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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Inhalten in einer Projektion eines Headup-Displays, vorzugsweise eines Fahrzeuges, bei welchem in einem realen Anzeigebereich des Headup-Displays ein erster Inhalt dargestellt wird, dem ein zweiter Inhalt überlagert wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus der
DE 10 2012 001 950 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Kameraanordnung für ein Fahrzeug bekannt, bei welchem auf einer Oberfläche wenigstens eine Bildinformation dargestellt ist. In Abhängigkeit von einer Eigenbewegung der Oberfläche wird die wenigstens eine Bildinformation derart verändert, dass die Eigenbewegung der Oberfiäche zumindest weitgehend kompensiert wird. Dazu werden von der Kamera mindestens zwei aufeinanderfolgende reale Bilder aufgenommen, wobei wenigstens ein Bezugsobjekt identifiziert wird, welches in beiden aufeinander folgenden Bildern vorhanden ist. Dabei wird mindestens eine Bildinformation während der Eigenbewegung der Oberfläche relativ zu dem einen Bezugsobjekt fixiert. Eine solche Anordnung kommt in einem Headup-Display, welches in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird und eine Bildinformation in die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges einblendet, zur Anwendung. Dabei wird
die Eigenbewegung der Windschutzscheibe infolge der Fahrbewegung des Kraftfahrzeuges durch das beschriebene Verfahren ausgeglichen.
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Nachteilig dabei ist, dass bei der Überlagerung der beiden realen Bildinformationen zur Aufrechterhaltung von Inhalten, welche in die Bildinformation eingeblendet werden, Teile der Bildinformationen verloren gehen oder ausgeblendet werden, so dass kein vollständiges reales Bild mehr vorhanden ist.
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Bei der kontaktanalogen Anzeige virtueller Objekte für eine augmented reality in einem Headup-Display kommt es vor, dass das virtuelle Objekt an den Rändern des Headup-Displays abgeschnitten wird oder komplett aus dem beschränkten Anzeigebereich des Headup-Displays heraus wandert. Beides führt zu einer minderwertigen Darstellung oder zu einem kompletten Verlust der Informationen im Headup-Display.
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Die
DE 10 2012 219 316 A1 offenbart eine Head-up Display zur Darstellung von einer realen Umgebung überlagerten Elementen. Eine Anzeigebegrenzung wird eingeblendet, sobald die Elemente zumindest teilweise außerhalb des Anzeigebereichs liegen.
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Aus der
DE 10 2011 006 347 A1 ist ein Verfahren zur Ausgabe von grafischen Fahrhinweisen zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei der Durchführung eines Fahrmanövers. Die Fahrhinweise werden durch ein Head-up Display ausgegeben, wobei je nach Fahrzustand die grafischen Elemente durch Animation unterschiedlich visualisiert werden.
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Die
DE 10 2014 014 833 A1 offenbart ein Verfahren zur Darstellung von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs, wobei optische Umgebungsinformationen mittels zumindest einer Anzeigeeinheit innerhalb des Fahrzeugs dargestellt werden, wobei in einem Darstellungsmodus virtuelle Informationen realen optischen Umgebungsinformationen eines Objekts in der Umgebung oder Umgebungsbereichs kontaktanalog überlagert dargestellt werden. Um ein Auswandern der virtuellen Informationen aus der Anzeigeeinheit zu vermeiden wird diese am Rand der Anzeigeeinheit festgehalten und in Abhängigkeit der Abbiegerichtung mitgedreht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Darstellung von Inhalten in einer Projektion eines Headup-Displays anzugeben, bei welcher der reale Anzeigebereich trotz einer Eigenbewegung des Fahrzeuges auch bei Einblendungen von zusätzlichen Inhalten vollständig erhalten bleibt.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass ein virtueller Anzeigebereich, welcher größer ist als der reale Anzeigebereich des Headup-Displays zur Abbildung eines virtuellen Inhaltes in einer Recheneinheit erzeugt, eine automatische Degradation mindestens eines Teiles des den virtuellen Inhalt darstellenden virtuellen Anzeigebereichs erfolgt und der transformierte virtuelle Anzeigebereich auf den realen Anzeigebereich abgebildet wird. Dies hat den Vorteil, dass der in den realen Anzeigebereich eingeblendete virtuelle Inhalt so verändert wird, dass der reale Anzeigebereich unverändert die Umgebung des Kraftfahrzeuges wiedergibt, in welchem sich das Fahrzeug bewegt. Auch bei Nickbewegungen des Fahrzeuges ist die überlagerte virtuelle Information immer an den gewünschten Positionen des realen Anzeigebereiches platziert.
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Erfindungsgemäß wird die automatische Degradation durch eine Transformationsfunktion durchgeführt. Diese Transformationsfunktion stellt eine Rechenfunktion dar, bei welcher vorgegeben wird, welche Zeilen des virtuellen Anzeigebereiches auf welche Zeilen des realen Anzeigebereiches abgebildet werden. Mittels einer solchen Rechenfunktion lässt sich die Überlagerung von realem und virtuellem Anzeigebereich einfach realisieren
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Die Transformationsfunktion führt zu einer Verzerrung des mindestens einen Teiles des virtuellen Anzeigebereichs. Durch diese Transformationsfunktion können somit Bereiche des virtuellen Inhaltes verändert werden, deren Informationsgehalt als nicht so bedeutend eingeschätzt wird und dessen bildliche Darstellung somit verändert werden kann.
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In einer Ausführungsform führt die Transformationsfunktion zu einer Stauchung des mindestens einen Teiles des virtuellen Anzeigebereichs. Durch die Stauchung dieses Teiles des virtuellen Anzeigebereiches und somit des in diesem Bereich abgebildeten virtuellen Inhaltes wird dieser der Größe des realen Anzeigebereiches angepasst, so dass der reale Anzeigebereich des Headup-Displays nicht verändert werden muss und alle notwendigen Informationen beibehalten werden können.
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In einer Variante wird der automatisch degradierte, mindestens eine Teil des virtuellen Anzeigebereichs in mindestens einem Randbereich des realen Anzeigebereiches abgebildet. Da davon ausgegangen wird, dass der wesentliche Informationsgehalt des Inhaltes der Projektion des Headup-Displays im Zentrum des realen Anzeigebereiches dargestellt ist, ist eine Verzerrung der Informationen in den Randbereichen des realen Anzeigebereiches zulässig. Dadurch werden die wesentlichen Informationsgehalte des virtuellen Inhaltes, welcher transformiert wird, beibehalten.
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In einer weiteren Ausführungsform ermöglicht die Transformationsfunktion eine kontaktanaloge Abbildung des virtuellen Inhaltes des virtuellen Anzeigebereiches in der Mitte und/oder des unteren Randbereiches des realen Anzeigebereiches. Für eine solche kontaktanaloge Information wird der virtuelle Inhalt in die aktuelle Sicht so eingeblendet, als wenn er fester Bestandteil der, in dem realen Anzeigebereich dargestellten Information ist. Der kontaktanaloge Eindruck des Fahrers bleibt somit erhalten.
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In einer Ausgestaltung wird die Transformationsfunktion unabhängig für jeden einzelnen anzuzeigenden Inhalt des virtuellen Anzeigebereiches aktiviert oder deaktiviert. Dies hat den Vorteil, dass die Transformationsfunktion nur dann eingesetzt wird, wenn es die gegebenen Verhältnisse erfordern und zur Darstellung der virtuellen Inhalte eine Veränderung des virtuellen Anzeigebereiches erforderlich ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung von Inhalten in einer Projektion eines Headup-Displays. Eine solche Vorrichtung, bei welcher auf ein Abschneiden von Informationen eines realen Anzeigebereiches der Projektion des Headup-Displays verzichtet werden kann, umfasst ein optisches System zur Generierung eines realen Anzeigebereiches des Headup-Displays zur Darstellung eines ersten Inhaltes, ein erstes Mittel zur Generierung eines virtuellen Anzeigebereiches, in dem ein zweiter virtueller Inhalt dargestellt ist, ein zweites Mittel zur automatischen Degradation mindestens eines Teiles des virtuellen Inhaltes des virtuellen Anzeigebereiches und ein drittes Mittel zur Überlagerung des zum Teil degradierten virtuellen Anzeigebereiches auf den realen Anzeigebereich. Dies hat den Vorteil, dass der Teil des überlagerten virtuellen Anzeigebereiches in seiner Ausdehnung verändert wird, welche einen nicht so hohen Informationsgehalt hat, wobei dieser der Ausdehnung des realen Anzeigebereiches angepasst wird.
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Eine weitere Weiterbildung der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug mit einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Vorrichtung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges,
- 2 Beispielhafte Darstellung eines realen und eines virtuellen Anzeigebereiches,
- 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Transformationsfunktion.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches ein Headup-Display 3 aufweist. Das Headup-Display 3 besteht aus einem Steuergerät 5, welches ein optisches System 7 ansteuert. Das optische System 7 gibt ein bildgebendes Signal aus, welches eine Bildprojektion über einen Abbildungsspiegel 9 in die Windschutzscheibe 11 des Fahrzeuges 1 einspiegelt. Durch diese Einspiegelung entsteht im Sichtfeld des Fahrers 13 ein virtuelles Bild 15, welches der Fahrer 13 wahrnimmt. Das virtuelle Bild 15 ist dabei so eingestellt, dass der Fahrer 13 seine Kopfhaltung bzw. Blickrichtung beibehalten kann, um die Information in dem virtuellen Bild 15 zu erkennen.
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Das Headup-Display 3 hat dabei bei seiner Projektion einen beschränkten realen Anzeigebereich 17. Bei einer kontaktanalogen Anzeige virtueller Objekte für beispielsweise Augmented Reality in dem Headup-Display 3 werden Zusatzinformationen in den realen Anzeigebereich 17 eingeblendet oder diesem überlagert. Diese Einblendung erfolgt an der richtigen Stelle der Oberfläche der Windschutzscheibe 11 so, dass diese Zusatzinformation als fester Bestandteil der in der Projektion des realen Anzeigebereiches 17 wiedergegebenen Umgebung des Fahrzeuges 1 aufgefasst wird.
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Um bei einer Nickbewegung des Fahrzeuges 1 ein Abschneiden von Informationen des realen Anzeigebereiches 17 zu unterbinden, wird in einer Recheneinheit 19 des Steuergerätes 5 des Headup-Displays 3 ein virtueller Anzeigebereich 21 erzeugt, welcher größer ist als der reale Anzeigebereich 17 des Headup-Displays 3 (2). Ein solcher virtueller Anzeigebereich 21 kann aber auch durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeuges 1 erstellt werden. Mittels einer Transformationsfunktion, die in der Recheneinheit 19 durchgeführt wird, wird der virtuelle Anzeigebereich 21 auf die Größe des realen Anzeigebereiches 17 transformiert. Diese Transformation erfolgt für einzelne Teile des virtuellen Anzeigebereiches 21 in unterschiedlichen Verhältnissen. Wie aus 2 ersichtlich, wird der untere Teil 23 des virtuellen Anzeigebereiches 21 in den realen Anzeigebereich 17 1:1 transformiert, während der obere Teil 25 des virtuellen Anzeigebereiches 21 gestaucht wird. Der untere Teil 23 des virtuellen Anzeigebereiches 21 wird direkt in den realen Anzeigebereich 17 übernommen und dort überlagert, wohingegen der obere Teil 25 des virtuellen Anzeigebereiches 21 transformiert und dem oberen Viertel 27 des realen Anzeigebereiches 17 überlagert wird. Der in 2 dargestellte Navigationspfeil 29 wird aufgrund dieser Anpassung des virtuellen Anzeigebereiches 21 an dem realen Anzeigebereich 17 kontaktanalog auf die Straßenoberfläche, welche im realen Anzeigebereich 17 dargestellt ist, verortet. Für den kontaktanalogen Eindruck ist es daher von Bedeutung, dass die Basis des Pfeiles 29 immer an der gleichen Stelle der Straße haftet. Daher ist es von Vorteil, nur im oberen Randbereich (dem oberen Viertel) des realen Anzeigebereiches 17 eine Verzerrung des virtuellen Anzeigebereiches 21 vorzunehmen. Die Spitze des Pfeiles 29 steht frei in der Luft und ist für den kontaktanalogen Eindruck weniger von Bedeutung.
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Formal lässt sich diese Abbildung über Transformationsfunktionen F1 und F2 beschreiben, wie sie beispielsweise in 3 dargestellt sind. Die Transformationsfunktionen F1 und F2 beschreiben, welche Zeilen des virtuellen Anzeigebereiches 21 auf welche Zeilen des realen Anzeigebereiches 17 abgebildet werden (y-Pixel des realen bzw. virtuellen Anzeigebereiches). Die Transformationsfunktion F1 zeigt einen harten Übergang zwischen dem verzerrten und dem unverzerrten Bereich des realen Anzeigebereiches 17, während die Transformationsfunktion F2 eine Abrundung (gepunktet) skizziert, in denen der Übergang zwischen dem verzerrten und dem unverzerrten Bereich allmählich gestaltet ist. Die Anwendung dieser Transformationsfunktion kann unabhängig für jeden einzelnen Inhalt des virtuellen Anzeigebereiches aktiviert oder deaktiviert werden.
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Es bietet sich an, den oberen Rand der Headup-Display-Anzeige für reguläre Anzeigen nicht zu verwenden, sondern ausschließlich für die Kompensation von Nickbewegungen vorzuhalten. Es sei darauf verwiesen, dass die Stauchung des virtuellen Anzeigebereiches nicht nur auf den oberen Randbereich begrenzt ist, sondern auch seitliche Randbereiche betreffen kann.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 3
- Headup-Display
- 5
- Steuergerät
- 7
- optisches System
- 9
- Abbildungsspiegel
- 11
- Windschutzscheibe
- 13
- Fahrer
- 15
- virtuelles Bild
- 17
- realer Anzeigebereich
- 19
- Recheneinheit
- 21
- virtueller Anzeigebereich
- 23
- unterer Teil des virtuellen Anzeigebereiches
- 25
- oberer Teil des virtuellen Anzeigebereiches
- 27
- oberes Viertel des realen Anzeigebereiches
