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Die Erfindung betrifft ein Sichtsteuerungssystem für ein Fahrzeug. Zudem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug mit mindestens einem solchen Sichtsteuerungssystem. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes bei mindestens einer Person im Fahrzeug durch mindestens ein Sichtelement des Fahrzeuges mit einem solchen Sichtsteuerungssystem.
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Es sind Systeme für Fahrzeuge bekannt, die ein Blenden der Fahrer der Fahrzeuge verhindern sollen. Ein beispielhaftes Antiblendsystem ist aus der Schrift
CN 104 589 969 bekannt. Bei diesem System wird ein LCD-Panel genutzt, um Bereiche einer Windschutzscheibe abzudunkeln, durch welche ein Fahrer geblendet werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Sichtsteuerungssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeug mit mindestens einem solchen Sichtsteuerungssystem zur Verfügung zu stellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes bei mindestens einer Person im Fahrzeug durch mindestens ein Sichtelement des Fahrzeuges mit einem solchen Sichtsteuerungssystem zu schaffen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Sichtsteuerungssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Zudem wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Fahrzeug mit mindestens einem solchen Sichtsteuerungssystem nach dem unabhängigen Anspruch 9 gelöst. Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes bei mindestens einer Person im Fahrzeug durch mindestens ein Sichtelement des Fahrzeuges mit einem solchen Sichtsteuerungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit einzelnen Erfindungsaspekten der Erfindung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den anderen Erfindungsaspekten und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die Erfindung stellt ein Sichtsteuerungssystem für ein Fahrzeug bereit, welches zuverlässig und genau ausgeführt sein kann, welches erweiterte Funktionen und Einsatzmöglichkeiten aufweisen kann, welches nicht nur den Fahrer, sondern auch andere Personen im Fahrzeug berücksichtigen kann und welches flexibel in unterschiedlichen Verkehrssituationen eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung stellt gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereit: ein Sichtsteuerungssystem für ein Fahrzeug zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes bei mindestens einer Person im Fahrzeug durch mindestens ein Sichtelement, insbesondere durch eine Fahrzeugscheibe hindurch oder durch Reflexion von einem Spiegel, des Fahrzeuges.
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Das Beeinflussen der Wahrnehmung im Sinne der Erfindung kann bedeuten:
- - Lenken der Wahrnehmung der mindestens einen Person im Fahrzeug auf Elemente im Fahrzeugumfeld,
bspw. durch Formen, Hervorheben, Kennzeichnen und/oder Beschriften dieser Elemente und ggf. durch Maskieren und/oder Abdunkeln der umliegenden Bereiche um diese Elemente herum auf dem mindestens einen Sichtelement im Blickfeld dieser Person, und/oder
- - Schützen der mindestens einen Person im Fahrzeug vor Blendung durch Lichtquellen im Fahrzeugumfeld, wie z. B. entgegenkommende Fahrzeuge (hier bspw. durch die Windschutzscheibe hindurch) oder hinterherfahrende Fahrzeuge (hier bspw. durch Reflexion von einem Seitenspiegel), Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen,
bspw. durch Abdunkeln der Lichtquellen und/oder durch (zumindest indirektes) Aufhellen (bspw. durch Wahrnehmungslenkung) der umgebenden Bereiche um diese Lichtquellen herum auf dem mindestens einen Sichtelement im Blickfeld dieser Person.
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Das Sichtsteuerungssystem weist dabei folgende Elemente auf:
- - ein elektro-optisches Element für das mindestens eine Sichtelement, insbesondere zur Auflage auf dem mindestens einen Sichtelement,
- - mindestens eine erste Sensoreinheit (sogenannte Umfeldsensorik) zum Erfassen eines Fahrzeugumfeldes außerhalb des Fahrzeuges,
- - mindestens eine zweite Sensoreinheit (sogenannte Insassen-Sensorik) zum Erfassen einer Augenlage (umfassend eine Augenposition und/oder eine Augenausrichtung) der mindestens einen Person im Fahrzeug, und
- - eine Steuervorrichtung zum Verarbeiten von Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit und insbesondere zum Ansteuern des elektro-optischen Elementes (vorzugsweise auf Basis der verarbeiteten Daten der beiden Sensoreinheiten).
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Die Steuervorrichtung ist gemäß der Erfindung dazu ausgeführt, das elektro-optische Element in Abhängigkeit von der Verarbeitung der Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit anzusteuern, um die Wahrnehmung der mindestens einen Person durch das mindestens eine Sichtelement auf Elemente im Fahrzeugumfeld zu lenken und/oder um die mindestens eine Person vor Blendung durch Lichtquellen im Fahrzeugumfeld, wie z. B. entgegenkommende oder hinterherfahrende Fahrzeuge, Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen, durch das mindestens eine Sichtelement zu schützen.
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Die Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass das Fahrzeugumfeld und die Augenlage der mindestens einen Person im Fahrzeug aktiv durch zwei Sensoreinheiten entsprechend außerhalb und innerhalb des Fahrzeuges ermittelt bzw. verfolgt (mithilfe einer Tracking-Technik) werden. Somit kann ein verbessertes Sichtsteuerungssystem nicht nur für den Fahrer, sondern auch für andere Personen im Fahrzeug ermöglicht werden, welches flexibel in unterschiedlichen Verkehrssituationen eingesetzt werden kann.
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Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung eine umfangreiche Wahrnehmung des Fahrzeugumfelds analysiert werden. Dabei können beliebige Objekte oder Zustände im Fahrzeugumfeld (im Messbereich der Umfeldsensorik) erfasst werden. Damit die Wahrnehmung stets dynamisch und automatisch beeinflusst werden kann und somit für den aktuellen Zeitpunkt stets korrekt ist, wird ein Tracking nicht nur des äußeren Umfelds, sondern auch ein Tracking der Insassen durchgeführt. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Wahrnehmung des Fahrzeugumfeldes von verschiedenen Fahrzeuginsassen an beliebigen Orten im Fahrzeug (im Messbereich der Insassen-Sensorik) analysiert werden kann. Dies kann für alle beliebigen Scheiben bzw. Gläser des Fahrzeuges durchgeführt werden.
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Um die Wahrnehmungskraft zu manipulieren, können elektro-optische Elemente, wie z. B. LCD-Panels, eingesetzt werden, welche auf den Scheiben bzw. Gläsern angeordnet werden können. Die elektro-optischen Elemente können auch Teil der Scheiben bzw. Gläser sein. Wenn eine Scheibe aus mehreren Schichten ausgeführt ist, kann eine davon durch das elektro-optische Element gebildet sein. Um die Wahrnehmungsbeeinflussung vielfältig zu gestalten, können die elektro-optischen Elemente, wie z. B. LCD-Panels, pixelweise angesteuert werden. Um die Wahrnehmung gezielt zu lenken, kann eine semantische Interpretation der Sensoraufnahmen durchgeführt werden, z. B. mithilfe eines Maschinellen-Lernen-Ansatzes, bspw. mithilfe einer künstlichen Intelligenz, vorzugsweise mithilfe faltender neuronaler Netze.
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Das Ziel der Wahrnehmungsbeeinflussung kann z. B. die Abblendung von störenden Lichtquellen sein, aber auch die Wahrnehmungslenkung z. B. zum Hervorheben von Personen, Passanten, Fahrradfahrer oder sonstigen Verkehrsteilnehmern oder Objekten. Dabei können Pixelmuster verwendet werden, die neben dem Kontinuum zwischen Opak und Transparent pro Pixel, auch weitere Einflüsse auf die Wahrnehmung nehmen können. Dies können z. B. Maskierung der Verblendungen sein, aber auch Formen, Beschriften von Elementen usw. Dabei wird über das gesamte System pro Insasse stets eine zeitlich und perspektiv korrekte Manipulation der Wahrnehmung ermöglicht.
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Zudem kann die aktuelle Lage der Sensoreinheiten zu dem mindestens einen Sichtelement aktiv erfasst werden, um das Sichtsteuerungssystem zu kalibrieren, z. B. mithilfe einer photogrammetrischen Vermessung.
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Die Sensoreinheiten an sich können mehrere unterschiedliche Sensorelemente aufweisen, die bewegbar gelagert sein und vorzugsweise durch geeignete Aktuatoreinheiten angetrieben werden können. Eine dynamische Beziehung zwischen den Sensorelementen kann ebenfalls ermittelt werden. Die dafür benötigten Daten können über die Aktuatoreinheiten selbst ermittelt werden. Dabei können Daten aus den Aktuatoreinheiten genutzt werden, um neben den absoluten Lagen der Sensorelemente (ermittelt z. B. mithilfe einer photogrammetrischen Vermessung), auch die relativen Lagen der Sensorelemente zueinander zu ermitteln (es wird durch die Aktuatoreinheiten ermittelt, dass es sich in seiner Ausrichtung von A nach B bewegt hat). Somit können die Aktuatoreinheiten Daten zum Bestimmen der relativen Lagen der Sensorelemente mitliefern. Mithilfe von mehreren Sensorelementen können außerdem sog. tote Winkel in den Messbereichen der Sensorelemente ausgeglichen werden und umfassende Aufnahmen des Fahrzeugumfelds und der Personen im Fahrzeug gewonnen werden.
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Die Steuervorrichtung im Sinne der Erfindung kann bspw. eine Verarbeitungselektronik aufweisen, um die Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit zu verarbeiten, eine Prozessoreinheit, um das elektro-optische Element in Abhängigkeit von der Verarbeitung anzusteuern und/oder die Sensoreinheiten auszurichten, und/oder eine Speichereinheit, um für erkannte Personen im Fahrzeug Benutzerprofile anzulegen, die die Personen bezeichnen und den Personen entsprechende berechnete Augenlagen (bzw. Augenpositionen und/oder Augenausrichtungen) in Bezug auf das mindestens eine Sichtelement zuordnen.
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Vorteilhafterweise kann die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein, die Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit zu verarbeiten, um Lichtquellen im Fahrzeugumfeld, wie z. B. entgegenkommende oder hinterherfahrende Fahrzeuge, Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen, zu erkennen und um entsprechende Pixel und/oder Bereiche auf dem mindestens einen Sichtelement im Blickfeld dieser Person durch das elektro-optische Element abzudunkeln, und/oder um umgebende Pixel und/oder Bereiche um die Lichtquellen herum auf dem mindestens einen Sichtelement im Blickfeld dieser Person durch das elektro-optische Element aufzuhellen (bspw. indem sie in ihrer relativen Wahrnehmung optisch heller wirken/aufgehellt werden, z. B. durch Abdunkelung anderer Bereiche). Auf diese Weise kann die Abblendung von unterschiedlichen Lichtquellen, Tag und Nacht, effektiv durchgeführt werden.
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Des Weiteren kann es von Vorteil sein, dass die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit zu verarbeiten, um Elemente im Fahrzeugumfeld, wie z. B. Fußgänger, Fahrradfahrer, Verkehrsteilnehmer, Objekte, Hindernisse und/oder Schilder zu erkennen und um entsprechende Pixel und/oder Bereiche auf dem mindestens einen Sichtelement im Blickfeld dieser Person durch das elektro-optische Element zu formen, hervorzuheben, zu kennzeichnen, zu beschriften usw., und/oder um umgebende Pixel und/oder Bereiche um die Elemente herum auf dem mindestens einen Sichtelement im Blickfeld dieser Person durch das elektro-optische Element abzudunkeln, zu maskieren usw. Auf diese Weise kann die Wahrnehmungslenkung durch das mindestens eine Sichtelement effektiv durchgeführt werden.
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Ferner kann bei einem Sichtsteuerungssystem vorgesehen sein, dass das elektro-optische Element in Form eines LCD-Panels ausgebildet ist. Mithilfe eines LCD-Panels können unterschiedliche Effekte zum Beeinflussen der Wahrnehmung bereitgestellt werden. Aber auch weitere Technologien zum Bereitstellen des elektro-optischen Elementes, die matrix-basierte Bilder ermöglichen können, sind im Rahmen der Erfindung für das elektro-optische Element denkbar.
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Denkbar ist zudem, dass das LCD-Panel an die Form und/oder Wölbung des mindestens einen Sichtelementes angepasst sein kann. Das LCD-Panel kann bspw. formstabil ausgeführt sein. Allerdings ist es aber auch denkbar, dass das LCD-Panel flexibel, bspw. in Form einer flexiblen Folie, ausgeführt sein kann. Auf diese Weise kann das LCD-Panel flexibel an unterschiedliche Formen und Größen der Sichtelemente des Fahrzeuges angepasst werden.
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Außerdem ist es denkbar, dass das LCD-Panel stoffschlüssig, bspw. mittels eines Klebers, und/oder elektrostatisch, bspw. durch eine einfache Auflage, auf dem mindestens einen Sichtelement befestigt werden kann. Auf diese Weise kann das LCD-Panel flexibel einfach an dem mindestens einen Sichtelement befestigt werden.
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Weiterhin kann bei einem Sichtsteuerungssystem vorgesehen sein, dass das elektro-optische Element (10) ein Sichtfeld mit einem, bevorzugt pixelweise oder bereichsweise, ansteuerbaren Transmissionsgrad aufweist. Dadurch kann Wahrnehmungsbeeinflussung vielfältig und genau gestaltet werden.
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Des Weiteren kann bei einem Sichtsteuerungssystem vorgesehen sein, dass die erste Sensoreinheit mindestens eine oder mehrere Kameras zum Erfassen des Fahrzeugumfeldes außerhalb des Fahrzeuges aufweist, und/oder die zweite Sensoreinheit mindestens eine oder mehrere Kameras zum Erfassen eines Innenraumes des Fahrzeuges aufweist. Die Kameras können wiederum in verschiedenen Spektren arbeiten (z. B. Infrarot oder Ultraviolett) und durch Anreichung der Szene (z. B. mittels Infrarotlicht oder gar mittels strukturiertem Infrarotlicht) die Sensorwahrnehmung verbessern (oder gezielter ausrichten). Auch eine Kombination von Kameras mit unterschiedlichen Spektren (z. B. eine Kamera mit einem Infrarot-Spektrum und/oder eine Kamera mit einem Ultraviolett-Spektrum) ist denkbar, um die Sensorwahrnehmung zu verfeinern. Somit können flexible Trackingsysteme zum Überwachen des Fahrzeugumfeldes und des Fahrzeuginnenraumes zur Verfügung gestellt werden. Bei solchen Trackingsystemen können Kameraaufnahmen kombiniert werden, um sog. tote Winkel auszugleichen und/oder umfangreiche Aufnahmen des Fahrzeugumfeldes und des Fahrzeuginnenraumes zu ermöglichen.
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Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, dass die erste Sensoreinheit und/oder die zweite Sensoreinheit Sensorelemente basierend auf Radartechnologie, Ultraschaltechnologie usw. aufweisen können.
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Vorteilhafterweise kann zumindest die zweite Sensoreinheit eine Aktorik aufweisen, um die Augenlage der mindestens einen Person im Fahrzeug zu verfolgen. Auf diese Weise kann eine dynamische Verfolgung der Augenlage verbessert werden. Auch kann somit eine Wahrnehmung von unterschiedlichen Personen an verschiedenen Orten im Fahrzeug ermöglicht werden.
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Nach einem weiteren Vorteil kann die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein, die Augenlage der mindestens einen Person im Fahrzeug dynamisch zu erfassen. Auf diese Weise kann die Wahrnehmung stets dynamisch beeinflusst werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die zweite Sensoreinheit in einem auf dem Kopf zu tragenden Schirm oder Display implementiert bzw. durch diesen realisiert sein. In diesem Ausführungsbeispiel können/kann die erste Sensoreinheit und/oder das elektro-optische Element direkt auf dem auf dem Kopf zu tragenden Schirm oder Display befestigt werden. Das mindestens eine Sichtelement des Fahrzeuges kann dabei beabstandet zum elektro-optischen Element angeordnet sein. Ferner ist es denkbar, dass die Steuervorrichtung in diesem Falle in dem auf dem Kopf zu tragenden Schirm oder Display integriert sein kann. Der Vorteil eines solchen Schirms oder Displays kann sein, dass somit die Ausrichtung und die Position der Augen der mindestens einen Person bezüglich des Schirms oder Displays stets bekannt ist. In diesem Falle braucht nur noch die Lage des Kopfes ermittelt werden (über die Lage des Kopfes und das Wissen über die Relation vom Schirm oder Display zu den Augen kann die Lage der Augen automatisch ermittelt werden) und die Verfolgung der Elemente und/oder Lichtquellen im Fahrzeugumfeld außerhalb des Fahrzeuges durchgeführt werden. Auch kann somit die Wahrnehmungsbeeinflussung der mindestens einen Person unabhängig von der konkreten Scheibe bzw. von dem konkreten Glas des Fahrzeuges erfolgen.
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Zudem kann bei einem Sichtsteuerungssystem vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Position und/oder die Ausrichtung der ersten Sensoreinheit und/oder der zweiten Sensoreinheit in Bezug auf das mindestens eine Sichtelement zu ermitteln, um das Sichtsteuerungssystem einzustellen und/oder zu kalibrieren. Somit kann eine dynamische, automatische und aktuelle Wahrnehmungsbeeinflussung sichergestellt werden.
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Zudem kann bei einem Sichtsteuerungssystem vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit und/oder der zweiten Sensoreinheit zu verarbeiten, um optische Achsen zwischen Elementen und/oder Lichtquellen im Fahrzeugumfeld und den Augen der mindestens einen Person im Fahrzeug zu bestimmen. Auf diese Weise können einfach und präzise die Pixel und/oder Bereiche auf dem mindestens einen Sichtelement ermittelt werden, die im Blickfeld der mindestens einen Person auf ein entsprechendes Element und/oder eine entsprechende Lichtquelle im Fahrzeugumfeld liegen. Dadurch kann eine verbesserte Wahrnehmungsbeeinflussung sichergestellt werden.
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Außerdem kann bei einem Sichtsteuerungssystem vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein kann, die Sensoraufnahmen des ersten Sensorelementes und/oder des zweiten Sensorelementes mithilfe einer, insbesondere semantischen, Segmentierung, vorzugsweise mithilfe einer künstlichen Intelligenz, bevorzugt eines faltenden neuronalen Netzwerkes, oder eines anderen geeigneten bildverarbeitenden Algorithmus zu verarbeiten. Mithilfe einer, insbesondere semantischen, Segmentierung, können inhaltlich zusammenhängende Regionen in den Sensoraufnahmen ermittelt werden. Auf diese Weise können Elemente und/oder Lichtquellen in den Sensoraufnahmen besonders effizient und genau ermittelt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Steuervorrichtung zudem dazu ausgeführt sein, das elektro-optische Element zum Beeinflussen einer Wahrnehmung des Fahrzeugumfeldes durch das mindestens eine Sichtelement bei einer oder bei mehreren Personen im Fahrzeug anzusteuern. Somit kann ein verbessertes Sichtsteuerungssystem für das Fahrzeug mit erweiterten Funktionen bereitgestellt werden.
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Noch weiter kann es von Vorteil sein, dass die Steuervorrichtung dazu ausgeführt sein kann, mehrere elektro-optische Elemente für mehrere Sichtelemente des Fahrzeuges anzusteuern. Auch dadurch kann die Funktionalität des Sichtsteuerungssystems auf eine vorteilhafte Weise erweitert werden.
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Ein Fahrzeug mit mindestens einem Sichtsteuerungssystem für mindestens ein Sichtelement des Fahrzeuges, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, stellt den zweiten Aspekt der Erfindung dar. Dabei ist es denkbar, dass ein gemeinsames Sichtsteuerungssystem für mehrere Sichtelemente des Fahrzeuges bereitgestellt werden kann, welches eine Steuervorrichtung aufweisen kann. Zudem ist es denkbar, dass für mehrere Sichtelemente des Fahrzeuges jeweils ein eigenes Sichtsteuerungssystem bereitgestellt werden kann. Mithilfe eines solchen Fahrzeuges können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sichtsteuerungssystem beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung stellt die Erfindung bereit: ein Verfahren zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes bei mindestens einer Person im Fahrzeug durch ein Sichtelement, insbesondere eine Fahrzeugscheibe oder ein Spiegel, des Fahrzeuges. Das Beeinflussen der Wahrnehmung kann dabei:
- - ein Lenken der Wahrnehmung, und/oder
- - Schutz vor Blendung umfassen.
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Zum Durchführen des Verfahrens kann ein Sichtsteuerungssystem verwendet werden, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann.
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Das Verfahren kann folgende Schritte aufweisen:
- - Bereitstellen eines elektro-optischen Elementes für das mindestens eine Sichtelement,
- - Erfassen eines Fahrzeugumfeldes außerhalb des Fahrzeuges durch mindestens eine erste Sensoreinheit,
- - Erfassen einer Augenlage (umfassend eine Augenposition und/oder Augenausrichtung) der mindestens einen Person im Fahrzeug durch mindestens eine zweite Sensoreinheit,
- - Verarbeiten von Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit durch eine Steuervorrichtung,
- - Ansteuern des elektro-optischen Elementes in Abhängigkeit von der Verarbeitung der Sensoraufnahmen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit,
um die Wahrnehmung der mindestens einen Person durch das mindestens eine Sichtelement auf Elemente im Fahrzeugumfeld zu lenken
und/oder um die mindestens eine Person vor Blendung durch Lichtquellen im Fahrzeugumfeld, wie z. B. entgegenkommende oder hinterherfahrende Fahrzeuge, Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen, durch das mindestens eine Sichtelement zu schützen.
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Mithilfe eines solchen Verfahrens können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sichtsteuerungssystem beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
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Weiterhin wird die Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Es zeigen:
- 1 eine beispielhafte Darstellung eines Sichtsteuerungssystems im Rahmen der Erfindung,
- 2 eine weitere beispielhafte Darstellung eines Sichtsteuerungssystems im Sinne der Erfindung,
- 3 ein beispielhaftes Bild auf einem Sichtelement mit einer beeinflussten Wahrnehmung des Fahrzeugumfeldes zum Schutz vor Blendung,
- 4 ein weiteres beispielhaftes Bild auf einem Sichtelement mit einer beeinflussten Wahrnehmung des Fahrzeugumfeldes zum Schutz vor Blendung,
- 5 ein weiteres beispielhaftes Bild auf einem Sichtelement mit einer beeinflussten Wahrnehmung des Fahrzeugumfeldes zum Lenken der Wahrnehmung,
- 6 ein weiteres beispielhaftes Bild auf einem Sichtelement mit einer beeinflussten Wahrnehmung des Fahrzeugumfeldes zum Lenken der Wahrnehmung,
- 7 eine weitere beispielhafte Darstellung eines Sichtsteuerungssystems im Sinne der Erfindung.
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Die 1, 2 und 7 zeigen ein Sichtsteuerungssystem S für ein Fahrzeug 100 zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes U bei mindestens einer Person P im Fahrzeug 100 durch mindestens ein Sichtelement 101, bspw. durch eine Fahrzeugscheibe, des Fahrzeuges 100. Als Sichtelemente 101 im Sinne der Erfindung sind ebenfalls Spiegel, wie z. B. Seitenspiegel, denkbar. Als Personen P im Sinne der Erfindung sind Fahrer F, Beifahrer und weitere Insassen des Fahrzeugs 100 denkbar.
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Das Beeinflussen der Wahrnehmung im Sinne der Erfindung bedeutet:
- - Lenken der Wahrnehmung der mindestens einen Person P im Fahrzeug 100 auf Elemente E im Fahrzeugumfeld U,
bspw. durch Formen, Hervorheben, Kennzeichnen und/oder Beschriften dieser Elemente und ggf. durch Maskieren und/oder Abdunkeln der umliegenden Bereiche um diese Elemente herum auf dem mindestens einen Sichtelement 101 im Blickfeld dieser Person P (vgl. die 5 und 6), und/oder
- - Schützen der mindestens einen Person P im Fahrzeug 100 vor Blendung durch Lichtquellen L im Fahrzeugumfeld U, wie z. B. entgegenkommende Fahrzeuge 200 (hier bspw. durch Windschutzscheibe hindurch) oder hinterherfahrende Fahrzeuge 200 (hier
bspw. durch Reflexion an einem Seitenspielgel), Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen, bspw. durch Abdunkeln der Lichtquellen L und/oder durch Aufhellen der umgebenden Bereiche um diese Lichtquellen L herum auf dem mindestens einen Sichtelement 101 im Blickfeld dieser Person P (vgl. die 3 und 4).
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Wie es die 1, 2 und 7 zeigen, weist das Sichtsteuerungssystem S dabei folgende Elemente auf:
- - ein elektro-optisches Element 10 für das mindestens eine Sichtelement 101, bspw. zur Auflage auf dem Sichtelement 101 (vgl. die 1 und 2) oder zur Anordnung in einem Abstand zum dem Sichtelement 101 (vgl. die 7),
- - mindestens eine erste Sensoreinheit 11 (sog. Umfeldsensorik) zum Erfassen eines Fahrzeugumfeldes U außerhalb des Fahrzeuges 100,
- - mindestens eine zweite Sensoreinheit 12 (sog. Insassen-Sensorik) zum Erfassen einer Augenlage AL der mindestens einen Person P im Fahrzeug 100,
- - und eine Steuervorrichtung 14 zum Verarbeiten von Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 und der zweiten Sensoreinheit 12.
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Beispielhafte Sensoraufnahmen B sind in den 3 bis 6 gezeigt.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 14 ist dazu ausgeführt, das elektro-optische Element 10 in Abhängigkeit von der Verarbeitung der Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 und der zweiten Sensoreinheit 12 anzusteuern, um die Wahrnehmung der mindestens einen Person P durch das Sichtelement 101 auf Elemente E im Fahrzeugumfeld U zu lenken (s. die 5 und 6) und/oder um die mindestens eine Person P vor Blendung durch Lichtquellen L im Fahrzeugumfeld U, wie z. B. entgegenkommende oder hinterherfahrende Fahrzeuge, Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen, durch das mindestens eine Sichtelement 101 zu schützen (s. die 3 und 4).
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Wie es die 1, 2 und 7 verdeutlichen, werden das Fahrzeugumfeld U und die Augenlage AL der mindestens einen Person P im Fahrzeug 100 aktiv durch mindestens zwei Sensoreinheiten 11, 12 entsprechend außerhalb und innerhalb des Fahrzeuges 100 ermittelt. Auf diese Weise kann ein verbessertes Sichtsteuerungssystem S nicht nur für den Fahrer F, sondern auch für andere Personen P im Fahrzeug 100 ermöglicht werden. Außerdem kann ein solches Sichtsteuerungssystem S flexibel in unterschiedlichen Verkehrssituationen eingesetzt werden, wie dies die 3 bis 6 verdeutlichen.
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Im Rahmen der Erfindung kann eine umfangreiche Wahrnehmung des Fahrzeugumfelds U bei mindestens einer Person P im Fahrzeug 100 durch das mindestens eine Sichtelement 101 analysiert werden. Dabei können nicht nur störende Lichtquellen L, sondern auch Elemente E im Fahrzeugumfeld U ermittelt werden, welche besonders hervorgehoben werden sollten, um Unfälle zu vermeiden. Im Rahmen der Erfindung können unterschiedliche Objekte im Fahrzeugumfeld U, die im Messbereich der Umfeldsensorik liegen, erfasst und analysiert werden.
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Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Wahrnehmung des Fahrzeugumfelds U von verschiedenen Fahrzeuginsassen an beliebigen Orten im Fahrzeug, die im Messbereich der Insassen-Sensorik liegen, erfasst und analysiert werden kann. Dies kann für alle beliebigen Scheiben bzw. Gläser des Fahrzeuges 100 geschehen.
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Um die Wahrnehmungskraft bei mindestens einer Person P im Fahrzeug 100 durch das mindestens eine Sichtelement 101 zu manipulieren, können matrix-gesteuerte, elektro-optische Elemente, z. B: LCD-Panels, eingesetzt werden, welche auf den Scheiben bzw. Gläsern angeordnet werden können. Um die Wahrnehmungsbeeinflussung vielfältig zu gestalten, können LCD-Panels pixelweise P und/oder bereichsweise angesteuert werden.
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Wie es die 5 und 6 des Weiteren andeuten, kann eine semantische Interpretation bzw. Segmentierung der Sensoraufnahmen B durchgeführt werden, z. B. mithilfe eines Maschinellen-Lernen-Ansatzes, bspw. mithilfe einer künstlichen Intelligenz, vorzugsweise mithilfe faltender neuronaler Netze, um die Wahrnehmung gezielt zu lenken.
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Semantische Segmentierung kann zum Analysieren der Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 und der zweiten Sensoreinheit 12 verwendet werden, um zum einen Elemente E und/oder Lichtquellen L im Fahrzeugumfeld U zu bestimmen und zum anderen die Augenlage AL der mindestens einen Person P zu ermitteln.
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Wie die 3 und 4 verdeutlichen, kann ein Ziel der Wahrnehmungsbeeinflussung die Abblendung von störenden Lichtquellen L sein. Hierzu kann das elektro-optische Element 10 pixelweise abgedunkelt werden (siehe Pixel P2).
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Wie es die 5 und 6 verdeutlichen, kann ein Ziel der Wahrnehmungsbeeinflussung auch die Wahrnehmungslenkung zum Hervorheben von Elementen E im Fahrzeugumfeld sein, wie z. B. Personen, Passanten, Fahrradfahrer oder sonstigen Verkehrsteilnehmern sowie Objekten. Hierzu kann das elektro-optische Element 10 pixelweise abgedunkelt (siehe Pixel P2) oder pixelweise aufgehellt (bzw. gefühlt bzw. wahrnehmungstechnisch aufgehellt) werden (siehe Pixel P1). Auch eine Formung bzw. Umrandung der Elemente E ist pixelweise möglich (siehe Pixel P3 in der 5).
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Die Pixel P auf dem elektro-optischen Element 10 können jeweils einen veränderlichen Transmissionsgrad aufweisen, welcher zwischen Opak und Transparent unabhängig voneinander verändert werden kann.
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Neben den schematisch gezeigten Beispielen zur Hervorhebung von Elementen E im Fahrzeugumfeld U sind auch weitere Einflüsse auf die Wahrnehmung denkbar. Dies können z. B. Maskierung der Verblendungen sein, aber auch Kennzeichnen, Beschriften von Elementen E usw.
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Vorteilhafterweise wird über das gesamte Sichtsteuerungssystem S pro Insasse stets eine zeitlich und perspektivisch korrekte Manipulation der Wahrnehmung ermöglicht.
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Wie die 1 schematisch durch Koordinatensysteme andeutet, kann die aktuelle Lage der Sensoreinheiten 11, 12 zu dem mindestens einen Sichtelement 101 aktiv erfasst werden, um das Sichtsteuerungssystem S einzustellen und/oder zu kalibrieren, z.B. mithilfe einer photogrammetrischen Vermessung.
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Wie es die 1 zudem andeutet, kann die Steuervorrichtung 14 dazu ausgeführt sein, die Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 und/oder der zweiten Sensoreinheit 12 zu verarbeiten, um optische Achsen A zwischen Elementen E und/oder Lichtquellen L im Fahrzeugumfeld U und den Augen der mindestens einen Person P im Fahrzeug 100 zu bestimmen.
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Die Sensoreinheiten 11, 12 können mehrere gleiche oder unterschiedliche Sensorelemente (bspw. Kameras) aufweisen, die bewegbar gelagert sein und vorzugsweise durch geeignete Aktuatoreinheiten angetrieben werden können. Die Aktuatoreinheiten sind in den Figuren lediglich aus Einfachheitsgründen nicht gezeigt. Eine dynamische Beziehung zwischen den Sensorelementen kann ebenfalls ermittelt werden, um sog. tote Winkel in den Messbereichen der Sensorelemente 11, 12 auszugleichen und/oder umfassende Aufnahmen des Fahrzeugumfelds U und der Personen P im Fahrzeug 100 zu gewinnen.
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Die Steuervorrichtung 14 im Sinne der Erfindung kann bspw. eine Verarbeitungselektronik aufweisen, um die Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 und der zweiten Sensoreinheit 12 zu verarbeiten, eine Prozessoreinheit, um das elektro-optische Element 10 in Abhängigkeit von der Verarbeitung anzusteuern und/oder die Sensoreinheiten 11, 12 auszurichten. Die Steuervorrichtung 14 im Sinne der Erfindung kann auch eine Speichereinheit aufweisen, um für erkannte Personen P im Fahrzeug 100 Benutzerprofile anzulegen, die die Personen P bezeichnen und den Personen P entsprechende berechnete Augenlagen AL in Bezug auf das Sichtelement 101 zuordnen.
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Wie es die 3 und 4 verdeutlichen, kann die Steuervorrichtung 14 dazu ausgeführt sein, die Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 zu verarbeiten, um Lichtquellen L im Fahrzeugumfeld U, wie z. B. entgegenkommende oder hinterherfahrende Fahrzeuge 200, Sonnenlicht und/oder Lichtreflexionen (bspw. an Gebäuden, Spiegeln usw.), zu erkennen und um entsprechende Pixel P und/oder Bereiche auf dem mindestens einen Sichtelement 101 im Blickfeld dieser Person P durch das elektro-optische Element 10 abzudunkeln, und/oder um umgebende Pixel P und/oder Bereiche um die Lichtquellen L herum auf dem mindestens einen Sichtelement 101 im Blickfeld dieser Person P durch das elektro-optische Element 10 aufzuhellen (bzw. gefühlt aufzuhellen).
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Wie es die 5 und 6 verdeutlichen, kann die Steuervorrichtung 14 dazu ausgeführt sein, die Sensoraufnahmen B der ersten Sensoreinheit 11 zu verarbeiten, um Elemente E im Fahrzeugumfeld U, wie z. B. Fußgänger, Fahrradfahrer, Verkehrsteilnehmer, Objekte, Hindernisse und/oder Schilder zu erkennen und um entsprechende Pixel und/oder Bereiche auf dem mindestens einen Sichtelement 101 im Blickfeld dieser Person P durch das elektro-optische Element 10 zu formen, hervorzuheben, zu kennzeichnen, zu beschriften usw., und/oder um umgebende Pixel und/oder Bereiche um die Elemente E herum auf dem mindestens einen Sichtelement 101 im Blickfeld dieser Person P durch das elektro-optische Element 10 abzudunkeln, zu maskieren usw.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in der 7 gezeigt ist, kann die zweite Sensoreinheit 12 in einem auf dem Kopf zu tragenden Schirm oder Display HMD implementiert bzw. durch diesen realisiert sein. In diesem Ausführungsbeispiel können/kann die erste Sensoreinheit 11 und/oder das elektro-optische Element 10 direkt auf dem auf dem Kopf zu tragenden Schirm oder Display HMD befestigt sein. Das mindestens eine Sichtelement 101 des Fahrzeuges 100 kann dabei beabstandet zum elektro-optischen Element 10 angeordnet sein. Die Steuervorrichtung 14 kann ferner in dem auf dem Kopf zu tragenden Schirm oder Display HMD integriert sein.
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Ein Fahrzeug 100 mit mindestens einem Sichtsteuerungssystem S für mindestens ein Sichtelement 101 des Fahrzeuges 100, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, stellt den zweiten Aspekt der Erfindung dar.
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Ein Verfahren zum Beeinflussen einer Wahrnehmung eines Fahrzeugumfeldes U bei mindestens einer Person P im Fahrzeug 100 durch mindestens ein Sichtelement 101, insbesondere eine Fahrzeugscheibe oder ein Spiegel, des Fahrzeuges 100 mit mindestens einem Sichtsteuerungssystem S, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, stellt den dritten Aspekt der Erfindung dar.
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Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- S
- Sichtsteuerungssystem
- 10
- elektro-optisches Element
- 11
- erste Sensoreinheit
- 12
- zweite Sensoreinheit
- 14
- Steuervorrichtung
- 100
- Fahrzeug
- 101
- Sichtelement
- 200
- Fahrzeug
- A
- optische Achse
- B
- Sensoraufnahme
- E
- Element
- F
- Fahrer
- L
- Lichtquelle
- P
- Person
- P1
- Pixel
- P2
- Pixel
- P3
- Pixel
- U
- Fahrzeugumfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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