DE102016215519A1

DE102016215519A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Head-up Displays, Head-up Displayeinrichtung, Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016215519A1
Application number: DE102016215519.9A
Authority: DE
Inventors: Julian Hauss; Jan Weingarten
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Head-up Displays eines Fahrzeugs, das eine verstellbare Optik (5) aufweist, welche ein von einer bildgebenden Einheit (4) erzeugtes Bild auf eine virtuelle Projektionsfläche (8) in einer vorgebbaren Entfernung (X) im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs projiziert, wobei die Optik (5) in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation verstellt wird, um zumindest die Entfernung (X) zu verändern. Es ist vorgesehen, dass die Optik (5) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation derart verstellt wird, dass die virtuelle Projektionsfläche (8) um zumindest eine virtuelle Achse (11, 12) gekippt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Head-up Displays eines Fahrzeugs, das eine verstellbare Optik, insbesondere Spiegel-Optik aufweist, welche ein von einer bildgebenden Einheit, insbesondere Projektor oder Display, erzeugtes Bild auf eine virtuelle Projektionsfläche in einer vorgebbaren Entfernung im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs, beispielsweise mit Hilfe einer Windschutzscheibe oder einer Combiner-Scheibe, projiziert, wobei die Optik in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation verstellt wird, um zumindest die Entfernung zu verändern.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben eines solchen Head-up Displays. Die Vorrichtung weist ein Steuergerät auf, das die Optik in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation verstellt.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Head-up Displayeinrichtung eines Fahrzeugs mit einer bildgebenden Einheit (4) zum Erzeugen eines Bildes, mit einer verstellbaren Optik (5), welche das erzeugte Bild auf eine virtuelle Projektionsfläche (8) in einer vorgebbaren Entfernung (X) im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs (1) projiziert.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Head-up Displayeinrichtung.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2014 200 407 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Head-up Displays, bei welchem eine Bildinformation entweder winkelanalog oder kontaktanalog in Abhängigkeit von einer Distanz des Fahrzeugs zu einem Objekt in der Umgebung angezeigt wird. Aus der Offenlegungsschrift EP 2 618 202 A1 sind weiterhin ein Verfahren sowie ein Head-up Display bekannt, bei welchem die Entfernung der virtuellen Projektionsfläche in Abhängigkeit zu einer Distanz des Fahrzeugs zu einem Objekt in der Umgebung verändert wird. Aus der Offenlegungsschrift US 2009/0160736 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchen die Größe eines dargestellten Bildes verändert wird, um den Benutzer beispielsweise auf eine Gefahr hinzuweisen, die Aufmerksamkeit also zu erhöhen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine noch flexiblere Anpassung der Projektionsfläche an die aktuelle Fahrsituation zur Verfügung gestellt wird, welche dem Benutzer intuitiv dazu verhilft, die aktuelle Fahrsituation leichter zu erfassen und entsprechend zu reagieren beziehungsweise die Bedienung insbesondere eines das Head-up Display aufweisenden Fahrzeugs zu erleichtern. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Optik in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation derart verstellt wird, dass die virtuelle Projektionsfläche um zumindest eine virtuelle Achse gekippt wird. Zusätzlich zu dem Verändern der Entfernung ist also vorgesehen, dass die Projektionsfläche gekippt beziehungsweise die Neigung der Projektionsfläche beeinflusst wird. Ohne also den Inhalt des dargestellten Bildes zu verändern, kann dem Fahrer durch ein Verkippen der virtuellen Projektionsfläche eine Information beispielsweise über die Dringlichkeit der dargestellten Information vermittelt werden. Alternativ wird vorzugsweise die Darstellung beziehungsweise der Inhalt der Bilder simultan mit der Projektionsfläche verändert, sodass Perspektivenfehler vermieden werden. Dadurch wird die Aufmerksamkeit des Fahrers erhöht. Gleichzeitig wird dem Fahrer die Bedienung des Fahrzeugs vereinfacht, wenn die Projektionsfläche beispielsweise aufgrund der aktuellen Fahrsituation in eine aufrechte beziehungsweise horizontal ausgerichtete Lage verkippt wird, sodass sie nahezu wie eine Wand senkrecht vor dem Benutzer schwebt, sodass der Fahrer die angezeigten Informationen besonders gut erkennen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Bestimmen der aktuellen Fahrsituation Daten von einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs und/oder Daten des Fahrzeugs selbst berücksichtigt werden. Mittels der Daten der Umfeldsensorik können beispielsweise ein Straßenverlauf, ein Hindernis oder Objekt im Fahrweg des Fahrzeugs, Straßenzeichen/-Schilder, weitere Verkehrsteilnehmer und dergleichen erkannt werden. Mittels der Daten des Steuergeräts des Fahrzeugs können insbesondere fahrzeugspezifische Daten die Fahrsituationen betreffend erfasst werden, wie beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigungskräfte, Drehraten, ein aktueller Lenkwinkel, ein Antriebsdrehmoment, Ortsdaten eines Navigationssystems oder den Betätigungszustand eines Bremssystems erfasst werden, um die aktuelle Fahrsituation zu erkennen. Dabei können beispielsweise auch Daten eines EPS-Steuergeräts ausgewertet werden, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug in einem kritischen Fahrzustand befindet.
Mittels der so erfassten Daten, insbesondere in Abhängigkeit von einem aktuellen Lenkwinkel, der durch Daten des Steuergeräts und/oder der Umfeldsensorik erfassen werden kann, ist es möglich, eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs zu erkennen. Ist dies der Fall, so wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Entfernung verkleinert, sodass die Projektionsfläche näher zu dem Fahrer bewegt wird, insbesondere wenn die Kurvenfahrt beginnt. Zweckmäßigerweise wird die Entfernung nach Beenden der Kurvenfahrt wieder vergrößert. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei Einleiten der Kurvenfahrt die Entfernung verringert und beim Ausfahren aus der Kurve die Entfernung bereits vergrößert wird, beispielsweise ab dem Zeitpunkt, zu welchem ein Lenkwinkel wieder zurückgenommen wird, um das Fahrzeug in die Geradeausfahrt zu verbringen. Durch das Verändern der Entfernung bei einer Kurvenfahrt wird erreicht, dass die Projektionsfläche nicht hinter der Kurve, sondern in oder vor der Kurve erscheint, sodass der Fahrer die Information über die Kurvenfahrt intuitiv auch leichter wahrnimmt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass bei Erfassen der Kurvenfahrt die Projektionsfläche in Richtung des Kurvenverlaufs und/oder in eine aufgerichtete/vertikale Position um die virtuelle Achse gekippt wird. Dadurch wird erreicht, dass der Fahrer auf die Kurvenfahrt aufmerksam gemacht wird. Insbesondere durch das Verkippen der Projektionsfläche in Richtung des Kurvenverlaufs wird der Blick des Fahrers in die Kurve hinein gelenkt, sodass das Erfassen des Umfelds und weiterer Verkehrsteilnehmer für den Fahrer erleichtert wird. Sein Blick wird durch das Verkippen in die Richtung gelenkt, die seine Aufmerksamkeit benötigt. Durch das alternative oder zusätzliche Verkippen der Projektionsfläche in eine aufgerichtete beziehungsweise vertikale Position wird erreicht, dass die Projektionsfläche für den Fahrer noch näher und größer erscheint.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Entfernung mit zunehmender Geschwindigkeit vergrößert und mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verringert wird. Dadurch wird bei zunehmender Geschwindigkeit der Blick des Fahrers mehr in die Ferne gelenkt, und bei niedrigeren Geschwindigkeiten in die Nähe, sodass die Aufmerksamkeit des Fahrers dort hin gelenkt wird, wo sie bei der entsprechenden Geschwindigkeit erwartet und benötigt wird. Durch das Verändern der Entfernung der Projektionsfläche wird der Fahrer dem dargestellten Bild intuitiv mit dem Blick folgen und dadurch das Verkehrsgeschehen vorteilhaft überwachen. Optional ist die Veränderung der Entfernung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit auch lösgelöst beziehungsweise unabhängig von einem Verkippen der virtuellen Projektionsfläche vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Entfernung in Abhängigkeit von einem durch die Umfeldsensorik erfassten Abstand des Fahrzeugs zu einem weiteren Verkehrsteilnehmer verändert wird. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die Projektionsfläche nicht innerhalb des weiteren Verkehrsteilnehmers angezeigt wird. Dadurch werden Irritationen beim Fahrer vermieden und die Verkehrssicherheit erhöht.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Entfernung bei Erfassen einer Gefahrensituation reduziert/verkürzt und die Projektionsfläche in eine aufgerichtete/vertikale Position gekippt wird. Bei Erfassen einer Gefahrensituation, wie beispielsweise beim Unterschreiten eines kritischen Abstands zu einem weiteren Verkehrsteilnehmer, oder wenn ein weiterer Verkehrsteilnehmer aus einem toten Winkel in den Fahrweg des Fahrzeugs zu gelangen droht, wird die Projektionsfläche aufrecht gestellt und die Entfernung verkürzt, sodass eine Warnmeldung mit besonderer Präsenz für den Fahrer dargestellt wird. Dadurch wird die Aufmerksamkeit erhöht und optional auf die erfasste Gefahr gelenkt, beispielsweise durch einen Hinweispfeil, eine Markierung oder dergleichen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Wechsel von einem manuellen Fahrbetrieb zu einem teilautonomen oder (voll)autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs die Entfernung verkürzt und die Projektionsfläche in eine aufrechte/vertikale Position gekippt wird. Überlässt der Fahrer dem Fahrzeug das Betreiben des Fahrzeugs, so ist seine Aufmerksamkeit weniger in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs gefordert. Durch das Aufrechtstellen der Projektionsfläche und durch das Verkürzen der Entfernung wird erreicht, dass sämtliche Bildelemente des Bilds dem Fahrer nähergebracht und dadurch vom Fahrer leichter erkannt werden können. So können dann beispielsweise auf der Projektionsfläche auch Informationen dargestellt werden, die für einen Fahrbetrieb nicht wesentlich sind, wie beispielsweise Radiosender, Nachrichten, Informationen, die aus dem Internet geladen werden, oder ähnliches. Durch das Aufrechtstellen und Verkürzen der Entfernung sind die Informationen dann für den Fahrer, der sich auf das Betreiben des Fahrzeugs nicht mehr konzentrieren muss, präsenter.
Insbesondere wird bei einem Wechsel vom autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb zu einem manuellen Fahrbetrieb die Entfernung vergrößert und die Projektionsfläche in eine geeignete Ausrichtung um zumindest eine senkrecht zur Fahrtrichtung und parallel zur Fahrbahn liegende virtuelle Achse gekippt. Wird das Fahrzeug also aus einem autonomen oder auch teilautonomen Fahrbetrieb herausgenommen und in einen manuellen Fahrbetrieb geführt, bei welchem der Fahrer selbst das Lenken des Fahrzeugs übernimmt, wird die Projektionsfläche vom Fahrer beziehungsweise vom Fahrzeug weiter entfernt und insbesondere um die Achse derart gekippt, dass sie in Richtung der Fahrbahn gelegt/geignet beziehungsweise gekippt wird, sodass es für den Fahrer erscheint, als ob die Projektionsfläche auf die Fahrbahn gelegt werden würde.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuergerät speziell dazu hergerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch durchzuführen.
Die Head-up Displayeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Head-up Displayeinrichtung aus.
Es ergeben sich dabei die jeweils bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert werden. Dazu zeigen
1 ein Verfahren zum Betreiben der Displays eines Fahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung,
2A und 2B das Ergebnis des Verfahren aus Sicht des Fahrers des Fahrzeugs und
3A bis 3C eine weitere Variante des Verfahrens.
1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Fahrzeug 1, das sich auf einer Fahrbahn 2 befindet. Das Fahrzeug 1 weist eine Head-up Displayeinrichtung 3 auf, die einen Projektor 4 zum Erzeugen eines Bildes, eine Optik 5 zum Leiten der von dem Projektor 4 ausgegebenen Lichtstrahlen in eine gewünschte Richtung sowie ein Steuergerät 6 aufweist. Die Optik 5 weist wenigstens einen Aktuator auf, der durch das Steuergerät 6 ansteuerbar ist, um die Optik zu verstellen, sodass der Stahlengang gelenkt beziehungsweise verändert wird. Die Optik 5 ist derart ausgebildet, dass sie das von dem Projektor 4 erzeugte Bild gegen eine Windschutzscheibe 7 des Fahrzeugs 1 lenkt, sodass die Strahlen dort reflektiert und zu dem Fahrer des Fahrzeugs 1 gelenkt werden. Dabei erfolgt die Reflektion derart, dass für den Fahrer das von dem Projektor 4 erzeugte Bild schwebend über der Fahrbahn 2 in einer virtuellen Projektionsfläche 8 erscheint. Eine derartige Head-up Displayeinrichtung 3 hat den Vorteil, dass der Fahrer seinen Blick nicht vom Fahrgeschehen abwenden muss, um die in/an der virtuellen Projektionsfläche 8 gezeigten Bilddaten zu erfassen. Insbesondere muss er nicht den Fokuspunkt seiner Augen verändern, wodurch seine Aufmerksamkeit beim Lesen der Informationen weniger beeinträchtigt wird.
Der Aktuator ist dazu ausgebildet, die Optik 5 derart zu verstellen, dass die Entfernung der Projektionsfläche 8 zu dem Fahrzeug 1 sowie die Neigung der Projektionsfläche 8 verändert werden können. Dabei ist vorgesehen, dass die Optik 5 in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation des Fahrzeugs 1 angesteuert wird, um sowohl die Entfernung als auch die Neigung der Projektionsfläche 8 zu verändern.
Zum Erfassen der aktuellen Fahrsituation weist das Fahrzeug 1 eine Umfeldsensorik 9 auf, welche beispielsweise Radar- und/oder Ultraschallsensoren umfasst, welche die Umgebung des Fahrzeugs auf Hindernisse oder weitere Verkehrsteilnehmer abtasten. Auch kann die Umfeldsensorik 9 eine oder mehrere Kameraeinrichtungen aufweisen. Bevorzugt weist das Fahrzeug 1 auch Mittel für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation auf, um in Abhängigkeit von darüber erhaltenden Informationen die aktuelle Fahrsituation zu bestimmen. Weiterhin werden Daten des Fahrzeugs 1 überwacht, wie beispielsweise die aktuelle Fahrgeschwindigkeit, ein aktueller Lenkwinkel, der Betätigungszustand eines Bremssystems, auf das Fahrzeug 1 wirkende Beschleunigungen und/oder Drehraten, und/oder die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 in einem globalen Koordinatensystem, sowie ob sich das Fahrzeug in einem manuellen oder in einem teil- oder vollautonomen Fahrbetrieb befindet.
1 zeigt die Projektionsfläche 8 in drei unterschiedlichen Entfernungen zum Fahrzeug 1. Dabei wird vorliegend davon ausgegangen, dass in einem normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 die Projektionsfläche 8 zunächst in einer ersten Entfernung X1 vom Fahrzeug 1 dargestellt wird. Mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 wird die Entfernung X1 vergrößert und mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit reduziert. Gleichzeitig wird die Neigung der Projektionsfläche 8 mit zunehmender Entfernung erhöht, sodass die Projektionsfläche 8 flacher beziehungsweise stärker geneigt für den Fahrer erscheint. Entsprechend wird die Neigung zusammen mit der Entfernung reduziert beziehungsweise die Projektionsfläche in eine aufrechte/vertikale Ausrichtung gekippt, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 abnimmt. Hierdurch wird erreicht, dass der Blick des Fahrers in die Ferne gezogen wird, wenn sich die Geschwindigkeit erhöht, und in die Nähe, wenn sich die Geschwindigkeit verringert.
Mittels der Umfeldsensorik 9 wird das Umfeld des Fahrzeugs 1 auf weitere Verkehrsteilnehmer überwacht. Wird dabei erfasst, dass sich ein weiterer Verkehrsteilnehmer 10 im Fahrweg des Fahrzeugs 1 befindet und eine Distanz zu dem Fahrzeug 1 aufweist, die kleiner ist als die Entfernung X1, so wird die Entfernung der Projektionsfläche 8 auf eine Entfernung X2 reduziert, sodass die Projektionsfläche 8 nicht in dem weiteren Verkehrsteilnehmer 10, wie in 1A für die Entfernung X1 gezeigt, sondern vor dem Verkehrsteilnehmer 10 erscheint. Dadurch wird die Lesbarkeit des in der Projektionsfläche 8 dargestellten Bildes für den Fahrer vereinfacht.
2A und 2B zeigen die Projektionsfläche 8 aus Sicht des Fahrers in zwei unterschiedlichen Fahrsituationen. 2A zeigt zunächst die Projektionsfläche 8 in der Entfernung X2, in welcher die Projektionsfläche 8 zur Fahrbahn hin geneigt ist. Auf der Projektionsfläche 8 kann beispielsweise ein Richtungspfeil oder ein Wahlhinweis oder dergleichen angezeigt sein. Mit zunehmender Geschwindigkeit werden die Neigung der Projektionsfläche zur Fahrbahn 2 und die Entfernung zum Fahrzeug 1 vergrößert und mit abnehmender Geschwindigkeit verringert, wie durch einen Doppelpfeil in 2A angedeutet.
Die in 2A gezeigte Darstellung wird insbesondere dann gewählt, wenn der Fahrer das Fahrzeug 1 selbst steuert. Ist das Fahrzeug dazu ausgebildet, teilautonom oder vollautonom den Fahrbetrieb zu übernehmen, so wird die Entfernung und die Neigung der Projektionsfläche 8 bei einer Übergabe beziehungsweise bei einem Übergang vom manuellen Betrieb zum (voll-)autonomen oder teilautonomen Betrieb verändert.
2B zeigt hierzu die Projektionsfläche 8 für den Fall, dass sich das Fahrzeug 1 in einem vollautonomen Fahrbetrieb befindet, in welchem der Fahrer selbst nicht steuernd oder lenkend eingreifen muss. Beim Übergang in den vollautonomen Fahrbetrieb wird die Projektionsfläche 8 in eine vertikale beziehungsweise aufgerichtete Position gekippt. Dabei wird die Projektionsfläche 8 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine virtuelle Achse 11 gekippt, welche sich parallel zur Fahrbahn 2 und senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 erstreckt. Dabei verläuft die virtuelle Achse 11 insbesondere mittig durch die Projektionsfläche 8. Alternativ kann die Achse 11 auch am unteren oder oberen Rand der Projektionsfläche 8 angeordnet werden. Je nachdem, wo die virtuelle Achse 11 angeordnet ist, verändert sich für den Fahrer der Eindruck beim Verkippen der Projektionsfläche 8. In der in 2B gezeigten ausgerichteten Stellung der Projektionsfläche 8 ist außerdem die Entfernung der Projektionsfläche 8 auf eine besonders kurze Entfernung X3 zu dem Fahrzeug 1 verkürzt worden, sodass die Projektionsfläche 8 für den Fahrer unmittelbar vor seinem Fahrzeug 1 oder noch im Bereich der Motorhaube seines Fahrzeugs 1 erscheint. Damit liegt die Projektionsfläche 8 besonders nahe zu dem Fahrer, sodass der Fahrer auch kleinere Details des angezeigten Bildes gut wahrnehmen kann. In dieser Fahrsituation können in der Projektionsfläche 8 beispielsweise auch Informationsdaten über das Fahrzeug oder Inhalte von einem Infotainmentsystem und/oder Inhalte aus dem Internet angezeigt werden. Während des vollautonomen Fahrbetriebs muss sich der Fahrer mit der Umgebung des Fahrzeugs 1 selbst nicht befassen und kann sich stattdessen auf die dargestellten Informationen konzentrieren. So können einem Fahrer beispielsweise auch Navigationsdaten und/oder die Position des Fahrzeugs mittels einer entsprechenden Karte dargestellt werden, sodass er stets im Blick hat, wo sich das Fahrzeug 1 auf der zu befahrenden Fahrstrecke befindet.
Übernimmt der Fahrer wieder selbst die Steuerung des Fahrzeugs, wird also in einen manuellen Fahrbetrieb gewechselt und dies durch das Steuergerät 6 erkannt, so wird die Entfernung der Projektionsfläche 8 bevorzugt wieder vergrößert und die Neigung der Projektionsfläche 8 durch ein Verkippen um die virtuelle Achse 11 vergrößert, wie beispielsweise in 2A gezeigt.
3A bis 3C zeigen unterschiedliche Darstellungsmöglichkeiten der Projektionsfläche 8. 3A zeigt dazu die Projektionsfläche 8 in einer nahezu aufgerichteten Stellung, wie sie in 1A zur Entfernung X3 gezeigt ist. Dargestellt wird außerdem ein Richtungspfeil. 3B zeigt die virtuelle Achse 11 geneigte Projektionsfläche 8, wie sie beispielsweise zur Entfernung X2 in 1 gezeigt ist.
Die Displayeinrichtung 3 ist weiterhin dazu ausgebildet, dass die Projektionsfläche 8 durch das Verstellen der Optik nicht nur um die Achse 11, sondern auch um wenigstens eine weitere virtuelle Achse 12 verkippbar ist, die insbesondere senkrecht zur virtuellen (Hoch-)Achse 11 ausgerichtet ist. So kann die Projektionsfläche 8 nicht nur in Fahrtrichtung geneigt, sondern auch zur Seite gekippt werden, wie in 3C beispielhaft gezeigt. Dadurch wird beispielsweise der dargestellte Richtungspfeil bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 in die Kurve hineingelegt.
Vorteilhaft ist es vorgesehen, dass bei einer Einfahrt in eine Kurve die Entfernung der Projektionsfläche 8 zu dem Fahrzeug 1 verkürzt wird, damit das virtuelle Bild in einen größeren Abstand nicht als eine Art „Ausleger“ wahrgenommen wird, der zudem den Blick des Fahrers nach vorne anstatt in die Kurve lenkt. Durch die Verringerung der Entfernung wird darüber hinaus die Projektionsfläche 8 vergrößert, was insbesondere bei Kurvenfahren vorteilhaft sein kann. Bei der Ausfahrt aus der Kurve, insbesondere nach Überschreiten des Scheitelpunkts der Kurve, wird die Entfernung bevorzugt vergrößert, sodass der Blick des Fahrers aus der Kurve herausgelenkt wird. Durch das zusätzliche Schrägstellen der Projektionsfläche 8 wird die Blickführung des Fahrers noch besser unterstützt, indem der Pfeil beispielsweise in die Kurve gelegt wird, wie in 3C gezeigt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Projektionsfläche 8 beim Näherkommen zur Kurve immer weiter in die aufrechte Position gekippt wird, wodurch sich auch der dargestellte Richtungspfeil aufstellt. Erst bei Erreichen der Kurve wird dann bevorzugt die Projektionsfläche 8 um die zweite virtuelle Achse 12 (Hochachse) gekippt, sodass der dargestellte Richtungspfeil nach links oder rechts klappt, was vom Fahrer intuitiv als Richtungsvorgabe erfasst wird. Insbesondere wird die Fahrstrecke und damit eine Kurve durch Daten eines Navigationssystems des Fahrzeugs 1 ermittelt, sodass die Veränderung beziehungsweise Verstellung der Projektionsfläche 8 stets rechtzeitig erfolgt. Dies erlaubt eine ausreichend genaue Verortung der Projektionsfläche 8 relativ zu der Kurve und das Einleiten der Navigationsanzeige (Richtungspfeil) kombiniert mit einer Veränderung der Entfernung und der Neigung der Projektionsfläche 8. Vorteilhafterweise wird die Projektionsfläche 8 um die virtuelle Achse 12 in Abhängigkeit von dem Kurvenradius der zu durchfahrenden Kurve bestimmt.
Vorzugsweise werden auch Daten des Bremssystems des Kraftfahrzeugs 1 überwacht. Antizipiert das Bremssystem eine Kollisionsgefahr und leitet einen Bremsvorgang ein, so wird die Optik 3 vorteilhafterweise durch das Steuergerät 6 verstellt, um den Fahrer auf die drohende Gefahr aufmerksam zu machen, noch bevor das Fahrzeug 1 verzögert. Dazu wird insbesondere die Entfernung schnell reduziert und die Projektionsfläche 8 gegebenenfalls aufrecht gestellt, um den Fahrer auf die drohende Gefahr aufmerksam zu machen.
Vorteilhafterweise wird mit der Veränderung der Entfernung auch der Inhalt des dargestellten Bildes auf der Projektionsfläche 8 verändert, um dem Fahrer die dreidimensionale Lage/Verortung im Raum möglichst deutlich zu machen. Auch ist es denkbar, die Projektionsfläche 8 in Abhängigkeit von der Entfernung zum Fahrzeug 1 zu krümmen, um den dreidimensionalen Effekt zu erhöhen.
Durch die vorteilhafte Kopplung der Umfeldsensorik oder der internen Sensorik des Fahrzeugs 1 mit der Head-up Displayeinrichtung 3 wird es somit ermöglicht, verschiedene virtuelle Entfernungen und Neigungen der Projektionsfläche 8 in Abhängigkeit der aktuellen Fahrsituation einzustellen, um dem Fahrer bestmöglich bei der Führung des Fahrzeug zu unterstützen oder, im autonomen Fahrbetrieb, bestmöglich zu informieren. Vorteilhafterweise werden in Abhängigkeit der gewählten Entfernung zudem die Bildinhalte in Bezug auf Größe, Position, Perspektive, Farbe und/oder ihre generelle Darstellung angepasst. Auch kann das Verstellen der Optik in Abhängigkeit von Echtzeit-Verkehrsinformationen oder von Daten aus einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation eingestellt werden.
Während sich das vorliegende Ausführungsbeispiel für die Verwendung in einem Fahrzeug beziehungsweise Kraftfahrzeug beschränkt, ist es selbstverständlich auch möglich, ein entsprechendes Head-up Display auch in anderen Fortbewegungsmitteln vorzusehen. Es ist beispielsweise auch denkbar, ein entsprechendes Head-up Display, das in den Helm eines Motorradfahrers integriert ist, entsprechend zu betreiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014200407 A1 [0005]
EP 2618202 A1 [0005]
US 2009/0160736 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Head-up Displays eines Fahrzeugs, wobei das Head-up Display eine verstellbare Optik (5) aufweist, wobei die verstellbare Optik (5) ein von einer bildgebenden Einheit (4) erzeugtes Bild auf eine virtuelle Projektionsfläche (8) in einer vorgebbaren Entfernung (X) im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs projiziert, wobei die Optik (5) in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation verstellt wird, um zumindest die Entfernung (X) zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (5) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation derart verstellt wird, dass die virtuelle Projektionsfläche (8) um zumindest eine virtuelle Achse (11, 12) gekippt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der aktuellen Fahrsituation Daten von einer Umfeldsensorik (9) des Fahrzeugs (1) und/oder Daten des Fahrzeugs (1) selbst berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen einer Kurvenfahrt die Entfernung (X) verkleinert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen der Kurvenfahrt die Projektionsfläche (8) in Richtung des Kurvenverlaufs und/oder in eine aufgerichtete/vertikale Position gekippt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung (X) mit zunehmender Geschwindigkeit vergrößert und mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1) verringert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung (X) in Abhängigkeit von einem durch die Umfeldsensorik (9) erfassten Abstand des Fahrzeugs (1) zu einem weiteren Verkehrsteilnehmers (10) verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung (X) bei Erfassen einer Gefahrensituation verkürzt und die Projektionsfläche (8) in eine aufgerichtete/vertikale Position gekippt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel von einem manuellen Fahrbetrieb zu einem teilautonomen oder vollautonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs (1) die Entfernung verkürzt und die Projektionsfläche (8) in eine aufrechte/vertikale Position gekippt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel vom autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb zu einem manuellen Fahrbetrieb die Entfernung (X) vergrößert und die Projektionsfläche (8) in eine geneigte Ausrichtung um zumindest eine senkrecht zur Fahrtrichtung und parallel zur Fahrbahn (2) liegende virtuelle Achse (11) gekippt wird.
Vorrichtung zum Betreiben eines Head-up Displays eines Fahrzeugs, das eine verstellbare Optik (5) aufweist, welche ein von einer bildgebenden Einheit (4) erzeugtes Bild auf eine virtuelle Projektionsfläche (8) in einer vorgebbaren Entfernung im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs (1) projiziert, mit einem Steuergerät (6), das die Optik (5) in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (6) speziell dazu hergerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch durchzuführen.
Head-up Displayeinrichtung (3), mit einer bildgebenden Einheit (4) zum Erzeugen eines Bildes, mit einer verstellbaren Optik (5), welche das erzeugte Bild auf eine virtuelle Projektionsfläche (8) in einer vorgebbaren Entfernung (X) im Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs (1) projiziert und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 10.
Fahrzeug (1) mit einer Head-up Displayeinrichtung (3) nach Anspruch 11.