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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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In der
DE 10 2012 010 120 A1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung eines Head-up-Displays eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei dem Aufnahmen eines Testbilds von wenigstens zum Teil außerhalb einer Eyebox gemacht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik kosten- und aufwandsverringertes Verfahren zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug sowie eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug anzugeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und hinsichtlich der Vorrichtung mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Es ist ein Verfahren zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit, umfassend einen Projektionsbildschirm und eine bildgebende Projektionseinheit, in einem Fahrzeug vorgesehen.
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Der Projektionsbildschirm ist hierbei eine Komponente der Anzeigeeinheit, auf welche mittels der bildgebenden Projektionseinheit und gegebenenfalls mittels eines Optikmoduls Fahrzeuginformationen projiziert werden. Der Projektionsbildschirm ist dabei transparent ausgebildet und im Sichtfeld des Fahrzeugführers angeordnet.
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Zur Kalibrierung der Anzeigeeinheit wird mindestens ein auf dem Projektionsbildschirm projiziertes Prüfbild in einem Fahrzeuginnenraum optisch erfasst, wobei in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Kalibrierung eine vorgegebene Anzahl von Parametern der Anzeigeeinheit justiert wird.
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Erfindungsgemäß ist zur optischen Erfassung des mindestens einen Prüfbilds eine mobile Datenverarbeitungseinheit vorgesehen, die von einem Bediener manuell in den Fahrzeuginnenraum eingebracht wird, wobei eine Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum erfasst wird, und wobei das mindestens eine Prüfbild automatisch optisch erfasst wird, wenn die mobile Datenverarbeitungseinheit in einer vorgegebenen Soll-Position ist.
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Das Verfahren ermöglicht eine kostengünstige und aufwandsoptimierte Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug, die insbesondere als ein sogenanntes Head-up Display ausgebildet ist. Das Verfahren kann während oder nach einem Produktionsprozess zur Herstellung von Fahrzeugen durchgeführt werden, wobei die Kalibrierung und/oder Justierung der Anzeigeeinheit insbesondere bei einer kleinen Stückzahl von herzustellenden oder hergestellten Fahrzeugen und bei verschiedenen Fahrzeugtypen gegenüber dem Stand der Technik kosten- und aufwandsverringert ist. Des Weiteren ist es möglich, das Verfahren im Rahmen von Service- und Wartungsarbeiten von Fahrzeugen einzusetzen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 schematisch ein Verfahrensablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug.
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Die einzige 1 zeigt ein Verfahrensablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kalibrierung und/oder Justierung einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug.
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Das Verfahren eignet sich hierbei zur Kalibrierung und/oder Justierung einer als Head-up Display ausgebildeten Anzeigeeinheit sowohl während eines Herstellungsprozesses als auch während Service- und Wartungsarbeiten eines Fahrzeugs.
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Während der Herstellung des Fahrzeugs wirken sich viele Einflüsse der Produktion der Fahrzeugkomponenten und des Fahrzeugaufbaus auf die Abbildung eines von der Anzeigeeinheit projizierten virtuellen Bildes aus.
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Zur Darstellung eines virtuellen Bildes umfasst die Anzeigeeinheit eine bildgebende Projektionseinheit und gegebenenfalls ein Optikmodul, mittels welchen auf einen Projektionsbildschirm Fahrzeuginformationen projiziert werden. Der Projektionsbildschirm ist dabei transparent ausgebildet und im Sichtfeld des Fahrzeugführers, z. B. auf einer Windschutzscheibe, angeordnet. Fertigungstoleranzen der Windschutzscheibe und Toleranzen bei der Realisierung eines Fahrzeug-Rohbaus sowie einer Montage der Anzeigeeinheit können eine Abbildungsqualität des Projektionsbildschirms beeinflussen. Folglich kann die Abbildungsqualität des Projektionsbildschirms in verschiedenen Fahrzeugen produktionsbedingt unterschiedlich sein.
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Diese Produktionsunterschiede können durch Einstellparameter der Anzeigeeinheit, insbesondere der bildgebenden Projektionseinheit, beeinflusst werden, so dass diese während oder nach der Montage der Anzeigeeinheit im Fahrzeug individuell so eingestellt werden, dass alle Fahrzeuge eine möglichst gleichbleibend optimale Abbildungsqualität des Projektionsbildschirms, d. h. eine geometrisch sauber entzerrte und vollständige Darstellung der Informationen, aufweisen.
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Mittels des nachfolgend beschriebenen Verfahrens ist eine solche individuelle Einstellung der Parameter der Anzeigeeinheit möglich, wobei das Verfahren drei Verfahrensschritte S1 bis S3 umfasst und insbesondere ein erster Verfahrensschritt S1 wesentliche Erfindungsmerkmale beschreibt.
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Im ersten Verfahrensschritt S1 wird eine mobile Datenverarbeitungseinheit in einen Fahrzeuginnenraum manuell mittels eines Bedieners, z. B. eines Werkers, eingebracht.
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Die mobile Datenverarbeitungseinheit ist dabei zur Aufnahme von Prüfbildern des Projektionsschirms vorgesehen, wobei auf dem Projektionsschirm Prüfbilder projiziert werden. Die mobile Datenverarbeitungseinheit umfasst weiterhin ein Anzeigeelement, z. B. ein LCD-Display, mittels welchem der Bediener durch einen Prüfzyklus geleitet wird. Die mobile Datenverarbeitungseinheit ist weiterhin mit einem Steuergerät des Fahrzeugs zur Ansteuerung der Anzeigeeinheit verbunden, um der Anzeigeeinheit die Projektion der Prüfbildern und Einstellung der Parameter anzuweisen.
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Zur Aufnahme der Prüfbilder ist es erforderlich, dass eine Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum und dabei eine Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit relativ zum Projektionsbildschirm bekannt ist.
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Die Positionsermittlung der mobilen Datenverarbeitungseinheit kann dabei in vier verschiedenen Wegen erfolgen, welche im Folgenden näher beschrieben werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die mobile Datenverarbeitungseinheit an einer zuvor bestimmten Stelle an einem Dachhimmel im Fahrzeuginnenraum positioniert, d. h. der Bediener hält die mobile Datenverarbeitungseinheit an die zuvor bestimmte Stelle am Dachhimmel mit der Hand, und anschließend langsam in Fahrzeughochrichtung abwärts bewegt.
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Während der Abwärtsbewegung der mobilen Datenverarbeitungseinheit werden in vorgegebenen Zeitabständen mehrere optische Aufnahmen des Projektionsbildschirms erzeugt. Dazu umfasst die mobile Datenverarbeitungseinheit eine entsprechende Kamera, die zur optischen Erfassung des Projektionsbildschirms geeignet ist. Weiterhin umfasst die mobile Datenverarbeitungseinheit eine bestimmte Anzahl von Beschleunigungssensoren, mittels der eine Abwärtsbewegung der mobilen Datenverarbeitungseinheit parallel zur Fahrzeughochrichtung überwacht wird. Weicht die Abwärtsbewegung von der Fahrzeughochrichtung ab, wird der Bediener mittels auf dem Anzeigeelement ausgegebenen Hinweisen darauf aufmerksam gemacht.
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Des Weiteren umfasst die mobile Datenverarbeitungseinheit ein Distometer, mittels welchem über eine Laufzeitmessung ein Abstand zwischen der mobilen Datenverarbeitungseinheit und dem Dachhimmel während der Abwärtsbewegung kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen erfasst wird. Damit ist zusätzlich für jedes optisch aufgenommene Prüfbild die entsprechende Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum bekannt.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird dem Bediener über das Anzeigeelement der mobilen Datenverarbeitungseinheit eine grob definierte Ausgangsposition zur Anordnung der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum ausgegeben, wobei der Bediener die mobile Datenverarbeitungseinheit in der Hand hält. Alternativ kann der Bediener auch aufgefordert werden, die mobile Datenverarbeitungseinheit an einer definierten Stelle im Fahrzeuginnenraum ab- oder anzulegen.
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Anhand eines optischen Abgleichs mit einer bekannten Struktur im Fahrzeuginnenraum wird mit einer in und/oder an der mobilen Datenverarbeitungseinheit angeordneten Kamera eine aktuelle Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum ermittelt. Für den optischen Abgleich sind in der mobilen Datenverarbeitungseinheit oder in einer mit der mobilen Datenverarbeitungseinheit gekoppelten Recheneinheit Bilddaten des Fahrzeuginnenraums hinterlegt, so dass mittels eines entsprechenden Bildbearbeitungsprogramms der optische Abgleich erfolgen kann.
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Im Anschluss daran wird ein Abstand der Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit zu einer vorgegebenen Soll-Position bestimmt. Dem Bediener wird anhand des Anzeigeelements der mobilen Datenverarbeitungseinheit die vorgegebene Soll-Position angezeigt. Zusätzlich dazu kann der Bediener über das Anzeigeelement der mobilen Datenverarbeitungseinheit angeleitet werden, wie die mobile Datenverarbeitungseinheit von der Ist-Position in die Soll-Position zu bewegen ist.
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Die mobile Datenverarbeitungseinheit umfasst gemäß der zweiten Ausführungsform eine sogenannte Inertialsensorik, mittels welcher ermittelt wird, ob die mobile Datenverarbeitungseinheit eine zur optischen Aufnahme der Prüfbilder erforderliche Soll-Position erreicht hat. Sofern die erforderliche Soll-Position erreicht ist, werden mittels der Kamera in und/oder an der mobilen Datenverarbeitungseinheit optische Aufnahmen der auf dem Projektionsbildschirm der Anzeigeeinheit projizierten Prüfbilder ausgelöst.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform wird die mobile Datenverarbeitungseinheit mittels des Bedieners in den Fahrzeuginnenraum eingebracht. Die mobile Datenverarbeitungseinheit umfasst hierbei ein Positionskamerasystem, mittels welchem anhand eines optischen Abgleichs mit einer bekannten Struktur im Fahrzeuginnenraum die Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum ermittelt wird. Anschließend wird ein Abstand der Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit zu einer vorgegebenen Soll-Position bestimmt. Dem Bediener wird anhand des Anzeigeelements der mobilen Datenverarbeitungseinheit die vorgegebene Soll-Position angezeigt. Zusätzlich dazu kann der Bediener über das Anzeigeelement der mobilen Datenverarbeitungseinheit angeleitet werden, wie die mobile Datenverarbeitungseinheit von der Ist-Position in die Soll-Position zu bewegen ist. Bei der Bewegung von der Ist-Position zur Soll-Position erfolgt in regelmäßigen Zeitabständen ein Abgleich der vorgegebenen Soll-Position mit der Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit, welche fortlaufend mittels der Positionierungskamera ermittelt wird.
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Ist eine zur optischen Aufnahme der Prüfbilder erforderliche Soll-Position erreicht, werden mittels des Positionskamerasystems optische Aufnahmen der auf dem Projektionsbildschirm der Anzeigeeinheit projizierten Prüfbilder ausgelöst.
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Gemäß einer vierten Ausführungsform wird die mobile Datenverarbeitungseinheit durch den Bediener in den Fahrzeuginnenraum eingebracht und in Richtung des Projektionsbildschirms ausgerichtet. Die mobile Datenverarbeitungseinheit umfasst hierbei eine Kamera oder ein Kamerasystem, welches zu einer optischen Weitwinkelaufnahme geeignet ist. Dabei wird insbesondere ein in Bezug auf die Fahrzeughochrichtung unterhalb des Projektionsbildschirms angeordneter Bildbereich verwendet, welcher in Richtung eines im Fahrzeuginnenraum angeordneten Kombi-Instruments ausgerichtet ist, um über einen optischen Abgleich die Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit im Fahrzeuginnenraum zu ermitteln. Unterstützend dazu kann ein im Zentralbereich des Kombi-Instruments abgeordnetes Anzeigeelement verwendet werden, welches spezielle Testbilder ausgibt, die den optischen Abgleich verbessern und/oder unterstützen.
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Anschließend wird ein Abstand der Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit zu einer vorgegebenen Soll-Position bestimmt. Dem Bediener wird anhand des Anzeigeelements der mobilen Datenverarbeitungseinheit die vorgegebene Soll-Position angezeigt. Zusätzlich dazu kann der Bediener über das Anzeigeelement der mobilen Datenverarbeitungseinheit angeleitet werden, wie die mobile Datenverarbeitungseinheit von der Ist-Position in die Soll-Position zu bewegen ist. Bei der Bewegung von der Ist-Position zur Soll-Position erfolgt in regelmäßigen Zeitabständen ein Abgleich der vorgegebenen Soll-Position mit der Ist-Position der mobilen Datenverarbeitungseinheit, welche fortlaufend mittels der Kamera oder des Kamerasystems ermittelt wird.
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Ist eine zur optischen Aufnahme der Prüfbilder erforderliche Soll-Position erreicht, werden mittels des Positionskamerasystems optische Aufnahmen der auf dem Projektionsbildschirm der Anzeigeeinheit projizierten Prüfbilder ausgelöst.
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Bei der kameraunterstützten Positionsermittlung der mobilen Datenverarbeitungseinheit gemäß der dritten und vierten Ausführungsform können als mobile Datenverarbeitungseinheit mobile Endgeräte, wie z. B. Tablet-PCs, Smartphones, usw., verwendet werden.
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In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden die Prüfbilder von einer in der mobilen Datenverarbeitungseinheit integrierten oder externen Bildverarbeitungseinheit, z. B. in Form eines Mikrocontrollers, analysiert und vorgegebene Qualitätsmerkmale für eine optimierte Anzeige des Projektionsschirms bestimmt.
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Die Qualitätsmerkmale umfassen insbesondere projizierte Doppelbilder, Verzeichnungen der Abbildung und eine Abbildungsposition des Projektionsbildschirms. Abbildungsfehler können über Parameter der bildgebenden Projektionseinheit sowie eines Neigungswinkels des Projektionsbildschirms eingestellt werden. Dies erfolgt in einem dritten Verfahrensschritt S3.
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Hierbei werden die einzustellenden Parameter von der Bildverarbeitungseinheit vorzugsweise über eine drahtlose Schnittstelle im Fahrzeug an die Anzeigeeinheit übertragen. Der dritte Verfahrensschritt S3 wird dabei solange wiederholt, bis sich die Abbildungsqualität des Projektionsbildschirms in einem gewünschten Toleranzbereich befindet. Abbildungsfehler, welche nicht durch eine Parametereinstellung der Anzeigeeinheit korrigierbar sind, können nur durch eine manuelle Nacharbeit am Fahrzeug behoben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012010120 A1 [0002]
