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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Navigationseinrichtung eines Kraftwagens, wobei eine Anpassungseinrichtung der Navigationseinrichtung ein Signal betreffend eine Umgebung des Kraftwagens von mindestens einem Messgrößenaufnehmer, z. B. einem Kraftwagensensor, empfängt.
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Die Kernfunktion eines Navigationssystems eines Kraftfahrzeugs ist die Planung einer Reiseroute. Darüber hinaus verfügen solche Systeme über immer mehr Zusatzfunktionen, z. B. können Staumeldungen die Planung beeinflussen. Andere Neuerungen betreffen die Vereinfachung der Bedienbarkeit der Systeme. Heute wird z. B. die Beleuchtungsintensität sowohl des Navigationsdisplays als auch vieler weiterer Anzeigen und beleuchteter Bedienelemente die Helligkeit in Abhängigkeit der Umgebungsbeleuchtung angepasst.
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DE 10 2010 056 001 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug Mittel zur Erfassung von Wetterdaten umfasst. Die optisch erfassten Signale werden einem Steuergerät eines Fahrerassistenzsystems zugeführt und ausgewertet. In Abhängigkeit der ausgewerteten Daten wird indirekt mittels des Fahrerassistenzsystems ein Fahrwerk und/oder eine Betriebsbremsanlage gesteuert. Weiterhin kann eine Optimierung der Ankunftsplanung erfolgen.
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Aus der
DE 100 43 797 A1 ist ein integriertes Verkehrsüberwachungssystem bekannt, welches Einrichtungen zum Messen von Umwelt- und Wetterdaten umfasst. Dabei können Verkehrsdaten oder Umweltdaten von Sensoren am Fahrzeug erfasst und für ein Gebiet in der Verkehrsüberwachungszentrale gesammelt und für die Erstellung und Bewertung eines flächendeckenden Bildes über die Immissionssituation verwendet werden.
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Der Nachteil des Stands der Technik ist, dass flächendeckende Statistiken oder Prognosen dem Kraftwagenfahrer keine Information über die tatsächliche Situation seiner momentanen Umgebung geben. Eine Umgebung – insbesondere Wetterbedingungen – wird innerhalb der Navigation, wenn überhaupt, dann nur statisch berücksichtigt. Aufgrund fehlender Realitätsnähe für den einzelnen Fahrer sinkt das Vertrauensmaß in ein Navigationssystem.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein individuell abgestimmtes und realitätsnahes Navigationsverfahren und -system bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von dem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1, der Navigationseinrichtung gemäß Patentanspruch 7 sowie dem Kraftwagen gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, das von dem Fahrer Wahrnehmbare seiner unmittelbaren Umgebung auch auf dem Navigationsdisplay sichtbar zu machen, indem eine virtuelle Umgebung innerhalb der Navigationsdarstellung mithilfe von Daten eines Messgrößenaufnehmers adaptiert wird. Dadurch wird dem Fahrer das Gefühl vermittelt, die aktuelle Situation wiederzukennen, sodass der Fahrer dem Navigationssystem vertraut.
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Die gestellte Aufgabe wird entsprechend von einem Verfahren zum Betreiben einer Navigationseinrichtung eines Kraftwagens gelöst, wonach eine Anpassungseinrichtung der Navigationseinrichtung ein jeweiliges Signal mindestens eines Messgrößenaufnehmers, insbesondere eines Kraftwagensensors, empfängt. Eine Navigationseinrichtung ist hier eine Einrichtung, insbesondere ein Gerät, die eine z. B. satellitengestützte Ortsbestimmung ermöglicht und/oder eine Route berechnen und anzeigen kann. Eine Anpassungseinrichtung kann, basierend auf einem empfangenen Signal eines Sensors, graphische Daten berechnen und verwalten und eine Graphik erzeugen. Eine Anpassungseinrichtung kann in einem Gerät, z. B. einem mobilen Endgerät, oder als eine Software oder ein Anwenderprogramm realisiert werden. So kann z. B., wenn ein Regenssensor während der Fahrt Regen erfasst, eine Abbildung des Regens in eine Straßenkarte integriert werden.
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Als Messgrößenaufnehmer können erfindungsgemäß alle Kraftwagensensoren genutzt werden, z. B. ein Regensensor, ein Nebelsensor und/oder eine Kamera. Das Signal des Messgrößenaufnehmers betrifft somit eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft und/oder eine stoffliche Beschaffenheit einer Umgebung des Kraftwagens. Die Eigenschaft und/oder die Beschaffenheit ist dabei von einem Fahrer des Kraftwagens in der Umgebung optisch wahrnehmbar. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Messgrößenaufnehmer einen Regen- oder Nebelsensor oder eine Kamera des Kraftfahrzeugs. Wetterdaten aus externen Quellen, z. B. Online-Wetterdaten, können in einer weiteren Ausführungsform zusätzlich zu den Signalen eines Sensors berücksichtigt werden.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt die Anpassungseinrichtung in Abhängigkeit des empfangenen Signals des mindestens einen Messgrößenaufnehmers ein naturgetreues Bild der Umgebung. Die Umgebung ist dabei dasjenige Umfeld des Kraftwagens, das unmittelbar von dem Fahrer des Kraftwagens wahrgenommen werden kann, also z. B. sein mögliches Sichtfeld. Das Bild der Umgebung ist z. B. ein Abbild, Foto, Videobild, bewegtes Bild (z. B. Film) oder eine computergestützte oder computergenerierte Animation der Umgebung. Das Bild der Umgebung kann ein dreidimensionales naturgetreues Bild der Umgebung umfassen. Der Begriff ,naturgetreu' bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung, dass zumindest die anhand des Signals erkannte Eigenschaft oder Beschaffenheit der Umgebung wiedergegeben ist.
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Es ergibt sich so der Vorteil, dass eine wahrnehmbare Eigenschaft oder Beschaffenheit der unmittelbaren Umwelt des Kraftwagenfahrers im Navigationsdisplay sichtbar gemacht wird. Die tatsächliche Situation wird so dem Fahrer näher gebracht und bei Blickwechsel zwischen Verkehrsgeschehen und Navigationsdisplay wird die Orientierung erleichtert, z. B. bei Regen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt kombiniert die Anpassungseinrichtung das erzeugte naturgetreue Bild der Umgebung mit einer Karte der Umgebung. Eine Karte ist z. B. eine beliebige Straßenkarte, die in bekannter Weise für ein Navigationsgerät genutzt werden kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine virtuelle Umgebung, d. h. das naturgetreue Bild der Umgebung an die Karte adaptiert wird. Die Adaption von dem naturgetreuen Bild der Umgebung an die Karte kann z. B. durch Fotoskalierung des Bildes erfolgen.
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Dadurch erzeugt die Anpassungseinrichtung eine kombinierte Graphik und übermittelt diese kombinierte Graphik an eine Anzeigeeinrichtung. Eine Anzeigeeinrichtung kann ein Bild, eine Bildsequenz oder ein ähnliche graphische Darstellung auf einer Fläche anzeigen. Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine Anzeigeeinrichtung des Kraftwagens, z. B. Bildschirm eines Navigationsgeräts oder Infotainmentsystems. Durch die visuelle Adaption des naturgetreuen Bilds an die Karte wird dem Fahrer die in der Umgebung wahrnehmbare Eigenschaft sichtbar gemacht, sodass das Vertrauensmaß in das Navigationssystem gestärkt und die Fahrsicherheit erhöht wird.
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In einer Ausführungsform empfängt die Anpassungseinrichtung zusätzlich ein Positionssignal, z. B. ein GPS-Signal, zur Positionsbestimmung der Anpassungseinrichtung. Die Anpassungseinrichtung erzeugt dann anhand des Positionssignals die der aktuellen Position entsprechende Karte.
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In einem weiteren optionalen Verfahrensschritt kann die Anpassungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des mindestens einen Messgrößenaufnehmers ein Warnsignal erzeugen. Dieses Warnsignal kann mit der Karte kombiniert und/oder an die Anzeigeeinrichtung zum Ausgeben des Warnsignals übermittelt werden. Ein solches Warnsignal kann als ein akustisches, haptisches oder graphisch dargestelltes Warnsignal von der Anzeigeeinrichtung ausgegeben werden, z. B. als Warnton oder als Textmeldung. Dies erhöht die Fahrsicherheit, indem die Aufmerksamkeit des Fahrers mit Nachdruck auf die jeweilige Situation gezogen wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, die auch einen eigenständigen Aspekt der Erfindung darstellt, umfasst die Karte und/oder das erzeugte naturgetreue Bild mindestens einen Anteil mit veränderbarer Transparenz oder einem veränderbaren Opazitätsgrad. Der Transparenz- oder Opazitätsgrad dieses Anteils können dabei vom Benutzer eingestellt werden. Die Anpassungseinrichtung überlagert das erzeugte naturgetreue Bild und die Karte, um die kombinierte Graphik zu erzeugen. Damit kann gezielt ein Anteil z. B. eines naturgetreuen Bilds hervorgehoben werden, wenn dieser Anteil z. B. einen hohen Opazitätsgrad aufweist. Umfasst die Karte und/oder das erzeugte naturgetreue Bild einen opaken und einen transparenten Anteil, ist der verbleibende transparente Anteil des Bildes dann in der kombinierten Graphik z. B. gar nicht zu sehen. In diesem Fall ist dann z. B. die unter dem naturgetreuen Bild liegende Karte zu sehen.
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Die obige gestellte Aufgabe wird ebenfalls gelöst von einer Navigationseinrichtung mit einer Anpassungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, diejenigen Verfahrensschritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, die die Anpassungseinrichtung betreffen.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst von einem Kraftwagen, insbesondere einem Personenkraftwagen, der eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung umfasst.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen noch einmal durch konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dazu zeigt:
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1 eine Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welcher das Signal eines Kraftwagensensors an eine Karte adaptiert wird,
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2 eine Skizze zu einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welcher ein Kamerabild der Umgebung in eine Karte integriert wird.
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3 eine Skizze einer kombinierten Graphik, die von einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
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In dem in der 1 dargestellten Beispiel ist das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Prinzip veranschaulicht:
Eine Navigationseinrichtung umfasst ein Navigationsgerät 5 eines Kraftwagens mit einer hier im Beispiel integrierten Anpassungseinrichtung 10 und einer integrierten Anzeigeeinrichtung 22. Die Navigationseinrichtung kann alternativ eine Einrichtung z. B. eines Computers oder mobilen Endgeräts (z. B. eines Infotainmentsystems des Kraftwagens oder eines MultiMedia-Interfaces) sein oder durch eine Software oder ein Anwenderprogramm („App”, „Applikation”), für z. B. ein Smartphone oder ein Navigationsgerät, realisiert werden. Die Anpassungseinrichtung 10 ist z. B. eine Software des Navigationsgeräts 5. Im vorliegenden Beispiel ist die Anzeigeeinrichtung 22 z. B. als Bildschirm, LCD-Display oder Head-up-Display realisiert. Auch die Anpassungseinrichtung 10 und/oder die Anzeigeeinrichtung 22 können z. B. eine Software oder ein Anwendungsprogramm, z. B. für Smartphones, umfassen oder in einem Gerät wie z. B. einem mobilen Endgerät (z. B. ein Smartphone) realisiert werden.
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Die Anpassungseinrichtung 10 empfängt in einem Verfahrensschritt S10 z. B. von einem Messgrößenaufnehmer des Kraftwagens, also einem Fahrzeugsensor, ein Signal 14. Der Sensor ist z. B. ein Regensensor, kann aber auch ein z. B. ein Nebelsensor, Hagelsensor, Sonnenstandssensor, Lichtsensor, Ultraschallsensor (z. B. eines Abstandssensors) oder ein Radar sein. Mit dem Messgrößenaufnehmer wird die von dem Fahrer des Kraftwagens wahrnehmbare Eigenschaft der Umgebung erfasst, also z. B. von dem Regensensor die Tatsache, dass es regnet.
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Die Anpassungseinrichtung 10 erzeugt in Abhängigkeit des Sensorsignals ein naturgetreues Bild 18 der erkannten Eigenschaft (S30), hier z. B. eine computergestützte Animation 18 eines Regenschauers. In einem weiteren Verfahrensschritt S40 wird das erzeugte naturgetreue Bild 18 der Umgebung mit einer Karte 16 der Umgebung kombiniert. Die so erzeugte kombinierte Graphik 20 wird von der Anpassungseinrichtung 10 an eine Anzeigeeinrichtung 22, z. B. der Anzeigeeinrichtung 22 des Navigationssystems, übermittelt (S50) und von letzterer angezeigt. In der 1 wird also eine Karte einer Straßenkreuzung mit der Animation des Regens und der Regenwolken als kombinierte Graphik 20 angezeigt.
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Die Karte 16 kann in einem Speicher der Anpassungseinrichtung 10 vorliegen. Bevorzugt empfängt die Anpassungseinrichtung 10 im Verfahrensschritt S15 z. B. ein Positionssignal 12 zur Positionsbestimmung, z. B. ein GPS-Signal, und erzeugt anhand des Positionssignals 12 die der aktuellen Position der Anpassungseinrichtung 10 entsprechende Karte 16 (S20). Die Karte 16 ist hier z. B. ein dreidimensionaler Ausschnitt einer Straßenkarte, der eine Straßenkreuzung aus der Perspektive des Kraftwagensfahrers dargestellt.
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Alternativ kann eine Anzeigeeinrichtung 22 jedoch auch z. B. durch eine Anzeigeeinrichtung eines Smartphones oder eines anderen mobilen Endgeräts realisiert sein. In diesem Fall können z. B. Passagiere auf der Rückbank während der Fahrt den Routenverlauf verfolgen.
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Die Anzeigeinrichtung 22 kann ebenfalls, in Abhängigkeit von dem z. B. empfangenen Signals 14 des Regensensors, ein Warnsignal 24 ausgeben. Die Anpassungseinrichtung 10 kann z. B. ein akustisches Warnsignal 24 erzeugen (S60), das direkt an die Anzeigeeinrichtung 22 übermittelt wird (S55). Alternativ kann z. B. eine Textmeldung 24 als Warnhinweis mit der Karte 16 der Umgebung kombiniert (S45) und als Teil der kombinierten Graphik 20 an die Anzeigeeinrichtung 22 übertragen werden, z. B. als Hinweis auf eine bei Regen vorgeschriebene oder empfohlene Höchstgeschwindigkeit „80 km/h”.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel, im Folgenden in Verbindung mit der 2 erläutert, wird eine kombinierte Graphik 20 erzeugt, die ein naturgetreues Bild 18 umfasst, das z. B. von einer Videokamera erzeugt sein kann.
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Die Anpassungseinrichtung 10 erzeugt eine Karte 16 der Umgebung in derselben Weise, wie bereits oben beschrieben. Die Karte 16 ist auch hier z. B. ein dreidimensionaler Ausschnitt einer Straßenkarte, der eine Straßenkreuzung aus der Perspektive des Kraftwagensfahrers dargestellt.
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Der Kraftwagenfahrer erkennt in seinem Sichtfeld 100 am linken Fahrbahnrand eine Passantin 120. Seine Aufmerksamkeit ist jedoch vor allem auf zwei spielende Kinder 110 auf der gleichen Straßenseite gerichtet. Gleichzeitig blickt er z. B. nervös in den Rückspiegel 130, der z. B. einen hinter ihm fahrenden anderen Kraftwagen wiedergibt.
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Beispielsweise erzeugt eine Videokamera seines Kraftwagens ein Videosignal 14, also eine Bildsequenz, das die Anpassungseinrichtung 10 empfängt (S10). Die Videokamera filmt die Umgebung vor dem Kraftwagen. Die Anpassungseinrichtung 10 verwendet die Videosequenz 18 als naturgetreues Bild 18 der gefilmten Umgebung (S30). Das mittlere und linke Drittel können z. B. mittels einer Maske als transparent markiert sein. Das rechte Drittel des naturgetreuen Bilds 18 ist ein Anteil 28 mit veränderbarer Opazität. Der Opazitätsgrad kann in der Maske von dem Benutzer eingestellt werden.
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Die Karte 16 und das naturgetreue Bild 18 werden überlagert (S40). In diesem Beispiel hatte der Fahrer vor der Fahrt den Opazitätsgrad des Bildanteils 28 so eingestellt, dass die Karte 16 nach Überlagerung des naturgetreuen Bilds 18 noch zu sehen ist. Die so erzeugte kombinierte Graphik 20 wird dann an die Anzeigeeinrichtung 22 übertragen (S50). Der Bildanteil 30 des naturgetreuen Bilds 18 ist in der kombinierten Graphik 20 nicht zu erkennen. Die Anzeigeeinrichtung 22 zeigt in dem linken und dem mittleren Drittel nur das dreidimensionale Abbild der Straßenkreuzung. Der Anteil 28, der im vorliegenden Beispiel fast vollständig opak ist, und der z. B. den rechten Straßenrand mit z. B. einer Ampel 140 zeigt, wird jedoch auf der kombinierten Graphik 20 sichtbar. Beim Blick auf die Anzeigeeinrichtung 22 erkennt der Kraftwagenfahrer, dass er beim Blick durch die Windschutzscheibe (also in seinem Sichtfeld 100) z. B. die rote Ampel 140 übersehen hat. Das rechte Drittel der Karte 16 ist noch zu sehen (in der 2 als gepunktete Linie dargestellt (16')).
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (3) wird, wie im vorhergehenden Beispiel beschrieben, eine andere kombinierte Graphik 20 erzeugt. Das naturgetreue Bild 18 z. B. die Videosequenz einer Videokamera ist dabei im Zentrum 28 des Bildes opak und ansonsten vollständig transparent. Der Opazitätsgrad des zentralen Bereichs 28 ist so eingestellt, dass der entsprechende Bereich der Karte 16 noch zu sehen ist (16'). Bei Überlagerung auf die Karte 16 entsteht eine kombinierte Graphik 20, in der der opake Anteil 28 der Videobildsequenz 18 zu sehen ist, während der transparente Anteil 30 der Videosequenz 18 die Karte 16 erkennen lässt. Im vorliegenden Beispiel zeigt in 3 die kombinierte Graphik 20 so z. B. ein vorausfahrendes Fahrzeug 32, z. B. einen Lastkraftwagen, welches z. B. von der Videokamera aufgenommen wurde.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann, entsprechend den obigen Erklärungen zum vorherigen Ausführungsbeispiel, alternativ die Karte 16 einen Anteil 28 mit einstellbarem Opazitätsgrad und einen transparenten Anteil 30 umfassen. Die Anpassungseinrichtung 10 überlagert dann die Karte 16 dem naturgetreuen Bild 18. In diesem Fall überdeckt der vollständig opake Anteil 28 der Karte 16 z. B. einen Teil eines Kamerabildes 18, während der transparente Anteil 30 der Karte 16 den entsprechenden Teil z. B. des Kamerabildes 18 erkennen lässt. Der Anteil 30 der Karte 16, der transparent ist, ist dann weiterhin zu sehen.
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Die vorliegende Erfindung zeigt die Nutzung existierender Sensordaten zur Adaption virtueller Umgebungsrepräsentationen in der Navigationsdarstellung.
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Unter Berücksichtigung der ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Sensoren, beispielsweise des Regensensors, ist es möglich, das reale Wetter (möglicherweise in Verbindung mit Online-Wetterdaten) auch in der virtuellen Repräsentation der Umgebung abzubilden.
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Die obigen Ausführungsbeispiele zeigen, dass die Darstellung innerhalb der Navigation bezüglich der Umgebungsfaktoren realistischer ist. Das System vermittelt dem Fahrer mehr das Gefühl, die aktuelle Situation zu kennen und generiert somit ein stärkeres Vertrauensmaß in das System.
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Durch die Nutzung des in vielen Fahrzeugen ohnehin verbauten Licht- und Regensensors ist es möglich, die hieraus gewonnenen Informationen unmittelbar zur Interpretation der Wettersituation zu nutzen und damit die virtuelle Repräsentation der Umgebung realitätsnah zu gestalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010056001 A1 [0003]
- DE 10043797 A1 [0004]
