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HINTERGRUND
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Eine Head-Up-Anzeige (HUD) für einen Betrachter in einem Fahrzeug oder einer vergleichbaren Umgebung stellt eine lichtdurchlässige Anzeige bereit, durch die der Betrachter visuelle Ziele in der Umgebung sieht. Die HUD stellt eine visuelle Information und/oder Identifizierungsmarkierungen dar, die der Betrachter sehen kann, ohne dass er die Augen von den visuellen Zielen, die durch die HUD zu sehen sind, abwenden muss. Dies ist insbesondere nützlich, wenn der Betrachter ein Fahrer, ein Pilot, ein Copilot, ein Seemann, ein Kranführer oder eine andere Person mit Steuerverantwortung ist.
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Bei einigen HUDs sind die visuelle Information und/oder die Identifizierungsmarkierungen virtuelle Bilder, wie beispielsweise jene, die an der hinteren Fläche einer lichtdurchlässigen Scheibe (z. B. einer Fahrzeugwindschutzscheibe) reflektiert werden. Bei anderen HUDs sind die visuelle Information und/oder die Identifizierungsmarkierungen keine Bilder, sondern sind sie stattdessen Anzeigen reeller Objekte, wie beispielsweise jene, die durch eine dünne elektronische Anzeige (z. B. eine lichtdurchlässige Flüssigkristallanzeige) erzeugt werden.
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Bei HUDs, die Anzeigen reeller Objekte erzeugen, befinden sich die Objekte typischerweise in der Nahfokusebene, im Gegensatz zu den visuellen Zielen, die durch die HUD gesehen werden, welche sich typischerweise in der Fernfokusebene befinden. Dies gilt auch für eine Teilmenge von HUDs eines virtuellen Bilds, bei denen das reflektierte Bild in der Nahfokusebene liegt. Nahfokus-HUDs führen somit eine Parallaxendisparität in Bezug auf die visuellen Ziele ein, wie es nachstehend beschrieben wird.
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Bei einem beobachteten visuellen Fernfokusziel lässt die menschliche binokulare Sicht die Augen gemäß der Distanz des visuellen Ziels, gemäß der Parallaxe des visuellen Ziels, abweichen. Eine Nahfokus-HUD-Hervorhebungsmarkierung weist jedoch eine Parallaxe auf, die sich von der des visuellen Fernfokusziels wesentlich unterscheidet, was hinsichtlich der Markierung in dem wahrgenommenen vereinigten binokularen Bild zu einem Doppelbild führt, an das sich der Betrachter nicht leicht anpassen kann, wodurch die visuelle Effektivität der Nahfokus-HUD reduziert wird. Momentan ist der einzige Weg, dieses Problem zu vermeiden, HUDs mit einem reflektierten Bild in der Fernfokusebene zu verwenden, wobei dies jedoch die HUD derart einschränken kann, dass sie nur einen relativ kleinen Abschnitt des visuellen Felds umfasst und für eine Verwendung in bestimmten Situationen nicht praktisch sein kann. Ferner kann dies die Verwendung von HUDs ausschließen, die Anzeigen reeller Objekte verwenden, die sich typischerweise in der Nahfokusebene befinden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine eindimensionale Nahfokus-HUD-Hervorhebungsmarkierung bereit, die sich parallel zu der Interokularlinie der Augen des Betrachters erstreckt und somit das Doppelbild vermeidet, das aus der Parallaxendisparität resultiert.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung erstrecken sich eindimensionale Markierungen linear in dem zweidimensionalen Raum einer Nahfokus-HUD, mit nur ausreichend Dicke, um leicht sichtbar zu sein.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden durchgehende gerade Linien als eindimensionale Hervorhebungsmarkierungen verwendet, um das Doppelbildproblem zu umgehen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden gestrichelte gerade Linien als die eindimensionalen Hervorhebungsmarkierungen verwendet, um den visuellen Effekt von Restdoppelbildern, die durch eine geringfügige Falschausrichtung der Orientierung der Hervorhebungsmarkierungen mit der Interokularlinie der Augen des Betrachters verursacht werden, weiter zu reduzieren.
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Daher wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zum Anzeigen einer Markierung an einer Head-Up-Anzeige (HUD) für einen Betrachter bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Interokularlinienorientierung des Betrachters relativ zu einer vorbestimmten Referenzlinie der HUD gemessen wird; und eine eindimensionale Markierung mit einem Markierungsorientierungswinkel, gemessen relativ zu der vorbestimmten Referenzlinie der HUD, angezeigt wird, wobei der Markierungsorientierungswinkel im Wesentlichen gleich dem Interokularorientierungswinkel des Betrachters ist.
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Ferner wird gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern eines Head-Up-Anzeige-Systems bereitgestellt, um einem Betrachter eine Markierung an einer Head-Up-Anzeige (HUD) anzuzeigen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Identifikator eines visuellen Ziels zum Identifizieren einer Position eines visuellen Ziels, das der Betrachter durch die HUD betrachtet; eine Digitalkamera, um das Gesicht des Betrachters abzubilden; eine Augenorteinheit zum Lokalisieren jeweiliger Positionen der Augen des Betrachters; eine Interokularlinienorientierungswinkeleinheit zum Messen des Orientierungswinkels der Interokularlinie der Augen des Betrachters relativ zu einer Referenzlinie der HUD; und einen Markierungsanzeigegenerator zum Steuern des HUD-Systems, um eine eindimensionale Markierung gemäß der Position des visuellen Ziels anzuzeigen, wobei ein Orientierungswinkel der eindimensionalen Markierung relativ zu der Referenzlinie der HUD im Wesentlichen gleich dem Orientierungswinkel der Interokularlinie der Augen des Betrachters relativ zu der Referenzlinie ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Der offenbarte Gegenstand kann am besten durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
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1 einen Doppelbildeffekt für eine typische Nahfokus-HUD-Hervorhebungsmarkierung des Stands der Technik zeigt.
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2A und 2B das Ausrichten einer eindimensionalen HUD-Hervorhebungsmarkierung parallel zu der Interokularlinie der Augen des Betrachters gemäß Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
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3A eine Restfalschausrichtung von eindimensionalen Linien-HUD-Markierungen zeigt.
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3B das Kompensieren einer Restfalschausrichtung durch Verwenden von gestrichelten eindimensionalen Linien-HUD-Markierungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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3C geometrische Parameter der gestrichelten eindimensionalen Linien-HUD-Markierungen von 3B zeigt.
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4 ein Verfahren zum Anzeigen einer Head-Up-Anzeige-Markierung gemäß Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
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5 ein konzeptionelles Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Anzeigen einer Head-Up-Anzeige-Markierung gemäß Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
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Zur Vereinfachung und Verdeutlichung der Darstellung sind in den Figuren gezeigte Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt und können die Dimensionen einiger Elemente relativ zu anderen Elementen übertrieben sein. Ferner können Bezugszeichen in den Figuren wiederholt werden, um entsprechende oder analoge Elemente anzugeben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt das Doppelbildproblem bei einer Nahfokus-HUD-Markierung des Stands der Technik. Das rechte Auge 107 und das linke Auge 109 eines Betrachters, die eine Interokulardistanz 108 aufweisen, sind auf ein visuelles Ziel 101 durch eine Windschutzscheibe 103 fokussiert, an deren hinterer Fläche eine reflektierte Nahfokus-HUD-Markierung 105 positioniert ist, um das visuelle Ziel 101 anzugeben. Es sei angemerkt, dass bei diesem nicht einschränkenden Beispiel die HUD-Markierung 105 optisch ein virtuelles Bild ist und sie, da sie an der Windschutzscheibe 103 reflektiert wird, visuell weiter entfernt scheint als die Windschutzscheibe 103.
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Das visuelle Ziel 101 liegt im Fernfokus, die HUD-Markierung liegt jedoch im Nahfokus. Wegen einer Disparität zwischen der Parallaxe des visuellen Ziels 101 und der HUD-Markierung 105 in Bezug auf die Interokulardistanz 108 sieht das rechte Auge 107 die HUD-Markierung 105 in einem Netzhautbild 111 auf der linken Seite des visuellen Ziels 101, wohingegen das linke Auge 109 die HUD-Markierung 105 in einem Netzhautbild 113 auf der rechten Seite des visuellen Ziels 101 sieht. Somit zeigt, wenn die Netzhautbilder 111 und 113 visuell integriert werden, ein kombiniertes wahrgenommenes Bild 115 ein Einzelbild 117 des visuellen Ziels 101, jedoch Doppelbilder 119 und 121 der HUD-Markierung 105.
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2A zeigt die Auswirkungen einer Orientierung eines Kopfs 201 eines Betrachters, die zu einer Interokularlinie 203 der Augen des Betrachters führt, welche relativ zu einer der HUD zugehörigen vorbestimmten Referenzlinie orientiert ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die HUD eine vordefinierte Referenzlinie 209 auf und ist eine sekundäre Referenzlinie 207 parallel zur Referenzlinie 209 der HUD. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist die vordefinierte Referenzlinie 209 relativ zu dem Fahrzeug horizontal. Bei einer anderen Ausführungsform ist die sekundäre Referenzlinie 207 parallel zu einer Achse eines der HUD zugehörigen vordefinierten Koordinatensystems 225. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die sekundäre Referenzlinie 207 angepasst, um durch die Sichtlinie des Betrachters zu führen, und kann sie als Referenzlinie verwendet werden, um den Winkel der Interokularlinie 203 zu messen. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist eine eindimensionale reflektierte HUD-Markierung 211 im Wesentlichen parallel zur Interokularlinie 203, die nicht notwendigerweise parallel zur Referenzlinie 207 ist.
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2B zeigt die obigen Beziehungen von dem Gesichtspunkt des Betrachters aus und zeigt auch das visuelle Ziel 101 durch die Windschutzscheibe 205. Die HUD-Markierung 211 ist parallel zu der Interokularlinie 203, die nicht notwendigerweise parallel zur Referenzlinie 207 ist. Wie oben erwähnt kann das vorbestimmte zweidimensionale Koordinatensystem 225 äquivalent für die HUD definiert werden und kann die Orientierung der Interokularlinie 203 gemäß einem Winkel relativ zu dem Koordinatensystem 225 gemessen werden. Auch wenn es nicht explizit definiert ist, ist ein vorbestimmtes zweidimensionales Koordinatensystem implizit durch eine Linienreferenz, wie beispielsweise die vordefinierte Referenzlinie 209, definiert. Die in 2A und 2B gezeigten Referenzachsen und Referenzlinien müssen nicht in der HUD angezeigt werden, wobei jedoch bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung die Referenzachsen und Referenzlinien für den Betrachter nicht zu sehen sind.
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Die HUD-Markierung 211 liegt in der Nahfokusebene, wohingegen das visuelle Ziel 101 in der Fernfokusebene liegt, und daher muss, wenn die Augen des Betrachters auf das visuelle Ziel 101 fixiert sind, notwendigerweise eine Binokularsichtparallaxendisparität vorliegen, die ein Doppelbild der HUD-Markierung 211 verursacht. Da jedoch die HUD-Markierung 211 eindimensional und parallel zu der Interokularlinie 203 ausgerichtet ist, weist die HUD-Markierung 211 eine translatorische Symmetrie auf, so dass die Doppelbilder hiervon visuell nicht unterscheidbar sind und für den Betrachter als Einzelbild und nicht als Doppelbild erscheinen. Ein Segment 213 der HUD-Markierung 211 wird durch das linke Auge des Betrachters visualisiert, und ein Segment 215 der HUD-Markierung 211 wird durch das rechte Auge des Betrachters visualisiert. Ein Segment 217 der HUD-Markierung 211 wird durch beide Augen visualisiert.
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Bei dem Beispiel der Erfindung, das in 2B gezeigt ist, wird die HUD-Markierung 211 direkt dem visuellen Zentrum des visuellen Ziels 101 überlagert, wie es gezeigt ist.
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Das Messen der Orientierung der Interokularlinie 203 umfasst nur das Messen des Winkels der geraden Linie, die die Augen des Betrachters verbindet, relativ zu einer Referenzkoordinate der HUD-Projektionsvorrichtung. Bei Beispielen der Erfindung weist die HUD-Projektionsvorrichtung eine feste vorbestimmte Orientierung relativ zu der Windschutzscheibe auf, was wiederum bedeutet, dass das Messen der Orientierung der Interokularlinie 203 nur das Messen des Winkels der geraden Linie, die die Augen des Betrachters verbindet, relativ zu der horizontalen Windschutzscheibenreferenz 207 umfasst. Dies kann durch bekannte Verfahren und Vorrichtungen erreicht werden, die die Positionen der Augen des Betrachters verfolgen (wie nachstehend erläutert). Obwohl die Augenpositionen verfolgt werden müssen, erfordert dies nicht das Verfolgen des Blicks des Betrachters (d. h. das Identifizieren, worauf der Betrachter schaut).
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VERMEIDUNG VON NICHT HORIZONTALEN MARKIERUNGSKOMPONENTEN
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist es vorzuziehen, das Verwenden von Markierungen zu vermeiden, die eine beobachtbare geometrische Komponente senkrecht zu der Interokularlinie des Betrachters aufweisen. Mit anderen Worten sollten, wenn die Interokularlinie des Betrachters als ”horizontal” betrachtet wird, Markierungen mit einer ”vertikalen” Komponente vermieden werden. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können, wie es nachstehend ausgeführt wird, kleine Abweichungen von der Horizontalen toleriert werden, wobei jedoch Markierungen vermieden werden sollten, die deutlich nicht horizontal sind (z. B. diagonal, vertikal).
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Auf ähnliche Weise sollten auch Markierungen vermieden werden, die kein ausreichendes horizontales Ausmaß aufweisen, wie es nachstehend beschrieben wird (z. B. ein Punkt).
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KONSTRUKTION VON MARKIERUNGEN, UM KLEINE FALSCHAUSRICHTUNGEN ZU BERÜCKSICHTIGEN
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Obwohl Verfahren und Vorrichtungen zum Verfolgen der Augenpositionen des Betrachters etabliert sind, ist es möglich, dass kleine Ungenauigkeiten beim Messen der Interokularlinie 203 des Betrachters auftreten können und somit zu kleinen Falschausrichtungen der HUD-Markierung 211 führen können. Eine kleine Falschausrichtung kann wiederum zu einer kleinen vertikalen Trennung der Visualisierungen des linken und rechten Auges der HUD-Markierung 211 führen, was durch den Betrachter als Doppelsichtunschärfe der HUD-Markierung 211 wahrgenommen werden kann.
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Gemäß einem Beispiel der Erfindung kann die HUD-Markierung modifiziert werden, um eine kleine Falschausrichtung zu berücksichtigen, so dass die Falschausrichtung für den Betrachter nicht visuell ersichtlich ist.
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3A zeigt die Auswirkung einer kleinen Orientierungsfalschausrichtung von HUD-Markierungen 305 und 307, die an einer Windschutzscheibe 303 reflektiert werden. Bei diesem nicht einschränkenden Beispiel ist der Kopf des Betrachters (nicht gezeigt) derart geneigt, dass die Interokularlinie der Augen des Betrachters parallel zu den Linien 304 und 306 an der Windschutzscheibe 303 ist. Die HUD-Markierungen 305 bzw. 307 sind jedoch geringfügig falsch ausgerichtet, wie es in 3A gezeigt ist.
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Wie zuvor liegen die Augen 309 und 311 des Betrachters auf dem visuellen Ziel 101, so dass ein Bild 315 in einem kombinierten Binokularbild 313 als Einzelbild des visuellen Ziels 101 erscheint. Wegen der geringfügigen falschen Ausrichtung der HUD-Markierungen 305 und 307 relativ zu den Interokularlinienparallelen 304 bzw. 306 wird die HUD-Markierung 305 als Doppelbild mit einem Bild 305L von dem linken Auge 311 und mit einem Bild 305R von dem rechten Auge 309 abgebildet. Ähnlich wird die HUD-Markierung 307 als Doppelbild mit einem Bild 307L von dem linken Auge 311 und einem Bild 307R von dem rechten Auge 309 abgebildet. Bei einer visuellen Verarbeitung durch einen Wahrnehmungsprozess 317 auf unterer Ebene weist ein wahrgenommenes Bild 319 die gleichen Doppelbilder der HUD-Markierungen 305 und 307 auf, d. h. die Bilder 305L und 305R für die HUD-Markierung 305; und die Bilder 307L und 307R für die HUD-Markierung 307.
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3B zeigt die Verwendung von HUD-Markierungen 325 und 327, die den gleichen Grad an geringfügiger Falschausrichtung wie die HUD-Markierungen 305 und 307 (3A) aufweisen, die jedoch anders wahrgenommen werden, ohne das Doppelbild. Der Unterschied hinsichtlich Wahrnehmung beruht auf der Konstruktion der HUD-Markierungen 325 und 327, die unterbrochene Segmente anstatt eines kontinuierlichen Ganzen umfassen. Wie in 3A wird die HUD-Markierung 325 während der geringfügigen falschen Ausrichtung der HUD-Markierungen 325 und 327 relativ zu den Interokularlinienparallelen 304 bzw. 306 als Doppelbild mit einem Bild 325L von dem linken Auge 311 und mit einem Bild 325R von dem rechten Auge 309 abgebildet. Ähnlich wird die HUD-Markierung 327 als Doppelbild mit einem Bild 327L von dem linken Auge 311 und einem Bild 327R von dem rechten Auge 309 abgebildet. Unter der Voraussetzung, dass die falsche Ausrichtung klein ist, können bei einem Wahrnehmungsprozess 329 die unterbrochenen Segmente der Bilder 325R und 325L und der Bilder 327R und 327L jedoch dem Gestalteffekt unterliegen, wodurch das Gehirn die Bilder 325R und 325L als Ganzes und nicht als getrennte Teile und die Bilder 327R und 327L auf ähnliche Weise als Ganzes interpretiert. Somit weist ein wahrgenommenes Bild 339 Einzelbilder der HUD-Markierungen 335 und 337 ohne den Doppelbildeffekt auf.
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3C zeigt die geometrischen Parameter der segmentierten HUD-Markierung 325, die korrekt angepasst werden müssen, damit das Bild 325R und 325L trotz der geringfügigen Falschausrichtung als Einzelbild wahrgenommen werden.
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In Bezug auf 1 ist zu sehen, dass die Parallaxendisparität des visuellen Ziels 101 in Bezug auf die HUD-Markierung 105 aus der unterschiedlichen Parallaxe der Nahfokusanordnung der HUD-Markierung 105 im Vergleich zu der des visuellen Fernfokusziels 101 resultiert. Diese Disparität ist gleich einer Parallaxendisparitätsdistanz 155, die durch Dreiecke 151 und 153 ermittelt wird, die eine gemeinsame Basis der Interokulardistanz 108 teilen. Das Dreieck 151 weist Seiten auf, die zu dem visuellen Ziel 101 zeigen, und das Dreieck 153 weist Seiten auf, die zu der HUD-Markierung 325 zeigen. Die Parallaxendisparitätsdistanz 155 (in 1) stellt die Breite des Dreiecks 151 bei der visuellen Distanz der HUD-Markierung 105 dar.
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Ein interessierender Spezialfall tritt auf, wenn sich das visuelle Ziel 101 (1) an einem optischen ”Unendlichkeits”-Punkt befindet – wobei das visuelle Ziel 101 ausreichend weit entfernt ist, so dass die Distanz zu dem visuellen Ziel 101 so viel größer als die Interokulardistanz 108 ist, dass die Seiten des Dreiecks 151 als im Wesentlichen parallel angenähert werden können. In dem einschränkenden Fall, bei dem die Distanz zu dem visuellen Ziel 101 gegen Unendlich geht, nähert sich die Parallaxendisparitätsdistanz 155 der Interokulardistanz 108. In solchen Fällen kann die Parallaxendisparitätsdistanz 155 angemessen als gleich der Intraokulardistanz 108 angenähert werden, wenn der Betrachter geradeaus schaut. Wenn sich der Kopf des Betrachters dreht, während der Betrachter weiterhin geradeaus schaut, wird die Intraokulardistanz 108 entsprechend verkürzt. In den meisten interessierenden Fällen kann die Intraokulardistanz 108 jedoch als konstant angenähert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Markierungsdistanz 351 von Strich zu Strich (in 3C) gleich der Distanz von dem Beginn eines Strichs 357 zu dem Beginn eines benachbarten Strichs 359 und wird die Markierungsdistanz 351 von Strich zu Strich gleich der Parallaxendisparitätsdistanz 155 (in 1), geteilt durch eine beliebige ganze Zahl n, gesetzt, d. h. die Markierungsdistanz 351 von Strich zu Strich ist ein Stammbruch (1/n) der Parallaxendisparitätsdistanz 155. Die beliebige ganze Zahl n kann derart gewählt werden, dass sie das visuelle Erscheinen der gestrichelten Linien 335 und 337 optimiert. Bei einem nicht einschränkenden Beispiel, das in 3C gezeigt ist, n = 2.
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Eine Strichsegmentlänge 353 und eine Strichlückenlänge 355 können unter der Voraussetzung, dass ihre Summe gleich der Markierungsdistanz 351 von Strich zu Strich ist, beliebig festgelegt werden. Bei einem nicht einschränkenden Beispiel der Erfindung sind die Strichsegmentlänge 353 und die Strichlückenlänge 355 gleich. Bei alternativen Darstellungen können die Strichsegmentlänge 353 und die Strichlückenlänge 355 als Verhältnis von Einem zum Anderen oder individuell als Prozentsätze der Markierungsdistanz 351 von Strich zu Strich dargestellt werden.
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Das Festlegen der obigen Parameter für die segmentierte HUD-Markierung 327 erfolgt auf ähnliche Weise.
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Bei dem in 3B gezeigten Beispiel der Erfindung werden die HUD-Markierungen 325 und 327 oberhalb und unterhalb bzw. der oberen und unteren Grenze des visuellen Ziels 101 überlagert wie gezeigt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die obere und untere Grenze des visuellen Ziels 101 die obere bzw. untere Grenze eines Begrenzungskastens 341 für das visuelle Ziel 101.
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VERFAHREN
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4 zeigt ein Verfahren zum Anzeigen einer Head-Up-Anzeige-Markierung (HUD-Markierung) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem Schritt 451 wird ein visuelles Ziel detektiert und wird der dreidimensionale Ort des visuellen Ziels als Ziel-3D-Ort 453 gespeichert. Als Nächstes wird in einem Ziel-auf-HUD-Projektionsschritt 455 ein Ziel-2D-Ort 457 gespeichert. Wenn es gewünscht ist, das Ziel mit einer Markierung gemäß Ausführungsformen der Erfindung hervorzuheben, misst ein Schritt 405 eine ”horizontale” Orientierung relativ zu einer Referenzlinie der HUD und speichert er den gemessenen Wert als Winkel 403 einer horizontalen Orientierung. In nachfolgenden Schritten wird eine eindimensionale HUD-Markierung mit dem gleichen (oder im Wesentlichen dem gleichen) Orientierungswinkel wie der Winkel 403 einer horizontalen Orientierung angezeigt. Bei einer in Beziehung stehenden Ausführungsform wird die ”horizontale” Orientierung durch Messen einer Interokularlinie 203 (2A) relativ zu einer vorbestimmten Referenzlinie (wie beispielsweise der Referenzlinie 207 in 2A) ermittelt; und bei dieser Ausführungsform ist der Winkel 403 einer horizontalen Orientierung der Winkel zwischen der Referenzlinie und der Interokularlinie, projiziert an der HUD-Ebene. Als Teil von Schritt 405 wird zur Verwendung in Schritt 455 auch ein Ort 459 der Augen des Betrachters gespeichert.
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Bei einer HUD-Markierung einer durchgehenden Linie gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung kann das Verfahren unmittelbar mit einem Schritt 419 fortfahren, in dem die HUD-Markierung mit dem gleichen (oder im Wesentlichen dem gleichen) Orientierungswinkel relativ zu der vorbestimmten HUD-Referenzlinie wie der Winkel 403 einer horizontalen Orientierung angezeigt wird.
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Bei einer HUD-Markierung einer gestrichelten Linie gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung wird in einem Schritt 405 auch die Interokulardistanz 108 (1) gemessen und als Interokulardistanzwert 407 gespeichert.
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Techniken zum automatischen Messen von Interokularlinie und Interokulardistanz sind weithin bekannt, beispielsweise über eine Digitalkamera mit einer Kopfposendetektionssoftware, die die Positionen der Augen des Betrachters identifizieren kann. Aus dem somit erhaltenen Digitalkamerabild können sowohl die Interokulardistanz 108 des Betrachters (1) als auch die Orientierung der Interokularlinie 203 automatisch gemessen werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Digitalkamera positioniert, um das Gesicht des Betrachters aus der Richtung, in die der Betrachter schauen würde, um die HUD zu sehen, abzubilden. Dann wird, sollte der Kopf des Betrachters gedreht werden, die entsprechende Verkürzung der Interokulardistanz des Betrachters abgebildet, so dass keine Korrektur erforderlich ist, um die Verkürzung zu berücksichtigen.
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Bei einer HUD-Markierung einer gestrichelten Linie gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung fährt das Verfahren mit einem Schritt 409 fort, in dem eine Parallaxendisparitätsdistanz 155 (1) wie zuvor beschrieben, auf der Grundlage von Dreiecksmessungen, wie beispielsweise jenen, die in 1 gezeigt sind, berechnet wird. Dann wird der gemessene Wert der Parallaxendisparitätsdistanz 155 als Parallaxendisparitätsdistanzwert 411 gespeichert. Dieser Schritt erfordert die Entfernung zu dem Ziel oder nimmt an, dass diese Entfernung groß genug ist, um optisch als unendlich behandelt zu werden.
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In einem Schritt 413 wird die Distanz 351 von Strich zu Strich (3C) berechnet und wird der Wert in einem Strichparameterspeicher 417 gespeichert. In einem Schritt 415 werden die verbleibenden Strichparameter, nämlich die Strichsegmentlänge 353 und die Strichlückenlänge 355 (3C), festgelegt und ähnlich in dem Strichparameterspeicher 417 gespeichert.
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Bei einer Markierung einer gestrichelten Linie schließt Schritt 419 den Prozess durch Anzeigen der Markierung an der HUD ab, wobei die in dem Strichparameterspeicher 417 gespeicherten Strichparameter sowie der Winkel 403 einer horizontalen Orientierung verwendet werden.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Computerprodukt zum Durchführen des vorstehenden Verfahrens oder von Varianten hiervon bereit.
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Ein Computerprodukt gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen Satz von ausführbaren Befehlen zum Durchführen des Verfahrens an einem Computer, wobei die ausführbaren Befehle innerhalb eines konkreten von einem Computer lesbaren nichtflüchtigen Datenspeichermediums enthalten sind, das ohne Einschränkung umfasst: Computermedien, wie beispielsweise magnetische Medien und optische Medien; einen Computerspeicher; einen Halbleiterspeicher; einen Flash-Speicher; Datenspeichereinrichtungen und Hardwarekomponenten; und die konkreten nichtflüchtigen Speichereinrichtungen eines entfernten Computer- oder Kommunikationsnetzes; so dass, wenn die ausführbaren Befehle des Computerprodukts ausgeführt werden, das Computerprodukt bewirkt, dass der Computer das Verfahren ausführt.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein ”Computer” eine beliebige Datenverarbeitungsvorrichtung zum Ausführen eines Satzes von ausführbaren Befehlen zum Durchführen eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung, die ohne Einschränkung umfasst: einen Prozessor; einen eingebetteten Controller; oder eine beliebige andere Einrichtung, die die Befehle ausführen kann.
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VORRICHTUNG
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5 zeigt ein konzeptionelles Blockdiagramm einer Vorrichtung 501 zum Steuern eines Head-Up-Anzeige-Systems 503, um eine Head-Up-Anzeige-Markierung anzuzeigen, gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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Ein Head-Up-Anzeige-System (HUD-System) 503 zeigt eine Information und Markierungen für einen Betrachter an, der ein visuelles Fernfokusziel (nicht gezeigt) betrachtet. Eine Einheit 505 identifiziert und lokalisiert die offensichtliche visuelle Position und das Ausmaß des visuellen Ziels relativ zu der HUD, gesehen durch den Betrachter.
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Eine Digitalkamera 509 ist dem Betrachter zugewandt und erfasst ein Bild des Gesichts des Betrachters, das durch eine Gesichtsdetektionseinheit 511 als menschliches Gesicht erkannt wird. Eine Augenorteinheit 513 lokalisiert die Positionen der Augen des Betrachters und gibt die Positionen an eine Einheit 515 einer horizontalen Orientierung aus, die einen Winkel einer horizontalen Orientierung für eine eindimensionale Markierung ermittelt. Bei einer in Beziehung stehenden Ausführungsform der Erfindung misst die Einheit 515 einer horizontalen Orientierung den Winkel der Interokularlinie des Betrachters relativ zu einer Referenzlinie in der HUD über die Digitalkamera 509. Die Einheit 515 einer horizontalen Orientierung gibt den Winkel einer horizontalen Orientierung an einen Anzeigegenerator 507 für eine eindimensionale Markierung aus.
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Der Anzeigegenerator 507 für eine eindimensionale Markierung gibt dann Befehle in das HUD-Projektionssystem 503 ein, um eine eindimensionale Markierung an einer oder mehreren Positionen in der HUD gemäß dem Ort und Ausmaß des visuellen Ziels wie durch den Identifikator 505 eines visuellen Ziels ermittelt anzuzeigen, wobei der Orientierungswinkel der eindimensionalen Markierung relativ zu der Referenzlinie in der HUD im Wesentlichen gleich dem Winkel einer horizontalen Orientierung ist, der bei der in Beziehung stehenden Ausführungsform der Erfindung wie zuvor erläutert die Orientierung der Interokularlinie des Betrachters relativ zu der Referenzlinie umfasst.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erhält eine Interokulardistanzmesseinheit 517 Augenpositionsdaten von der Augenorteinheit 513 und sendet sie die Interokulardistanz des Betrachters an eine Parallaxendisparitätsrecheneinrichtung 519. Die berechnete Parallaxendisparität wird dann von der Parallaxendisparitätsrecheneinrichtung 519 an eine Strichparameterrecheneinrichtung 521 gesendet, die Strichparameter wie zuvor beschrieben einschließlich der Distanz von Strich zu Strich berechnet. Wenn die Strichparameterrecheneinrichtung 521 die Strichparameter an den Markierungsanzeigegenerator 507 sendet, sendet der Markierungsanzeigegenerator Befehle an das HUD-Projektionssystem 503, um an einer oder mehreren Positionen in der HUD gemäß dem Ort und Ausmaß des visuellen Ziels wie durch den Identifikator 505 eines visuellen Ziels ermittelt eine gestrichelte eindimensionale Markierung anzuzeigen.
