EP3909058A1 - Verfahren zur reduzierung des kinetose-effekts bei passagieren von kraftfahrzeugen beim betrachten eines auf einer anzeigeeinheit dargestellten bildes - Google Patents

Verfahren zur reduzierung des kinetose-effekts bei passagieren von kraftfahrzeugen beim betrachten eines auf einer anzeigeeinheit dargestellten bildes

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EP3909058A1
EP3909058A1 EP20700552.1A EP20700552A EP3909058A1 EP 3909058 A1 EP3909058 A1 EP 3909058A1 EP 20700552 A EP20700552 A EP 20700552A EP 3909058 A1 EP3909058 A1 EP 3909058A1
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EP
European Patent Office
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motor vehicle
acceleration
image
image data
control unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP20700552.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Imre Benyo
Richard Hirschmann
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0183—Adaptation to parameters characterising the motion of the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing the kinetose effect in passengers of motor vehicles with the features of the preamble of claim 1 and a system for operating a display unit with the features of the preamble of claim 15.
  • driver assistance systems can enable an autonomous and / or semi-autonomous driving mode of the motor vehicle.
  • the motor vehicle can use various sensors of the driver assistance system to detect the surroundings of the motor vehicle and can control the motor vehicle completely automatically by specifying predetermined values.
  • the driver assistance system automatically steers by specifying a predetermined steering angle. This is the case, for example, with a semi-autonomous parking process.
  • the driver assistance system takes over the steering of the motor vehicle and the driver operates the accelerator pedal and the brake.
  • a display and operating unit can be provided which is permanently installed in the motor vehicle or which is located on a mobile terminal.
  • the driver or a passenger may feel uncomfortable.
  • a so-called kinetosis comes about through a conflict of sensory perceptions.
  • the sense of sight senses a largely immobility of one's own body relative to the environment, while the sense of balance sees the constantly changing more or less
  • image signals are provided to the passenger via optical playback devices during the journey, which are modified in dependence on travel-specific movement data in such a way that for the passenger the visual impression of the images viewed with the currently subjectively perceived position and movement values is correlated.
  • signals from the passenger are provided to the passenger via optical playback devices during the journey, which are modified in dependence on travel-specific movement data in such a way that for the passenger the visual impression of the images viewed with the currently subjectively perceived position and movement values is correlated.
  • Motion and position sensors are evaluated and the image signals available in digital form are modified accordingly for playback.
  • Travel-related changes in position thus lead, for example, to corresponding changes in the image position during playback, accelerations to a change in the image size.
  • Passengers of motor vehicles having an autonomous and / or semi-autonomous driving mode are provided, the at least one passenger being shown an image generated from image data in a display area of the display unit while driving, and the following steps are provided:
  • the display unit can also be a combination of display and control unit. Because the future change of
  • Acceleration is the cause of the relative movement, this can be reduced by modifying the image.
  • the image data are thus dynamically adapted to the movement of the motor vehicle and conform to the equilibrium.
  • the future change will be based, for example, on the position of the steering gear rack, a pedal position
  • the correction algorithm is preferably carried out on a control unit within the motor vehicle, in particular on a control unit of an actuator, which provides the estimated future change in the acceleration.
  • the control loop can work particularly quickly because the necessary signals are immediately available to the algorithm and do not have to be requested via the vehicle network.
  • the acceleration is preferably a transverse acceleration and / or longitudinal acceleration of the motor vehicle.
  • the modification of the image data preferably includes an enlargement, reduction, displacement or rotation of the displayed image, as well as combinations of these operations, the different operations being associated with different accelerations. It is advantageous if the modification of the image data is carried out in such a way that a longitudinal acceleration in the direction of travel of the motor vehicle causes an enlargement, and braking of the motor vehicle causes a reduction in the size of the displayed image. It is also advantageous if lateral accelerations cause lateral displacements and / or rotations of the displayed image.
  • the acceleration is a lateral acceleration, which is estimated by a control unit of a steering system of the motor vehicle, the estimation being based on at least one of the parameters selected from the list of: deviation between the actual position and the target position of the actuator; Motor vehicle speed; measured lateral acceleration.
  • the control unit is preferably an actuator control unit of a steering actuator.
  • the aforementioned position is then preferably the rack position of a rack and pinion steering gear.
  • the measured lateral acceleration advantageously serves as a reference for the estimate, on the assumption that a friction between the vehicle wheel and the road surface does not change within a short period of time.
  • the correction algorithm preferably calculates a correction angle by which the image is rotated.
  • a display unit with a display area in which image data are shown as an image
  • a control unit which is designed to estimate a future acceleration of the motor vehicle, and to modify the image data as a function of the signal such that a relative movement between the displayed image and a passenger is reduced.
  • control unit is an actuator control unit
  • a motor vehicle is provided with a system for operating a display device described above, the
  • Motor vehicle has an autonomous and / or semi-autonomous driving mode.
  • Fig. 1 a schematic block diagram for the motor vehicle
  • Fig. 2 a schematic representation of a method for the
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a first embodiment of a method for operating a display unit 1 for use in a motor vehicle.
  • the display unit 1 comprises a display area in which image data 2 are shown in an image 3.
  • the display unit 1 is a virtual reality (VR) glasses.
  • a processing unit 4 receives data from a camera 5 and data from an external source 6, for example a GPS sensor, from which a video is created in the processing unit 4.
  • a control device 7 of the VR glasses receives from the processing unit 4 the image data 2 and vehicle status information 8 and data from a movement sensor 9 which detects a movement of the passenger (driver or passenger) 10.
  • a movement, in particular an acceleration of the vehicle 11 is the cause of the movement of the passenger.
  • the control device 7 is designed to dynamically display the image data 2 as a function of the movement of the vehicle and the passenger within the display area on the display unit.
  • the image 3 viewed by the passenger is quasi in real time, i. H. within a physiologically imperceptible time interval, continuously mathematically corrected with regard to numerous parameters, the direction and extent of this correction being controlled by the movement sensors 9, which continuously detect the movement of the passenger.
  • the display of image 3 is shifted to the side in the display area, so that the relative movement between the image and the eyes is reduced for the viewer.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a method for the adapted representation of image data.
  • Actuators for example a motor vehicle engine, brake or steering system estimate on the basis of those made available to them for control
  • Vehicle signals a future change in vehicle condition This can be, for example, a change in the acceleration of the
  • an actuator control unit 11 is shown, which is part of the steering of a motor vehicle.
  • the actuator acts indirectly on the motor vehicle wheels via a rack and pinion steering gear, as well as tie rods and other components, and causes the rack to be displaced transversely to the direction of travel to the right or left, as a result of which the wheels are pivoted about a respective pivot point.
  • the actuator control unit 11 receives the vehicle speed 12 and further reference signals, such as the measured lateral acceleration 13 or a similar sensor signal from the vehicle network 14. In addition, a deviation between the actual position and the target position of the actuator 15 is determined in the actuator control unit. In the present case, this position can in particular be the rack position.
  • the signals 12, 13, 15 serve as input into a correction algorithm 16.
  • the lateral acceleration or its change are dependent on the friction between the motor vehicle wheels and the road surface.
  • the correction algorithm 16 therefore uses the lateral acceleration as a reference and estimates the change in the lateral acceleration from this on the assumption that the friction does not change within a short period of time.
  • the reference value is updated regularly.
  • a correction angle 17 for the image data is calculated from the estimated future change in the transverse acceleration. This
  • Correction angle 17 is transmitted via the vehicle network 14 to a display unit 18, which uses this to calculate the adapted image data.
  • Display unit 18 comprises a display area in which the adapted image data are displayed as an image.
  • the image data is rotated around a center point with the correction angle. This rotation acts in the direction of the lateral acceleration around the relative movement between
  • the display unit 18 can be a device permanently installed in the car (e.g. video display and / or head-up display) and / or a mobile device (e.g. VR glasses and / or smartphone).
  • Fixed display units receive the correction angle 17 directly via the vehicle network 14.
  • Mobile devices on the other hand, have access to the correction information via a wireless connection. With mobile devices, the image data is still preferred additionally adapted to the movement of the mobile device relative to the motor vehicle.
  • a motion sensor integrated in the mobile device provides the necessary motion information.
  • the method for correcting the image data works regardless of the type of acceleration.
  • the correction for a lateral acceleration was only shown here as an example.
  • the longitudinal direction is analogous to this.
  • the correction algorithm can also be carried out on another control unit within the motor vehicle.
  • the advantage of using the actuator control unit is that the signals can be processed very quickly and that the control loop is faster than with another control unit that receives the necessary signals at low speed via the vehicle network.
  • the image data can be digitized films or video sequences, for example. Text and / or graphics can be displayed. Likewise, image information from the real driving environment can be generated using environment sensors and used as output data. Another option is to provide interactive virtual or augmented environments (Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR)) as a data source. The passenger then does not move in front of a two-dimensional image, as in the case of video / DVD, but in a three-dimensional environment that is at least partially generated artificially and is adapted accordingly to the relative movement.
  • VR Virtual Reality
  • AR Augmented Reality

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose-Effekts bei Passagieren (10) von Kraftfahrzeugen aufweisend einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus wobei dem wenigstens einem Passagier (10) über eine Anzeigeeinheit (1,18) während der Fahrt ein aus Bilddaten (2) erzeugtes Bild (3) in einem Darstellungsbereich der Anzeigeeinheit (1,18) dargestellt wird, wobei folgende Schritte vorgesehen sind: - Schätzen einer zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges; - Modifizieren der Bilddaten (2) in Abhängigkeit von der geschätzten zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges mittels eines Korrekturalgorithmus (16) derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild (3) und dem Passagier (10) verringert wird.

Description

Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren von Kraftfahrzeugen beim Betrachten eines auf einer Anzeigeeinheit dargestellten Bildes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Ober begriffs des Anspruchs 1 und ein System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 15.
Zur Erhöhung der Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr weisen moderne Kraftfahrzeuge eine zunehmende Anzahl von Fahrerassistenz systemen auf, welche auf die Erhöhung der aktiven Sicherheit gerichtet sind. Diese Fahrerassistenzsysteme können einen autonomen und/oder semi autonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs ermöglichen. In einem autonomen Fahrmodus kann das Kraftfahrzeug mit Hilfe verschiedener Sensoren des Fahrerassistenzsystems die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassen und das Kraftfahrzeug durch Vorgabe vorbestimmter Werte vollkommen automatisch steuern. In einem semi-autonomen Fahrmodus hingegen lenkt das Fahrer assistenzsystem durch Vorgabe eines vorbestimmten Lenkeinschlagwinkels automatisch. Dies ist beispielsweise bei einem semi-autonomen Einpark vorgang der Fall. Hierbei übernimmt das Fahrerassistenzsystem die Lenkung des Kraftfahrzeugs und der Fahrer betätigt das Gaspedal und die Bremse.
Insbesondere in einem autonomen Fahrmodus kann der Fahrer andere Tätigkeiten als die Steuerung des Kraftfahrzeuges ausüben. Zur Überprüfung des Kraftfahrzeugzustandes kann dabei eine Anzeige- und Bedieneinheit vorgesehen sein, die im Kraftfahrzeug festinstalliert ist oder die sich auf einem mobilen Endgerät befindet. Beim Betrachten und/oder Bedienen der Anzeige- und Bedieneinheit während der Fahrt, kann der Fahrer oder ein Beifahrer ein Unwohlsein empfinden. Eine sogenannte Kinetose (engl motion sickness) kommt durch einen Konflikt sensorischer Wahrnehmungen zustande. Der Ge sichtssinn empfindet beim Betrachten der Anzeigeeinheit eine weitgehende Unbeweglichkeit des eigenen Körpers relativ zur Umgebung, während der Gleichgewichtssinn die sich ständig mehr oder weniger ändernden
Beschleunigungen aufnimmt, denen der Fahrer oder ein Beifahrer real ausgesetzt ist. Diese widersprüchlichen Wahrnehmungen hinsichtlich Lage, Bewegung und Beschleunigung des eigenen Körpers führen zum Unwohlsein.
In der Schrift DE 101 56 219 CI werden für den Passagier über optische Wiedergabeeinrichtungen während der Fahrt Bildsignale bereitgestellt, die in Abhängigkeit von fahrtspezifischen Bewegungsdaten so modifiziert werden, dass für den Passagier der visuelle Eindruck der betrachteten Bilder mit den aktuell subjektiv wahrgenommenen Lage- und Bewegungswerten korreliert ist. Hierzu werden von einer Datenverarbeitungseinrichtung Signale von
Bewegungs- und Positionssensoren ausgewertet und die in digitaler Form vorliegenden Bildsignale für die Wiedergabe entsprechend abgewandelt.
Fahrtbedingte Lageveränderungen führen so beispielsweise zu entsprechenden Veränderungen der Bildlage bei der Wiedergabe, Beschleunigungen zu einer Änderung der Bildgröße.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren beim Anblick einer Anzeigeeinheit
bereitzustellen, welches kinetösen Störungen entgegenwirkt und somit den Fahrkomfort erhöht.
Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung genannt.
Demnach ist ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei
Passagieren von Kraftfahrzeugen aufweisend einen autonomen und/oder semi autonomen Fahrmodus vorgesehen, wobei dem wenigstens einem Passagier über eine Anzeigeeinheit während der Fahrt ein aus Bilddaten erzeugtes Bild in einem Darstellungsbereich der Anzeigeeinheit dargestellt wird, und folgende Schritte vorgesehen sind:
- Schätzen einer zukünftigen Änderung der Beschleunigung des
Kraftfahrzeuges;
- Modifizieren der Bilddaten in Abhängigkeit von der geschätzten zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges mittels eines
Korrekturalgorithmus derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild und dem wenigstens einem Passagier verringert wird.
Da die Bilddaten auf Basis einer geschätzten zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges angepasst werden, erfolgt dies bereits, bevor Sensoren die Änderung detektieren würden. Der Fahrkomfort wird somit erhöht. Bei der Anzeigeeinheit kann es sich auch um eine Kombination aus Anzeige-und Bedieneinheit handeln. Da die zukünftige Änderung der
Beschleunigung ursächlich für die Relativbewegung ist, kann diese durch die Modifikation des Bildes verringert werden. Die Bilddaten werden somit dynamisch an die Bewegung des Kraftfahrzeuges angepasst und sind gleichgewichtskonform. Die zukünftige Änderung wird beispielsweise anhand der Position der Zahnstange des Lenkgetriebes, einer Pedalposition
(Gasanforderung, Bremsanforderung) oder in Notfällen basierend auf dem ESP-Signal geschätzt.
Vorzugsweise wird der Korrekturalgorithmus auf einem Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeuges, insbesondere auf einem Steuergerät eines Aktuators ausgeführt, das die geschätzte zukünftige Änderung der Beschleunigung bereitstellt. Der Regelkreis kann dadurch besonders schnell arbeiten, da die notwendigen Signale dem Algorithmus unmittelbar zur Verfügung stehen und nicht erst noch über das Fahrzeugnetzwerk angefragt werden müssen.
Es handelt sich bei der Beschleunigung bevorzugt um eine Querbeschleu nigung und/oder Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges. Die Modifizierung der Bilddaten umfasst vorzugsweise eine Vergrößerung, Verkleinerung, Verschiebung oder Drehung des dargestellten Bildes, sowie Kombinationen aus diesen Operationen, wobei die unterschiedlichen Operationen unterschied lichen Beschleunigungen zugeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Modifizierung der Bilddaten in der Weise erfolgt, dass eine Längsbeschleu nigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges eine Vergrößerung, und ein Abbremsen des Kraftfahrzeuges eine Verkleinerung des dargestellten Bildes bewirkt. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn Querbeschleunigungen laterale Ver schiebungen und/oder Drehungen des dargestellten Bildes bewirken.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Beschleunigung um eine Querbeschleunigung, die von einer Steuereinheit einer Lenkung des Kraftfahrzeuges geschätzt wird, wobei die Schätzung erfolgt basierend auf wenigstens einem der Parameter ausgewählt aus der Liste von : Abweichung zwischen Ist-Position und Soll-Position des Aktuators; Kraftfahrzeug- geschwindigkeit; gemessene Querbeschleunigung. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Steuereinheit eine Aktuatorsteuereinheit eines Lenkaktuators. Die zuvor genannte Position ist dann bevorzugt die Zahnstangenposition eines Zahnstangenlenkgetriebes. Dabei dient vorteilhafterweise die gemessene Querbeschleunigung als Referenz für die Schätzung, unter der Annahme, dass sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine Reibung zwischen Kraftfahr zeugrad und Straßenoberfläche nicht ändert.
Der Korrekturalgorithmus berechnet vorzugsweise einen Korrekturwinkel, um den das Bild gedreht wird.
Es kann allgemein vorgesehen sein, die Anzeigeeinheit im Kraftfahrzeug fest zu installieren oder ein Mobilgerät einzusetzen, das von einem Fahrzeug netzwerk Daten empfängt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die für das Mobilgerät zur Darstellung zur Verfügung gestellten Bilddaten zusätzlich an die Bewegung des Mobilgerätes relativ zum Kraftfahrzeug angepasst werden. Weiterhin ist ein System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit zur Nutzung in einem Kraftfahrzeug aufweisend einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus, vorgesehen, wobei das System
- eine Anzeigeeinheit mit einem Darstellungsbereich, in welchem Bilddaten als Bild dargestellt sind, und
- eine Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine zukünftige Beschleu nigung des Kraftfahrzeugs zu schätzen, und in Abhängigkeit von dem Signal die Bilddaten zu modifizieren derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild und einem Passagier verringert ist, umfasst.
Aus der Verwertung der geschätzten zukünftigen Beschleunigung des Kraft fahrzeugs ergeben sich die zuvor genannten Vorteile. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit eine Aktuatorsteuereinheit eines
Lenkaktuators. Zudem ist ein Kraftfahrzeug mit einem System zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Anzeigeeinrichtung vorgesehen, wobei das
Kraftfahrzeug einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es
zeigen :
Fig. 1 : ein schematisches Blockdiagramm zur an die Kraftfahrzeug
beschleunigung angepassten Anzeige einer Anzeigeeinheit, sowie
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur an die
Kraftfahrzeugbeschleunigung angepassten Anzeige einer
Anzeigeeinheit mittels eines Korrekturwinkels.
In der Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Anzeigeeinheit 1 zur Nutzung in einem Kraftfahrzeug gezeigt. Die Anzeigeeinheit 1 umfasst einen Darstellungsbereich, in welchem Bilddaten 2 in einem Bild 3 dargestellt werden. In dieser Ausführungsform handelt es sich bei der Anzeigeeinheit 1 um eine Virtual- Real ity(VR)- Brille. Eine Verarbeitungseinheit 4 empfängt Daten von einer Kamera 5 und Daten einer externen Quelle 6, beispielsweise GPS-Sensor aus denen in der Verarbeitungseinheit 4 ein Video erstellt wird. Eine Steuerein richtung 7 der VR-Brille empfängt von der Verarbeitungseinheit 4 die Bilddaten 2 sowie Fahrzeugzustandsinformationen 8 und Daten von einem Bewegungs sensor 9, der eine Bewegung des Passagiers (Fahrer oder Beifahrer) 10 detektiert. Eine Bewegung, insbesondere eine Beschleunigung des Fahrzeuges 11 ist dabei ursächlich für die Bewegung des Passagiers. Die Steuereinrichtung 7 ist dazu ausgebildet, die Bilddaten 2 in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeuges und des Passagiers innerhalb des Darstellungsbereichs auf der Anzeigeeinheit dynamisch darzustellen.
Dazu werden das von dem Passagier betrachtete Bild 3 quasi in Echtzeit, d. h. innerhalb eines physiologisch nicht wahrnehmbaren Zeitintervalls, laufend hinsichtlich zahlreicher Parameter rechnerisch korrigiert, wobei Richtung und Ausmaß dieser Korrektur von den Bewegungssensoren 9 gesteuert werden, die kontinuierlich die Bewegung des Fahrgasts erfassen.
Dabei wird beispielsweise bei scharfer Kurvenfahrt die Anzeige des Bildes 3 in dem Darstellungsbereich zur Seite verschoben, so dass für den Betrachter die Relativbewegung zwischen Bild und Augen verringert wird.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur angepassten Darstellung von Bilddaten. Die in einem Kraftfahrzeug vorhandenen
Aktuatoren (beispielsweise Kraftfahrzeugmotor, Bremse oder Lenksystem) schätzen anhand der ihnen zur Ansteuerung zur Verfügung gestellten
Fahrzeugsignale eine zukünftige Kraftfahrzeugzustandsänderung. Bei dieser kann es sich beispielsweise um eine Änderung der Beschleunigung des
Kraftfahrzeuges handeln. Die Aktuatoren sind mittels ihrer Schätzeinheiten dazu in der Lage eine Änderung der Beschleunigung zu erkennen, bevor ein Beschleunigungssensor diese tatsächlich misst. Diese Informationen werden vorliegend dazu genutzt, die Darstellung der Bilddaten an die Bewegung des Fahrzeugs anzupassen. Es ist gemäß einer möglichen Ausführungsform eine Aktuatorsteuereinheit 11 dargestellt, die Teil der Lenkung eines Kraftfahrzeuges ist. Der Aktuator wirkt über ein Zahnstangen-Lenkgetriebe, sowie über Spurstangen und anderen Bauteilen mittelbar auf die Kraftfahrzeugräder und bewirkt eine Verlagerung der Zahnstange quer zur Fahrtrichtung nach rechts oder links, wodurch die Räder um einen jeweiligen Schwenkpunkt verschwenkt werden.
Die Aktuatorsteuereinheit 11 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit 12 und weitere Bezugssignale, wie die gemessene laterale Beschleunigung 13 oder ein ähnliches Sensorsignal aus dem Fahrzeugnetzwerk 14. Zudem wird eine Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position des Aktuators 15 in der Aktuatorsteuereinheit bestimmt. Diese Position kann für den vorliegenden Fall insbesondere die Zahnstangenposition sein. Die Signale 12, 13, 15 dienen als Eingabe in einen Korrekturalgorithmus 16. Die laterale Beschleunigung bzw. deren Änderung sind von der Reibung zwischen den Kraftfahrzeugrädern und der Straßenoberfläche abhängig. Der Korrekturalgorithmus 16 verwendet daher die Querbeschleunigung als Referenz und schätzt daraus die Änderung der Querbeschleunigung unter der Annahme, dass sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne die Reibung nicht ändert. Der Referenzwert wird dabei regelmäßig aktualisiert. Aus der geschätzten zukünftigen Änderung der Querbeschleu nigung wird ein Korrekturwinkel 17 für die Bilddaten berechnet. Dieser
Korrekturwinkel 17 wird über das Fahrzeugnetzwerk 14 an eine Anzeigeeinheit 18 übermittelt, die daraus die adaptierten Bilddaten berechnet. Die
Anzeigeeinheit 18 umfasst einen Darstellungsbereich, in welchem die adaptierten Bilddaten als Bild dargestellt werden. Die Bilddaten werden um einen Mittelpunkt mit dem Korrekturwinkel rotiert. Diese Rotation wirkt dabei in Richtung der Querbeschleunigung um die Relativbewegung zwischen
Passagier und dargestelltem Bild zu reduzieren.
Die Anzeigeeinheit 18 kann dabei ein im Auto festinstalliertes Gerät (z. B. Video-Display und/oder Head-Up-Display) und/oder ein Mobilgerät (z. B. VR- Brille und/oder Smartphone) sein. Festinstallierte Anzeigeeinheiten empfangen unmittelbar über das Fahrzeugnetzwerk 14 den Korrekturwinkel 17. Mobil geräte haben hingegen Zugriff auf die Korrekturinformation über eine kabellose Verbindung. Bei Mobilgeräten werden die Bilddaten bevorzugt noch zusätzlich an die Bewegung des Mobilgerätes relativ zum Kraftfahrzeug angepasst. Ein im Mobilgerät integrierter Bewegungssensor liefert die dafür notwendigen Bewegungsinformation.
Das Verfahren zur Korrektur der Bilddaten funktioniert unabhängig von der Art der Beschleunigung. Hier wurde nur exemplarisch die Korrektur für eine Querbeschleunigung dargestellt. Eine Korrektur der Beschleunigung in
Längsrichtung erfolgt analog dazu.
Der Korrekturalgorithmus kann auch auf einem anderen Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeuges ausgeführt werden. Der Vorteil in der Benutzung der Aktuatorsteuereinheit liegt darin, dass die Signale sehr schnell verarbeitet werden können und dass der Regelkreis schneller ist als bei einem anderen Steuergerät, das die notwendigen Signale mit niedriger Geschwindigkeit über das Fahrzeugnetzwerk empfängt.
Die Bilddaten können beispielsweise digitalisierte Filme bzw. Videosequenzen sein. Es kann Text und/oder eine Grafik dargestellt werden. Ebenso können Bildinformationen aus der realen Fahrumgebung mittels Umfeldsensorik erzeugt und als Ausgangsdaten benutzt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Bereitstellung von interaktiven virtuellen oder augmentierten Umgebungen (Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR)) als Datenquelle. Der Passagier bewegt sich dann nicht vor einem zweidimensionalen Bild wie bei Video/DVD sondern in einer dreidimensionalen Umgebung, die zumindest teilweise künstlich generiert wird und entsprechend an die Relativbewegung angepasst wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren (10) von Kraftfahrzeugen aufweisend einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus wobei dem wenigstens einem Passagier (10) über eine Anzeigeeinheit (1,18) während der Fahrt ein aus Bilddaten (2) erzeugtes Bild (3) in einem Darstellungsbereich der Anzeigeeinheit (1,18) dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte vorgesehen sind:
- Schätzen einer zukünftigen Änderung der Beschleunigung des
Kraftfahrzeuges;
- Modifizieren der Bilddaten (2) in Abhängigkeit von der geschätzten zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges mittels eines Korrekturalgorithmus (16) derart, dass eine
Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild (3) und dem wenigstens einem Passagier (10) verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Korrekturalgorithmus (16) auf einem Steuergerät (11) innerhalb des Kraftfahrzeuges ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
geschätzte zukünftige Änderung der Beschleunigung von einem
Steuergerät (11) eines Aktuators bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei der Beschleunigung um eine
Querbeschleunigung und/oder Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges handelt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Modifizierung der Bilddaten (2) eine Vergrößerung, Verkleinerung, Verschiebung oder Drehung des
dargestellten Bildes (3) umfasst, sowie Kombinationen aus diesen Operationen, wobei die unterschiedlichen Operationen unterschiedlichen Beschleunigungen zugeordnet sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Modifizierung der Bilddaten (2) in der Weise erfolgt, dass eine Längs beschleunigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges eine Vergrößerung, und ein Abbremsen des Kraftfahrzeuges eine Verkleinerung des dargestellten Bildes (3) bewirkt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
Querbeschleunigungen laterale Verschiebungen und/oder Drehungen des dargestellten Bildes (3) bewirken.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei der Beschleunigung um eine
Querbeschleunigung handelt, die von einer Steuereinheit einer Lenkung (11) des Kraftfahrzeuges geschätzt wird, wobei die Schätzung erfolgt basierend auf wenigstens einem der Parameter ausgewählt aus der Liste von : Abweichung zwischen Ist-Position und Soll-Position des Aktuators (15); Kraftfahrzeuggeschwindigkeit (12); gemessene Querbeschleu nigung (13).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (11) eine Aktuatorsteuereinheit eines Lenkaktuators ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Position die Zahnstangenposition eines Zahnstangenlenkgetriebes ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Querbeschleunigung als Referenz für die Schätzung unter der Annahme dient, dass sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine Reibung zwischen Kraftfahrzeugrad und
Straßenoberfläche nicht ändert.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Korrekturalgorithmus (16) einen Korrekturwinkel (17) berechnet, um den das Bild (3) gedreht wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (1,18) im Kraftfahrzeug festinstalliert ist oder ein Mobilgerät ist, das von einem Fahrzeugnetzwerk Daten empfängt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Mobilgerät zur Darstellung zur Verfügung gestellten Bilddaten (2) zusätzlich an die Bewegung des Mobilgerätes relativ zum Kraftfahrzeug angepasst werden.
15. System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit (18) zur Nutzung in einem Kraftfahrzeug aufweisend einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus, umfassend
- eine Anzeigeeinheit (18) mit einem Darstellungsbereich, in welchem
Bilddaten (2) als Bild (3) dargestellt sind, und
- eine Steuereinheit (11), welche dazu ausgebildet ist, eine zukünftige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu schätzen, und in Abhängigkeit von dem Signal die Bilddaten (2) zu modifizieren derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild (3) und einem
Passagier (10) verringert ist.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (11) eine Aktuatorsteuereinheit des Lenkaktuators ist.
17. Kraftfahrzeug mit einem System zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Kraftfahrzeug einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus aufweist.
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