DE102015207474A1

DE102015207474A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Veränderung des Blickfelds oder Gesichtsfelds eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015207474A1
Application number: DE102015207474.9A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Hergeth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2016-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veränderung des Blickfelds oder Gesichtsfelds eines Fahrers eines wahlweise autonom und somit ohne manuelles Steuern des Fahrers bewegbaren Kraftfahrzeugs, bei welchem im vom Fahrer gesteuerten Fahrbetrieb ein Lenkrad in Blickrichtung des Fahrers betrachtet hinter dem Lenkrad liegende Objekte oder Objektabschnitte verdeckt, wobei das Lenkrad zumindest abschnittsweise solchermaßen gestaltet ist, dass im autonomen Fahrbetrieb die besagten verdeckten Objekte oder Objektabschnitte auf dem verdeckenden Bereich des Lenkrads abgebildet werden oder sind. Vorgesehen ist ferner ein Erfassungssystem für den Blickwinkel des Fahrers, anhand dessen die besagten verdeckten Objekte oder Objektanschnitte von einer elektronischen Steuereinheit bestimmt werden oder sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veränderung des Blickfelds oder Gesichtsfelds eines Fahrers eines wahlweise autonom und somit ohne manuelles Steuern des Fahrers bewegbaren Kraftfahrzeugs, bei welchem im vom Fahrer gesteuerten Fahrbetrieb ein Lenkrad in Blickrichtung des Fahrers betrachtet hinter dem Lenkrad liegende Objekte oder Objektabschnitte verdeckt. Zum Stand der Technik wird lediglich beispielshalber auf DE 20 2014 102 291 U1 und DE 10 2012 005 674 A1 sowie DE 199 19 278 B4 verwiesen.
Zunächst seien die Begriffe „Gesichtsfeld” und „Blickfeld” (eines Menschen) unter (wo hilfreich ergänztem) auszugsweisem Rückgriff auf WIKIPEDIA wie folgt beschrieben: Während das Blickfeld diejenigen Bereiche (der Umgebung eines Menschen) beschreibt, die alle von einem Menschen mit seinen Augen nacheinander zentral fixierbaren Sehobjekte im Außenraum enthalten, wird das Gesichtsfeld bei ruhiger Kopfhaltung und geradeaus gerichtetem, bewegungslosen Blick geprüft und berücksichtigt Gegenstände, die nicht direkt fixiert werden. Dabei ist das Gesichtsfeld ein Ergebnis unterschiedlicher sensitiver Wahrnehmungsempfindlichkeit, was beim Blickfeld nicht der Fall ist. In anderen Worten ausgedrückt umfasst das Gesichtsfeld somit sämtliche sichtbaren Objekte, die ein Mensch bei ruhiger Kopfhaltung und geradeaus gerichtetem Blick sehen kann, während das Blickfeld diejenigen Objekte umfasst, die der Fahrer mit seinem Blick fixiert. Ferner sei klarstellend erwähnt, dass mit dem vorliegenden Begriff einer „Veränderung des Blickfeldes oder Gesichtsfeldes” nicht etwa ausgedrückt werden soll, dass auf den blickenden Menschen Einfluss genommen wird, sondern dass die für ihn aktuell sichtbare Umgebung bzw. zumindest ein für ihn sichtbares Objekt in seinem optischen Erscheinungsbild verändert wird.
In Zukunft werden nicht spurgebundene Kraftfahrzeuge in gewissen Betriebszuständen selbsttätig, d. h. ohne dass dessen Fahrer das Fahrzeug manuell steuert, zumindest auf gewissen Streckenabschnitten fahrbar sein. Dies ist unter den Begriffen „autonomes Fahren” oder „hochautomatisiertes Fahren” bekannt. Bekannt ist es weiterhin bspw. aus der eingangs letztgenannten DE 199 19 278 B4 , dass die Geometrie des Lenkrads eines Kraftfahrzeugs, bspw. Personenkraftwagens, veränderbar und an unterschiedliche Fahrzustände anpassbar ist. So könnte beispielsweise der Durchmesser des Lenkrads während eines autonomen Fahrbetriebs signifikant verringert werden, da während dieses Betriebszustandes das Lenkrad ja nicht benötigt wird. Eine derartige Lösung muss aber extrem hohen Sicherheits- und Absicherungsanforderungen genügen und ist daher nachteilig.
In Verbindung mit dem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ist es weiterhin bekannt (vgl. bspw. die genannte DE 10 2012 005 674 A1 ), dass bestimmte Anzeigen auf einem Display, welches sich in Blickrichtung des Fahrers betrachtet hinter dem Lenkrad befinden, in Abhängigkeit von der aktuellen Drehwinkel-Position des Lenkrads verändert werden, derart, dass die Position einer wichtigen Anzeige dann um ein gewisses Stück seitlich verschoben wird, wenn eine Speiche des Lenkrads diese Anzeige in ihrer üblichen Position verdeckt. Was diese Problematik des Verdeckens von hinter dem Lenkrad (in der Armaturentafel) vorgesehenen Anzeigen betrifft, so schlägt übrigens die im vorhergehenden Absatz genannte DE 199 19 278 B4 zusätzlich ein abschnittsweise semitransparentes Lenkrad vor, bei dem sich bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs ein durchsichtiger Abschnitt des sog. Lenkradkranzes im oberen Segment befindet, welcher dabei entweder für Anzeigen genutzt werden kann oder vollständig durchsichtig sein und eine Lupenwirkung aufweisen kann. Damit müssen jedoch Inhalte und/oder Positionen von Anzeigen gerändert werden, was sowohl bezüglich der Anzeige-Bedien-Konzept-Gestaltung als auch der Bedien- und Ablesbarkeit der betroffenen Anzeigen zu Problemen führen kann.
Schließlich sei als Stand der Technik noch die DE 20 2014 102 291 U1 genannt, wonach an einem Fahrzeug nach hinten gerichtete Kameras unter Anwendung von „augmented reality” („erweiterte Realität”) einen bislang üblichen Innenrückblickspiegel ersetzen, d. h. auf einer analog einem solchen gestalteten Anzeigefläche (In Form eines LCD-Bildschirms) entsprechende Bilder angezeigt werden, wobei wahlweise die bei herkömmlichen Innenrückblickspiegeln sichtbaren Fond-Passagiere eines Personenkraftwagens ausgeblendet oder mit eingeblendet werden können.
Auf die weiter oben genannte Möglichkeit zurückkommend, dass beim autonomen Fahren eines Kraftfahrzeugs das Lenkrad in irgendeiner Weise für den Fahrer verändert werden könnte, soll hiermit eine attraktive Möglichkeit für eine solche Veränderung aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkrad zumindest abschnittsweise solchermaßen gestaltet ist, dass im autonomen Fahrbetrieb die besagten verdeckten Objekte oder Objektabschnitte auf dem verdeckenden Bereich des Lenkrads abgebildet werden oder sind. Hierfür kann ein Erfassungssystem für den Blickwinkel des Fahrers vorgesehen sein, anhand dessen die besagten verdeckten Objekte oder Objektanschnitte von einer elektronischen Steuereinheit bestimmt werden oder sind. Ein entsprechendes Lenkrad kann eine Anzeigefläche zur Abbildung besagter verdeckter Objekte oder Objektabschnitte aufweisen.
Es stellt das Lenkrad während des autonomen, hochautomatisierten Fahrens des Fahrzeugs hinsichtlich Innenraumgestaltung sowie unter Komfortaspekten ein störendes Element dar, welches andererseits aus Gründen der jederzeit zu gewährleistenden Übernahmebereitschaft durch den Fahrer aber unverzichtbar ist. Erfindungsgemäß werden nun beim autonomen Fahren in einfachen Worten ausgedrückt zumindest gewisse Abschnitte des Lenkrads (und dabei vorzugsweise ein oberes, d. h. im wesentlichen oberhalb der Lenkrad-Drehachse liegendes und sich bspw. über ein Winkelsegment in der Größenordnung von 140° bi 200° erstreckendes Segment des Lenkrad-Kranzes sowie eine ggf. in diesem Sektor liegende Speiche quasi unsichtbar gemacht, indem diejenigen Objekte oder Bereiche oder Abschnitte von Objekten, die sich dort (in Blickrichtung des Fahrers betrachtet) hinter dem Lenkrad-Kranz oder hinter einer Lenkrad-Speiche befinden, auf den jeweiligen Abschnitt des Lenkrad-Kranzes bzw. der Lenkrad-Speiche projiziert werden. Ohne durch das Lenkrad abschnittsweise verdeckt zu werden kann der Fahrer des Fahrzeugs dann ein in Blickrichtung hinter dem Lenkrad liegendes Display vollständig ablesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass während des autonomen Fahrens auf einem solchen Display ja nicht die üblichen Informationen aus dem sog. „Instrumentenkombi” in der Armaturentafel bspw. eines Personenkraftwagens, nämlich betreffend die Fahrgeschwindigkeit, diverse Überwachungsanzeigen oder Warnhinweise für den Fahrer angezeigt werden, sondern dass der Fahrer während des autonomen Fahrens dieses Display wie einen übliche Laptop-Anzeige oder Notebook-Anzeige nutzen kann und damit bspw. Büroarbeiten oder andere Verwaltungstätigkeiten erledigen kann.
Selbstverständlich kann in dieser erfindungsgemäßen Weise auch das komplette Lenkrad während einer Fahrt im hochautomatisierten Modus unsichtbar gemacht werden. Das Lenkrad (oder Teile desselben) kann oder können dazu als Anzeigefläche ausgeführt sein, welche bspw. durch Folien, flexible Displays oder ähnliches realisiert ist. Bei diesem Einsatz bspw. von Folien oder flexiblen Displays soll aus der Perspektive des Fahrers erreicht werden, dass das Lenkrad den Hintergrund abbildet, wobei Positionsänderung des Fahrers, insbesondere eine Änderung der Blickrichtung oder des Blickwinkels, bspw. durch den Einsatz eines (dem Fachmann bekannten) sog. Eyetrackingsystems oder Headtrackingsystems derart berücksichtigt werden, dass die Abbildung des Hintergrunds trotzdem geeignet an den Fahrer angepasst wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird dem Fahrer somit ein besserer Blick auf hinter dem Lenkrad liegende Anzeigen ermöglicht und insbesondere stellt sich für den Fahrer ein vergrößertes und somit verbessertes Raumgefühl ein, wobei die vorgeschlagene Lösung aufgrund dessen, dass kein mechanischer Eingriff erfolgt, sehr sicher ist. Dies ist im Hinblick auf die extrem hohen Anforderungen beim Eingriff in Steuerungskomponenten eines Fahrzeugs – wie eben ein Lenkrad – ein erheblicher Vorteil gegenüber tatsächlich an Fzg.-Steuerungskomponenten durchgeführten Eingriffen (wie bspw. einer Verlagerung oder Verformung des Lenkrads) und vereint daher die Vorteile dieser beider Möglichkeiten zur Steigerung des Bedienkomforts, ohne die jeweiligen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
Die beigefügten 1–3 zeigen stark schematisiert und auf das Wesentliche abstrahiert ein Ausführungsbeispiel in verschiedenen Zuständen bzw. Möglichkeiten, und zwar zeigt 3 das sich für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs darstellende Gesichtsfeld, solange der Fahrer dieses Fahrzeug selbst steuert, während 1 das vergleichbare Gesichtsfeld zeigt, wenn dieses Fahrzeug autonom, d. h. hochautomatisiert ohne Zutun des Fahrers fährt. 2 schließlich zeigt einen möglichen Zwischenstand oder ein zu 1 alternatives Gesichtsfeld.
Mit der Bezugsziffer 1 ist die Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens gekennzeichnet, so wie diese der Fahrer des PKW's auf seinem Sitz sitzend mit nach vorne gerichtetem Blick wahrnimmt. Durch diese Windschutzscheibe 1 hindurch sieht der Fahrer die vor ihm liegende Fahrbahn F. Weiterhin im Gesichtsfeld oder Blickfeld des Fahrers liegt das Lenkrad 2 des Fahrzeugs, welches er dann, wenn er das Fahrzeug selbst steuert, wie üblich mit seinen Händen umfasst. Hinter dem Lenkrad 2 und somit teilweise von diesem verdeckt befindet sich in der nicht dargestellten – grundsätzlich üblichen und sich unterhalb der Windschutzscheibe 1 befindenden Armaturentafel ein Display 3, d. h. eine Anzeigeeinheit, auf welcher verschiedene Informationen für den Fahrer dargestellt bzw. darstellbar sind. Solange der Fahrer das Fahrzeug selbst steuert, wird hier insbesondere die aktuelle Fahrgeschwindigkeit angezeigt und daneben sind weitere Anzeigen bspw. hinsichtlich des Schaltzustandes von Leuchten oder für Werte von Temperaturen oder Drücken bspw. in einem Betriebsmittelkreislauf des Fahrzeug-Antriebsaggregats und/oder für die Restmenge von Kraftstoff zum Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen. Dies ist in den 2, 3 durch zwei nicht näher bezeichnete Rundinstrumente sowie einen vertikalen Anzeigebalken dargestellt. Wie 3 zeigt, werden diese Anzeigen teilweise vom Lenkrad 2 überdeckt.
Das Fahrzeug kann in einem hochautomatisierten, autonomen Fahrzustand bewegt werden, in welchem der Fahrer von seiner Aufgabe des Führens des Fahrzeugs befreit ist. In diesem Fall muss der Fahrer auch nicht mehr das Lenkrad 2 (genauer den Lenkrad-Kranz) umfassen, sondern kann anderen Tätigkeiten nachgehen. Beispielsweise kann er über sein Mobiltelephon empfangene E-Mails bearbeiten, deren Inhalt dann auf dem Display 3 angezeigt wird. Dabei wäre es besonders nachteilig, wenn der am Display 3 angezeigte Text als ein hier sog. „Objektabschnitt” teilweise vom Lenkrad 2 überdeckt wäre, weshalb dann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwendung kommt, wonach auf dem hierfür geeignet gestalteten Lenkrad 2 die besagten verdeckten Objektabschnitte auf dem verdeckenden Bereich des Lenkrads 2 abgebildet werden oder sind. Dies verdeutlicht das in 1 dargestellte Gesichtsfeld oder Blickfeld des Fahrers, bei dem nur noch ein unterer Abschnitt des Lenkrads 2 (in dickeren schwarzen Linien dargestellt) für den Fahrer sichtbar ist, während der oberhalb dieses sichtbaren Bereichs oder Abschnitts des Lenkrads 2 liegende und hier nur gestrichelt dargestellte Teil des Lenkrads 2 für den Fahrer überhaupt nicht sichtbar ist. Stattdessen sind auf diesem selbstverständlich weiterhin vorhanden und nur nicht sichtbaren Bereich des Lenkrads 2 die von diesem verdeckten dahinter liegenden Objektabschnitte dargestellt, so dass sich – wie ersichtlich – für den Fahrer unter anderem das vollständige Display 3 (ohne irgend eine Überdeckung) zeigt. Selbstverständlich können auf diesem Display 3 auch die Anzeigen analog 1, nun jedoch ohne Überdeckung dargestellt werden, so wie dies in 2 gezeigt ist. 2 zeigt weiterhin, dass abweichend von der Darstellung von 1 auch das vollständige Lenkrad 2 auf erfindungsgemäße Weise quasi ausgeblendet werden kann.
Das Lenkrad 2 muss hierfür geeignet gestaltet sein und insbesondere Möglichkeiten zur Anzeige der verdeckten Objekte oder Objektabschnitte aufweisen, bspw. in Form von dem Fachmann bekannten Anzeige-Folien oder flexiblen Displays auf den für den Fahrer sichtbaren Seiten des Lenkrad-Kranzes und der Lenkrad-Speichen. Dafür kann das Erscheinungsbild der vom Lenkrad 2 verdeckten Objekte aus dem Gesichtsfeld des Fahrers quasi elektronisch in einer das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden elektronischen Rechen- und Steuereinheit hinterlegt sein, alternativ können die jeweiligen Erscheinungsbilder dieser verdeckten Objekte aber auch von einem geeignet installierten Kamerasystem aufgenommen werden und über Bildbearbeitung geeignet weiter verarbeitet bzw. aufbereitet werden. Grundsätzlich ist es dabei empfehlenswert, ein Erfassungssystem für den Blickwinkel des Fahrers vorzusehen, anhand dessen die besagten verdeckten Objekte oder Objektanschnitte von einer elektronischen Steuereinheit bestimmt werden können. Eine solche dem Fachmann ebenfalls bekannte sog. „Eyetracking-Einheit” ist nur in den 2, 3 unter der Bezugsziffer 4 symbolisch dargestellt und befindet sich vorzugsweise in direkter Umgebung des Displays 3 in der Armaturentafel, da dieses Display 3 das wichtigste Objekt ist, welches beim autonomen Fahren ergänzend – nämlich mit seinen vom Lenkrad 2 verdeckten Abschnitten – auf dem Lenkrad 2 bildlich dargestellt werden soll. Mit einer solchen Eyetracking-Einheit kann auf dem Lenkrad 2 somit eine für die jeweilige Blickrichtung des Fahrers bestmögliche Darstellung der besagten verdeckten Objektabschnitte auf dem Lenkrad 2 erzielt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202014102291 U1 [0001, 0005]
DE 102012005674 A1 [0001, 0004]
DE 19919278 B4 [0001, 0003, 0004]

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Veränderung des Blickfelds oder Gesichtsfelds eines Fahrers eines wahlweise autonom und somit ohne manuelles Steuern des Fahrers bewegbaren Kraftfahrzeugs, bei welchem im vom Fahrer gesteuerten Fahrbetrieb ein Lenkrad (2) in Blickrichtung des Fahrers betrachtet hinter dem Lenkrad liegende Objekte oder Objektabschnitte (3) verdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkrad (2) zumindest abschnittsweise solchermaßen gestaltet ist, dass im autonomen Fahrbetrieb die besagten verdeckten Objekte oder Objektabschnitte (3) auf dem verdeckenden Bereich des Lenkrads (2) abgebildet werden oder sind.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Erfassungssystem (4) für den Blickwinkel des Fahrers, anhand dessen die besagten verdeckten Objekte (3) oder Objektanschnitte von einer elektronischen Steuereinheit bestimmt werden oder sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Lenkrad (2) mit einer Anzeigefläche zur Abbildung besagter verdeckter Objekte (3) oder Objektabschnitte.