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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges und eine Fahrzeug-Benutzeroberfläche.
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In herkömmlichen Fahrzeugen kommen zumeist noch mechanische Schalter oder Taster für die Bedienung der Funktionen des Fahrzeuges zum Einsatz. Nachteilig an der Bedienung über Schalter und Taster ist, dass der Nutzer erst durch eine längere Bedienung des Tasters beziehungsweise Schalters das erwünschte Ergebnis erzielen kann. Beispielsweise ist es bei einer Sitzeinstellung notwendig, den Taster zum Anheben des Sitzes so lange gedrückt zu halten, bis die gewünschte Position erreicht ist.
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Moderne Fahrzeuge weisen zunehmend berührungsempfindliche Anzeigen zur Steuerung von Funktionen des Fahrzeuges auf. Im Vergleich zu herkömmlichen Schaltern und Tastern kann so das Bedienerlebnis verschiedenster Funktionen in einer Anzeigeeinheit zusammengefasst werden.
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Beispielsweise wird in der
DE 10 2018 132 909 A1 vorgeschlagen, ein Fahrzeug mit einer AR/VR-Vorrichtung auszurüsten, mittels der der Benutzer mit dem Fahrzeug kommunizieren und dieses steuern kann. Durch eine Erfassung von Bild- oder Videodaten eines Bereiches im Fahrzeuginnenraum können Steuersignale des Nutzers erfasst und an das Fahrzeug gesendet werden. Das Fahrzeug gibt als Reaktion eine über die Anzeigevorrichtung der AR/VR-Vorrichtung zu visualisierende Fahrzeugsteuergrafik beziehungsweise eine aktualisierte Fahrzeugsteuergrafik zurück. Die Anzeigeeinrichtung kann dabei eine berührungsempfindliche Anzeige oder auch eine Virtual Reality (VR) beziehungsweise Augmented Reality (AR) - Brille sein. Nachteilig an diesem System wird die Bedienung und Darstellung der Fahrzeugsteuergrafiken über eine berührungsempfindliche Anzeige oder eine AR/VR-Brille vom Nutzer nicht als natürlich Interaktion empfunden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges und eine Fahrzeug-Benutzeroberfläche vorzuschlagen, die ein vom Nutzer als natürliche Interaktion empfundenes Bedienerlebnis ermöglicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit einer Erfassungseinrichtung für Steuersignale und einer 3D-Anzeigeeinrichtung umfasst folgende Verfahrensschritte:
- In einem Schritt erfolgt ein Anzeigen einer 3D-Fahrzeugsteuergrafik mittels der 3D-Anzeigeeinrichtung. Die Anzeige erfolgt dabei bevorzugt in einem Bereich der für eine Person auf dem Fahrersitz gut ersichtlich und zugänglich ist. Dabei sind verschiedene 3D-Fahrzeugsteuergrafiken bevorzugt auf einer Speichereinrichtung hinterlegt. Jede 3D-Fahrzeugsteuergrafik ermöglicht dem Nutzer die Ansteuerung bestimmter mit der aktuellen 3D-Fahrzeugsteuergrafik verbundener Fahrzeugfunktionen. Die 3D-Fahrzeugsteuergrafik ist dabei ein Bild mit einer dreidimensionalen Ausdehnung, das bevorzugt an die gewünschte Position im Innenraum des Fahrzeuges projiziert wird.
- In einem Schritt erfolgt ein Erfassen mindestens eines Steuersignals des Nutzers. Das Steuersignal ist dabei bezogen auf die 3D-Fahrzeugsteuergrafik. Die Steuersignale sind dabei dem Nutzer bekannt. Die Steuersignale sind im Fahrzeug bevorzugt auf einer Speichereinrichtung hinterlegt. Nach Erfassung des mindestens einen Steuersignals vergleicht bevorzugt eine Steuereinrichtung das erfasste Steuersignal mit den auf der Speichereinrichtung hinterlegten Steuersignalen. Dadurch erkennt die Steuereinrichtung, welche Fahrzeugfunktion wie anzusteuern ist, um dem Steuersignal zu entsprechen.
- In einem Schritt erfolgt eine Ansteuerung der zu steuernden Fahrzeugfunktion entsprechend dem mindestens einen Steuersignal des Nutzers.
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Die Erfindung besteht somit in einem Verfahren, das Augmented Reality zur Bedienung der Funktionen des Fahrzeuges nutzt. Augmented Reality (AR), auch als erweiterte Realität bezeichnet, ist eine computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Vorteilhaft kann so dem Nutzer ein sehr natürliches Bedienerlebnis der Fahrzeugfunktionen geboten werden.
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Prinzipiell ist als 3D-Anzeigeeinrichtung jede Anzeigetechnologie zur Umsetzung der Erfindung einsetzbar, die in der Lage ist, 3D- Bilder zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist die 3D-Anzeigeeinrichtung eine holografische Anzeigeeinrichtung. Diese nutzen beispielsweise Lichtbeugung um ein 3D-Bild, also einem Bild mit dreidimensionaler Ausdehnung, zu erzeugen. Derartige Displays benötigen nur geringen Bauraum und sind so vorteilhaft einfach in ein Fahrzeug zu integrieren.
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Die 3D-Anzeigeeinrichtung ist dabei bevorzugt so im Fahrzeug positioniert, dass diese für möglichst viele Insassen ersichtlich und zugänglich ist. Bevorzugt ist die 3D-Anzeigeeinrichtung in der Fahrzeugmitte zwischen den vorderen oder hinteren Sitzen angeordnet. Besonders bevorzugt ist die 3D-Anzeigeeinrichtung in der Mittelkonsole oder dem Bereich der Innenraumbeleuchtung mittig über der Frontscheibe angeordnet. Vorteilhaft ist dort ausreichend Bauraum vorhanden und die 3D-Anzeigeeinrichtung ist in dieser Position gut von den Fahrzeuginsassen erreichbar.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist die 3D-Anzeigeeinrichtung eine VR-Datenbrille. Bevorzugt ist diese kabellos und mittels einer Funkverbindung mit dem Fahrzeug verbunden. Vorteilhaft sind VR-Datenbrillen kostengünstig erhältlich und können sehr gut 3D-Bilder anzeigen.
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Gleichfalls als 3D-Anzeigeeinrichtung einsetzbar sind Augmented-Reality-Brillen, Smart Devices (die 3D-Bilder erzeugen können) oder auch Kombinationen der genannten Technologien. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann der Nutzer durch ein entsprechendes Steuersignal einen Wechsel der 3D-Fahrzeugsteuergrafik bewirken. Beispielsweise kann der Nutzer so mittels eines Steuersignals einen Wechsel von der 3D-Fahrzeugsteuergrafik für die Sitzeinstellung zu der 3D-Fahrzeugsteuergrafik für die Steuerung von Richtung und Intensität der Luftströme der Lüftungseinrichtung des Fahrzeuges wechseln. Vorteilhaft ist so mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine fast vollständige Steuerung der Fahrzeugfunktionen möglich.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist die Erfassungseinrichtung der Steuersignale des Nutzers eine Kamera auf. Mittels der Kamera sind Gesten des Nutzers erfassbar, beispielsweise Handbewegungen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist die Kamera zur Erfassung der Gesten des Nutzers so positioniert, dass die Gesten in der 3D-Fahrzeugsteuergrafik erfasst werden. Vorteilhaft kann so ein besonders natürliches Bedienerlebnis geschaffen werden. Beispielsweise kann bei der 3D-Fahrzeugsteuergrafik-Sitzeinstellung ein Sitz dargestellt sein. Die Steuersignale bestehen dann in Gesten die direkt in der 3D-Fahrzeugsteuergrafik ausgeführt werden, beispielsweise kann durch eine Geste, die die Lehne des Sitzes in der 3D-Fahrzeugsteuergrafik nach vorn drückt, eine Ansteuerung eben dieser Fahrzeugfunktion, also ein nach vorn Bewegen der Lehne des Sitzes erfolgen.
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So besteht ein wesentlicher Aspekt der Erfindung in der Verbindung zwischen einer dreidimensional dargestellten Fahrzeugsteuergrafik und der Bedienung mittels Gesten in der Fahrzeugsteuergrafik. Der Nutzer nimmt also die Bedienung von Fahrzeugfunktionen direkt in einer dreidimensionalen Darstellung der Fahrzeugfunktion mittels Gesten vor. Vorteilhaft ist eine derartige Bedienung sehr intuitiv und natürlich und dadurch für den Nutzer zumeist ohne Bedienungsanleitung verständlich.
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Weiter bevorzugt kann das Fahrzeug auch mit der Anzeige der 3D-Fahrzeugsteuergrafik auch noch eine kurze Anleitung für den Nutzer in Form einer akustischen Ansage oder einer schriftlichen kurzen Anleitung auf einem Fahrzeugdisplay bereitstellen, um den Nutzer die Funktionalität zu erläutern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die 3D-Fahrzeugsteuergrafik während der Ansteuerung der zu steuernden Fahrzeugfunktion angepasst. Beispielsweise wird bei der 3D-Fahrzeugsteuergrafik für die Sitzeinstellung die aktuelle Position der Sitzlehne dargestellt. Vorteilhaft kann so das Bedienerlebnis noch natürlicher gestaltet werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist die zu steuernde Fahrzeugfunktion die Sitzeinstellung, die Spiegeleinstellung, die Bedienung eines Audio-Systems, die Fahrassistenzsysteme, die Bedienung des Fahrzeuglichtes und/oder die Klima-/Lüftungsanlage. Weiter bevorzugt ist dabei jede dieser Fahrzeugfunktionen einer 3D-Fahrzeugsteuergrafik zugeordnet, die zur Bedienung über die 3D-Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden Audiosignale des Nutzers als Steuersignale erfasst. Besonders bevorzugt werden Steuersignale mittels Sprachsteuerung erfasst. Beispielsweise kann so eine zweite Bedienmöglichkeit eröffnet werden, für Fälle in denen der Nutzer die einzugebende Geste vergessen hat. Alternativ können auch bestimmte Funktionen, beispielsweise der Wechsel der 3D-Fahrzeugsteuergrafik mittels Audiosignalen angesteuert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist eine 3D-Fahrzeugsteuergrafik eine Darstellung eines mit der Fahrzeugfunktion verbundenen Bauteils des Fahrzeuges auf. Dies kann beispielsweise, wie bereits erwähnt, die Darstellung eines Sitzes in der 3D-Fahrzeugsteuergrafik für die Sitzeinstellung, die Darstellung eines klassischen, herkömmlichen Autoradios für die Einstellungen des Audiosystems oder eine Darstellung der Luftaustrittsdüsen des Fahrzeuges um die Richtung und Intensität der Luftströme zu steuern, sein. Vorteilhaft kann auch so ein besonders natürliches und intuitives Bedienerlebnis erreicht werden.
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Beispielsweise kann die Einstellung der Lautsprecherbalance vorn/hinten und rechts/links sehr intuitiv und einfach erfolgen. So kann die 3D-Fahrzeugsteuergrafik in einem durch die vier Lautsprecher aufgespannten Viereck und einem darin befindlichen Grafikobjekt bestehen, wobei der Nutzer mittels Gesten das Grafikobjekt innerhalb des Viereckes zu bewegen vermag, um die Lautsprecherbalance einzustellen.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist ein Bediensystem auf, das eine 3D-Anzeigeeinrichtung, eine Kamera und eine Steuereinrichtung umfasst. Die 3D-Anzeigeeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine 3D-Fahrzeugsteuergrafik anzuzeigen. Hierfür ist die 3D-Anzeigeeinrichtung in der Lage, ein dreidimensionales Bild, beispielsweise ein holografisches Bild anzuzeigen. Die Kamera ist dazu eingerichtet, Gesten des Nutzers zu erfassen und auszuwerten. Vorteilhaft ist das Bediensystem des Fahrzeuges durch die 3D-Ansicht der 3D-Fahrzeugsteuergrafik besonders intuitiv und natürlich.
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Besonders bevorzugt enthält der Erfassungsbereich der Kamera die 3D-Fahrzeugsteuergrafik. Vorteilhaft ist es für den Benutzer so möglich, das Fahrzeug durch Gesten in oder an der Fahrzeugsteuergrafik zu bedienen.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Armaturenbrett eines Fahrzeuges,
- 2 a-c eine Darstellung einer 3D-Fahrzeugsteuergrafik für die Sitzeinstellung und verfügbare Gesten zur Einstellung, und
- 3 eine Darstellung einer Luftaustrittsöffnung eines Fahrzeuges.
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1 zeigt ein Armaturenbrett 1 eines Fahrzeuges. Das Armaturenbrett 1 hat ein Lenkrad 11 und eine Mittelkonsole 12. Über dem Armaturenbrett 1 ist eine Frontscheibe 13 angeordnet. In einem Bereich mittig über der Frontscheibe 13 ist die Austrittsöffnung einer 3D-Anzeigeeinrichtung 2 angeordnet. Die 3D-Anzeigeeinrichtung 2 ist eine holografische Anzeige, die mittels Lichtbeugung ein Hologramm erzeugt.
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Die 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 ist in 1 eine Ansicht der beiden Vordersitze des Fahrzeuges ersichtlich und dient zur Einstellung der Sitzposition der gezeigten Vordersitze. Die 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 ist dabei in einem Bereich mittig zwischen den beiden vorderen Sitzen des Fahrzeuges positioniert.
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Mittig im Armaturenbrett 1 ist eine Kamera 3 angeordnet, die einen Erfassungsbereich 31 hat. Die Kamera 3 ist dabei so konfiguriert, dass sie in ihrem Erfassungsbereich 31 Handgesten erkennt und entsprechende Steuersignale abgibt.
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Vorliegend deckt sich der Erfassungsbereich 31 mit der 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21. Der Nutzer kann also Gesten innerhalb der 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 ausführen und diese werden durch die Kamera 3 erfasst.
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2 a-c zeigen die Bedienmöglichkeiten mittels Gesten für die in 1 gezeigte 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 der Vordersitze. Die Gesten werden dabei durch eine Hand veranschaulicht. 2a zeigt die Anpassung der Sitzhöhe, welche durch eine von unten oder von oben auf die Sitzfläche „drückende“ Hand erfolgt. Analog zeigt 2b die Einstellmöglichkeit einer Sitzverschiebung in Richtung des Lenkrades beziehungsweise von diesem weg. Die Verschiebung des Sitzes erfolgt durch Handgesten, die von hinten beziehungsweise von vorn gegen die Sitzfläche in der gewünschten Verschieberichtung des Sitzes gegen die Sitzfläche „drücken“.
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2c zeigt die Einstellung der Lehnenneigung des Sitzes. Hierfür „drückt“ der Benutzer die Lehne mit der Hand in die gewünschte Richtung.
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3 zeigt ebenfalls das Armaturenbrett 1 eines Fahrzeuges mit mittleren Luftaustrittsdüsen 4. Das Armaturenbrett 1 hat eine 3D-Anzeigeeinrichtung 2 in das Armaturenbrett 1 über den Luftaustrittsdüsen 4 integriert. Diese erzeugt eine 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 direkt vor der Luftaustrittsdüse 4, wobei die 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 aus Balken besteht, die in Richtung der aus der Luftaustrittsdüse austretenden Luft ausgerichtet sind.
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Gleichfalls im Armaturenbrett 1 angeordnet ist eine Kamera 3 mit einem Erfassungsbereich 31 der sich mit der 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 deckt und in diesem Bereich Gesten erfasst. Der Nutzer kann somit durch ein Schieben der Balken, die die Luftaustrittsrichtung aus der Luftaustrittsdüse anzeigen, die Luftaustrittsrichtung der Luft aus den Luftaustrittsdüsen 4 einstellen.
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Gleichzeitig wird die 3D-Fahrzeugsteuergrafik 21 immer an die geänderte Luftaustrittsrichtung der Luft aus den Luftaustrittsdüsen 4 angepasst und zeigt somit immer die aktuelle Richtung der Luftaustrittsrichtung der Luft aus den Luftaustrittsdüsen 4 an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Armaturenbrett
- 11
- Lenkrad
- 12
- Mittelkonsole
- 13
- Frontscheibe
- 2
- 3D-Anzeigeeinrrichtung
- 21
- 3D-Fahrzeugsteuergrafik
- 3
- Kamera
- 31
- Erfassungsbereich
- 4
- Luftaustrittsdüsen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018132909 A1 [0004]
