DE102018211908A1

DE102018211908A1 - Verfahren für das Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug mit einer Bilderfassungseinrichtung

Info

Publication number: DE102018211908A1
Application number: DE102018211908.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Lottes; Philipp Mösinger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Bilderfassungseinrichtung (35) für das Erfassen eines digitalen Bildes (27) einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (22), um auf möglichst einfache Weise das Erfassen zumindest eines digitalen Bildes (27) aus einem Kraftfahrzeug heraus, insbesondere einem Kraftfahrzeug während der Fahrt, zu ermöglichen. Dazu wird eine frei in dem Kraftfahrzeuginnenraum (20) ausgeführte erste Geste (21) einer Bedienperson (40) erfasst und ausgewertet, wobei die erste Geste (21) einen ersten Bildausschnitt (24) festlegt. Danach wird zumindest eine der ersten Geste (21) zuordenbare Position und zumindest eine der Bedienperson (40) zuordenbare Position in dem Kraftfahrzeug erfasst und in Abhängigkeit davon ein Bildwinkel (a) festgelegt. Schließlich wird eine Bilderfassungseinrichtung (35) in Abhängigkeit von diesem festgelegten Bildwinkel (a) angesteuert, um zumindest ein digitales Bild (27) der Umgebung des Kraftfahrzeugs (22) zu erfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs umfassend das Erfassen und Auswerten einer frei in dem Fahrzeuginnenraum ausgeführten ersten Geste einer Bedienperson, wobei die erste Geste einen ersten Bildausschnitt festlegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer Bilderfassungseinrichtung für das Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung des Kraftfahrzeugs umfassend eine Gestenerkennungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine im Kraftfahrzeuginnenraum ausgeführte erste Geste einer Bedienperson zu erkennen und auszuwerten, wobei die erste Geste einen ersten Bildausschnitt festlegt.
Eine Gestensteuerung ermöglicht das berührungslose, also nicht-taktile Bedienen von unterschiedlichen Bedieneinrichtungen mittels frei im Raum ausgeführten Gesten einer Bedienperson. Bei den Gesten kann es sich beispielsweise um Gebärden, also Bewegungen mit den Fingern, der Hand und/oder dem Arm einer Bedienperson handeln, es kann aber auch die Blickrichtung (Eye-Tracking) einer Bedienperson erfasst werden.
Wie in der DE 20 2012 005 255 U1 gezeigt, können mit einer Gestenüberwachung unterschiedliche Bedieneinrichtungen wie beispielsweise Fahrzeuge oder Haushaltsgeräte berührungslos bedient werden. In dieser Gebrauchsmusterschrift ist eine Bedienvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug oder Haushaltsgerät, gezeigt. Die Bedienvorrichtung umfasst dabei eine Gestenüberwachungseinheit, die ausgelegt ist, nicht-taktile Gesten eines Benutzers zu erfassen. Des Weiteren ist auch eine Betätigungseinheit vorgesehen, die ausgelegt ist, eine zugeordnete Vorrichtung zu betätigen. Die kann entweder in einem Sperrzustand zu sein, in dem die Betätigungseinheit nicht angesteuert wird, oder in einem Bedienzustand zu sein, in dem die Bedienvorrichtung in Abhängigkeit des Erkennens einer nicht-taktilen Betätigungsgeste die Betätigungseinheit anzusteuern kann, um die zugeordnete Vorrichtung zu betätigen. Dabei wird Bedienvorrichtung in den Bedienzustand versetzt, wenn die Gestenüberwachungseinheit eine nicht-taktile Aktivierungsgeste erfasst.
Mittels Gestensteuerung ist es auch möglich digitale Bilder aufzunehmen. Dazu stellt die Firma DJI den Multicopter DJI Spark bereit. Dabei handelt es sich um eine kleine Drohne, also einen Quattrocopter, der als „fliegende Selfiestange“ genutzt werden kann, also als Kamera, die es einer Bedienperson ermöglicht ein digitales Bild von sich selbst aufzunehmen. Die Drohne verfügt dabei über eine Kamera sowie eine Gestenüberwachungseinheit. Befindet sich die Drohne im Flug, kann eine Bedienperson vor der Kamera der Drohne mit vier Fingern einen Rahmen bilden, woraufhin die Drohne eine Selfieaufnahme, also das sich selbst Fotografieren, startet und nimmt ein Foto auf. Hier ist aber lediglich beschrieben, wie mittels nicht-taktiler Geste einer Bedienperson ein Selfie, also ein digitales Bild der Bedienperson, mit einem Quattrocopter erfasst werden kann.
Durch den beschriebenen Stand der Technik ergibt sich der Nachteil, dass das Erfassen eines digitalen Bildes aus einem Fahrzeug heraus nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache Weise das Erfassen eines digitalen Bildes aus einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem bewegten Kraftfahrzeug, heraus zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei dem Erfassen von digitalen Bildern, also dem Fotografieren aus einem Fahrzeuginnenraum heraus, diverse Herausforderungen auftreten. Zum einen ist in dem Stand der Technik eine zusätzliche Bilderfassungseinrichtung, zum Beispiel eine Digitalkamera, oder ein Smartphone (mobiles Gerät) nötig, um digitale Bilder, also Fotos oder Videos, der Umgebung des Kraftfahrzeugs aus dem Kraftfahrzeuginnenraum heraus aufzunehmen. Des Weiteren treten dabei meist unerwünschte Reflexionen bei den erfassten Fotos oder Videos auf, die durch die Scheibe des Kraftfahrzeugs erzeugt werden. Insbesondere während der schnellen Fahrt ist ein Absenken der Scheibe meist nicht möglich, um die Reflexionen zu vermeiden. Auch sind spontane Aufnahmen mit einer separaten Kamera oder einem Smartphone während der Fahrt nur bedingt möglich. Einerseits liegt die Kamera bzw. das Smartphone meist nicht griffbereit. Andererseits muss die Kamera oder das Smartphone vor der Aufnahme zuerst noch aktiviert werden. Sowohl Suchen als auch Aktivieren der jeweiligen Bilderfassungseinrichtung kostet Zeit, was eine spontane Aufnahme unmöglich macht.
Die im Folgenden beschriebene Erfindung ermöglicht nun die direkte Aufnahme von Fotos oder Videos aus einem Kraftfahrzeug heraus, ohne den Einsatz von zusätzlichen Bilderfassungseinrichtungen, wie beispielsweise Digitalkameras oder Smartphones.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren für das Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei in einem Schritt a) das Erfassen und Auswerten einer frei in dem Kraftfahrzeuginnenraum ausgeführten ersten Geste einer Bedienperson, wobei die erste Geste einen ersten Bildausschnitt festlegt. Weiterhin umfasst das Verfahren in einem Schritt b) das Erfassen von zumindest einer, der ersten Geste zuordenbaren Position und zumindest einer, der Bedienperson zuordenbaren Position in dem Kraftfahrzeug. In einem Schritt c) erfolgt dann das Festlegen eines Bildwinkels in Abhängigkeit von den erfassten Positionen in Schritt b). Schließlich folgt in einem Schritt d) das Ansteuern einer Bilderfassungseinrichtung in Abhängigkeit von dem festgelegten Bildwinkel zum Erfassen von zumindest einem digitalen Bild.
Mit anderen Worten ist hier ein Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe zumindest eine Fotografie, insbesondere eine digitale Fotografie, einer ein Fahrzeug umgebenden Landschaft aufgenommen werden kann. Besonders bevorzugt kann auch eine Folge von digitalen Fotografien aufgenommen werden, die eine Videosequenz darstellen. Das Verfahren setzt sich aus mehreren Schritten zusammen. Im Schritt a) kann eine Bewegung zumindest eines Teils des Körpers eines Insassen des Kraftfahrzeugs aufgezeichnet und analysiert werden. Mit Insasse ist hier und im Folgenden die Bedienperson gemeint. Bei der Bewegung oder Gebärde kann es sich insbesondere um eine Finger-, Hand-, oder Armbewegung handeln. Die Geste kann dabei berührungslos, also nicht-taktil, in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise in der Insassenkabine, ausgeführt werden. Insbesondere kann der Insasse mit der Bewegung einen gewünschten, ersten Bildausschnitt definieren. Vorzugsweise kann der erste Bildausschnitt einen Rahmen darstellen, durch den eine optische Eingrenzung eines Teils, der vom Insassen sichtbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs erfolgen kann.
In Schritt b) kann anhand der ersten Geste zumindest eine Position im Kraftfahrzeug, die mit der ersten Geste korreliert ist, aufgezeichnet werden. Das heißt, es kann mindestens ein Ort beziehungsweise ein Punkt im Fahrzeuginnenraum bestimmt werden, der auf den ersten Bildausschnitt zurückzuführen ist. Außerdem kann auch zumindest eine Position im Kraftfahrzeug, die mit dem Insassen korreliert ist, aufgezeichnet werden. Das heißt, es kann mindestens ein Ort beziehungsweise ein Punkt im Fahrzeuginnenraum bestimmt werden, der auf den Insassen zurückzuführen ist. Zur besseren Lesbarkeit wird im Folgenden die mit der ersten Geste korrelierte Position beziehungsweise die der ersten Geste zuordenbare Position, auch Gestenposition genannt. Analog wird die mit dem Insassen korrelierte Position beziehungsweise die der Bedienperson zuordenbare Position wird als Insassenposition bezeichnet.
In Schritt c) kann anhand der zumindest einen Gestenposition und der zumindest einen Insassenposition ein erster Winkel bestimmt werden. Besonders bevorzugt kann die Insassenposition dabei als Scheitelpunkt des Winkels vorliegen. Liegen vorzugsweise zwei Gestenpositionen vor, können von dem Scheitelpunkt aus zwei Geraden zu den jeweiligen Gestenpositionen festgelegt werden. Die beiden Geraden können dann die Schenkel des Winkels bilden und den ersten Winkel einschließen. Stellt die erste Geste zum Beispiel eine Rahmengeste dar, kann der erste Winkel insbesondere als Diagonalwinkel durch gegenüberliegende Eckpunkte des ersten Bildausschnitts bestimmt werden.
In Schritt d) kann der erste Winkel an eine Steuereinrichtung übersendet werden. Die Steuereinrichtung kann dann in Abhängigkeit von dem ersten Winkel eine Bilderfassungseinrichtung derart einstellen, dass die Bilderfassungseinrichtung ein digitales Bild der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufnehmen kann. Vorzugsweise kann die Bilderfassungseinrichtung außenseitig an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Insbesondere kann die Bilderfassungseinrichtung auch eine festgelegte Brennweite aufweisen. Weiterhin kann die Steuereinrichtung bevorzugt einen Kamerabildwinkel der Bilderfassungseinrichtung derart einstellen, dass der Kamerabildwinkel mit dem ersten Winkel übereinstimmt. Der Kamerabildwinkel ist als derjenige Winkel zu verstehen durch den die Abmessungen des zu erfassenden Kamerabildausschnitts festgelegt werden. Anders ausgedrückt kann durch den Kamerabi-Idwinkel also der „Zoom“, das heißt die Vergrößerung/Verkleinerung auf ein Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, das auf dem digitalen Bild abgebildet sein soll, festlegen werden.
Besonders bevorzugt ist dieses Verfahren geeignet für das Aufnehmen von digitalen Bildern oder Videos aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs in Fahrtrichtung. Das heißt der Insasse führt die erste Geste vorzugsweise in Richtung einer Frontscheibe des Kraftfahrtzeugs aus.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass aus einem Fahrzeuginnenraumheraus ein digitales Bild durch eine Bedienperson, also zum Beispiel einen Insassen, wie etwa dem Fahrer oder dem Beifahrer, von einer fahrzeugexternen Umgebung erfasst werden kann, ohne, dass eine zusätzliche Bilderfassungseinrichtung, wie beispielsweise eine fahrzeugexterne Kamera oder ein Smartphone nötig ist. Dadurch können effektiv Spiegelungen auf den Fotos, die durch Reflexionen auf einer Scheibe des Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden, vermieden werden. Des Weiteren sind auch spontane Aufnahmen, insbesondere während der Fahrt, möglich, da ein Insasse eine fahrzeugexterne Bilderfassungseinrichtung nicht zuerst heraussuchen und aktivieren muss.
Die erste Geste oder Gebärde kann durch eine Gestenerkennungseinrichtung erfasst und ausgewertet werden. Die Gestenerkennungseinrichtung kann dabei unterschiedliche Gestenerfassungseinheiten und Auswerteeinheiten umfassen. Die Gestenerfassungseinheit kann beispielsweise durch eine oder mehrere Kameras und/oder einem oder mehrere Raumsensoren realisiert werden, sodass der gesamte Fahrzeuginnenraum überwachbar ist. Eine andere Möglichkeit der Gestenerkennung liegt beispielsweise darin, dass die Bedienperson mit Sensoren bestückte Handschuhe beziehungsweise einen mit Sensoren bestückten Ganzkörperanzug trägt. Die Kameras und/oder die Sensoren können dabei beispielsweise im Bereich des sichtbaren Lichts, aber auch im Infrarotbereich arbeiten. Die Sensoren können beispielsweise als Ultraschallsensoren, Radiowellensensoren oder Sensoren, die auf eine Änderung eines elektrischen Feldes reagieren, realisiert sein. Die Auswerteeinheit der Gestenerkennungseinrichtung kann als Recheneinheit realisiert werden. Hier kann das Bewegungsmuster der Bedienperson, das durch die Gestenerfassungseinheit aufgezeichnet wurde, analysiert werden. Die resultierenden Bewegungsdaten können genutzt werden, um eine gewünschte Bedienvorrichtung, hier beispielsweise eine außen am Fahrzeug angebrachte Bilderfassungseinrichtung, anzusteuern.
Von der Gestenerfassungseinheit können neben einer Fingerbewegung auch die Bewegung der Hand und des Unterarms sowie deren Zusammenspiel untereinander erfasst werden.
Als erste Geste kann z.B. ein Rahmen mit vier Fingern, insbesondere mit den Daumen und Zeigefingern, gebildet werden. Eine Alternative ist das Zeichnen eines Rahmens in die Luft mit dem ausgestreckten Zeigefinger einer Hand. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, mit einem Finger das Auslösen eines Fotoapparats nachzuahmen.
Um die zumindest eine Gestenposition und die zumindest eine Insassenposition festzustellen, kann in dem Kraftfahrzeug eine weitere Kameraanordnung mit Recheneinheit vorgesehen sein. Durch die genannte Kameraanordnung könnte der Fahrzeuginnenraum inklusive einem oder mehrerer Insassen aufgenommen und überwacht werden. Führt ein Insasse dann die erste Geste aus, kann aufgrund der Aufnahmen der Kameraanordnung von der Recheneinheit die Gestenposition und die Insassenposition ausgewertet werden. Der Aufnahmebereich der Kameraanordnung könnte sich beispielsweise auch nur auf Teilbereiche des Fahrzeuginnenraums beschränken. Alternativ könnte auch die Gestenerkennungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die Positionen zu bestimmen.
Ist die Gebärde der Bedienperson zum Beispiel eine Rahmengeste, können als Gestenposition die Eckpunkte des gezeichneten Rahmens, insbesondere die diagonal gegenüberliegenden Eckpunkte des gezeichneten Rahmens, durch die Position der Fingerspitze der Bedienperson bestimmt werden. Auf ähnliche Weise wie die Gestenposition kann auch die Insassenposition bestimmt werden. Vorzugsweise wird hierbei der Punkt auf der Nasenwurzel zwischen den Augen der Bedienperson als Insassenposition festgelegt. Alternativ kann auch der Mittelpunkt des Kopfes der Bedienperson als Insassenposition bestimmt werden.
Der Bildwinkel aus der Gestenposition und der Insassenposition kann anschließend zum Beispiel von einer Recheneinrichtung bestimmt werden. Der berechnete Bildwinkel kann dann von der zuständigen Recheneinrichtung an eine Steuereinrichtung übergeben werden, die eine Bilderfassungseinrichtung ansteuert. Bei der Bilderfassungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Kamera, insbesondere eine Kamera mit digitalem oder analogem Zoom, handeln. Die Kamera kann als Digitalkamera, Kompaktkamera, Kamera mit fester oder variabler Brennweite oder als Kamera mit Digitalzoom oder Zoomobjektiv beziehungsweise Varioobjekt ausgebildet sein. Die Kamera kann insbesondere auch als Videokamera ausgebildet sein. Vorzugsweise befindet sich die Kamera an einer Außenseite des Kraftfahrzeugs. Das heißt die Kamera ist bevorzugt außenseitig an dem Kraftfahrzeug angeordnet.
Besonders bevorzugt befindet sich die Bilderfassungseinrichtung im Automatikmodus. Es werden also Blende, Verschlusszeit, Weißabgleich, Isowert gegebenenfalls der Blitz usw. von der Kamera selbst eingestellt. Das Einstellen geschieht in Abhängigkeit von verschiedenen Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise den Lichtverhältnissen und ob das Bild während der Fahrt oder im Stand erfasst werden soll. Auch das Fokussieren, das heißt das Scharfstellen, auf ein Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, das sich innerhalb des zu erfassenden Bildausschnitts befindet, kann von der Kamera selbst übernommen werden. Vorzugsweise kann lediglich der Kamerabildwinkel der Kamera von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Bildwinkel eingestellt werden. Alternativ kann das digitale Bild auch erst nach erfassen des Bildes durch die Bilderfassungseinrichtung auf den gewünschten Bildausschnitt angepasst werden.
Handelt es sich bei der Bilderfassungseinrichtung beispielsweise um eine Weitwinkelkamera mit einem Kamerabildwinkel von 75 Grad, kann die Kamera zuerst ein Bild über den gesamten Kamerabildwinkel erfassen. Anschließend kann zumindest ein Ausschnitt des erfassten Bildes in einer kamerainternen oder einer fahrzeuginternen Recheneinheit auf den durch die Bedienperson festgelegten Bildausschnitt angepasst werden, wie es beispielsweise bei Kameras mit Digitalzoom bekannt ist.
Handelt es sich bei der Bilderfassungseinrichtung beispielsweise um eine Kamera mit Zoomobjektiv, kann das Zoomobjektiv der Kamera von der Steuereinrichtung derart eingestellt werden, dass der Kamerabildwinkel dem festgelegten Bildwinkel entspricht.
Zu der Erfindung gehören auch noch weitere Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei einer Vielzahl an Bilderfassungseinrichtungen des Kraftfahrzeugs in Schritt d), in einem Schritt e) diejenige Bilderfassungseinrichtung angesteuert wird, deren Ausrichtung und deren erfassbarer Bildwinkel zumindest teilweise mit einer der ersten Geste zuordenbaren Richtung und dem festgelegten Bildwinkel übereinstimmen.
Mit anderen Worten kann für den Fall, dass das Kraftfahrzeug mehr als eine Bilderfassungseinrichtung aufweist, in Schritt d) diejenige Bilderfassungseinrichtung angesteuert werden kann, die in eine Richtung ausgerichtet ist, die mit einer mit der ersten Geste korrelierten Richtung zumindest teilweise übereinstimmt. Das heißt, es kann zumindest ein Punkt im Kraftfahrzeuginnenraum bestimmt werden, auf den eine Richtung, in die die erste Geste ausgeführt wird, zurückzuführen ist. Gleichzeitig kann dabei diejenige Bilderfassungseinrichtung angesteuert werden, die zumindest teilweise einen Bildwinkel erfassen kann, der zumindest teilweise dem durch die Gesten- und Insassenposition festgelegten Bildwinkel entspricht.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Insasse durch Ausführen der ersten Geste in eine Richtung bestimmen kann, welche Umgebungssituation erfasst werden soll. Das heißt, der Insasse kann entscheiden, ob ein digitales Bild von einer Situation, die sich in Fahrtrichtung hinter/seitlich/vor dem Fahrzeug befindet, erfasst werden soll.
Die der ersten Geste zuordenbare Richtung, im Folgenden auch Gestenrichtung genannt, kann bestimmt werden, indem beispielsweise der Mittelpunkt des durch die erste Geste festgelegten Bildausschnitts berechnet wird. Handelt es sich beispielsweise um eine Rahmengeste, die als Rechteck ausgebildet ist, können durch die diagonal gegenüberliegenden Eckpunkte des Rechtecks Diagonalen gezogen werden. Der Schnittpunkt der beiden Diagonalen kann dann den Mittelpunkt des ersten Bildausschnitts darstellen. Eine Senkrechte durch diesen Mittelpunkt auf die durch das Rechteck festgelegte zweidimensionale Fläche kann dann der Gestenrichtung entsprechen. Alternativ kann auch ein Vektor von der zuvor bestimmten Insassenposition aus durch den Mittelpunkt bestimmt werden. Die Ausrichtung des Vektors kann somit der Gestenrichtung entsprechen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in einem Schritt f) die Bilderfassungseinrichtung in Schritt d) derart angesteuert wird, dass zumindest ein, dem zu erfassenden digitalen Bild zuordenbarer geometrischer Punkt auf einen, der ersten Geste zuordenbaren geometrischen Punkt ausgerichtet wird.
Anders ausgedrückt kann die Bilderfassungseinrichtung, mit der das digitale Bild erfasst werden soll, derart ausgerichtet werden, dass ein geometrischer Punkt des von der Bilderfassungseinrichtung zu erfassenden digitalen Bildes mit einem geometrischen Punkt übereinstimmt, der mit der ersten Geste korreliert ist. Das heißt, bevor das digitale Bild erfasst wird, kann die Bilderfassungseinrichtung derart ausgerichtet, dass ein Punkt, der auf den Kamerabildausschnitt zurückzuführen ist, mit einem Punkt im Fahrzeuginnenraum, der auf die erste Geste zurückzuführen ist, übereinstimmt.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Kamera punktgenau auf eine gewünschte Situation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet werden kann, sodass auf dem erfassten digitalen Bild ein unerwünschter Teil der Umgebung des Kraftfahrzeugs nicht dargestellt wird.
Als geometrischer Punkt kann beispielsweise der Mittelpunkt des ersten Bildausschnitts dienen. Handelt es sich bei der Geste zum Beispiel um eine Rahmengeste, kann auch einer der Eckpunkte des ersten Bildausschnitts als geometrischer Punkt verstanden werden. Vorzugsweise ist die Bilderfassungseinrichtung, also die Kamera, in drei Dimensionen drehbar beziehungsweise schwenkbar gelagert. Entsprechend kann also die Kamera derart geschwenkt werden, dass der Mittelpunkt des Bildausschnitts, der von der Kamera erfasst werden kann, mit dem Mittelpunkt des durch die erste Geste festgelegten Bildausschnitts übereinstimmt.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in einem Schritt g) zusätzlich zu der ersten Geste auch eine Blickrichtung der Bedienperson erfasst und ausgewertet wird, wobei in Abhängigkeit von der Blickrichtung ein Fokusfeld für die angesteuerte Bilderfassungseinrichtung festgelegt wird.
Das heißt es kann zusätzlich zu dem Erfassen der ersten Geste auch eine Augenbewegung der Bedienperson aufgenommen und analysiert werden. Insbesondere kann dabei zumindest eine Fixation des Blicks auf ein Objekt innerhalb des durch die erste Geste festgelegten Bildausschnitts erfasst und ausgewertet werden. In Abhängigkeit von der zumindest einen Fixation kann dann zumindest ein Fokusfeld für die Bilderfassungseinrichtung bestimmt werden. Das Fokusfeld kann insbesondere einen eingegrenzten Bereich in dem von der Bilderfassungseinrichtung erfassbaren Kamerabildausschnitt darstellen, auf den die Bilderfassungseinrichtung fokussieren beziehungsweise scharf stellen kann. Werden innerhalb des ersten Bildausschnitts von einem Insassen mehrere Objekte gezielt betrachtet, das heißt mehrere Fixationen werden festgestellt, können der Bilderfassungseinrichtung mehr als ein Fokusfeld, zum Beispiel vier Fokusfelder, übergeben werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Insasse bestimmen kann, auf welches Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs fokussiert werden soll, das heißt auf welches Objekt die Bilderfassungseinrichtung scharf stellen soll. Das gewünschte Objekt wird anschließend auch auf dem digitalen Bild scharf dargestellt.
Die Erfassung und Auswertung der Blickbewegung, insbesondere der Blickrichtung, kann vorzugsweise mit einem sogenannten Eye-Tracker (Augenbewegungsverfolgereinrichtung) erfolgen. Dabei werden insbesondere die Fixationen, Sakkaden und Regressionen umfassenden Blickbewegungen eines Insassen des Kraftfahrzeugs aufgezeichnet. Der Eye-Tracker kann dabei als mobiles Gerät oder als externes Gerät ausgebildet sein. Ein mobiles Gerät kann beispielsweise als Head-Mounted-Device (am Kopf befestigtes Gerät) am Kopf der Bedienperson, beispielsweise als Brille, fixiert sein. Ein externes Gerät, auch Remote Eye-Tracker, kann zum Beispiel in dem Fahrzeuginnenraum angebracht sein, ohne den Insassen zu berühren. Unabhängig davon, ob der Eye-Tracker als mobiles oder externes Gerät ausgebildet ist, kann der Eye-Tracker folgende Komponenten umfassen: zumindest eine Lichtquelle, die insbesondere infrarotes Licht ausstrahlt und vorzugsweise einen Lichtpunkt auf der Hornhaut des Insassen erzeugt, zumindest eine Kamera, die die Reflexionsmuster auf der Hornhaut aufnimmt und zumindest eine Blickfeldkamera, hier beispielsweise die Bilderfassungseinrichtung, die den Bereich festhält, auf den die Bedienperson überblickt.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in einem Schritt h) die Abmessungen des Fokusfelds in Abhängigkeit von einer Fixationsdauer der Blickrichtung der Bedienperson festgelegt werden.
Anders formuliert kann die Dimension des zumindest einen Fokusfelds in Abhängigkeit davon festgelegt werden, wie lange die Bedienperson ein Objekt innerhalb des durch die erste Geste festgelegten ersten Bildausschnitts fixiert.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein gezieltes Fokussieren beziehungsweise Scharfstellen auf ein bestimmtes Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfolgen kann, indem zum Beispiel ein Fokusfeld verkleinert wird, je länger der Blick des Insassen auf diesem Objekt beziehungsweise auf einen Punkt dieses Objekts ruht.
Um die Fixationsdauer festzulegen, kann aus den Augenbewegungen der Bedienperson beispielsweise ein Gaze-Plot, also eine grafische Darstellung der Reihenfolge und Dauer der Fixation, oder eine Heat-Map, also eine grafische Darstellung, in der die Dauer von Fixationen farblich hinterlegt sind, dargestellt werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht in einem Schritt i) das Erfassen des zumindest einen digitalen Bildes und in einem Schritt j) das Senden des erfassten digitalen Bildes an eine fahrzeuginterne Anzeigevorrichtung vor.
In anderen Worten kann ein digitales Bild durch die Bilderfassungseinrichtung aufgenommen werden und anschließend das digitale Bild über eine Schnittstelle kabellos oder kabelgebunden von der Erfassungseinrichtung an eine fahrzeuginterne Anzeigevorrichtung übertragen werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass nach Einstellen aller relevanten Parameter der Bilderfassungseinrichtung ein digitales Bild aufgenommen wird und dieses Bild dem Fahrzeug zum Anzeigen bereitgestellt wird.
Das kabelgebundene Senden des erfassten Bildes kann dabei beispielsweise über einen Daten-BUS erfolgen. Das digitale Bild kann aber auch kabellos, beispielsweise mittels WLAN, Bluetooth, UTMS, DSM oder ähnlichen Übertragungsmethoden an die Anzeigevorrichtung übermittelt werden. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise als digitale Scheibe, insbesondere Windschutzscheibe, Seitenscheibe, Dachscheibe, oder Rückscheibe realisiert sein. Auch ist denkbar, dass die Anzeigevorrichtung als Display (Bildschirm) in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs realisiert sein kann.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in einem Schritt k) das Verfahren auch das Anzeigen des erfassten, digitalen Bildes auf der fahrzeuginternen Anzeigevorrichtung und in einem Schritt I) das Erfassen und Auswerten einer freien im Kraftfahrzeuginnenraum ausgeführten zweiten Geste der Bedienperson umfasst, wobei durch die zweite Geste ein Bearbeiten des digitalen Bildes auf der Anzeigevorrichtung erfolgt.
Das bedeutet, dass nach dem Darstellen des digitalen Bildes auf der Anzeigevorrichtung eine weitere Gebärde eines der Insassen des Kraftfahrzeugs erfasst werden kann, wobei durch diese zweite Gebärde die Darstellung des digitalen Bildes auf der Anzeigevorrichtung verändert werden kann. Insbesondere kann das angezeigte digitale Bild vergrößert, verkleinert, rotiert, zugeschnitten, in der Farbe verändert, verschoben, versendet oder gelöscht werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das erfasste digitale Bild von dem Insassen im Nachhinein überprüft und bearbeitet werden kann, falls beispielsweise nur ein Teil der in dem digitalen Bild dargestellten Umgebung des Kraftfahrzeugs für die Bedienperson von Interesse ist.
Vorzugsweise kann sich dabei die zweite Geste von der ersten Geste unterscheiden. Zum Verschieben des digitalen Bildes auf der Anzeigevorrichtung könnte beispielsweise ein Wischen in eine Richtung mit ausgestecktem Zeigefinger oder mit der flachen Hand verwendet werden. Zum Vergrößern oder Verkleinern des digitalen Bildes könnte ein Abstand zwischen Daumen und Zeigefinger gebildet werden und dieser dann vergrößert beziehungsweise verkleinert werden. Zum Rotieren könnte eine Drehbewegung der Hand und/oder des Unterarms im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verwendet werden. Zum Versenden könnte eine Bewegung mit der Hand, die ein Winken darstellt, verwendet werden. Zum Löschen könnte eine Bewegung mit der Hand, ähnlich einem Zerknüllen von Papier, oder eine Faust mit ausgestrecktem Daumen nach unten verwendet werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht in einem Schritt m) das Speichern des digitalen Bildes in einer fahrzeuginternen und/oder fahrzeugexternen Speichereinrichtung vor.
Anders formuliert kann das von der Bilderfassungseinrichtung erfasste digitale Bild an eine fahrzeuginterne und/oder eine fahrzeugexterne Speichereinrichtung gesendet und dort gespeichert werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das digitale Bild auch zu einem späteren Zeitpunkt und/oder auf einem anderen Gerät, wie beispielsweise einem Smartphone, verfügbar ist.
Insbesondere kann das digitale Bild von der Bilderfassungseinrichtung oder der fahrzeuginternen Anzeigevorrichtung kabellos oder kabelgebunden an die Speichereinrichtung gesendet werden. Die Speichereinrichtung kann beispielsweise als Datenspeicher, insbesondere als Datenträger, in dem Kraftfahrzeug realisiert sein. Die genannte fahrzeugexterne Speichereinrichtung kann beispielsweise als USB-Speichermedium, das mit einem USB-Anschluss des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, ausgebildet sein. Denkbar ist auch das die fahrzeugexterne Speichereinrichtung als Smartphone ausgebildet ist, das beispielsweise mittels Bluetooth/WLAN/USB-Kabel mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht in einem Schritt n) vor, dass in Schritt i) eine Vielzahl an digitalen Bildern erfasst wird, wobei die Vielzahl an digitalen Bildern eine Videosequenz darstellt.
Mit anderen Worten kann eine Reihe von digitalen Bildern aufgenommen werden, die in ihrer Gesamtheit einen Videofilm darstellen.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass nicht nur Momentaufnahmen einer Situation in der Umgebung des Kraftfahrzeugs festgehalten werden können, sondern auch zeitlich veränderliche Situationen, wie beispielsweise ein vorbeifahrendes anderes Kraftfahrzeug, erfassbar sind. Vorzugsweise ist dazu die Bilderfassungseinrichtung als Kamera mit Videoaufnahmefunktion oder als Videokamera ausgebildet.
Durch die Erfindung ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer Bilderfassungseinrichtung für das Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug umfasst dabei eine Gestenerkennungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine frei in dem Kraftfahrzeuginnenraum ausgeführte erste Geste einer Bedienperson zu erkennen und auszuwerten, wobei die erste Geste einen ersten Bildausschnitt festlegt, eine Erfassungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, zumindest eine der ersten Geste zuordenbare Position und zumindest eine der Bedienperson zuordenbare Position in dem Kraftfahrzeug zu erfassen, eine Recheneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Bildwinkel in Abhängigkeit von den erfassten Positionen festzulegen, und eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Bilderfassungseinrichtung in Abhängigkeit von dem festgelegten Bildwinkel zum Erfassen von zumindest einem digitalen Bild anzusteuern.
Mit anderen Worten kann in dem Kraftfahrzeug eine Gestenerkennungseinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet sein kann, ein berührungslos ausgeführtes Bewegungsmuster eines Insassen des Kraftfahrzeugs zu erfassen und zu analysieren. Durch dieses erste Bewegungsmuster kann der Insasse dabei einen Ausschnitt aus der für ihn sichtbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs bestimmen, der später als digitales Bild erfasst werden soll. Weiterhin kann auch eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet sein kann, zumindest einen Punkt in dem Fahrzeuginnenraum festzustellen, der auf den durch das erste Bewegungsmuster festgelegten ersten Ausschnitt zurückzuführen sein kann Auch kann die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet sein, zumindest einen Punkt im Fahrzeuginnenraum festzustellen, auf den die Lage der Bedienperson in dem Kraftfahrzeug zurückzuführen sein kann. Zur besseren Übersicht wird im Folgenden die mit der ersten Geste korrelierte Position bzw. die der ersten Geste zuordenbare Position, auch Gestenposition genannt. Analog wird die mit dem Insassen korrelierte Position bzw. die der Bedienperson zuordenbare Position wird als Insassenposition bezeichnet. In dem Kraftfahrzeug kann auch eine Recheneinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet sein kann, die Gestenposition und die Insassenposition von der Erfassungseinrichtung zu empfangen und hieraus einen ersten Winkel zu bilden, der einen von der Bilderfassungseinrichtung zu erfassenden Kamerabildwinkel vorgeben kann. Schließlich kann auch eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet sein kann, den ersten Winkel von der Recheneinrichtung zu empfangen und diesen an eine Bilderfassungseinrichtung zu übergeben, sodass die Bilderfassungseinrichtung in Abhängigkeit von dem ersten Winkel ein digitales Bild erfassen kann.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auf einfache Weise das Erfassen eines digitalen Bildes aus einem Kraftfahrzeug heraus ermöglicht wird.
Vorzugsweise ist die Bilderfassungseinrichtung außenseitig an dem Kraftfahrzeug, das heißt an einer Außenseite des Kraftfahrzeugs, also nicht im Innenraum des Kraftfahrzeugs, angeordnet. Die Bilderfassungseinrichtung kann dabei beispielsweise auf dem Dach, am Unterboden oder seitlich an einem Seitenspiegel des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Das Zusammenwirken und die Funktion der genannten Komponenten des Kraftfahrzeugs kann aus den zu dem Verfahren beschriebenen Eingaben entnommen werden.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 Ein Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung zum Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs;
2 eine schematische Darstellung des Festlegens eines ersten Bildausschnitts in Abhängigkeit von einer berührungslos ausgeführten, ersten Geste einer Bedienperson;
3 eine schematische Darstellung des Bestimmens eines Bildwinkels in Abhängigkeit von einer berührungslos ausgeführten, ersten Geste einer Bedienperson und einer Richtung in die die erste Geste ausgeführt wird; und
4 eine schematische Darstellung des Festlegens eines Fokusfelds in Abhängigkeit von einer Blickrichtung einer Bedienperson;

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
Die 1 zeigt ein Ablaufdiagramm der einzelnen Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung zum Erfassen eines digitalen Bildes einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Nach dem Start in einem Schritt 100 des Verfahrens wird vorzugsweise simultan die Gestenerkennung und die Blickrichtungserkennung aktiviert. Bei der Gestenerkennung wird in einem Schritt 102 eine berührungslos ausgeführte Geste eines Insassen des Kraftfahrzeugs erfasst und ausgewertet. Hier und im Folgenden wird Insasse gleichbedeutend mit Bedienperson verwendet. In einem Schritt 104 wird ein erster Bildausschnitt bestimmt, der durch die nicht-taktile Geste festgelegt wurde. Anschließend kann, wie in der 1 dargestellt, gleichzeitig in den Schritten 106 und 107 eine Gestenposition und eine Insassenposition erfasst werden. Die Gestenposition entspricht dabei einem Punkt im Raum, der aus dem Bewegungsmuster der ersten Geste abgeleitet werden kann. Die Insassenposition beschreibt analog einen Punkt im Raum, der von der Lage und Ausrichtung des Insassen abgeleitet werden kann. Aus der erfassten Gestenposition und Insassenposition in den Schritten 106 und 107 wird ein einem Schritt 108 der Gestenerkennung ein Bildwinkel berechnet.
In vorteilhafter Weise werden, wie oben beschrieben, die Schritte 110 und 112 der Blickrichtungserkennung simultan zu den Schritten 102 bis 108 der Gestenerkennung ausgeführt. Bei der Blickrichtungserkennung wird in dem Schritt 110 eine Blickrichtung eines Insassen des Kraftfahrzeugs erfasst und ausgewertet. In Abhängigkeit von dieser erfassten Blickrichtung wird anschließend in einem Schritt 112 zumindest ein Fokusfeld für die Bilderfassungseinrichtung festgelegt. Die Dimensionen des Fokusfeldes können dabei beispielsweise von der Dauer der Fixierung eines Punktes innerhalb des ersten Bildausschnitts angepasst werden. Je länger also der Insasse einen bestimmten Punkt innerhalb des ersten Bildausschnittes betrachtet, können die Abmessungen des Fokusfelds vergrößert oder verkleinert werden. Auch die Anzahl der Fokusfelder kann davon abhängig gemacht werden, wie viele Punkte innerhalb des ersten Bildabschnitts der Insasse fixiert.
Nachdem der Bildwinkel in Schritt 108 festgelegt wurde und das zumindest eine Fokusfeld in Schritt 112 festgelegt wurde, kann in einem Schritt 114 zumindest eine der Bilderfassungseinrichtungen des Kraftfahrzeugs angesteuert werden. Bevorzugt wird dabei diejenige Bilderfassungseinrichtung angesteuert, die zumindest teilweise den festgelegten Bildwinkel erfassen kann. Im nächsten Schritt 116 wird von der Bilderfassungseinrichtung ein digitales Bild erfasst. Dieses erfasste Bild kann anschließend in einem Schritt 118 an eine Anzeigevorrichtung gesendet werden. Damit der Insasse das aufgenommene digitale Bild betrachten kann, kann es schließlich in einem Schritt 120 noch auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, bevor das Verfahren beendet mit einem Schritt 122 wird.
2 zeigt, wie in Abhängigkeit eines definierten Bewegungsmusters von dem Insassen einen ersten Bildausschnitt 24 bestimmt wird, der von einer Bilderfassungseinrichtung 35, also beispielsweise einer Kamera, erfasst werden soll. In der 2 ist schematisch ein Blick aus einem Kraftfahrzeuginnenraum 20 heraus durch eine Scheibe 25 auf eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 22 gezeigt. Dabei dient die Scheibe 25 hier auch als Anzeigevorrichtung. Die Scheibe 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Frontscheibe ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Scheibe 25 als Seitenscheibe, Rückscheibe oder Dachscheibe ausgebildet ist.
Das Kraftfahrzeug kann sich, wie hier dargestellt, in Fahrt, beispielsweise auf einer Fahrspur einer Landstraße, befinden. Auf der gegenüberliegenden Fahrspur der Landstraße kann dem Kraftfahrzeug ein anderes Kraftfahrzeug entgegenkommen, welches von dem Insassen als Objekt in der Umgebung 23 wahrgenommen wird.
Dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann folgende Situation beispielhaft zugrunde liegen. Ein Insasse wie etwa ein Fahrer oder Beifahrer sitzt in dem Kraftfahrzeug und befindet sich somit in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20. Durch die Scheibe 25 sieht der Insasse ein Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 23, nämlich ein entgegenkommendes anderes Kraftfahrzeug. Der Insasse möchte dieses entgegenkommende Kraftfahrzeug fotografieren und führt deshalb in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 eine erste Geste 21 aus. Die erste Geste 21 kann, wie in der 2 dargestellt, eine Rahmengeste sein. Dabei zeichnet der Insasse mit ausgestrecktem Zeigefinger, ohne die Scheibe 25 zu berühren, ein Rechteck um das Objekt in der Umgebung 23 in die Luft. Durch das berührungslos in die Luft gezeichnete Rechteck definiert der Insasse somit einen ersten Bildausschnitt 24. Der Teil der Umgebung des Kraftfahrzeugs 22, der sich innerhalb dieses ersten Bildausschnitts 24 befindet, soll anschließend von einer Kamera als digitales Bild erfasst werden. Die Kamera befindet sich dabei vorzugsweise außenseitig an dem Kraftfahrzeug, zum Beispiel auf dem Dach des Kraftfahrzeugs.
Um die erste Geste 21 des Insassen zu erkennen und auszuwerten, kann in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 eine Gestenerkennungseinrichtung (in 2 nicht dargestellt) eingerichtet sein. Wurde die erste Geste 21 mit der Gestenerkennungseinrichtung korrekt erkannt und ausgewertet, kann über eine Erfassungseinrichtung, die ebenfalls in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 angeordnet ist, die Insassenposition und zumindest eine Gestenposition, insbesondere die Positionen von zwei diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten des durch den ersten Bildausschnitt 24 festgelegten Rechtecks, bestimmt werden. Durch die drei erfassten Positionen in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 kann ausgehend von der Insassenposition ein Dreieck gebildet werden, durch welches ein Bildwinkel für die Kamera festgelegt wird. Dieser Bildwinkel kann dann an eine Steuereinrichtung übergeben werden, die die Kamera an der Außenseite des Kraftfahrzeugs derart ansteuert, dass der festgelegte Bildwinkel mit dem Kamerabildwinkel, also demjenigen Winkel, aus dem die Kamera eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 22 abfotografiert, übereinstimmt.
Nachdem die Kamera das digitale Bild 27 mit dem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 23 erfasst hat, kann das digitale Bild 27 an eine Anzeigevorrichtung, insbesondere die Scheibe 25, gesendet und dort angezeigt werden. Vorzugsweise ist die Scheibe 25 dabei als digitale Windschutzscheibe ausgebildet. Neben dem digitalen Bild 27 kann auf der Scheibe 25 auch ein Funktionsmodul 26 angezeigt werden. Führt der Insasse also eine zweite Geste (in 2 nicht dargestellt) aus, beispielsweise ein Tippen mit ausgestrecktem Zeigefinger auf das Funktionsmodul 26, ohne die Scheibe zu berühren, kann das digitale Bild 27 beispielsweise an ein mobiles Gerät (Smartphone) des Insassen gesendet werden. Das Smartphone kann dabei als fahrzeugexterne Speichereinrichtung dienen.
Nachdem das digitale Bild 27 an das Smartphone des Insassen gesendet wurde, wird das digitale Bild 27 vorzugsweise automatisch nicht weiter auf der Scheibe 25 angezeigt. Alternativ wäre auch denkbar, dass der Insasse eine weitere Geste ausführt, um das digitale Bild 27 von der Anzeigevorrichtung zu entfernen.
3 zeigt, wie ein Bildwinkel α und eine Richtung, in die eine nicht-taktile erste Geste 21 von einer Bedienperson 40 ausgeführt wird, bestimmt werden kann. Dazu ist in der 3 eine Bedienperson 40 aus der Vogelperspektive dargestellt. Insbesondere befindet sich die Bedienperson 40 im Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Die Bedienperson 40 kann dann in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 eine erste Geste 21 ausführen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die erste Geste 21 einer Rahmengeste und die Bedienperson 40 zeichnet mit ausgestrecktem Zeigefinger einer Hand berührungslos ein Rechteck in die Luft des Kraftfahrzeuginnenraums 20. Das gezeichnete Rechteck legt dabei einen ersten Bildausschnitt 24 fest. Der erste Bildausschnitt 24 ist durch die vier Eckpunkte, nämlich den ersten Eckpunkt A, den zweiten Eckpunkt B, den dritten Eckpunkt C und den vierten Eckpunkt D, charakterisiert. Über den Schnittpunkt der Diagonalen, nämlich der ersten Diagonale AB, die von dem ersten Eckpunkt A zu dem zweiten Eckpunkt B verläuft, und die zweite Diagonale CD, die von dem dritten Eckpunkt C zu dem vierten Eckpunkt D verläuft, kann der Mittelpunkt M des ersten Bildausschnitts 24 festgelegt werden.
Um nun den Bildwinkel α zu bestimmen, kann zunächst zumindest eine der Bedienperson 40 zuordenbare Position und zumindest eine der ersten Geste 21 zuordenbare Position in dem Kraftfahrzeuginnenraum mit einer Erfassungseinrichtung bestimmt werden. Die Erfassungseinrichtung kann dabei beispielsweise einen oder mehreren Kameras beziehungsweise einen oder mehreren Sensoren aufweisen, die in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 angeordnet sind und den Kraftfahrzeuginnenraum 20 somit zumindest temporär und zumindest teilweise überwachen. Die Erfassungseinrichtung kann neben den Kameras und/oder Sensoren auch eine Recheneinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, die beispielsweise durch die Kameras aufgenommenen Bilder des Fahrzeuginnenraums auszuwerten, um zumindest eine der Geste 21 zuordenbare Position und zumindest eine der Bedienperson 40 zuordenbare Position in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 zu bestimmen.
In diesem Ausführungsbeispiel in 3 sind zwei Punkte, nämlich der erste Eckpunkt A und der zweite Eckpunkt B, als der ersten Geste zuordenbare Positionen festgelegt. Als die der Bedienperson zuordenbare Position ist der Schnittpunkt S festgelegt. Der Schnittpunkt S ist dabei ein Punkt auf der Nasenwurzel zwischen den Augen der Bedienperson 40.
In einem anderen als dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel könnten auch der dritte Eckpunkt C und der vierte Eckpunkt D als der ersten Geste zuordenbare Position erfasst werden. Denkbar ist auch, dass der Mittelpunkt M des als Rechteck dargestellten ersten Bildausschnitts als die der ersten Geste 21 zuordenbare Position in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 erfasst wird. Des Weiteren könnte auch die der Bedienperson 40 zuordenbare Position durch einen Mittelpunkt des Kopfes der Bedienperson 40 gegeben sein.
Von dem Schnittpunkt S aus werden nun zwei Geraden, nämlich die erste Gerade SA und die zweite Gerade SB, zu dem ersten Eckpunkt A und dem zweiten Eckpunkt B bestimmt. Dabei stellen die erste Gerade SA und die zweite Gerade SB die Schenkel eines Winkels dar. Zwischen den Geraden SA und SB ist nun der Bildwinkel α aufgespannt. Das Bestimmen der Geraden SA und SB sowie das Berechnen des Bildwinkels α kann beispielsweise durch eine Recheneinrichtung erfolgen. Der festgelegte Bildwinkel α kann dann von der Recheneinrichtung beispielsweise an eine Steuereinrichtung gesendet werden, wobei die Steuereinrichtung die Kamera zum Erfassen von zumindest einem digitalen Bild ansteuern. Vorzugsweise entspricht der Bildwinkel α dabei dem Kamerabildwinkel, also dem Winkel, der bei der Kamera eingestellt wird, um einen bestimmten Bereich aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu fotografieren.
Weist das Kraftfahrzeug nicht nur eine Bilderfassungseinrichtung, sondern mehrere Bilderfassungseinrichtungen, zum Beispiel drei Bilderfassungseinrichtungen, die außenseitig an dem Kraftfahrzeug angebracht sind, auf, kann zusätzlich zu dem Bildwinkel α auch eine der ersten Geste zuordenbare Richtung bestimmt werden. Dabei kann beispielsweise durch die zuvor genannte Erfassungseinrichtung der Mittelpunkt M des als Rechteck ausgebildeten ersten Bildausschnitts 24 bestimmt werden. Anschließend kann von der zuvor bestimmten, der Bedienperson 40 zuordenbaren Position, hier also von dem Schnittpunkt S aus, ein Richtungsvektor R von der Recheneinheit bestimmt werden. Dieser Richtungsvektor R kann dann die Richtung anzeigen, in der die erste Geste ausgeführt wird und stellt somit eine der ersten Geste zuordenbare Richtung dar.
Entsprechend der Richtung, in die der Richtungsvektor R zeigt, kann nun eine der drei Kameras des Kraftfahrzeugs ausgewählt werden, um zumindest ein digitales Bild 27 von der Umgebung des Kraftfahrzeugs 22 zu erfassen. Dabei kann von der Recheneinrichtung die Richtung und der Bildwinkel α an die Steuereinrichtung übergeben werden. Die Steuereinrichtung kann dann diejenige der drei Kameras ansteuern, deren Ausrichtung und deren erfassbarer Kamerabildwinkel zumindest teilweise mit dem Richtungsvektor R und dem Bildwinkel α übereinstimmen.
4 zeigt, wie aufgrund der Blickrichtung 31 der Bedienperson ein Fokusfeld 33 der Bilderfassungseinrichtung 35 bestimmt werden kann. Dazu sind in 4 das Auge einer Bedienperson 30 und die Hand einer Bedienperson, mit der die Bedienperson eine erste Geste 21 ausführt aus einer Seitansicht, dargestellt. Die Bedienperson befindet sich dabei vorzugsweise in einem Kraftfahrzeuginnenraum 20 und blickt durch eine Scheibe 25 von dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 heraus auf eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 22. Außenseitig an dem Kraftfahrzeug ist eine Bilderfassungseinrichtung 35 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Blickrichtung 31 und der ersten Geste 21 der Bedienperson ein digitales Bild 27 der Umgebung des Kraftfahrzeugs 22 zu erfassen.
Dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte folgende Situation beispielhaft zugrunde liegen. Ein Insasse, der bevorzugt auch die Bedienperson 40 darstellt, sitzt in einem Kraftfahrzeug. Der Insasse möchte ein digitales Bild einer Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassen. Der Insasse führt also eine erste Geste 21 aus, die vorzugsweise einen Rahmen darstellt und somit den ersten Bildausschnitt 24 definiert. Wie in Abhängigkeit von der ersten Geste 21 die Bilderfassungseinrichtung 35 mit einem Bildwinkel α angesteuert werden kann, ist unter anderem in 2 und 3 gezeigt.
Zusätzlich zu der Gestenerkennung kann in dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 auch eine Blickrichtungserkennungseinrichtung (Eye-Tracker) vorgesehen sein, die es ermöglicht, die Blickbewegungen der Bedienperson zu erfassen und daraus eine Blickrichtung 31 zu bestimmen. Der Eye-Tracker kann dabei beispielsweise als Brille ausgebildet sein, die die Bedienperson trägt. Alternativ kann der Eye-Tracker auch als externes Gerät ausgebildet sein, das sich in dem Kraftfahrzeug befindet.
Die Blickrichtung kann beispielsweise mittels Elektrookulogrammen oder der Cornea-Reflex-Methode durch den Eye-Tracker erfasst werden. Ist die Blickrichtung 31 von dem Eye-Tracker erfasst worden, kann die Blickrichtung 31 zusammen mit dem Bildwinkel α an eine Steuereinrichtung übergeben werden, die die Bilderfassungseinrichtung 35 ansteuert. Neben dem Kamerabildwinkel γ stellt die Steuereinrichtung somit auch ein Fokusfeld 33 für die Bilderfassungseinrichtung 35 ein. Besonders bevorzugt entspricht der Kamerabildwinkel γ dem festgelegten Bildwinkel α. Das Fokusfeld 33 wird abhängig davon festgelegt, welchen Bereich beziehungsweise welchen Punkt im Raum die Bedienperson aus dem Kraftfahrzeuginnenraum 20 heraus fixiert.
Die Abmessungen des Fokusfelds 33 können dabei beispielsweise von der Fixationsdauer, das heißt wie lange die Bedienperson einen bestimmten Punkt fixiert, abhängig sein. Das Fokusfeld der Kamera kann beispielsweise verkleinert werden, wenn die Bedienperson länger als eine Sekunde einen bestimmten Punkt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs fixiert. Insgesamt wird somit über den Kamerabildwinkel γ in der Ebene, in der die Bedienperson einen gewissen Punkt in der Umgebung fixiert, ein Kamerabildausschnitt 32 festgelegt. Alle Objekte, die sich damit innerhalb des Fokusfelds 33 befinden, können von der Kamera scharf auf einem digitalen Bild 27 dargestellt werden. Hat die Bilderfassungseinrichtung 35 ein digitales Bild von der Umgebung erfasst, kann dieses digitale Bild 27 von der Bilderfassungseinrichtung 35 an eine Anzeigevorrichtung, in diesem Ausführungsbeispiel die Scheibe 25, gesendet werden. Auf der Scheibe 25, die als digitale Windschutzscheibe ausgebildet sein kann, wird nun das von der Bilderfassungseinrichtung 35 erfasste digitale Bild 27 angezeigt.
Zusammengefasst beschreibt die vorliegende Erfindung also die Möglichkeit, aus einem Kraftfahrzeuginnenraum 20 heraus Fotos beziehungsweise Videos, das heißt zumindest ein digitales Bild 27, der Fahrzeugumgebung aufzunehmen, ohne den Einsatz eines Smartphones beziehungsweise einer Digitalkamera. Über eine Fingergeste, also die erste Geste 21, in der Luft, ohne die Scheibe zu berühren, kann der Insasse, das heißt die Bedienperson 40, einen gewünschten Bildrahmen, also einen ersten Bildausschnitt 24, festlegen und als digitales Foto speichern. Dabei kann der ausgewählte Fotorahmen als visuelles Feedback auf der Scheibe beziehungsweise auf einem Anzeigeelement, also der Anzeigevorrichtung im Fahrzeug dargestellt werden.
Der Foto- beziehungsweise Videoausschnitt der Umgebung, kann durch eine Rahmengeste, welche durch die erste Geste 21 dargestellt sein kann, festgelegt werden. Eine Kombination aus Eye-Tracking und Gestenerkennung kann dabei zur Bestimmung des durch den Nutzer, das heißt die Bedienperson 40, ausgewählten Foto-/Videorahmens, also den ersten Bildausschnitt 24 dienen. Der gewünschte Ausschnitt, also der gewünschte Kamerabildausschnitt 32, kann durch eine Kombination aus der Blickrichtung 31, dem Field of View (Blickfeld) und der Handgeste, also der ersten Geste 21 der Bedienperson 40 bestimmt werden. Das Foto beziehungsweise der Videoausschnitt wird auf der digitalen Scheibe 25 beziehungsweise auf einem Display im Fahrzeug, welches als Anzeigevorrichtung ausgebildet ist, angezeigt. Dies entspricht dem visuellen Feedback des ausgewählten Bereichs. Das digitale Bild kann im Anschluss durch verschiedene Gesten, also zum Beispiel die zweite Geste vergrößert, verkleinert und verschoben werden.
Insgesamt ist gezeigt, wie durch die Erfindung eine Rahmengeste zur Aufnahme von digitalen Bildern beziehungsweise zur Aufnahme von Videosequenzen aus einem Kraftfahrzeug heraus, ohne den Einsatz von zusätzlichen Geräten, wie Digitalkameras und Smartphones, möglichst einfach ermöglicht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202012005255 U1 [0003]

Claims

Verfahren für das Erfassen eines digitalen Bildes (27) einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs (22), folgenden Schritt umfassend a) Erfassen und Auswerten einer frei in dem Kraftfahrzeuginnenraum (20) ausgeführten ersten Geste (21) einer Bedienperson (40), wobei die erste Geste (21) einen ersten Bildausschnitt (24) festlegt, gekennzeichnet durch folgende Schritte b) Erfassen von zumindest einer, der ersten Geste (21) zuordenbaren Position und zumindest einer, der Bedienperson (40) zuordenbaren Position in dem Kraftfahrzeug, c) Festlegen eines Bildwinkels (α) in Abhängigkeit von den erfassten Positionen in Schritt b), und d) Ansteuern einer Bilderfassungseinrichtung (35) in Abhängigkeit von dem festgelegten Bildwinkel (a) zum Erfassen von zumindest einem digitalen Bild (27).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass e) bei einer Vielzahl an Bilderfassungseinrichtungen des Kraftfahrzeugs in Schritt d) diejenige Bilderfassungseinrichtung (35) angesteuert wird, deren Ausrichtung und deren erfassbarer Bildwinkel zumindest teilweise mit einer, der ersten Geste (21) zuordenbaren Richtung und dem festgelegten Bildwinkel (a) übereinstimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass f) die Bilderfassungseinrichtung in Schritt d) derart angesteuert wird, dass zumindest ein, dem zu erfassenden digitalen Bild (27) zuordenbarer geometrischer Punkt auf einen, der ersten Geste (21) zuordenbaren geometrischen Punkt ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass g) zusätzlich zu der ersten Geste (21) auch eine Blickrichtung (31) der Bedienperson (40) erfasst und ausgewertet wird, wobei in Abhängigkeit von der Blickrichtung (31) ein Fokusfeld (33) für die angesteuerte Bilderfassungseinrichtung (35) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass h) die Abmessungen des Fokusfelds (33) in Abhängigkeit von einer Fixationsdauer der Blickrichtung (31) der Bedienperson (40) festgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch i) Erfassen des zumindest einen digitalen Bildes (27), und j) Senden des erfassten digitalen Bildes (27) an eine fahrzeuginterne Anzeigevorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch k) Anzeigen des erfassten, digitalen Bildes (27) auf der fahrzeuginternen Anzeigevorrichtung, und I) Erfassen und Auswerten einer frei in dem Kraftfahrzeuginnenraum (20) ausgeführten zweiten Geste der Bedienperson (40), wobei durch die zweite Geste ein Bearbeiten des digitalen Bildes (27) auf der Anzeigevorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch m) Speichern des digitalen Bildes (27) in einer fahrzeuginternen und/oder fahrzeugexternen Speichereinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass n) in Schritt i) eine Vielzahl an digitalen Bilder erfasst wird, wobei die Vielzahl an digitalen Bildern eine Videosequenz darstellt.
Kraftfahrzeug mit einer Bilderfassungseinrichtung für das Erfassen eines digitalen Bildes (27) einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (22), umfassend - eine Gestenerkennungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine frei in dem Kraftfahrzeuginnenraum ausgeführte erste Geste (21) einer Bedienperson (40) zu erkennen und auszuwerten, wobei die erste Geste (21) einen ersten Bildausschnitt (24) festlegt, gekennzeichnet durch - eine Erfassungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, zumindest eine, der ersten Geste (21) zuordenbare Position und zumindest eine, der Bedienperson (40) zuordenbare Position in dem Kraftfahrzeug zu erfassen, - eine Recheneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Bildwinkel (a) in Abhängigkeit von den erfassten Positionen festzulegen, und - eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Bilderfassungseinrichtung (35) in Abhängigkeit von dem festgelegten Bildwinkel (a) zum Erfassen von zumindest einem digitalen Bild (27) anzusteuern.