind an der zweiten Parametrierungseinrichtung als Parameter ein Krümmungsradius einer sphärischen Krümmung des Spielglases und/oder eine Betrag und ein Beginn einer asphärischen Krümmung des Spielglases, geometrische Abmessungen des Spielglases, geometrische Abmessungen des Spielgehäuses und eine Nulllage des Spielglases definierbar. Auf Grundlage dieser Parameter ist eine besonders effektive Simulation und gegebenenfalls Optimierung eines Rückspiegels möglich.
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Vorzugsweise zumindest einige, insbesondere sind sämtliche, der an der zweiten Parametrierungseinrichtung eingegebenen Daten des virtuellen Rückspiegels online während Simulation zur Optimierung derselben veränderbar.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung generiert die Simulationseinrichtung auf Grundlage der Parameter der virtuellen Fahrsituation, auf Grundlage der Parameter des virtuellen Rückspiegels, auf Grundlage der von der Augpunktbereitstellungseinrichtung bereitgestellten Daten und vorzugsweise auf Grundlage von Daten eines Kraftfahrzeugs, an welchem der Rückspiegel zum Einsatz kommen soll, dreidimensionale Bilddaten, vorzugsweise dreidimensionale Stereoprojektionsdaten, auf Basis derer auf der Anzeigeeinrichtung sowohl der Rückspiegel als solcher als auch das im Rückspiegel sichtbare Bild dreidimensional über Stereoprojektionsbilder simuliert werden. Die dreidimensionale Simulation über dreidimensionale Stereoprojektionsdaten bzw. Stereoprojektionsbilder ist besonders effektiv.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Augpunktbereitstellungseinrichtung ein dreidimensionales Menschmodell, das einen virtuellen Augpunkt einer virtuellen Person bereitstellt, und/oder eine Headtrackingeinrichtung, die einen tatsächlichen Augpunkt einer auf dem Fahrerplatz sitzenden Person erfasst.
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Über die Headtrackingeinrichtung kann ein tatsächlicher Augpunkt einer auf dem Fahrerplatz tatsächlich sitzenden Position erfasst werden. Über das dreidimensionale Menschmodell kann ein virtueller Augpunkt bereitgestellt werden. Dann, wenn das Kraftfahrzeugsimulationssystem in Kombination vom dreidimensionalen Menschmodell als auch von der Headtrackingeinrichtung Gebrauch macht, kann besonders effektiv ein Rückspiegel simuliert und gegebenenfalls optimiert werden.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsimulationssystems; und
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2 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsimulationssystems.
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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugsimulationssystem zur zumindest Simulierung eines virtuellen Rückspiegels und vorzugsweise zur Optimierung desselben.
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1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsimulationssystems 10, wobei das Kraftfahrzeugsimulationssystem 10 einen materiellen Fahrerplatz 11 aufweist, auf welchem zur Simulation und Optimierung eine Person 12 Platz nehmen kann. Der materielle Fahrerplatz 10 ist Bestandteil einer sogenannten, materiellen Sitzkiste 13.
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Die Sitzkiste 13 umfasst neben dem materiellen Fahrersitz 11 weiterhin im bevorzugten Ausführungsbeispiel einen materiellen Beifahrersitz 14 sowie materielle Karosserieteile 15 und/oder materiellen Verkleidungsteile eines Kraftfahrzeugs.
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Das Kraftfahrzeugsimulationssystem 10 umfasst weiterhin eine erste Parametrierungseinrichtung 16 zur Parametrierung virtueller Fahrsituationen. Hierzu sind Daten für virtuelle Fahrsituationen eingebbar, so zum Beispiel Daten über eine Fahrtstrecke, Daten über andere Verkehrsteilnehmer sowie Daten über Sichtverhältnisse bzw. sonstige Umwelteinflüsse.
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Ferner umfasst das Kraftfahrzeugsimulationssystem 10 eine zweite Parametrierungseinrichtung 17 zur Parametrierung des zu simulierenden, virtuellen Rückspiegels, nämlich zur Eingabe von Parametern bzw. Daten über ein Spiegelglas des virtuellen Rückspiegels und ein Spiegelgehäuse desselben.
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Gemäß 2 kann die zweite Parametrierungseinrichtung 17 dabei über zwei Eingabeeinrichtungen zur Eingabe der Daten bzw. Parameter verfügen, so zum Beispiel über eine außerhalb der Sitzkiste 13 und über eine innerhalb der Sitzkiste 13 positionierte Eingabeeinrichtung, um es zu ermöglichen, während der Simulation über die im Bereich der Sitzkiste positionierte Eingabeeinrichtung der zweiten Parametrierungseinrichtung 17 online während der Simulation Parameter über en zu simulierenden, virtuellen Rückspiegel zu verändern.
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Ferner umfasst das Kraftfahrzeugsimulationssystem 10 eine Augpunktbereitstellungseinrichtung 18, die der Bereitstellung eines Augpunkts einer Person dient. Gemäß 1 umfasst dabei die Augpunktbereitstellungseinrichtung 18 einerseits ein dreidimensionales Menschmodell 19 und andererseits eine Headtrackingeinrichtung 20
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Über das dreidimensionale Menschmodell 19 können Daten eines virtuellen Augpunkts einer virtuellen Person bereitgestellt werden. Über die Headtrackingeinrichtung 20 können Daten eines realen Augpunkts einer auf dem Fahrerplatz 11 tatsächlich sitzende Person 12 erfasst und bereitgestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsimulationssystem 10 verfügt weiterhin über eine Simulationseinrichtung 21, die auf Grundlage der an der ersten Parametrierungseinrichtung 16 definierten Parameter der virtuellen Fahrsituation, auf Grundlage der an der zweiten Parametrierungseinrichtung 17 definierten Parameter des virtuellen Rückspiegels und auf Grundlage der von der Augpunktbereitstellungseinrichtung 18 bereitgestellten Daten über den Augpunkt einer Person auf einer Anzeigeeinrichtung 22 sowohl den Rückspiegel als solchen als auch ein im Rückspiegel sichtbares Bild virtuell anzeigt und damit simuliert, nämlich dreidimensional. Hierbei greift die Simulationseinrichtung 21 vorzugsweise auch auf Daten über das Kraftfahrzeug zu, an welchen der zu simulierende Rückspiegel nach dessen Entwicklung tatsächlich verwendet werden soll. Bei diesen Daten handelt es sich insbesondere um geometrische Abmessungen des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß 1 umfasst die Anzeigeeinrichtung 22 mehrere Projektionsflächen, die abschnittsweise um die Sitzkiste 13 herum angeordnet sind, wobei die Simulationseinrichtung 21 auf Grundlage der Parameter der virtuellen Fahrsituation, auf Grundlage der Parameter des virtuellen Rückspiegels, auf Grundlage der des Augpunkts als dreidimensionale Bilddaten und vorzugsweise auf Grundlage der Kraftfahrzeugdaten vorzugsweise dreidimensionale Stereoprojektionsdaten generiert, die auf der Anzeigeeinrichtung 22 in Form dreidimensionaler Stereoprojektionsbilder angezeigt werden können, wobei diese Stereoprojektionsbilder sowohl den Rückspiegel als solchen als auch das im Rückspiegel sichtbare Bild dreidimensional simulieren.
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Dabei kann von einer auf dem Fahrersitz 11 sitzenden Person 12 das dreidimensional simulierte Bild des Rückspiegels als solchen als auch das im Rückspiegel sichtbare Bild mit Hilfe einer 3D-Brille dreidimensional wahrgenommen werden.
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1 visualisiert in strichpunktierter Linienführung die von einer auf dem Fahrersitz 12 sitzenden Person 12 virtuell wahrgenommene Position 23 eines auf der Anzeigeeinrichtung 22 mit Hilfe der Stereoprojektionsbilder simulierten bzw. angezeigten Rückspiegels. Dabei wird die Relativposition des virtuellen Rückspiegels am Kraftfahrzeug dreidimensional simuliert.
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Als virtuelles, im Rückspiegel sichtbares Bild wird die Umgebung des Kraftfahrzeugs, das Kraftfahrzeug selbst und andere Verkehrsteilnehmer angezeigt.
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Wie erwähnt, können an der zweiten Parametrierungseinrichtung 17 Daten über den virtuellen Rückspiegel eingegeben werden, wobei es sich bei diesen Parametern des virtuellen Rückspiegels um einen Krümmungsradius einer sphärischen Krümmung eines Spiegelglases des virtuellen Rückspiegels und/oder um einen Betrag und einen Beginn einer asphärischen Krümmung des Spiegelglases des virtuellen Rückspiegels handelt.
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Als weitere Parameter für den virtuellen Rückspiegel können geometrische Abmessungen des Spiegelglases sowie eines Spiegelgehäuses sowie eine Nulllage des Spiegelglases definiert werden.
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All diese Parameter über den virtuellen Rückspiegel werden von der Simulationseinrichtung 21 bei der Simulation und Generierung der Bilddaten für die Anzeigeeinrichtung 22 benutzt.
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Dabei ist über die im Bereich der Sitzkiste 13 positionierte Eingabeeinrichtung der zweiten Parametrierungseinrichtung 17 gewährleistet, dass zumindest einige der Daten des virtuellen Rückspiegels während der Simulation online verändert werden können, um so einen Rückspiegel hinsichtlich seiner Parametrierung zu optimieren.
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2 verdeutlicht die Funktionsweise des Kraftfahrzeugsimulationssystems 10 anhand eines Signalflussdiagramms.
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Gemäß einem Block 24 des Signalflussdiagramms werden mit Hilfe der ersten Parametrierungseinrichtung 16 Parameter einer virtuellen Fahrsituation definiert, so zum Beispiel Daten über eine Fahrtstrecke sowie andere Verkehrsteilnehmer.
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Gemäß einem Block 25 des Signalflussdiagramms können gegebenenfalls Daten eines Kraftfahrzeugs, für welches der virtuelle Rückspiegels zu simulieren und gegebenenfalls zu optimieren ist, definiert werden
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Gemäß einem Block 26 des Signalflussdiagramms werden mit Hilfe der zweiten Parametrierungseinrichtung 17 geometrische Abmessungen eines Spiegelgehäuses des zu simulierenden virtuellen Rückspiegels definiert.
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Gemäß einem Block 17 des Signalflussdiagramms werden ebenfalls mit Hilfe der zweiten Parametrierungseinrichtung 17 geometrische Abmessungen eines Spiegelglases des zu simulierenden Rückspiegels definiert, wobei in einem Block 27 als weitere Parameter ebenfalls über die zweite Parametrierungseinrichtung 17 Parameter über den Krümmungsradius der sphärischen Krümmung des Spiegelglases und/oder der Betrag und der Beginn der asphärischen Krümmung des Spiegelglases definiert werden.
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Gemäß einem Block 28 des Signalflussdiagramms wird als Parameter des zu simulierenden Rückspiegels die Nulllage des Spiegelglases definiert.
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Falls erforderlich, erfolgt die Umwandlung von CAD-Parametrierungen in Geometriedaten-Parameter wie z. B. VRML-Parametrierungen, wobei diese Datenumwandlung vom CAD-Format ins Geometriedaten-Format automatisch erfolgt.
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Anschließend wird in einem Block 29 ein Augpunkt bestimmt, wobei dies in Block 30 mit Hilfe des Headtrackingsystems 20 und in Block 31 mit Hilfe des dreidimensionalen Menschmodells 19 erfolgt.
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In Block 30 wird demnach ein tatsächlicher Augpunkt und in Block 31 ein virtueller Augpunkt bestimmt, wobei in Block 32 gegebenenfalls eine automatische Datenkonvertierung des über das dreidimensionale Menschmodell bereitgestellten Augpunkts erfolgt.
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Unter Berücksichtigung der bereitgestellten Daten des Augpunkts erfolgt in den Blöcken 33 und 34 abhängig vom jeweiligen Augpunkt eine Simulation des virtuellen Rückspiegels, und zwar sowohl die virtuelle Simulation des Rückspiegels als solchen als auch die virtuelle Simulation des im Rückspiegel sichtbaren Bilds, nämlich durch Generierung von dreidimensionalen Bilddaten, vorzugsweise von dreidimensionalen Stereoprojektionsdaten, die im Block 35 auf der Anzeigeeinrichtung 22 des Kraftfahrzeugsimulationssystems 10 angezeigt werden. Dabei werden in Block 35 immer nur Daten bzw. Bilder auf Grundlage eines Augpunkts angezeigt.
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Gegebenenfalls kann online während der Simulation zwischen unterschiedlichen Augpunkten und damit unterschiedlichen virtuellen Anzeigen hin- und hergewechselt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsimulationssystem ist es möglich, Parametrierungen eines virtuellen Rückspiegels zu überprüfen, nämlich durch die Simulation und Anzeige des Rückspiegels als solchen sowie des im Rückspiegel sichtbaren Lichts auf der Anzeigeeinrichtung 22.
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Darüber hinaus ist es möglich, Parameter des virtuellen Rückspiegels während der Simulation zu verändern und so eine Optimierung dieser Parameter vorzunehmen, wobei hierbei vorzugsweise sämtliche Parameter des virtuellen Rückspiegels geändert und demnach optimiert werden können. Hierzu gehören unter anderem der Krümmungsradius der sphärischen Krümmung des Spiegelglases, der Betrag und der Beginn der asphärischen Krümmung des Spiegelglases, die geometrische Abmessung des Spiegelglases sowie die geometrische Abmessung des Spiegelgehäuses des Rückspiegels. Weiterhin ist es möglich, die Nulllage des Rückspiegels anhand von Versuchen mit unterschiedlichen Personen, die auf dem Fahrersitz 11 der Sitzkiste 13 Platz nehmen, experimentell zu ermitteln.
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Der Rückspiegel als solcher und das im Rückspiegel sichtbaren Bild werden dabei virtuell simuliert und dreidimensional an der Anzeigeinrichtung 22 angezeigt. Es existiert also kein materieller Rückspiegel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0443928 B1 [0002]
- US 7375728 B2 [0003]
