DE10313743A1 - Driver navigation information representation method for automobile, using destination guidance display object represented in display field - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung von Fahrerinformationen, insbesondere für ein Fahrzeug-Navigationssystem.The invention relates to a method and a device for displaying driver information, in particular for a Vehicle navigation system.
Fahrzeug-Navigationssysteme ermitteln aus vom Fahrer eingegebenen Zieldaten, Positionsdaten und Kartendaten Zielführungsanweisungen, die den Fahrer entlang einer sicheren, schnellen und direkten Fahrtroute zu dem Ziel führen. Die Zielführungsanweisungen, insbesondere durchzuführende Manöver, werden vom Navigationssystem akustisch oder optisch durch Ausgabe von Pfeilen auf einer Anzeigeeinrichtung im Dashboardbereich des Fahrzeugs ausgegeben. Weiterhin können zum Teil durch Abstandssensoren Geschwindigkeiten des eigenen Fahrzeugs und anderer Verkehrsteilnehmer ermittelt und hierdurch Gefahrensituationen erkannt werden.Determine vehicle navigation systems from target data, position data and map data entered by the driver Navigation instructions the driver along a safe, fast and direct route lead to the goal. The route guidance, in particular to be carried out Maneuver, are output by the navigation system acoustically or optically of arrows on a display device in the dashboard area of the Vehicle issued. Furthermore, in part by distance sensors Speeds of your own vehicle and other road users determined and thereby dangerous situations are recognized.
Bei der optischen Ausgabe von Zielführungsanweisungen mit der Darstellung auf einem Anzeigefeld einer Anzeigeeinrichtung werden im Allgemeinen generalisierte, insbesondere abstrahierte bzw. vereinfachte Fahrsituationsdarstellungen, z. B. Kreuzungsdarstellungen ausgegeben, in denen die durchzuführenden Fahrmanöver, z. B. ein Abbiegevorgang, hervorgehoben sind.With the optical output of route guidance with the representation on a display field of a display device are generally generalized, especially abstracted or simplified driving situation representations, e.g. B. Intersection representations spent in which the driving maneuvers to be performed, for. B. a turning process are highlighted.
Durch die generalisierte Darstellung der Fahrsituation und die grafisch hervorgehobenen Zielführungsanweisungen wird die Ablenkung des Fahrers vom Verkehrsgeschehen zwar gering gehalten und der technische Aufwand der aktuellen Kartenermittlung und Ermittlung der anzuzeigenden Zielführungssignale begrenzt. Dennoch wird die Aufmerksamkeit des Fahrers durch den erforderlichen zeitweisen Blick auf die Anzeigeeinrichtung, in der er sich jedes Mal zunächst neu zurechtfinden und die angezeigten Informationen auf seine Fahrumgebung, seine Position und Orientierung übertragen muss, be einträchtigt, was zu einer Verringerung der Fahrsicherheit führt. Auch können von der Steuereinrichtung des Navigationssystems erkannte Gefahrensituationen zwar auf der Anzeigeeinrichtung und ggf. akustisch ausgegeben werden; hierbei wird der das Fahrumfeld betrachtende Fahrer diese Informationen jedoch oftmals nicht schnell genug der realen Situation zuordnen können und daher ggf. nicht schnell genug in entsprechender Weise auf die Gefahrensituation reagieren können. Die plötzliche Ausgabe von Gefahren- und Warnsignalen kann sogar zu einer Verwirrung des Fahrers in schwierigen Fahrsituationen führen, die seine Aufmerksamkeit beeinträchtigen.Through the generalized representation the driving situation and the graphically highlighted route guidance the driver's distraction from the traffic situation is slight kept and the technical effort of the current card determination and determining the route guidance signals to be displayed is limited. Yet the driver's attention is temporarily required by the Look at the display device, in which he first new himself each time find your way around and the information displayed on his driving environment, his Transfer position and orientation must, impaired, which leads to a reduction in driving safety. Can also by the control device of the navigation system recognized dangerous situations on the Display device and if necessary be output acoustically; in this connection however, the driver viewing the driving environment becomes this information often not able to assign the real situation quickly enough and therefore possibly not fast enough in a corresponding manner to the dangerous situation can react. The sudden Issuing hazard and warning signals can even cause confusion of the driver in difficult driving situations that lead his attention affect.
Weiterhin ist insbesondere bei unübersichtlichen Kreuzungsgeometrien die Vermittlung der Zielführungsanweisungen problematisch, da z. B. Abbiegemanöver für den Fahrer oftmals nur schwer in richtiger Weise von der Anzeigeeinrichtung auf die Straßensituation zu übertragen sind; daher nimmt derzeit ein Fahrer bei komplexen Kreuzungsgeometrien oftmals eine zu frühe oder zu späte Abbiegemöglichkeit wahr. Zwar können hierzu zusätzlich Entfernungsangaben oder Darstellungen der Entfernung mit abnehmenden Balken ausgegeben werden, jedoch sind auch derartige zusätzliche Angaben oftmals für den Fahrer nur schwer auf die reale Fahrsituation zu übertragen und können seine Aufmerksamkeit – insbesondere bei schwieriger Kurvenführung, Gegenverkehr und schwer erfassbaren weiteren Verkehrsteilnehmern wie Fahrrädern und Fußgängern – weiter beeinträchtigen.Furthermore it is particularly confusing Intersection geometries are difficult to convey the route guidance instructions, there z. B. Turn maneuvers for the Driver often difficult to get from the display device correctly on the street situation transferred to are; therefore, a driver is currently taking complex intersection geometries often too early or too late Turn option true. You can in addition to this Distances or representations of the distance with decreasing Bars are output, however, such are additional ones Information often for difficult to transfer the driver to the real driving situation and can his attention - especially with difficult cornering, Oncoming traffic and other road users who are difficult to detect like bicycles and pedestrians - further impair.
Bei Anzeigeeinrichtungen mit dreidimensionaler Kartendarstellung werden z. B. der zurückzulegende Weg, Hinweisschilder oder das Ziel selbst hervorgehoben dargestellt. Hierbei kann ein in Fahrtrichtung gerichteter Beobachtungsstandpunkt des Fahrers in einer in der Regel wählbaren Höhe über dem Fahrzeug gewählt werden. Aufgrund insbesondere des technischen Aufwandes ist der dargestellte Inhalt jedoch oftmals sehr abstrakt und lückenhaft gehalten. Hierdurch und durch Abweichungen des frei wählbaren Betrachtungswinkels von der tatsächlichen Perspektive des Fahrers wird für den Fahrer die Herstellung eines Zusammenhangs mit der von ihm real wahrgenommenen Fahrsituation erschwert.For display devices with three-dimensional Map display z. B. the route to be covered, signs or the target itself is highlighted. Here, a driver's observation point of view in the direction of travel in a usually selectable Height above the vehicle chosen become. Due to the technical effort in particular, the however, the content presented is often very abstract and incomplete held. Through this and through deviations of the freely selectable Viewing angle from the actual Driver's perspective is for the driver making a connection with the real of him perceived driving situation difficult.
Weiterhin sind Verfahren und Systeme
bekannt, bei denen dem Fahrer relevante Informationen direkt z.
B. über
Datenbrillen oder Head-Up-Displays in sein Sichtfeld eingeblendet
werden. Hierdurch kann der Fahrer seinen Blick stets auf die Fahrbahn und
die umgebende Fahrbahnsituation gerichtet halten und ergänzend Informationen
aufnehmen. Die
Aus Int. J. of Vehicle Design, Vol. 19, No. 2, 1998, A. Steinfeld and P. Green "Driver responses to navigation information on full-windshield, head-up displays" ist es bekannt, Navigationsinformationen entweder auf einer Anzeigeeinrichtung der Instrumententafel wiederzugeben oder der Straßenszene auf der Windschutzscheibe zu überlagern. Bei einer derartigen Überlagerung werden kürzere Reaktionszeiten des Fahrers erreicht als bei Ausgabe auf der zusätzlichen Anzeigeeinrichtung.From Int. J. of Vehicle Design, Vol. 19, No. 2, 1998, A. Steinfeld and P. Green "Driver responses to navigation information on full-windshield, head-up displays "it is known to provide navigation information either reproduce on a display of the instrument panel or the street scene overlay the windshield. With such an overlay become shorter Response times of the driver reached than when output on the additional Display means.
Die
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bieten demgegenüber insbesondere den Vorteil, dass dem Fahrer Zielführungsanweisungen in realistischer Weise ohne allzu große kognitive Belas tung und Ablenkung vom Verkehrsgeschehen übermittelt werden können. Hierbei werden die Fahranweisungen als Zielführungsobjekte und vorteilhafterweise zusätzliche Informationen als Informationsobjekte lagerichtig in einem realen bzw. realistischen Bild der Fahrzeugumgebung eingesetzt.The method according to the invention and the device according to the invention offer against it in particular the advantage that the driver can get route guidance in a more realistic manner Way without too big cognitive strain and distraction from traffic events can be. in this connection are the driving instructions as route guidance objects and advantageously additional Information as information objects in the correct position in a real one or realistic picture of the vehicle environment.
Die erfindungsgemäß ausgegebenen Zielführungsobjekte dienen als Zielführungsanweisungen können insbesondere Fahrtrichtungsangaben, z.B. sich über Abbiegungen, Kreuzungen oder ganze Kreisverkehrs- oder Kreuzungssysteme erstreckende Pfeile, sein. Zusätzliche Informationen können insbesondere zu Objekten der Umgebung, z. B. Hinweise auf Gebäude, ihre historische Bedeutung, Funktionen oder auf landschaftliche Gegebenheiten wie Flüsse, Berge, Seen, Landschaften, ausgegeben werden.The route guidance objects issued according to the invention serve as route guidance can in particular directions of travel, e.g. about turns, crossings or arrows extending entire roundabout or intersection systems, his. additional Information can in particular to objects in the area, e.g. B. Notes on buildings, their historical significance, functions or on landscape such as rivers, mountains, lakes, landscapes, be issued.
Der Fahrer kann erfindungsgemäß den Blick auf dem Verkehrsgeschehen halten und die Zielführungsanweisungen und ggf. weiteren Informationen aufgrund der lagerichtigen Zuordnung direkt den realen Positionen im Verkehrgeschehen zuordnen, ohne Abstraktionen der angezeigten Informationen durch z. B. Umsetzung einer Pfeilsymbolik auf reale Kreuzungssituationen vornehmen zu müssen. Somit ist er kognitiv geringer belastet und in seinen Entscheidungen sicherer.According to the invention, the driver can look at keep to the traffic situation and the route guidance instructions and if necessary further information due to the correct assignment assign the real positions in traffic without abstractions the information displayed by e.g. B. Implementation of an arrow symbolism to have to make real intersection situations. So it is cognitive less burdened and more confident in his decisions.
Erfindungsgemäß können die Zielführungsobjekte und ggf. weiteren Informationsobjekte vorteilhafterweise auf einer transparenten Sichtscheibe im Sichtfeld des Fahrers zwischen seiner Fahrumgebung und seiner Position, insbesondere auf der Windschutzscheibe selbst oder einer dahinter angeordneten Sichtscheibe, eingeblendet werden. Hierzu kann insbesondere eine Projektion auf die Windschutzscheibe oder eine dahinter angeordnete transparente Sichtscheibe erfolgen; weiterhin kann die Darstellung auch auf einer vom Fahrer selbst getragenen Sichtscheibe erfolgen, z. B. auf einer Datenbrille oder einem vorklappbaren Visier eines Helms.According to the route guidance objects and possibly further information objects advantageously on one transparent lens in the driver's field of vision between his Driving environment and its position, especially on the windshield itself or a lens arranged behind it become. In particular, a projection onto the windshield can be used for this purpose or a transparent lens arranged behind it; Furthermore, the display can also be made by the driver himself worn lens, z. B. on smart glasses or a folding visor of a helmet.
Weiterhin ist es auch eine Darstellung der Zielführungsobjekte auf einer Anzeigeeinrichtung, z. B. im Dashboardbereich des Fahrzeuges, möglich. Hier bei wird die vom Fahrer real wahrgenommene Fahrumgebung bzw. Fahrszene durch z. B. eine an oder in dem Fahrzeug befestigte Kamera aufgenommen und als Kartendarstellung auf dem Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung zusammen mit den Zielführungsobjekten und ggf. Informationsobjekten wiedergegeben. Der Fahrer muss bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform zwar kurz den Blick vom Sichtfeld der Straßensituation nehmen; da er in dem Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung jedoch direkt die auch von ihm gesehene Fahrumgebung realistisch wiederfindet, kann er die eingeblendeten Zielführungssignale und ggf. weiteren Objektinformationen direkt zuordnen.It is also an illustration the route guidance objects on a display device, e.g. B. in the dashboard area of the vehicle, possible. Here at becomes the driving environment or driving scene actually perceived by the driver through z. B. a camera attached to or in the vehicle and as a map on the display panel of the display device together with the route guidance objects and possibly reproduced information objects. The driver has to this embodiment of the invention take a short look from the field of vision of the road situation; because he in the display field of the display device, however, also directly realistically finds the driving environment he sees, he can the displayed route guidance signals and, if necessary, assign further object information directly.
Auf besonders bevorzugte Weise können die eingeblendeten Zielführungsobjekte unter Berücksichtigung von weiterhin im Blickfeld des Fahrers sichtbaren Verdeckungsobjekten bzw. Verdeckungsbereichen gebildet werden. Hierbei werden die ersten Zielführungsausgangsobjekten beschnitten, indem Verdeckungsbereiche berücksichtigt werden, die aus Kartendaten oder z. B. auch aus von einem Sensor des Fahrzeugs ermittelten Hindernissen berechnet werden. Aus den ersten Zielführungsausgangsobjekten werden hierbei diejenigen Teilbereiche herausgeschnitten, die im Sichtfeld des Fahrers hinter Verdeckungsbereichen bzw. Verdeckungsobjekten liegen. Somit wird eine realistische Darstellung erreicht, bei der die angezeigten Zielführungsobjekte – und ggf. auch weiteren Informationsobjekte – in die vom Fahrer sichtbare Fahrumgebung eingebettet werden und somit ohne weitere gedankliche Umsetzung vom Fahrer der Fahrumgebung zugeordnet werden können.In a particularly preferred manner, the faded in can Guidance objects considering of concealment objects still visible in the driver's field of vision or concealment areas are formed. This will be the first Guidance output objects cropped by taking into account areas of concealment that come from Card data or z. B. also determined from a sensor of the vehicle Obstacles are calculated. From the first route guidance exit objects the sub-areas that are cut out in the Field of vision of the driver behind concealment areas or concealment objects lie. A realistic display is thus achieved in which the displayed route guidance objects - and if necessary also other information objects - into those visible to the driver Driving environment can be embedded and thus without further intellectual Implementation can be assigned by the driver to the driving environment.
Die Kartendaten können sowohl aus einem im Fahrzeug befindlichen Kartenspeicher, z. B. einem digitalen Datenträger wie einer CD-ROM, als auch über Datenfernübertragung erhalten werden. Die Positionsdaten können – in an sich bekannter Weise – von einem globalen Positionsbestimmungssystem, einem Wegstreckensensor oder einem Drehratensensor bzw. einer Kombination hiervon – ermittelt werden. Hierdurch werden die Position und Orientierung, d. h. Fahrtrichtung des Fahrzeugs, ermittelt und den Kartendaten in eindeutiger Weise zugeordnet. Die Zielführungsanweisungen werden in an sich bekannter Weise durch Navigationsalgorithmen aus vom Fahrer einge gebenen Zieldaten und den Positionsdaten des Fahrzeugs ermittelt. Die ggf. zu berücksichtigenden Verdeckungsobjekte können direkt aus den Kartendaten oder durch zusätzliche Sensoren des Fahrzeugs, z.B. Abstandssensoren auf Ultraschall-, Infrarot- oder Radarbasis, sowie auf der Auswertung von Stereobildern, insbesondere durch Photogrammetrie, ermittelt werden.The card data can be from both in the vehicle card memory located, z. B. a digital disk such as a CD-ROM, as well Remote data transmission be preserved. The position data can - in a manner known per se - from one global positioning system, a distance sensor or a rotation rate sensor or a combination thereof become. As a result, the position and orientation, i. H. direction of travel of the vehicle, determined and the map data in a clear manner assigned. The route guidance are made in a manner known per se by navigation algorithms Target data entered by the driver and the position data of the vehicle determined. Any that need to be considered Concealment objects can directly from the map data or through additional sensors of the vehicle, e.g. Distance sensors based on ultrasound, infrared or radar, as well as on the evaluation of stereo images, especially by photogrammetry, be determined.
Der Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below the accompanying drawings in some embodiments explained. It demonstrate:
Eine Vorrichtung
Weiterhin können von der Navigationseinrichtung
Eine Berechnungseinrichtung
Die Berechnungseinrichtung
Bei der Ausführungsform der
Bei der Ausführungsform der
Die ersten Zielführungsobjekte G1 und Informationsobjekte
IO1 werden von der Ermittlungseinrichtung
Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform kann
die Beschneidungseinrichtung
Die Navigationseinrichtung
Bei sämtlichen Ausführungsformen
können ergänzend akustische
Signale ausgegeben werden. Insbesondere bei der
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