DE102018217028A1

DE102018217028A1 - Projection device with an imaging unit and method for projecting an image

Info

Publication number: DE102018217028A1
Application number: DE102018217028.2A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Cornetti; Michael Jouffroy
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionseinrichtung (10) mit einer bildgebenden Einheit (11) zur Projektion eines Bildes auf eine lichtstreuende Oberfläche, mit einer Erfassungseinrichtung (13, 14) zur Erfassung einer Umgebung in Richtung einer Projektion des Bildes, mit einer Auswerteeinheit (20) zur Ermittlung von für die Projektion geeigneten Flächenbereichen in der Richtung der Projektion des Bildes durch Auswertung der von der Erfassungseinrichtung (13, 14) erfassten Umgebung in Richtung der Projektion des Bildes und mit einer Steuereinrichtung (20) zur Ansteuerung der bildgebenden Einheit (11) derart, dass eine Projektion nur auf diejenigen Flächenbereiche erfolgt, die von der Auswerteeinheit (20) als geeignet bewertet werden.The invention relates to a projection device (10) with an imaging unit (11) for projecting an image onto a light-scattering surface, with a detection device (13, 14) for detecting an environment in the direction of a projection of the image, with an evaluation unit (20) Determination of surface areas suitable for the projection in the direction of the projection of the image by evaluating the surroundings detected by the detection device (13, 14) in the direction of the projection of the image and with a control device (20) for controlling the imaging unit (11) in such a way, that a projection only takes place on those surface areas which are evaluated as suitable by the evaluation unit (20).

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2008 043 189 A1 ist bereits eine Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche mittels eines Projektors bekannt, wobei die Entfernung zwischen dem Projektor und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche ermittelt und die Projektion in Abhängigkeit von der Entfernung eingestellt wird. Ferner wird ein Bildelement der auf die Projektionsfläche zu projizierenden Bilddaten von der Steuerungseinheit an die Qualität der Projektionsfläche angepasst. Hierbei wird beispielsweise die Rauigkeit der Projektionsfläche berücksichtigt. Über die Kameraeinrichtung wird das projizierte Bild beobachtet und ein durch die Projektionsfläche bedingter Kontrast mit einem erwarteten Kontrast bei einer optimalen Darstellung verglichen. Hierdurch werden Störungen durch Rauigkeiten der Projektionsfläche erkannt und gegebenenfalls wird die Bilddarstellung an störende Strukturen in der Projektionsfläche angepasst, indem eine Bilddarstellung entfeinert wird.From the DE 10 2008 043 189 A1 A projection of image data onto a projection surface by means of a projector is already known, the distance between the projector and at least one point of the projection surface being determined and the projection being set as a function of the distance. Furthermore, an image element of the image data to be projected onto the projection surface is adapted by the control unit to the quality of the projection surface. For example, the roughness of the projection surface is taken into account. The projected image is observed via the camera device and a contrast caused by the projection surface is compared with an expected contrast in an optimal display. In this way, disturbances due to roughness of the projection surface are recognized and, if necessary, the image representation is adapted to disturbing structures in the projection surface by refining an image representation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Projektionseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass in demjenigen Raumwinkelbereich, in dem eine Projektion erfolgen soll, nach Oberflächenbereichen gesucht wird, die für eine Projektion eines Bildes geeignet sind. Hierfür wird die Umgebung in derjenigen Richtung, in der das Bild projiziert werden soll, erfasst und dahingehend ausgewertet, an welcher Stelle sich geeignete Flächen für eine Projektion finden. Als ein Kriterium kann hierbei herangezogen werden, dass sich ein entsprechender Flächenbereich für die Projektion dahingehend eignet, dass seine Oberfläche ausreichend Licht streuend ist. Ferner kann auch die Rauigkeit einer Projektionsfläche oder eine Gleichförmigkeit einer Projektionsfläche für die Bestimmung herangezogen werden, ob sich die Fläche für eine Projektion eignet. Auch kann überprüft werden, ob ein solcher Flächenbereich für eine gewünschte Projektion ausreichend groß genug ist.The projection device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that in the solid angle region in which a projection is to be carried out, surface areas are searched which are suitable for projecting an image. For this purpose, the environment in the direction in which the image is to be projected is recorded and evaluated in terms of where suitable surfaces for a projection can be found. One criterion that can be used here is that a corresponding surface area is suitable for the projection in that its surface is sufficiently light-scattering. Furthermore, the roughness of a projection surface or a uniformity of a projection surface can also be used to determine whether the surface is suitable for a projection. It can also be checked whether such a surface area is sufficiently large for a desired projection.

Ferner ist es auch möglich, dass Flächen, die bestimmten Objekten wie Personen, Fahrzeugen oder Fenstern zuzuordnen sind, von einer Projektion ausgeschlossen werden, um Personen, Führern von anderen Fahrzeugen oder Personen hinter den Fenstern nicht unnötig zu stören. Anschließend werden Flächenbereiche für die Projektion festgelegt, die zuvor als geeignet bewertet wurden. Eine Projektion erfolgt dabei nur auf diejenigen Flächenbereiche, auf die potentiell eine Projektion in Folge der Ausrichtung der Projektionseinrichtung möglich ist und die zugleich von der Auswerteeinheit als für eine Projektion geeignet bewertet worden sind. Somit kann sichergestellt werden, dass eine für einen Benutzer lesbare Projektion erfolgt. Ferner kann gegebenenfalls auch sichergestellt werden, dass eine Störung anderer durch die Projektion möglichst minimiert wird.Furthermore, it is also possible for areas which are to be assigned to specific objects such as people, vehicles or windows to be excluded from a projection in order not to unnecessarily disturb people, drivers of other vehicles or people behind the windows. Subsequently, surface areas for the projection are determined which were previously assessed as suitable. A projection takes place only on those surface areas onto which a projection is potentially possible as a result of the alignment of the projection device and which at the same time have been evaluated by the evaluation unit as being suitable for a projection. This ensures that a projection that is readable by a user is carried out. Furthermore, it can also be ensured, if necessary, that interference by others is minimized as much as possible by the projection.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. So ist es vorteilhaft, einen Ort und/oder eine Richtung für die Projektion zu bestimmen. Hierdurch ist es möglich, einerseits auf bereits gespeicherte Informationen über das Vorliegen geeigneter Projektionsflächen zurückzugreifen. Ferner ist es auch vorteilhaft, Informationen über dasjenige Objekt darzustellen, das in einem Projektionsfeld der Projektionseinrichtung liegt. So ist es beispielsweise möglich, nach Zuordnung eines Ortes und einer Richtung eine Hausnummer eines Hauses, das in dem Projektionsfeld der Projektionseinrichtung liegt, zu ermitteln und auf eine für die Projektion geeignete Fläche des Hauses die Hausnummer zu projizieren. Hierdurch wird eine Orientierung insbesondere im Dunkeln erleichtert, wenn eine dem Haus selbst angebrachte Hausnummer möglicherweise schlecht oder nicht lesbar sind.Further advantages result from the dependent claims. It is therefore advantageous to determine a location and / or a direction for the projection. This makes it possible, on the one hand, to access information that has already been stored about the presence of suitable projection surfaces. Furthermore, it is also advantageous to display information about the object that lies in a projection field of the projection device. For example, after assigning a location and a direction, it is possible to determine a house number of a house that is in the projection field of the projection device and to project the house number onto a surface of the house that is suitable for the projection. This makes orientation easier, especially in the dark, when a house number attached to the house itself may be poor or unreadable.

Weiterhin ist es möglich, auch weitere Informationen, wie beispielsweise touristische Informationen, auf ein Objekt gezielt zu projizieren. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass die Projektionseinrichtung von einem Benutzer auf eine bestimmte Stelle eines Objektes genau gerichtet wird, da die Projektionseinrichtung eine für die Projektion geeignete Fläche in ihrem Projektionsfeld bestimmt und die Projektion auf diese Fläche beschränkt. Gegebenenfalls kann es allerdings erforderlich sein, sollte sich in dem Projektionsfeld überhaupt keine geeignete Fläche befinden, dass die Haltung der Projektionseinrichtung korrigiert wird, ohne jedoch ein genaues Positionieren der Projektionseinrichtung zu erfordern. Hierbei kann die Projektion auf die jeweilige, als geeignet bewertete Fläche bei einer geringfügigen Bewegung der Projektionseinrichtung auch automatisch nachgeführt werden.It is also possible to project additional information, such as tourist information, onto an object. It is not necessary here for the projection device to be precisely aimed by a user at a specific location on an object, since the projection device determines an area in its projection field that is suitable for the projection and limits the projection to this area. However, if there is no suitable surface in the projection field at all, it may be necessary for the posture of the projection device to be corrected without, however, requiring exact positioning of the projection device. In this case, the projection onto the respective area assessed as suitable can also be automatically tracked with a slight movement of the projection device.

Weiterhin ist es vorteilhaft, als Erfassungseinrichtung eine Abstandsmesseinrichtung zur Messung eines Abstandes zwischen der Projektionseinrichtung und wenigstens einer Fläche in einer Umgebung in Richtung einer Projektion des Bildes auszuführen. Hierdurch ist zumindest feststellbar, ob eine Fläche ausreichend zusammenhängend eben verläuft und daher als geeignet für eine Projektion zu bewerten ist. Eine solche Abstandsmesseinrichtung kann beispielsweise als akustisch basierte Abstandsmesseinrichtung, z. B. eine Ultraschallmesseinrichtung, oder als eine optische Messeinrichtung, z. B. eine Laserabstandsmesseinrichtung, ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung als Laser-Abstandsmesseinrichtung kann über eine Empfangseinheit der Laserabstandmesseinrichtung auch ein Reflektionsgrad einer Oberfläche bestimmt und für die Auswertung herangezogen werden. Furthermore, it is advantageous as a detection device to implement a distance measuring device for measuring a distance between the projection device and at least one surface in an environment in the direction of a projection of the image. In this way it can at least be determined whether a surface is sufficiently flat and is therefore suitable for a projection. Such a distance measuring device can be used, for example, as an acoustically based distance measuring device, e.g. B. an ultrasonic measuring device, or as an optical measuring device, for. B. a laser distance measuring device. In the case of an embodiment as a laser distance measuring device, the Laser distance measuring device also determines a degree of reflection of a surface and can be used for the evaluation.

Vorteilhaft wird hierbei ein möglicher Projektionsbereich von einem Laserstrahl abgerastert, um eine entsprechend vollständige Information über den gesamten möglichen Bildbereich zu bestimmen.In this case, a possible projection area is advantageously scanned by a laser beam in order to determine correspondingly complete information about the entire possible image area.

Weiterhin ist es vorteilhaft, als Erfassungseinrichtung eine Kameraeinrichtung vorzusehen, die eine Bildinformation über die Umgebung in Richtung einer Projektion des Bildes erfasst. Diese Bildinformation kann anschließend Basis für eine insbesondere semantische Bildauswertung sein, bei der bestimmte Objekte in dem Bild, beispielsweise auch unter Ausnutzung von maschinell gelernten Bildinhalten, bestimmt werden. So ist es beispielsweise möglich, flache Fassadenteile an Gebäuden, Brücken oder Wänden von Fenstern, Türen, Gebüsch, Bäumen, Personen oder Tieren zu unterscheiden. Als unklar klassifizierte Flächen werden hierbei vorzugsweise von einer Bildprojektion ebenfalls ausgeschlossen. Flächen, die eindeutig einer Wand oder einer Fassade zugeordnet sind und die eine möglichst gleichförmige Oberflächenstruktur aufweisen, werden als geeignet für eine Projektion bewertet. Die Bildprojektion erfolgt hierbei nur auf diejenigen Flächen, die als geeignet bewertet werden. Durch die Bildauswertung ist eine besonders schnell und zuverlässige Bestimmung geeigneter Oberflächen für eine Projektion möglich.Furthermore, it is advantageous to provide a camera device as the detection device, which detects image information about the surroundings in the direction of a projection of the image. This image information can then be the basis for a semantic image evaluation, in particular, in which certain objects in the image are determined, for example also using machine-learned image contents. For example, it is possible to distinguish flat facade parts on buildings, bridges or walls from windows, doors, bushes, trees, people or animals. Areas classified as unclear are preferably also excluded from an image projection. Areas that are clearly assigned to a wall or facade and that have a surface structure that is as uniform as possible are rated as suitable for a projection. The image is only projected onto those areas that are rated as suitable. The image evaluation enables a particularly fast and reliable determination of suitable surfaces for a projection.

Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Schnittstelle zu einer Fahrzeugeinrichtung vorzusehen, um Daten von einem Fahrzeug zu empfangen. Entsprechende Informationen können beispielsweise auf seitliche Begrenzungen einer Fahrbahn, wie z.B. einer Wand, aber auch auf die Fahrbahnfläche selbst projiziert werden. Hierbei werden insbesondere vorausfahrende und entgegenkommende Fahrzeuge sowie deutliche Störungen in der Fahrbahn, wie beispielsweise Kanaldeckel, von einer Projektion ausgeschlossen. Durch eine solche Projektion ist es insbesondere möglich, auch einem Fahrer eines Fahrzeugs, das keine Windschutzscheibe zum Einblenden einer Head-up-Anzeige aufweist, wie z. B. einem Zweirad, in komfortabler Weise in sein Blickfeld Informationen zu projizieren, ohne dass andere Verkehrsteilnehmer behindert werden. Durch die Auswahl einer geeigneten Projektionsfläche, insbesondere auch mit laufender Fortführung während der Fahrt, ist eine vorteilhafte Ausgabe von Hinweisen möglich, die für den Fahrer zugleich auch gut lesbar sind.It is also advantageous to provide an interface to a vehicle device in order to receive data from a vehicle. Corresponding information can, for example, on the lateral boundaries of a road, such as a wall, but also be projected onto the road surface itself. In particular, vehicles traveling ahead and oncoming as well as significant disruptions in the road, such as manhole covers, are excluded from a projection. Such a projection makes it possible, in particular, for a driver of a vehicle who does not have a windshield to display a head-up display, such as. B. a two-wheeler, in a comfortable way to project information into his field of vision without other road users being obstructed. Through the selection of a suitable projection surface, in particular also with ongoing continuation while driving, an advantageous output of information is possible which is also easy to read for the driver.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Projektionseinrichtung in einem tragbaren Gerät auszubilden, so dass ein Nutzer entsprechende Informationen auch als Fußgänger leicht auf eine entsprechende geeignete Fläche projizieren kann.Furthermore, it is advantageous to design the projection device in a portable device so that a user can easily project corresponding information as a pedestrian onto a suitable surface.

Entsprechende Vorteile ergeben sich für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Projektion eines Bild auf eine lichtstreuende Oberfläche. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, eine Projektion eines Bildes auf Personen, Fensterscheiben, Fahrzeugen, Kanaldeckeln oder Ähnlichem auszuschließen, um eine Projektion nur auf geeignete Flächen, wie beispielsweise glatten Fahrbahnen- oder Fassadenflächen zu beschränken. In entsprechender Weise ist es auch vorteilhaft, eine Projektion von einer Ausrichtung und/oder Position der Projektionseinrichtung abhängig zu machen.Corresponding advantages result for an inventive method for projecting an image onto a light-scattering surface. It is particularly advantageous here to exclude a projection of an image onto people, window panes, vehicles, manhole covers or the like, in order to restrict a projection only to suitable surfaces, such as smooth roadway or facade surfaces. In a corresponding manner, it is also advantageous to make a projection dependent on an orientation and / or position of the projection device.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Bild eines Objekts in einem Blickfeld der Projektionseinrichtung von einer Kameraeinrichtung erfasst wird und dass eine Projektion abhängig von einer zu dem erfassten Objekt gespeicherten Information erfolgt. Hierdurch ist es möglich, sich beispielsweise über ein von der Kamera erfasstes Objekt in einfacher Weise zu informieren, da eine Projektion direkt auf eine geeignete Oberfläche des erfassten Objekts erfolgt, wie beispielsweise einem Gebäude oder einem Naturdenkmal.Furthermore, it is advantageous that an image of an object in a field of view of the projection device is captured by a camera device and that a projection takes place as a function of information stored on the captured object. This makes it possible to obtain information, for example, about an object captured by the camera in a simple manner, since a projection takes place directly onto a suitable surface of the captured object, such as a building or a natural monument.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel für eine Projektionseinrichtung,
2 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Projektion,
3 ein Ausführungsbeispiel für eine Halterung einer Projektionsvorrichtung,
4 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Projektion.

Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:

1 an exemplary embodiment of a projection device,
2nd an embodiment of a projection according to the invention,
3rd an exemplary embodiment for a holder of a projection device,
4th an embodiment of a method for projection.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der 1 ist eine Projektionseinrichtung 10 gezeigt, die als bildgebende Einheit einen Projektor 11 aufweist. Der Projektor 11 ist beispielsweise als ein Projektor ausgeführt, der eine hinterleuchtete Flüssigkristallanzeige zur Bilderzeugung aufweist. In einer anderen Ausführungsform kann der Projektor 11 auch als ein Laserprojektor ausgeführt sein, bei dem mehrere, vorzugsweise verschiedenfarbige Laser eine Projektionsfläche zur Erzeugung eines Bildes abrastern. Der Projektor 11 weist dabei vorzugsweise eine rechteckige Projektionsfläche auf. Die Projektion mittels des Projektors 11 erfolgt dabei derart, dass Bildinformationen, auf eine lichtstreuende Oberfläche so abgebildet werden, dass die Streuzentren der Oberfläche das Licht in verschiedene Raumrichtungen abgeben, so dass aus verschiedenen Betrachtungswinkeln für einen Betrachter ein entsprechendes, projiziertes Bild auf der als Projektionsfläche dienenden Oberfläche direkt sichtbar ist.In the 1 is a projection device 10th shown as an imaging unit a projector 11 having. The projector 11 is designed, for example, as a projector which has a backlit liquid crystal display for image generation. In another embodiment, the projector 11 also be designed as a laser projector, in which several, preferably differently colored, lasers scan a projection surface to produce an image. The projector 11 preferably has a rectangular projection surface. Projection using the projector 11 takes place in such a way that image information is mapped onto a light-scattering surface in such a way that the scattering centers of the surface emit the light in different spatial directions, so that from different viewing angles for a viewer corresponding projected image is directly visible on the surface serving as the projection surface.

Bei der Bilddarstellung können hierbei bestimmte Bereiche der Projektionsfläche dunkel getastet werden, so dass in diesen Bereichen keine Projektion erfolgt. Damit ist es möglich, sichtbare Informationen nur in Teilbereiche einer maximalen Projektionsfläche des Projektors 11 zu projizieren. Bilddaten für die Projektion werden an den Projektor 11 von einer Grafikeinheit 12 weitergeleitet. Die Grafikeinheit 12 wird hierbei von einer Recheneinrichtung 20 angesteuert. Darzustellende Informationen ruft die Recheneinrichtung 20 aus einem ersten Speicher 21 ab, in dem inhaltliche Informationen und/oder Bildinformationen für die Projektion abgelegt sind.In the image display, certain areas of the projection surface can be blanked so that no projection takes place in these areas. This makes it possible to display visible information only in partial areas of a maximum projection area of the projector 11 to project. Image data for projection is sent to the projector 11 from a graphics unit 12th forwarded. The graphics unit 12th is used here by a computing device 20th controlled. The computing device calls for information to be presented 20th from a first store 21 in which content information and / or image information for the projection are stored.

Als Ermittlungseinrichtung zur Feststellung einer geeigneten Projektionsfläche dient ein Abstandsmesser und/oder eine Kamera. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl eine Abstandsmesseinrichtung 13, als auch eine Kamera 14 an die Recheneinrichtung 20 angeschlossen. Die Abstandsmesseinrichtung 13 ist beispielsweise als eine Ultraschall-Abstandsmesseinrichtung oder insbesondere als ein Laserabstandsmesser 13 ausgebildet, der eine Umgebung der Projektionseinrichtung 10 in demjenigen Bereich abrastert, in dem ein Bild des Projektors 11 zu erwarten wäre. In einer weiteren Ausführungsform kann die Abstandsmesseinrichtung 13 hierbei so ausgeführt sein, dass ein größerer Raumwinkelbereich, als es einer Projektionsfläche des Projektors 11 entspricht, abgerastert wird. Die Abstandsmesseinheit 13 weist hierbei einen steuerbaren Laserstrahl auf, dessen Reflektion von einer Empfangseinheit der Abstandsmesseinrichtung 13 empfangen wird. Aus dem empfangenen reflektierten Signal wird ein Abstand bestimmt, wobei die Recheneinrichtung 20 die über die Fläche bestimmten Abstände zu einem Raum-Modell zusammensetzt und hierbei auswertet, in welchen Raumwinkelbereichen zusammenhängende, ebene Flächen bestehen, die möglichst hinsichtlich einer Projektionsrichtung des Projektors 11 nahe einer Normalen zur Oberfläche der möglichen Projektionsfläche ausgerichtet sind. Wird festgestellt, dass diese Fläche in einem bevorzugten Abstand der Projektionseinrichtung 10 zu der Fläche angeordnet ist, z. B. in einem Abstand von 1 bis 7 Metern, und wird festgestellt, dass diese Fläche hinsichtlich ihrer Größe und Form für eine Ausgabe von Informationen, z. B. für die Darstellung von mehreren Wörtern in ablesbarer Schriftgröße, geeignet ist, so kann die Recheneinrichtung 20 eine Projektion einer auszugebenden Information auf den somit als geeignet bestimmten Flächenbereich über den Projektor 11 ansteuern.A distance meter and / or a camera serves as the determination device for determining a suitable projection surface. In the exemplary embodiment shown here, both are a distance measuring device 13 , as well as a camera 14 to the computing device 20th connected. The distance measuring device 13 is for example as an ultrasonic distance measuring device or in particular as a laser distance meter 13 formed of an environment of the projection device 10th in the area where there is an image of the projector 11 would be expected. In a further embodiment, the distance measuring device 13 be designed so that a larger solid angle range than is a projection surface of the projector 11 corresponds, is scanned. The distance measuring unit 13 has a controllable laser beam whose reflection from a receiving unit of the distance measuring device 13 Will be received. A distance is determined from the received reflected signal, the computing device 20th assembles the distances determined over the surface to form a spatial model and evaluates in which solid angle areas there are coherent, flat surfaces, preferably with regard to a projection direction of the projector 11 are aligned near a normal to the surface of the possible projection surface. It is found that this surface is at a preferred distance from the projection device 10th is arranged to the surface, e.g. B. at a distance of 1 to 7 meters, and it is found that this area in terms of size and shape for an output of information such. B. is suitable for the representation of several words in legible font size, so the computing device 20th a projection of information to be output on the area thus determined to be suitable via the projector 11 head for.

Die Recheneinrichtung 20 dient somit als Auswerteeinheit zur Ermittlung von für die Projektion geeigneten Flächenbereichen in der Richtung der Projektion des Bildes durch Auswertung der von der Erfassungseinrichtung erfassten Umgebung in Richtung der Projektion des Bildes und als Steuereinrichtung zur Ansteuerung der bildgebenden Einheit derart, dass eine Projektion nur auf diejenigen Flächenbereiche erfolgt, die von der Auswerteeinheit als geeignet bewertet werden. Beide Funktionen können in der Recheneinrichtung 20 hard- und Softwaremäßig integriert sein. Weiterhin ist auch Ausführung der Auswerteeinheit und der Steuereinrichtung als hard- und/oder softwaremäßig getrennte Einheiten möglich, die dann Teil der Recheneinrichtung 20 sind oder diese bilden.The computing device 20th thus serves as an evaluation unit for determining surface areas suitable for the projection in the direction of the projection of the image by evaluating the surroundings detected by the detection device in the direction of the projection of the image and as a control device for controlling the imaging unit in such a way that a projection only onto those surface areas carried out, which are evaluated as suitable by the evaluation unit. Both functions can be performed in the computing device 20th be integrated in terms of hardware and software. Furthermore, execution of the evaluation unit and the control device as hardware and / or software separate units is also possible, which are then part of the computing device 20th are or form them.

In entsprechender Weise ist auch eine Auswertung eines Bildes möglich, das von der Kamera 14 aufgenommen wird. Das von der Kamera 14 aufgenommene Bild entspricht dabei ebenfalls derjenigen Umgebung, in die eine Projektion des Projektors 11 erfolgt. Die Kamera 14 führt dabei eine Bildanalyse durch, wobei einerseits die Auswertung von gleichfarbigen Pixeln, die benachbart sind, zu gleichfarbigen Flächen zusammengefasst werden. Hierbei kann es auch möglich sein, dass für die Anwendung im Dunkeln für die Bildaufnahme der Projektor 11 kurzfristig weißes Licht zur Aufnahme eines Bildes abgibt, um die potenzielle Projektionsfläche für die Kamera 14 sichtbar zu machen. Anhand der aufgenommenen Farben und anhand von Farbverläufen kann die Kamera 14 gleichfarbige Flächenbereiche und somit für eine Projektion geeignete Flächen ermitteln. Wird hierbei festgestellt, dass die Fläche beispielsweise zu dunkel ist, weil beispielsweise in Folge einer Fensterscheibe keine Reflektion erfolgt oder ist die Fläche für eine Projektion insgesamt nicht reflektierend genug, z.B. eine schwarz lackierte Fläche, so wird eine jeweilige Fläche jedoch als nicht geeignet bewertet. Findet sich eine zusammenhängende, möglichst helle d.h. streuend reflektierende Fläche, so wird diese Fläche für eine Projektion als geeignet bewertet.In a corresponding manner, an image can also be evaluated by the camera 14 is recorded. That from the camera 14 The captured image also corresponds to the environment in which the projector is projected 11 he follows. The camera 14 carries out an image analysis, whereby on the one hand the evaluation of pixels of the same color, which are adjacent, are combined into areas of the same color. It may also be possible for the projector to be used in the dark for image acquisition 11 briefly emits white light to take an image to the potential projection surface for the camera 14 make visible. The camera can use the recorded colors and color gradients 14 Identify areas of the same color and thus determine suitable areas for a projection. If it is determined here that the area is too dark, for example, because there is no reflection due to a window pane, for example, or if the area as a whole is not reflective enough for a projection, for example a black-painted area, then a respective area is assessed as unsuitable. If there is a coherent surface that is as bright as possible, ie reflective, this surface is assessed as suitable for a projection.

In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass für die Bewertung von Objekten von der Recheneinrichtung 20 auf einen zweiten Speicher 22 zugegriffen wird, indem beispielsweise im Rahmen eines maschinellen Lernprozesses Muster von geeigneten und ungeeigneten Objekten eingelernt werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Projektion auf Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, offene Fenster oder beleuchtete Objekte auszuschließen, sofern diese in einem Bildbereich identifiziert werden.In a further embodiment, it is also possible for the computer to evaluate objects 20th to a second store 22 is accessed, for example, by teaching in patterns of suitable and unsuitable objects as part of a machine learning process. For example, it is possible to exclude a projection onto vehicles, people, animals, plants, open windows or illuminated objects, provided that these are identified in an image area.

Weiterhin ist es auch möglich, dass die Kamera 14 das projizierte Bild beobachtet, und durch Fokussierung, farbliche Anpassung oder Feintuning der Bildinformation durch die Recheneinrichtung 20 eine Schärfe, einen Bildinhalt und/oder eine Farbe der Projektion für einen besseren Kontrast und eine bessere Ablesbarkeit angepasst wird.It is also possible that the camera 14 observes the projected image, and by focusing, color adjustment or fine tuning of the image information by the computing device 20th a sharpness, an image content and / or a color of the projection is adapted for better contrast and better readability.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Projektionseinrichtung 10 auch eine Positionsbestimmungseinrichtung auf. Vorzugsweise ist die Positionsbestimmungseinrichtung auch zur Bestimmung einer Richtung der Projektionseinrichtung vorgesehen. Hierzu weist die Projektionseinrichtung 10 bevorzugt eine Ortungseinheit 15, beispielsweise eine GPS-Einheit, auf. Vorzugsweise ist alternativ oder ergänzend eine Bewegungssensoreinheit 16 vorgesehen, über die Bewegungen und Drehungen in verschiedene Raumrichtungen erfasst werden können. Ist einmal eine geeignete Fläche für eine Projektion ermittelt, so kann eine Projektion auf diese Fläche auch dann fortgeführt werden, wenn die Projektionseinrichtung 10 geringfügigen Bewegungen ausgesetzt wird. Diese geringfügigen Bewegungen werden von der Positionsbestimmungseinrichtung erfasst und für eine Projektion so berücksichtigt, dass eine Projektion auf die als geeignete ermittelte Fläche fortgesetzt wird, auch wenn sich die Projektionseinrichtung 10 geringfügig bewegt. Dies ist natürlich nur so lange möglich, so lange sich die geeignete Fläche in einem Projektionsfeld des Projektors 11 befindet. In a further embodiment, the projection device has 10th also a position determining device. The position determining device is preferably also provided for determining a direction of the projection device. The projection device points to this 10th preferably a location unit 15 , for example a GPS unit. As an alternative or in addition, a movement sensor unit is preferred 16 provided, through which movements and rotations in different spatial directions can be recorded. Once a suitable surface for a projection has been determined, a projection onto this surface can also be continued when the projection device 10th minor movements. These slight movements are detected by the position determining device and taken into account for a projection in such a way that a projection onto the surface determined as suitable is continued, even if the projection device 10th slightly moved. Of course, this is only possible as long as the suitable surface is in a projection field of the projector 11 located.

In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass unter Ausnutzung der Positionsbestimmungseinrichtung 15, 16 und durch Zugriff auf in dem ersten Speicher 21 abgelegten Informationen eine Information über ein Objekt bestimmt wird, das sich in dem Projektionsfeld des Projektors 11 befindet. Diese Information kann dann auf eine geeignete Fläche auf dem Objekt in dem Projektionsfeld des Projektors 11 projiziert werden.In a further embodiment, it is also possible that using the position determining device 15 , 16 and by accessing in the first memory 21 information stored about an object is determined, which is in the projection field of the projector 11 located. This information can then be placed on a suitable surface on the object in the projection field of the projector 11 be projected.

Weiterhin ist es auch möglich, weitere, darzustellende Informationen über eine Schnittstelle 17 über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 18 der Projektionseinrichtung 10 zuzuführen. So kann die Projektionseinrichtung 10 über die Verbindung 18 beispielsweise mit einer Fahrzeugeinrichtung, insbesondere einer Fahrerinformationseinrichtung verbunden sein. In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass die Projektionseinrichtung 10 eine Mobilfunkschnittstelle 23 aufweist, über die weitere Informationen für eine Darstellung abrufbar sind, z.B. aus einem Datennetz wie z.B. dem Internet.Furthermore, it is also possible to provide further information to be displayed via an interface 17th over a wired or wireless connection 18th the projection device 10th feed. So the projection device 10th about the connection 18th For example, be connected to a vehicle device, in particular a driver information device. In a further embodiment, it is also possible for the projection device 10th a cellular interface 23 which can be used to call up further information for a display, for example from a data network such as the Internet.

In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass ein Objekt, auf das der Projektor 11 gerichtet ist, von der Kamera 14 erfasst und unter Ausnutzung der in dem zweiten Speicher 22 abgelegten Informationen bestimmt wird. So ist es beispielsweise möglich, ein markantes Gebäude zu bestimmen und entsprechende Informationen, die zu diesem Gebäude in dem ersten Speicher 21 abgelegt sind, in der Projektion darzustellen.In a further embodiment, it is also possible for an object to be pointed at by the projector 11 is directed by the camera 14 captured and using the in the second memory 22 stored information is determined. For example, it is possible to determine a striking building and the corresponding information relating to this building in the first memory 21 are stored in the projection.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Recheneinrichtung 20 mit einem Lautsprecher 24 verbunden sein, über den zusätzliche Informationen ausgegeben werden können. Über den Lautsprecher 24 kann beispielsweise auch eine akustische Warnung gegeben werden, wenn eine Information zur Projektion ansteht, jedoch keine geeignete Fläche für die Projektion bestimmt werden konnte.In a further embodiment, the computing device 20th with a speaker 24th connected, about which additional information can be output. Over the speaker 24th For example, an acoustic warning can also be given if information about the projection is pending but no suitable area for the projection could be determined.

Die Recheneinrichtung 20 ist ferner mit einer Eingabeeinheit 25 verbunden, über die eine Projektion begonnen, beendet oder auch gesteuert werden kann. So können beispielsweise weitere, ergänzende Informationen zu einem dargestellten Projektionsinhalt über eine Eingabe mit der Eingabeeinheit 25 abgerufen werden.The computing device 20th is also with an input unit 25th connected, via which a projection can be started, ended or also controlled. For example, further, supplementary information about a displayed projection content can be entered via the input unit 25th be retrieved.

In der 2 ist beispielhaft eine Projektion einer Information auf ein Haus 30 dargestellt. Der Projektor 11 ist derart auf die Vorderseite des Hauses 30 gerichtet, dass maximal eine Projektion auf die gestrichelt eingerandete Fläche 31 möglich wäre. Mittels der Auswertung unter Ausnutzung der Abstandsmesseinrichtung 13 und / oder der Kamera 14 wird eine schraffiert dargestellte, geeignete Projektionsfläche 32 ermittelt. Hierbei werden die Flächen von Fenstern 33, einer Türe 34, eines Gewächses 35 und eines Fahrzeugs 36 ausgeklammert. Die darzustellende Information, beispielsweise eine Hausnummer des Hauses 30, wird nunmehr in der schraffierten Fläche 36 innerhalb derjenigen Fläche 32, die für eine Projektion geeignet ist, durchgeführt. Hierbei erfolgt außerhalb der für die Projektion geeigneten Fläche 32 keine Projektion. Für die Festlegung des Ortes der Projektion kann dabei beispielsweise ein vorgegebener Randabstand zu ungeeigneten Flächen, wie beispielsweise zu dem Fenster 33 berücksichtigt werden. Ferner kann auch vorgesehen sein, bei mehreren geeigneten Flächen einen möglichst hohen Projektionsort über dem Boden zu wählen.In the 2nd is an example of a projection of information onto a house 30th shown. The projector 11 is like that on the front of the house 30th directed that a maximum of one projection on the dashed area 31 it is possible. By means of the evaluation using the distance measuring device 13 and / or the camera 14 a hatched, suitable projection surface 32 determined. Here, the areas of windows 33 , a door 34 , a plant 35 and a vehicle 36 excluded. The information to be displayed, for example a house number of the house 30th , is now in the hatched area 36 within that area 32 that is suitable for a projection. This takes place outside the area suitable for the projection 32 no projection. For the determination of the location of the projection, for example, a predetermined edge distance to unsuitable surfaces, such as for example to the window 33 be taken into account. Furthermore, provision can also be made to select the highest possible projection location above the floor in the case of several suitable surfaces.

In entsprechender Weise ist es auch möglich, eine Projektion auf andere Flächen, wie beispielsweise Wände oder Bodenflächen vorzunehmen.In a corresponding manner, it is also possible to carry out a projection onto other surfaces, such as walls or floor surfaces.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Montage einer Projektionseinrichtung 10 ist in der 3 dargestellt. Eine Optik 40 des Projektors 11 ist dabei schematisch an der Vorderseite der Projektionseinrichtung 10 angeordnet. Die Projektionseinrichtung 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel in eine Halterung 41 eingesetzt, die beispielsweise an einem Trageelement 42 eines Zweirads, beispielsweise eines Fahrrads, angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die Projektionseinrichtung in einer fahrbaren Einheit, wie beispielsweise einem selbstständig fahrenden Roboter anzubringen.An embodiment for mounting a projection device 10th is in the 3rd shown. An optic 40 of the projector 11 is schematically on the front of the projection device 10th arranged. The projection device 10th is in this embodiment in a holder 41 used, for example on a support element 42 a two-wheeler, for example a bicycle. In a In another embodiment, it is also possible to mount the projection device in a mobile unit, such as an autonomously driving robot.

Nach Beendigung der Fahrt kann die Projektionseinrichtung 10 aus der Halterung 41 entnommen und von einem Fußgänger während einer Fortführung seines Weges weiter benutzt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass die Halterung 41 eine dreh- und/oder kippbare Lagerung der Projektionseinrichtung 10 zulässt, um eine möglichst geeignete Ausrichtung der Projektionseinrichtung 10 gegenüber einer für eine Projektion geeigneten Oberfläche bereit zu stellen.After completing the journey, the projection device can 10th from the bracket 41 removed and used by a pedestrian while continuing on his way. In a further embodiment, it is also possible for the holder 41 a rotatable and / or tiltable mounting of the projection device 10th permits the most suitable alignment of the projection device 10th against a surface suitable for a projection.

Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf ist in der 4 dargestellt. Ausgehend von einem Anfangsschritt 50, wird in einem Informationsbereitstellungsschritt 51 eine anzuzeigende Information bereitgestellt und gegebenenfalls bereits eine Bildinformation, die projiziert werden soll bestimmt. In einem anschließenden Positionserfassungsschritt 52 wird eine Position der Projektionseinrichtung im Raum bestimmt. In einem anschließenden Ermittlungsschritt 53 wird eine Umgebung der Projektionseinrichtung in derjenigen Richtung erfasst, in der das Bild projiziert werden soll. In einem anschließenden Prüfschritt 54 wird überprüft, ob in dem Projektionsbereich der Projektionseinrichtung eine geeignete Fläche für die Projektion der in dem Informationsbereitstellungsschritt 51 bestimmten Information zur Verfügung steht. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Warnschritt 55 eine Warnung ausgegeben, so dass ein Benutzer die Möglichkeit hat, eine Ausrichtung der Projektionseinrichtung zu verändern. Wird eine geeignete Fläche für die Projektion in dem Prüfschritt 54 bestimmt, so wird die Projektion in einem Projektionsschritt 56 durchgeführt und das Verfahren anschließend in einem Endschritt 57 nach einer vorgegebenen Projektionsdauer oder nach einem manuellen Abbruch der Projektion beendet.An embodiment of a process sequence according to the invention is in the 4th shown. Starting from an initial step 50 , is in an information providing step 51 an item of information to be displayed is provided and, if necessary, image information which is to be projected is already determined. In a subsequent position detection step 52 a position of the projection device in the room is determined. In a subsequent investigation step 53 an environment of the projection device is detected in the direction in which the image is to be projected. In a subsequent test step 54 it is checked whether in the projection area of the projection device a suitable surface for the projection in the information providing step 51 certain information is available. If this is not the case, then in a warning step 55 issued a warning so that a user has the possibility to change an orientation of the projection device. Will be a suitable area for projection in the test step 54 the projection is determined in one projection step 56 carried out and the process then in a final step 57 after a specified projection duration or after a manual termination of the projection.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008043189 A1 [0001]

Claims

Projection device (10) with an imaging unit (11) for projecting an image onto a light-scattering surface, with a detection device (13, 14) for detecting an environment in the direction of a projection of the image, with an evaluation unit (20) for determining the Projection of suitable surface areas in the direction of the projection of the image by evaluating the surroundings detected by the detection device (13, 14) in the direction of the projection of the image and with a control device (20) for controlling the imaging unit (11) such that a projection only on those surface areas that are evaluated as suitable by the evaluation unit (20).

Projection device after Claim 1 , characterized by a position determining unit (15, 16) for determining a location and / or a direction of a projection of the image.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device is designed as a distance measuring device (13) for measuring a distance between the projection device and at least one surface in an environment in the direction of a projection of the image.

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device is designed as a camera (14) for detecting image information of the surroundings in the direction of a projection of the image.

Projection device according to one of the preceding claims, with an interface (17) to a vehicle device (19) for receiving data from the vehicle device (19).

Projection device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device (10) is designed as a portable device.

Method for projecting an image onto a light-scattering surface, a detection device (13, 14) detecting an environment in the direction of a projection of the image, an evaluation unit (20) determining the surface areas suitable for the projection in the direction of the projection of the image by evaluating the Environment detected by the detection device in the direction of the projection of the image and a control device (20) controls the imaging unit (11) in such a way that a projection takes place only on those surface areas in the direction of the projection of the image which are evaluated by the evaluation unit (20 ) are rated as suitable.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that in a region of the surroundings detected by the detection device (13, 14) at least a partial region with a person, a window pane, a vehicle and / or a manhole cover is determined and a projection is set such that a projection only an area of the surroundings takes place outside the at least one partial area.

Procedure according to one of the Claims 7 - 8th , characterized in that a position and / or an orientation of the projection device (10) is determined and that information is displayed as a function of the position and / or the orientation of the projection device (10).

Procedure according to one of the Claims 7 - 9 , characterized in that an image of an object is recorded and that a projection takes place depending on information stored on the object.