DE102018203121A1

DE102018203121A1 - Verfahren zur Berechnung einer AR-Einblendung von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Kraftfahrzeug und Computerprogramm

Info

Publication number: DE102018203121A1
Application number: DE102018203121.5A
Authority: DE
Inventors: Andro Kleen; Robert Jan Wyszka; Vitalij Sadovitch; Adrian Haar; Johannes Tümler; Michael Wittkämper
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2038-03-03
Also published as: WO2019166222A1; EP3759694A1; US20210046822A1; DE102018203121B4; CN111937044A; US11904688B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Einblendung von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit (20), insbesondere ein Head-Up Display (HUD) eines Fahrzeuges (10) oder eine Datenbrille. Dabei dient die Einblendung von Zusatzinformationen dem Zweck der Unterstützung des Fahrers bei der Längsführung eines Fahrzeuges (10). Die Einblendung der Zusatzinformation geschieht nach Art der erweiterten Realität so, dass sie kontaktanalog zu einem oder mehreren Objekten in der Umwelt des Fahrzeuges (10) berechnet wird. Dabei wird die Lage eines vorausfahrenden Fahrzeuges (300) erfasst. Bei Annäherung an das entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeug (300) wird eine räumlich ausgedehnte Animationsgrafik berechnet, wobei die Animationsgrafik eine Rasterform bestehend aus einer Vielzahl von Rasterelementen (305) aufweist, die sich von dem Beobachterfahrzeug bis zu dem entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeug (300) erstreckt. Die räumliche Ausdehnung wird so berechnet, dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges (10) der Eindruck einer kinematischen oder dynamischen Bewegung der räumlichen Ausdehnung, wie Translation und Rotation, entsteht.

Description

Der Vorschlag betrifft das technische Gebiet von Fahrerinformationssystemen, die auch unter dem Begriff Infotainmentsystem bekannt sind. Dabei geht es im Besonderen um ein Verfahren zur Anzeige einer Sicherheitszone vor einem Fahrzeug oder einem Objekt auf einer Anzeigeeinheit. Solche Systeme werden vor allem in Fahrzeugen eingesetzt. Es besteht aber auch die Möglichkeit des Einsatzes der Erfindung bei Fußgängern, Radfahrern, etc. mit Datenbrille. Der Vorschlag betrifft weiterhin eine entsprechend ausgelegte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug und ein Computerprogramm.
Zur Zeit wird intensiv an Technologien gearbeitet, die später ein autonomes Fahren ermöglichen sollen. Ein erster Ansatz ist dabei, den Fahrer nicht komplett von seinen Aufgaben zu entlasten, sondern dafür Sorge zu tragen, dass der Fahrer jederzeit die Steuerung des Fahrzeuges übernehmen kann. Der Fahrer nimmt außerdem Überwachungsfunktionen wahr. Durch neuere Technologien im Bereich der Fahrerinformationssysteme wie Head-Up Display (HUD) ist es möglich, den Fahrer besser über das Geschehen im Umfeld seines Fahrzeuges zu informieren.
Für die nahe Zukunft ist deshalb davon auszugehen, dass systemseitig durch den Einsatz neuerer Technologien (Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, Einsatz von Datenbanken, Fahrzeugsensorik etc.) umfassende Informationen über Objekte (insbesondere Fahrzeuge) im direkten Umfeld des eigenen Fahrzeuges verfügbar sein werden. Im Bereich Fahrzeugsensorik werden insbesondere die folgenden Komponenten genannt, die eine Umfeldbeobachtung ermöglichen: RADAR-Geräte entsprechend Radio Detection and Ranging, LIDAR-Geräte, entsprechend Light Detection and Ranging, hauptsächlich für den Bereich Abstandserfassung/-warnung, und Kameras mit entsprechender Bildverarbeitung für den Bereich der Objekterkennung. Diese Daten über die Umwelt können als Basis für systemseitige Fahrempfehlungen, Warnungen etc. herangezogen werden. Beispielsweise sind so Anzeigen/Warnungen darüber denkbar, in welche Richtung (möglicherweise in die eigene Trajektorie) ein anderes, umgebendes Fahrzeug abbiegen will.
Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist mittlerweile auch mittels Mobilkommunikation mit Systemen wie LTE entsprechend Long Term Evolution möglich. Hier wurde von der Organisation 3GPP eine Spezifikation mit Namen LTE V2X verabschiedet. Als Alternative stehen auf WLAN-Technologie beruhende Systeme für die Fahrzeug-Direktkommunikation zur Verfügung, insbesondere das System nach WLAN p.
Der Begriff „autonomes Fahren“ wird in der Literatur teilweise unterschiedlich benutzt.
Zur Klärung dieses Begriffs wird deshalb hier noch folgender Einschub präsentiert. Unter autonomem Fahren (manchmal auch automatisches Fahren, automatisiertes Fahren oder pilotiertes Fahren genannt) ist die Fortbewegung von Fahrzeugen, mobilen Robotern und fahrerlosen Transportsystemen zu verstehen, die sich weitgehend autonom verhalten. Es gibt verschiedene Abstufungen des Begriffs autonomes Fahren. Dabei wird auf bestimmten Stufen auch dann von autonomem Fahren gesprochen, wenn noch ein Fahrer im Fahrzeug befindlich ist, der ggfs. nur noch die Überwachung des automatischen Fahrvorgangs übernimmt. In Europa haben die verschiedenen Verkehrsministerien (in Deutschland war die Bundesanstalt für Straßenwesen beteiligt) zusammengearbeitet und die folgenden Autonomiestufen definiert.

• Level 0: „Driver only“, der Fahrer fährt selbst, lenkt, gibt Gas, bremst etc.
• Level 1: Bestimmte Assistenzsysteme helfen bei der Fahrzeugbedienung (u.a. ein Abstandsregelsystem - Automatic Cruise Control ACC).
• Level 2: Teilautomatisierung. U.a. automatisches Einparken, Spurhaltefunktion, allgemeine Längsführung, Beschleunigen, Abbremsen etc. werden von den Assistenzsystemen übernommen (u.a. Stauassistent).
• Level 3: Hochautomatisierung. Der Fahrer muss das System nicht dauernd überwachen. Das Fahrzeug führt selbstständig Funktionen wie das Auslösen des Blinkers, Spurwechsel und Spurhalten durch. Der Fahrer kann sich anderen Dingen zuwenden, wird aber bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit vom System aufgefordert, die Führung zu übernehmen. Diese Form der Autonomie ist auf Autobahnen technisch machbar. Der Gesetzgeber arbeitet darauf hin, Level 3-Fahrzeuge zuzulassen. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen wurden dafür bereits geschaffen.
• Level 4: Vollautomatisierung. Die Führung des Fahrzeuges wird dauerhaft vom System übernommen. Werden die Fahraufgaben vom System nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung zu übernehmen.
• Level 5: Kein Fahrer erforderlich. Außer dem Festlegen des Ziels und dem Starten des Systems ist kein menschliches Eingreifen erforderlich.

Automatisierte Fahrfunktionen ab Stufe 3 nehmen dem Fahrer die Verantwortung für die Steuerung des Fahrzeuges ab.
Aufgrund der derzeitigen Entwicklung hin zu höheren Autonomiestufen, wo aber viele Fahrzeuge nach wie vor noch vom Fahrer gesteuert werden, ist davon auszugehen, dass entsprechende zusätzliche Informationen mittelfristig bereits für manuell geführte Fahrzeuge und nicht erst langfristig für hochautomatisierte Systeme genutzt werden können.
Für die Fahrer-Fahrzeug-Interaktion stellt sich hierbei die Frage, wie diese Informationen so dargestellt werden können, dass ein echter Mehrwert für den menschlichen Fahrer entsteht und er die bereitgestellten Informationen auch schnell, respektive intuitiv, verorten kann. Folgende Lösungen in diesem Bereich sind dabei schon aus dem Stand der Technik bekannt.
Eine Zukunftsvision in der Automobilbranche ist es, die Windschutzscheibe des eigenen Fahrzeuges mit virtuellen Elementen bespielen zu können, um dem Fahrer einige Vorteile zu ermöglichen. Genutzt wird die sogenannte „Augmented Reality“-Technologie (AR). Weniger geläufig ist der entsprechende deutschsprachige Begriff der „erweiterten Realität“. Dabei wird die reale Umgebung mit virtuellen Elementen angereichert. Das hat mehrere Vorteile: Der Blick nach unten, auf andere Displays als der Windschutzscheibe, entfällt, da viele relevante Informationen auf der Windschutzscheibe abgebildet werden. So muss der Fahrer seinen Blick nicht von der Fahrbahn abwenden. Außerdem ist durch die positionsgenaue Verortung der virtuellen Elemente in der realen Umwelt ein geringerer kognitiver Aufwand seitens des Fahrers wahrscheinlich, da keine Interpretation einer Grafik auf einem gesonderten Display erfolgen muss. Hinsichtlich des automatischen Fahrens kann ebenfalls ein Mehrwert erzeugt werden.
Da die technologischen Mittel heutzutage entsprechend begrenzt sind, kann davon ausgegangen werden, dass mittelfristig keine voll bespielbaren Windschutzscheiben in Fahrzeugen anzutreffen sein werden. Zurzeit werden Head-Up Displays (HUD) in den Fahrzeugen eingesetzt. Diese haben auch den Vorteil, dass das Bild des HUD näher an der realen Umwelt erscheint. Bei diesen Displays handelt es sich eigentlich um Projektionseinheiten, die ein Bild auf die Windschutzscheibe projizieren. Dieses Bild befindet sich jedoch aus der Sicht des Fahrers je nach Bauart des Moduls wenige Meter bis 15 Meter vor dem Fahrzeug. Dies hat den Vorteil, dass die eingeblendeten Informationen so präsentiert werden, dass die Augen des Fahrer selbst von Akkommodationstätigkeit entlastet werden.
Das „Bild“ setzt sich dabei folgendermaßen zusammen: Es handelt sich dabei weniger um ein virtuelles Display, sondern eher um eine Art „Schlüsselloch“ in die virtuelle Welt. Die virtuelle Umgebung wird theoretisch über die reale Welt gelegt und enthält die virtuellen Objekte, die den Fahrer bei der Fahrt unterstützen und informieren. Die begrenzte Anzeigefläche des HUD hat zur Folge, dass davon ein Ausschnitt gesehen werden kann. Man schaut also durch die Anzeigefläche des HUD auf den Ausschnitt der virtuellen Welt. Da diese virtuelle Umgebung die reale Umgebung ergänzt, spricht man in diesem Fall auch von einer „Mixed Reality“.
Aus der DE 10 2015 116 160 A1 ist eine Head-Up Displayeinheit für ein Fahrzeug zur Erzeugung eines virtuellen Bildes im Sichtfeld des Fahrers bekannt. Damit erfolgt eine situationsbasiert angepasste Informationsdarstellung.
Aus der DE 10 2013 016 241 A1 ist ein Verfahren zur augmentierten Darstellung mindestens einer Zusatzinformation in mindestens einem aufgenommenen digitalen Bild einer Umgebung, insbesondere einer Fahrzeugumgebung bekannt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Zusatzinformation, insbesondere ereignisgesteuert und gegebenenfalls wechselweise, als 2D-Darstellung und/oder als 3D-Darstellung ausgegeben wird. So können beispielsweise eine als Zusatzobjekt ausgegebene Zusatzinformation, z. B. ein virtuelles Verkehrsschild, in 3D-Darstellung und/oder eine als Zusatztext ausgegebene Zusatzinformation, insbesondere eine Beschriftung eines realen oder virtuellen Objektes im Ausgabebild, in 2D-Darstellung im Ausgabebild eingeblendet werden.
Aus der DE 10 2014 008 152 A1 ist ein Verfahren zur augmentierten Darstellung mindestens einer Zusatzinformation in mindestens einem Bild einer Umgebung, insbesondere einer Fahrzeugumgebung bekannt. Gegenüber herkömmlichen augmentierten Darstellungsverfahren mit möglichst genauer kontaktanaloger Platzierung der virtuellen Objekte und somit möglichst naher Platzierung, zum Beispiel GPS-Position, der virtuellen Objekte am jeweils zugehörigen realen Objekt ermöglicht die Erfindung durch Ausgabe der virtuellen Zusatzinformation in einer zuvor ermittelten Anzeigeregion, dass die virtuelle Zusatzinformation optimal platziert wird, insbesondere unter Berücksichtigung einer Vermeidung von Überlagerungen mit anderen realen oder virtuellen Objekten in dem Bild der Anzeige.
Aus der DE 10 2014 119 317 A1 ist ein Verfahren zur Darstellung eines Bildüberlagerungselements in einem Bild eines Umgebungsbereichs eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Bild wird auf einer Anzeigefläche des Kraftfahrzeuges angezeigt. Weiterhin wird in dem Bild zumindest ein Objekt aus dem Umgebungsbereich abgebildet. Weiterhin ist darin vorgesehen, dass das Bildüberlagerungselement mit dem Objekt bewegungsgekoppelt wird und bei Bewegung des Objektes mit diesem mitgeführt an der gleichen Stelle am Objekt dargestellt wird, wobei abhängig von einer Richtungsänderung und/oder Größenänderung die Richtung und/oder die Größe des Bildüberlagerungselements an die entsprechende Änderung des Objektes angepasst wird. So kann es vorgesehen sein, dass das Bildüberlagerungselement an die Oberfläche der Fahrbahn angepasst wird. Ist die Fahrbahn nun beispielsweise ansteigend, weil es bergauf geht, so kann dies anhand der dreidimensionalen Information über das Objekt erkannt werden, und die Darstellung des Bildüberlagerungselements kann bezüglich der Orientierung und Ausgestaltung dementsprechend angepasst werden.
Aus der DE 10 2015 117 381 A1 ist eine Head-Up-Anzeige (HUD) bekannt, auf der kontextbasierte Informationen für den Fahrer geboten werden. Solche können eine Umgebungsbedingung und/oder eine die Physiologie des Benutzers betreffende Bedingung sein.
Ein großer Vorteil der bisher bekannten „Augmented Reality“-Anzeigen (AR-Anzeigen) besteht darin, die entsprechenden Anzeigen direkt innerhalb bzw. als Teil der Umwelt darzustellen. Relativ naheliegende Beispiele beziehen sich meist auf den Bereich der Navigation. Während klassische Navigationsanzeigen (in herkömmlichen HUD) in der Regel schematische Darstellungen anzeigen (z.B. einen rechtwinklig verlaufenden Pfeil nach rechts als Zeichen dafür, dass bei nächster Gelegenheit rechts abgebogen werden soll), bieten AR-Anzeigen wesentlich effektivere Möglichkeiten. Da die Anzeigen als „Teil der Umwelt“ dargestellt werden können, sind äußerst schnelle und intuitive Interpretationen für den Nutzer möglich. Dennoch weisen die bisher bekannten Ansätze auch verschiedene Probleme auf, für die zum jetzigen Zeitpunkt keine Lösungen bekannt sind.
Die bekannten Lösungen sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Dies wurde im Rahmen der Erfindung erkannt. Bei den bekannten Lösungen besteht das Problem, dass die kognitive Interpretation und das Verständnis von AR-Einblendungen im HUD einige Millisekunden der Aufmerksamkeit des Fahrers in Anspruch nimmt. Die Verarbeitung dieser Informationen kann sich situativ verändern und zu Fehlinterpretationen oder Missverständnissen führen. Dadurch können gefährliche Situationen entstehen. Z.B. wird dem Fahrer über eine herkömmliche Einblendung der Navigationsroute zwar der zu fahrende Weg angezeigt, es wird ihm dadurch aber nicht klar genug vermittelt, dass sich ein Gefahrenpotential bei einem entgegenkommenden Fahrzeug an einer Engstelle aufbaut. Auch wird die Lage der Engstelle im Sichtfeld des Fahrers nicht genau genug hervorgehoben.
Es besteht also der Bedarf für weitere Verbesserungen bei der Längs- und Querführung eines Fahrzeuges und der diesbezüglichen Rückmeldung zum Fahrer über das Infotainment-System.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, einen solchen Ansatz zu finden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Berechnung einer Einblendung von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit, insbesondere ein Head-Up Display (HUD) eines Fahrzeuges oder eine Datenbrille gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 8 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 11 und ein Computerprogramm gemäß Anspruch 12 gelöst. Dabei dient die Einblendung von Zusatzinformationen dem Zweck der Unterstützung des Fahrers bei der Längs- und Querführung des Fahrzeuges.
Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.
Die Lösung besteht darin, die Elemente von AR-Einblendungen wie Linien, Flächen und andere geometrische Elemente durch „physikalische“ Verhaltensweisen zu animieren. Dadurch kann eine Dringlichkeit einer Interaktion besser kommuniziert werden
Durch ein physisches Verhalten der Elemente von AR-Einblendungen im HUD wird eine intuitive Interpretation der aktuellen Situation unterstützt. Bekannte Verhaltensmuster, die der Mensch im Laufe des Lebens erlernt hat oder sogar angeboren sind, werden ausgenutzt, um AR-Einblendungen im HUD besser und schneller zu deuten. Dabei werden Dynamik, Frequenz und Rotation so genutzt, dass zwei- und dreidimensionale Elemente im digitalen Raum umherwandern. Linien, Flächen und geometrische Elemente reflektieren dabei physikalische Verhaltensweisen und Eigenschaften, die aus der realen Welt bekannt sind. Die intuitive Wahrnehmung des Menschen wird genutzt, um eine schelle Verarbeitung der eingeblendeten Informationen im HUD zu fördern.
In einer Variante besteht die Erfindung in einem Verfahren zur Berechnung einer AR-Einblendung, entsprechend „augmented reality“-Einblendung, von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit, insbesondere ein Head-Up Display (HUD) eines Beobachterfahrzeuges oder eine Datenbrille, wobei die Einblendung von Zusatzinformationen dem Zweck der Unterstützung des Fahrers bei der Längs- und/oder Querführung eines Beobachterfahrzeuges dient. Dabei wird die AR-Einblendung nach Art der erweiterten Realität entsprechend „augmented reality“ kontaktanalog zu einem oder mehreren Objekten in der Umwelt des Beobachterfahrzeuges berechnet. Die Lage eines entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeuges oder Objektes wird erfasst. Bei Annäherung an das entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeug wird eine räumlich ausgedehnte Animationsgrafik berechnet, wobei die Animationsgrafik eine Rasterform bestehend aus einer Vielzahl von Rasterelementen aufweist, die sich von dem Beobachterfahrzeug bis zu dem entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeug erstreckt. Eine Besonderheit besteht darin, dass die räumliche Ausdehnung so berechnet wird, dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges der Eindruck einer kinematischen oder dynamischen Bewegung der räumlichen Ausdehnung, wie Translation und Rotation, entsteht.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsart wird die räumliche Ausdehnung so berechnet, dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges der Eindruck einer sich auf ihn zu bewegenden oder von ihm weg bewegenden Welle entsteht. Die Animation mit einer Wellenform kann so gestaltet sein, dass die Welle auf der X, Y oder Z-Achse wandern kann.
In einer weiteren Ausführungsart wird die Animationsgrafik so berechnet, dass die räumliche Ausdehnung der Animationsgrafik periodisch wiederholt wird, so dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges der Eindruck entsteht, dass sich eine Anzahl von Wellenzügen auf ihn zu oder von ihm weg bewegen.
In einer weiteren Variante werden zur Unterstützung der Seitenführung des Fahrzeuges eine oder zwei räumlich ausgedehnte Animationsgrafiken berechnet, die seitlich der Fahrtroute eingeblendet werden, wobei die weitere Animationsgrafik eine Rasterform bestehend aus einer Vielzahl von Rasterelementen aufweist, und die räumliche Ausdehnung so berechnet wird, dass zu der Seite, wo ein Hindernis oder ein entgegenkommendes Fahrzeug erkannt wurde, sich das Raster räumlich aufstellt, um eine Verengung der Fahrtroute zu betonen.
Das Ziel des Auftürmens von Elementen ist es, Warnungen besser zu kommunizieren. Das Auftürmen/die Extrusion von Elementen kann dabei in jeder Achse zu beliebigen Anteilen erfolgen.
Andere Varianten wären, dass sich einzelne Elemente um ein Objekt herum bewegen und von diesem physikalisch angezogen/abgestoßen werden. Dadurch werden Abstände ersichtlicher und können hervorgehoben werden. Aus Ebenen werden punktuell oder flächig Elemente extrudiert, um Dringlichkeiten zu zeigen oder um bestimmte Bereiche im HUD/der realen Welt mit einer Priorisierung zu belegen. Sehr viele Funktionen können durch das physikalische Verhalten der AR-Einblendungen dem Fahrer vermittelt werden.
Für das Verfahren ist es weiterhin vorteilhaft, wenn eine Abschätzung der Breite der Engstelle vorgenommen wird und bei Unterschreitung einer Mindestbreite eine Animationsgrafik so berechnet wird, dass sich die wenigstens eine rasterförmige Animationsgrafik zur Seitenführung des Fahrzeuges in ein Hinweissymbol umwandelt, durch das die Notwendigkeit für ein Ausweichmanöver angedeutet wird. Wenn Elemente an bestimmten Orten/Koordinaten in der realen Welt gebündelt werden und dadurch eine Verdichtung entsteht, kann der Aufmerksamkeitsfokus des Fahrers dorthin gelenkt werden.
Hier ist eine besonders intuitive Form der Umwandlung möglich, wobei die Umwandlung der Animationsgrafik so berechnet wird, dass die Rasterelemente der Animationsgrafik zur Unterstützung der Seitenführung sich während der Umwandlungsphase schwarmartig bewegen, woraus am Ende der Umwandlungsphase das Hinweissymbol entsteht. Durch das Schwarmverhalten von den Linien, Flächen und geometrischen Elementen, die sich an den jeweiligen Koordinaten in der realen Welt bündeln, entsteht eine Überlagerung und eine automatische Erhöhung der visuellen Intensität.
Dafür ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die weitere Animationsgrafik zur Unterstützung der Seitenführung des Fahrzeuges so berechnet wird, dass sie den Weg des entgegenkommenden Fahrzeuges oder Objektes markiert. Dieses „Bündeln“ von Elementen kann z.B. für Funktionen der Bereichs- und Objektmarkierung, aber auch für das Andeuten eines Navigationspfads oder einer Aufmerksamkeitssteuerung genutzt werden.
Für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelten mit der entsprechend programmierten Recheneinheit die gleichen Vorteile wie bei den entsprechenden Verfahrensschritte erwähnt.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Anzeigeeinheit der Vorrichtung als Head-Up Display ausgeführt ist. Statt eines Head-Up Displays kann in der Vorrichtung als Anzeigeeinheit eine Datenbrille oder ein Monitor eingesetzt werden, auf dem ein Kamerabild angezeigt wird, in das das Raster eingeblendet wird.
In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Im Fahrzeug wird die Erfindung vorzugsweise so realisiert, dass die Anzeigeeinheit im Fahrzeug fest installiert ist, z.B. in Form eines Head-Up Displays. Trotzdem wäre eine mögliche Realisierungsform auch mit Hilfe einer Datenbrille möglich, wenn der Einsatz der Datenbrille beim Fahrer in Zukunft erlaubt wäre.
Wie erwähnt kann die Erfindung in vorteilhafter Weise auch eingesetzt werden, wenn die Anzeigeeinheit einer Datenbrille entspricht. Dann lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren selbst bei Fußgängern, Radfahrern, Kradfahrern usw. einsetzen.
Für ein Computerprogramm, das in der Recheneinheit der Vorrichtung zur Abarbeitung kommt, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, gelten die entsprechenden Vorteile wie zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 das Prinzip der Einblendung von Informationen in das Sichtfeld des Fahrers eines Fahrzeuges während der Fahrt mit Hilfe eines Head-Up Displays;
2 das typische Cockpit eines Fahrzeuges;
3 das Blockschaltbild des Infotainment-Systems des Fahrzeuges;
4 eine Darstellung einer wellenförmig aufgewölbten Rastereinblendung zur Signalisierung der Dringlichkeit einer Gefahr aufgrund eines entgegenkommenden Fahrzeuges;
5 eine Darstellung einer Rastereinblendung für die Hervorhebung einer Verengung des Fahrweges;
6 eine Darstellung einer schwarmartigen Umwandlung einer rasterförmigen AR-Einblendung zu einer Handlungsanweisung an den Fahrer bei dem Beispiel der Fahrbahnverengung;
7 eine Darstellung von drei grundlegenden Ebenen von AR-Einblendungen für die Fahrerinformation und;
8 ein Flussdiagramm für ein Programm zur Berechnung der AR-Einblendungen für die drei grundlegenden Ebenen.

Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.
1 veranschaulicht die prinzipielle Funktionsweise eines Head-Up Displays. Das Head-Up Display 20 ist im Fahrzeug 10 unterhalb/hinter dem Kombiinstrument im Armaturenbrettbereich angebracht. Durch Projektion auf die Windschutzscheibe werden Zusatzinformationen in das Sichtfeld des Fahrers eingeblendet. Diese Zusatzinformationen erscheinen so, als seien sie auf eine Projektionsfläche 21 im Abstand von 7 - 15 m vor dem Fahrzeug 10 projiziert. Durch diese Projektionsfläche 21 hindurch bleibt aber die reale Welt sichtbar. Mit den eingeblendeten Zusatzinformationen wird quasi eine virtuelle Umgebung erzeugt. Die virtuelle Umgebung wird theoretisch über die reale Welt gelegt und enthält die virtuellen Objekte, die den Fahrer bei der Fahrt unterstützen und informieren. Es wird aber nur auf einen Teil der Windschutzscheibe projiziert, so dass die Zusatzinformationen nicht beliebig im Sichtfeld des Fahrers angeordnet werden können.
2 zeigt das Cockpit des Fahrzeuges 10. Dargestellt ist ein Personenkraftwagen Pkw. Als Fahrzeug 10 kämen allerdings beliebige andere Fahrzeuge ebenfalls in Betracht. Beispiele von weiteren Fahrzeugen sind: Busse, Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen Lkw, Landmaschinen, Baumaschinen, Schienenfahrzeuge usw. Der Einsatz der Erfindung wäre allgemein bei Landfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, Wasserfahrzeugen und Luftfahrzeugen möglich.
In dem Cockpit sind drei Anzeigeeinheiten eines Infotainment-Systems dargestellt. Es handelt sich um das Head-Up-Display 20 und einen berührungsempfindlichen Bildschirm 30, der in der Mittelkonsole angebracht ist. Bei der Fahrt liegt die Mittelkonsole nicht im Sichtfeld des Fahrers. Deshalb werden die Zusatzinformationen während der Fahrt nicht auf der Anzeigeeinheit 30 eingeblendet.
Der berührungsempfindliche Bildschirm 30 dient dabei insbesondere zur Bedienung von Funktionen des Fahrzeuges 10. Beispielsweise können darüber ein Radio, ein Navigationssystem, eine Wiedergabe von gespeicherten Musikstücken und/oder eine Klimaanlage, andere elektronische Einrichtungen oder andere Komfortfunktionen oder Applikationen des Fahrzeuges 10 gesteuert werden. Zusammengefasst wird häufig von einem „Infotainment-System“ gesprochen. Ein Infotainment-System bezeichnet bei Kraftfahrzeugen, speziell Pkw, die Zusammenführung von Autoradio, Navigationssystem, Freisprecheinrichtung, Fahrerassistenzsystemen und weiterer Funktionen in einer zentralen Bedieneinheit. Der Begriff Infotainment ist ein Kofferwort, zusammengesetzt aus den Worten Information und Entertainment (Unterhaltung). Zur Bedienung des Infotainment-Systems wird hauptsächlich der berührungsempfindliche Bildschirm 30 („Touchscreen“) benutzt, wobei dieser Bildschirm 30 insbesondere von einem Fahrer des Fahrzeuges 10, aber auch von einem Beifahrer des Fahrzeuges 10 gut eingesehen und bedient werden kann. Unterhalb des Bildschirms 30 können zudem mechanische Bedienelemente, beispielsweise Tasten, Drehregler oder Kombinationen hiervon, wie beispielsweise Drückdrehregler, in einer Eingabeeinheit 50 angeordnet sein. Typischerweise ist auch eine Lenkradbedienung von Teilen des Infotainmentsystems möglich. Diese Einheit ist nicht separat dargestellt, sondern wird als Teil der Eingabeeinheit 50 betrachtet.
3 zeigt schematisch ein Blockschaltbild des Infotainment-Systems 200 sowie beispielhaft einige Teilsysteme oder Applikationen des Infotainment-Systems. Die BedienungsVorrichtung umfasst die berührungsempfindliche Anzeigeeinheit 30, eine Recheneinrichtung 40, eine Eingabeeinheit 50 und einen Speicher 60. Die Anzeigeeinheit 30 umfasst sowohl eine Anzeigefläche zum Anzeigen veränderlicher grafischer Informationen als auch eine über der Anzeigefläche angeordnete Bedienoberfläche (berührungssensitive Schicht) zum Eingeben von Befehlen durch einen Benutzer.
Die Anzeigeeinheit 30 ist über eine Datenleitung 70 mit der Recheneinrichtung 40 verbunden. Die Datenleitung kann nach dem LVDS-Standard ausgelegt sein, entsprechend Low Voltage Differential Signalling. Über die Datenleitung 70 empfängt die Anzeigeeinheit 30 Steuerdaten zum Ansteuern der Anzeigefläche des Touchscreens 30 von der Recheneinrichtung 40. Über die Datenleitung 70 werden auch Steuerdaten der eingegebenen Befehle von dem Touchscreen 30 zu der Recheneinrichtung 40 übertragen. Mit der Bezugszahl 50 ist die Eingabeeinheit bezeichnet. Ihr zugehörig sind die schon erwähnten Bedienelemente wie Tasten, Drehregler, Schieberegler, oder Drehdrückregler, mit deren Hilfe die Bedienperson über die Menüführung Eingaben machen kann. Unter Eingabe wird allgemein das Anwählen einer ausgewählten Menüoption verstanden, wie auch das Ändern eines Parameters, das Ein- und Ausschalten einer Funktion usw.
Die Speichereinrichtung 60 ist über eine Datenleitung 80 mit der Recheneinrichtung 40 verbunden. In dem Speicher 60 ist ein Piktogrammverzeichnis und/oder Symbolverzeichnis hinterlegt mit den Piktogrammen und/oder Symbolen für die möglichen Einblendungen von Zusatzinformationen. Hier können auch die Punkte/Symbole abgelegt sein, die für die Berechnung der Raster-Einblendung als Grundlage dienen.
Die weiteren Teile des Infotainment-Systems Kamera 150, Radio 140, Navigationsgerät 130, Telefon 120 und Kombiinstrument 110 sind über den Datenbus 100 mit der Vorrichtung zur Bedienung des Infotainment-Systems verbunden. Als Datenbus 100 kommt die Highspeed-Variante des CAN-Bus nach ISO Standard 11898-2 in Betracht. Alternativ käme z.B. auch der Einsatz eines auf Ethernet-Technologie beruhenden Bussystems wie BroadR-Reach in Frage. Auch Bussysteme, bei denen die Datenübertragung über Lichtwellenleiter geschieht, sind einsetzbar. Als Beispiele werden genannt der MOST Bus (Media Oriented System Transport) oder der D2B Bus (Domestic Digital Bus). Hier wird noch erwähnt, dass die Kamera 150 als konventionelle Videokamera ausgelegt sein kann. In diesem Fall nimmt sie 25 Vollbilder/s auf, was bei dem Interlace-Aufnahmemodus 50 Halbbilder/s entspricht. Alternativ kann eine Spezialkamera eingesetzt werden, die mehr Bilder/s aufnimmt, um die Genauigkeit der Objekterkennung bei sich schneller bewegenden Objekten zu erhöhen. Es können mehrere Kameras zur Umfeldbeobachtung eingesetzt werden. Daneben könnten auch die schon erwähnten RADAR- oder LIDAR-Systeme ergänzend oder alternativ eingesetzt werden, um die Umfeldbeobachtung durchzuführen oder zu erweitern. Für die drahtlose Kommunikation nach innen und außen ist das Fahrzeug 10 mit einem Kommunikationsmodul 160 ausgestattet. Dieses Modul wird oft auch als On-Board Unit bezeichnet. Es kann für die Mobilfunk-Kommunikation, z.B. nach LTE Standard, entsprechend Long Term Evolution, ausgelegt sein. Ebenfalls kann es für WLAN-Kommunikation, entsprechend Wireless LAN, ausgelegt sein, sei es für die Kommunikation zu Geräten der Insassen im Fahrzeug oder für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation etc.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Berechnung einer Einblendung von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit 20 wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Für die weiteren Figuren gilt, dass gleiche Bezugszahlen die gleichen Felder und Symbole bezeichnen wie bei der Beschreibung der 1 bis 3 erläutert.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung wird davon ausgegangen, dass der Fahrer das Fahrzeug 10 führt, aber durch ein Fahrerassistenzsystem unterstützt wird. Es wird ein Fahrerassistenzsystem zur Längsführung des Fahrzeuges 10 eingesetzt. Beispiele solcher Assistenzsysteme sind eine automatische Distanzregelung ACC, entsprechend Adaptive Cruise Control, und ein Geschwindigkeitsregelungssystem GRA, entsprechend Geschwindigkeitsregelanlage. Die Erfindung wäre aber auch in gleicher Weise einsetzbar, wenn das Fahrzeug 10 vollautomatisch gesteuert werden würde. Im Folgenden wird beschrieben, welche Schritte unternommen werden, wenn sich das Fahrzeug 10 mit aktiviertem Längsführungssystem, hier ein ACC-System, dem vorausfahrenden Fahrzeug 300 nähert, dieses detektiert und seine Geschwindigkeit an das vorausfahrende Fahrzeug 300 anpasst. Dies geschieht so, dass ein zuvor eingegebener Sicherheitsabstand eingehalten wird.
Für die Information des Fahrers eines Fahrzeuges zur Unterstützung bei der Längs- und Querführung des Fahrzeuges hat sich der Einsatz einer rasterförmigen AR-Einblendung bewährt. Dabei wird für den vom Navigationssystem vorausberechneten Fahrweg eine rasterförmige AR-Einblendung berechnet. Durch diese wird dem Fahrer der Fahrweg angezeigt, ohne wichtige Informationen der realen Szenerie zu verdecken. Die grundlegende Idee und Technik der rasterförmigen AR-Einblendung ist in der parallelen Patentanmeldung des Anmelders DE 10 2017 212 367 gezeigt. Es wird auch im Hinblick auf die Offenbarung der hier beschriebenen Erfindung ausdrücklich auf die parallele Anmeldung Bezug genommen.
Grundlage der erfindungsgemäßen Anzeige der Längs- und/oder Querführungsfunktion des Fahrzeuges 10 auf dem HUD 20 ist die Anzeige eines virtuellen Rasters 24 entlang des Fahrweges, das in einem Abstand über der tatsächlichen Straße oder ohne Abstand zur Straße dargestellt wird. Dabei liegt die Straße als realer Fahrbahnverlauf im Sichtfeld des Fahrers. Das Besondere bei dem neuem Vorschlag besteht darin, dass nicht nur der Fahrweg mit dem Raster 24 markiert wird, sondern auch ein Ereignis, das mit dem Fahrweg verbunden ist. Das Ereignis besteht in dem gezeigten Beispiel von 4 darin, dass ein Fahrzeug 300 auf dem Fahrweg entgegenkommt, durch das nach Abschätzung der Fahrwegbreite und der relativen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem entgegenkommenden Fahrzeug 300 und dem Beobachterfahrzeug 10 ein Gefahrenpotential begründet wird. Das Gefahrenpotential, das zur AR-Einblendung des Ereignisses führt, besteht im gezeigten Fall in der durch die relative Bewegung beider sich aufeinander zu bewegenden Fahrzeuge 10, 300 unter Berücksichtigung möglicher Objekte oder Hindernisse, die am Straßenrand stehen, entstehenden Verengung des Fahrweges. Wenn es abgeschätzt wird, dass hier eine Grenze unterschritten wird, wird auf das Gefahrenpotential aufmerksam gemacht. Dies geschieht, wie in 4 gezeigt, durch die Berechnung einer räumlich ausgedehnten AR-Einblendung. Auf die Dringlichkeit des Gefahrenpotentials wird dadurch hingewiesen, dass die räumliche Ausdehnung ausgehend von dem entgegenkommenden Fahrzeug 300 sich auf das Beobachterfahrzeug 10 zu bewegt. Dadurch entsteht für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges 10 der Eindruck einer auf ihn zulaufenden Welle. Es können ein Wellenberg oder mehrere Wellenberge dargestellt werden, die sich auf das Beobachterfahrzeug 10 zubewegen. Bevorzugt wird die AR-Einblendung perspektivisch berechnet. Dadurch türmt sich ein Wellenberg immer stärker vor dem Beobachterfahrzeug 10 auf, wodurch auf die Dringlichkeit der drohenden Gefahr immer stärker hingewiesen wird.
Die 5 zeigt ein Beispiel einer AR-Einblendung, durch die auf die bevorstehende Verengung des Fahrweges hingewiesen wird. Es ist dargestellt, dass entlang des Fahrbahnverlaufs ein linkes Raster 26a und ein rechtes Raster 28a eingeblendet wird. Diese erstrecken sich vom Beobachterfahrzeug 10 bis zum entgegenkommenden bzw. vorausfahrenden Fahrzeug 300. Auf die bevorstehende Verengung wird dadurch hingewiesen, dass die Raster 26a und 28a sich seitlich nach außen räumlich aufstellen. Die räumliche Aufstellung erfolgt vorzugsweise so, dass sie vor der Engstelle zunimmt und nach der Engstelle abklingt.
6 zeigt den Fall, dass die bevorstehende Verengung des Fahrweges von dem Längsführungssystem so eingeschätzt wird, dass die Gefahr einer Kollision oder Berührung mit dem entgegenkommenden Fahrzeug 300 als zu groß eingeschätzt wird. In dem Fall wird eine AR-Einblendung berechnet, die dem Fahrer eine Handlungsanweisung gibt, was zu tun ist, damit eine Kollision oder Berührung vermieden wird. Die Handlungsanweisung wird als Ausweichpfeil 28b gestaltet. Damit der Fahrer die Handlungsanweisung unmittelbar und intuitiv versteht, wird sie nicht einfach nur an der Position der Ausweichstelle eingeblendet sondern auch von dem Ablauf ihrer Entstehung her besonders gestaltet. Dies geschieht so, dass das Symbol des Ausweichpfeils 28b aus den Punkten des rechten Raster 28a entsteht. Die Punkte des rechten Rasters 28a werden dabei so animiert, dass sie sich schwarmartig bewegen und schließlich so ansammeln, dass durch sie der Ausweichpfeil 28b entsteht.
In 6 ist auch noch dargestellt, dass sich die Punkte des linken Rasters 26a zur Seitenführung so verlagern, dass sie den mutmaßlichen Fahrweg des entgegenkommenden Fahrzeuges 300 markieren.
7 zeigt eine Variante, wie die verschiedenen AR-Einblendungen kombiniert dargestellt werden können. Es ist dargestellt, dass das Raster 24 mit der Darstellung des Gefahrenpotentials eines Ereignisses zusammen mit den Rastern 26a und 28a zur Seitenführung eingeblendet werden. Dies kann zur besseren Unterscheidung in verschiedenen Farben geschehen. Im gezeigten Beispiel ist das Raster 24 in Rot dargestellt und die Raster 26a und 28a in Gelb. Wenn sich die Seitenführungs-Raster 26a oder 28a in ein Hinweissymbol umwandeln, kann statt des Seitenführungs-Rasters 28a das entsprechend Hinweissymbol kombiniert mit dem Raster 24 eingeblendet werden.
Anhand von 8 wird noch ein Computerprogramm für die Berechnung der AR-Einblendungen erläutert. Das Programm wird in der Recheneinheit 40 abgearbeitet. Der Programmstart ist mit der Bezugszahl 405 bezeichnet. Im Programmschritt 410 erfolgt die Erfassung eines entgegenkommenden Fahrzeuges 300. Dazu werden die von der Kamera 150 gelieferten Bilder mit den zu diesem Zweck vorgesehenen Objekterkennungsalgorithmen ausgewertet. Die Entfernung zum entgegenkommenden Fahrzeug 300 wird eingeschätzt und auch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Beobachterfahrzeug 10 und dem entgegenkommenden Fahrzeug 300. Die Momentangeschwindigkeit des entgegenkommenden Fahrzeuges kann durch fortwährende Bildauswertung der von der Kamera 150 gelieferten Bilder abgeschätzt werden. In einer anderen Ausgestaltung kann die Momentangeschwindigkeit über Car-2-Car Kommunikation von dem entgegenkommenden Fahrzeug 300 zu dem Beobachterfahrzeug 10 übertragen werden. Nachdem das entgegenkommende Fahrzeug 300 erkannt worden ist und die Entfernung und Relativgeschwindigkeit abgeschätzt worden sind, erfolgt im Programmschritt 415 die Berechnung des Rasters 24 mit der entsprechenden räumlichen Ausdehnung. Vorzugsweise wird das Raster 24 perspektivisch berechnet. Die Berechnung erfolgt weiterhin so, dass sich das Raster bis zum entgegenkommenden Fahrzeug 300 ausdehnt. Im Programmschritt 420 werden die berechneten Daten für das Raster 24 an das Head-Up-Display 20 übertragen. Dieses führt die Einblendung des Rasters 24 durch, wie in 4 zu sehen. Im Programmschritt 425 erfolgt eine Erfassung von Objekten oder Hindernissen am Fahrbahnrand. Wie in den 4, 5 und 6 gezeigt, befinden sich parkende Fahrzeuge am rechten Fahrbahnrand in Parkbuchten. Im Programmschritt 430 erfolgt eine dynamische Berechnung von Engstellen. Dies geschieht wie folgt: Das parkende Fahrzeug 310 befindet sich noch in einem Abstand von dem Beobachterfahrzeug 10. Das entgegenkommende Fahrzeug 300 bewegt sich so, dass es in etwa auf Höhe des parkenden Fahrzeuges 310 ankommt, wenn auch das Beobachterfahrzeug 10 das parkende Fahrzeug 310 passiert. Es entsteht also erst in der Zukunft eine Engstelle durch das Zusammentreffen von entgegenkommenden Fahrzeug 300 und Beobachterfahrzeug 10 an der Stelle des parkenden Fahrzeuges 310. In diesem Sinne ist die dynamische Berechnung von Engstellen zu verstehen. Im Programmschritt 435 erfolgt die Berechnung der Raster 26a und 28a zur Markierung einer Engstelle. Die seitliche Aufstellung der Raster erfolgt so, dass sie bis zur vorausberechneten Engstelle ansteigt und nach der vorausberechneten Engstelle abklingt. Auch diese Raster 26a und 28a werden wieder perspektivisch berechnet. Im Programmschritt 440 werden die berechneten Daten für die Raster 26a und 28a an das Head-Up-Display 20 übertragen.
Im Programmschritt 445 erfolgt eine Berechnung des Gefahrenpotentials der erkannten Engstelle. Unterschreitet in der nachfolgenden Abfrage 450 die vorausberechnete Engstelle eine bestimmte Breite, z.B. die Fahrzeugbreite des Beobachterfahrzeuges 10, so findet im Programmschritt 455 eine Berechnung der Animation für die Umwandlung des Seitenführungsrasters 28a zu einem Ausweichsymbol 28b statt. Wie beschrieben besteht die Animation darin, dass die Punkte des Raster 28a sich schwarmartig bewegen und am Ende durch ihre Anordnung das Ausweichsymbol formen. Wenn kein Gefahrenpotential erkannt wird, verzweigt das Programm zurück zum Programmschritt 410. Im Schritt 460 erfolgt die Übermittlung der für die AR-Einblendung Animation berechneten Daten an das HUD 20. Über die Schritte 410 bis 460 wird im Programm eine Schleife gebildet, die so oft durchlaufen wird, bis ein Zustandswechsel stattfindet. Der Zustandswechsel ist dann gegeben, wenn der Fahrer eingreift und die Komfortfunktion verlässt oder das Fahrzeug abstellt. Dann endet das Programm im Programmschritt 465.
Alle hierin erwähnten Beispiele wie auch bedingte Formulierungen sind ohne Einschränkung auf solche speziell angeführten Beispiele zu verstehen. So wird es zum Beispiel von Fachleuten anerkannt, dass das hier dargestellte Blockdiagramm eine konzeptionelle Ansicht einer beispielhaften Schaltungsanordnung darstellt. In ähnlicher Weise ist zu erkennen, dass ein dargestelltes Flussdiagramm, Zustandsübergangsdiagramm, Pseudocode und dergleichen verschiedene Varianten zur Darstellung von Prozessen darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbaren Medien gespeichert und somit von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden können. Das in den Patentansprüchen genannte Objekt kann ausdrücklich auch eine Person sein.
Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und/oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform, die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein oder ein Teil, der über das Betriebssystem ausgeführt wird.
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
Die Erfindung wird in den Ausführungsbeispielen am Beispiel des Einsatzes in Fahrzeugen genauer erläutert. Hier wird auch auf die Einsatzmöglichkeit bei Flugzeugen und Helikoptern zum Beispiel bei Landemanövern oder Sucheinsätzen etc. hingewiesen.
Es wird aber darauf hingewiesen, dass der Einsatz nicht darauf beschränkt ist. Die Erfindung kann immer dann eingesetzt werden, wenn mit AR-Einblendungen das Sichtfeld eines Fahrers, einer Bedienperson oder auch einfach nur einer Person mit Datenbrille angereichert werden kann.
Auch bei ferngesteuerten Geräten wie Robotern, bei denen die Fernsteuerung über einen Monitor erfolgt, auf dem ein Kamerabild wiedergegeben wird, können AR Einblendungen die Bedienung erleichtern. Also besteht hier auch eine Einsatzmöglichkeit.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
20: Head-Up Display HUD
21: virtuelle Projektionsfläche
24: Raster
26a: linkes Seitenführungsraster
26b: linkes Seitenführungsraster (umgewandelt)
28a: rechtes Seitenführungsraster
28b: Ausweichpfeil
30: berührungsempfindliche Anzeigeeinheit
40: Recheneinheit
50: Eingabeeinheit
60: Speichereinheit
70: Datenleitung zur Anzeigeeinheit
80: Datenleitung zur Speichereinheit
90: Datenleitung zur Eingabeeinheit
100: Datenbus
110: Kombiinstrument
120: Telefon
130: Navigationsgerät
140: Radio
150: Kamera
160: Kommunikationsmodul
200: Infotainment-System
300: entgegenkommendes Fahrzeug
310: parkendes Fahrzeug
405 -: verschiedene
465: Programmschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015116160 A1 [0013]
DE 102013016241 A1 [0014]
DE 102014008152 A1 [0015]
DE 102014119317 A1 [0016]
DE 102015117381 A1 [0017]
DE 102017212367 [0054]

Claims

Verfahren zur Berechnung einer AR-Einblendung, entsprechend „augmented reality“-Einblendung, von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit (20), insbesondere ein Head-Up Display (HUD) eines Beobachterfahrzeuges (10) oder eine Datenbrille, wobei die Einblendung von Zusatzinformationen dem Zweck der Unterstützung des Fahrers bei der Längs- und/oder Querführung eines Beobachterfahrzeuges (10) dient, wobei die Einblendung nach Art der erweiterten Realität entsprechend „augmented reality“ kontaktanalog zu einem oder mehreren Objekten in der Umwelt des Beobachterfahrzeuges (10) berechnet wird, wobei die Lage eines entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeuges oder Objektes (300) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annäherung an das entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeug (300) eine räumlich ausgedehnte Animationsgrafik berechnet wird, wobei die Animationsgrafik eine Rasterform bestehend aus einer Vielzahl von Rasterelementen (305) aufweist, die sich von dem Beobachterfahrzeug (10) bis zu dem entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeug (300) erstreckt, und die räumliche Ausdehnung so berechnet wird, dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges (10) der Eindruck einer kinematischen oder dynamischen Bewegung der räumlichen Ausdehnung, wie Translation und Rotation, entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Animationsgrafik so berechnet wird, dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges (10) der Eindruck einer sich auf ihn zu bewegenden oder von ihm weg bewegenden Welle entsteht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Animationsgrafik so berechnet wird, dass die räumliche Ausdehnung der Animationsgrafik periodisch wiederholt wird, so dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges (10) der Eindruck entsteht, dass sich eine Anzahl von Wellenzügen auf ihn zu oder von ihm weg bewegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Unterstützung der Seitenführung des Fahrzeuges eine oder zwei räumlich ausgedehnte Animationsgrafiken berechnet werden, die seitlich der Fahrtroute eingeblendet werden, wobei die weitere Animationsgrafik eine Rasterform bestehend aus einer Vielzahl von Rasterelementen (305) aufweist, und die räumliche Ausdehnung so berechnet wird, dass zu der Seite, wo ein Hindernis oder ein entgegenkommendes Fahrzeug erkannt wurde, sich das Raster räumlich aufstellt, um eine Verengung der Fahrtroute zu betonen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Abschätzung der Breite der Engstelle vorgenommen wird und bei Unterschreitung einer Mindestbreite eine Animationsgrafik so berechnet wird, dass sich die wenigstens eine rasterförmige Animationsgrafik zur Seitenführung des Fahrzeuges in ein Hinweissymbol (28b) umwandelt, durch das die Notwendigkeit für ein Ausweichmanöver angedeutet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Umwandlung der Animationsgrafik so berechnet wird, dass die Rasterelemente der Animationsgrafik zur Unterstützung der Seitenführung sich während der Umwandlungsphase schwarmartig bewegen, woraus am Ende der Umwandlungsphase das Hinweissymbol (28b) entsteht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die weitere Animationsgrafik zur Unterstützung der Seitenführung des Fahrzeuges so berechnet wird, dass sie den Weg des entgegenkommenden Fahrzeuges (300) oder Objektes markiert.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Anzeigeeinheit (20), mit der virtuelle Zusatzinformationen in das Sichtfeld des Fahrers oder der Bedienperson des Objektes eingeblendet werden können, und eine Recheneinheit (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) Erfassungsmittel (110, 150) aufweist, die ein entgegenkommendes Fahrzeug (300) erfassen, wobei die Recheneinheit (40) ausgelegt ist, die Lage des entgegenkommenden Fahrzeuges (300) zu berechnen und die Bewegung des Beobachterfahrzeuges (10) relativ zu dem vorausfahrenden Fahrzeug (300) zu berechnen und bei Erkennung eines entgegenkommenden Fahrzeuges (300) eine räumlich ausgedehnte Animationsgrafik zu berechnen, wobei die Animationsgrafik eine Rasterform bestehend aus einer Vielzahl von Rasterelementen (305) aufweist, die sich von dem Beobachterfahrzeug (10) bis zu dem entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeug (300) erstreckt, und die räumliche Ausdehnung so berechnet wird, dass für den Fahrer des Beobachterfahrzeuges (10) der Eindruck einer kinematischen oder dynamischen Bewegung der räumlichen Ausdehnung, wie Translation und Rotation, entsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Recheneinheit (40) weiterhin so ausgelegt ist, die Berechnungen nach einem der Ansprüche 2 bis 7 durchzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Anzeigeeinheit (20) ein Head-Up Display (HUD) oder eine Datenbrille ist.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 aufweist.
Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm ausgelegt ist, bei Abarbeitung in einer Recheneinheit (40) die Schritte des Verfahrens zur Berechnung einer AR-Einblendung von Zusatzinformationen für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.