DE102019127730B4 - System zur Bildstabilisierung einer Anzeige in einem Fahrzeug, Fahrzeug, Kommunikationssystem, Verfahren und computerlesbares Speichermedium - Google Patents

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Abstract

System zur Bildstabilisierung einer Anzeige in einem Fahrzeug (100), wobei das System Folgendes aufweist:- mindestens einen Monitor (101), für eine Visualisierung (102);- mindestens einen Sensor (103);- eine Rechnereinheit; wobei das System dazu ausgebildet ist, über den Sensor (103) eine Erschütterung des Fahrzeugs (100) durch eine Fahrbahnunebenheit (201) zu ermitteln und basierend darauf mittels der Rechnereinheit eine Ausgleichsberechnung durchzuführen und ein Korrektursignal an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung (102) auf dem Monitor (101) zu stabilisieren, wobei das Fahrzeug (100) ferner mindestens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die dazu ausgebildet ist, drahtlos Informationen mit einem zweiten Fahrzeug (300) und mit einer entsprechenden Ferneinrichtung (400) auszutauschen, wobei die Ferneinrichtung (400) einen Server und/oder eine Cloud umfasst, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs (100) Informationen bezüglich einer Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) von dem zweiten Fahrzeug (300) empfängt, wobei die Informationen bezüglich der Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) mit einer Positionsangabe versehen sind, die der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs (300) entspricht, und wobei die Rechnereinheit die Informationen bezüglich der zweiten Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) verwendet, um die Ausgleichsberechnung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor (101) zu stabilisieren sobald das Fahrzeug (100) die Position der entsprechenden Positionsangabe erreicht hat.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Bildstabilisierung gemäß Anspruch 1, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 8, ein Kommunikationssystem gemäß Anspruch 9, ein Verfahren zur Bildstabilisierung gemäß Anspruch 10 und ein computerlesbares Speichermedium gemäß Anspruch 13.
  • Mit zunehmendem Fortschritt von Informations- und Unterhaltungssystemen in Fahrzeugen, beispielsweise (autonomen) Automobilen, wird Optimierung von nicht unmittelbar auf die Fahraufgabe bezogenen Tätigkeiten während der Fahrt zusehends wichtiger.
  • So bieten Fahrzeuge teils große Bildschirme für die Mitfahrer auf der Rücksitzbank und/oder große Bildschirme, welche aus dem Dachhimmel ausfahren bzw. ausklappen, sobald der Nutzer diesen nutzen möchte. Ein derartiger Bildschirm bzw. Monitor kann beispielsweise während der Fahrt zu Entertainmentzwecken genutzt werden. Weitere Monitore bzw. Anzeigen bieten auch einem potentiellen Fahrer Informationen bezüglich Navigation, Fahrzeugdaten oder Entertainment.
  • Bei vielen, insbesondere mechanisch befestigten, ggf. ausfahr- bzw. klappbaren Monitoren, ist festgestellt worden, dass bei verändernder Beschleunigung, der Monitor im Fahrzeug anfängt zu vibrieren bzw. zu zittern. Dies erzeugt eine gestörte Wahrnehmung der angezeigten Inhalte bei den Fahrzeuginsassen und kann zu einer Ablenkung eines Fahrers im manuellen Fahrbetrieb führen.
  • US 10 043 316 B2 offenbart ein Virtual-Reality-System, das Sensordaten eines autonomen Fahrzeugs (AV) für Anwendungen wie Spiele und Augmented-Reality-Überlagerungen bereitstellt, um die Erfahrungen der Fahrer im autonomen Fahrzeug zu verbessern. Virtual-Reality-Headsets bieten den Benutzern einzigartige und interessante Erfahrungen, aber wenn sie in einer sich verändernden Umgebung wie einem fahrenden Fahrzeug verwendet werden, können externe Stimuli das Virtual-Reality-Erlebnis beeinträchtigen. AV-Sensoren können diese Reize vorhersagen, so dass Anwendungen Maßnahmen ergreifen können, um ihre Auswirkungen auf Virtual-Reality-Erlebnisse zu reduzieren. Darüber hinaus können Sensoren auch Kameras umfassen, die Live-Video-Feeds an Virtual-Reality-Geräte senden, um eine verbesserte Sicht auf die Umgebung des AV-Systems und auf Sehenswürdigkeiten in einer Stadt zu ermöglichen.
  • DE 10 2014 221 337 A1 offenbart ein System, das einen Computer umfasst, in einem Fahrzeug, wobei der Computer einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Computer zu Folgendem konfiguriert ist: Sammeln von Daten in Bezug auf eine Bewegung des Fahrzeugs, auf der Basis der gesammelten Daten Bestimmen, dass eine Grenze, die mit Reisekrankheit in Verbindung steht, überschritten ist, und Ausgeben einer Justierung für eine Komponente in dem Fahrzeug zumindest zum Teil auf der Basis der gesammelten Daten.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System sowie Verfahren bereitzustellen, das die insbesondere störungsfreie Wahrnehmung der Inhalte auf einer Anzeige, insbesondere einem Monitor, von Fahrzeuginsassen und/oder Fahrer ermöglicht. Vorzugsweise solle die Lösung kostengünstig implementierbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System zur Bildstabilisierung gemäß Anspruch 1, einem Fahrzeug gemäß Anspruch 8, einem Kommunikationssystem gemäß Anspruch 9, einem Verfahren zur Bildstabilisierung gemäß Anspruch 10 und einem computerlesbaren Speichermedium gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur Bildstabilisierung einer Anzeige in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das System Folgendes aufweist:
    • - mindestens einen Monitor, für eine Visualisierung;
    • - mindestens einen Sensor, wobei der mindestens eine Sensor einen Beschleunigungssensor umfassen kann;
    • - eine Rechnereinheit, wobei die Rechnereinheit einen Boardcomputer umfassen kann;
    wobei das System dazu ausgebildet ist, über den Sensor eine Erschütterung des Fahrzeugs durch eine Fahrbahnunebenheit zu ermitteln und basierend darauf mittels der Rechnereinheit eine Ausgleichsberechnung durchzuführen und ein Korrektursignal an den Monitor auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor zu stabilisieren, wobei das Fahrzeug ferner mindestens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die dazu ausgebildet ist, drahtlos Informationen mit einem zweiten Fahrzeug und mit einer entsprechenden Ferneinrichtung auszutauschen, wobei die Ferneinrichtung einen Server und/oder eine Cloud umfasst, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs von dem zweiten Fahrzeug empfängt, wobei die Informationen bezüglich der Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs mit einer Positionsangabe versehen sind, die der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs entspricht, und wobei die Rechnereinheit die Informationen bezüglich der zweiten Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs verwendet, um die Ausgleichsberechnung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an den Monitor auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor zu stabilisieren sobald das Fahrzeug die Position der entsprechenden Positionsangabe erreicht hat.
  • Ein Gedanke der Erfindung besteht darin, dass eine Bewegung bzw. eine Beschleunigung des Fahrzeugs gemessen wird und über eine Software die Visualisierung auf der Anzeige so angleicht bzw. steuert, dass gegebenenfalls auftretende, resultierende Vibrationen der Anzeige ausgeglichen werden und daher von einem Fahrzeuginsassen nicht wahrgenommen werden.
  • Durch den einen oder mehrere Sensoren, insbesondere ein oder mehrere Beschleunigungssensoren, kann eine Beschleunigung des Fahrzeugs, speziell Längs- und Querbeschleunigungen gemessen werden. Die Sensoren können beispielsweise im Fahrzeug vorhandene und/oder zusätzliche Sensoren, wie Accelerometer und/oder Gyroskope umfassen. Über eine auf der Rechnereinheit implementierten Software, kann die Übertragung aus den aus der erfassten Beschleunigung resultierenden Kräfte auf die Anzeige ermittelt werden. Diese Kräfte können sowohl durch Fahrbahnunebenheiten oder Schwingungseigenfrequenzen, beispielsweise der Karosserie des Fahrzeugs und/oder der Anzeige, entstehen.
  • In einer (alternativen) Ausführungsform ist es erfindungsgemäß möglich, dass ein oder mehrere Sensoren direkt an der Anzeige angebracht sind. Die Software errechnet ggf., welche Translation bzw. Rotation der Visualisierung auf der Anzeige nötig ist, um so stabilisiert zu werden, dass keinerlei Vibration der Visualisierung auf der Anzeige von einem Fahrzeuginsassen wahrnehmbar ist. Die dafür nötigen Informationen werden von der Rechnereinheit über ein Korrektursignal, z.B. Winkelangaben, Tranlationsvektoren und/oder Translations- und/oder Rotationsmatrizen, auf die Daten der auf der Anzeige anzuzeigenden Visualisierung angewandt. Durch diese Stabilisierung der Visualisierung der Anzeige ergibt sich ein höherer Komfort bei einer Nutzung der Anzeige während der Fahrt. Informationen sind klar wahrnehmbar und können ggf. schneller erfasst werden. Dies kann Unfälle oder eine Fehlbedienung des Fahrzeugs verhindern.
  • Durch die Kommunikationsschnittstelle wird es ermöglicht, Daten zu senden und/oder zu empfangen. Empfangene Daten können von der Rechnereinheit ergänzend (oder auch ausschließlich) verwendet werden, um die Ausgleichsberechnung für die Bildstabilisierung durchzuführen und/oder zu beschleunigen bzw. zu präzisieren.
  • Dadurch wird erreicht, dass die Rechnereinheit frühzeitig (zeitlich vor einer Messung durch fahrzeuginterne Sensoren) ortsabhängige Daten bezüglich einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder von Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsprofilen des zweiten Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, die verwendet werden können, um der Ausgleichsberechnung mögliche (Start-)Parameter bereitzustellen, um dadurch eine Berechnungszeit für die Ausgleichsberechnung zu minimieren.
  • In einer Ausführungsform arbeitet das System zumindest teilweise prädiktiv, so dass Maßnahmen zeitgleich oder vor dem Eintreten eines Ereignisses, z.B. einer Erschütterung des Fahrzeugs getroffen werden können.
  • Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Ausgleichsberechnung durch die Rechnereinheit bereits zu einem früheren Zeitpunkt gestartet werden kann - also bevor das Fahrzeug die Position erreicht hat, an dem eine Erschütterung des Fahrzeugs, entsprechend und/oder proportional zu einer vorangegangenen Erschütterung des zweiten Fahrzeugs, beispielsweise durch eine Fahrbahnbeschaffenheit und/oder Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsprofil, auftreten wird, auf die die Visualisierung auf der Anzeige stabilisiert werden soll. So wird ein Zeitunterschied zwischen einem Zeitpunkt des Starts der Ausgleichsberechnung und einem Zeitpunkt der tatsächlichen Stabilisierung der Visualisierung auf der Anzeige minimiert. Wobei der Zeitpunkt der tatsächlichen Stabilisierung beispielsweise durch eine entsprechende Messung des (Beschleunigungs-)Sensors erfolgt. Dadurch werden, insbesondere wahrnehmbare, Verzögerungseffekte reduziert und somit die Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen von der Visualisierung auf der Anzeige optimiert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform empfängt und/oder verwendet die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs hochaufgelöste Karteninformationen, z.B. über die Fahrbahnbeschaffenheit, von der Ferneinrichtung, um die Ausgleichsberechnung zu einem zweiten Zeitpunkt tz durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an die Anzeige auszugeben, um die Visualisierung auf der Anzeige zu stabilisieren. Die Karteninformationen können aber auch zumindest teilweise lokal gespeichert sein.
  • Hieraus ergibt sich ebenfalls der Vorteil, dass die Ausgleichsberechnung durch die Rechnereinheit bereits zu einem früheren Zeitpunkt gestartet werden kann. Bei Bedarf - also bei Erreichen einer zuvor übermittelten Position einer Fahrbahnunebenheit - kann die Visualisierung auf der Anzeige stabilisiert werden. Beispielsweise ist auch denkbar, dass zusätzlich übermittelte Informationen des zweiten Fahrzeugs und/oder der Ferneinrichtung und/oder des (Beschleunigungs-)Sensors für die Ausgleichsberechnung herangezogen werden, um insbesondere wahrnehmbare, Verzögerungseffekte zu reduzieren und somit die Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen von der Visualisierung auf der Anzeige zu optimieren.
  • In einer (weiteren) Ausführungsform ist die Rechnereinheit dazu ausgebildet, die Ausgleichsberechnung basierend auf zuvor erfassten oder empfangenen Informationen durch maschinelles Lernen zu einem dritten Zeitpunkt t3 durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an die Anzeige auszugeben, um die Visualisierung auf der Anzeige zu stabilisieren.
  • Die Verwendung von maschinellem Lernen, beispielsweise durch ein künstliches neuronales Netzwerk, erlaubt wiederkehrende Muster zu erkennen, diese zu speichern und bei Bedarf für die Durchführung der Ausgleichsberechnung darauf zurückzugreifen. Denkbar ist beispielsweise eine Beschleunigungssignatur, hervorgerufen durch eine Bodenschwelle, die mehrfach, beispielsweise zweimal am Tag, von dem Fahrzeug überfahren wird. Entsprechend einer Positions- und/oder Zeitangabe kann die Recheneinheit des Fahrzeugs die Ausgleichsberechnung zum dritten Zeitpunkt t3 starten um bei Bedarf, also beispielsweise beim Überfahren der Bodenschwelle, die Visualisierung auf der Anzeige zu stabilisieren. Das maschinelle Lernen bietet einerseits den Vorteil, dass weniger Daten empfangen werden müssen. Dies ist beispielsweise in Funklöchern, wie Tiefgaragen, von Vorteil. Andererseits kann durch das maschinelle Lernen die Ausgleichsberechnung sukzessive durch Zugewinnen von Informationen nach einem oder mehreren oben beschriebenen Wegen verbessert werden, um letztlich, insbesondere wahrnehmbare, Verzögerungseffekte zu reduzieren und somit die Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen von der Visualisierung auf der Anzeige zu optimieren. Das künstliche neuronale Netz kann aber in einer Ausführungsform auch dazu verwendet werden, um Erschütterungen in einem sehr kleinen Zeitfenster, z.B. kleiner fünf Sekunden oder kleiner 2 Sekunden, vorherzusehen. Letztendlich können Erschütterungsmuster erlernt werden, die z.B. bei bestimmten Straßentypen auftreten erlernt werden. Adaptive neuronale Netze können die basierend auf diesen Netzen getroffenen Vorhersagen ständig verbessern. Das Netz kann sich somit beispielsweise auch ohne Informationen über die aktuelle Fahrgeschwindigkeit an eine Veränderung dieser anpassen. Alternativ können Fahrgeschwindigkeit und/oder andere Parameter Eingabewerte des künstlichen neuronalen Netzes sein.
  • In einer (weiteren) Ausführungsform weist das Fahrzeug ferner einen Detektor auf, der dazu ausgebildet ist, eine lokale aktuelle Fahrbahnbeschaffenheit zu erfassen und zu analysieren und basierend darauf die Ausgleichsberechnung zu einem weiteren (vierten) Zeitpunkt t4 durchzuführen, um die Visualisierung auf der Anzeige bei Bedarf zu stabilisieren, wobei der Detektor einen optischen Detektor wie eine Kamera und/oder Infrarotkamera und/oder ein LIDAR und/oder RADAR System umfasst.
  • Durch eine optische bzw. raumaufgelöste Detektion der sich in Fahrtrichtung befindenden Fahrbahn kann auch ausgleichend auf eine lokale nicht-statische Fahrbahnbeschaffenheit reagiert werden, die (noch) nicht von einem zweiten Fahrzeug und/oder einer Ferneinrichtung erfasst wurden. Beispielsweise erfasst der Detektor Gegenstände die auf der Fahrbahn liegen, wie Steine, Äste, Schnee, Sand oder ähnliches. Von der Rechnereinheit können die gewonnenen Rauminformationen im Hinblick auf eine resultierende Erschütterung des Fahrzeugs entsprechend gewichtet werden. Ferner kann selbstverständlich auch eine Bodenwelle oder eine andere (dauerhafte) Fahrbahnunebenheit auf diese Weise mittels des Detektors oder der Detektoren erfasst und entsprechend gewichtet werden. Eine vorab gestartete und ggf. gewichtete Ausgleichsberechnung ermöglicht insbesondere wahrnehmbare, Verzögerungseffekte zu reduzieren und somit die Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen von der Visualisierung auf der Anzeige zu optimieren.
  • In einer (weiteren) Ausführungsform erfolgt die Ausgleichsberechnung in (quasi) Echtzeit, insbesondere mit einer Latenzzeit von 50 ms, vorzugsweise 20 ms, weiter vorzugsweise unter 20 ms.
  • Die kurzen Latenzzeiten, also die Zeit zwischen Erfassung einer Erschütterung bzw. einer Änderung der Beschleunigung des Fahrzeugs und einer Stabilisierung der Visualisierung auf der Anzeige, führen zu einer Optimierung der Wahrnehmung der Visualisierung und vermeiden Schliereneffekte. Insbesondere werden diese kurzen Latenzzeiten durch die oben beschriebenen Methoden zu einer vorausgehenden Ausgleichsberechnung erreicht und führen damit zu einem hohen Komfort bei der Nutzung der Anzeige, da dadurch die Latenzzeit auf ein Minimum reduziert wird.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Fahrzeug, insbesondere autonom fahrendes Fahrzeug, umfassend ein System zur Bildstabilisierung gemäß den obigen Ausführungen gelöst.
  • Auch hier ergeben sich entsprechende Vorteile, wie diese bereits in Verbindung mit dem System beschrieben wurden.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Kommunikationssystem gelöst, das aus mehreren Fahrzeugen gemäß Anspruch 8 sowie einer Ferneinrichtung, wobei die Ferneinrichtung einen Server und/oder eine Cloud umfasst, besteht, wobei das Kommunikationssystem ermöglicht, Informationen bezüglich Fahrbahnunebenheiten oder weiterer Parameter bezüglich Erschütterungen zwischen den Fahrzeugen und/oder der Ferneinrichtung auszutauschen.
  • Auch hier ergeben sich entsprechende Vorteile, wie diese oben bereits in Verbindung mit dem System beschrieben wurden.
  • Insbesondere wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Bildstabilisierung einer Anzeige in einem Fahrzeug gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    • - Erfassen einer Erschütterung des Fahrzeugs durch eine Fahrbahnunebenheit mittels mindestens eines fahrzeuginternen Sensors;
    • - Durchführen einer Ausgleichsberechnung mittels einer Rechnereinheit um eine Visualisierung auf einer Anzeige zu stabilisieren, wobei die Rechnereinheit einen Boardcomputer umfassen kann;
    • - Anzeigen einer Visualisierung auf einer Anzeige, wobei die Ausrichtung der Visualisierung relativ zu der Erschütterung korrigiert ist;
    • - ferner umfassend einen Schritt, dass das Fahrzeug ferner mindestens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die drahtlos Informationen mit einem zweiten Fahrzeug und mit einer entsprechenden Ferneinrichtung austauscht, wobei die Ferneinrichtung einen Server und/oder eine Cloud umfasst, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs von dem zweiten Fahrzeug empfängt, wobei die Informationen bezüglich der Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs mit einer Positionsangabe versehen sind, die der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs entspricht, und wobei die Rechnereinheit die Informationen bezüglich der zweiten Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs verwendet, um die Ausgleichsberechnung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an den Monitor auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor zu stabilisieren, sobald das Fahrzeug die Position der entsprechenden Positionsangabe erreicht hat.
  • Auch hier ergeben sich entsprechende Vorteile, wie diese bereits in Verbindung mit dem System beschrieben wurden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Schritt, in dem Informationen über eine bevorstehende Erschütterung des Fahrzeugs über einen weiteren Detektor des Fahrzeugs empfangen werden und diese Informationen für die Ausgleichsberechnung verwendet werden.
  • Durch vorab erfasste und/oder empfangene Informationen wird es ermöglicht die Ausgleichsberechnung in dem Verfahren quasi in Echtzeit mit sehr kurzen, wie oben beschriebenen, Latenzzeiten durchzuführen, um die stabilisierte Visualisierung auf der Anzeige zu optimieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sendet die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs Informationen bezüglich einer aktuellen Fahrzeuglage zusammen mit einer aktuellen Positionsangabe des Fahrzeugs, insbesondere bei Überschreiten eines vorab bestimmten Werts der Fahrzeuglage, an eine Ferneinrichtung und/oder ein zweites Fahrzeug.
  • Damit können die Informationen von den Sensoren und/oder Detektoren des Fahrzeugs gesammelt und geteilt werden. Dies ermöglicht eine Optimierung der Stabilisierung einer Anzeige eines zweiten Fahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugflotte. Ein vorab bestimmter Wert der Fahrzeuglage kann als Grenze, beispielsweise eine konkrete Stärke einer Erschütterung, zum Beispiel in g, herangezogen werden. So ist es möglich lediglich relevante Daten bzw. Datensätze zu übermitteln und somit den Datenfluss einzugrenzen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein computerlesbares Speichermedium gelöst, welches Instruktionen enthält die eine Recheneinheit eines Fahrzeugs, dazu veranlassen ein Verfahren, wie oben beschrieben, zu implementieren, wobei die Recheneinheit einen Boardcomputer umfassen kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich anhand der Unteransprüche.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, welche mittels Abbildungen näher erläutert werden.
  • Hierbei zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs in Rückansicht auf einer Fahrbahn;
    • 2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs in Rückansicht auf einer Fahrbahn, wobei eine Fahrzeuglage durch eine Fahrbahnbeschaffenheit beeinflusst wird;
    • 3 eine schematische Ansicht einer Fahrbahn mit einem ersten und einem zweiten Fahrzeug, wobei das zweite Fahrzeug Informationen bezüglich einer Fahrbahnbeschaffenheit an das erste Fahrzeug sendet;
    • 4 eine schematische Ansicht einer Fahrbahn und einem sich darauf befindenden Fahrzeug, wobei das Fahrzeug Informationen bezüglich der Fahrbahnbeschaffenheit mittels eines (optischen) Detektors erfasst;
    • 5 eine schematische Ansicht einer Fahrbahn und einem sich darauf befindenden Fahrzeug, wobei das Fahrzeug Informationen bezüglich der Fahrbahnbeschaffenheit von einer Ferneinrichtung empfängt;
    • 6 einen schematischen Ablauf der Bildstabilisierung;
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 100 in Rückansicht auf einer Fahrbahn 200. Unter einer Fahrbahn 200 ist im Wesentlichen eine Ebene zu verstehen, auf der sich das Fahrzeug 100 befindet. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Anzeige 101, auf der eine Visualisierung 102 dargestellt wird. Die Anzeige 101 ist ein Monitor 101, der beispielswiese an einer Kopfstütze eines Sitzes befestigt ist, oder der vom Dachhimmel des Fahrzeugs, insbesondere ausfahrbar bzw. -klappbar, befestigt ist. In alternativen Ausführungsbeispielen kann es sich dabei auch um ein falt- bzw. rollbares Display handeln. Ferner ist es möglich, die Anzeige 101 lediglich als eine Fläche, beispielsweise eine ausgewählte Fläche des Dachhimmels, oder eines Fensters bzw. Windschutzscheibe, zu verstehen auf dem die Visualisierung 102 mittels einer Projektion oder eines Hologramms angezeigt wird. Natürlich ist es auch möglich, dass das Fahrzeug 100 eine Vielzahl an Anzeigen 101 vom selben oder verschiedenen Typen, insbesondere Display und/oder Projektion und/oder Hologramm, aufweist, auf denen dieselbe oder verschiedene Visualisierungen 102 dargestellt werden. Bei der Visualisierung 102 kann es sich beispielsweise um Entertainmentinhalte und/oder Routen- bzw. Umgebungsinformationen und/oder Fahrzeuginformationen handeln.
  • Das Fahrzeug 100 weist zudem mindestens einen Sensor 103, insbesondere einen Beschleunigungssensor, auf, der in der Lage ist die Fahrzeuglage zu erfassen. Der Sensor kann beispielsweise ein Accelerometer und/oder ein Gyroskop umfassen. Der Sensor 103 ist dazu ausgebildet speziell eine Abweichung der Fahrzeuglage, also beispielsweise eine Abweichung der Fahrzeuglage von der Ebene 210, zu erfassen. Die Ebene 210 ist dabei insbesondere im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Obwohl 1 eine Rücksicht des Fahrzeugs darstellt sind sämtliche Eigenschaften der Ausgleichsberechnung als mehrdimensional, insbesondere Quer- und Längsrichtung des Fahrzeugs, zu betrachten.
  • In 2 ist eine Situation schematisch dargestellt, in der die Fahrzeuglage des Fahrzeugs 100, insbesondere temporär, aufgrund einer Fahrbahnunebenheit 201 der Fahrbahn 200 von der Ebene 210 abweicht. Der Sensor 103 kann diese Abweichung der Fahrzeuglage erfassen und gibt die gemessenen Daten an die Rechnereinheit des Fahrzeugs. Die Rechnereinheit berechnet eine Auswirkung der Änderung der Beschleunigung des Fahrzeugs 100 auf die Anzeige und dementsprechend, wie sich die Anzeige 101 bewegt. Erfindungsgemäß führt die Rechnereinheit basierend darauf eine Ausgleichsberechnung aus, um die Visualisierung 102 auf der Anzeige 101 zu stabilisieren.
  • Die Rechnereinheit gibt ein Korrektursignal gemäß der Ausgleichsberechnung an die Anzeige 101 aus, um die Visualisierung 102 auf der Anzeige 101 stets, insbesondere nach der Ebene 210, also relativ zu der Umgebung des Fahrzeugs, auszurichten. Damit wird erreicht, dass die Visualisierung 102 auf der Anzeige 101 von Fahrzeuginsassen stets stabil wahrgenommen wird. Auch eine schnelle Vibration der Anzeige, beispielsweise durch eine Eigenfrequenzschwingung bei einer bestimmten Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs, kann damit wie beschrieben ausgeglichen werden.
  • Durch zusätzliche Fahrzeugsensorik und/oder Datenkommunikationsschnittstellen kann die erfindungsgemäße Bildstabilisierung der Anzeige im Fahrzeug, speziell im Hinblick auf eine Latenzzeit, weiter optimiert werden, um die Wahrnehmung der Visualisierung 102 auf der Anzeige 101 weiter zu verbessern.
  • 3 zeigt eine Fahrbahn 200 mit einem ersten Fahrzeug 100 und einem zweiten Fahrzeug 300. Eine Fahrbahnunebenheit 201 wird erfindungsgemäß von einem Sensor des zweiten Fahrzeugs 300 erfasst. Über eine Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 100 empfängt das Fahrzeug 100 drahtlos Informationen bezüglich der Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs 300, die mit einer Positionsangabe versehen sind, die der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs 300 entspricht.
  • Dadurch wird erreicht, dass die Rechnereinheit des Fahrzeugs 100 frühzeitig, also zeitlich vor einer Erfassung der Fahrbahnunebenheit 201 durch den Sensor 103 des Fahrzeugs 100, ortsabhängige Daten bezüglich der Fahrbahnbeschaffenheit 201 und/oder von Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsprofilen des zweiten Fahrzeugs 300 zur Verfügung gestellt werden, die verwendet werden können, um der Ausgleichsberechnung mögliche (Start-)Parameter bereitzustellen, um dadurch eine Berechnungszeit für die Ausgleichsberechnung der Visualisierung 102 auf der Anzeige 101 im Fahrzeug 100 zu minimieren und die Ausgleichsberechnung zu einem ersten Zeitpunkt t1 auszuführen. Das Korrektursignal kann dann beispielsweise an die Anzeige 101 ausgegeben werden, sobald der Sensor 103 die Fahrbahnunebenheit 201 zu einem späteren Zeitpunkt detektiert und/oder die Position des Fahrzeugs 100 mit der von dem zweiten Fahrzeug 300 übermittelten Position übereinstimmt.
  • 4 zeigt eine Fahrbahn 200 mit einem Fahrzeug 100. Das Fahrzeug 100 umfasst einen bildgebenden Detektor 104. Dabei kann der Detektor 104 beispielsweise einen optischen Detektor wie eine Kamera bzw. eine Infrarotkamera umfassen. Ferner ist es auch denkbar, dass der Detektor ein RADAR- bzw. ein LIDAR-System umfasst. Gerade bei autonom fahrenden Fahrzeugen bzw. Fahrzeugen mit intelligenten Fahrzeugassistenten sind derartige Sensoren verbaut. Der Detektor 104 ist in der Lage, eine Fahrbahnunebenheit 201 zu einem Zeitpunkt zu erfassen, bevor das Fahrzeug 100 die Fahrbahnunebenheit erreicht hat. Die Rechnereinheit des Fahrzeugs 100 kann die von dem Detektor 104 erfassten Informationen dann analysieren und bearbeiten und entsprechende Parameter für die Ausgleichsberechnung bereitstellen und die Ausgleichsberechnung durchführen. Das Korrektursignal kann dann beispielsweise an die Anzeige 101 ausgegeben werden, sobald der Sensor 103 die Fahrbahnunebenheit 201 zu einem späteren Zeitpunkt detektiert.
  • 5 zeigt eine Fahrbahn 200 mit einem Fahrzeug 100. Eine Ferneinrichtung 400, beispielsweise ein Server und/oder eine Cloud, sendet hochaufgelöste Karteninformationen bezüglich Fahrbahnunebenheiten 201. Diese von der Ferneinrichtung 400 bereitgestellten Informationen können von der Kommunikationsschnittstelle empfangen und/oder verwendet werden, um die Ausgleichsberechnung zu einem zweiten Zeitpunkt t2 durchzuführen. Das Korrektursignal kann beispielsweise an die Anzeige 101 ausgegeben werden, sobald der Sensor 103 eine Fahrbahnunebenheit 201 zu einem späteren Zeitpunkt, als der zweite Zeitpunkt t2, detektiert und/oder die Position des Fahrzeugs 100 mit der von der Ferneinrichtung 400 übermittelten Position einer Fahrbahnunebenheit 201 übereinstimmt. Dabei ist auch denkbar, dass die hochaufgelösten Karteninformationen, die von der Ferneinrichtung 400 bereitgestellt werden, Karteninformationen für eine Navigation des Fahrzeugs 100 sind und zusätzlich Informationen über Fahrbahnunebenheiten und/oder -besonderheiten und deren Positionsangaben enthalten. Des Weiteren können auch fahrzeugspezifische Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofile bzw. -eigenschaften von der Ferneinrichtung 400 an das Fahrzeug 100 übermittelt werden, die für die Ausgleichsberechnung herangezogen werden. Dabei ist es denkbar, dass es sich dabei um fahrzeugspezifische Informationen handelt, die beispielsweise jahreszeitenabhängig sind und/oder auf neuen Erkenntnissen des Fahrzeugherstellers beruhen und/oder im Rahmen eines Software-Updates bereitgestellt werden.
  • Die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 100 ist ferner dazu ausgebildet die Informationen bzw. Daten die für die Ausgleichsberechnung zu einem Zeitpunkt an einer Position verwendet wurden bzw. werden, unter Angabe von eben diesem Zeitpunkt und eben dieser Position des Fahrzeugs 100 sowie sonstigen Fahrzeugdaten, wie beispielsweise die vom Sensor 103 erfasste Fahrzeuglage, eine von dem Detektor 104 erfasste Fahrbahnunebenheit, oder die Beschleunigung/Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Insassenzahl, Reifendruck, etc. an die Ferneinrichtung 400 zu übermitteln.
  • Bei Bedarf können die vom Fahrzeug 100 an die Ferneinrichtung 400 übermittelten und seitens der Ferneinrichtung 400 ggf. verarbeiteten Daten bzw. Informationen für ein zweites Fahrzeug 300 (in 5 nicht dargestellt) von der Ferneinrichtung 400 drahtlos bereitgestellt werden, um für eine erfindungsgemäße Ausgleichsberechnung für eine Bildstabilisierung in dem zweiten Fahrzeug 300 herangezogen werden.
  • 6 zeigt einen schematischen Ablauf der Bildstabilisierung gemäß der Erfindung. Wie vorangehend beschrieben, führt eine Abweichung der Fahrzeuglage zwangsläufig zu einer entsprechenden Abweichung (relativ zur Umgebung des Fahrzeugs) der Visualisierung auf einer fahrzeuginternen Anzeige, insbesondere einem Monitor. Durch eine entsprechende Sensorik kann, wie oben beschrieben, eine Abweichung der Fahrzeuglage ermittelt werden. Ein auf der Rechnereinheit implementiertes (mathematisches) Modell kann mittels einer Übertragungsfunktion berechnen, wie sich die Abweichung der Fahrzeuglage auf die Visualisierung auf der Anzeige auswirkt.
  • In 6 ist ein x-y Koordinatensystem angedeutet, wobei y einer horizontalen Richtung des Fahrzeugs und x einer zu y senkrechten Richtung entspricht. Wobei die horizontale, also die y-Richtung, im Wesentlichen der Umgebung des Fahrzeugs entspricht - also der Richtung bzw. Ausrichtung auf die die Visualisierung stabilisiert werden soll. Ermittelt die Sensorik eine Abweichung der Fahrzeuglage, wird diese Abweichung von der Rechnereinheit 105 benutzt, um zu berechnen, wie sich diese Abweichung der Fahrzeuglage auf die Visualisierung 102a auf der Anzeige auswirkt bzw. auswirken wird.
  • Entsprechende Informationen die zur Darstellung der Visualisierung 102a auf der Anzeige nötig sind, werden durch eine Grafikeinheit 101a der Anzeige 101 übermittelt. Erkennt die Rechnereinheit nun, dass eine Visualisierung 102a, durch eine Abweichung der Fahrzeuglage, im x-y Koordinatensystem von einer durch die Umgebung des Fahrzeugs definierten Sollposition abweicht bzw. abweichen wird, wird die Visualisierung durch die Rechnereinheit 105, wie nachfolgend beschrieben, stabilisiert.
  • Die Rechnereinheit 105 führt anhand der durch Sensoren bzw. Detektoren erfassten bzw. über eine Kommunikationsschnittstelle empfangenen Informationen eine Ausgleichsberechnung, wie vorab beschrieben, durch, um ein Korrektursignal kx, ky an eine Grafikeinheit 101a der Anzeige 101 zu übermitteln. Für die Ausgleichsberechnung können verschiedene Informationen die zu verschiedenen Zeitpunkten t1, t2, t3, t4, usw. empfangen bzw. ermittelt werden bzw. wurden, in Betracht gezogen werden. Es ist auch möglich, dass die Rechnereinheit ein künstliches neuronales Netzwerk umfasst, dass basierend auf maschinellem Lernen auf frühere erfasste bzw. empfange Informationen für die Ausgleichsberechnung zurückgreifen kann.
  • Auf der Grafikeinheit 101a wird das Korrektursignal kx, ky mit den entsprechenden Informationen, die zur Darstellung der Visualisierung auf der Anzeige nötig sind, verrechnet. Dadurch wird erreicht, dass die Grafikeinheit 101a bezüglich der Abweichung der Fahrzeuglage korrigierte, insbesondere rotatotorisch und/oder translatorisch korrigierte, Informationen zur stabilisierten Darstellung der Visualisierung 102b an die Anzeige 101 ausgibt. So wird erfindungsgemäß gewährleistet, dass die Visualisierung 102b auf der Anzeige 101 stets stabil relativ zur Umgebung des Fahrzeugs dargestellt wird, um somit die Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen von der Visualisierung auf der Anzeige zu optimieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    (erstes) Fahrzeug
    101
    Anzeige, wobei die Anzeige ein Monitor ist
    101a
    Grafikeinheit
    102
    Visualisierung
    102a
    Daten für Visualisierung
    102b
    korrigierte Daten für Visualisierung
    103
    Sensor
    104
    Detektor
    105
    Rechnereinheit
    200
    Fahrbahn
    201
    Fahrbahnunebenheit
    210
    Ebene (relative Umgebung des Fahrzeugs)
    300
    zweites Fahrzeug
    400
    Ferneinrichtung
    kx, ky
    Korrektursignal

Claims (13)

  1. System zur Bildstabilisierung einer Anzeige in einem Fahrzeug (100), wobei das System Folgendes aufweist: - mindestens einen Monitor (101), für eine Visualisierung (102); - mindestens einen Sensor (103); - eine Rechnereinheit; wobei das System dazu ausgebildet ist, über den Sensor (103) eine Erschütterung des Fahrzeugs (100) durch eine Fahrbahnunebenheit (201) zu ermitteln und basierend darauf mittels der Rechnereinheit eine Ausgleichsberechnung durchzuführen und ein Korrektursignal an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung (102) auf dem Monitor (101) zu stabilisieren, wobei das Fahrzeug (100) ferner mindestens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die dazu ausgebildet ist, drahtlos Informationen mit einem zweiten Fahrzeug (300) und mit einer entsprechenden Ferneinrichtung (400) auszutauschen, wobei die Ferneinrichtung (400) einen Server und/oder eine Cloud umfasst, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs (100) Informationen bezüglich einer Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) von dem zweiten Fahrzeug (300) empfängt, wobei die Informationen bezüglich der Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) mit einer Positionsangabe versehen sind, die der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs (300) entspricht, und wobei die Rechnereinheit die Informationen bezüglich der zweiten Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) verwendet, um die Ausgleichsberechnung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor (101) zu stabilisieren sobald das Fahrzeug (100) die Position der entsprechenden Positionsangabe erreicht hat.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs (100) hochaufgelöste Karteninformationen bezüglich Fahrbahnbeschaffenheiten (201) von der Ferneinrichtung empfängt und/oder diese verwendet, um die Ausgleichsberechnung zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) durchzuführen, um bei Bedarf das Korrektursignal an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor (101) zu stabilisieren.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet ist, die Ausgleichsberechnung basierend auf zuvor erfassten oder empfangenen Informationen durch maschinelles Lernen zu einem dritten Zeitpunkt (t3) durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor (101) zu stabilisieren.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fahrzeug (100) ferner einen Detektor (104) aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine lokale aktuelle Fahrbahnbeschaffenheit (201) zu erfassen und zu analysieren und basierend darauf die Ausgleichsberechnung zu einem vierten Zeitpunkt (t4) durchzuführen, um die Visualisierung auf dem Monitor (101) bei Bedarf zu stabilisieren.
  5. System nach Anspruch 4, wobei der Detektor (104) einen optischen Detektor wie eine Kamera und/oder Infrarotkamera umfasst.
  6. System nach Anspruch 4, wobei der Detektor (104) ein LIDAR- und/oder RADAR-System umfasst.
  7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ausgleichsberechnung in Echtzeit, insbesondere mit einer Latenzzeit von 50 ms, vorzugsweise 20 ms, weiter vorzugsweise unter 20 ms, erfolgt.
  8. Fahrzeug (100) umfassend ein System gemäß den vorhergehenden Ansprüchen.
  9. Kommunikationssystem, bestehend aus mehreren Fahrzeugen (100, 300) gemäß Anspruch 8 sowie einer Ferneinrichtung (400), wobei die Ferneinrichtung (400) einen Server und/oder eine Cloud umfasst, wobei das Kommunikationssystem ermöglicht, Informationen bezüglich Fahrbahnunebenheiten (201) oder weiterer Parameter bezüglich Erschütterungen zwischen den Fahrzeugen (100, 300) und/oder der Ferneinrichtung auszutauschen.
  10. Verfahren zur Bildstabilisierung einer Anzeige in einem Fahrzeug (100), umfassend die Schritte: - Erfassen einer Erschütterung des Fahrzeugs (100) durch eine Fahrbahnunebenheit (201) mittels mindestens eines fahrzeuginternen Sensors (103); - Durchführen einer Ausgleichsberechnung mittels einer Rechnereinheit, um eine Visualisierung (102) auf einem Monitor (101) zu stabilisieren; - Anzeigen einer Visualisierung (102) auf dem Monitor (101), wobei die Ausrichtung der Visualisierung relativ zu der Erschütterung korrigiert ist; - ferner umfassend einen Schritt, dass das Fahrzeug (100) ferner mindestens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die drahtlos Informationen mit einem zweiten Fahrzeug (300) und mit einer entsprechenden Ferneinrichtung (400) austauscht, wobei die Ferneinrichtung (400) einen Server und/oder eine Cloud umfasst, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs (100) Informationen bezüglich einer Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) von dem zweiten Fahrzeug (300) empfängt, wobei die Informationen bezüglich der Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) mit einer Positionsangabe versehen sind, die der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs (300) entspricht, und wobei die Rechnereinheit die Informationen bezüglich der zweiten Fahrzeuglage des zweiten Fahrzeugs (300) verwendet, um die Ausgleichsberechnung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) durchzuführen, um das Korrektursignal bei Bedarf an den Monitor (101) auszugeben, um die Visualisierung auf dem Monitor (101) zu stabilisieren, sobald das Fahrzeug (100) die Position der entsprechenden Positionsangabe erreicht hat.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Schritt, in dem Informationen über eine bevorstehende Erschütterung des Fahrzeugs (100) über einen weiteren Detektor (104) des Fahrzeugs (100) empfangen werden und diese Informationen für die Ausgleichsberechnung verwendet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs (100) Informationen bezüglich einer aktuellen Fahrzeuglage zusammen mit einer aktuellen Positionsangabe des Fahrzeugs (100), insbesondere bei Überschreiten eines vorab bestimmten Werts der Fahrzeuglage, an eine Ferneinrichtung und/oder ein zweites Fahrzeug (300) sendet.
  13. Computerlesbares Speichermedium, welches Instruktionen enthält, die eine Rechnereinheit eines Fahrzeugs (100), dazu veranlassen ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 10 bis 12 zu implementieren.
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