DE102015003881A1 - Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeugsimulationsanordnung - Google Patents

Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeugsimulationsanordnung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung (12) mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Simulationseinheit (14) Bilder einer virtuellen Umgebung (12) erzeugt und eine am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung (16) die von der Simulationseinheit (14) erzeugten Bilder anzeigt. Weiterhin ermittelt eine Messeinrichtung (18) während der Simulation wiederholt eine aktuelle Position zumindest eines Teils eines Benutzers (20a) und stellt als Ergebnis einer jeweiligen Ermittlung jeweils aktuelle Messdaten an die Simulationseinheit (14) bereit, wobei die Simulationseinheit (14) die Bilder der virtuellen Umgebung (12) mit einem in der virtuellen Umgebung (12) befindlichen virtuellen Abbild (20b) des zumindest einen Teils des Benutzers (20a) in Abhängigkeit der jeweils aktuellen Messdaten erzeugt, so dass bei einer Änderung der Position des zumindest einen Teils des Benutzers (20a) die Position des virtuellen Abbilds (20b) in der virtuellen Umgebung (12) geändert wird.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Simulationseinheit Bilder einer virtuellen Umgebung erzeugt und eine am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung die von der Simulationseinheit erzeugten Bilder anzeigt. Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Kraftfahrzeugsimulationsanordnung zur Simulation einer virtuellen Umgebung mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtungen, wie beispielsweise VR-Brillen, AR-Brillen, VR-Helme oder andersartige Headmounted Displays zur Simulation virtueller Umgebungen zu nutzen. Während ein Benutzer beispielsweise eine VR-Brille trägt und sich eine virtuelle Umgebung simulieren lässt, kann dieser allerdings eine reale Umgebung optisch nicht wahrnehmen. Zum einen kann dies ein Vorteil, sein, da eine totale visuelle Abschottung von der realen Umgebung den Immersionsgrad der Simulation der virtuellen Welt steigert. Andererseits kann dies aber auch für einen Benutzer zu Problemen führen, insbesondere hinsichtlich seiner Orientierungsfähigkeit.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs und eine Kraftfahrzeugsimulationsanordnung bereitzustellen, welche es ermöglichen, die Orientierungsfähigkeit eines Benutzers beim Tragen einer am Kopf tragbaren Anzeigeeinrichtung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung und einer Kraftfahrzeugsimulationsanordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt eine Messeinrichtung während der Simulation wiederholt eine aktuelle Position zumindest eines Teils eines Benutzers und stellt als Ergebnis einer jeweiligen Ermittlung jeweils aktuelle Messdaten an die Simulationseinheit bereit. Dabei erzeugt die Simulationseinheit die Bilder der virtuellen Umgebung mit einem in der virtuellen Umgebung befindlichen virtuellen Abbild des zumindest einen Teils des Benutzers in Abhängigkeit von den jeweils aktuellen Messdaten, sodass bei einer Änderung der Position des zumindest einen Teils des Benutzers die Position des virtuellen Abbilds in der virtuellen Umgebung geändert wird.
  • Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass es ein großes Problem darstellen kann, wenn sich ein Benutzer, der sich gerade eine virtuelle Umgebung simulieren lässt, selbst oder Teile von sich selbst, wie beispielsweise seine Arme oder Beine, in der virtuellen Umgebung nicht sehen kann. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn der Benutzer sich während der Simulation bewegt oder sogar mit der Simulation interagiert und dabei beispielsweise herumläuft oder versucht, nach Objekten zu greifen. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei einer Simulation einer virtuellen Umgebung, in welcher ein Benutzer seinen eigenen Körper nicht wahrnehmen kann, die Möglichkeit der Koordination von visueller Wahrnehmung und Bewegungsapparat, die sogenannte Visomotorik, wie beispielsweise die Hand-Auge-Koordination, nicht mehr gegeben ist. Die Erfindung löst dieses Problem vorteilhafterweise dadurch, dass eine Messeinrichtung fortwährend die Position zumindest eines Teils eines Benutzers, zum Beispiel Arme, Beine, oder auch die Positionen mehrerer Teile, wie zum Beispiel alle Körperteile und Gliedmaßen, ermittelt und die Simulationseinheit auf Basis dieser Ermittlung ein entsprechendes Abbild des Benutzers beziehungsweise seiner Teile in der virtuellen Umgebung schafft, ähnlich einem Avatar, der sich in der virtuellen Umgebung korrespondierend zur Benutzerbewegung mitbewegt. Dadurch ist vorteilhafterweise die Koordinationsmöglichkeit von visueller Wahrnehmung und Bewegungsapparat auch in der virtuellen Umgebung gegeben. Der Benutzer kann dadurch seine Bewegungen deutlich einfacher und kontrollierter steuern und sich sowohl in seinem realen Umfeld als auch in der virtuellen Welt besser orientieren.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfasst die Messeinrichtung den zumindest einen Teil eines Benutzers optisch und/oder akustisch. Beispielsweise kann die Messeinrichtung eine oder mehrere Kameras, Infrarotkameras, Wärmebildkameras, eine 3D-Kamera, ein Radar und/oder Sonar umfassen und beispielsweise als 3D-Scanner ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausbildung der Messeinrichtung ist es vorteilhafterweise möglich, den Benutzer aus der Entfernung zu erfassen beziehungsweise zu vermessen, ohne dass dazu beispielsweise eine Verkabelung des Benutzers und dergleichen erforderlich ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht es vor, dass zumindest eine Ersteinmessung durchgeführt wird, bei welcher Gelenkpunkte und/oder Körperendpunkte des Benutzers ermittelt werden. Diese Ersteinmessung kann beispielsweise vor dem Beginn der Simulation stattfinden, um ein möglichst detailliertes Abbild des Benutzers schaffen zu können. Beispielsweise können durch die Erfassung von Gelenkpunkten wie zum Beispiel Ellbogen, Kniegelenke, Hüftgelenk, Hand- und Fußgelenke und durch Erfassung von Körperendpunkten wie zum Beispiel dem Kopf, den Händen, den Füßen, die Körperproportionen des Benutzers ermittelt werden und auf dieser Basis ein Modell mit denselben Proportionen und Körpermaßen geschaffen werden. Während der Simulation kann dann dieses Modell beziehungsweise die entsprechenden Modellparameter des Modells an die durch die Messeinrichtung wiederholt ermittelten Positionswerte der Teile des Benutzers gefittet werden und das daraus resultierende Abbild des Benutzers in der virtuellen Umgebung dargestellt werden. Diese Ersteinmessung schafft somit einen Avatar, der die mit dem Benutzer korrespondierenden Körpermaße aufweist, der in die virtuelle Umgebung eingebracht wird und sich entsprechend der durch die Messeinrichtung erfassten Messwerte mit den Bewegungen des Benutzers mitbewegt. Diese Ersteinmessung kann wesentlich genauer sein als beispielsweise die wiederholte Ermittlung der Benutzerposition während der Simulation, was das Verfahren deutlich vereinfacht und verbessert. Alternativ oder zusätzlich kann der Benutzer auch in einer sitzenden Position erfasst bzw. vermessen werden, was die Erfassung von Gelenkpunkten und Körperendpunkten noch einfacher gestaltet.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der zumindest eine Teil des Benutzers dreidimensional erfasst, und das virtuelle Abbild bildet den zumindest einen Teil des Benutzers dreidimensional ab. Wie bereits beschrieben, kann eine dreidimensionale Erfassung des Benutzers beispielsweise durch einen 3D-Scanner durchgeführt werden. Das daraufhin erzeugte Modell des Benutzers beziehungsweise dessen virtuelles Abbild kann damit ebenfalls dreidimensional modelliert und dargestellt werden. Durch die dreidimensionale Darstellung der virtuellen Umgebung und des Abbilds des Benutzers wird dem Benutzer eine räumliche Wahrnehmung bereitgestellt, die es ihm ermöglicht, Abstände zu dargestellten virtuellen Objekten deutlich besser erfassen zu können. Dies ist gerade in Kombination der Simulation einer virtuellen Umgebung mit einem Kraftfahrzeug besonders von Vorteil, da der Benutzer somit Größen bestimmter dargestellter virtueller Teile des Kraftfahrzeugs besser einschätzen kann oder beispielsweise bei der Simulation eines Kraftfahrzeugsinnenraums, in welchem der Benutzer in einem virtuellen Fahrersitz sitzend simuliert wird, kann der Benutzer deutlich besser den Abstand seiner Körperteile zu den virtuell dargestellten Fahrzeugkomponenten erfassen und damit beurteilen, ob bestimmte Komponenten in ausreichender Reichweite angeordnet sind und der Kraftfahrzeuginnenraum ausreichend Platz für seine Bedürfnisse bietet.
  • Von Vorteil ist es dabei auch, wenn die virtuelle Umgebung aus der Benutzerperspektive dargestellt wird und sich diese korrespondierend zur Benutzerbewegung ändert. Dabei stellt es eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, dass die Messeinrichtung die Position der am Kopf tragbaren Anzeigeeinrichtung wiederholt ermittelt und als jeweils aktuelle Positionsdaten der Simulationseinheit bereitstellt, wobei die Simulationseinheit bei der Erzeugung der Bilder die jeweils aktuellen Positionsdaten berücksichtigt, indem die Simulationseinheit eine virtuelle Perspektive der Bilder in Abhängigkeit von den jeweils aktuellen Positionsdaten festlegt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine reale Fahrzeugkomponente, insbesondere ein Sitz und/oder Lenkrad, bereitgestellt, wobei die reale Fahrzeugkomponente automatisch in Abhängigkeit von einem Messergebnis der Ersteinmessung auf eine vorbestimmte Position eingestellt wird. Das Bereitstellen von realen Komponenten, insbesondere Kraftfahrzeugkomponenten, in Kombination mit einer Fahrzeugsimulation ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise dem Benutzer die Simulation des Kraftfahrzeugs nicht nur auf optische, sondern auch auf haptische, erfühlbare Weise erfahrbar gemacht wird. Die Ergebnisse der Messeinrichtung, insbesondere die der Ersteinmessung, können nun vorteilhafterweise dazu genutzt werden, diese realen Kraftfahrzeugkomponenten automatisch auf die jeweilige Benutzergröße und die Größenverhältnisse seiner Körperteile einzustellen, beispielsweise eine angepasste Sitzhöhe, Rückenlehnenneigung der Rückenlehne des Sitzes, einen Abstand des Sitzes zum Lenkrad, die Lenkradhöhe, und so weiter. Darüber hinaus kann als reale Fahrzeugkomponente alternativ oder zusätzlich auch ein Gangwahlhebel und/oder eine Pedalerie und/oder eine Bedieneinheit eines Boardinfotainment-Systems und/oder weitere Elemente in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein. Diese Daten, insbesondere die aus der Benutzervermessung abgeleiteten Einstellpositionen der jeweiligen realen Fahrzeugkomponenten, können auch weiterverwendet werden. Sie können beispielsweise abgespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt, zum Beispiel wenn der Benutzer ein neues Kraftfahrzeug kauft, in dieses Kraftfahrzeug eingelesen werden, woraufhin das Kraftfahrzeug die jeweiligen Kraftfahrzeugkomponenten, wie den Kraftfahrzeugsitz und/oder das Lenkrad, auf diese vorbestimmten, an den Benutzer angepassten Einstellpositionen einstellt.
  • Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass auch die realen Kraftfahrzeugkomponenten in einer Eins-zu-Eins-Abbildung auf die virtuelle Umgebung übertragen sind, das heißt in der virtuellen Umgebung wird ebenfalls zum Beispiel ein virtueller Sitz und/oder ein virtuelles Lenkrad dargestellt, wobei durch die Eins-zu-Eins-Abbildung gewährleistet ist, dass die Relativpositionen zwischen den virtuell dargestellten Komponenten und dem virtuellen Abbild des Benutzers dieselben sind wie die Relativpositionen zwischen den realen Komponenten und dem Benutzer. Dies ist besonders vorteilhaft, da so ein versehentliches Stollen an den realen Komponenten durch den Benutzer, der diese beim Tragen der Anzeigeeinrichtung nicht sehen kann, vermieden werden kann. Umso mehr wird diese Kollisionsgefahr reduziert, als der Benutzer in der virtuellen Umgebung zusätzlich sein eigenes virtuelles Abbild sehen kann. Zudem wird es dadurch ermöglicht, zielgerichtet nach virtuell dargestellten Komponenten zu greifen und dabei automatisch die entsprechenden realen Komponenten zu erfassen, was ebenfalls wiederum erst durch die Eins-zu-Eins-Abbildung der realen Komponenten in der virtuellen Umgebung sowie durch das zum Benutzer korrespondierende virtuelle Abbild ermöglicht wird.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellt die Simulationseinheit Bilder der virtuellen Umgebung an einer zweiten Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Bilder und/oder an einer Projektionseinrichtung, insbesondere an einem Beamer, bereit, um die bereitgestellten Bilder auf eine Projektionsfläche zu projizieren. Lässt sich beispielsweise ein Benutzer eine virtuelle Umgebung simulieren, so kann durch das Anzeigen durch eine weitere Anzeigeeinrichtung oder das Projizieren mittels eines Beamers auf eine Projektionsfläche die virtuelle Umgebung auch für außenstehende Personen dargestellt werden. Nutzt beispielsweise ein Benutzer die Simulationsanordnung zur Simulation der virtuellen Umgebung bei einem Autohändler, kann der Verkäufer selbst die Handlungen des Benutzers in der virtuellen Umgebung nachvollziehen und diesem beispielsweise beratend zur Seite stehen.
  • Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsimulationsanordnung zur Simulation einer virtuellen Umgebung und zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs weist eine Simulationseinheit auf, die dazu ausgelegt ist, Bilder einer virtuellen Umgebung zu erzeugen, und eine am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die von der Simulationseinheit erzeugten Bilder anzuzeigen. Weiterhin weist die Kraftfahrzeugsimulationsanordnung eine Messeinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, während der Simulation wiederholt eine aktuelle Position zumindest eines Teils eines Benutzers in Bezug zu einem vorbestimmten Koordinatensystem zu ermitteln und als Ergebnis einer jeweiligen Ermittlung jeweils aktuelle Messdaten an die Simulationseinheit bereitzustellen, wobei die Simulationseinheit dazu ausgelegt ist, die Bilder der virtuellen Umgebung mit einem in der virtuellen Umgebung befindlichen virtuellen Abbild des zumindest einen Teils des Benutzers in Abhängigkeit der jeweils aktuellen Messdaten zu erzeugen, sodass bei einer Änderung der Position des zumindest einen Teils des Benutzers die Position des virtuellen Abbilds in der virtuellen Umgebung geändert wird.
  • Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen genannten Merkmale, Merkmalskombinationen und deren Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsimulationsanordnung. Des Weiteren ermöglichen die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen Ausgestaltungen genannten Verfahrensschritte die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsimulationsanordnung durch weitere gegenständliche Merkmale.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
  • Dabei zeigen:
  • 1a eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugsimulationsanordnung zur Simulation einer virtuellen Umgebung mit einem Benutzer in einer ersten Position gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 1b eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugsimulationsanordnung zur Simulation einer virtuellen Umgebung mit einem Benutzer in einer zweiten Position gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 1a zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugsimulationsanordnung 10 zur Simulation einer virtuellen Umgebung 12. Die Kraftfahrzeugsimulationsanordnung 10 umfasst dabei eine Simulationseinheit 14, eine als VR-Brille 16 ausgebildete, am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung und eine Messeinrichtung 18. Die Simulationseinheit 14 erzeugt dabei Bilder einer virtuellen Umgebung 12, die einem Benutzer 20a über die VR-Brille 16 angezeigt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei nun, dass dem Benutzer dabei gleichzeitig ein virtuelles Abbild 20b von sich selbst in der virtuellen Umgebung 12 dargestellt wird. Um dies zu ermöglichen, vermisst die Messeinrichtung 18 den Benutzer, liefert die Messdaten an die Simulationseinheit 14, welche daraufhin ein Benutzermodell beziehungsweise einen Avatar 20b generiert, der zumindest in seinen Proportionen und in der Körpergröße mit dem Benutzer übereinstimmt und diesen in der virtuellen Umgebung darstellt. Während einer Simulation erfasst die Messeinrichtung 18 die Positionen der einzelnen Benutzerkörperteile wiederholt, insbesondere fortwährend, und die Simulationseinheit 14 aktualisiert die Bilddaten entsprechend, sodass sich das virtuelle Abbild 20b des Benutzers 20a korrespondierend zum Benutzer 20a bewegt. Darüber hinaus weist die Kraftfahrzeugsimulationsanordnung auch reale Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere einen Sitz 22a und ein Lenkrad 24a, auf. Diese werden in korrespondierender Weise, das heißt in einer Eins-zu-Eins-Abbildung ebenfalls in der virtuellen Umgebung 12 als virtueller Sitz 22b und virtuelles Lenkrad 24b dargestellt. Bevorzugt werden in der virtuellen Umgebung 12 noch weitere Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere ein gesamtes Kraftfahrzeug oder der gesamte Kraftfahrzeuginnenraum beziehungsweise Ausschnitte davon, dargestellt, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt sind. Auch wird die virtuelle Umgebung 12 dem Benutzer 20a über die VR-Brille 16 aus der Perspektive des virtuellen Abbilds 20b dargestellt. Bewegt sich also der Benutzer 20a relativ zu den realen Kraftfahrzeugkomponenten, so sieht er in der virtuellen Umgebung sich in entsprechender Weise relativ zu den virtuell dargestellten Komponenten bewegen. Auf diese Weise werden dem Benutzer 20a Teile seiner realen Umgebung auch in der virtuellen Umgebung 12 dargestellt, was es ihm ermöglicht, sich in seiner realen Umgebung, die er mit aufgesetzter VR-Brille 16 nicht direkt sehen kann, dennoch zu orientieren und unbeabsichtigte Zusammenstöße mit den realen Komponenten zu vermeiden. Auch ermöglicht es ihm ein zielgerichtetes Greifen und Bedienen der realen Komponenten. Insbesondere durch die Darstellung seines virtuellen Abbilds 20b wird dem Benutzer 20a eine deutlich bessere Steuerung seines eigenen Bewegungsapparats ermöglicht und Schwindelgefühle, Orientierungslosigkeit und Irritationen des Benutzers 20a vermieden, was erst durch die Mitbewegung des dargestellten virtuellen Abbilds 20b korrespondierend zu den Benutzerbewegungen ermöglicht wird.
  • Um dies zu verdeutlichen, ist die Kraftfahrzeugsimulationsanordnung 10 nochmals schematisch in 1b dargestellt, jedoch nun mit dem Benutzer 20a in einer anderen Position. Während also in 1a der Benutzer 20a neben dem Sitz 22a steht, sitzt nun der Benutzer 20a in 1b auf dem Sitz 22a und greift nach dem Lenkrad 24a. Simultan zu dieser Benutzerbewegung bewegt sich nun auch das in der virtuellen Umgebung 12 dargestellte Abbild 20b des Benutzers 20a, das heißt es steht, wie in 1 dargestellt, korrespondierend zum Benutzer 20a ebenfalls neben dem virtuellen Sitz 22b, während es, wie in 1b dargestellt, ebenfalls auf dem virtuellen Sitz 22b sitzt, korrespondierend zum Benutzer 20a auf dem realen Sitz 22a.
  • Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, die Messergebnisse der Vermessung des Benutzers 20a für eine automatische Einstellung der realen Komponenten, die dem realen Sitz 22a und dem realen Lenkrad 24a zu nutzen, was in 1a schematisch durch die Pfeile am Fuß des realen Sitzes 22a symbolisiert werden soll. Um dennoch die Konsistenz zwischen der Anordnung der realen Komponenten zueinander zur Anordnung der virtuellen Komponenten zueinander zu gewährleisten, ist es weiterhin vorgesehen, dass die Darstellung der virtuellen Umgebung 12 korrespondierend zu Positionsveränderungen der realen Komponenten angepasst wird, so dass immer eine Eins-zu-Eins-Abbildung zwischen den realen Komponenten und den virtuellen Komponenten gewährleistet ist.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung 12. Dabei wird in einem Schritt S10 der Benutzer 20a von der Messeinrichtung 18 vermessen und das Ergebnis dieser Vermessung als aktuelle Messdaten an der Simulationseinheit 14 bereitgestellt. Die Simulationseinheit 14 erzeugt nun Bilder einer virtuellen Umgebung 12 unter Berücksichtigung der aktuellen Messdaten in Schritt S12. Die Simulationseinheit 14 verwendet dabei die Messdaten dazu, das virtuelle Abbild 20b des Benutzers 20a zu erzeugen, welches in seiner Größe und seinen Körperproportionen mit dem Benutzer 20a übereinstimmt. Diese virtuelle Umgebung 12 wird dann in Schritt S14 über eine VR-Brille 16 ausgegeben. Die durch die VR-Brille 16 ausgegebene Darstellung beinhaltet dabei ein virtuelles Abbild 20b des Benutzers 20a in einer Position, die zur Position des Benutzers 20a, insbesondere zu seiner Körperhaltung, korrespondiert.
  • Diese Verfahrensschritte werden dabei fortwährend wiederholt, das heißt es werden ständig in Schritt S10 die Positionen der Benutzerkörperteile beziehungsweise die Körperhaltung erfasst, auf Basis dieser Erfassung in Schritt S12 wiederum die durch die Simulationseinheit 14 bereitgestellten Bilddaten aktualisiert und in Schritt S14 die aktualisierten Bilddaten über die VR-Brille 16 ausgegeben, und so weiter. Ändert sich also die Position des Benutzers 20a beziehungsweise dessen Körperhaltung, so wird dies durch das virtuelle Abbild 20b des Benutzers 20a in der virtuellen Umgebung 12 in synchroner Weise dargestellt.
  • Insgesamt werden somit ein Verfahren und eine Kraftfahrzeugsimulationsanordnung bereitgestellt, welche es ermöglichen, beispielsweise bei einem Autohändler eine Einmessung eines Kunden durchzuführen und diesen somit in die virtuelle Umgebung, zum Beispiel bei einer virtuellen Testfahrt mit einer VR-Brille, einzubringen. Dazu können automatisch die Gelenkpunkte des Kunden erfasst werden, damit er in verschiedene Positionen, zum Beispiel im Fahrzeug sitzend, simuliert werden kann. Weiterhin kann er auch in seiner sitzenden Position von einem entsprechenden System erfasst und als Eins-zu-Eins-Abbildung in die virtuelle Umgebung übertragen werden. Die fortwährende Erfassung des Benutzers beziehungsweise der Benutzerkörperhaltung ermöglicht die Synchronisation zwischen den Nutzerbewegungen und seinem virtuellen Abbild. Darüber hinaus können die erfassten Daten beim Einmessen des Benutzers zusätzlich für eine optimale Sitz- und Lenkradeinstellung sowohl für real bereitgestellte Simulationskomponenten wie auch korrespondierend im virtuellen Fahrzeug und insbesondere auch später im realen Fahrzeug verwendet werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Bereitstellen einer Simulation einer virtuellen Umgebung (12) mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Simulationseinheit (14) Bilder einer virtuellen Umgebung (12) erzeugt und eine am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung (16) die von der Simulationseinheit (14) erzeugten Bilder anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (18) während der Simulation wiederholt eine aktuelle Position zumindest eines Teils eines Benutzers (20a) ermittelt und als Ergebnis einer jeweiligen Ermittlung jeweils aktuelle Messdaten an die Simulationseinheit (14) bereitstellt, wobei die Simulationseinheit (14) die Bilder der virtuellen Umgebung (12) mit einem in der virtuellen Umgebung (12) befindlichen virtuellen Abbild (20b) des zumindest einen Teils des Benutzers (20a) in Abhängigkeit der jeweils aktuellen Messdaten erzeugt, so dass bei einer Änderung der Position des zumindest einen Teils des Benutzers (20a) die Position des virtuellen Abbilds (20b) in der virtuellen Umgebung (12) geändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (18) den zumindest einen Teil eines Benutzers (20a) optisch und/oder oder akustisch erfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ersteinmessung durchgeführt wird, bei welcher Gelenkpunkte und/oder Körperendpunkte des Benutzers (20a) ermittelt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Teil des Benutzers (20a) dreidimensional erfasst wird und das virtuelle Abbild (20b) den zumindest einen Teil des Benutzers (20a) dreidimensional abbildet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (18) die Position der am Kopf tragbaren Anzeigeeinrichtung (16) wiederholt ermittelt und als jeweils aktuelle Positionsdaten der Simulationseinheit (14) bereitstellt, wobei die Simulationseinheit (14) bei der Erzeugung der Bilder die jeweils aktuellen Positionsdaten berücksichtigt, indem die Simulationseinheit (14) eine virtuelle Perspektive der Bilder in Abhängigkeit von den jeweils aktuellen Positionsdaten festlegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine reale Fahrzeugkomponente, insbesondere ein Sitz (22a) und/oder Lenkrad (24a), bereitgestellt ist, wobei die reale Fahrzeugkomponente automatisch in Abhängigkeit von einem Messergebnis der Ersteinmessung auf eine vorbestimmte Position eingestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationseinheit (14) Bilder der virtuellen Umgebung (12) an einer zweiten Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Bilder und/oder an einer Projektionseinrichtung, insbesondere einen Beamer, bereitstellt, um die bereitgestellten Bilder auf eine Projektionsfläche zu projizieren.
  8. Kraftfahrzeugssimulationsanordnung (10) zur Simulation einer virtuellen Umgebung (12) mit zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftfahrzeugssimulationsanordnung (10) eine Simulationseinheit (14) aufweist, die dazu ausgelegt ist, Bilder einer virtuellen Umgebung (12) zu erzeugen, und eine am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung (16), die dazu ausgelegt ist, die von der Simulationseinheit (14) erzeugten Bilder anzuzeigen, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (18), die dazu ausgelegt ist, während der Simulation wiederholt eine aktuelle Position zumindest eines Teils eines Benutzers (20a) in Bezug zu einem vorbestimmten Koordinatensystem zu ermitteln und als Ergebnis einer jeweiligen Ermittlung jeweils aktuelle Messdaten an die Simulationseinheit (14) bereitzustellen, wobei die Simulationseinheit (14) dazu ausgelegt ist, die Bilder der virtuellen Umgebung (12) mit einem in der virtuellen Umgebung (12) befindlichen virtuellen Abbild (20b) des zumindest einen Teils des Benutzers (20a) in Abhängigkeit der jeweils aktuellen Messdaten zu erzeugen, so dass bei einer Änderung der Position des zumindest einen Teils des Benutzers (20a) die Position des virtuellen Abbilds (20b) in der virtuellen Umgebung (12) geändert wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109804333A (zh) * 2017-06-15 2019-05-24 腾讯科技(深圳)有限公司 基于用户的物理尺寸定制用户界面面板的系统和方法
CN112270864A (zh) * 2020-11-05 2021-01-26 中电海康集团有限公司 一种基于第一人称视线位置调整的驾培教学方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5588139A (en) * 1990-06-07 1996-12-24 Vpl Research, Inc. Method and system for generating objects for a multi-person virtual world using data flow networks
DE29720443U1 (de) * 1996-11-18 1998-03-12 Chrysler Corp Kalibration einer Handstellung und Auswahl eines virtuellen Bildes für einen Virtual-Reality-Fahrzeugsimulator
EP0959444A1 (de) * 1996-08-14 1999-11-24 Nurakhmed Nurislamovich Latypov Verfahren und vorrichtung zur verfolgung und bilderfassung der dreidimensionalen position und orientierung eines gegenstandes sowie zur präsentation eines virtuellen raumes an diesen gegenstand
EP1533683A2 (de) * 2003-11-21 2005-05-25 Seat, S.A. Gemischtes Realität-Simulationssystem
DE202012008554U1 (de) * 2012-09-07 2012-12-07 Sata Gmbh & Co. Kg System zur Simulation einer Bedienung einer Farbauftragsvorrichtung
GB2506203A (en) * 2012-09-25 2014-03-26 Jaguar Land Rover Ltd Interacting with a simulated vehicle display on a second display device
DE102014208048A1 (de) * 2014-04-29 2015-10-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Personalisierung eines Ausstellungsraums

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5588139A (en) * 1990-06-07 1996-12-24 Vpl Research, Inc. Method and system for generating objects for a multi-person virtual world using data flow networks
EP0959444A1 (de) * 1996-08-14 1999-11-24 Nurakhmed Nurislamovich Latypov Verfahren und vorrichtung zur verfolgung und bilderfassung der dreidimensionalen position und orientierung eines gegenstandes sowie zur präsentation eines virtuellen raumes an diesen gegenstand
DE29720443U1 (de) * 1996-11-18 1998-03-12 Chrysler Corp Kalibration einer Handstellung und Auswahl eines virtuellen Bildes für einen Virtual-Reality-Fahrzeugsimulator
EP1533683A2 (de) * 2003-11-21 2005-05-25 Seat, S.A. Gemischtes Realität-Simulationssystem
DE202012008554U1 (de) * 2012-09-07 2012-12-07 Sata Gmbh & Co. Kg System zur Simulation einer Bedienung einer Farbauftragsvorrichtung
GB2506203A (en) * 2012-09-25 2014-03-26 Jaguar Land Rover Ltd Interacting with a simulated vehicle display on a second display device
DE102014208048A1 (de) * 2014-04-29 2015-10-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Personalisierung eines Ausstellungsraums

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109804333A (zh) * 2017-06-15 2019-05-24 腾讯科技(深圳)有限公司 基于用户的物理尺寸定制用户界面面板的系统和方法
CN109804333B (zh) * 2017-06-15 2021-05-28 腾讯科技(深圳)有限公司 基于用户的物理尺寸定制用户界面面板的系统和方法
CN112270864A (zh) * 2020-11-05 2021-01-26 中电海康集团有限公司 一种基于第一人称视线位置调整的驾培教学方法及系统
CN112270864B (zh) * 2020-11-05 2022-06-21 中电海康集团有限公司 一种基于第一人称视线位置调整的驾培教学方法及系统

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