DE102022109370A1 - Auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-Head-up-Display mit erweiterter Realität in einem Fahrzeug - Google Patents

Auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-Head-up-Display mit erweiterter Realität in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Ein System, um ein Multibild-Head-up-Display (HUD) in einem Fahrzeug bereitzustellen, umfasst einen fixierten Spiegel, um ein Bild in der Fern-Ebene in einem ersten Abstand von einem Fahrzeuginsassen zu projizieren. Die Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basiert auf einer Augenhöhenhöhen des Insassen. Das System umfasst auch einen drehbaren Spiegel, um ein Bild in der Nah-Ebene in einem zweiten Abstand, der näher als der erste Abstand ist, vom Insassen zu projizieren. Die Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene basiert auf einer manuellen Einstellung des Drehwinkels des drehbaren Spiegels durch den Insassen. Eine Verarbeitungsschaltung stellt die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basierend auf einer Ableitung der Augenhöhenposition des Insassen vom Drehwinkel des drehbaren Spiegels, der die Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene steuert, automatisch ein.

Description

  • Einführung
  • Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-Head-up-Display- (HUD-)System mit Augmented-Reality (AR) bzw. erweiterter Realität in einem Fahrzeug.
  • Ein HUD in einem Fahrzeug (z. B. einem Automobil, einem Lastwagen, einem Motorrad) ist ein transparentes Bild, das in einem gewissen Abstand vor dem Betrachter (z. B. dem Fahrer) projiziert wird. Ein Multibild-HUD, auf das auch als Multi-Depth-Display verwiesen wird, projiziert verschiedene Bilder in unterschiedlichen Abständen vor dem Betrachter. Beispielsweise kann ein transparentes Bild in einer Fern-Ebene eine Art von Informationen (z. B. Navigation) bereitstellen, während ein transparentes Bild in einer Nah-Ebene eine andere Art von Informationen (z. B. die Tachometeranzeige) bereitstellen kann. Ein AR-HUD bezieht sich auf den Umstand, dass das projizierte Bild der Ansicht der realen Welt Text, Farbe oder eine andere Anzeige bzw. Angabe als Overlay bzw. Überlagerung hinzufügen kann. Wenn eines der oder beide Bilder eines Multibild-AR-HUD nicht in einer der Augenhöhe des Fahrers entsprechenden Höhe angezeigt werden, kann die Erfahrung bzw. Praxis für den Fahrer eher frustrierend als hilfreich sein. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem System eines Multibild-AR-HUD in einem Fahrzeug bereitzustellen.
  • Zusammenfassung
  • In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein System zur Bereitstellung eines Multibild-Head-up-Displays (HUD) in einem Fahrzeug einen fixierten Spiegel, um ein Bild in der Fern-Ebene in einem ersten Abstand von einem Insassen des Fahrzeugs zu projizieren. Die Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basiert auf der Augenhöhenposition des Insassen. Das System umfasst auch einen drehbaren Spiegel, um ein Bild in der Nah-Ebene in einem zweiten Abstand, der näher als der erste Abstand ist, zum Insassen zu projizieren. Die Steuerung der Anzeigeposition des Bildes in der Fern-Ebene basiert auf einer manuellen Einstellung eines Drehwinkels des drehbaren Spiegels durch den Insassen. Die Verarbeitungsschaltung stellt die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene automatisch ein, indem sie vom Drehwinkel des drehbaren Spiegels, der die Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene steuert, die Augenhöhenposition des Insassen ableitet.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ordnet die Verarbeitungsschaltung einen Drehwinkel des drehbaren Spiegels der Augenhöhenposition zu.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale verwendet die Verarbeitungsschaltung die nach dem Drehwinkel des drehbaren Spiegels zugeordnete Augenhöhenposition, um die Position und die Größe der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das System auch einen Spiegel-Controller, der vom Insassen bedient werden kann, um den Drehwinkel des drehbaren Spiegels zu steuern.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das System auch einen Fahrzeug-Controller, um Rückmeldungen vom Insassen zu erhalten.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale hebt die Verarbeitungsschaltung basierend auf der Rückmeldung des Insassen die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, automatisch an oder senkt sie automatisch ab.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das System auch einen oder mehrere Sensoren, um Informationen über die Position des Insassen zu erhalten.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst der eine oder die mehreren Sensoren einen Drucksensor, um Informationen zu erhalten, die eine Abnahme der Augenhöhe des Insassen anzeigen.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale senkt die Verarbeitungsschaltung die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, basierend auf den Informationen vom Drucksensor automatisch um einen vordefinierten Betrag ab.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale wird die Augenhöhenposition, die die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene steuert, für eine spätere Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene gespeichert.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Bereitstellen eines Multibild-Head-up-Displays (HUD) in einem Fahrzeug ein Positionieren eines fixierten Spiegels, um ein Bild in der Fern-Ebene in einem ersten Abstand von einem Insassen des Fahrzeugs zu projizieren. Die Steuerung der Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basiert auf einer Augenhöhenposition des Insassen. Das Verfahren umfasst auch ein Anordnen eines drehbaren Spiegels, um ein Bild in der Nah-Ebene in einem zweiten Abstand, der näher als der erste Abstand ist, zum Insassen zu projizieren. Die Steuerung der Anzeigeposition des Bildes in der Nah-Ebene basiert auf einer manuellen Einstellung des Drehwinkels des drehbaren Spiegels durch den Insassen. Die Verarbeitungsschaltung stellt die Position einer Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basierend auf einem Ableiten der Augenhöhenposition des Insassen vom Drehwinkel des drehbaren Spiegels, der die Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene steuert, automatisch ein.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um einen Drehwinkel des drehbaren Spiegels der Augenhöhenposition zuzuordnen.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um die nach dem Drehwinkel des drehbaren Spiegels zugeordnete Augenhöhenposition zu verwenden, um die Position und eine Größe der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Anordnen eines Spiegel-Controllers, der vom Insassen bedient werden kann, um den Drehwinkel des drehbaren Spiegels zu steuern.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Konfigurieren eines Fahrzeug-Controllers, um eine Rückmeldung vom Insassen zu erhalten.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um die Augenhöhenposition, die zur Steuerung der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene verwendet wird, basierend auf der Rückmeldung vom Insassen automatisch anzuheben oder abzusenken.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Anordnen eines oder mehrerer Sensoren, um Positionsinformationen des Insassen zu erhalten.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfassen der eine oder die mehreren Sensoren einen Drucksensor, und das Verfahren umfasst ein Konfigurieren des Drucksensors, um Informationen zu erhalten, die eine Abnahme der Augenhöhe des Insassen angeben.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Position einer Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, basierend auf den Informationen vom Drucksensor automatisch um einen vordefinierten Betrag abzusenken.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch ein Speichern der Augenhöhenposition, die die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene für eine spätere Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene steuert.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ohne weiteres ersichtlich.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen in der folgenden ausführlichen Beschreibung nur beispielhaft, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
    • 1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs ist, das eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-Head-up-Display- (HUD-)System mit Augmented-Reality (AR) bzw. erweiterter Realität gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen liefert;
    • 2 eine Ansicht des Betrachters V veranschaulicht, die auf der auf Betrachter-Eingaben basierenden Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System des Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen basiert;
    • 3 einen beispielhaften Mechanismus für eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System eines Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht; und
    • 4 ein Prozessablauf eines Verfahrens zum Durchführen einer auf Betrachter-Eingaben basierenden Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System eines Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzung nicht einschränken. Es sollte sich verstehen, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszahlen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Wie vorher erwähnt wurde, ist ein HUD-Display in einem Fahrzeug ein Bild, das in das Blickfeld eines Betrachters (z. B. des Fahrers) projiziert wird. Ein Multibild-HUD bezieht sich auf zwei, in zwei Abständen projizierte Bilder, und ein AR-HUD bezieht sich auf den Umstand, dass eines dieser Bilder eine Ansicht der realen Umgebung wie etwa die Sicht, die der Fahrer durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs sieht, erweitern kann. Im Allgemeinen kann in einem System, das Bilder sowohl in Nah- als auch der Fern-Ebene liefert, ein Spiegel, der verwendet wird, um das Bild der Nahsicht zu positionieren, vom Fahrer eingestellt werden, während ein anderer, gekrümmter Spiegel, der verwendet wird, um das Bild in er Fern-Ebene zu positionieren, fixiert ist. Gemäß einem früheren Ansatz wird ein Echtzeit-Augenverfolgungssystem genutzt, um die Position eines Auges des Fahrers zu bestimmen. Diese Information wird genutzt, um den Teil des fixierten gekrümmten Spiegels, der für das Bild in der Fern-Ebene verwendet wird, automatisch zu steuern.
  • Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren beziehen sich auf eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System in einem Fahrzeug. Während ein Fahrer des Fahrzeugs oder eine Person, die auf dem Fahrersitz eines autonomen oder halbautonomen Fahrzeugs sitzt, zu Erklärungszwecken erörtert wird, soll die Beschreibung die eine oder mehreren Ausführungsformen nicht auf irgendeine bestimmte Position im Fahrzeug zu beschränken. Wie im Detail beschrieben wird, können Fahrereingaben in einer oder mehreren Formen verwendet werden, um den Bedarf an einem Echtzeit-Augenverfolgungssystem beim Bestimmen der Augenposition des Fahrers zu ersetzen, um die Höhe zu steuern, in der das Bild in der Fern-Ebene angezeigt wird. Eine Form der Fahrereingabe wird aus der Positionierung des Spiegels durch den Fahrer erhalten, die genutzt wird, um eine Höhe, in der das Bild in der Nah-Ebene angezeigt wird, einzustellen. Der dem Bild in der Nah-Ebene zugeordnete Spiegel ist drehbar, und jeder Drehwinkel wird einer Augenposition oder, genauer gesagt, einer Augenhöhe zugeordnet. Eine weitere Form der Fahrereingabe wird aus einer angeforderten Rückmeldung (z. B. am Ende einer Fahrt) erhalten. Darüber hinaus können Einstellungen in Echtzeit basierend auf einer erkannten Veränderung der Fahrerposition (z. B. krummes Sitzen im Sitz) vorgenommen werden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist 1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 100, das eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System 105 bereitstellt. Das Multibild-AR-HUD-System 105 umfasst all die Komponenten, die eine Anzeige der Bilder eines Multibild-HUD (z. B. Bilder 125 in der Nah-Ebene und Bilder 115 in der Fern-Ebene) ermöglichen. Das in 1 dargestellte beispielhafte Fahrzeug 100 ist ein Automobil 101, und der beispielhafte Betrachter V ist der Fahrer. In 1 sind ein Bild in der Nah-Ebene und ein Bild 115 in der Fern-Ebene 115 relativ zum Betrachter V dargestellt.
  • Wie in 2 dargestellt ist, kann das Bild 125 in der Fern-Ebene ein AR-Bild sein, das das, was der Betrachter V (z. B. die Straßenoberfläche vor ihm) sieht, ergänzt bzw. erweitert. Ein Controller 130 ist als Quelle für das Bild 125 in der Nah-Ebene und das Bild 115 in der Fern-Ebene angegeben. Der Controller 130 kann eine Bilderzeugungseinheit (PGU) und andere bekannte Komponenten, um Bilder zu erzeugen und zu projizieren, die das Bild 125 in der Nah-Ebene und das Bild 115 in der Fern-Ebene ergeben, enthalten. Der Fahrer ist mit einer Vorrichtung 150 (z. B. Schlüsselanhänger, Telefon) dargestellt, die verwendet werden kann, um den Betrachter V zu identifizieren und die Anfangshöhen für das Bild 125 in der Nah-Ebene und das Bild 115 in der Fern-Ebene entsprechend einer vorherigen Interaktion mit dem Betrachter V festzulegen. Die Identifizierung kann von einem Fahrzeug-Controller 155 durchgeführt werden, während die Steuerung der Anfangshöhen des Bildes 125 in der Nah-Ebene und des Bildes 115 in der Fern-Ebene vom Controller 130 durchgeführt werden kann. Der Fahrzeug-Controller 155 und der Controller 130 können eine Verarbeitungsschaltungen enthalten, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam, dediziert oder als Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehr Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten umfassen können, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Der Controller 130 projiziert das Bild 125 in der Nah-Ebene auf einen drehbaren Spiegel 120, und der drehbare Spiegel 120 reflektiert das Bild 125 in der Nah-Ebene auf die Windschutzscheibe zur Anzeige in der in 1 angegebenen Höhe und Position. Die Drehung des drehbaren Spiegels 120, die die Höhe steuert, in der das Bild 125 in der Nah-Ebene angezeigt wird, wird von einem Spiegel-Controller 140 gesteuert, den der Betrachter V bedienen kann. Dieser Drehwinkel des drehbaren Spiegels 120 wird dem Controller 130 gemäß beispielhaften Ausführungsformen basierend auf einer Einstellung des Spiegel-Controllers 140 oder des drehbaren Spiegels 120 selbst bereitgestellt.
  • In ähnlicher Weise projiziert der Controller 130 das Bild 115 in der Fern-Ebene auf einen fixierten Spiegel 110, und der fixierte Spiegel 110 reflektiert das Bild 115 in der Fern-Ebene auf die Windschutzscheibe zur Anzeige in der in 1 angegebenen Höhe und Position. Im Gegensatz zum drehbaren Spiegel 120, dessen Höhe vom Betrachter V über den Spiegel-Controller 140 gesteuert wird, ist der fixierte Spiegel 110 stationär und gekrümmt. Die Position, an der das Bild 115 in der Fern-Ebene angezeigt wird, wird durch die Position entlang der Kurve bzw. Krümmung des festen Spiegels 110 gesteuert, bei der der Controller 130 das Bild 115 in der Fern-Ebene projiziert. Die Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene kann ebenfalls vom Controller 130 basierend auf der Position eingestellt werden. Wie vorher bemerkt wurde, wird in früheren Systemen eine Augenverfolgung genutzt, um eine Höhe der Augen des Betrachters V zu bestimmen, und das Ergebnis der Augenverfolgung bestimmt die Position auf dem fixierten Spiegel 110, bei der das Bild 115 in der Fern-Ebene projiziert wird. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Augenverfolgung nicht erforderlich.
  • Stattdessen beziehen die hier beschriebenen Ausführungsformen eine auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung der Höhe des Bildes 115 in der Fern-Ebene ein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Höhe des Auges aus der Höhe des Bildes 125 in der Nah-Ebene, das vom Betrachter V gesteuert wird, abgeschätzt werden. Die Höhe des Auges des Betrachters V wird dann verwendet, um die Höhe des Bildes 115 in der Fern-Ebene in einer ähnlichen Art und Weise, wie die Augenverfolgung in früheren Systemen verwendet wird, zu steuern. Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen wird die Höhe des Bildes 115 in der Fern-Ebene basierend auf einer Rückmeldung des Betrachters V eingestellt und kann auch basierend auf während der Fahrt wahrgenommenen Positionsänderungen (z. B. krummes Sitzen) eingestellt werden. Ein oder mehr Sensoren 145 können verwendet werden, um die Positionsänderungen des Betrachters V während der Fahrt wahrzunehmen und diese Informationen dem Controller 130 bereitzustellen. Ein in 1 dargestellter beispielhafter Sensor 145 kann beispielsweise ein Drucksensor im Sitz 146 sein, der eine Änderung des Schwerpunkts (d. h. ein krummes Sitzen) detektiert. Dies kann zu einem Absenken des Bildes 115 in der Fern-Ebene um beispielsweise 5 bis 10 Millimeter (mm) führen.
  • 2 veranschaulicht eine Sicht 210 des Betrachters V, die auf der auf Betrachter-Eingaben basierenden Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System 105 des Fahrzeugs 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen basiert. Der Betrachter V sieht beispielsweise die Sicht 210 durch die Windschutzscheibe 135 des Fahrzeugs 100. Ein Bild 125 in der Nah-Ebene und ein Bild 115 in der Fern-Ebene sind beide HUD-Anzeigen, die auf die reale Sicht 215 projiziert werden. In der beispielhaften Veranschaulichung umfasst die reale Sicht 215 ein Auto, einen Radfahrer und eine Fahrbahn. Das Bild 125 in der Nah-Ebene ist eine HUD-Anzeige, die die Geschwindigkeit, den aktuellen Gang und den Scheinwerferstatus anzeigt. Das Bild 115 in der Fern-Ebene ist eine AR-HUD-Anzeige in Form einer Hervorhebung eines Teils der Fahrbahn, die ein Rechtsabbiegen anzeigt. Falls die Höhe dieses Bildes 115 in der Fern-Ebene nicht auf die Höhe des Auges des Betrachters V und somit auf die Höhe der realen Sicht 215, die der Betrachter V sieht, ausgerichtet wäre, würde dann das Bild 115 in der Fern-Ebene die Fahrbahn und die Abbiegung nicht korrekt hervorheben. Beispielsweise könnte die Abbiegung zu niedrig (d. h. in den Median) oder zu hoch (d. h. nach der eigentlichen Abbiegung der Fahrbahn) dargestellt werden.
  • 3 veranschaulicht einen beispielhaften Mechanismus für die auf Betrachter-Eingaben basierende Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System 105 eines Fahrzeugs 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Erörtert wird eine Korrespondenz zwischen dem Drehwinkel des drehbaren Spiegels 120 und der Projektionsposition 330 auf dem fixierten Spiegel 110. Wie vorher erwähnt wurde, steuert der Drehwinkel des drehbaren Spiegels 120, der vom Betrachter V unter Verwendung des Spiegel-Controllers 140 eingestellt werden kann, die Höhe, in der das Bild 125 in der Nah-Ebene angezeigt wird. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen wird die Anzeigehöhe des Bildes 125 in der Nah-Ebene genutzt, um die Höhe der Augen des Betrachters V abzuschätzen. Diese abgeschätzte Augenhöhe wird in der gleichen Art und Weise verwendet, wie die Ergebnisse der Augenverfolgung in früheren Systemen verwendet werden, um dann eine Position zu steuern, bei der das Bild 115 in der Fern-Ebene angezeigt wird, und um eine Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene basierend auf der Position zu steuern.
  • Ein Sichtfeld bzw. eine Eyebox 310 für die Fern-Ebene und drei Sichtfelder bzw. Eyeboxen 320a, 320b, 320c (allgemein als 320 bezeichnet) für die Nah-Ebene sind dargestellt. Die Eyebox 310 für die Fern-Ebene repräsentiert einen Bereich im Raum, in dem der Betrachter V das gesamte Bild 115 in der Fern-Ebene sehen kann, und jede der Eyeboxen 320 für die Nah-Ebene repräsentiert einen Bereich im Raum, in dem der Betrachter V das gesamte Bild 125 in der Nah-Ebene sehen kann. Die Mitte jeder der drei beispielhaften Eyeboxen 320 für die Nah-Ebene entspricht einer unterschiedlichen Augenhöhe (EH) des Betrachters V, wie angegeben ist. Die Mitte der Eyebox 320a für die Nah-Ebene entspricht der Standardposition, bei der der Drehwinkel null Grad beträgt, und befindet sich auf der nominalen Augenhöhe (EH_nom). Die Eyebox 320b für die Nah-Ebene kann durch Drehen des drehbaren Spiegels 120 zwischen den in 3 dargestellten beispielhaften Positionen bewegt werden, so dass sie einer anderen Augenhöhe (EH) des Betrachters V entspricht.
  • Es sind eine minimale Augenhöhe (EH_min) und eine maximale Augenhöhe (EH_max) zusammen mit der nominalen Augenhöhe (EH_nom), die zwischen den beiden liegt, angegeben. Der Begriff „Nominal“ wird verwendet, um auf eine vordefinierte Augenhöhe (z. B. den Mittelwert aus EH_min und EH_max) zu verweisen. Ein Betrachter V, dessen Augen sich auf einer Höhe oberhalb der maximalen Augenhöhe EH_max oder auf einer Höhe unterhalb der minimalen Augenhöhe EH_min befinden, ist möglicherweise nicht in der Lage, das Bild 115 in der Nah-Ebene und das Bild 125 in der Fern-Ebene richtig zu sehen. Die tatsächlichen Höhen können basierend auf dem Fahrzeug 100 variieren. Beispielsweise kann die Differenz zwischen EH_min und EH_max in der Größenordnung von 100 Millimetern (mm) liegen. Angegeben sind auch die Augenhöhen, die der maximalen Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn (EH_CCW_max) und der maximalen Drehung im Uhrzeigersinn (EH_CW_max) des drehbaren Spiegels 120 entsprechen.
  • Zum Beispiel wird ein Betrachter V, dessen Augen sich auf der minimalen Augenhöhe EH_min befinden, den drehbaren Spiegel 120 auf die maximale Drehung gegen den Uhrzeigersinn einstellen, um das Bild 125 in der Nah-Ebene am deutlichsten zu sehen. Diese Drehposition des drehbaren Spiegels 120 positioniert das Bild 125 in der Nah-Ebene so, dass es innerhalb der momentanen Eyebox 320a für die Nah-Ebene, die bei EH_CCW zentriert ist, vollständig sichtbar ist. In ähnlicher Weise wird ein Betrachter V, dessen Augen sich auf der maximalen Augenhöhe EH_max befinden, den drehbaren Spiegel 120 auf die maximale Drehung im Uhrzeigersinn einstellen, um das Bild 125 in der Nah-Ebene am deutlichsten zu sehen. Diese Drehposition des drehbaren Spiegels 120 positioniert das Bild 125 in der Nah-Ebene, dass es innerhalb der momentanen Eyebox 32ßc für die Nah-Ebene, die auf EH_CW zentriert ist, vollständig sichtbar ist. Ein Betrachter V, dessen Augen sich auf der in 3 angegebenen nominalen Augenhöhe (EH_nom) befinden, stellt den drehbaren Spiegel 120 auf einen Drehwinkel Null ein, um das Bild 125 in der Nah-Ebene so zu positionieren, dass es innerhalb der Eyebox 320b, die auf EH_nom zentriert ist, vollständig sichtbar ist.
  • Wie 3 zeigt, ist das Bild 115 in der Fern-Ebene immer sichtbar, wenn sich die Augen des Betrachters V innerhalb der einzigen Eyebox 310 in der Fern-Ebene befinden. Wenn jedoch die Augenhöhe EH des Betrachters V innerhalb der Eyebox 310 für die Fern-Ebene nicht bekannt ist, kann das Bild 115 in der Fern-Ebene falsch ausgerichtet sein. Das heißt, wenn es sich bei dem Bild 115 in der Fern-Ebene um ein AR-HUD-Bild handelt (z. B. das in 2 gezeigte Fahrbahn-Überlagerung), kann die Ausrichtung des Bildes 115 in der Fern-Ebene auf die reale Sicht 215 ohne Informationen über die Augenhöhe EH des Betrachters V nicht korrekt sein. Durch die Kenntnis der Augenhöhe EH des Betrachters V innerhalb der Eyebox 310 für die Fern-Ebene kann der Controller 130 die Position und Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene so steuern, dass beispielsweise das die in 2 gezeigte AR-Fahrbahn-Überlagerung korrekt mit der Rechtsabbiegespur in der realen Sicht 215 ausgerichtet ist.
  • Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen wird die Augenhöhe EH des Betrachters V basierend auf einer Einstellung des drehbaren Spiegels 120 abgeleitet, um das Bild 125 in der Nah-Ebene zu beeinflussen. Wenn der Betrachter V beispielsweise den Spiegel-Controller 140 so einstellt, dass der Drehwinkel des drehbaren Spiegels 120 Null ist, entspricht dieser Drehwinkel der nominalen Augenhöhe EH_nom und der Eyebox 320b für die Nah-Ebene. Somit kann in diesem Fall abgeleitet werden, dass die Augenhöhe des Betrachters V bei oder um EH_nom liegt. Wie in 3 dargestellt ist, kann die entsprechende Augenhöhenposition 330 innerhalb der Eyebox 310 für die Fern-Ebene vom Controller 130 genutzt werden, um die Position und Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene zu bestimmen. Der Controller 130 kann den Drehwinkel des drehbaren Spiegels 120, der vom Betrachter V über eine Einstellung des Spiegel-Controllers 140 gesteuert wird, zum Beispiel basierend auf einer Nachschlagetabelle (LUT) einer Augenhöhe EH des Betrachters V (die als Augenhöhenposition 330 für die Zwecke der Positionierung und Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene verwendet werden soll) zuordnen.
  • Gemäß zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen kann die Augenhöhe EH des Betrachters V (d. h. die entsprechende Augenhöhenposition 330), die der Controller 130 nutzt, um die Position und Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene zu bestimmen, basierend auf anderen Informationen eingestellt werden. Wie vorher erwähnt wurde, können Sensoren 145 (z. B. ein Drucksensor im Sitz 146) eine Bewegung des Betrachters V (z. B. krummes Sitzen bzw. Lümmeln), die die Augenhöhe EH beeinflusst, detektieren. So können/kann beispielsweise die Position und/oder Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene basierend auf einem vordefinierten Betrag (z. B. 5 bis 10 mm) einer Änderung der Augenhöhe EH eingestellt werden, wenn ein Sensor 145 angibt, dass sich der Betrachter V in den Sitz 146 lümmelt. Wie vorher ebenfalls erwähnt wurde, kann vom Betrachter V beispielsweise eine Rückmeldung über das vom Fahrzeug-Controller 155 gesteuerte Infotainmentsystem angefordert werden. Die Rückmeldung (z. B. eine Antwort „Nein, zu hoch“ auf die Frage „War der Navigationsabbiegepfeil an der richtigen Stelle?“) kann verwendet werden, um Einstellungen der abgeschätzten Augenhöhe 330 und somit der Position und Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene zu speichern.
  • 4 ist ein Prozessablauf eines Verfahrens 400 zum Durchführen einer auf Betrachter-Eingaben basierenden Steuerung in einem Multibild-AR-HUD-System 105 eines Fahrzeugs 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die in 4 dargestellten Prozesse können eingeleitet werden, wenn das Fahrzeug 100 gestartet wird oder wenn das Multibild-AR-HUD-System 105 während einer Fahrt gestartet wird. In Block 410 wird geprüft, ob die Einstellungen des Betrachters V gespeichert sind. Die Überprüfung kann damit verbunden sein, zu bestimmen, ob der Betrachter V ein Vorrichtung 150 (z. B. einen Schlüsselanhänger, ein Telefon) besitzt, das den Betrachter V identifiziert. Diese Bestimmung kann beispielsweise vom Fahrzeug-Controller 155 vorgenommen werden. Wenn der Betrachter V identifiziert ist, kann der Controller 130 dann bestimmen, ob der identifizierte Betrachter V mit einer gespeicherten Augenhöhe EH (und einer entsprechenden Augenhöhenposition 330 innerhalb der Eyebox 310 für die Fern-Ebene) für das Bild 125 in der Nah-Ebene und das Bild 116 in der Fern-Ebene assoziiert ist
  • Wenn der Betrachter V in Block 410 identifiziert und mit einer gespeicherten Augenhöhe EH assoziiert ist, wird dann in Block 420 die gespeicherte Augenhöhe EH ermittelt bzw. erlangt. Falls der Betrachter V in Block 410 entweder nicht identifiziert oder nicht mit einer gespeicherten Augenhöhe EH assoziiert ist, wird dann in Block 430 eine nominale Augenhöhe EH ermittelt. Basierend auf der Überprüfung in Block 410 wird entweder die gespeicherte Augenhöhe EH (aus Block 420) oder die nominale Augenhöhe EH (aus Block 430) als die anfängliche Augenhöhe EH (und entsprechende Augenhöhenposition 330 innerhalb der Eyebox 310 für die Fern-Ebene) für die Darstellung der Bilder 115, 125 festgelegt. In Block 440 umfassen die Prozesse ein Anzeigen des Bildes 125 in der Nah-Ebene und des Bildes 115 in der Fern-Ebene basierend auf der anfänglichen Augenhöhe EH.
  • In Block 450 wird eine auf Betrachter-Eingaben basierende Modifikation der Anzeigeposition des Bildes 115 in der Fern-Ebene bestimmt, die auch zu einer Änderung der Größe führen kann. Wie vorher erwähnt wurde, kann die Position des Bildes 115 in der Fern-Ebene basierend auf verschiedenen Formen einer Betrachter-Eingabe geändert werden. Eine Art einer auf Betrachter-Eingaben basierenden Modifikation basiert auf einer Einstellung am Spiegel-Controller 140. Wie mit Verweis auf 3 erörtert wurde, weist der Drehwinkel des drehbaren Spiegels 120 (der durch den Spiegel-Controller 140 gesteuert wird) eine bekannte Abbildung bzw. Zuordnung zu einer bestimmten Augenhöhe EH (d. h. einer bestimmten Eyebox 320) auf. Wie in 3 dargestellt ist, kann die Augenhöhe EH, die der Eyebox 320 für die Nah-Ebene entspricht, die vom Betrachter V für das Bild 125 in der Nah-Ebene ausgewählt wird, dann einer bestimmten Augenhöhenposition 330 in der Eyebox 310 für die Fern-Ebene zugeordnet werden. Die Position und Größe des Bildes 115 in der Fern-Ebene werden dann auf die neue Augenhöhenposition 330 eingestellt.
  • In Block 450 basiert eine andere Art eine auf Betrachter-Eingaben basierende Modifikation der Höhe, in der das Bild 115 in der Fern-Ebene angezeigt wird, auf Daten von einem Sensor 145. Bei dem vorher erörterten Beispiel handelt es sich um einen Drucksensor 145, der erfasst, dass sich der Betrachter V in den Sitz 146 gelümmelt hat. Dies kann dazu führen, dass die Augenhöhenposition 330 abgesenkt wird. In Block 450 basiert noch eine weitere Art der auf Betrachter-Eingaben basierenden Modifikation der Höhe, in der das Bild der Fern-Ebene 115 angezeigt wird, auf einer Rückmeldung vom Betrachter V. Der Fahrzeug-Controller 155 kann dem Betrachter V beispielsweise über ein Infotainmentsystem oder über die vom Betrachter V mitgeführte Vorrichtung 150 (z. B. ein Telefon) Fragen stellen. Die Antwort auf die Fragen kann zu einer Anhebung oder Absenkung der Augenhöhenposition 330 führen. Die Fragen können iterativ erfolgen, so dass Anhebungen oder Absenkungen um den vordefinierten Betrag so lange wiederholt werden, bis der Betrachter V angibt, dass die Position des Bildes 115 in der Fern-Ebene zufriedenstellend ist.
  • In Block 460 umfassen die Prozesse ein Speichern jeglicher Einstellungen basierend auf der Quelle der Einstellung. Das heißt, falls Betrachter-Eingabe, die zu einer Einstellung der Position führte, an der das Bild 115 in der Fern-Ebene angezeigt wird, eine Einstellung der Höhe, in der das Bild 125 in der Nah-Ebene angezeigt wird, (über den Spiegel-Controller 140) ist, werden dann die Einstellungen für sowohl das Bild 125 in der Nah-Ebene als auch das Bild 115 in der Fern-Ebene gespeichert. Falls die Betrachter-Eingabe, die zu einer Einstellung der Höhe, in der das Bild 115 in der Fern-Ebene angezeigt wird, geführt hat, sensor-basiert ist, kann dann der Betrachter V gefragt werden, ob die eingestellte Höhe gespeichert werden soll. Falls der Betrachter V z. B. aufgrund von Müdigkeit krumm sitzt bzw. sich in den Sitz lümmelt, muss die Einstellung für eine spätere Fahrt möglicherweise nicht gespeichert werden. Falls es sich bei der Betrachter-Eingabe, die zu einer Einstellung der Position geführt hat, in der das Bild 115 in der Fern-Ebene angezeigt wird, um eine Rückmeldung des Betrachters V handelt, wird dann die aus der Rückmeldung resultierende eingestellte Position gespeichert.
  • Obwohl die obige Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente für deren Elemente ersetzt werden können, ohne von deren Umfang abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die einzelnen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern umfasst alle Ausführungsformen, die in den Bereich der Anmeldung fallen.

Claims (10)

  1. System zum Bereitstellen eines Multibild-Head-up-Displays (HUD) in einem Fahrzeug, wobei das System umfasst: einen fixierten Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er ein Bild in der Fern-Ebene in einem ersten Abstand von einem Insassen des Fahrzeugs projiziert, wobei eine Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene auf einer Augenhöhenposition des Insassen basiert; einen drehbaren Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er ein Bild in der Nah-Ebene in einem zweiten Abstand, der näher als der erste Abstand ist, vom Insassen projiziert, wobei eine Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene auf einer manuellen Einstellung eines Drehwinkels des drehbaren Spiegels durch den Insassen basiert; und eine Verarbeitungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie automatisch die Position einer Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basierend auf einer Ableitung der Augenhöhenposition des Insassen vom Drehwinkel des drehbaren Spiegels, der die Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene steuert, einstellt.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner so konfiguriert ist, dass sie einen Drehwinkel des drehbaren Spiegels der Augenhöhenposition zuordnet, die Verarbeitungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie die nach dem Drehwinkel des drehbaren Spiegels zugeordnete Augenhöhenposition verwendet, um die Position und eine Größe der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, und das System einen Spiegel-Controller enthält, der vom Insassen betätigt werden kann, um den Drehwinkel des drehbaren Spiegels zu steuern.
  3. System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Fahrzeug-Controller, der so konfiguriert ist, dass er eine Rückmeldung vom Insassen erhält, wobei die Verarbeitungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, basierend auf der Rückmeldung vom Insassen automatisch erhöht oder absenkt.
  4. System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen oder mehr Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie Positionsinformationen des Insassen erhalten, wobei der eine oder die mehreren Sensoren einen Drucksensor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er Informationen erhält, die eine Verringerung der Augenhöhe des Insassen angeben, und die Verarbeitungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, basierend auf den Informationen vom Drucksensor automatisch um einen vordefinierten Betrag absenkt.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die Augenhöhenposition, die die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene steuert, für eine spätere Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene gespeichert wird.
  6. Verfahren zum Bereitstellen eines Multibild-Head-up-Displays (HUD) in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: ein Positionieren eines fixierten Spiegels, um ein Bild in der Fern-Ebene in einem ersten Abstand von einem Insassen des Fahrzeugs zu projizieren, wobei eine Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene auf einer Augenhöhenposition des Insassen basiert; ein Anordnen eines drehbaren Spiegels, um ein Bild in der Nah-Ebene in einem zweiten Abstand, der näher als der erste Abstand ist, vom Insassen zu projizieren, wobei die Steuerung einer Position der Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene so konfiguriert ist, dass sie auf einer manuellen Einstellung eines Drehwinkels des drehbaren Spiegels durch den Insassen basiert; und ein Konfigurieren einer Verarbeitungsschaltung, um die Position einer Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene basierend auf einer Ableitung der Augenhöhenposition des Insassen vom Drehwinkel des drehbaren Spiegels, der die Anzeige des Bildes in der Nah-Ebene steuert, automatisch einzustellen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um einen Drehwinkel des drehbaren Spiegels der Augenhöhenposition zuzuordnen, ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um die nach dem Drehwinkel des drehbaren Spiegels zugeordnete Augenhöhenposition zu verwenden, um die Position und eine Größe der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, und ein Anordnen eines Spiegel-Controllers, der vom Insassen betätigt werden kann, um den Drehwinkel des drehbaren Spiegels zu steuern.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Konfigurieren eines Fahrzeug-Controllers, um eine Rückmeldung vom Insassen zu erhalten, und ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, basierend auf der Rückmeldung vom Insassen automatisch zu erhöhen oder zu abzusenken.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Anordnen eines oder mehrerer Sensoren, um Positionsinformationen des Insassen zu erhalten, wobei der eine oder die mehreren Sensoren einen Drucksensor umfassen und das Verfahren ein Konfigurieren des Drucksensors umfasst, um Informationen zu erhalten, die eine Verringerung der Augenhöhe des Insassen anzeigen, und ferner umfassend ein Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung, um die Augenhöhenposition, die verwendet wird, um die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene zu steuern, basierend auf den Informationen vom Drucksensor automatisch um einen vordefinierten Betrag abzusenken.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Speichern der Augenhöhenposition, die die Position der Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene für eine spätere Anzeige des Bildes in der Fern-Ebene steuert.
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