DE10257484B4 - Apparatus and method for representing the environment of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs (5), umfassend eine Kameraeinrichtung (1) zum Erfassen von Objekten (7, 8) der Umgebung des Fahrzeugs (5) und Bereitstellen visueller Informationen, mindestens eine Auswerteeinrichtung (3) zum Verarbeiten bereitgestellter Informationen und eine Anzeigeeinrichtung (4), welche mit der Auswerteeinrichtung (3) gekoppelt ist, um ein virtuelles Umgebungsbild zu erzeugen, in welchem die von der Kameraeinrichtung (1) erfassten Objekte (7, 8) perspektivisch korrekt dargestellt sind, wobei die Vorrichtung mindestens ein Mittel umfasst, welches zusätzliche Informationen bezüglich der Objekte (7, 8) bereitstellt, die von der Auswerteeinrichtung (3) derart verarbeitbar sind, dass diese zusätzlichen Informationen im virtuellen Umgebungsbild, den entsprechenden Objekten (7, 8) zugeordnet, graphisch einblendbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Bereitstellen zusätzlicher Informationen bezüglich der Objekte (7, 8) ein Navigationssystem (6) ist, mittels dessen eine mögliche Bewegungsbahn eines Objekts ermittelt und im virtuellen Umgebungsbild dargestellt wird.Device for displaying the surroundings of a vehicle (5), comprising a camera device (1) for capturing objects (7, 8) in the surroundings of the vehicle (5) and providing visual information, at least one evaluation device (3) for processing provided information and a Display device (4) which is coupled to the evaluation device (3) in order to generate a virtual image of the surroundings in which the objects (7, 8) captured by the camera device (1) are shown correctly in perspective, the device comprising at least one means , which provides additional information relating to the objects (7, 8) that can be processed by the evaluation device (3) in such a way that this additional information can be graphically displayed in the virtual environment image, assigned to the corresponding objects (7, 8), characterized in that, that the means for providing additional information regarding the objects (7, 8) is a navigation system stem (6), by means of which a possible movement path of an object is determined and displayed in the virtual environment image.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs.The invention relates to an apparatus and a method for representing the environment of a vehicle.

Bekannte Vorrichtungen zum Darstellen der Umgebung von Fahrzeugen werden meistens verwendet, um einen Fahrzeugführer bei schlechten Sichtverhältnissen, insbesondere bei Nacht, zu unterstützen. Dabei erfassen Restlichtverstärkerkameras oder Wärmebildkameras oder Nahbereichsinfrarotkameras in Fahrtrichtung die Umgebung eines Fahrzeugs, welche auf einem Monitor oder auf einem Head-Up-Dispay abgebildet wird. Anstelle von Restlichtverstärkerkameras oder Wärmebildkameras können auch Nahbereichsinfrarotkameras verwendet werden.Known devices for representing the environment of vehicles are mostly used to assist a driver in poor visibility, especially at night. In the process, residual-light intensifier cameras or thermal imaging cameras or close-range infrared cameras capture the surroundings of a vehicle, which is displayed on a monitor or on a head-up dispay. In addition to low-light amplification cameras or thermal imaging cameras, close-range infrared cameras can also be used.

Monitore als Anzeigeeinrichtung besitzen dabei den Nachteil, dass der Fahrzeugführer seinen Blick von der Fahrbahn abwenden muss, um die Darstellung der Umgebung auf dem Monitor zu erfassen.Monitors as a display device have the disadvantage that the driver has to look away from the road to capture the representation of the environment on the monitor.

Head-Up-Displays überwinden diesen Nachteil indem ein Projektor ein virtuelles Buid auf die Frontscheibe eines Fahrzeugs spiegelt, an welcher das virtuelle Bild an einen Rand des Sichtfelds des Fahrzeugführers reflektiert wird. Dabei kann das virtuelle Bild in Abhängigkeit von dessen Position ohne oder nur mit geringen Anpassungsleistungen des Auges an Entfernung und Helligkeit des Bildes wahrgenommen werden.Head-up displays overcome this disadvantage by having a projector mirror a virtual buid onto the windshield of a vehicle, at which the virtual image is reflected to an edge of the driver's field of vision. Depending on its position, the virtual image can be perceived in terms of the distance and brightness of the image with little or no adaptation of the eye.

Aus der EP 0 686 865 B1 ist ein Nachtsichtsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem eine Infrarot-Kamera am Fahrzeug befestigt ist, um eine Straßenszene vor dem Fahrzeug zu betrachten und ein Videosignal zu erzeugen, dass ein Wärmemuster der Szene repräsentiert, wobei dieses Wärmemuster als virtuelles Bild mit einem Größenverhältnis von Eins-zu-Eins durch ein Head-Up-Display am Rande des Sichtbereichs des Fahrers dargestellt wird. Dieses System hat den Vorteil, dass Fußgänger, Tiere, vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge auf der Fahrbahn bei schlechten Sichtverhältnissen durch den Fahrer schneller erkennbar sind. Ein technisches Problem solch eines Nachtsichtsystems besteht darin, dass der Fahrer häufig die vom Nachtsichtsystem erfassten Objekte im virtuellen Bild nicht richtig einschätzen kann.From the EP 0 686 865 B1 For example, there is known a night vision system for a motor vehicle in which an infrared camera is mounted on the vehicle to view a road scene in front of the vehicle and to generate a video signal representing a heat pattern of the scene, this thermal pattern being a virtual image having a size ratio of One-to-one is represented by a head-up display on the edge of the field of vision of the driver. This system has the advantage that pedestrians, animals, vehicles in front or oncoming vehicles on the road in case of poor visibility by the driver are faster recognizable. One technical problem with such a night-vision system is that the driver often can not properly assess the objects captured by the night vision system in the virtual image.

Aus der DE 199 47 766 A1 ist eine Einrichtung zur Überwachung der Umgebung eines einparkenden Fahrzeugs mit einer Videokamera mit einem Blickbereich und einer Bildschirmeinheit zur Darstellung des Blickbereichs bekannt, wobei der Blickbereich relativ zum Fahrzeugführer unveränderbar vorgegeben ist und ein Objekterkennungssensor vorgesehen ist zur Erkennung von Objekten in einem Bereich außerhalb des Blickbereichs, der dem Blickbereich unmittelbar benachbart ist, so dass über eine Anzeigeeinheit dem Fahrer die Existenz von Objekten mitteilbar ist, die nicht im Blickbereich der Kamera liegen.From the DE 199 47 766 A1 a device for monitoring the surroundings of a parking vehicle with a video camera having a viewing area and a screen unit for displaying the viewing area is known, wherein the viewing area relative to the driver is fixed unchangeable and an object recognition sensor is provided for detecting objects in an area outside the viewing area, which is directly adjacent to the viewing area, so that the driver can be informed of the existence of objects that are not within the field of view of the camera via a display unit.

In der DE 696 18 192 T2 wird ein Rückblicksystem für ein Fahrzeug mit zwei Bilderfassungsvorrichtungen, die am Fahrzeug positioniert sind und im Allgemeinen in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs rückwärts gerichtet sind, und ein Anzeigesystem offenbart, das ein Bild anzeigt, das von den Ausgaben der genannten Bilderfassungsvorrichtungen synthetisiert wird, wobei das synthetisierte Bild in etwa einer hinten gelegenen Panoramaansicht von einem einzelnen Ort aus entspricht, im Wesentlichen ohne Duplikatbilder von Objekten.In the DE 696 18 192 T2 For example, a rear view system for a vehicle having two image capture devices positioned on the vehicle and directed generally rearward with respect to the direction of travel of the vehicle and a display system displaying an image synthesized from the outputs of said image capture devices is disclosed the synthesized image corresponds approximately to a rearward panoramic view from a single location, essentially without duplicate images of objects.

Ferner ist aus der DE 199 51 001 A1 eine Vorrichtung zur Darstellung von Informationen in einem Fahrzeug bekannt, wobei die Vorrichtung Mittel zur optischen und/oder akustischen Darstellung aufweist, wobei die Mittel zur optischen und/oder akustischen Darstellung die Informationen darstellen, wobei verschiedene Datenquellen die Informationen bereitstellen.Furthermore, from the DE 199 51 001 A1 a device for displaying information in a vehicle is known, wherein the device comprises means for optical and / or acoustic representation, wherein the means for optical and / or acoustic representation represent the information, wherein different data sources provide the information.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs zuschaffen, bei dem die Wahrnehmbarkeit durch den Fahrer verbessert wird.The invention is therefore based on the technical problem of providing an apparatus and a method for representing the environment of a vehicle, in which the visibility is improved by the driver.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 17. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the objects with the features of claims 1 and 17. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Hierbei umfasst eine Vorrichtung zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs, eine Kameraeinrichtung zum Erfassen von Objekten der Umgebung des Fahrzeugs und Bereitstellen visueller Informationen, mindestens eine Auswerteeinrichtung zum Verarbeiten bereitgestellter Informationen und eine Anzeigeeinrichtung, welche mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt ist, um ein virtuelles Umgebungsbild zu erzeugen, welches die von der Kameraeinrichtung erfassten Objekte perspektivisch korrekt darstellt, wobei die Vorrichtung mindestens ein Mittel umfasst, welches zusätzliche Informationen bezüglich der Objekte bereitstellt, die von der Auswerteeinrichtung derart verarbeitbar sind, dass diese zusätzlichen Informationen im virtuellen Umgebungsbild, den entsprechenden Objekten zugeordnet, graphisch einblendbar sind, wobei das Mittel zum Bereitstellen zusätzlicher Informationen bezüglich der Objekte ein Navigationssystem ist, mittels dessen eine mögliche Bewegungsbahn eines Objektes ermittelt und im virtuellen Umgebungsbild dargestellt wird.In this case, a device for displaying the surroundings of a vehicle, a camera device for detecting objects of the surroundings of the vehicle and providing visual information, at least one evaluation device for processing provided information and a display device, which is coupled to the evaluation device to generate a virtual environment image which perspectively displays correctly the objects detected by the camera device, wherein the device comprises at least one means which provides additional information regarding the objects that are processable by the evaluation device, such that these additional information in the virtual environment image, associated with the corresponding objects, graphically can be faded in, wherein the means for providing additional information regarding the objects is a navigation system, by means of which a possible trajectory of an object is determined and i m virtual environment image is displayed.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Fahrer durch zusätzliche Informationen in einem virtuellen Umgebungsbild eine Fahrsituation schneller erfassen und genauer beurteilen kann. This results in the advantage that a driver can detect a driving situation faster and more accurately by additional information in a virtual environment image.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs eine Sensoreinrichtung, welche Zustandsgrößen von Objekten erfasst. Dabei kann die Sensoreinrichtung beispielsweise eine Radarsensoreinrichtung sein, mittels der beispielsweise unter Ausnutzung des Dopplereffekts Entfernungen, Relativgeschwindigkeiten und/oder Relativbeschleunigungen von Umgebungsobjekten ermittelt werden können.In a preferred embodiment, the device for representing the environment of a vehicle comprises a sensor device which detects state variables of objects. In this case, the sensor device can be, for example, a radar sensor device by means of which distances, relative speeds and / or relative accelerations of surrounding objects can be determined, for example by utilizing the Doppler effect.

In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung wird als Mittel zum Bereitstellen zusätzlicher Informationen über Objekte einer Umgebung eines Fahrzeugs ein Datenspeicher verwendet. Dieser Datenspeicher kann beispielsweise fahrzeugspezifische Daten verschiedener Fahrzeugtypen enthalten, wobei ein zu einem Fahrzeugtyp zugehöriger Datensatz in eine Auswerteeinrichtung geladen wird, wenn beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug als entsprechender Fahrzeugtyp identifiziert wird. Ein solcher Datensatz kann beispielsweise Information über Masse und Art des Bremssystems des vorausfahrenden Fahrzeugs enthalten. Soll der Abstand des vorausfahrende Fahrzeugs beispielsweise im virtuellen Umgebungsbild eingeblendet werden, wenn ein Mindestabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug unterschritten wird, können die Informationen über Masse und Art des Bremssystems des vorausfahrenden Fahrzeugs mit verwendet werden, um einen Mindestabstandswert zu bestimmen.In a further embodiment of the device, a data memory is used as means for providing additional information about objects of an environment of a vehicle. This data memory may contain, for example, vehicle-specific data of different types of vehicles, with a data record associated with a vehicle type being loaded into an evaluation device if, for example, a preceding vehicle is identified as the corresponding vehicle type. Such a data record may, for example, contain information about the mass and type of the braking system of the preceding vehicle. If the distance of the vehicle in front, for example, be displayed in the virtual environment image when a minimum distance to the vehicle ahead, below the information about the mass and type of braking system of the vehicle in front can be used to determine a minimum distance value.

Neben dem Einblenden zusätzlich bereitgestellter Informationen in ein virtuelles Umgebungsbild können diese Informationen von anderen Fahrzeugsystemen verwendet werden. So können zusätzlich bereitgestellt Informationen wie beispielsweise der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und/oder dessen Geschwindigkeit und/oder dessen Masse von einem Gurtstraffersystem oder einem Airbagsystem verarbeitet werden.In addition to displaying additional information provided in a virtual environment image, this information can be used by other vehicle systems. Thus, additionally provided information such as the distance to a preceding vehicle and / or its speed and / or its mass can be processed by a belt tensioner system or an airbag system.

In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung werden zusätzliche Informationen über Objekte der Umgebung eines Fahrzeugs, die beispielsweise durch ein Sensorsystem oder ein Navigationssystem bereitgestellt werden, durch eine Auswerteeinrichtung derart verarbeitet, dass einzelne Objekte im virtuellen Umgebungsbild mit graphischen Mitteln hervorgehoben werden. So kann beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug im virtuellen Umgebungsbild hervorgehoben werden, wenn der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einen Mindestwert unterschritten hat. Dadurch wird ein Fahrer des Fahrzeugs rechtzeitig auf eine kritische Fahrsituation hingewiesen. Als graphische Mittel können zum Beispiel eine Farbänderung, Kontrasterhöhung, Einrahmung, Blinken und/oder Hinweispfeile verwendet werden, wobei das graphische Hervorheben durch akustische oder haptische Signale unterstützt werden kann.In a further embodiment of the device, additional information about objects of the surroundings of a vehicle, which are provided, for example, by a sensor system or a navigation system, is processed by an evaluation device such that individual objects in the virtual environment image are highlighted by graphical means. Thus, for example, a vehicle ahead in the virtual environment image can be highlighted if the distance to the vehicle in front has fallen below a minimum value. As a result, a driver of the vehicle is informed in good time of a critical driving situation. As a graphical means, for example, a color change, contrast enhancement, framing, flashing and / or arrows are used, wherein the graphical highlighting can be supported by acoustic or haptic signals.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kameraeinrichtung als Restlichtverstärkerkamera und/oder Wärmebildkamera ausgebildet. Diese Kamerasysteme sind geeignet, eine Umgebung bei Dunkelheit oder schlechten Sichtverhältnissen zu erfassen. Dabei hat eine Restlichtverstärkerkamera gegenüber einer Wärmebildkamera den Vorteil, dass diese sowohl warme als auch kalte Objekte erfasst, wie beispielsweise länger abgestellte Kraftfahrzeuge.In a preferred embodiment, the camera device is designed as a residual light amplifier camera and / or thermal imaging camera. These camera systems are capable of detecting an environment in darkness or poor visibility. In this case, a residual light amplifier camera compared to a thermal imager has the advantage that it detects both warm and cold objects, such as longer parked vehicles.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung als ein Head-Up-Display ausgebildet. Ein Vorteil eines Head-Up-Displays ist es, das ein virtuelles Umgebungsbild im Sichtbereich oder am Rand des Sichtbereichs eines Fahrers dargestellt werden kann. Die Augen des Fahrers müssen somit nur noch geringe oder gar keine Anpassungsleistungen zwischen dem Erfassen des realen Umgebungsbildes und des virtuellen Umgebungsbildes durchführen. Ein Nachteil dieser Head-Up-Displays ist es, dass sich keine Gegenstände innerhalb des Einspiegelwinkels des virtuellen Bildes befinden dürfen, weil diese das virtuelle Bild teilweise oder vollständig verdecken können.In a further embodiment, the display device is designed as a head-up display. One advantage of a head-up display is that a virtual environment image can be displayed in the field of vision or at the edge of the field of vision of a driver. The driver's eyes thus only have to perform little or no adaptation services between the detection of the real environment image and the virtual environment image. A disadvantage of these head-up displays is that no objects may be within the viewing angle of the virtual image because they may partially or completely obscure the virtual image.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung eine aktiv ansteuerbare durchsichtige Folie, welche beispielsweise aus organischen LED's besteht und auf oder in mindestens einer Scheibe eines Fahrzeugs angeordnet ist. Dabei bedeckt die Folie vorzugsweise die gesamte Fläche der Frontscheibe des Fahrzeugs. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Folie nur einen oder mehrere Teilbereiche der Frontscheibe bedeckt. Beispielsweise könnte die Folie nur die Hälfte der Frontscheibe auf der Fahrerseite bedecken.In a further preferred embodiment, the display device is an actively controllable transparent film which, for example, consists of organic LEDs and is arranged on or in at least one pane of a vehicle. In this case, the film preferably covers the entire surface of the windshield of the vehicle. There is also the possibility that the film covers only one or more subregions of the windshield. For example, the film could cover only half of the front window on the driver's side.

Eine aktiv ansteuerbare Folie als Anzeigeeinrichtung besitzt mehrere Vorteile. Eine Folie, die auf oder in einer Scheibe angeordnet ist, beansprucht keinen zusätzlichen Platz. Bei einer aktiv ansteuerbaren Folie ist ein veränderliches Darstellungsformat oder ein veränderlicher Darstellungsort mit geringem Aufwand realisierbar. Dabei könnte beispielsweise ein erzeugtes virtuelles Umgebungsbild auf der Frontscheibe ein reales Umgebungsbild Eins zu Eins überlagern oder von diesem versetzt angeordnet sein. Ein weiterer Vorteil einer ansteuerbaren Folie gegenüber einem Head-Up-Display besteht darin, dass es nicht notwendig ist einen Einspiegelbereich innerhalb eines Armaturenbretts freizuhalten. Ein veränderbares Anordnen des virtuellen Umgebungsbildes erfordert bei einem Head-Up-Display ein aufwendiges Spiegelsystem.An actively controllable film as a display device has several advantages. A film placed on or in a disk does not take up any extra space. With an actively controllable film, a variable presentation format or a variable presentation site can be realized with little effort. In this case, for example, a generated virtual environment image on the windshield could superimpose a real environment image one to one or be offset from it. Another advantage of a controllable film over a head-up display is that it is not necessary to keep a viewing area within a dashboard clear. A variable arranging the virtual environment image requires a complex mirror system in a head-up display.

Weitere alternative Anzeigeeinrichtungen sind eine LCD-Anzeige, welche ebenfalls in einer Frontscheibe eines Fahrzeugs eingearbeitet sein kann, die unter Einfluss einer angelegten Spannung ihr Reflexionsvermögen ändert, oder ein Hologramm in einem Frontscheibenbereich. Further alternative display devices are an LCD display, which may also be incorporated in a windscreen of a vehicle that changes its reflectivity under the influence of an applied voltage, or a hologram in a windscreen area.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Darstellen einer Fahrzeugumgebung Mittel, mit denen die Blickrichtung eines Fahrers erfassbar ist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein virtuelles Umgebungsbild in Abhängigkeit der ermittelten Blickrichtung zu positionieren. So wird beispielsweise in einer Rechtskurve. in welcher sich das Sichtfeld eines Fahrers üblicherweise nach rechts verschiebt, das virtuelle Umgebungsbild dem Sichtfeld des Fahrers entsprechend nach rechts verschoben dargestellt. Das virtuelle Umgebungsbild wandert mit der Blickrichtung des Fahrers mit, wodurch der Fahrer seinen Blick nicht von der Fahrtrichtung abwenden muss, um beispielsweise ein virtuell erzeugtes Umgebungsbild auf einem Monitor oder einem fest positionierten Head-Up-Display zu erfassen. Des Weiteren kann eine erfasste Blickrichtung dazu verwendet werden, zusätzliche Informationen nur in einem Bereich des virtuellen Umgebungsbildes einzublenden, der von der erfassten Blickrichtung abhängt.In a further embodiment, the device for representing a vehicle environment comprises means with which the viewing direction of a driver can be detected. This makes it possible, for example, to position a virtual environment image as a function of the determined viewing direction. For example, in a right turn. in which the field of vision of a driver usually shifts to the right, the virtual environment image is shown displaced to the right according to the field of vision of the driver. The virtual environment image moves with the driver's line of sight, as a result of which the driver does not have to avert his gaze from the direction of travel in order, for example, to capture a virtually generated environmental image on a monitor or a fixedly positioned head-up display. Furthermore, a detected viewing direction can be used to display additional information only in a region of the virtual environment image that depends on the detected viewing direction.

In einer Ausführungsform bestehen die Mittel zum Erfassen der Blickrichtung eines Fahrers aus einer Kamera, welche mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist. Dabei umfasst die Kamera sowohl Infrarotdioden als auch einen Detektor. Mit den Infrarotdioden werden die Augen des Fahrers beleuchtet und die reflektierte Infrarotlichtleistung mit dem Detektor erfasst. Dieser übermittelt das Messergebnis an die Auswerteeinrichtung, in welcher die Blickrichtung des Fahrers ermittelt wird.In one embodiment, the means for detecting the viewing direction of a driver consist of a camera, which is connected to an evaluation device. The camera includes both infrared diodes and a detector. The infrared diodes illuminate the driver's eyes and detect the reflected infrared light output with the detector. This transmits the measurement result to the evaluation device, in which the driver's line of sight is determined.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung die Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The single FIGURE shows a schematic representation of the components of a device according to the invention.

In der 1 sind ein Fahrzeug 5 mit einem Fahrer 11 sowie zwei Objekte 7, 8 dargestellt. Dabei umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung im Fahrzeug 5 eine Kameraeinrichtung 1, eine Sensoreinrichtung 2, eine Auswerteeinrichtung 3, eine Anzeigeeinrichtung 4, ein Navigationssystem 6, einen Datenspeicher 9 sowie eine Kamera 10.In the 1 are a vehicle 5 with a driver 11 as well as two objects 7 . 8th shown. In this case, the device according to the invention comprises in the vehicle 5 a camera device 1 , a sensor device 2 , an evaluation device 3 , a display device 4 , a navigation system 6 , a data store 9 as well as a camera 10 ,

Die mit der Auswerteeinrichtung 3 verbundene Kameraeinrichtung 1 ist als Wärmebildkamera ausgebildet, welche auch bei Dunkelheit oder schlechten Sichtverhältnissen die Objekte 7.8 aus der Umgebung des Fahrzeugs 5 in Fahrtrichtung erfasst. Die Kameraeinrichtung 1 kann jedoch auch als eine Restlichtverstärkerkamera oder als eine Kombination von Wärmebildkamera und Restlichtverstäkerkamera oder Nahinfrarotkamera ausgebildet sein. Die von der Kameraeinrichtung 1 bereitgestellten visuellen Informationen werden in der Auswerteeinrichtung 3 verarbeitet.The with the evaluation 3 connected camera device 1 is designed as a thermal imaging camera, which even in darkness or poor visibility, the objects 7.8 from the environment of the vehicle 5 recorded in the direction of travel. The camera device 1 However, it can also be designed as a low-light amplifier camera or as a combination of a thermal imaging camera and a residual light observer camera or near-infrared camera. The of the camera device 1 provided visual information will be in the evaluation 3 processed.

Die Auswerteeinrichtung 3 steuert die Anzeigeeinrichtung 4 an, die ein virtuelles Umgebungsbild erzeugt, in dem die Objekte 7, 8 perspektivisch korrekt dargestellt werden. Dabei ist die Anzeigeeinrichtung 4 eine aktiv ansteuerbare, durchsichtige, aus organischen LED's bestehende Folie, welche die gesamte Flache der Frontscheibe des Fahrzeugs 5 bedeckt. Die Folie könnte jedoch auch nur Teilbereiche der Frontscheibe oder auch andere Scheiben des Fahrzeugs 5 bedecken. Vorzugsweise ist die Folie in der Frontscheibe eingearbeitet, weil somit Beschädigungen beispielsweise durch Kratzer vermieden werden. Die Folie ist sowohl ganzflächig als auch in Teilbereichen als Anzeigefläche ansteuerbar. Mittels der Anzeigeeinrichtung 4 ist somit ein perspektivisch korrektes virtuelles Umgebungsbild darstellbar, welches ein reales Umgebungsbild im Frontscheibenbereich direkt überlagert oder von diesem versetzt angeordnet ist.The evaluation device 3 controls the display device 4 which creates a virtual environment image in which the objects 7 . 8th be shown in perspective correctly. In this case, the display device 4 an actively controllable, transparent, consisting of organic LED's film, which covers the entire surface of the windshield of the vehicle 5 covered. However, the film could only parts of the windscreen or other windows of the vehicle 5 cover. Preferably, the film is incorporated in the windshield, because thus damage, for example, be avoided by scratches. The film can be controlled both as a whole area and in some areas as a display area. By means of the display device 4 Thus, a perspective correct virtual environment image can be displayed, which is directly superimposed on a real environment image in the windshield area or offset from this.

Mittels der Sensoreinrichtung 2, dem Navigationssystem 6 und dem Datenspeicher 9, welche mit der Auswerteeinrichtung 3 verbunden sind, werden zusätzliche Informationen bezüglich der Objekte 7, 8 bereitgestellt.By means of the sensor device 2 , the navigation system 6 and the data store 9 , which with the evaluation 3 are associated with additional information regarding the objects 7 . 8th provided.

So erfasst die Sensoreinrichtung 2 Zustandsgrößen der Objekte 7, 8. Dabei ist die Sensoreinrichtung 2 beispielsweise als Radarsensoreinrichtung ausgebildet, mittels der Entfernungen, Relativgeschwindigkeiten und/oder Relativbeschleunigungen der Objekte 7, 8 ermittelt werden können.This is how the sensor device detects 2 State variables of the objects 7 . 8th , In this case, the sensor device 2 For example, designed as a radar sensor device, by means of the distances, relative velocities and / or relative accelerations of the objects 7 . 8th can be determined.

Das Navigationssystem 6 stellt Informationen zur Verfügung, mit denen beispielsweise eine erwartete Bewegungsbahn des vorausfahrenden Objekts 7 oder des Fahrzeugs 5 ermittelt werden kann.The navigation system 6 provides information that, for example, an expected trajectory of the preceding object 7 or the vehicle 5 can be determined.

Der Datenspeicher 9 enthält beispielsweise fahrzeugspezifische Daten verschiedener Fahrzeugtypen. Ist beispielsweise der Fahrzeugtyp des Objekts 7, welches vom Kamerasystem 1 erfasst wird, durch die Auswerteeinrichtung 3 visuell detektiert, kann der zum detektierten Fahrzeugtyp zugehörige Datensatz in die Auswerteeinrichtung 3 geladen und verarbeitet werden. Ein solcher Datensatz könnte beispielsweise eine Information enthalten, dass der detektierte Fahrzeugtyp des Objektes 7 standardmäßig mit einem ABS-System ausgestattet ist, was zur Folge haben könnte, dass der Wert des Mindestabstandes, den das Fahrzeug 5 zum Objekt 7 haben sollte, erhöht wird.The data store 9 contains, for example, vehicle-specific data of different types of vehicles. For example, is the vehicle type of the object 7 which from the camera system 1 is detected by the evaluation 3 Visually detected, the data associated with the detected vehicle type record in the evaluation 3 loaded and processed. Such a data record could, for example, contain information that the detected vehicle type of the object 7 equipped with an ABS system as standard, which could result in the value of the minimum distance that the vehicle 5 to the object 7 should have increased.

Die Auswerteeinrichtung 3 verarbeitet die Informationen, die durch die Mittel 2, 6, 9 bereitgestellt werden derart, dass diese Informationen oder daraus abgeleitete Informationen im virtuellen Umgebungsbild der Anzeigeeinrichtung 4 den entsprechenden Objekten 7, 8 zugeordnet in geeigneter Form zumindest zeitweise einblendbar sind. So kann beispielsweise der Abstand, den das Fahrzeug 5 zum Objekt 7 hat, ständig im virtuellen Umgebungsbild dem Objekt 7 zugeordnet, eingeblendet werden. Der Abstand könnte jedoch auch nur dann eingeblendet werden, wenn ein bestimmter Wert unterschritten wird. Es können aber auch andere Informationen, wie beispielsweise Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und/oder erwartete Bewegungsbahnen eingeblendet werden.The evaluation device 3 Processes the information provided by the means 2 . 6 . 9 be provided such that this information or information derived therefrom in the virtual environment image of the display device 4 the corresponding objects 7 . 8th assigned in a suitable form at least temporarily can be inserted. For example, the distance that the vehicle 5 to the object 7 has, constantly in the virtual environment image the object 7 assigned, are displayed. However, the distance could only be displayed if a certain value is undershot. However, other information such as speeds, accelerations and / or expected trajectories can be displayed.

Eine weitere Möglichkeit zum Verarbeiten der durch die Mittel 2, 6, 9 bereitgestellten Informationen besteht darin, einzelne Objekte 7, 8 im virtuellen Umgebungsbild in Abhängigkeit zu den bereitgestellten Informationen graphisch hervorzuheben. Unterschreitet beispielsweise der Abstand des Fahrzeugs 5 zum Objekt 7 ein Mindestmaß, kann das Objekt 7 im virtuellen Umgebungsbild graphisch hervorgehoben dargestellt werden. Dadurch kann der Fahrer 11 des Fahrzeugs 5 auf eine kritische Fahrsituation aufmerksam gemacht werden oder eine kritische Fahrsituation schneller erfassen. Dabei kann das Objekt 7 graphisch hervorgehoben werden durch eine Farbänderung, Kontrasterhöhung, Einrahmung, Blinken oder durch Hinweispfeile. Das optische Hervorheben kann auch durch akustische oder haptische Signale unterstützt werden.Another way to process by the means 2 . 6 . 9 Information provided is individual objects 7 . 8th in the virtual environment image depending on the information provided graphically highlight. For example, falls below the distance of the vehicle 5 to the object 7 a minimum, the object can 7 be graphically highlighted in the virtual environment image. This allows the driver 11 of the vehicle 5 be made aware of a critical driving situation or capture a critical driving situation faster. In doing so, the object can 7 be highlighted graphically by a change in color, contrast increase, framing, flashing or by arrows. The visual emphasis can also be supported by acoustic or haptic signals.

Die Kamera 10 dient zum Erfassen einer momentanen Blickrichtung des Fahrers 11. Dabei ist die Kamera 10 mit der Auswerteeinrichtung 3 verbunden und weist Infrarotdioden und einen Detektor auf. Mittels der Infrarotdioden werden die Augen des Fahrers 11 beleuchtet und die reflektierte Infrarotlichtleistung mit dem Detektor erfasst. Das Messergebnis des Detektors wird an die Auswerteeinrichtung 3 übermittelt und durch diese die Blickrichtung des Fahrers 11 ermittelt. Die ermittelte Blickrichtung kann dazu verwendet werden, eine Position des virtuellen Umgebungsbildes, welches nur einen Teilbereich der Frontscheibe des Fahrzeugs 5 bedeckt, der Blickrichtung des Fahrers 11 anzupassen. Das virtuelle Umgebungsbild wandert sozusagen mit der Blickrichtung des Fahrers 11 mit. Der Fahrer 11 muss somit seinen Blick nicht mehr von einer Fahrtrichtung abwenden, um das virtuelle Umgebungsbild und zusätzliche Informationen zu erfassen. Bei einem virtuellen Darstellungsbild, dass die gesamte Fläche der Frontscheibe des Fahrzeugs 5 bedeckt, kann die ermittelte Blickrichtung des Fahrers 11 auch dazu verwendet werden, zusätzliche Informationen nur in einem Teilbereich des virtuellen Umgebungsbildes in Abhängigkeit von der ermittelten Blickrichtung einzublenden. Dies hat den Vorteil dass das virtuelle Umgebungsbild nicht mit Informationen überladen wird.The camera 10 serves to detect a current line of sight of the driver 11 , Here is the camera 10 with the evaluation device 3 connected and has infrared diodes and a detector. By means of the infrared diodes the eyes of the driver become 11 illuminated and detected the reflected infrared light power with the detector. The measurement result of the detector is sent to the evaluation device 3 transmitted and through this the driver's line of sight 11 determined. The determined viewing direction can be used to obtain a position of the virtual environment image which only covers a partial area of the windshield of the vehicle 5 covered, the line of sight of the driver 11 adapt. The virtual environment image wanders, so to speak, with the driver's line of sight 11 With. The driver 11 therefore, it is no longer necessary to turn away from one direction of travel in order to capture the virtual environment image and additional information. In a virtual display image that covers the entire area of the windshield of the vehicle 5 covered, the determined direction of the driver 11 can also be used to display additional information only in a portion of the virtual environment image as a function of the determined line of sight. This has the advantage that the virtual environment image is not overloaded with information.

Claims (22)

Vorrichtung zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs (5), umfassend eine Kameraeinrichtung (1) zum Erfassen von Objekten (7, 8) der Umgebung des Fahrzeugs (5) und Bereitstellen visueller Informationen, mindestens eine Auswerteeinrichtung (3) zum Verarbeiten bereitgestellter Informationen und eine Anzeigeeinrichtung (4), welche mit der Auswerteeinrichtung (3) gekoppelt ist, um ein virtuelles Umgebungsbild zu erzeugen, in welchem die von der Kameraeinrichtung (1) erfassten Objekte (7, 8) perspektivisch korrekt dargestellt sind, wobei die Vorrichtung mindestens ein Mittel umfasst, welches zusätzliche Informationen bezüglich der Objekte (7, 8) bereitstellt, die von der Auswerteeinrichtung (3) derart verarbeitbar sind, dass diese zusätzlichen Informationen im virtuellen Umgebungsbild, den entsprechenden Objekten (7, 8) zugeordnet, graphisch einblendbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Bereitstellen zusätzlicher Informationen bezüglich der Objekte (7, 8) ein Navigationssystem (6) ist, mittels dessen eine mögliche Bewegungsbahn eines Objekts ermittelt und im virtuellen Umgebungsbild dargestellt wird.Device for representing the environment of a vehicle ( 5 ) comprising a camera device ( 1 ) for capturing objects ( 7 . 8th ) of the environment of the vehicle ( 5 ) and providing visual information, at least one evaluation device ( 3 ) for processing provided information and a display device ( 4 ), which communicate with the evaluation device ( 3 ) in order to generate a virtual environment image in which the camera device ( 1 ) detected objects ( 7 . 8th ) are shown correctly in perspective, the device comprising at least one means, which additional information regarding the objects ( 7 . 8th ) provided by the evaluation facility ( 3 ) are processable such that this additional information in the virtual environment image, the corresponding objects ( 7 . 8th ), are graphically fade in, characterized in that the means for providing additional information relating to the objects ( 7 . 8th ) a navigation system ( 6 ) is determined by means of which a possible trajectory of an object and displayed in the virtual environment image. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Mittel als Sensoreinrichtung (2) ausgebildet ist, mittels derer Zustandsgrößen der Objekte (7, 8) erfassbar sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that a further means as a sensor device ( 2 ) is formed, by means of which state variables of the objects ( 7 . 8th ) are detectable. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (2) mindestens Entfernung und/oder Relativgeschwindigkeit und/oder Relativbeschleunigung der Objekte (7, 8) erfasst.Apparatus according to claim 2, characterized in that the sensor device ( 2 ) at least distance and / or relative speed and / or relative acceleration of the objects ( 7 . 8th ) detected. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (7, 8) in Abhängigkeit von den zusätzlich bereitgestellten Informationen, im virtuellen Umgebungsbild graphisch hervorhebbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the objects ( 7 . 8th ) are graphically highlighted in the virtual environment image depending on the additionally provided information. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (7, 8) mittels Kontrasterhöhung, Farbänderung, Einrahmung, Blinken und/oder Hinweispfeilen graphisch hervorhebbar sind.Device according to claim 4, characterized in that the objects ( 7 . 8th ) are highlighted graphically by means of contrast enhancement, color change, framing, flashing and / or pointers. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (1) als Restlichtverstärkerkamera und/oder Wärmebildkamera ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera device ( 1 ) is designed as a residual light amplifier camera and / or thermal imaging camera. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) als ein Head-Up-Display ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the display device ( 4 ) is designed as a head-up display. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) als eine aktiv ansteuerbare durchsichtige Folie ausgebildet ist, die in oder auf mindestens einer Scheibe des Fahrzeugs (5) angeordnet ist. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the display device ( 4 ) is formed as an actively controllable transparent film, which in or on at least one disc of the vehicle ( 5 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) als eine Flüssigkristallanzeige ausgebildet ist, die in oder auf mindestens einer Scheibe des Fahrzeugs (5) angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the display device ( 4 ) is formed as a liquid crystal display, which in or on at least one disc of the vehicle ( 5 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) eine Frontscheibe des Fahrzeugs (5) zumindest teilweise bedeckt.Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the display device ( 4 ) a windscreen of the vehicle ( 5 ) at least partially covered. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Teilbereiche der Anzeigeeinrichtung (4) als Anzeigefläche ansteuerbar sind.Apparatus according to claim 10, characterized in that subregions of the display device ( 4 ) can be controlled as a display area. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis. 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) als ein Hologramm ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to. 6, characterized in that the display device ( 4 ) is formed as a hologram. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens ein Mittel zum Erfassen der Blickrichtung eines Fahrers (11) des Fahrzeugs (5) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one means for detecting the viewing direction of a driver ( 11 ) of the vehicle ( 5 ). Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Erfassen der Blickrichtung des Fahrers (11) Infrarotdioden umfasst, welche die Augen des Fahrers (11) beleuchten, sowie einen Detektor umfasst, welcher am Auge des Fahrers (11) reflektiertes Licht empfängt.Apparatus according to claim 13, characterized in that the means for detecting the line of sight of the driver ( 11 ) Includes infrared diodes which protect the eyes of the driver ( 11 ) and a detector which is placed on the driver's eye ( 11 ) receives reflected light. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein virtuelles Umgebungsbild, welches die Anzeigeeinrichtung (4) nur teilweise bedeckt, zumindest zeitweise mit einer Abhängigkeit von einer erfassten Blickrichtung des Fahrers (11) auf der Anzeigeeinrichtung (4) positionierbar ist.Device according to one of claims 13 or 14, characterized in that a virtual environment image, which the display device ( 4 ) is only partially covered, at least at times with a dependence on a detected line of sight of the driver ( 11 ) on the display device ( 4 ) is positionable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Informationen zumindest zeitweise mit einer Abhängigkeit von einer erfassten Blickrichtung des Fahrers (11) einblendbar sind.Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that additional information at least temporarily with a dependence on a detected viewing direction of the driver ( 11 ) are fade in. Verfahren zum Darstellen der Umgebung eines Fahrzeugs (5), umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen visueller Informationen von Objekten (7, 8) der Umgebung des Fahrzeugs (5) mittels einer Kameraeinrichtung (1), b) Bereitstellen zusätzlicher Informationen bezüglich der Objekte (7, 8) durch mindestens ein Mittel, c) Erzeugen eines virtuellen Umgebungsbildes, wobei die Objekte (7, 8) perspektivisch korrekt dargestellt sind, d) Einblenden zusätzlich bereitgestellter Informationen in das virtuelle Umgebungsbild, wobei die eingeblendeten zusätzlichen Informationen den entsprechenden Objekten (7, 8) graphisch zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Bereitstellen zusätzlicher Informationen bezüglich der Objekte (7, 8) ein Navigationssystem (6) ist, mittels dessen eine mögliche Bewegungsbahn eines Objekts ermittelt und im virtuellen Umgebungsbild dargestellt wird.Method for representing the environment of a vehicle ( 5 ), comprising the following method steps: a) providing visual information of objects ( 7 . 8th ) of the environment of the vehicle ( 5 ) by means of a camera device ( 1 b) providing additional information regarding the objects ( 7 . 8th ) by at least one means, c) generating a virtual environment image, wherein the objects ( 7 . 8th d) display additionally provided information in the virtual environment image, wherein the additional information displayed to the corresponding objects ( 7 . 8th ) are associated graphically, characterized in that the means for providing additional information regarding the objects ( 7 . 8th ) a navigation system ( 6 ) is determined by means of which a possible trajectory of an object and displayed in the virtual environment image. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (7, 8) im virtuellen Umgebungsbild in Abhängigkeit von zusätzlich bereitgestellten Informationen mit graphischen Mitteln hervorgehoben werden.Method according to claim 17, characterized in that the objects ( 7 . 8th ) are highlighted in the virtual environment image depending on additionally provided information with graphical means. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die graphischen Mittel eine Kontrasterhöhung, Farbänderung, Einrahmung, Blinken oder Hinweispfeile umfassen.A method according to claim 18, characterized in that the graphical means comprise an increase in contrast, color change, framing, flashing or pointers. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blickrichtung des Fahrers (11) erfasst wird.Method according to one of claims 17 to 19, characterized in that a viewing direction of the driver ( 11 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein virtuelles Umgebungsbild, welches die Anzeigeeinrichtung (4) nur teilweise bedeckt, zumindest zeitweise mit einer Abhängigkeit von einer erfassten Blickrichtung des Fahrers (11) auf der Anzeigeeinrichtung (4) positioniert wird.A method according to claim 20, characterized in that a virtual environment image, which the display device ( 4 ) is only partially covered, at least at times with a dependence on a detected line of sight of the driver ( 11 ) on the display device ( 4 ) is positioned. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Informationen zumindest zeitweise mit einer Abhängigkeit von einer erfassten Blickrichtung des Fahrers (11) in ein virtuelles Umgebungsbild eingeblendet werden.A method according to claim 20 or 21, characterized in that additional information at least temporarily with a dependence on a detected viewing direction of the driver ( 11 ) are displayed in a virtual environment image.
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