DE102019220205A1

DE102019220205A1 - Adaptive adjustment of an optical output to the eyesight

Info

Publication number: DE102019220205A1
Application number: DE102019220205.5A
Authority: DE
Inventors: Laura von Wangenheim; Jörn Michaelis; Gloria Pöhler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Ein optoelektronisches System (18) am oberen Mittelteil der Frontscheibe erfasst die Dioptrie-Werte des Fahrers (26) bei Antritt der Fahrt. Das System (18) verarbeitet diese Werte algorithmisch und sendet ein Signal an den Board-Computer. Dieser passt automatisch die Schrift- und Bildgröße an den Nutzer an. Die Anpassung betrifft nicht nur die statische Ausgangssituation, sondern betrifft auch die dynamischen Bewegungen des Fahrers (26) bezogen auf das System (18). Die Schärfe des Displays ändert sich bei Veränderung des Abstandes zwischen Fahrer (26) und Display (22) auf Basis der Dioptrie-Werte. Da sich Dioptrie-Werte selbst ändern können und die Sehfähigkeit des Fahrers (26) auch von Tages- und Nachtbedingungen und Müdigkeitsgrad abhängen, ist es unbedingt erforderlich, nicht nur die statischen Ausgangswerte bei Antritt der Fahrt festzuhalten, sondern gleichzeitig diesen zusätzlichen Bedingungen durch ein regelmäßiges Scanning mittels Refraktionsmessung aus der Distanz Rechnung zu tragen. Insofern sind das optoelektronische System (18) und der Fahrer (26) in einem ständigen Lernprozess, vorzugsweise mittels einer künstlichen Intelligenz Kl. Auf diese Weise bildet sich eine völlig neue, sehr individualisierte Bindung zwischen Fahrzeug (24) und Fahrer (26) heraus.An optoelectronic system (18) on the upper middle part of the windscreen records the diopter values of the driver (26) when starting the journey. The system (18) processes these values algorithmically and sends a signal to the board computer. This automatically adapts the font and image size to the user. The adaptation relates not only to the static initial situation, but also relates to the dynamic movements of the driver (26) in relation to the system (18). The sharpness of the display changes when the distance between driver (26) and display (22) changes based on the diopter values. Since diopter values can change themselves and the driver's vision (26) also depends on day and night conditions and the level of fatigue, it is essential not only to record the static starting values when starting the journey, but also to take these additional conditions into account at the same time Scanning by means of refraction measurement from a distance. In this respect, the optoelectronic system (18) and the driver (26) are in a constant learning process, preferably by means of an artificial intelligence K1. In this way, a completely new, very individualized bond is formed between the vehicle (24) and the driver (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug sowie ein entsprechendes System und Verfahren.The invention relates to a device for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle and a corresponding system and method.

Durch den demographischen Wandel werden immer mehr ältere Menschen oder auch Menschen mit einer Sehschwäche Teilnehmer am Straßenverkehr sein. Traditionell tragen diese Gruppierungen eine Sehhilfe, die auch beim Führerscheintest geprüft wird. Ein Abstand zu Displays im Kraftfahrzeug ändert sich, insbesondere beim hochautomatisierten Fahren, also Level 3 bis Level 5, vergleichsweise häufig (Abstand zum Mittendisplay-Kombiinstrument und AR HUD; Augmente Reality Head Up Display). Bei einer traditionellen Sehhilfe ist keine Möglichkeit gegeben, die entsprechenden Korrektionswerte, im allgemeinen Sprachgebrauch als Dioptrie bekannt, anzupassen.Due to demographic change, more and more elderly people or people with poor eyesight will be participating in road traffic. Traditionally, these groups wear a visual aid, which is also checked during the driver's license test. The distance to displays in the motor vehicle changes comparatively frequently, especially in highly automated driving, i.e. level 3 to level 5 (distance to the center display combination instrument and AR HUD; Augmente Reality Head Up Display). With a traditional visual aid, there is no possibility of adjusting the corresponding correction values, known in common parlance as diopters.

Diese Situation intensiviert sich, wenn der Anteil von fahrfremden Tätigkeiten zunimmt. Da mit zunehmendem Automatisierungs-Level sowohl der Fahrersitz auf 38 Grad Neigung oder Liegeposition verstellt werden kann, als auch eine Vielzahl von weiteren Displays im oberen Bereich der Frontscheibe und im vorderen Bereich des Himmels angebracht werden können, erhöhen sich die Anforderungen an das Sehen. Bei einem Automatisierungslevel von 4 und 5 erweitern sich diese Anforderungen auf alle Fahrzeuginsassen, da ab diesem Level eine Anbringung entsprechender Displays nicht nur vom Fahrersitz her definiert wird, sondern im ganzen Fahrzeug Display angebracht werden können. Ein Fahrzeug kann hierbei zu einer Art fahrender Lounge werden.This situation intensifies when the proportion of non-driving activities increases. As the level of automation increases, the driver's seat can be adjusted to a 38 degree incline or lying position, and a large number of other displays can be installed in the upper area of the windshield and in the front area of the sky, the demands on vision increase. At an automation level of 4 and 5, these requirements are extended to all vehicle occupants, since from this level onwards, appropriate displays are not only defined from the driver's seat, but can also be installed throughout the vehicle. A vehicle can become a kind of moving lounge.

Aus der Druckschrift DE 10 2013 221 171 A1 ist eine automatische Anpassung von Funktionen in einem Fahrzeug an einen Fahrer des Fahrzeugs bekannt. Es wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Sehfähigkeit eines Fahrers des Fahrzeugs zu ermitteln. Des Weiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, ein oder mehrere Funktionen des Fahrzeugs an die ermittelte Sehfähigkeit des Fahrers anzupassen.From the pamphlet DE 10 2013 221 171 A1 an automatic adaptation of functions in a vehicle to a driver of the vehicle is known. A control unit for a vehicle is described. The control unit is set up to determine a visual ability of a driver of the vehicle. Furthermore, the control unit is set up to adapt one or more functions of the vehicle to the determined visual ability of the driver.

Aus der Druckschrift DE 101 53 397 A1 ist eine Vorrichtung und Verfahren bekannt, die ein System beschreiben zur Refraktionsmessung (aus der Distanz) mittels einer „Distanzrefraktionsoptik“, einer Distanzakkommodationsoptik und einer Elektronik beziehungsweise dessen Regelkreis zur dynamischen Einstellung von Beleuchtungsintensität des Messsignals und Probandendistanzmesssystem. Weiterhin beinhaltet die Vorrichtung die Realisierung der Messstrecke in einem Gehäuse zur wahlweisen Einbringung des Messkopfs.From the pamphlet DE 101 53 397 A1 A device and method are known which describe a system for refraction measurement (from a distance) by means of “distance refraction optics”, distance accommodation optics and electronics or its control circuit for dynamic setting of the illumination intensity of the measurement signal and subject distance measurement system. The device also includes the implementation of the measuring section in a housing for the optional introduction of the measuring head.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur verbesserten optischen Darstellung von Inhalten auf einem Anzeigegerät in einem Kraftfahrzeug zu schaffen. Insbesondere soll eine individuelle und variable Anpassung an verschiedene Faktoren erreicht werden.The invention is now based on the object of creating a possibility for an improved visual representation of content on a display device in a motor vehicle. In particular, an individual and variable adaptation to various factors should be achieved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug, mit:

einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Sensorsignals mit Informationen zu einer Sehstärke eines Insassen des Kraftfahrzeugs;
einer Analyseeinheit zum Ermitteln einer Sehstärke des Insassen auf Basis der Sensordaten und Erstellen eines Steuerbefehls für ein Anzeigegerät in Reaktion auf eine ermittelte Sehstärke des Insassen, wobei der Steuerbefehl eine auf die Sehstärke des Insassen angepasste optische Ausgabe mittels des Anzeigegeräts bewirkt; und
einer Ausgangsschnittstelle zum Übermitteln des Steuerbefehls an ein Anzeigegerät; wobei der Steuerbefehl die optische Ausgabe während einer zumindest teilweisen autonomen Fahrt des Kraftfahrzeugs bewirkt.

This object is achieved by a device for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle, with:

an input interface for receiving a sensor signal with information on a visual acuity of an occupant of the motor vehicle;
an analysis unit for determining a visual strength of the occupant on the basis of the sensor data and generating a control command for a display device in response to a determined visual strength of the occupant, the control command causing an optical output adapted to the visual strength of the occupant by means of the display device; and
an output interface for transmitting the control command to a display device; wherein the control command causes the optical output during an at least partially autonomous drive of the motor vehicle.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug, mit:

einer Vorrichtung wie vorstehend definiert;
einer Kamera zur Aufnahme eines Insassen des Kraftfahrzeugs; und
einem Anzeigegerät zur Anzeige einer optischen Ausgabe.

The object is also achieved by a system for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle, with:

a device as defined above;
a camera for recording an occupant of the motor vehicle; and
a display device for displaying an optical output.

Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug, mit den Schritten:

Empfangen eines Sensorsignals mit Informationen zu einer Sehstärke eines Insassen des Kraftfahrzeugs;
Ermitteln einer Sehstärke des Insassen auf Basis der Sensordaten;
Erstellen eines Steuerbefehls für ein Anzeigegerät in Reaktion auf eine ermittelte Sehstärke des Insassen, wobei der Steuerbefehl eine auf die Sehstärke des Insassen angepasste optische Ausgabe mittels des Anzeigegeräts bewirkt; und
Übermitteln des Steuerbefehls an ein Anzeigegerät; wobei der Steuerbefehl die optische Ausgabe während einer zumindest teilweisen autonomen Fahrt des Kraftfahrzeugs bewirkt.

Ein weiterer Aspekt der Erdfindung betrifft ein Computer-Programm.Finally, the object is achieved by a method for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle, with the steps:

Receiving a sensor signal with information on a visual acuity of an occupant of the motor vehicle;
Determining a visual acuity of the occupant based on the sensor data;
Generating a control command for a display device in response to a determined visual strength of the occupant, the control command causing an optical output adapted to the visual strength of the occupant by means of the display device; and
Transmitting the control command to a display device; wherein the control command causes the optical output during an at least partially autonomous drive of the motor vehicle.

Another aspect of finding the earth relates to a computer program.

Mittels der Vorrichtung ist eine Anpassung der optischen Ausgabe bei flexiblen Distanzen möglich. Das wirkt sich insbesondere auf das Wohlbefinden während der Fahrt aus und erhöht in entscheidendem Maße die Sicherheit der Insassen und anderer Verkehrsteilnehmer. Vorzugsweise kann die Vorrichtung in allen Fahrzeugen, in denen die Position des Fahrersitzes während der hochautomatisierten und autonomen Fahrt (Level 3+) veränderbar ist und die Sicherheitsstandards (Anschnallen) eingehalten werden müssen, Anwendung finden. Durch das Verwenden einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Sensorsignals mit Informationen zu einer Sehstärke eines Insassen des Kraftfahrzeugs, kann eine technisch einfache und kostengünstige Vorrichtung geschaffen werden. Vorzugsweise können Sensorsignale von Sensoren empfangen werden, die bereits im Kraftfahrzeug verbaut sind. Somit kann die Vorrichtung in bereits bestehende Infotainmentsysteme integriert werden. Ein Steuerbefehl für ein Anzeigegerät ermöglicht eine verbesserte Visualisierung von Informationen. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht. Mittels einer Ausgangsschnittstelle können bereits im Kraftfahrzeug verbaute Komponenten zur Anzeige genutzt werden. Ferner ist es denkbar, ein Anzeigegerät nachzurüsten und/oder mehrere Anzeigegeräte kombiniert zu verwenden.The device can be used to adapt the optical output for flexible distances. This has a particular effect on the well-being while driving and increases the safety of the occupants and other road users to a decisive extent. The device can preferably be used in all vehicles in which the position of the driver's seat can be changed during highly automated and autonomous driving (level 3+) and the safety standards (buckle up) must be observed. A technically simple and inexpensive device can be created by using an input interface to receive a sensor signal with information on the visual acuity of an occupant of the motor vehicle. Sensor signals can preferably be received from sensors that are already installed in the motor vehicle. The device can thus be integrated into existing infotainment systems. A control command for a display device enables an improved visualization of information. Road safety is increased. Components already installed in the motor vehicle can be used for display by means of an output interface. It is also conceivable to retrofit a display device and / or to use a plurality of display devices in combination.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Installation in ein Kraftfahrzeug ausgebildet und vorzugsweise Teil eines Bordcomputers, Navigationssystems und/oder Infotainmentsystems ist. Hierdurch kann der Komfort bei einer Autofahrt deutlich erhöht werden, insbesondere ist keine zusätzliche Einheit im Kraftfahrzeug vorhanden. Vorzugsweise kann die Vorrichtung aber auch als eine Art Nachrüstlösung für bereits erworbene Fahrzeuge angeboten werden.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the device is designed for installation in a motor vehicle and is preferably part of an on-board computer, navigation system and / or infotainment system. As a result, the comfort when driving a car can be significantly increased; in particular, there is no additional unit in the motor vehicle. Preferably, however, the device can also be offered as a type of retrofit solution for vehicles that have already been purchased.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Sensorsignals in Form einer, vorzugsweise fortlaufenden, Kameraaufnahme ausgebildet ist, wobei das Sensorsignal Informationen bezüglich einer Helligkeit in einer Umgebung des Insassen, einer Lidschlussfrequenz des Insassen, einer Interaktion zwischen einem Fahrzeugsystem und einem Insassen einer Sitzhaltung und/oder Kopfneigung des Insassen, umfassen. Hierdurch kann die Ermittlung der Sehstärke fortlaufend erfolgen und eine optische Ausgabe fortlaufend optimiert werden. Das Wohlbefinden des Insassen wird erhöht. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the input interface is designed to receive a sensor signal in the form of a, preferably continuous, camera recording, the sensor signal information relating to a brightness in the vicinity of the occupant, an eyelid closing frequency of the occupant, an interaction between a vehicle system and an occupant of a sitting posture and / or head tilt of the occupant. In this way, the eyesight can be determined continuously and an optical output can be continuously optimized. The occupant's well-being is increased.

Ferner kann eine bereits für ein anderes System im Kraftfahrzeug befindliche Kamera verwendet werden, da vorzugsweise keine Modifikation der Kamera erfolgen muss.Furthermore, a camera that is already located in the motor vehicle for another system can be used, since the camera preferably does not have to be modified.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerbefehl eine optische Ausgabe mit einer an die Sehstärke des Insassen angepassten Symbolgröße, Symbolschärfe, Symbolfarbe und/oder Symbolkontrast umfasst. Hierdurch kann technisch einfach und vorzugsweise mit geringem Rechenaufwand eine Anpassung der optischen Ausgabe erfolgen. Die Vorrichtung kann mit geringer Rechenleistung und folglich kosten- und energieeffizient ausgeführt werden.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the control command includes an optical output with a symbol size, symbol sharpness, symbol color and / or symbol contrast adapted to the visual acuity of the occupant. In this way, the optical output can be adapted in a technically simple manner and preferably with little computing effort. The device can be implemented with low computing power and consequently cost-effectively and energy-efficiently.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstelle dazu ausgebildet ist, Ortsinformationen eines Ortssensors mit Informationen bezüglich einer Position des Insassen im Kraftfahrzeug, zu empfangen, wobei die Analyseeinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis der Ortsinformationen einen Abstand zwischen dem Anzeigegerät und dem Insassen zu ermitteln und einen Steuerbefehl zu erstellen, der eine an den Abstand des Insassen zum Anzeigegerät angepasste optische Ausgabe auf dem Anzeigegerät bewirkt. Vorzugsweise kann eine Ortsinformation mit einer Kamera ermittelt werden. Durch das positionsabhängige Anpassen kann gewährleistet werden, dass zu jeder Zeit eine optimale optische Ausgabe erfolgt. Insbesondere kann das Vertrauen in die Vorrichtung verbessert werden.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the input interface is designed to receive location information from a location sensor with information relating to a position of the occupant in the motor vehicle, the analysis unit being designed to determine a distance between the display device and the To determine occupants and to create a control command that causes an optical output on the display device that is adapted to the distance between the occupant and the display device. Location information can preferably be determined with a camera. The position-dependent adjustment can ensure that an optimal optical output takes place at all times. In particular, confidence in the device can be improved.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyseeinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf einer Änderung der Sehstärke eines Insassen einen Steuerbefehl zu erstellen, der eine Ausgabe eines Hinweises einen Augenarzt aufzusuchen bewirkt, wobei die Analyseeinheit vorzugsweise dazu ausgebildet ist, einen weiteren Steuerbefehl für eine Kommunikationseinheit zu erstellen, der eine automatisierte Terminvereinbarung bei einem Augenarzt bewirkt. Hierdurch kann frühzeitig auf einen sich verändernden Gesundheitszustand des Insassen reagiert werden. Insbesondere kann dem Insassen mit einer Diagnose beziehungsweise einer Messung stichhaltig nachgewiesen werden, dass sich sein Sehschärfe verschlechtert hat. Da sich die Sehschärfe mithin schleichend ändert und der Insasse dies nicht zwangsläufig selbst feststellt, kann hierdurch das Wohlbefinden und der Gesundheitszustand verbessert überwacht werden. Dem Insassen wird ein Hilfsmittel zur Überwachung seiner Sehschärfe an die Hand gegeben. Es versteht sich, dass eine derartige Überwachung sowohl für Insassen mit Sehhilfe als auch für Insassen ohne Sehhilfe geeignet ist. Eine solche Anpassung ist darüber hinaus auch für Insassen ohne Sehhilfe gedacht, da die Belastung an das Sehen bei Änderung der Sitzposition zum Display minimiert wird (automatische Vergrößerung der Schrift, Anpassung der Auflösung des Display).In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the analysis unit is designed to generate a control command based on a change in the eyesight of an occupant, which causes an indication to visit an ophthalmologist to be output, the analysis unit preferably being designed to issue a further control command for a communication unit that causes an automated appointment to be made with an ophthalmologist. In this way, it is possible to react to a changing state of health of the occupant at an early stage. In particular, it can be conclusively proven to the occupant with a diagnosis or a measurement that his visual acuity has deteriorated. Since the visual acuity changes gradually and the occupant does not necessarily determine this himself, the well-being and the state of health can be monitored in an improved manner. The inmate is given an aid to monitor his or her visual acuity. It goes without saying that such monitoring is suitable both for occupants with visual aids and for occupants without visual aids. Such an adaptation is also intended for occupants without visual aids, since the stress on seeing when changing the sitting position in relation to the display is minimized (automatic enlargement of the text, adaptation of the resolution of the display).

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schritte des Verfahrens mit einer vordefinierten Wiederhohlrate durchgeführt werden und vorzugsweise eine Mustererkennung in Form einer angewandten künstlichen Intelligenz stattfindet, um die Gewohnheiten eines Insassen verbessert zu erfassen. Da sich die Dioptrie-Werte selbst ändern können und die Sehfähigkeit des Insassen auch von Tages- und Nachtbedingungen und Müdigkeitsgrad abhängen, ist es vorteilhaft, nicht nur die statischen Ausgangswerte bei Antritt der Fahrt festzuhalten, sondern gleichzeitig diesen zusätzlichen Bedingungen durch ein regelmäßiges Scanning mittels Refraktionsmessung aus der Distanz, Rechnung zu tragen. Insofern sind das optoelektronische System und der Insasse in einem ständigen Lernprozess. Auf diese Weise bildet sich eine völlig neue, sehr individualisierte Bindung zwischen Kraftfahrzeug und Insassen heraus.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the steps of the method are carried out with a predefined repetition rate and pattern recognition preferably takes place in the form of an applied artificial intelligence in order to record the habits of an occupant in an improved manner. Since the diopter values can change themselves and the occupant's vision also depends on day and night conditions and the level of fatigue, it is advantageous not only to record the static starting values when starting the journey, but also to record these additional conditions at the same time through regular scanning using refraction measurements from a distance to take into account. In this respect, the optoelectronic system and the occupant are in a constant learning process. In this way, a completely new, very individualized bond is formed between the motor vehicle and its occupants.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention emerge from the other features mentioned in the subclaims.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Auch wenn zum besseren Verständnis der Erfindung die Vorteile insbesondere für Menschen mit einer Sehschwäche erläutert wurden, versteht sich, dass die Erfindung auch vorteilhaft für Menschen ohne Sehschwäche verwendet werden kann. Ein Fachmann erkennt insbesondere, dass der Begriff Sehstärke in der vorliegenden Anmeldung als das Sehvermögen eines Insassen anzusehen ist. Insbesondere ist der Begriff Sehstärke nicht anonym zu Sehschwäche sondern vielmehr als Sehvermögen und bevorzugt unabhängig davon, ob eine Sehhilfe benötigt wird oder nicht, zu verstehen.Even if the advantages have been explained, in particular for people with impaired vision, for a better understanding of the invention, it is understood that the invention can also be used advantageously for people without impaired vision. A person skilled in the art recognizes in particular that the term eyesight in the present application is to be regarded as the eyesight of an occupant. In particular, the term visual acuity is not anonymous to visual impairment but rather to be understood as vision and preferably regardless of whether a visual aid is required or not.

Unter autonomem Fahren, auch bekannt als automatisches Fahren beziehungsweise automatisiertes Fahren ist die Fortbewegung von Fahrzeugen und fahrerlosen Transportsystemen zu verstehen. Der Grad der Automatisierung wird oft in den folgenden Stufen wiedergegeben. Stufe 0: Keine Automation. Der Fahrer lenkt, beschleunigt und bremst selbst. Stufe 1: Das Auto verfügt über einzelne unterstützende Systeme wie Antiblockiersystem (ABS) oder Elektronisches Stabilitätsprogramm (EPS), die selbsttätig eingreifen. Stufe 2: Automatisierte Systeme übernehmen Teilaufgaben (zum Beispiel: adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurwechselassistent, automatische Notbremsung). Der Fahrer behält aber die Hoheit über das Kraftfahrzeug und die Verantwortung. Stufe 3: Das Auto kann streckenweise selbsttätig beschleunigen, bremsen und lenken (bedingte Automation). Bei Bedarf fordert das System den Fahrer auf, die Kontrolle zu übernehmen. Stufe 4: In Normalbetrieb kann das Kraftfahrzeug vollständig autonom fahren. Der Fahrer hat aber die Möglichkeit einzugreifen und das System zu „überstimmen“. Stufe 5: Vollautomatisierter, autonomer Betrieb des Fahrzeugs ohne die Möglichkeit (und Notwendigkeit) des Eingreifens durch den Fahrer. Vorliegend sind vorzugsweise alle vorgenannten Stufen größer gleich der Stufe 3 als autonomes Fahren im Sinne der Anmeldung zu verstehen.Autonomous driving, also known as automatic driving or automated driving, refers to the movement of vehicles and driverless transport systems. The degree of automation is often expressed in the following levels. Level 0: No automation. The driver steers, accelerates and brakes himself. Level 1: The car has individual support systems such as the anti-lock braking system (ABS) or the electronic stability program (EPS), which intervene automatically. Level 2: Automated systems take on partial tasks (for example: adaptive cruise control, lane change assistant, automatic emergency braking). However, the driver retains sovereignty over the vehicle and responsibility. Level 3: The car can automatically accelerate, brake and steer in parts (conditional automation). If necessary, the system asks the driver to take control. Level 4: In normal operation, the motor vehicle can drive completely autonomously. However, the driver has the option to intervene and "overrule" the system. Level 5: Fully automated, autonomous operation of the vehicle without the possibility (and necessity) of intervention by the driver. In the present case, all of the aforementioned levels greater than or equal to level 3 are preferably to be understood as autonomous driving within the meaning of the application.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems;
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems in einem Fahrzeug; und
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic representation of a device for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle;
2 a schematic representation of a system according to the invention;
3 a schematic representation of a system according to the invention in a vehicle; and
4th a schematic representation of a method according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Eingangsschnittstelle 12, eine Analyseeinheit 14 und eine Ausgangsschnittstelle 16. 1 shows a schematic representation of a device 10 for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle. The device 10 includes an input interface 12th , an analysis unit 14th and an output interface 16 .

Die Eingangsschnittstelle 12 ist dazu ausgebildet, ein Sensorsignal mit Informationen zu einer Sehstärke eines Insassen des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Das Sensorsignal kann beispielsweise von einem Fahrzeugsensor wie einer Innenraumkamera stammen. Zum Empfangen ist die Eingangsschnittstelle 12 vorzugsweise an ein fahrzeuginternes Übertragungsnetz angeschlossen. Ferner kann die Eingangsschnittstelle 12 auch zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet sein oder mit einem proprietären, beispielsweise kabelgebundenen, Übertragungsnetz verbunden sein.The input interface 12th is designed to receive a sensor signal with information on a visual acuity of an occupant of the motor vehicle. The sensor signal can originate, for example, from a vehicle sensor such as an interior camera. The input interface is used for receiving 12th preferably connected to an in-vehicle transmission network. Furthermore, the input interface 12th also be designed for wireless communication or be connected to a proprietary, for example wired, transmission network.

Die Analyseeinheit 14 ist dazu ausgebildet, eine Sehstärke des Insassen auf Basis der Sensordaten zu ermitteln und einen Steuerbefehl für ein Anzeigegerät in Reaktion auf eine ermittelte Sehstärke des Insassen zu erstellen. Der Steuerbefehl bewirkt eine auf die Sehstärke des Insassen angepasste optische Ausgabe mittels des Anzeigegeräts.The analysis unit 14th is designed to determine a visual strength of the occupant on the basis of the sensor data and to create a control command for a display device in response to a determined visual strength of the occupant. The control command causes an optical output adapted to the eyesight of the occupant by means of the display device.

Die Ausgangsschnittstelle 16 ist dazu ausgebildet, den Steuerbefehl an das Anzeigegerät zu übermitteln. Die Ausgangsschnittstelle 16 kann analog zur Eingangsschnittstelle 12 zur Kommunikation ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Eingangsschnittstelle 12 und die Ausgangschnittstelle 16 auch kombiniert als Kommunikationsschnittstelle zum Senden und Empfangen ausgebildet sein können.The output interface 16 is designed to transmit the control command to the display device. The output interface 16 can be analogous to the input interface 12th be trained to communicate. It goes without saying that the Input interface 12th and the output interface 16 can also be designed as a combined communication interface for sending and receiving.

Es versteht sich, dass die Vorrichtung 10 zur Installation in ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Ferner kann die Vorrichtung 10 auch Teil eines Bordcomputers, Navigationssystems und/oder Infotainmentsystems sein.It is understood that the device 10 is designed for installation in a motor vehicle. Furthermore, the device 10 also be part of an on-board computer, navigation system and / or infotainment system.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 18. Das System 18 umfasst eine Vorrichtung 10 wie zuvor definiert, einen Sensor 20 in Form einer Kamera und ein Anzeigegerät 22 in Form eines Bildschirms. 2 shows a schematic representation of a system according to the invention 18th . The system 18th includes a device 10 as previously defined, a sensor 20th in the form of a camera and a display device 22nd in the form of a screen.

Es versteht sich, dass der Sensor 20 in Form der Kamera und das Anzeigegerät 22 in Form des Bildschirms nur beispielhaft gewählt sind, um die Erfindung zu beschreiben. Insbesondere können alle im Stand der Technik bekannten Sensoren 20, die eine Messung der Sehstärke erlauben und alle im Stand der Technik bekannten Anzeigegeräte 22 Anwendung finden.It goes without saying that the sensor 20th in the form of the camera and the display device 22nd in the form of the screen are chosen only by way of example to describe the invention. In particular, all sensors known in the prior art can 20th , which allow a measurement of the eyesight and all display devices known in the prior art 22nd Find application.

Die Vorrichtung 10 empfängt Sensordaten von einer Kamera, die beispielsweise an einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und einen Insassen des Kraftfahrzeugs erfasst.The device 10 receives sensor data from a camera which is arranged, for example, on a windshield of a motor vehicle and detects an occupant of the motor vehicle.

Auf Basis der Sensordaten erstellt die Vorrichtung 10 einen Steuerbefehl für das Anzeigegerät 22 und bewirkt so ein Ausgeben einer optimierten optische Ausgabe in Reaktion auf eine ermittelte Sehstärke eines Insassen. Das Anzeigegerät 22 kann beispielsweise ein Bildschirm des Infotainmentsystems sein.The device creates based on the sensor data 10 a control command for the display device 22nd and thus causes an optimized optical output to be output in response to a determined visual acuity of an occupant. The display device 22nd can for example be a screen of the infotainment system.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 18 in einem Kraftfahrzeug 24. Das erfindungsgemäße System 18 umfasst einen Sensor 20 in Form einer Kamera, eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 und ein Anzeigegerät 22. 3 shows a schematic representation of a system according to the invention 18th in a motor vehicle 24 . The system according to the invention 18th includes a sensor 20th in the form of a camera, a device according to the invention 10 and a display device 22nd .

Die Vorrichtung 10 empfängt ein Sensorsignal mit Informationen zu einer Sehstärke eines Insassen 26 des Kraftfahrzeugs 24. In dem gezeigten Beispiel, ist das System 18 als Teil eines Infotainmentsystems ausgebildet. Es versteht sich, dass das System 18 auch als eigenständige Einheit ausgebildet sein kann.The device 10 receives a sensor signal with information about a visual acuity of an occupant 26th of the motor vehicle 24 . In the example shown, the system is 18th designed as part of an infotainment system. It goes without saying that the system 18th can also be designed as an independent unit.

Auf Basis des Sensorsignals erstellt die Vorrichtung 10 einen Steuerbefehl für das Anzeigegerät 22 und bewirkt so ein Ausgeben einer verbesserten optischen Ausgabe auf dem Anzeigegerät 22.The device creates based on the sensor signal 10 a control command for the display device 22nd thus causing an improved optical output to be output on the display device 22nd .

In dem gezeigten Beispiel ist das Anzeigegerät 22 an einem Seitenspiegel, an einer Mittelkonsole und/oder einer Frontscheibe angeordnet. Es versteht sich, dass auch andere Anbringungsorte vorgesehen sein können. Hierdurch kann das System 18 variabel und individuell für einen Insassen 26 ausgebildet werden.In the example shown, the display device is 22nd arranged on a side mirror, on a center console and / or a windshield. It goes without saying that other locations can also be provided. This allows the system 18th variable and individual for one occupant 26th be formed.

Ein Insasse 26 in Form eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 24 kann, ohne weiteres Zubehör verwenden zu müssen, von der Erfindung profitieren und bekommt eine verbesserte optische Ausgabe angezeigt.An inmate 26th in the form of a driver of the motor vehicle 24 can, without having to use additional accessories, benefit from the invention and get an improved optical output displayed.

Zudem kann ein weiterer Insasse 26 beispielsweise rückwärts-gerichtet auf ein Anzeigegerät 22 schauen. Eine derartige Konfiguration ist insbesondere für voll autonome Kraftfahrzeuge 24 vorteilhaft, da hier die bisher bekannten Sitzpositionen und Orientierungen keine Anwendung finden. Insbesondere können die Sitzpositionen und Orientierungen nahezu frei gewählt werden, da keine Fahrzeugfunktionen mehr gesteuert werden müssen und vorzugsweise kein Eingreifen von einem Insassen 26 mehr nötig sein wird.Another inmate can also 26th for example, backwards-directed towards a display device 22nd watch. Such a configuration is particularly useful for fully autonomous motor vehicles 24 advantageous because the previously known seating positions and orientations are not used here. In particular, the seat positions and orientations can be selected almost freely, since vehicle functions no longer have to be controlled and preferably no intervention by an occupant 26th more will be needed.

Ferner kann eine künstliche Intelligenz im System 18 vorgesehen sein. Dadurch gibt die Erfindung dem Insassen 26 die Möglichkeit, mit dem System 18 zu interagieren und damit direkten Einfluss auf die Auslegung des Systems 18 zu nehmen. Das System 18 lernt, die unterschiedlichen Gewohnheiten in der Körperhaltung des Insassen 26 in seine algorithmischen Zeichen zu integrieren und sich damit zu verändern.Furthermore, an artificial intelligence in the system 18th be provided. This gives the invention to the occupant 26th the possibility of using the system 18th to interact and thus have a direct influence on the design of the system 18th to take. The system 18th learns the different habits in the occupant's posture 26th to integrate into his algorithmic signs and thus to change.

Vorzugsweise wird durch das System 18 standardisiert vor Fahrtantritt eine Ermittlung der Sehstärke mittels einer Refraktionsmessung aus der Distanz vorgenommen. Das Target, also der Messpunkt zur Refraktionsmessung kann „virtuell“ auf verschiedene „Distanzen“ des Auges eingestellt werden. So kann das System 18 optimal arbeiten.Preferably through the system 18th a standardized method of determining the visual acuity by means of a refraction measurement from a distance before the start of the journey. The target, i.e. the measuring point for the refraction measurement, can be set “virtually” to different “distances” of the eye. So can the system 18th work optimally.

Dabei können beispielsweise drei technische Systeme interagieren: Der Sensor in Form einer Kamera, die Vorrichtung in Form eines Refraktionsmessgeräts und eines Board-Computers. Vorzugsweise kann eine vollständige Integration des Refraktionsmessgeräts in die Kamera erfolgen.For example, three technical systems can interact: the sensor in the form of a camera, the device in the form of a refraction measuring device and a board computer. The refraction measuring device can preferably be fully integrated into the camera.

Die Kamera misst Helligkeit und Licht sowie die Müdigkeit mittels Lidschlussfrequenz des Insassen 26. Da diese Angaben schon heute in den Fahrzeugen existieren, können sie ebenso als Ausgangsgröße vorausgesetzt werden. Wenn der Insasse 26 einen Neigungswinkel der Sitzposition, beispielsweise auf 38 Grad eingenommen hat, verändert sich die Distanz zwischen Auge und Anzeigegerät 22. Solche Distanzveränderungen sind in den unterschiedlichsten Sitzpositionen möglich. Die Kamera nimmt diese Veränderungen wahr. Die Kamera leitet die Signale an den Bord-Computer, der den neuen Abstand zu den Anzeigegeräten ermittelt. Ein Algorithmus berechnet die neuen Werte und integriert sie ins System 18. Automatisch werden die Anzeigegeräte 22, beispielsweise in ihrer Schärfe, angepasst.The camera measures brightness and light as well as fatigue using the occupant's eyelid closing frequency 26th . Since this information already exists in vehicles today, it can also be assumed as an output variable. When the inmate 26th has assumed an angle of inclination of the sitting position, for example to 38 degrees, the distance between the eye and the display device changes 22nd . Such changes in distance are in the different seating positions possible. The camera perceives these changes. The camera forwards the signals to the on-board computer, which determines the new distance to the display devices. An algorithm calculates the new values and integrates them into the system 18th . The display devices will be automatic 22nd , for example in their sharpness adjusted.

Zusätzlich können individuelle Sehfähigkeiten, die vom mentalen Zustand des Insassen 26 abhängig sind, mit in die Interaktion zwischen System 18 und Insassen 26 aufgenommen werden. Hierzu scannt die Kamera eine Sitzhaltung und Kopfneigung des Insassen 26, um ein optimales Bild auf den Anzeigegeräten 22 einzustellen.Additionally, individual visual skills can vary depending on the mental state of the occupant 26th are dependent on in the interaction between system 18th and inmates 26th be included. To do this, the camera scans the occupant's sitting posture and head tilt 26th to get an optimal picture on the display devices 22nd to adjust.

Darüber hinaus scannt die Kamera, ob sich der Dioptrie-Wert des Insassen 26 bei Müdigkeit verändert. Bei Abnahme der Sehfähigkeit während der Fahrt korrigiert das System 18 automatisch die Displayanzeige, beispielsweise durch Modifikation von Farbe, Kontrast und/oder Schrift- und Bildgröße.In addition, the camera scans to see if the diopter value of the occupant is up 26th changed when tired. If the eyesight deteriorates while driving, the system corrects it 18th automatically the display, for example by modifying the color, contrast and / or font and image size.

Für die hochautomatisierte Fahrt, also mit Level größer gleich 3, werden diese individualisierten Veränderungen vornehmlich für einen Insassen 26 in Form des Fahrers durchgeführt. Das System 18 lernt in der Extremsituation des Fahrers eine Vielfalt von Einstellungen kennen und diese Einstellungen algorithmisch zu bewerten.For the highly automated drive, i.e. with level greater than or equal to 3, these individualized changes are primarily for an occupant 26th carried out in the form of the driver. The system 18th In the extreme situation of the driver learns to know a variety of settings and to evaluate these settings algorithmically.

Ab Level 5, also vollautonomem Fahren, sollen diese Veränderungen für alle Fahrzeuginsassen möglich sein, da die Vielfalt möglicher Sitzpositionen erst auf diesem Level gesetzlich realisierbar sein wird.From level 5, i.e. fully autonomous driving, these changes should be possible for all vehicle occupants, as the variety of possible seating positions will only be legally feasible at this level.

Eine bevorzugte Variante im Rahmen dieses Systems 18 ist, dass das System 18 dem Fahrer vorschlägt, auf Grund veränderter Dioptrie-Werte einen Augenarzt aufzusuchen. Auf Grund der vorliegenden Kartendaten und der Vernetzung des Kraftfahrzeugs 24 kann es bei einem passenden Arzt auch gleich einen Termin vereinbaren.A preferred variant in the context of this system 18th is that the system 18th suggests to the driver to consult an ophthalmologist due to changed diopter values. Based on the available map data and the networking of the vehicle 24 they can also make an appointment with a suitable doctor.

In 4 sind schematisch die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Refraktionsbestimmung aus einer relativen Distanz in einem Kraftfahrzeug 24 gezeigt. In einem Schritt S1 wir ein Sensorsignal mit Informationen zu einer Sehstärke eines Insassen 26 des Kraftfahrzeugs 24 empfangen. In einem Schritt S2 wird eine Sehstärke des Insassen 26 auf Basis der Sensordaten ermittelt. In einem Schritt S3 wird ein Steuerbefehl für ein Anzeigegerät 22 in Reaktion auf eine ermittelte Sehstärke des Insassen 26 erstellt. Der Steuerbefehl bewirkt eine auf die Sehstärke des Insassen 26 angepasste optische Ausgabe mittels des Anzeigegeräts 22. In einem Schritt S4 wird der Steuerbefehl an das Anzeigegerät 22 übermittelt. Der Steuerbefehl bewirkt die optische Ausgabe während einer zumindest teilweisen autonomen Fahrt des Kraftfahrzeugs.In 4th are the steps of a method according to the invention for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle 24 shown. In a step S1 we receive a sensor signal with information on a visual acuity of an occupant 26th of the motor vehicle 24 receive. In a step S2, a visual acuity of the occupant is determined 26th determined on the basis of the sensor data. In a step S3, a control command for a display device 22nd in response to a determined visual acuity of the occupant 26th created. The control command affects the eyesight of the occupant 26th adapted optical output by means of the display device 22nd . In a step S4, the control command is sent to the display device 22nd transmitted. The control command causes the optical output during an at least partially autonomous drive of the motor vehicle.

Vorzugsweise werden die Schritte des Verfahrens mit einer vordefinierten Wiederholrate durchgeführt. Insbesondere findet eine Mustererkennung in Form einer angewandten künstlichen Intelligenz statt, um die Gewohnheiten eines Insassen 26 verbessert zu erfassen.The steps of the method are preferably carried out with a predefined repetition rate. In particular, pattern recognition takes place in the form of applied artificial intelligence to determine the habits of an occupant 26th improved capture.

Die Erfindung wurde ausführlich beschrieben. Mit der offenbarten Lehre können insbesondere durch wenigstens eine Ausführungsform die folgenden Vorteile erreicht und/oder Probleme gelöst werden:

Die Erfindung kann in jedem Kraftfahrzeug mit Infotainment und entsprechenden Sensoren zum Einsatz kommen und eignet sich beispielsweise auch als Nachrüstlösung.

The invention has been described in detail. With the teaching disclosed, the following advantages can be achieved and / or problems can be solved, in particular through at least one embodiment:

The invention can be used in any motor vehicle with infotainment and corresponding sensors and is also suitable, for example, as a retrofit solution.

Mittels der Erfindung können Menschen mit einer Sehschwäche Teilnehmer am Verkehr sein. Insbesondere da nur eine Interaktion mit einem System notwendig sein kann um einem autonom fahrenden Kraftfahrzeug ein gewünschtes Fahrziel zu vermitteln. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht, da Menschen mit einer Sehschwäche dazu animiert werden können, autonom anstatt selbst zu fahren.By means of the invention, people with poor eyesight can participate in traffic. In particular, since only one interaction with a system can be necessary in order to convey a desired destination to an autonomously driving motor vehicle. Road safety is increased because people with poor eyesight can be encouraged to drive autonomously instead of themselves.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Vorrichtungcontraption
1212th: EingangsschnittstelleInput interface
1414th: AnalyseeinheitAnalysis unit
1616: AusgangsschnittstelleOutput interface
1818th: Systemsystem
2020th: Sensorsensor
2222nd: AnzeigegerätDisplay device
2424: Fahrzeugvehicle
2626th: Insasseinmate
S1-S4S1-S4: VerfahrensschritteProcedural steps

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013221171 A1 [0004]
DE 10153397 A1 [0005]

Claims

A device (10) for determining the refraction from a relative distance in a motor vehicle (24), having: an input interface (12) for receiving a sensor signal with information on a visual acuity of an occupant (26) of the motor vehicle (24); an analysis unit (14) for determining a visual strength of the occupant (26) on the basis of the sensor data and generating a control command for a display device (22) in response to a determined visual strength of the occupant (26), wherein the control command is based on the visual strength of the occupant ( 26) causes adapted optical output by means of the display device (22); and an output interface (16) for transmitting the control command to a display device (22); characterized in that the control command effects the optical output during an at least partially autonomous drive of the motor vehicle (24).

Device (10) according to Claim 1 , characterized in that the device (10) is designed for installation in a motor vehicle (24) and is preferably part of an on-board computer, navigation system and / or infotainment system.

Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the input interface (12) is designed to receive a sensor signal in the form of a, preferably continuous, camera recording, the sensor signal being information relating to a brightness in the surroundings of the occupant (26), an eyelid closing frequency of the occupant (26), an interaction between a vehicle system and the occupant (26), a sitting posture and / or head tilt of the occupant (26).

Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control command comprises an optical output with a symbol size, symbol sharpness, symbol color and / or symbol contrast adapted to the visual acuity of the occupant (26).

Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the input interface (12) is designed to receive location information from a location sensor with information relating to a position of the occupant (26) in the motor vehicle (24), the analysis unit (14) is designed to determine a distance between the display device (22) and the occupant (26) on the basis of the location information and to create a control command that outputs an optical output that is adapted to the distance between the occupant (26) and the display device (22) Display device (22) causes.

Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis unit (14) is designed to create a control command based on a change in the visual acuity of an occupant (26) which causes a message to be output to visit an ophthalmologist, wherein the analysis unit (14) is preferably designed to generate a further control command for a communication unit that causes an automated appointment to be made with an ophthalmologist.

System (18) for determining refraction from a relative distance in a motor vehicle (24), comprising: a device (10) according to one of the Claims 1 to 6th ; a camera for recording an occupant (26) of the motor vehicle (24); and a display device (22) for displaying an optical output.

A method for determining the refraction from a relative distance in a motor vehicle (24), comprising the steps of: receiving (S1) a sensor signal with information on a visual acuity of an occupant (26) of the motor vehicle (24); Determining (S2) a visual acuity of the occupant (26) on the basis of the sensor data; Generating (S3) a control command for a display device (22) in response to a determined visual strength of the occupant (26), the control command causing an optical output adapted to the visual strength of the occupant (26) by means of the display device (22); and transmitting (S4) the control command to a display device (22); characterized in that the control command effects the optical output during an at least partially autonomous drive of the motor vehicle (24).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the steps (S1-S4) of the method are carried out with a predefined repetition rate and pattern recognition preferably takes place in the form of an applied artificial intelligence in order to better record the habits of an occupant (26).

Computer program with program code means to carry out all steps of a method according to one of the preceding Claims 8 or 9 to be carried out when the computer program is executed on a computer or a corresponding processing unit.