DE102018124798A1

DE102018124798A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen und anzeigen von führungslinien

Info

Publication number: DE102018124798A1
Application number: DE102018124798.2A
Authority: DE
Inventors: Mohannad Murad; Fred W. Huntzicker; Mark Wolski
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2019-04-11
Also published as: CN109624849A

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien auf einer Anzeige sind vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet das Abrufen von Informationen über ein vertikales Profil eines Weges, das Erzeugen von Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen; und das Überlagern der Führungslinien auf einem auf einer Anzeige angezeigten Bild.

Description

EINLEITUNG
Vorrichtungen und Verfahren in Übereinstimmung mit exemplarischen Ausführungsformen beziehen sich auf die Darstellung eines Bildes eines Außenbereichs und Führungslinien auf einer Anzeige. Insbesondere beziehen sich Vorrichtungen und Verfahren in Übereinstimmung mit exemplarischen Ausführungsformen auf das Erzeugen von Führungslinien und das Überlagern der Führungslinien auf einem Bild eines auf der Anzeige dargestellten Außenbereichs.
KURZDARSTELLUNG
Eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen sehen ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, die Führungslinien auf einem Bild eines Außenbereichs erzeugen, überlagern und anzeigen. Insbesondere sehen eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überlagern und Anzeigen von Führungslinien vor, die eine Topografie eines Bereichs außerhalb eines Fahrzeugs auf einer Anzeige darstellen.
Gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform, wird ein Verfahren zum Erzeugen von Führungslinien auf einer Anzeige dargestellt. Das Verfahren beinhaltet das Abrufen von Informationen über ein vertikales Profil des Weges, das Erzeugen von Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, und das Überlagern der erzeugten Führungslinien auf einem auf einer Anzeige angezeigten Bild.
Das Verfahren beinhaltet das Erfassen des Bildes durch eine Kamera, die an einem Fahrzeug angebracht ist. Das auf der Anzeige angezeigte Bild kann mindestens eines aus einem Bild eines Bereichs um ein Fahrzeug, ein Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug und ein Bild eines Bereichs vor einem Fahrzeug beinhalten.
Die Informationen über das vertikale Profil des Weges können aus mindestens einer der folgenden Informationen abgeleitet werden: Karteninformationen, Fahrzeugbewegungsinformationen, Bildinformationen und Sensorinformationen.
Das Erzeugen von Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, beinhaltet das Erzeugen eines Geländeprofils, das Identifizieren von dreidimensionalen Koordinaten des Geländeprofils an bestimmten Positionen um ein Fahrzeug herum, das Transformieren der dreidimensionalen Koordinaten in Bildpunktkoordinaten, das Verbinden der Bildpunktkoordinaten mit Linien oder Formen und das Filtern des Geländeprofils mit nachfolgenden Proben von Geländeprofilen.
Die Überlagerung der Führungslinien auf dem auf der Anzeige angezeigten Bild umfasst das Konvertieren von dreidimensionalen Koordinaten der Führungslinien in Punkte auf dem Bild.
Das auf einer Anzeige angezeigte Bild kann ein Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug beinhalten. Die Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, können ferner eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs darstellen.
Das Verfahren kann das Erhalten von Informationen beinhalten, die einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs entsprechen, und das Erzeugen der Führungslinien, welche die Fahrtrichtung des Fahrzeugs darstellen, basierend auf den Informationen, die dem Lenkwinkel des Fahrzeugs entsprechen.
Die Informationen über das vertikale Profil des Weges können Informationen über eine zuvor von einem Fahrzeug befahrene Strecke beinhalten.
Gemäß einem Aspekt der exemplarischen Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien auf einer Anzeige vorgesehen. Die Vorrichtung beinhaltet mindestens einen Speicher, umfassend computerausführbare Anweisungen; und mindestens einen Prozessor, der konfiguriert ist, um die computerausführbaren Anweisungen zu lesen und auszuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können den mindestens einen Prozessor veranlassen, Informationen über ein vertikales Profil eines Weges abzurufen, Führungslinien zu erzeugen, die den vertikalen Verlauf des Weges darstellen, und die Führungslinien auf einem Bild zu überlagern, das auf einer Anzeige angezeigt wird.
Die Vorrichtung kann ferner eine Kamera zum Erfassen des Bildes ausrichten, und die computerausführbaren Anweisungen können bewirken, dass der mindestens eine Prozessor das Bild von mindestens einem aus einem Bild eines Bereichs um ein Fahrzeug, einem Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug und einem Bild eines Bereichs vor einem Fahrzeug anzeigt.
Die computerausführbaren Anweisungen können den mindestens einen Prozessor veranlassen, Informationen über das vertikale Profil des Weges aus mindestens einer Kombination aus Abbildungsinformationen, Fahrzeugbewegungsinformationen, Bildinformationen und Sensorinformationen abzuleiten.
Die computerausführbaren Anweisungen können den mindestens einen Prozessor veranlassen, die Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, zu erzeugen, indem er ein Geländeprofils erzeugt, dreidimensionale Koordinaten auf dem Geländeprofil an bestimmten Stellen um ein Fahrzeug herum identifiziert, die dreidimensionalen Koordinaten in Bildpunktkoordinaten umwandelt, die Bildpunktkoordinaten mit Linien oder Formen verbindet und das Geländeprofil mit nachfolgenden Proben der Geländeprofile filtert.
Die computerausführbaren Anweisungen veranlassen den mindestens einen Prozessor zum Steuern, um die Führungslinien auf dem auf der Anzeige angezeigten Bild zu überlagern, indem er dreidimensionale Koordinaten der Führungslinien in Punkte auf dem Bild umwandelt.
Das auf einer Anzeige angezeigte Bild kann ein Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug sein.
Die Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, können ferner eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs darstellen. Die computerausführbaren Anweisungen können den mindestens einen Prozessor veranlassen, Informationen zu erhalten, die einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs entsprechen, sowie Führungslinien zu erzeugen, welche die Fahrtrichtung des Fahrzeugs darstellen, basierend auf den Informationen, die dem Lenkwinkel des Fahrzeugs entsprechen.
Die Informationen über das vertikale Profil des Weges können Informationen über eine zuvor von einem Fahrzeug befahrene Strecke beinhalten.
Die Vorrichtung kann ferner einen Sensor beinhalten, der zum Erfassen einer Topografie des Weges ausgelegt ist, und die computerausführbaren Anweisungen können den mindestens einen Prozessor veranlassen, basierend auf den vom Sensor erhaltenen Topografieinformationen Führungslinien zu erzeugen, die das vertikale Profil des Weges darstellen.
Weitere Zwecke, Vorteile und neuartige Merkmale der Ausführungsformbeispiele ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, die Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einer exemplarischen Ausführungsform erzeugt;
2 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erzeugen von Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
3 zeigt eine Darstellung von abgeschrägten Wegen, die durch die erzeugten Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform wiedergegeben werden können;
4 zeigt Darstellungen von Kameraparametern, die zum Erzeugen von Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform verwendet werden;
5 zeigt ein Flussdiagramm der Informationen, die zum Erzeugen von Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform verwendet werden; und
6 zeigt Darstellungen von erzeugten Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien basierend auf einer Topografie oder einem vertikalen Profil eines Weges gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen und Anzeigen von Führungslinien, werden nun unter Bezugnahme auf die 1 - 6 der beigefügten Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, ausführlich beschrieben.
Die folgende Offenbarung ermöglicht es Fachleuten Erfindungsgedanken auszuüben. Jedoch sind die hierin offenbarten exemplarischen Ausführungsformen lediglich exemplarisch und beschränken nicht den Erfindungsgedanken der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele. Außerdem sollten Beschreibungen der Merkmale oder Aspekte jeder exemplarischen Ausführungsform normalerweise als verfügbar für Aspekte von anderen Ausführungsbeispielen berücksichtigt werden.
Es versteht sich auch, dass dort, wo es hierin angegeben ist, ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden mit“, „gebildet auf“ oder „angelegt“ ist, das erste Element direkt verbunden mit, direkt gebildet auf oder direkt auf dem zweiten Element angeordnet sein kann, dass Zwischenelemente zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element vorhanden sein können, es sei denn, es wird angegeben, dass ein erstes Element „direkt“ mit dem zweiten Element verbunden, daran befestigt, darauf ausgebildet oder auf diesem angeordnet ist. Wenn darüber hinaus ein erstes Element dazu konfiguriert ist, Informationen von einem zweiten Element zu „senden“ oder auf diesem zu „empfangen“, kann das erste Element die Informationen direkt zu dem zweiten Element senden oder von diesem empfangen, die Informationen über einen Bus senden oder von diesem empfangen, die Informationen über ein Netzwerk senden oder empfangen, oder die Information über Zwischenelemente senden oder empfangen, es sei denn, das erste Element wird angezeigt, um Informationen „direkt“ zu dem zweiten Element zu senden oder von diesem zu empfangen.
In der gesamten Offenbarung können eines oder mehrere der offenbarten Elemente zu einer einzigen Vorrichtung kombiniert oder zu einer oder mehreren Vorrichtungen kombiniert werden. Zusätzlich können einzelne Elemente auf separaten Vorrichtungen vorgesehen sein.
Fahrzeuge, wie beispielsweise LKWs oder andere Maschinen, können Anzeigen beinhalten, die einen Blick auf einen Bereich außerhalb des Fahrzeugs oder der Maschine ermöglichen. Die Anzeige kann ein Bild eines Bereichs um das Fahrzeug herum anzeigen, das von einer Kamera oder einem Sensor erfasst wird, der dem Bereich außerhalb des Fahrzeugs zugewandt ist. Beispiele von Anzeigen können eine Mittelkonsolenanzeige, eine Seitenspiegelanzeige oder eine Rückspiegelanzeige beinhalten, die das Bild ausgeben, das durch eine Kamera bereitgestellt wird, die dem Bereich hinter dem Fahrzeug zugewandt ist. Diese Anzeigen können verwendet werden, um das Fahrzeug oder die Maschine zu einem Standort oder einer Position zu führen.
Die Anzeige kann Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien oder grafische Elemente auf dem angezeigten Bild des Bereichs außerhalb des Fahrzeugs überlagern, um einen Bediener beim Lenken, Positionieren, Führen oder Lenken eines Fahrzeugs zu unterstützen. Das Bild des Bereichs außerhalb des Fahrzeugs kann in einem Beispiel durch eine Rückfahrkamera, wie beispielsweise eine Rückfahrkamera an einer Heckklappe, einem Kofferraum oder einer Stoßstange eines Fahrzeugs, erzeugt werden. Die Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien oder grafischen Elemente können animiert oder transformiert werden, um die Richtung, Position, Bewegung oder mögliche Bewegung des Fahrzeugs sowie die Neigung, den vertikalen Verlauf, die Form und die Topografie des Fahrwegs des Fahrzeugs wiederzugeben.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen von Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform erzeugt. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Vorrichtung zum Erzeugen von Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform eine Steuerung 101, eine Stromversorgung 102, einen Speicher 103, eine Ausgabe 104, einen Sensor 105, eine Benutzereingabe 106 und eine Kommunikationsvorrichtung 108. Jedoch ist die Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 nicht auf die vorstehend erwähnte Konfiguration beschränkt und kann so konfiguriert sein, dass sie zusätzliche Elemente beinhaltet und/oder ein oder mehrere der vorgenannten Elemente weglässt. Die Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 kann als Teil eines Fahrzeugs, als eigenständige Komponente, als Hybrid zwischen einer Fahrzeug- und einer nicht Fahrzeugvorrichtung oder einem anderen Computergerät implementiert sein.
Die Steuerung 101 steuert den Gesamtbetrieb und die Funktion der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100. Die Steuerung 101 kann einen oder mehrere Speicher 103, eine Ausgabe 104, einen Sensor 105, eine Benutzereingabe 106 und eine Kommunikationsvorrichtung 108 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 steuern. Die Steuerung 101 kann einen oder mehrere aus einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Grafikprozessor, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Schaltungen und einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten beinhalten.
Die Steuerung 101 kann so ausgelegt sein, um Informationen von einem oder mehreren Speichern 103, die Ausgabe 104, dem Sensor 105, der Benutzereingabe 106 und der Kommunikationsvorrichtung 108 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 zu senden und/oder zu empfangen. Die Informationen können über einen Bus oder ein Netzwerk gesendet und empfangen werden oder kann direkt von/auf einem oder mehreren der Speicher 103, der Ausgabe 104, der Sensoren 105, der Benutzereingabe 106 und der Kommunikationsvorrichtung 108 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 bereitstellt, gelesen oder geschrieben werden. Beispiele geeigneter Netzwerkverbindungen beinhalten ein Controller Area Network (CAN), einen medienorientierten Systemtransfer (MOST), ein lokales Kopplungsstrukturnetzwerk (LIN), ein lokales Netzwerk (LAN), Drahtlosnetzwerke, wie beispielsweise Bluetooth und 802.11, und andere geeignete Verbindungen, wie z. B. Ethernet.
Die Stromversorgung 102 liefert Strom an eine oder mehrere der Steuerungen 101, den Speicher 103, die Ausgabe 104, den Sensor 105, die Benutzereingabe 106 und die Kommunikationsvorrichtung 108 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100. Die Stromversorgung 102 kann eine oder mehrere aus einer Batterie, einem Auslass, einem Kondensator, einer Solarenergiezelle, einem Generator, einer Windenergievorrichtung, einem Wechselstromgenerator usw. beinhalten.
Der Speicher 103 ist zum Speichern von Informationen und zum Abrufen von Informationen ausgelegt, die von der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 verwendet werden. Der Speicher 103 kann durch die Steuerung 101 gesteuert werden, um vom Sensor 105 empfangene Informationen zu speichern und abzurufen. Der Speicher kann Abbildungsinformationen, Fahrzeugbewegungsinformationen, Bildinformationen und Sensorinformationen speichern. Darüber hinaus kann der Speicher 103 auch die Computeranweisungen beinhalten, die zum Ausführen durch einen Prozessor zum Ausführen der Funktionen der Vorrichtung zum Erzeugen der Führungslinien 100 eingerichtet sind.
Die Fahrzeugbewegungsinformationen, Bildinformationen und Sensorinformationen können empfangen oder aus den durch den Sensor 105 bereitgestellten Informationen empfangen oder abgeleitet werden. So kann beispielsweise der Sensor 105 Informationen über ein oder mehrere durch den Sensor 105 aufgenommene Bilder, Abstände zwischen dem Sensor 105 und dem Bereich um das Fahrzeug oder topografische Informationen oder Informationen zum vertikalen Profil eines durch den Sensor 105 erfassten Bereichs um ein Fahrzeug bereitstellen. Darüber hinaus können die topografischen Informationen oder die Informationen zum vertikalen Profil aus den Abbildungsinformationen, den Fahrzeugbewegungsinformationen, den Bildinformationen und den Sensorinformationen ermittelt werden. Die topografischen Informationen oder Informationen zum vertikalen Profil können auch aus Informationen abgeleitet werden, die durch den Sensor 105 aufgezeichnet werden und die einen Weg betreffen, der zuvor von einem Fahrzeug oder einer Maschine durchquert oder befahren wurde, einschließlich der Anzeige, welche die Führungslinien anzeigt.
Der Speicher 103 kann ein oder mehrere aus Disketten, optischen Platten, CD-ROMs (Compact Disc-Read Only Memories), magnetooptischen Platten, ROMs (Read Only Memories), RAMs (Random Access Memories), EPROMs (löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher), EEPROMs (elektrisch löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher), magnetische oder optische Karten, Flash-Speicher, Cache-Speicher und andere Arten von Medien/maschinenlesbaren Medien beinhalten, die zum Speichern von maschinenausführbaren Anweisungen geeignet sind.
Die Ausgabe 104 gibt Informationen in einer oder mehreren Formen aus, einschließlich: visuell, hörbar und/oder haptisch. Der Ausgabe 104 kann über die Steuerung 101 gesteuert werden, um für den Benutzer der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 Ausgaben vorzusehen. Die Ausgabe 104 kann einen oder mehrere aus einem Lautsprecher, einem Tonumwandler, einer Anzeige, einer zentral gelegenen Anzeige, einer Heads-Up-Anzeige, einer Windschutzscheibenanzeige, einer haptische Rückmeldungsvorrichtung, einer Schwingungsvorrichtung, einer taktilen Rückmeldungsvorrichtung, einer Tap-Rückmeldungsvorrichtung, einer holographischen Anzeige, einer Instrumentenleuchte, einer Armaturenbrettanzeige, einer Mittelkonsolenanzeige, einer Rückspiegelanzeige, einer Seitenspiegelanzeige, einer Kontrollleuchte usw. beinhalten.
Gemäß einem Beispiel kann die Ausgabe 104 eine oder mehrere aus einer Mittelkonsolenanzeige, einer Seitenspiegelanzeige oder einer Rückspiegelanzeige sein. Die Ausgabe 104 kann zum Ausgeben eines Bildes vom Sensor 105 und zum Überlagern von Führungslinien ausgelegt sein, die aus topografischen Informationen oder Informationen zum vertikalen Profil, die vom Sensor 105 bestimmt wurden, auf das Bild erzeugt werden. Zusätzlich kann die Ausgabe 104 eine Benachrichtigung ausgeben, die eine oder mehrere aus einer hörbaren Benachrichtigung, einer Leuchtenbenachrichtigung und einer Anzeigenbenachrichtigung beinhalten.
Die Benutzereingabe 106 ist dazu ausgelegt, um Informationen und Anweisungen an die Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 bereitzustellen. Die Benutzereingabe 106 kann verwendet werden, um Benutzereingaben usw. für die Steuerung 101 bereitzustellen. Die Benutzereingabe 106 kann einen oder mehrere aus einem Touchscreen, einer Tastatur, einer Softtastatur, einer Schaltfläche, einem Bewegungsdetektor, einem Spracheingabedetektor, einem Mikrofon, einer Kamera, einem Trackpad, einer Maus, einem Touchpad usw. beinhalten. Die Benutzereingabe 106 kann dazu konfiguriert sein, eine Benutzereingabe zu empfangen und damit die Benachrichtigung durch den Ausgang 104 zu bestätigen oder zu verwerfen.
Der Sensor 105 kann eine oder mehrere einer Rückfahrkamera, einer Kamera, einer Infrarotkamera, einer Nachtsichtkamera, eines Ultraschallsensors, eines Radars, eines Beschleunigungssensors, eines Infrarotsensors, eines Lasersensors, eines LIDAR usw. sein. Gemäß einem Beispiel kann der Sensor 105 eine Rückfahrkamera sein, die an einer Heckklappe eines LKWs, ein Rückspiegel, eine Haube, ein Armaturenbrett, ein Seitenspiegel, ein Kofferraum, eine hochgesetzte Bremsleuchte oder eine Stoßstange des Fahrzeugs oder der Maschine angebracht ist. Die Bilder oder Informationen des Sensors 105 können analysiert werden, um topografische Informationen oder Informationen zum vertikalen Profil eines Bereichs um oder hinter dem Fahrzeug zu bestimmen.
Die Kommunikationsvorrichtung 108 kann von der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 verwendet werden, um mit verschiedenen Arten von externen Vorrichtungen gemäß verschiedenen Kommunikationsverfahren zu kommunizieren. Die Kommunikationsvorrichtung 108 kann zum Empfangen von Bildinformationen, topografischen Informationen oder Informationen zum vertikalen Profil vom Sensor 105 verwendet werden. Darüber hinaus kann die Kommunikationsvorrichtung 108 verwendet werden, um Bildinformationen an die Ausgabe 104 zu senden, um die Bildinformationen und die erzeugten Führungslinien anzuzeigen, die mit den Bildinformationen überlagert sind.
Die Kommunikationsvorrichtung 108 kann verschiedene Kommunikationsmodule beinhalten, wie etwa ein oder mehrere Rundfunkempfangsmodule, ein Nahbereichskommunikations-(NFC)-Modul, ein GPS-Modul und ein Drahtloskommunikationsmodul. Das Rundfunkempfangsmodul kann ein terrestrisches Rundfunkempfangsmodul beinhalten, welches eine Antenne beinhaltet, um ein terrestrisches Rundfunksignal, einen Demodulator und einen Entzerrer usw. zu empfangen. Das NFC-Modul ist ein Modul, das mit einer externen Vorrichtung kommuniziert, die sich in einer nahe gelegenen Entfernung gemäß einem NFC-Verfahren befindet. Der GPS-Empfänger ist ein Modul, das ein GPS-Signal von einem GPS-Satelliten empfängt und einen aktuellen Standort erkennt. Das drahtgebundene Kommunikationsmodul kann ein Modul sein, das Informationen über ein drahtgebundenes Netzwerk, wie etwa ein lokales Netzwerk, ein Controller Area Network (CAN) oder ein externes Netzwerk, empfängt. Das drahtlose Kommunikationsmodul ist ein Modul, das über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, wie beispielsweise ein IEEE 802.11-Protokoll, WiMAX-, WLAN- oder IEEE-Kommunikationsprotokoll mit einem externen Netzwerk verbunden ist und mit dem externen Netzwerk kommuniziert. Das Drahtloskommunikationsmodul kann ferner ein Mobilkommunikationsmodul beinhalten, das auf ein Mobilkommunikationsnetzwerk zugreift und eine Kommunikation gemäß verschiedenen Mobilkommunikationsstandards, wie etwa 3.Generation (3G), 3.Generation Partnerschaftsprojekt (3GPP), Langzeitentwicklung (LTE), Bluetooth, EVDO, CDMA, GPRS, EDGE oder Zigbee, durchführt.
Gemäß einem Beispiel kann die Steuerung 101 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 zum Abrufen von Informationen über ein vertikales Profil eines Weges, zum Erzeugen von Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, und zum Überlagern der Führungslinien auf einem auf einer Anzeige angezeigten Bild ausgelegt sein. Die Informationen über das vertikale Profil oder die Topografie des Weges können mindestens eine aus der Liste der Abbildungsinformationen, Fahrzeugbewegungsinformationen, Bildinformationen und Sensorinformationen beinhalten. Die Steuerung 101 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 kann zum Anzeigen des Bildes von mindestens einem aus einem Bild eines Bereichs um ein Fahrzeug herum, einem Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug und einem Bild eines Bereichs vor einem Fahrzeug ausgelegt sein.
Gemäß einem Beispiel kann die Steuerung 101 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 zum Erzeugen der Führungslinien ausgelegt sein, die das vertikale Profil des Weges darstellen, durch Erzeugen eines Geländeprofils, Identifizieren von dreidimensionalen Koordinaten des Geländeprofils an bestimmten Positionen um ein Fahrzeug herum, Transformieren der dreidimensionalen Koordinaten in Bildpunktkoordinaten, Verbinden der Bildpunktkoordinaten mit Linien oder Formen und Filtern des Geländeprofils mit nachfolgenden Proben von Geländeprofilen.
Das Filtern des ersten Geländeprofils mit nachfolgenden Proben kann das Erzeugen eines zweiten Geländeprofils, das Identifizieren von dreidimensionalen Koordinaten auf dem zweiten Geländeprofil an bestimmten Positionen um ein Fahrzeug herum, das Transformieren der dreidimensionalen Koordinaten des zweiten Geländeprofils in zweite Bildpunktkoordinaten, das Verbinden der zweiten Bildpunktkoordinaten mit Linien oder Formen und das Filtern des ersten Geländeprofils mit den zweiten Geländeprofilen beinhalten.
Die Steuerung 101 der Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 kann zum Überlagern der Führungslinien auf dem auf der Anzeige angezeigten Bild durch Konvertieren von dreidimensionalen Koordinaten der Führungslinien in Punkte auf dem angezeigten Bild ausgelegt sein. Die Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, können auch animiert oder transformiert werden, um eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs basierend auf Informationen, die von einer Fahrzeuglenkung oder einer Bewegung eines Fahrzeugs empfangen werden, darzustellen. Die von der Fahrzeuglenkung oder einer Bewegung eines Fahrzeugs empfangenen Informationen können Informationen beinhalten, die einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs entsprechen.
2 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. Das Verfahren von 2 kann durch die Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien 100 durchgeführt werden oder kann in ein computerlesbares Medium als Anweisungen codiert werden, die durch einen Computer zum Durchführen des Verfahrens ausführbar sind.
Unter Bezugnahme auf 2 werden im Betrieb 210 Informationen zum vertikalen Profil oder zur Topografie eines Weges abgerufen oder empfangen. Die abgerufenen Informationen werden dann verwendet, um Führungslinien zu erzeugen, die das vertikale Profil oder die Topografie des Weges im Betrieb S220 darstellen. Die Führungslinien werden auf einem Bild des Weges überlagert und auf einer Anzeige in einem Fahrzeug im Betrieb S230 angezeigt.
3 zeigt eine Darstellung des geneigten Weges, der durch die erzeugten Führungslinien gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform wiedergegeben werden kann. Unter Bezugnahme auf 3 steigt der Weg hinter dem Fahrzeug in der Darstellung 301 an. Dieses vertikale Aufwärtsprofil kann durch die in 6 (siehe unten) dargestellten Führungslinien veranschaulicht werden. Darüber hinaus ist der Weg in der Darstellung 302 nach unten geneigt, was ebenfalls durch die erzeugten Führungslinien veranschaulicht werden kann.
4 zeigt Darstellungen von Kameraparametern, die zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform verwendet werden. Unter Bezugnahme auf 4 werden die Führungslinien durch das Berechnen einer Reihe von Punkten im dreidimensionalen (3D) Führungsraum erzeugt. Die Menge der Punkte im dreidimensionalen (3D) Führungsraum wird in eine Menge von Punkten ‚X_c‘ 403 und ‚Y_c‘ 404 im Kameraraum umgewandelt.

Der Ausgangspunkt 400, von dem aus die Punkte zum Erzeugen der Führungslinien verwendet werden, ist die Mitte des Kameraobjektivs. Eine Transformation wird basierend auf einer Matrix ‚R‘ durchgeführt, die aus einem Rotationsparameter 401 und einem aus dem Offset 402 bestimmten Übersetzungsvektor ‚t‘ berechnet wird. Die zur Durchführung der Umrechnung von Punktkoordinaten im Führungsraum p_g in Punktkoordinaten im Kameraraum p_c verwendete Gleichung ist durch Gleichung (1) gegeben.

p_{c} = R * (p_{g} - t)

wobei p_c eine Matrix

[\begin{matrix} X c \\ Y c \\ Z c \end{matrix}]

von Koordinaten im Kameraraum ist, R eine Rotationsmatrix ist, und (p_g - t) eine Matrix von Fahrzeugraumkoordinaten (Xv, Yv, Zv) minus der Übersetzungsvektoren

(P0x, P0y, P0z) [\begin{array}{l} X v - & P 0 x \\ Y v - & P 0 y \\ Z v - & P 0 z \end{array}]

ist. Anschließend wird eine unabhängige Variable w für das Verzerrungspolynom unter Verwendung der Verzerrungsmodelle und Verzerrungsvariablen wie in der nachstehenden Tabelle 1 berechnet:

Verzerrungsmodell	Verzerrungsvariable
TANSQ	w = (X_c ² + Y_c ²) / Z_c ²
TAN	w = sqrt((X_c ² + Y_c ²) / Z_C ²)
COSSQ	w = (X_c ² + Y_c ²) / (X_c ² + Y_c ² + Z_c ²)
COS	w = sqrt((X_c ² + Y_c ²) / (X_c ² + Y_c ² + Z_c ²))
SINSQ	w = Z_c ² / (X_c ² + Y_c ² + Z_c ²)
SIN	w = sqrt(Z_c ² / (X_c ² + Y_c ² + Z_c ²))
WINKEL	w = cos^-1(sqrt((X_c ² + Y_c ²) / (X_c ² + Y_c ² + Z_c ²)))

Der Verzerrungsfaktor wird dann unter Verwendung der folgenden Gleichung 2 berechnet, basierend auf den aus Tabelle 1 bestimmten Verzerrungsvariablen. $df = K_{0} + K_{1 W} + K_{2 W}^{2} + K_{3W}^{3} + K_{4W}^{4} + K_{5W}^{5}$
wobei df der Verzerrungsfaktor ist, K₁-K₅ Verzerrungskoeffizienten sind und w die aus den Verzerrungsmodellen in Tabelle 1 berechnete Verzerrungsvariable ist.
Die Pixelkoordinaten werden dann aus dem Verzerrungsfaktor und den Koordinaten im Kameraraum (X_c, Y_c, Z_c) basierend auf den folgenden Gleichungen 3 und 4 berechnet: $u = (df * X_{c} * Fu) / Z_{c} + U0$
$v = (df * Y_{c} * Fv) / Z_{c} + V0$
wobei (u,v) Pixelkoordinaten sind, df der aus Gleichung 2 berechnete Verzerrungsfaktor ist, X_c, Y_c die aus Gleichung1 ermittelten Koordinaten im Kameraraum sind, Fu und Fv Brennweiten der Kamera sind und (U0, V0) Pixelkoordinaten der Bildmitte sind.
5 zeigt ein Flussdiagramm von Informationen, die zum Erzeugen von Führungslinien gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 5 werden Karteninformation 501, die Fahrzeugfahrhistorie 502 und/oder Informationen 503 vom Sensor 105 durch einen Algorithmus 504 verwendet, um das vertikale Profil oder die Topografie eines Bereichs um ein Fahrzeug herum zu schätzen. Das vertikale Profil oder die Topografie des Bereichs hinter dem Fahrzeug wird dann durch den Algorithmus 505 verwendet, um Führungslinien zu erzeugen, die auf der Anzeige 506 angezeigt werden.
6 zeigt Darstellungen von erzeugten Führungslinien basierend auf einer Topografie oder einem vertikalen Profil eines Weges gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform.
Unter Bezugnahme auf 6 werden Beispiele für Führungslinien dargestellt, die keine Informationen zum vertikalen Profil oder topografische Informationen wiedergeben, und Führungslinien, die vertikale Profile oder topografische Informationen wiedergeben. Die erste Darstellung 601 zeigt Führungslinien, die keine Informationen zum vertikalen Profil widerspiegeln. Insbesondere die erste Darstellung 601 ermöglicht es dem Betrachter nicht, festzustellen, ob das Gelände aufgrund der zweidimensionalen Charakteristik der Führungslinien steil oder flach ist. In einem kontrastierenden Beispiel zeigt die Darstellung 602 die Menge der Punkte im dreidimensionalen (3D) Führungslinienraum. Die Menge der Punkte in der Darstellung 602 spiegelt den 3D-Charakter des Geländes oder die Topografie oder das vertikale Profil des Geländes wider. Des Weiteren zeigt die Darstellung 603 die Menge der Punkte der Darstellung 602, die in animierte Führungslinien umgewandelt wurden, die das vertikale Profil oder die Topografie des Geländes widerspiegeln.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, die jede vorhandene programmierbare elektronische Steuervorrichtung oder eine dedizierte elektronische Steuervorrichtung beinhalten können, geliefert/implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien, wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten verkörpert werden.
Es wurden oben ein oder mehrere Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sollten nur im beschreibenden Sinne betrachtet werden und nicht der Begrenzung dienen. Außerdem können die Ausführungsbeispiele ohne Abweichen vom Geist und Schutzumfang des Erfindungsgedankens modifiziert werden, was in den folgenden Patentansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen von Führungslinien auf einer Anzeige, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: mindestens einen Speicher, umfassend computerausführbare Anweisungen; und mindestens einen Prozessor, der dazu konfiguriert ist, die computerausführbaren Anweisungen zu lesen und auszuführen, wobei die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen zum: Abrufen von Informationen über ein vertikales Profil eines Weges; Erzeugen von Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen; und Überlagern der Führungslinien auf einem Bild, das auf einer Anzeige angezeigt wird.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Kamera, die zur Aufnahme des Bildes eingerichtet ist, worin die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen, das Bild von mindestens einem aus einem Bild eines Bereichs um ein Fahrzeug, einem Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug und einem Bild eines Bereichs vor einem Fahrzeug anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen, die Informationen über das vertikale Profil des Weges aus mindestens einem aus den Abbildungsinformationen, Fahrzeugbewegungsinformationen, Bildinformationen und Sensorinformationen abzuleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen, die Führungslinien zu erzeugen, die das vertikale Profil des Weges darstellen durch: Erzeugen eines Geländeprofils; Identifizieren von dreidimensionalen Koordinaten auf dem Geländeprofil an bestimmten Stellen um ein Fahrzeug herum; Transformieren der dreidimensionalen Koordinaten in Bildpunktkoordinaten; Verbinden der Bildpunktkoordinaten mit Linien oder Formen; und Filtern des Geländeprofils mit nachfolgenden Proben von Geländeprofilen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen, die Führungslinien auf dem auf der Anzeige angezeigten Bild zu überlagern, indem dreidimensionale Koordinaten der Führungslinien in Punkte auf dem Bild umgewandelt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das auf einer Anzeige angezeigte Bild ein Bild eines Bereichs hinter einem Fahrzeug umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Führungslinien, die das vertikale Profil des Weges darstellen, ferner eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs darstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen, Informationen zu erhalten, die einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs entsprechen, sowie Führungslinien zu erzeugen, welche die Fahrtrichtung des Fahrzeugs darstellen, basierend auf den Informationen, die dem Lenkwinkel des Fahrzeugs entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, worin die Informationen zum vertikalen Profil des Weges Informationen über eine zuvor von einem Fahrzeug befahrene Strecke umfassen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Sensor, der zum Erfassen einer Topografie des Weges ausgelegt ist, worin die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor veranlassen, Führungslinien zu erzeugen, die das vertikale Profil des Weges basierend auf den vom Sensor erhaltenen Topografieinformationen darstellen.