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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Anzeigeeinrichtung eine digitale Anzeigefläche aufweist. Dabei wird durch eine Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs ein Bild einer Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst und auf der Grundlage des erfassten Bildes wird ein Bildsignal erzeugt, das ein Bild eines Ausschnitts der Umgebung zeigt.
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Herkömmliche Spiegel für Kraftfahrzeuge sind beispielsweise aus der
DE 10 2004 034 358 B4 bekannt. Digitale Anzeigeeinrichtungen werden verstärkt in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Unter einer Anzeigeeinrichtung wird dabei ein Gerät oder eine Gerätekomponente verstanden, die zum Anzeigen eines Bildes auf einer Anzeigefläche ausgestaltet ist. Eine digitale Anzeigeeinrichtung ist demnach eine Anzeigeeinrichtung zum Wiedergeben eines digitalen Bildes, beispielsweise ein pixelbasierter und/oder frei programmierbarer Bildschirm. Es ist absehbar, dass zukünftige Fahrzeuge verstärkt digitale Innen- und Außenspiegel nutzen. Durch Nutzung eines solchen zweidimensionalen Displays geht allerdings ein Tiefeneindruck verloren. In digitalen Fahrzeuginnenspiegeln verhält sich der Displayinhalt wie auf einem Computermonitor. Bewegt man den Kopf relativ zum Monitor, so bleibt das Bild gleich. Es wird also nicht das reale Verhalten eines Spiegels mit einer verspiegelten Fläche abgebildet, da sich ein von einem Spiegel wahrgenommenes Bild sich je nach Betrachterposition verändern würde. Bilder digitaler Spiegel, also beispielsweise eines digitalen Innenspiegels, werden daher als unnatürlich wahrgenommen und können unter Umständen eine Informationsaufnahme erschweren, beispielsweise das Abschätzen einer Tiefe oder das Abschätzen von Entfernungen.
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Die
US 2011/0317015 A1 beschreibt das Implementieren eines Flächenlichtmodulators, eines sogenannten „Digital Micromirror Device“ („DMD“). Sobald der Fahrer eindöst oder nicht mehr auf den Straßenverkehr achtet, wird durch diesen Bildschirm ein Warnsignal ausgegeben.
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Aus der
DE 100 36 570 A1 ist eine Anzeigevorrichtung bekannt, wobei eine Produktionseinheit an einem Fahrzeuginnenspiegel angeordnet sein kann. Auf einer Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung kann ein reelles Bild eines von einer Videokamera aufgenommenen Fahrwegs dargestellt werden.
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Die
DE 10 2008 019 732 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektrischen Außenspiegels mithilfe einer Kamera zur Aufnahme eines Bildausschnitts des rückwärtigen Verkehrsraumes und einem Anzeigeelement zur Anzeige des von der Kamera angezeigten Bildauschnitts.
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Aus der
DE 10 2011 118 253 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Rückspiegels eines Kraftfahrzeugs bekannt.
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Die
DE 10 2013 020 950 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Rückansichtkamerasystems eines Kraftfahrzeugs mithilfe einer Bilderfassungseinrichtung und einer Anzeigeeinrichtung.
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Die im Stand der Technik beschriebenen digitalen Anzeigevorrichtungen haben jedoch weiterhin das Problem, dass ein Tiefeneindruck schwer wahrnehmbar ist und sich das Bild bei Kopfbewegungen des Fahrers nicht natürlich verhält. Weiterhin wird ein räumliches Einschätzen einer Fahrsituation erschwert. Es kann sich zum Beispiel bei Kopfdrehungen des Benutzers zudem eine falsche Perspektive des Bildes ergeben, sodass zum Beispiel ein Abschätzen von Abständen des Kraftfahrzeugs zu einem weiteren Kraftfahrzeug oder zu Hindernissen zum Beispiel beim Einparken nur schwer möglich ist.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist das Erhöhen einer Fahrsicherheit während einer Fahrt mit dem Kraftfahrzeug.
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Die Aufgabe wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren und den erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Idee sind durch die Unteransprüche gegeben. Die Erfindung basiert auf der Idee, zu unterschiedlichen Zeitpunkten eine Blickrichtung eines Benutzers zu erfassen und in Abhängigkeit von einer Änderung eines Blickwinkels einen anderen Ausschnitt einer Umgebung des Kraftfahrzeugs einzustellen als derjenige Ausschnitt, der zu dem ersten Zeitpunkt eingestellt ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs umfasst dabei zunächst den Schritt des Erfassens eines Bildes einer Umgebung des Kraftfahrzeugs durch eine erste, bildgebende Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs. Als Sensoreinrichtung wird dabei ein Gerät oder eine Gerätekomponente verstanden, die zum Erfassen eines Bildes ausgestaltet und eingerichtet ist, also zum Beispiel eine Videokamera oder eine Infrarotkamera.
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Durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgt ein Erzeugen eines ersten Bildsignals auf Grundlage des erfassten Bildes, wobei das Bildsignal ein Bild eines ersten Ausschnitts der Umgebung beschreibt. Eine Steuereinrichtung ist dabei ein Gerät oder eine Gerätekomponente, die zum Erzeugen von Steuersignalen eingerichtet ist, also beispielsweise ein Gerät oder eine Gerätekomponente, das oder die zum Beispiel einen Mikrochip oder einen Mikrocontroller oder eine Steuerplatine aufweisen kann.
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Das erste Bildsignal wird durch die Anzeigeeinrichtung auf der Anzeigefläche ausgegeben. Die Anzeigeeinrichtung kann dabei beispielsweise als Touchscreen oder Monitor ausgestaltet sein, und die digitale Anzeigefläche kann beispielsweise eine pixelbasierte Anzeigefläche sein.
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Durch eine zweite Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgt zu einem ersten Zeitpunkt ein Erfassen einer ersten Blickrichtung eines Benutzers, der sich in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs befindet, auf die Anzeigefläche, und zu einem zweiten Zeitpunkt erfolgt ein Erfassen einer zweiten Blickrichtung des Benutzers auf die Anzeigefläche. Die zweite Sensoreinrichtung ist dabei ein Gerät oder eine Gerätekomponente zum Erfassen der Blickrichtung und kann beispielsweise eine Kamera und/oder einen Blickrichtungssensor aufweisen.
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Die Steuereinrichtung ermittelt in Abhängigkeit von der erfassten ersten Blickrichtung und der erfassten zweiten Blickrichtung eine Änderung eines Blickwinkels, mit dem der Benutzer auf die Anzeigefläche sieht. In Abhängigkeit von der ermittelten Blickwinkeländerung erfolgt durch die Steuereinrichtung ein Einstellen eines von dem ersten Ausschnitt der Umgebung unterschiedlichen, zweiten Ausschnitts der Umgebung auf der Anzeigefläche.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dem Benutzer die Möglichkeit gegeben, zum Beispiel eine Sicht hinter das Kraftfahrzeug leicht zu verändern, zum Beispiel beim Einparken des Kraftfahrzeugs, wobei die Lage und/oder Position des eigenen Kraftfahrzeugs relativ zu beispielsweise einem benachbarten Kraftfahrzeug besser eingeschätzt werden kann. Werden in dem Kraftfahrzeug mehrere Anzeigeeinrichtungen oder eine Anzeigeeinrichtung mit mehreren digitalen Anzeigeflächen verwendet, so können die Anzeigeflächen zueinander eingestellt und abgestimmt werden.
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Eine besonders gute Anpassung des durch die Anzeigefläche gezeigten Bildausschnittes wird dadurch erreicht, dass ein Erfassen einer Positionsänderung und/oder einer Lageänderung der Anzeigefläche durch eine dritte Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgt, beispielsweise durch eine Sensoreinrichtung, die an der Anzeigefläche und/oder der Anzeigeeinrichtung angeordnet sein kann. Beispielhaft hierfür kann ein Drehwinkelgeber an einem Gelenk der Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung führt dann entweder a) das Ermitteln der Änderung des Blickwinkels des Benutzers in Abhängigkeit von der durch die dritte Sensoreinrichtung erfassten Positionsänderung und/oder Lageänderung durch, sodass die Anzeige auf der Anzeigefläche vorteilhaft auch dann geändert werden kann, wenn der Benutzer nicht den Kopf, sondern die digitale Anzeigeeinrichtung dreht. Oder die Steuereinrichtung führt b) das Ermitteln der Änderung des Blickwinkels des Benutzers unabhängig von der durch die dritte Sensoreinrichtung erfassten Positionsänderung und/oder Lageänderung durch. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die zweite Sensoreinrichtung gleichzeitig beispielsweise eine Änderung der Kopfposition oder Körperposition des Benutzers feststellt.
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Eine erste Variante einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass das durch die erste, bildgebende Sensoreinrichtung erfasste Bild der Umgebung den ersten und den zweiten Ausschnitt der Umgebung beschreibt. Die Steuereinrichtung kann dann einen ersten Ausschnitt des erfassten Bilds ermitteln, der den ersten Ausschnitt der Umgebung zeigt, und die Steuereinrichtung kann einen zweiten Ausschnitt des erfassten Bildes ermitteln, der den zweiten Ausschnitt der Umgebung zeigt. Mit anderen Worten erfasst die erste, bildgebende Sensoreinrichtung ein Bild der Umgebung, aus der die beiden Ausschnitte ausgewählt werden. Hierdurch ergibt sich vorteilhaft, dass eine bereits in dem Kraftfahrzeug vorhandene Sensoreinrichtung, beispielsweise eine rückwärtig angeordnete Kamera, für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann.
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Bei einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt gemäß einer weiteren Ausführungsform das durch die erste, bildgebende Sensoreinrichtung erfasste Bild nur den ersten Ausschnitt der Umgebung. Durch die Steuereinrichtung kann ein Ermitteln einer Positionsänderung und/oder einer Lageänderung der ersten, bildgebenden Sensoreinrichtung zum Erfassen des zweiten Ausschnitts der Umgebung erfolgen. Weiterhin kann die Steuereinrichtung anhand der ermittelten Positionsänderung und/oder Lageänderung ein Steuersignal zum Ändern der Position und/oder Lage der ersten Sensoreinrichtung erzeugen und das Steuersignal an die erste Sensoreinrichtung übertragen. Es erfolgt ein Ändern der Position und/oder der Lage der ersten Sensoreinrichtung in Abhängigkeit von dem Steuersignal. Hierzu kann beispielsweise die erste Sensoreinrichtung entlang einer Schiene bewegt oder beispielsweise mittels eines Kugellagers gedreht werden.
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Es erfolgt ein Erfassen eines zweiten Bildes durch die erste, bildgebende Sensoreinrichtung nach dem Ändern der Position und/oder Lage, wobei das zweite Bild den zweiten Ausschnitt der Umgebung zeigt. Hierdurch kann der durch die Anzeigeeinrichtung gezeigte Ausschnitt sehr flexibel angepasst werden und auch solche Ausschnitte der Umgebung erfasst werden können, die beispielsweise von einer fest montierten Kamera nicht erfasst werden können. Weiterhin kann so auch ein Ausschnitt der Umgebung gezeigt werden, der einen sonst toten Winkel zeigt.
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In einer Weiterbildung kann das Ändern der Position und/oder der Lage der ersten Sensoreinrichtung ein Drehen und/oder ein translatorisches Bewegen der ersten Sensoreinrichtung umfassen. Hierdurch wird eine Anzahl derjenigen Freiheitsgrade erhöht, die der ersten Sensoreinrichtung zum Erfassen des Bildes zur Verfügung stehen. Dieser Vorteil wird durch eine Kombination des Drehens und des translatorischen Bewegens noch erhöht.
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Das Erfassen der ersten Blickrichtung und das Erfassen der zweiten Blickrichtung des Benutzers kann ein Erfassen einer Augposition und/oder eines Augpunkts und/oder einer Kopfposition und/oder einer Körperposition und/oder einer Körpergröße des Benutzers umfassen. Hierdurch wird beispielsweise mittels eines Blickrichtungserkenners eine Genauigkeit des Erfassungsvorganges erhöht.
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Die oben gestellte Aufgabe wird, unter Erreichen der bereits genannten Vorteile, ebenfalls gelöst durch eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die eine Steuereinrichtung betreffenden Verfahrensschritte einer der oben beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Die Steuereinrichtung kann optional eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, die eine Steuereinrichtung betreffenden Verfahrensschritte einer der oben genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zum Beispiel zumindest einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrocontroller aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die eine Steuereinrichtung betreffenden Verfahrensschritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Die oben gestellte Aufgabe wird ebenfalls gelöst von einem Kraftfahrzeug, das vorzugsweise als Kraftwagen ausgestaltet sein kann, beispielsweise als Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug weist eine Anzeigeeinrichtung mit einer digitalen Anzeigefläche auf, beispielsweise einen Touchscreen, eine erste, bildgebende Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Nahinfrarotkamera, eine zweite Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Blickrichtung des Benutzers, beispielsweise ein Gerät oder System zum Aufzeichnen von Augenbewegungen oder Blickbewegungen („Eyetracker“), und eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann die erste, bildgebende Sensoreinrichtung drehbar und/oder translatorisch verschiebbar angeordnet sein, vorzugsweise wobei die erste, bildgebende Sensoreinrichtung an einer Außenseite des Kraftfahrzeugs angeordnet sein kann. Hierzu kann die erste Sensoreinrichtung beispielsweise an einer Schiene oder mittels eines Drehgelenks gelagert sein. Es ergibt sich der oben genannte Vorteil.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann das Kraftfahrzeug eine dritte Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Positionsänderung und/oder einer Lageänderung der Anzeigefläche aufweisen, beispielsweise einen Drehwinkelgeber. Es ergibt sich der oben genannte Vorteil.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen noch einmal durch konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. Funktionsgleiche Elemente weisen in den Figuren dieselben Bezugszeichen auf. Es zeigt:
- 1 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine schematische Skizze zu einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Die 1 veranschaulicht an einem ersten Ausführungsbeispiel das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu sehen ist dabei ein Benutzer 10 eines Kraftfahrzeugs 12. Das Kraftfahrzeug 12 kann dabei beispielsweise als Personenkraftwagen ausgestaltet sein. Der Benutzer 10 ist dabei gezeigt, wie er beispielhaft von einer ersten Körperposition P1 in eine zweite Körperposition P2 wechselt, in der er nicht mehr aus einer ersten Blickrichtung V1, sondern aus einer zweiten Blickrichtung V2 auf eine Anzeigefläche 14 einer Anzeigeeinrichtung 16 blickt.
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Die Anzeigeeinrichtung 16 kann beispielsweise als Monitor einer Mittelkonsole oder, wie im Beispiel der 1, als digitaler Rückspiegel, der beispielsweise an einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs 12 befestigt sein kann, ausgestaltet sein, oder als Außenspiegel. Dessen digitale Anzeigefläche 14 kann beispielsweise als Touchscreen, also berührungssensitiver Bildschirm, als pixelbasierter Monitor, oder beispielsweise als ein anderer dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannter zweidimensionaler oder dreidimensionaler Bildschirm oder als Multi-View-Display ausgestaltet sein. Der beispielhafte digitale Innenspiegel der 1 kann beispielsweise eingesetzt werden, um beispielsweise einen rückwärtigen Verkehr anzuzeigen.
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Das Kraftfahrzeug 12 weist weiterhin eine Steuereinrichtung 18 auf, die beispielsweise als Steuergerät oder Steuerplatine ausgestaltet sein kann. Optional kann die Steuereinrichtung 18 eine Prozessoreinrichtung 20 aufweisen, die beispielsweise einen Prozessor oder Mikrocontroller haben kann. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung 18 als Steuerplatine oder Mikrochip oder Mikrocontroller einer sogenannten „Head-Unit“ ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung 18 und die Anzeigeeinrichtung 16 können zum Beispiel über eine dem Fachmann gängige Datenkommunikationsverbindung 22 verbunden sein. Diese kann beispielsweise drahtlos sein, beispielsweise eine WLAN- oder Bluetooth-Verbindung, oder drahtgebunden, beispielsweise als Bestandteil eines Datenbussystems des Kraftfahrzeugs 12.
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Das Kraftfahrzeug 12 hat eine erste Sensoreinrichtung 24, die beispielsweise als Videokamera ausgestaltet sein kann. Alternative Ausführungsformen der ersten Sensoreinrichtung 24 sind beispielsweise eine 3D-Stereokamera, eine Time-of-Flight-Kamera, ein Laserscanner, eine Infrarotkamera, eine RGB-Kamera oder eine Wärmebildkamera oder ein Multikamerasystem. Die erste Sensoreinrichtung 24 kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise mehrere Sensoren aufweisen, die jeweils lichtempfindliche Pixel aufweisen und beispielsweise ineinander angeordnet und um das Kraftfahrzeug 12 herum angeordnet sein können.
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Die erste Sensoreinrichtung 24 ist dabei derart an dem Kraftfahrzeug 12 angeordnet, dass sie ein Bild einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 12, in der 1 durch einen Baum und einen Fahrradfahrer dargestellt, erfassen kann. Beispielsweise kann die erste Sensoreinrichtung 24 an einer Rückseite des Kraftfahrzeugs 12 und/oder an einer Seite des Kraftfahrzeugs 12 befestigt oder gelagert oder andersartig angeordnet sein. Im Beispiel der 1 weist das Kraftfahrzeug 12 jeweils eine optionale Lagereinrichtung 26', 26" auf, wobei die optionale Lagereinrichtung 26" beispielhaft als Schiene, auf der die erste Sensoreinrichtung 24 verschiebbar oder verfahrbar gelagert sein kann, ausgestaltet sein kann. Die beispielhafte Lagereinrichtung 26` kann beispielsweise als Kugellager oder als Lager zum drehbaren Lagern der ersten Sensoreinrichtung 24 mithilfe beispielsweise einer Rastschiene ausgestaltet sein. Obwohl in der 1 zwei verschiedene Lagereinrichtungen 26', 26" dargestellt sind, können die Lagereinrichtungen 26', 26" auch einzeln vorkommen oder nicht vorhanden sein. Hat das Kraftfahrzeug 12 beispielhaft keine Lagereinrichtung 26', 26", so kann die erste Sensoreinrichtung 24 beispielsweise mithilfe von Schrauben an einem Nummernschildhalter befestigt sein.
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Eine zweite Sensoreinrichtung 28 des Kraftfahrzeugs 12 ist vorzugsweise in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet, kann also beispielsweise eine oder mehrere Kameras aufweisen, die beispielsweise an einem Dachhimmel und/oder an einem Armaturenbrett angeordnet sein können. Die zweite Sensoreinrichtung 28 ist dabei dazu eingerichtet, eine Blickrichtung V1, V2 des Benutzers 10 zu erfassen. Eine günstige Position oder günstige Positionen zum Anbringen der Bestandteile der zweiten Sensoreinrichtung 28 können vom Fachmann leicht ermittelt werden oder sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Zu einer solchen Fahrerbeobachtung kann beispielsweise die Sensoreinrichtung 28 basierend auf Nahfeld-Infrarot-LEDs und/oder Nahfeld-Infrarot-Kameras eingesetzt werden. Die Bestandteile der zweiten Sensoreinrichtung 28 sind vorzugsweise beständig gegen UV-Licht und sind besonders geeignet, wenn sie wenig Bauraum in Anspruch nehmen. Bei schnell wechselnden Lichtverhältnissen, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug 12 durch einen Wald oder in einen Tunnel beziehungsweise aus einem Tunnel herausfährt, hat sich ein System basierend auf Infrarot- und/oder Nahfeldinfraroterfassung als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine freie Bewegung eines Kopfes des Benutzers 10 kann beispielsweise gut über eine Lichtfeldkamera erfasst werden, die als Sensor der zweiten Sensoreinrichtung 28 vorhanden sein kann.
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Im Beispiel der 1 kann die Anzeigeeinrichtung 16 optional eine dritte Sensoreinrichtung 30 aufweisen, die beispielsweise als Winkelgeber in einem Spiegelfuß des beispielhaften digitalen Innenspiegels ausgestaltet sein kann.
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Alternativ kann die dritte Sensoreinrichtung 30 beispielsweise als Berührungssensor ausgestaltet sein, der beispielsweise erfassen kann, ob der Benutzer 10 gerade mit der Hand die Anzeigeeinrichtung 16 berührt. Eine Berührung des Spiegels kann implizieren, dass der Benutzer 10 den Spiegel gerade verstellen möchte.
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Umfasst die dritte Sensoreinrichtung 30 beispielsweise ein Multikamerasystem, so müssen die einzelnen Komponenten, das heißt die beispielhaften einzelnen Kameras, nicht notwendigerweise an der Anzeigeeinrichtung 16 angeordnet sein, sondern können in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 12 verteilt angebracht sein. In diesem Fall kann die zweite Sensoreinrichtung der dritten Sensoreinrichtung entsprechen oder die zweite Sensoreinrichtung 28 kann die dritte Sensoreinrichtung 30 umfassen. Ein solches beispielhaftes Multikamerasystem kann die Spiegelposition dann erfassen, indem beispielsweise ein Kamerabild oder mehrere Kamerabilder durch eine Bildanalysesoftware ausgewertet und eine Position und/oder Lage der Anzeigefläche 14 innerhalb eines Koordinatensystems innerhalb des Kraftfahrzeugs 12 ermittelt werden. Geeignete Algorithmen sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. In diesem Fall benötigt das Kraftfahrzeug 12 keine Rückmeldeelektronik, die in der Anzeigeeinrichtung 16 verbaut ist.
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In einem ersten Verfahrensschritt S1 erfasst die erste, bildgebende Sensoreinrichtung 24 ein Bild der Umgebung des Kraftfahrzeugs 12. Die erste Sensoreinrichtung 24 kann das erfasste Bild über eine Datenkommunikationsverbindung 22 an die Steuereinrichtung 18 übertragen. Im Beispiel der 1 kann das Bild der Sensoreinrichtung 24 dabei den ersten Ausschnitt A der Umgebung zeigen oder abbilden, das heißt den beispielhaften Baum unter ein Stück des Hinterrades des Fahrradfahrers. Die Steuereinrichtung 18, die beispielsweise in einem Speicher (in der 1 nicht gezeigt) eine Bildverarbeitungssoftware gespeichert haben kann, erzeugt im Verfahrensschritt S2 auf Grundlage des erfassten Bildes ein erstes Bildsignal, das an die Anzeigeeinrichtung 16 übertragen werden kann. Auf der Anzeigefläche 14 kann dann beispielsweise der erste Ausschnitt A abgebildet oder angezeigt, also ausgegeben, werden (S3). Der Benutzer 10 kann sich dabei noch in der Ausgangsposition P1 befinden.
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Zu diesem Zeitpunkt, zu dem sich der Benutzer 10 noch in der Position P1 befinden kann, kann die zweite Sensoreinrichtung 28 eine erste Blickrichtung V1 des Benutzers 10 erfassen und ein Sensorsignal erzeugen, das die Blickrichtung V1 beschreiben kann. Dieses Sensorsignal kann dann an die Steuereinrichtung 18 übertragen werden. Zur Erfassung der Blickrichtung können verschiedene Parameter erfasst werden (S4), beispielsweise eine Augposition und/oder einen Augpunkt des Benutzers 10 und/oder nur die Position des Kopfes des Benutzers 10. Zusätzlich oder alternativ kann mithilfe der zweiten Sensoreinrichtung 28 auch eine Körpergröße des Benutzers 10 erfasst werden, sodass Benutzer unterschiedlicher Körpergröße das System nutzen können. Geeignete Systeme sind dem Fachmann dabei aus dem Stand der Technik bekannt.
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Die zweite Sensoreinrichtung 28 kann beispielsweise in einem vorgegebenen Zeitintervall oder zu vorgegebenen Zeitpunkten oder fortlaufend die Blickrichtung V1, V2 des Benutzers 10 erfassen (S4). Erfasst die zweite Sensoreinrichtung 28 zu einem zweiten Zeitpunkt eine Körperposition P2 des Benutzers 10, so kann auch dieses entsprechende Sensorsignal an die Steuereinrichtung 18 übertragen werden.
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In Abhängigkeit von der erfassten ersten Blickrichtung V1 und der erfassten zweiten Blickrichtung V2 kann die Steuereinrichtung 18 eine Änderung eines Blickwinkels ermitteln (S5) und damit zum Beispiel feststellen, dass der Benutzer 10 seine Position P1 in die Posirin P2 gewechselt hat. Hierzu kann beispielsweise eine Software vorliegen, die anhand eines geeigneten Algorithmus diese Änderung des Blickwinkels errechnet.
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In Abhängigkeit von der ermittelten Blickwinkeländerung erfolgt das Einstellen eines von dem ersten Ausschnitt A der Umgebung unterschiedlichen zweiten Ausschnitts B der Umgebung auf der Anzeigefläche 14 (S6). Hierzu kann die Steuereinrichtung 18 beispielsweise eine Parallaxe der durch das erste Bildsignal dargestellten Umgebung festlegen, und anhand der festgelegten Parallaxe den zweiten Ausschnitt B der Umgebung ermitteln, der beispielsweise die Umgebung aus einem durch die Parallaxe bedingten Blickwinkel zeigen kann. Die Parallaxe kann beispielsweise festgelegt werden, indem ein Spiegelwinkel ermitteln werden kann, der bei Verwendung eines rechten Spiegels mit einer Spiegelfläche anstelle der Anzeigeeinrichtung 16 mit der digitalen Anzeigefläche 14 vorliegen würde. Alternativ zum Festlegen einer Parallaxe kann die Steuereinrichtung 18 beispielsweise anhand einer digital abgespeicherten Liste ermitteln, bei welcher Größe einer Blickwinkeländerung sich ein Grad einer Verschiebung des Ausschnitts A in der Umgebung ergibt.
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Das Einstellen des zweiten Ausschnitts B (S6) kann gemäß der in der 1 gezeigten Variante beispielhaft umfassen, dass die Steuereinrichtung 18 beispielsweise eine Positionsänderung und/oder eine Lageänderung der ersten bildgebenden Sensoreinrichtung 24 zum Erfassen des zweiten Ausschnitts B der Umgebung ermittelt (S9). Hierzu kann beispielsweise ein Winkelgeber der Lagereinrichtung 26` oder ein Positionssensor der ersten Sensoreinrichtung 24 oder an der Lagereinrichtung 26" vorgesehen sein, der eine aktuelle Position und/oder Lage der ersten Sensoreinrichtung 24 beschreiben kann. Die Steuereinrichtung 18 kann dann zum Beispiel neue Positionsdaten oder einen neuen Winkel vorgeben, und daraus die Positionsänderung und/oder Lageänderung ermitteln. Ein entsprechendes Steuersignal, das die Positionsänderung und/oder die Lageänderung beschreibt, kann dann an die erste Sensoreinrichtung 24 übertragen werden (S10).
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Das Steuersignal kann dann beispielsweise einen Elektromotor aktivieren und die erste Sensoreinrichtung 24 kann beispielsweise mittels der Lagereinrichtung 26" horizontal oder vertikal verschoben (S11) und/oder gedreht oder gekippt werden (S11). Danach erfolgt das Aufnehmen eines Bildes von dem zweiten Ausschnitt B der Umgebung, der im Beispiel der 1 auf dem entsprechenden digitalen Bild, das an die Steuereinrichtung 18 und dann an die Anzeigeeinrichtung 16 zum Ausgeben (S3) übertragen werden kann. Hierdurch kann beispielsweise dem Benutzer 10, der sich jetzt in der zweiten Körperposition P2 befindet, der zweite Ausschnitt B angezeigt werden, welcher zum Beispiel nun den Fahrradfahrer zeigt. Mit anderen Worten kann die erste Sensoreinrichtung 24 beispielsweise eine Körperbewegung des Benutzers 10 spiegeln.
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Im oben beschriebenen Beispiel der 1 ist der Benutzer 10 beispielsweise gerade damit beschäftigt, rückwärts einzuparken, wobei er in seiner ersten Körperposition P1 nur den Baum gesehen hat. Will er zum Beispiel sicher gehen, dass er freie Fahrt hat, kann er beispielsweise intuitiv seine Körperposition von der Position P1 in die Körperposition P2 überführen, so wie er es intuitiv beim Benutzen eines echten Spiegels getan hätte. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ihm ermöglicht, unter Verwendung der digitalen Anzeigeeinrichtung 16 denjenigen Ausschnitt A, B der Umgebung zu ändern, den er gerne sehen möchte. Alternativ kann der Benutzer 10 beispielsweise beim Rückwärtseinparken den Kopf bewegt haben, um einen Tiefeneindruck zu gewinnen und um abschätzen zu können, wie viel Abstand noch zu dem Baum da ist und ob er das Kraftfahrzeug 12 noch einmal zurücksetzen kann.
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Optional kann vorgesehen sein, dass die dritte Sensoreinrichtung 30 eine Positionsänderung und/oder Lageänderung der Anzeigefläche 14 erfasst (S13), beispielsweise ein Drehen des Spiegels durch den Benutzer oder eine Absicht des Benutzers, den beispielhaften digitalen Spiegel zu drehen, zum Beispiel mittels eines Berührungssensors. Im Falle, dass der Benutzer 10 nicht seine Position P1 verändern sollte, sondern intuitiv den Spiegel dreht, kann die Steuereinrichtung 18 die Änderung des Blickwinkels in Abhängigkeit von dieser erfassten Positionsänderung und/oder Lageänderung ermitteln (S5). Es kann allerdings auch der Fall sein, dass der Benutzer 10 seine Körperposition P1 in die Körperposition P2 verändern kann, wobei ein Einfluss einer Lage- und/oder Positionsänderung der Anzeigefläche 14 nicht gewünscht sein kann, weil sonst die aus der Änderung der Körperposition P1, P2 resultierenden Einstellung des zweiten Ausschnitts B wieder kompensiert werden könnte. In diesem Fall kann die Positionsänderung und/oder Lageänderung der Anzeigefläche 14 nicht berücksichtigt werden, wenn beispielsweise gleichzeitig eine Änderung der Körperposition P1, P2 erfasst wird. Mit anderen Worten kann eine automatische Nachführung des digitalen Bildes deaktiviert werden.
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Bei beispielsweise einem Feststellen einer Änderung einer Körpergröße des Benutzers, beispielsweise weil sich der Benutzer 10 gerade streckt, kann beispielsweise eine vertikale Verschiebung der ersten Sensoreinrichtung 24 aktiviert werden.
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Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, das dem Verfahren gemäß der 1 weitestgehend entsprechen kann, wobei im Folgenden auf die Unterschiede eingegangen wird.
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In diesem Beispiel kann die erste Sensoreinrichtung 24 beispielsweise fest an dem Kraftfahrzeug 12 angeordnet sein. Eine optionale Lagerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 ist dennoch möglich. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 kann die erste Sensoreinrichtung 24 eine Bilderfassung (S1) durchführen, die ein Bild U der Umgebung beschreiben kann. Dieses Bild U der Umgebung kann den ersten Ausschnitt A und den zweiten Ausschnitt B umfassen. In einem Verfahrensschritt S7 kann zum Beispiel die vorher erwähnte optionale Bildverarbeitungssoftware einen ersten Ausschnitt des erfassten Bildes U ermitteln, wobei dieser erste Ausschnitt des Bildes U den Ausschnitt A der Umgebung zeigen kann. Analog hierzu kann im Verfahrensschritt S8 ein weiterer Bildausschnitt ermittelt werden, der den Ausschnitt B zeigen kann. Geeignete Bildverarbeitungsmethoden sind dem Fachmann dabei aus dem Stand der Technik bekannt. Für ein solches Verfahren kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug 12, was nicht über eine Lagereinrichtung 26', 26" verfügen kann, einfach nachgerüstet werden zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem eine geeignete Bildverarbeitungssoftware aufgespielt werden kann.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (ohne Fig.) kann beispielsweise eine Datenbrille als Anzeigeeinrichtung 16 vorgesehen sein, mit der der Benutzer 10 eine relative Position zu dem Kraftfahrzeug 12 sehen kann. Die Sensorik zur Erfassung der beispielhaften Kopfposition oder beispielsweise eine Augbewegung kann dann in die Datenbrille integriert sein.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (ohne Fig.) kann beispielsweise das Verfahren gemäß der 1 oder das Verfahren gemäß der 2 für mehrere Benutzer 10 des Kraftfahrzeugs 12 ausgelegt sein, beispielsweise für einen Fahrer und für einen Beifahrer. Die Anzeigeeinrichtung 16 kann dabei beispielsweise als Multi-View-Display ausgestaltet sein, also als Bildschirm, der zwei Bilder anzeigen kann, wobei man in Abhängigkeit von einem Blickwinkel und einer Körperposition zu dem Multi-View-Display nur entweder das eine oder das andere Bild sehen kann. Eine solche Anzeigeeinrichtung 16 kann beispielsweise eine Lenticularlinse zum Erzeugen einer paralaxen Verschiebung aufweisen. Entsprechend der Mehrzahl an Benutzern 10 können auch die Sensoreinrichtungen 24, 28 entsprechend ausgestaltet sein, beispielsweise mit mehreren Kameras zum Beobachten mehrerer Benutzer oder mehrerer Kameras zum Bereitstellen unterschiedlicher Bilder der Umgebung.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 12, das mehrere Anzeigeeinrichtungen 16 aufweisen kann. Dabei kann eine der Anzeigeeinrichtungen 16 beispielsweise rechts von einem Lenkrad angeordnet sein, und die andere Anzeigeeinrichtung 16 kann beispielsweise an einem Innenraumverkleidungsteil der Fahrertür angebracht sein.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele veranschaulichen das Prinzip der Erfindung, ein Verfahren zum Anpassen eines Bildinhaltes einer digitalen Anzeigeeinrichtung 16, beispielsweise eines digitalen Spiegels, durch Fahrerbeobachtung bereitzustellen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Fahrerbeobachtungssystem als zweite Sensoreinrichtung 28 mit dem beispielhaften digitalen Spiegel als Anzeigeeinrichtung 16 gekoppelt werden. Beispielsweise dadurch gemessene Kopfbewegungen können so genutzt werden, dass zum Beispiel ein Kamerasystem des beispielhaften Fahrerbeobachtungssystems den beispielhaften digitalen Spiegel entsprechend schwenken oder anderen Teilausschnitte zum Beispiel eines Kamerabildes dem digitalen Spiegel anzeigen können. Dadurch besteht die Möglichkeit für den Benutzer 10, zum Beispiel eine Sicht nach hinten leicht zu verändern, um zum Beispiel beim Parken das eigene Kraftfahrzeugs 12 relativ zu benachbarten Kraftfahrzeugen besser einzuschätzen.
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Hierdurch ergibt sich zum Beispiel vorteilhaft, dass die Anzeigeeinrichtung 16 oder mehrere Anzeigeeinrichtungen 16 zueinander eingestellt und/oder abgestimmt werden können.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Fahrerbeobachtung Sensoren zum Bestimmen zum Beispiel der Kopf- und/oder Augposition im Kraftfahrzeug 12 relativ zu einem Fahrzeugkoordinatensystem aufweisen. Zum Beispiel ein digitaler Spiegel als Anzeigeeinrichtung 16 kann ein Display, also einen Bildschirm, aufweisen, welcher eingesetzt werden kann, um zum Beispiel den rückwärtigen Verkehr anzuzeigen. Beispielsweise kann eine Kombination des Wissens bezüglich der aktuellen Kopfposition des Benutzers 10 mit einem aktuellen angezeigten Bild für den beispielhaften digitalen Innenspiegel erfolgen. Dies kann zum Beispiel je nach Kopfposition und/oder Spiegeleinstellung erfolgen, indem zum Beispiel ein anderer Ausschnitt des rückwärtigen Raumes angezeigt werden kann. Es kann optional eine Liveeinstellung erfolgen, das heißt bewegt sich zum Beispiel der Kopf des Benutzers 10, kann sich das angezeigte Bild entsprechend verändern. Zur Fahrerbeobachtung kann vorzugsweise ein Automotivetaugliches System, beispielsweise basierend auf Nahfeld-Infrarot-LEDs (NIR-LEDs) und/oder Nahfeld-Infrarot-Kameras („NIR-Kameras“), an geeigneten Positionen im Fahrzeuginnenraum eingesetzt werden. Ein beispielhafter digitaler Innenraum- und/oder Außenspiegel als Anzeigeeinrichtung 16 kann beispielsweise einen regulären 2D-Bildschirm oder einen 3D-Bildschirm (zum Beispiel Lichtfeld) aufweisen.
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In einer ersten Lösungsvariante des Ausführungsbeispiels können beispielsweise ein oder mehrere Kameras der ersten Sensoreinrichtung 24 den rückwärtigen Raum aufnehmen. Auf den beispielhaften digitalen Spiegel kann nur ein Ausschnitt und/oder Teil des gesamten rückwärtig aufgenommenen Bildes angezeigt werden. Verschiebt sich beispielsweise der Kopf des Benutzers 10 zum Beispiel nach links, kann sich der angezeigte Bildausschnitt entsprechend verschieben, sodass mehr von der Fahrzeugkarosse auf der Anzeigefläche 14 sichtbar werden kann (andere Verschieberichtungen analog).
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In einer zweiten Variante dieses Ausführungsbeispiels kann beispielsweise eine mechanische Verstellung des Blickfeldes der rückwärtigen Kamera erfolgen. Verschiebt sich beispielsweise die Kopfposition, so kann die rückwärtige Kamera einer beispielhaften ersten Sensoreinrichtung 24 entsprechend ebenfalls neu ausgerichtet werden. Vorzugsweise kann dies inklusive einer Translation der Kamera erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Benutzer
- 12
- Kraftfahrzeug
- 14
- Anzeigefläche
- 16
- Anzeigeeinrichtung
- 18
- Steuereinrichtung
- 20
- Prozessoreinrichtung
- 22
- Datenkommunikationsverbindung
- 24
- erste Sensoreinrichtung
- 26', 26''
- Lagereinrichtung
- 28
- zweite Sensoreinrichtung
- A
- erster Ausschnitt der Umgebung
- B
- zweiter Ausschnitt der Umgebung
- P1, P2
- Körperposition
- S1-S13
- Verfahrensschritte
- U
- Bild der Umgebung
- V1, V2
- Blickrichtung
