DE102015006105A1

DE102015006105A1 - Verfahren und Vorrichtung zur bildlichen Darstellung statischer Inhalte

Info

Publication number: DE102015006105A1
Application number: DE102015006105.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Grünler; Marc Necker; Dirk Olszewski
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-05-09
Filing date: 2015-05-09
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildlichen Darstellung, wobei mindestens eine Information (Z1, Z2) an einer Anzeigeposition (AP1, AP2) als ein virtuelles Bild (vB) einem Bild (B) einer realen Umgebung, insbesondere einer Umgebung eines Fahrzeugs (1), überlagert dargestellt wird. Erfindungsgemäß wird die Darstellung der Information (Z1, Z2) in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition (OP) mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts (O1 bis On) variabel eingestellt, indem die Anzeigeposition (AP1, AP2) derart verschieden von der Objektposition (OP) gewählt wird und/oder zumindest ein Darstellungsparameter der Information (Z1, Z2) derart eingestellt wird, dass die Information (Z1, Z2) virtuell außerhalb des Objekts (O1 bis On) dargestellt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildlichen Darstellung statischer Inhalte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Vorrichtungen für eine bildliche Darstellung bringen beispielsweise eine erzeugte und visuell erfassbare Information in Überlagerung mit einer aufgenommenen und wahrnehmbaren realen Umgebung. Dabei werden die Informationen lagerichtig in Umgebungsbildern oder die Umgebung überlagernd dargestellt, wobei die Umgebungsbilder im Hintergrund der bildlichen Darstellung wahrnehmbar sind. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise teildurchsichtige Anzeigeeinheiten, wie eine so genannte HUD-Anzeigeeinheit (HUD = Head-up-Display) und eine so genannte HMD-Anzeigeeinheit (HMD = Head-Mounted-Display), oder undurchsichtige Anzeigeeinheiten, zum Beispiel ein herkömmlicher Bildschirm.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Kameraanordnung für ein Fahrzeug ist aus der DE 10 2012 001 950 A1 sowie eine Kameraanordnung bekannt. Bei dem Verfahren wird auf einer Oberfläche wenigstens eine Bildinformation (fortan kurz als Information bezeichnet) dargestellt, wobei in Abhängigkeit von einer Eigenbewegung der Oberfläche die wenigstens eine Information derart verändert wird, dass die Eigenbewegung der Oberfläche zumindest weitgehend kompensiert wird. Dazu werden von einer Kamera der Kameraanordnung wenigstens zwei aufeinanderfolgende Bilder aufgenommenen, wobei wenigstens ein Bezugsobjekt identifiziert wird, welches in beiden aufeinanderfolgenden Bildern vorhanden ist, und wobei die wenigstens eine Information während der Eigenbewegung der Oberfläche relativ zu dem wenigstens einen Bezugsobjekt fixiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur bildlichen Darstellung statischer Inhalte anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Darstellung statischer Inhalte wird mindestens eine Information an einer Anzeigeposition als ein virtuelles Bild einem Bild einer realen Umgebung, insbesondere einer Umgebung eines Fahrzeugs, überlagert dargestellt.
Erfindungsgemäß wird die Darstellung der Information in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts variabel eingestellt, indem die Anzeigeposition derart verschieden von der Objektposition gewählt wird und/oder zumindest ein Darstellungsparameter der Information derart eingestellt wird, dass die Information virtuell außerhalb des Objekts dargestellt wird.
Im Gegensatz zu einer außerhalb dieser Erfindung liegenden sogenannten kontaktanalogen Darstellung werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens statische Inhalte bildlich, also für einen Betrachter visuell wahrnehmbar, dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine bildliche Darstellung der Information in Abhängigkeit von einer aktuellen und/oder einer in naher Zukunft eintretenden Fahrsituation, insbesondere der Objektposition des mindestens einen in der realen Umgebung befindlichen Objekts. Durch die situationsabhängige, d. h. objektpositions- und objektabstandsabhängige Einstellung der Anzeigeposition wird vorteilhaft vermieden, dass die Information ein Objekt überlagernd dargestellt wird, das sich in einer geringeren Distanz als ein virtueller Bildabstand in einem Anzeigebereich befindet.
Beispielsweise wird vorteilhaft vermieden, dass die Information ein vor dem Fahrzeug befindliches weiteres Fahrzeug überlagert und somit eine Sicht auf dieses beeinträchtigt.
Beispielsweise werden durch Head-up-Displays (HUD) in Fahrzeugen Informationen in einem bestimmten virtuellen Bildabstand dargestellt. Der virtuelle Bildabstand wird beispielsweise mit etwa zwei Meter eingestellt, um die Information für den Betrachter im Bereich der Motorhaube des Fahrzeugs darzustellen und die dort dargestellten Informationen, beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Füllstandsanzeige des Tanks und/oder ein Betriebsparameter, beispielsweise die Temperatur eines Kühlmittels, als dem Fahrzeug zugeordnet darzustellen. Neben diesen fahrzeugbezogenen Informationen können andauernd oder zeitweise Informationen dargestellt werden, die sich beispielsweise auf eine aktuell durchfahrene Umgebung beziehen und beispielsweise mittels eines Verkehrszeichenassistenzsystems erfasst wurden. Mittels derartiger Informationen wird beispielsweise eine aktuell geltende Geschwindigkeitsbegrenzung oder ein Durchfahren einer Spielstraße dargestellt. Solche Informationen werden, wie auch die fahrzeugbezogenen Informationen, als statische Informationen bezeichnet.
Statische Informationen werden beispielsweise mit einem virtuellen Bildabstand von 10 m dargestellt.
Eine derart großer virtueller Bildabstand führt allerdings zu Irritationen des Betrachters, insbesondere eines Fahrers des Fahrzeugs, wenn die Informationen reale Objekte überlagernd dargestellt werden, deren Objektabstand geringer ist als der virtuelle Bildabstand.
Solche Fahrsituationen treten beispielsweise bei geringen Fahrzeugabständen in einem Stau, an einer Ampel oder beim Einparken auf. In diesen Fällen wird die dargestellte Information von dem Betrachter beispielsweise innerhalb eines vorausfahrenden Fahrzeugs wahrgenommen. In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Einstellung der Anzeigeposition durch Variation des virtuellen Bildabstands in Abhängigkeit des Objektabstands durchgeführt, so dass eine vom Fahrer des Fahrzeugs innerhalb eines vorausfahrenden Fahrzeugs wahrgenommene Darstellung der Information vermieden wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem eine mögliche, auf Bewegungen dargestellter Informationen relativ zu ähnlich weit entfernten Objekten beruhende Irritation des Fahrers reduziert. Diese Relativbewegungen können sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Bewegungskomponente aufweisen, wobei vertikale Bewegungskomponenten beispielsweise aus Nickbewegungen des Fahrzeugs resultieren, während horizontale Bewegungskomponenten insbesondere bei Fahrten durch Kurven mit engen Radien, beispielsweise während eines Abbiegevorgangs, vorliegen.
Mittels des Verfahrens sind insbesondere Relativbewegungen statisch dargestellter Informationen reduziert, so dass die dargestellte Information für den Fahrer des Fahrzeugs leicht und eindeutig wahrnehmbar ist und eine Ermüdung des Fahrers infolge unerwünschter Relativbewegungen der Information zumindest reduziert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Bilds einer realen Umgebung eines Fahrzeugs, eines Anzeigebereichs und in dem Anzeigebereich dargestellter Informationen aus dem Blickwinkel eines Betrachters,
2 eine schematische Darstellung eines ersten Fahrzeugs in einer ersten Fahrsituation sowie eine Positionierung eines virtuellen Bilds,
3 eine schematische Darstellung des ersten Fahrzeugs in einer zweiten Fahrsituation sowie eine angepasste Positionierung eines virtuellen Bilds, und
4 eine schematische Darstellung des ersten Fahrzeugs in einer dritten Fahrsituation.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch ein Blick eines in einem Fahrzeug 1 sitzenden Betrachters 6 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 in einer ersten Fahrsituation dargestellt. Der Betrachter 6 sieht ein Bild B einer realen Umgebung des Fahrzeugs 1, insbesondere einen Ausschnitt der realen Umgebung vor dem Fahrzeug 1, in dem sich eine Anzahl von Objekten O1 bis On befindet.
Die Objekte O1 bis On sind beispielsweise andere parkende oder fahrende Fahrzeuge (= Objekte O1 bis O4, On). Weitere Objekte O5, O6 sind Gebäude oder Personen.
Innerhalb des Bilds B können mehrere Anzeigebereiche 4.1, 4.2 vorgesehen sein.
Jeder der Anzeigebereiche 4.1, 4.2 ist ein virtueller zwei- oder dreidimensionaler Bereich, innerhalb dessen mindestens eine statische Information Z1, Z2 an einer Anzeigeposition AP1, AP2 virtuell das Bild B oder einen Ausschnitt des Bilds B überlagernd dargestellt wird oder darstellbar ist.
Unter einer Anzeigeposition AP1, AP2 werden vereinfachend Bereiche der jeweiligen Anzeigebereiche 4.1, 4.2 verstanden, an denen die Information Z1, Z2 dargestellt ist und die aufgrund der jeweiligen vertikalen und/oder horizontalen Ausdehnung der Information Z1, Z2 von dieser eingenommen sind.
Für in 2 näher dargestellte Objektpositionen OP gilt vorstehendes Verständnis entsprechend, wobei unter den Objektpositionen OP vereinfachend Bereiche des Bilds B verstanden werden, die aufgrund der jeweiligen vertikalen und/oder horizontalen Ausdehnung der Objekte O1 bis On eingenommen sind.
Die Anzeigebereiche 4.1, 4.2 werden hinsichtlich ihrer Anzahl sowie hinsichtlich ihrer vertikalen und/oder horizontalen Ausdehnung sowie ihrer Position in dem Bild B gewählt.
Dazu ist jeder Anzeigebereich 4.1, 4.2 hinsichtlich seiner jeweiligen vertikalen und/oder horizontalen Ausdehnung sowie seiner Position in dem Bild B zu einem Zeitpunkt und/oder für einen Zeitraum mittels einer Verarbeitungseinheit 3 einstellbar.
Während der in 1 dargestellten ersten Fahrsituation sind innerhalb des Bilds B ein erster Anzeigebereich 4.1 und ein zweiter Anzeigebereich 4.2 vorgesehen, die jeweils durch eine unterbrochene erste Rahmenlinie R1 beziehungsweise zweite Rahmenlinie R2 hervorgehoben und umgrenzt dargestellt sind.
In dem ersten Anzeigebereich 4.1 ist die reale Umgebung wenigstens teilweise überlagernd eine erste Information Z1 an einer ersten Anzeigeposition AP1 dargestellt. Die erste Information Z1 ist beispielhaft in Form eines Hinweiszeichens auf eine in der aktuell von dem Fahrzeug 1 durchfahrenen realen Umgebung geltenden Geschwindigkeitsbegrenzung als eine statische Information dargestellt.
In dem zweiten Anzeigebereich 4.2 ist eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 als eine zweite Information Z2 an einer zweiten Anzeigeposition AP2 die reale Umgebung wenigstens teilweise überlagernd ebenfalls als eine statische Information dargestellt.
Die Informationen Z1, Z2 werden mittels einer Ausgabeeinheit 5 auf eine Frontscheibe 1.1 des Fahrzeugs 1 projiziert, so dass ein Head-up-Display realisiert wird.
In weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens werden die Informationen Z1, Z2 auf einen nicht dargestellten transparenten Projektionsschirm projiziert, der in Blickrichtung des Betrachters 6 vorzugsweise vor der Frontscheibe 1.1 angeordnet ist.
In weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens werden bzw. wird das Bild B und/oder die Informationen Z1, Z2 zusätzlich oder alternativ auf einer so genannten HMD-Anzeigeeinheit (HMD = Head-Mounted-Display) oder auf einer undurchsichtigen Anzeigeeinheit, zum Beispiel einem herkömmlichen Bildschirm, ausgegeben.
In weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens ist die mindestens eine Information Z1, Z2 beispielsweise eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und/oder ein Navigationshinweis.
Dem Betrachter 6 wird das virtuelle Bild vB mit der Information Z1, Z2 in einem virtuellen Bildabstand C innerhalb des Bilds B dargestellt.
Der virtuelle Bildabstand C ist ein durch den Betrachter 6 empfundener Abstand zwischen sich und der Information Z1, Z2 und wird als ein Abstand zwischen dem Betrachter 6 und einem ausgewählten, in der 1 beispielhaft bezeichneten Punkt P der dargestellten Information Z1, Z2 bestimmt.
In einem Anzeigebereich 4.1, 4.2 können mehrere Informationen Z1, Z2, in einer möglichen Ausgestaltung zusätzlich auch mit verschiedenen virtuellen Bildabständen C, dargestellt werden.
Wird die Information Z1, Z2 in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens in einem als dreidimensionaler Bereich ausgebildeten Anzeigebereich 4 dargestellt, wird der virtuelle Bildabstand C als ein Abstand zwischen dem Betrachter 6 und einem dem Betrachter 6 am nächsten liegend erscheinenden Punkt P bestimmt.
Zur Erzeugung der gezeigten Darstellung statischer Inhalte umfasst das Fahrzeug 1 eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung.
Die Vorrichtung umfasst mindestens eine zur Erfassung von Fahrzeug- und/oder Umgebungsdaten sowie einer Objektposition OP mindestens eines in der realen Umgebung des Fahrzeugs 1 befindlichen Objekts O1 bis On ausgebildete Erfassungseinheit 2 und mindestens die Verarbeitungseinheit 3, die zur Verarbeitung der Fahrzeug- und/oder Umgebungsdaten und zur Bereitstellung mindestens einer Information Z1, Z2 ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung mindestens eine zur optischen Ausgabe der Information Z1, Z2 in einem Anzeigebereich 4.1, 4.2 ausgebildete Ausgabeeinheit 5.
Die Verarbeitungseinheit 3 ist zur variablen Darstellung der Information Z1, Z2 in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition OP mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts O1 bis On ausgebildet, wobei mittels der Verarbeitungseinheit 3 die Anzeigeposition AP1, AP2 derart verschieden von der Objektposition OP wählbar ist und/oder zumindest ein Darstellungsparameter der Information Z1, Z2 derart einstellbar ist, dass die Information Z1, Z2 virtuell außerhalb des Objekts O1 bis On, insbesondere außerhalb der geometrischen Begrenzungen des Objekts O1 bis On, dargestellt ist. Weiterhin werden mittels der Verarbeitungseinheit 3 die Anzeigebereiche 4.1, 4.2 gewählt, wobei die Wahl insbesondere in Abhängigkeit der Umgebungs- und Fahrzeugdaten erfolgt.
Das Bild B der realen Umgebung wird mittels der mindestens einen Erfassungseinheit 2 erfasst, wobei die Erfassungseinheit 2 beispielsweise eine Stereokamera, eine omnidirektionale Kamera, eine Infrarotkamera, eine Laser-Scan-Einheit, mindestens einen Ultraschallsensor, mindestens einen Infrarotsensor, mindestens eine Infrarotkamera, mindestens einen Radarsensor und/oder mindestens einen Lidarsensor umfasst.
Die Erfassungseinheit 2 ist zur Erfassung des Bilds B und zur Weiterleitung des erfassten Bilds B und/oder von Bilddaten an die Verarbeitungseinheit 3 ausgebildet. Vorteilhaft erfolgen die Erfassung des Bilds B und die Weiterleitung desselben und/oder von Bilddaten in Echtzeit, um Verzögerungen der Einstellung der Anzeigebereiche 4.1, 4.2 zumindest weitestgehend zu vermeiden.
Zur Einstellung der Anzeigebereiche 4.1, 4.2 ist die Verarbeitungseinheit 3 mit der Erfassungseinheit 2 und der Ausgabeeinheit 5 gekoppelt. Die Verarbeitungseinheit 3 ist zur Verarbeitung von Bildern B und/oder Bilddaten der Erfassungseinheit 2, zur Erzeugung mindestens einer Information Z1, Z2 und zur Ermittlung der Anzeigebereiche 4.1, 4.2 in der realen Umgebung, in welcher die mindestens eine Information Z1, Z2 die reale Umgebung überlagernd dargestellt wird, ausgebildet.
Die Darstellung der Information Z1, Z2 ist mittels Steuerbefehlen einstellbar, die von der Verarbeitungseinheit 3 an die Ausgabeeinheit 5 übermittelbar sind.
In einer weiteren Ausführung der Vorrichtung ist die Verarbeitungseinheit 3 zur Erkennung und Ermittlung einer jeweiligen Objektposition OP von in dem entsprechenden Anzeigebereich 4.1, 4.2 vorhandenen Objekten O1 bis On, zur Ermittlung eines Objektabstands D zwischen einer Fahrzeugposition FP (siehe 2 und 3) und zumindest einem Objekt O1 bis On sowie zum Vergleich des Objektabstands D mit dem aktuellen virtuellen Bildabstand C ausgebildet.
Die Ausgabeeinheit 5 ist wie bereits beschrieben als Projektor eines Head-up-Displays ausgebildet. In weiteren Ausführungen ist die Ausgabeeinheit 5 alternativ oder zusätzlich als HMD-Anzeigeeinheit (HMD = Head Mounted Display) oder als Bildschirm ausgebildet.
Im Betrieb wird das Verfahren zur Darstellung durchgeführt, indem mindestens eine Information Z1, Z2 an einer Anzeigeposition AP1, AP2 als ein virtuelles Bild vB einem Bild B einer realen Umgebung, insbesondere einer Umgebung des Fahrzeugs 1, überlagert dargestellt wird. Die Darstellung der Information Z1, Z2 wird in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition OP mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts O1 bis On variabel eingestellt, indem die Anzeigeposition AP1, AP2 derart verschieden von der Objektposition OP gewählt wird und/oder zumindest ein Darstellungsparameter der Information Z1, Z2 derart eingestellt wird, dass die Information Z1, Z2 außerhalb des Objekts O1 bis On dargestellt wird, wie dies nachfolgend anhand aller 1 bis 4 erläutert wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Anzeigeposition AP1, AP2 in Abhängigkeit von Umgebungsdaten und/oder von Fahrzeugdaten eingestellt.
Als Umgebungsdaten werden beispielsweise Navigationsdaten, Verkehrsinformationen, Wetterdaten, Daten aktueller und/oder erwarteter Lichtverhältnissen und/oder erfasste Bilddaten, beispielsweise mittels der Erfassungseinheit 2 erfasste Bilder B und/oder Bilddaten, genutzt. Die erfassten Bilder B und/oder Bilddaten werden einer internen Verarbeitung durch die Verarbeitungseinheit 3 verarbeitet und können auf der Ausgabeeinheit 5 optisch ausgegeben werden. Als Fahrzeugdaten werden zumindest eine Fahrzeuggeschwindigkeit, zumindest ein Lenkwinkel δ_R, Abstandsdaten, zumindest eine Fahrzeugbeschleunigung, zumindest eine Gierrate des Fahrzeugs 1 und/oder weiterer Fahrzeuge genutzt.
Die Anzeigeposition AP1, AP2 wird innerhalb mindestens eines aktuell verfügbaren Anzeigebereichs 4.1, 4.2 eingestellt.
Eine Ausdehnung des mindestens einen Anzeigebereichs 4.1, 4.2 wird in Abhängigkeit von der Objektposition OP, von den Umgebungsdaten und/oder den Fahrzeugdaten des Fahrzeugs 1 und/oder von Positionen weiterer Fahrzeuge eingestellt.
Die Anzeigeposition AP1, AP2 und/oder der mindestens eine Darstellungsparameter werden bzw. wird anhand von Anzeigepositionen AP1, AP2 und/oder mindestens eines Darstellungsparameters weiterer dargestellter Informationen Z1, Z2 eingestellt. Dadurch ist neben einer unerwünschten gegenseitigen Überdeckung von Informationen Z1, Z2 eine für die Wahrnehmung der Informationen Z1, Z2 durch den Benutzer 6 vorteilhafte räumliche Verteilung der dargestellten Informationen Z1, Z2 erreicht.
Darstellungsparameter der zumindest einen Information Z1, Z2 sind beispielsweise eine Farbsättigung, eine Helligkeit, ein Kontrast, ein Transparenzgrad, eine geometrische Größe, eine Umrandung und/oder eine Schriftgröße der zumindest einen Information Z1, Z2.
Die variable Einstellung der Anzeigeposition AP1, AP2 und/oder der mindestens eine Darstellungsparameter werden bzw. wird in einer Ausgestaltung des Verfahrens in Abhängigkeit einer erfassten Fahrsituation durchgeführt.
Eine Fahrsituation ist durch zu einem betrachteten Zeitpunkt vorliegende aktuelle und/oder in naher Zukunft vorliegende Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs 1, wie z. B. dessen Fahrzeugposition, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, durchfahrene Umgebung und sich in der Nähe des Fahrzeugs 1, insbesondere vor und neben dem Fahrzeug 1, befindliche Objekte O1 bis On bestimmt.
Eine Fahrsituation ist beispielsweise eine Fahrt des Fahrzeugs 1 auf einer Landstraße, auf welcher sich in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeugs 1 keine weiteren Fahrzeuge bewegen. In einer solchen Fahrsituation ist der Anzeigebereich 4.1, 4.2 nicht eingeschränkt und entspricht beispielsweise der gesamten horizontalen und vertikalen Ausdehnung des Bilds B beziehungsweise einer verfügbaren Anzeigefläche der Ausgabeeinheit 5. Innerhalb des Anzeigebereichs 4.1, 4.2 wird die Anzeigeposition AP1, AP2 entsprechend voreingestellter bevorzugter Darstellungsoptionen der Information Z1, Z2 eingestellt.
Der Anzeigebereich 4.1, 4.2 wird in einer Ausgestaltung des Verfahrens hinsichtlich seiner vertikalen Ausdehnung insbesondere dann eingeschränkt, wenn eine Wahrnehmung des Verkehrsgeschehens durch den Benutzer 6 nicht beeinträchtigt werden soll. Hierzu wird vorteilhaft die Information Z1, Z2, insbesondere eine statische Information Z1, Z2, derart in einem Blickfeld des Benutzers 6 dargestellt, dass verkehrsrelevante Umgebungsinformationen nicht verdeckt werden.
Beispielsweise wird hierbei die vertikale Ausdehnung des Anzeigebereichs 4.1, 4.2 von einem Rand, z. B. einem unteren Rand, der Anzeigeeinheit 5 bis zu einem Winkel von 1° unter der mittels der Ausgabeeinheit 5 dargestellten Horizontalen eingeschränkt.
Eine weitere Fahrsituation ist beispielsweise der Halt des Fahrzeugs 1 vor einer Lichtsignalanlage zusammen mit anderen Fahrzeugen. Dabei können sich Objektpositionen OP und/oder Objektabstände D mit Anzeigepositionen AP1, AP2 überlagern oder die Objektabstände D sind geringer als ein aktueller virtueller Bildabstand C.
Zur Ermittlung einer Fahrsituation und/oder zur Detektion von Objekten O1 bis On und zur Ermittlung von deren Objektposition OP wird die Erfassungseinheit 2 verwendet. Alternativ oder zusätzlich werden in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens insbesondere eine vorhandene Fahrzeugsensorik, wie zum Beispiel eine Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensorik verwendet.
Die Anzeigeposition AP1, AP2 kann durch eine Verschiebung der Information Z1, Z2 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung und/oder durch eine Einstellung des virtuellen Bildabstands vB eingestellt werden.
Dabei wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens beispielsweise eine Einschränkung der zumindest einen Information Z1, Z2 mittels einer Reduzierung eines Informationsgehalts, eines Ausblendens einzelner Informationen Z1, Z2 oder ganzer Gruppen von Informationen Z1, Z2 (auch als De-Contenting bezeichnet), einer flächigen Konzentration und/oder Gruppierung der zumindest einen Information Z1, Z2 durch eine Reduzierung der horizontalen und/oder vertikalen Ausdehnung des Anzeigebereichs 4.1, 4.2 und/oder mittels einer Adaption der Anzeigeposition einzelner Informationen Z1, Z2 in vertikaler und/oder horizontaler Richtung erreicht.
Die Einstellung der Anzeigeposition AP1, AP2 wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens in Abhängigkeit einer aktuellen Straßenklasse, beispielsweise einer Straße in einem Wohngebiet, einer Landstraße, einer Schnellstraße oder einer Autobahn, und/oder einer voraussichtlich in naher Zukunft befahrenen Straßenklasse durchgeführt. Die in naher Zukunft befahrene Straßenklasse wird beispielsweise je nach gewählter Route und/oder einer Vorhersage einer wahrscheinlich befahrenen Fahrbahn (auch als Most Probable Path bezeichnet) ermittelt. Beispielsweise wird die Information Z1, Z2 während des Befahrens einer Straße in einem Wohngebiet vorteilhaft so positioniert, dass eine Wahrnehmung von Umgebungsinformationen durch den Benutzer 6 insbesondere in einem Nahbereich des Fahrzeugs 1 möglichst nicht behindert wird.
Alternativ oder zusätzlich wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens die Anzeigeposition AP1, AP2 in Abhängigkeit von Kurvenradien eingestellt. Beispielsweise wird die Anzeigeposition AP1, AP2 bei einem engen und nach links zu durchfahrenden Kurvenradius in dem Anzeigebereich 4.1, 4.2 nach rechts verschoben, um dem Benutzer 6 einen ungehinderten Blick auf die Kurve zu ermöglichen. Eine solche Verschiebung nach rechts kann geringer ausfallen, wenn eine Kurve mit einem vergleichsweise weiten Kurvenradius zu durchfahren ist oder durchfahren wird. Jeder Kurvenradius wird innerhalb einer bestimmten Entfernung vor dem Fahrzeug 1 mittels einer Umkreissuche um eine aktuelle Position des Fahrzeugs 1 ermittelt. Alternativ oder zusätzlich erfolgt diese Ermittlung auf vor dem Fahrzeug 1 liegenden Abschnitten der aktuell befahrenen Route bis zu einer zu definierenden Suchentfernung und/oder auf der wahrscheinlich befahrenen Fahrbahn bis zu einer zu definierenden Suchentfernung.
Die gewählte Suchentfernung wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens beispielsweise von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, der Straßenklasse, einem aktuellen Lenkwinkel δ_R und/oder einem Abstand zu voraus befindlichen Objekten O1 bis On, die möglicherweise ein Sichthindernis darstellen, gewählt.
Alternativ oder zusätzlich wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens die Anzeigeposition AP1, AP2 in Abhängigkeit von Geschwindigkeitsschwellwerten eingestellt. Beispielsweise werden bei einem Geschwindigkeitsschwellwert von 50 km/h Anzeigepositionen AP1, AP2 gewählt, die dem Benutzer 6 einen größeren freien Blickwinkel erlauben als bei Geschwindigkeiten oberhalb des Geschwindigkeitsschwellwerts von 50 km/h. Durch eine solche Wahl ist eine bessere Wahrnehmung möglicher Gefahrenquellen durch den Benutzer 6, beispielsweise bei einer Ortsdurchfahrt, sichergestellt.
Diese Geschwindigkeitsschwellwerte werden in weiteren Ausgestaltungen in Abhängigkeit von einer aktuell gefahrenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 ermittelt. Alternativ oder zusätzlich werden die Geschwindigkeitsschwellwerte von aus Navigationsdaten oder mittels der Fahrzeugsensorik ermittelten Geschwindigkeitsbegrenzungen eines aktuell befahrenen Straßenabschnitts und/oder eines entsprechend einer Routenführung in naher Zukunft voraussichtlich befahrenen Straßenabschnitts und/oder der wahrscheinlich befahrenen Fahrbahn ermittelt. Beispielsweise wird ein hoher Geschwindigkeitsschwellwert gewählt, wenn in naher Zukunft ein Straßenabschnitt mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung erreicht wird, die erheblich, beispielsweise um 50 km/h, geringer als die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Durch eine solche Wahl wird für den erwarteten Bremsvorgang das freie Blickfeld des Benutzers 6 erweitert.
Alternativ oder zusätzlich wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens die Anzeigeposition AP1, AP2 in Abhängigkeit von einer topografischen Zuordnung der aktuell befahrenen Route und/oder der wahrscheinlich in naher Zukunft befahrenen Fahrbahn zu einer urbanen oder ländlichen Umgebung und/oder ähnlichen Gliederungskriterien eingestellt. Beispielsweise wird die Anzeigeposition AP1, AP2 derart gewählt, dass das freie Blickfeld des Benutzers 6 bei Erreichen einer urbanen Umgebung, beispielsweise einer Ortschaft, vergrößert ist.
Alternativ oder zusätzlich wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens die Anzeigeposition AP1, AP2 in Abhängigkeit von erfassten Verkehrsinformationen eingestellt. So wird beispielsweise bereits bei einer Annäherung des Fahrzeugs 1 an einen per Verkehrsfunk gemeldeten Stau das freie Blickfeld des Benutzers 6 vergrößert.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens einer der Darstellungsparameter variabel eingestellt, um die Information Z1, Z2 virtuell außerhalb des Objekts O1 bis On darzustellen.
Wird beispielsweise als Information Z1, Z2 eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 in einem Anzeigebereich 4.1, 4.2 dargestellt, kann in Abhängigkeit des Lenkwinkels δ_R, der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Objektabstands D die Information Z1, Z2 ein- oder ausgeblendet werden.
Soll die Information Z1, Z2 beispielsweise mit einem virtuellen Bildabstand vB von 10 m dargestellt werden, so erfolgt diese Darstellung bei einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von beispielsweise weniger als 30 km/h und bei einem aktuellen Objektabstand D von mehr als 10 m. Beträgt der aktuelle Objektabstand D dagegen weniger als 10 m, wird die Information Z1, Z2 bei einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von beispielsweise weniger als 30 km/h nicht dargestellt.
Beträgt dagegen die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mehr als 30 km/h, wird die Information Z1, Z2 gemäß einer möglichen Ausgestaltung unabhängig von dem aktuellen Objektabstand D dargestellt.
Die variable Einstellung der Anzeigeposition AP1, AP2 mittels einer Veränderung des virtuellen Bildabstands C wird anhand der 2 und 3 erläutert.
In 2 ist schematisch das Fahrzeug 1 in einer ersten Fahrsituation dargestellt. Vor dem Fahrzeug 1 befindet sich in einem ersten Objektabstand D1 ein als ein zweites Fahrzeug ausgebildetes Objekt O1. Der erste Objektabstand D1 ist größer als ein eingestellter und als erster virtueller Bildabstand C1 bezeichneter virtueller Bildabstand C des Anzeigebereichs 4 zu dem in 1 dargestellten Betrachter 6.
In dem ersten Anzeigebereich 4.1 werden Informationen Z1, Z2 an einer Anzeigeposition AP1 dem Betrachter 6 als zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt O1 als die reale Umgebung überlagernd dargestellt.
Eine Fahrsituation wird vorteilhaft anhand einer Erfassung von Objekten O1 bis On insbesondere in dem ersten Anzeigebereich 4.1 ermittelt. Dazu wird mittels der Erfassungseinheit 2 die reale Umgebung als Bild B erfasst und das Bild B und/oder Bilddaten an die Verarbeitungseinheit 3 übermittelt. Durch diese wird das Bild B verarbeitet, in dem Anzeigebereich 4 vorhandene Objekte O1 bis On werden erfasst und jeweils eine als Strichmarke dargestellte Objektposition OP der Objekte O1 bis On wird ermittelt.
Weiterhin wird durch die Verarbeitungseinheit 3 unter Nutzung von Fahrzeug- und Umgebungsdaten, beispielsweise der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und Navigationsdaten, eine als Strichmarke dargestellte eigene Fahrzeugposition FP ermittelt.
Der erste virtuelle Bildabstand C1 wird in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Objektpositionen OP der in der realen Umgebung detektierten Objekte O1 bis On relativ zu der ermittelten eigenen Fahrzeugposition FP eingestellt.
Aus den jeweils ermittelten Objektpositionen OP wird ein erster Objektabstand D1 zur Fahrzeugposition FP ermittelt, die mittels der Verarbeitungseinheit 3 mit dem aktuellen ersten virtuellen Bildabstand D1 verglichen wird. Als Fahrzeugposition FP wird ein Ort gewählt, an dem sich erwartungsgemäß der Betrachter 6 in dem Fahrzeug 1 befindet.
Ergibt der Vergleich, dass der ermittelte erste Objektabstand D1 größer als der erste virtuelle Bildabstand C1 ist, wird der erste virtuelle Bildabstand C1 beibehalten.
In der 3 ist eine Fahrsituation dargestellt, bei der das Fahrzeug 1 dem Objekt O1 gegenüber der 2 angenähert dargestellt ist, d. h. der Objektabstand D1 hat sich auf einen Objektabstand D2 verringert.
Der Vergleich von Objektposition OP und Fahrzeugposition FP ergibt, dass der ermittelte zweite Objektabstand D2 geringer als der erste virtuelle Bildabstand C1 ist.
Bei einer Ausgabe der Informationen Z1, Z2 in dem bisherigen ersten virtuellen Bildabstand C1 wird für den Betrachter 6 der Anschein erzeugt, dass sich der mit Strichlinien gezeigte Anzeigebereich 4.1 mit den Informationen Z1, Z2 innerhalb des Objektes O1 befindet.
Deshalb wird ein zweiter virtueller Bildabstand C2 eingestellt, indem der erste virtuelle Bildabstand C1 verringert wird. Der zweite virtuelle Bildabstand C2 ist derart ausgebildet, dass der mit Volllinien gezeigte zweite Anzeigebereich 4.2 zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt O1 liegt, so dass die Informationen Z1, Z2 an der zweiten Anzeigeposition AP2 dargestellt sind. Die Einstellung des virtuellen Bildabstands C, C1, C2 erfolgt dabei durch Einstellung einer Größe der Darstellung der Informationen Z1, Z2. Insbesondere wird bei einer Verkleinerung des virtuellen Bildabstands C, C1, C2 die Darstellung der Informationen Z1, Z2 vergrößert; bei einer Vergrößerung des virtuellen Bildabstands C, C1, C2 wird die Darstellung der Informationen Z1, Z2 verkleinert.
Zusätzlich kann eine Einstellung des ersten oder zweiten virtuellen Bildabstands C1, C2 in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens durch ein Verschieben der Informationen Z1, Z2 zu einer anderen Anzeigeposition AP2 des ersten Anzeigebereichs 4.1 oder eines anderen Anzeigebereichs 4.2 erfolgen, in welchen der Objektabstand D1, D2 größer ist oder keine Objekte O1, O2 vorhanden sind.
Wird bei der Verarbeitung wenigstens eines zu einem späteren Zeitpunkt aufgenommenen Bilds B festgestellt, dass alle ermittelten Objektabstände D, D1, D2 größer als der zweite virtuelle Bildabstand C2 sind, kann dieser wieder vergrößert werden. Beispielsweise kann der erste virtuelle Bildabstand C1 eingestellt werden, wenn dieser ein bevorzugter virtueller Bildabstand C ist Durch eine solche adaptive Steuerung des virtuellen Bildabstands C in Abhängigkeit der aktuellen Fahrsituation und in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition OP mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts O1 bis On ist vorteilhaft erreicht, dass der virtuelle Bildabstand C immer so eingestellt wird, dass die Darstellung der Information Z1, Z2 für den Betrachter 6 nicht innerhalb eines Objekts O1 bis On, sondern virtuell außerhalb des Objekts O1 bis On dargestellt wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens werden nur Objekte O1 bis On detektiert, die sich in dem aktuell verwendeten Anzeigebereich 4.1, 4.2 befinden. Dadurch ist vorteilhaft eine Verarbeitung nicht relevanter Daten reduziert.
Die Darstellung der Information Z1, Z2 wird in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition OP mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts O1 bis On hinsichtlich mindestens eines Darstellungsparameters verändert. Dabei sind Darstellungsparameter beispielsweise eine Farbsättigung, Helligkeit, Kontrast und Transparenzgrad, geometrische Größe und/oder Schriftgrößen von Textbausteinen der Information Z1, Z2.
Insbesondere wird dabei bei einer Verkleinerung des virtuellen Bildabstands C, C1, C2 die Darstellung der Information Z1, Z2 vergrößert; bei einer Vergrößerung des virtuellen Bildabstands C, C1, C2 wird die Darstellung der Information Z1, Z2 verkleinert, um für den Betrachter den Anschein zu erzeugen, dass der virtuelle Bildabstand C verändert wird.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem die Anzeigeposition AP1, AP2 durch eine Verschiebung der Information Z1, Z2 zu einer anderen Anzeigeposition AP1, AP2 eingestellt wird, ist schematisch in der 4 dargestellt.
In der 4 ist schematisch ein sich entlang einer Trajektorie T bewegendes Fahrzeug 1 dargestellt. Zu dem dargestellten Zeitpunkt bewegt sich das Fahrzeug 1 auf einem geradlinig verlaufenden Abschnitt der Trajektorie T.
In der dargestellten Fahrsituation befinden sich vor dem Fahrzeug 1 keine Objekte O1 bis On, so dass der erste Anzeigebereich 4.1 uneingeschränkt zur Darstellung der Information Z1, Z2 zu Verfügung steht.
Um der in einer Kurve verlaufenden Trajektorie T folgen zu können, wird das Fahrzeug 1 von dem Fahrer mit einem Lenkwinkel δ_R gesteuert.
Die Information Z1, Z2 wird in Abhängigkeit des Lenkwinkels δ_R und optional in Abhängigkeit der aktuellen und/oder einer erwarteten Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des ersten Anzeigebereichs 4.1 von der ersten Anzeigeposition AP1 zu der zweiten Anzeigeposition AP2 verschoben, so dass sie für den Benutzer 6 immer mittig auf der Trajektorie T sichtbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
1.1: Frontscheibe
2: Erfassungseinheit
3: Verarbeitungseinheit
4.1: erster Anzeigebereich
4.2: zweiter Anzeigebereich
5: Ausgabeeinheit
6: Betrachter
AP1: erste Anzeigeposition
AP2: zweite Anzeigeposition
B: Bild
vB: virtuelles Bild
C: virtueller Bildabstand
C1: erster virtueller Bildabstand
C2: zweiter virtueller Bildabstand
D: Objektabstand
D1: erster Objektabstand
D2: zweiter Objektabstand
FP: Fahrzeugposition
P: Punkt
O1 bis On: erstes Objekt bis n-tes Objekt
OP: Objektposition
R1: erste Rahmenlinie
R2: zweite Rahmenlinie
T: Trajektorie
Z1: erste Information
Z2: zweite Information
δ_R: Lenkwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012001950 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur bildlichen Darstellung statischer Inhalte, wobei mindestens eine Information (Z1, Z2) an einer Anzeigeposition (AP1, AP2) als ein virtuelles Bild (vB) einem Bild (B) einer realen Umgebung, insbesondere einer Umgebung eines Fahrzeugs (1), überlagert dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Information (Z1, Z2) in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition (OP) mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts (O1 bis On) variabel eingestellt wird, indem die Anzeigeposition (AP1, AP2) derart verschieden von der Objektposition (OP) gewählt wird und/oder zumindest ein Darstellungsparameter der Information (Z1, Z2) derart eingestellt wird, dass die Information (Z1, Z2) virtuell außerhalb des Objekts (O1 bis On) dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeposition (AP1, AP2) in Abhängigkeit von Umgebungsdaten und/oder von Fahrzeugdaten eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungsdaten Navigationsdaten, Verkehrsinformationen, Wetterdaten, Daten aktueller und/oder erwarteter Lichtverhältnisse und/oder erfasste Bilddaten genutzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeugdaten zumindest eine Fahrzeuggeschwindigkeit, zumindest ein Lenkwinkel (δ_R), Abstandsdaten, zumindest eine Fahrzeugbeschleunigung, zumindest eine Gierrate des Fahrzeugs (1) und/oder weiterer Fahrzeuge genutzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeposition (AP1, AP2) und/oder der mindestens eine Darstellungsparameter anhand von Anzeigepositionen (AP1, AP2) und/oder mindestens eines Darstellungsparameters weiterer dargestellter Informationen (Z1, Z2) eingestellt werden bzw. eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeposition (AP1, AP2) innerhalb mindestens eines aktuell verfügbaren Anzeigebereichs (4.1, 4.2) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausdehnung des mindestens einen Anzeigebereichs (4.1, 4.2) in Abhängigkeit von der Objektposition (OP), von Umgebungsdaten und/oder Fahrzeugdaten des Fahrzeugs (1) und/oder von Positionen weiterer Fahrzeuge eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Darstellungsparameter eine Farbsättigung, eine Helligkeit, ein Kontrast, ein Transparenzgrad, eine geometrische Größe und/oder eine Schriftgröße der Information (Z1, Z2) verwendet werden.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: – mindestens eine zur Erfassung von Fahrzeug- und/oder Umgebungsdaten sowie einer Objektposition (OP) mindestens eines in der realen Umgebung des Fahrzeugs (1) befindlichen Objekts (O1 bis On) ausgebildete Erfassungseinheit (2), – mindestens eine zur Verarbeitung der Fahrzeug- und/oder Umgebungsdaten und zur Bereitstellung mindestens einer Information (Z1, Z2) ausgebildete Verarbeitungseinheit (3), und – mindestens eine zur optischen Ausgabe der Information (Z1, Z2) in einem Anzeigebereich (4.1, 4.2) ausgebildete Ausgabeeinheit (5), dadurch gekennzeichnet, dass – die Verarbeitungseinheit (3) zur variablen Darstellung der Information (Z1, Z2) in Abhängigkeit mindestens einer Objektposition (OP) mindestens eines in der realen Umgebung befindlichen Objekts (O1 bis On) ausgebildet ist, – wobei mittels der Verarbeitungseinheit (3) die Anzeigeposition (AP1, AP2) derart verschieden von der Objektposition (OP) wählbar ist und/oder zumindest ein Darstellungsparameter der Information (Z1, Z2) derart einstellbar ist, dass die Information (Z1, Z2) virtuell außerhalb des Objekts (O1 bis On) dargestellt ist.