WO2017140309A1 - Method for controlling a viewing device arranged on a vehicle in an orientable manner - Google Patents

Method for controlling a viewing device arranged on a vehicle in an orientable manner Download PDF

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WO2017140309A1
WO2017140309A1 PCT/DE2017/100135 DE2017100135W WO2017140309A1 WO 2017140309 A1 WO2017140309 A1 WO 2017140309A1 DE 2017100135 W DE2017100135 W DE 2017100135W WO 2017140309 A1 WO2017140309 A1 WO 2017140309A1
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head movement
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Sebastian Apel
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Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a directionally arranged on a vehicle viewing device on the head movements of a traveling person, wherein the head movements of the person detected by a head movement sensor and used to generate a dependent of the head movement head movement signal. Furthermore, the invention relates to a corresponding control system for a directionally attachable to a vehicle viewing device and a corresponding vehicle. Above all in the military sector, for the observation of the environment of a vehicle designed to be armored against various military threats, sighting devices arranged on the outside of the vehicle are mostly used, which permit observation of the surroundings from the protected interior of the vehicle.
  • the viewing devices are often arranged on the vehicle via appropriate straightening drives, so that even a 360-degree all-round observation of the entire vehicle environment can be achieved in particularly favorable installation situations.
  • various control systems are known. Often the viewing device is directed by hand, for example by means of a joystick, a touch screen or similar devices.
  • a manual operation severely restricts the ability of a soldier to act. For the latter must use at least one of his two hands to control the viewing device, so that he can not use these for other activities.
  • a head movement sensor is often arranged on the head of the corresponding person, which detects the head movements and converts them into a head movement signal. These head movement signals then act on the viewing device or on the directional drive of the viewing device and ensure that it follows the head movements and so the environment can be intuitively observed.
  • Such a control system has proven itself, for example, for the control of viewing devices, which are arranged on non-moving objects such as bunkers.
  • problems can arise come when the system described is to be used on a vehicle.
  • the vehicle for example, due to a fast cornering or even due to a bumpy off-road driving sometimes strong forces and shocks, they are also passed to the person in the vehicle and thus also to the head movement sensor.
  • the head movement sensor therefore not only detects the actual head movement of the person, but it is also strongly influenced by the movements of the vehicle sometimes. Therefore, the head movement signal is basically based on two different movements, namely on the head movement relative to the vehicle and on the other hand on the global movement of the vehicle. Due to this superposition, in practice undesired straightening movements of the viewing device may occur.
  • the invention provides the invention to provide a method for controlling a vision device that can be arranged on a vehicle, as well as a corresponding control system and a vehicle, in which undesired directional movements are avoided.
  • the object is gel ö stated that a reference sensor is arranged on the vehicle, which generates a dependent of the movement of the vehicle vehicle movement signal, wherein from the head movement signal and the vehicle motion signal, a differential motion signal as a control variable for the Viewing device is formed.
  • the viewing device can Therefore follow the head movements of a person in the vehicle, even if act on the head movement sensor additional caused by vehicle movements influences. Unwanted straightening movements caused by the vehicle's external global motion are avoided.
  • An advantageous development of the method provides that the vehicle movement signal is amplified or attenuated via a signal adjuster. As a result, a reliable signal transmission can be achieved.
  • the differential motion signal acts selectively as a control variable on the viewing device.
  • an optional action results in a greater variability of the process.
  • the differential motion signal does not act as a control variable on the viewing device, this can be controlled, for example in another way.
  • the viewing device may also be connected to a manual control so that it can be selectively controlled either via a manual control signal or by hand or via the differential motion signal per head movement.
  • the differential motion signal and the manual control signal may also act on a control unit connected to the vision device, which then selectively switches the differential motion signal or the manual control signal to the vision device.
  • the differential motion signal is superimposed with the manual control signal, in particular for a coarse density.
  • the head movement of the moving person is limited to an angular range of about 160 ° relative to their upper body.
  • the viewing device can be rotated in an angular range of 360 °, in particular a multiple of 360 °.
  • the differential motion signal and the manual control signal can be superimposed such that their superimposed signal acts as a control variable on the screen.
  • the viewing device with the manual control signal can initially be roughly aligned, for example, in the forward or reverse direction of a vehicle, then with the differential motion signal is a fine-tuning on the head movement.
  • the differential motion signal and the manual control signal may also act on a control unit connected to the vision device and / or an overlay unit, which then selectively switch the differential motion signal, the manual control signal or the superimposed signal to the vision device.
  • the stated object is achieved by the control system having a reference sensor, which can be arranged on the vehicle, for detecting the vehicle movement and generating a vehicle movement signal dependent thereon, wherein the viewing device functions as a function of the head movement signal and the vehicle motion signal differential motion signal is controllable.
  • the head movement sensor it has turned out to be advantageous if it is arranged on the head of the person. This ensures that the movements of the head act directly on the head movement sensor and therefore the head movement signal can map the head movements well.
  • the head movement sensor can not move relative to the head.
  • the head movement sensor can be attached to a device that is detachably connected to the head, such as a holding device, a pair of spectacles, which in this context are also used as control glasses. can be drawn, or arranged on headgear or integrated into this.
  • the head movement sensor for detecting the head movement is designed as an acceleration, force and / or interference sensor. By means of such sensors all possible head movements can be detected. From the detected accelerations and forces, the head movement signal can be generated.
  • the head movements detectable with the head movement sensor may correspond to the movements executable by the display device.
  • the head movement sensor can be designed in such a way that it can detect yawing and pitching movements and the viewing device can accordingly be directed in azimuth and elevation.
  • the control system has a display.
  • the display can be coupled to the viewing device, so that the images recorded by the viewing device or the object to be observed can be displayed on the display.
  • a processing unit for processing the recorded images can be arranged between the display and the viewing device, which can improve, for example, the quality of the images.
  • this processing unit it is possible for this processing unit to expand the images for generating an augmented reality with additional information or computer-generated objects.
  • the display is connected to a plurality of viewing devices, so that, for example, images of different viewing devices can be superimposed.
  • the different viewing devices are cameras that can detect different electromagnetic spectra. So it is possible that one viewing device as a visible light camera and another Viewing device is designed as an infrared camera and on the display both images can be displayed superimposed.
  • HMD stands for "head-mounted display” and refers to a display arranged on the head of a person, which is why such an arrangement requires only a small amount of space
  • the display can be arranged directly in front of the person's eyes, for example, on a pair of glasses or integrated into one It is advantageous if each eye has its own display, so that stereo stereoscopic images can also be displayed if the viewing device is designed accordingly.
  • the head movement sensor is connected to the HMD.
  • Such coupling results in a simple and compact device which can be connected to the person's head.
  • This device can be configured, for example, as glasses, in particular as a control glasses, so that a quick and easy startup is guaranteed.
  • the reference sensor is followed by a signal adjuster for selectively attenuating or amplifying the vehicle movement signal.
  • This signal adjuster may attenuate or amplify the vehicle motion signals to provide reliable signal transmission.
  • the control system has a switching unit for switching between the Differenzbewe- motion signal and a manual control signal.
  • the switching unit may not allow the differential motion signal to pass, so that in this case no control of the viewing device is possible.
  • the manual control signal may act on the viewer.
  • the manual control signal can be generated by a hand-operated device.
  • the switching unit can optionally forward the differential movement signals or the manual control signals to the viewing unit, so that the viewing unit can optionally also be operated by hand.
  • control system has an overlay unit for superimposing the differential motion signal with a manual control signal.
  • the superimposition unit can superimpose the differential motion signal with the manual control signal so that control of the sighting device is possible on the basis of the superimposed signal.
  • the superimposing unit may cooperate with the switching unit such that either the differential motion signal, the manual control signal or the superimposed signal is forwarded to the viewing device, so that different control signals for the viewing device are selectable.
  • the vehicle has a plurality of viewing devices, which are each connected to a head movement sensor, wherein the vision devices are connected to the same reference sensor to form the differential motion signals.
  • the vision devices are connected to the same reference sensor to form the differential motion signals.
  • the reference sensor for reducing vehicle movement signal peaks is arranged in the region and in particular on the vehicle roll axis and / or in the region and in particular on the vehicle pitch axis. Reducing vehicle motion signal peaks results in lower measurement inaccuracies and also makes subsequent signal processing easier.
  • the vehicle roll axis may be the axis about which the vehicle is expected to make the greatest roll, for example, it may be the vehicle's longitudinal axis.
  • the vehicle pitch axis can be that axis about which the greatest pitching movements of the vehicle are to be expected, for example the vehicle transverse axis.
  • the distance between the reference sensor and the vehicle roll axis is less than 10% of the vehicle width, more preferably less than 5% of the vehicle width, and most preferably the reference sensor is on the vehicle roll axis.
  • the distance between the reference sensor and the vehicle pitch axis is preferably less than 5% of the vehicle length, more preferably less than 3% of the vehicle length, and most preferably the reference sensor is located on the vehicle pitch axis.
  • the sighting device can be arranged on the weapon, but it is also possible that the sighting device is arranged away from the weapon, but the movements of the weapon and the sighting device are linked to one another. are pelt. In particular, the gross sight of the weapon, the use of the control device according to the invention has proven.
  • FIG. 1 shows a vehicle according to the invention in a schematic view from above
  • Fig. 2 is a representation of a arranged on the head of a person
  • Fig. 3 shows a schematic view of the control system.
  • a military vehicle 5 is shown in a schematic view from above, wherein the roof of the vehicle 5 is partially cut out. Outside in the roof gutter of the vehicle 5 are two viewing devices 2, 12, which are designed as cameras and both in azimuth and in elevation are directable.
  • the observation corridors B1, B2 denote the areas that each camera 2, 12 can detect without moving.
  • Head movement sensors 3, 13 designed as acceleration sensors are arranged at the head of both persons 4, 14, which convert the corresponding head movements into an electrical head movement signal K1, K2. your. Details of the shading will be discussed in more detail with reference to FIG.
  • these displays 7, 17 are so-called head-mounted displays, which are arranged in the immediate after-area in front of the eyes of the corresponding person 4, 14.
  • the displays 7, 17, together with the head movement sensors 3, 13, are integrated in a control eyeglass which is fixedly connected to the head of the person 4, 14 via an elastic band. so that movements of the head also act on the head movement sensor 3, 13.
  • a reference sensor 6 is arranged, which is also designed as an acceleration sensor and can implement the accelerations of the vehicle 5 in a vehicle motion signal F. Only this reference sensor 6 allows an intuitive control of the camera 2, 12 by the head movements of the persons 4, 14. For not only the actual movements of the head act on the head movement sensor 3, 13, but also the superimposed movements of the vehicle 5. For example, when cornering, even if the person 4, 14 does not move his head relative to the vehicle 5, an unintentional movement of the camera 2, 12 would occur due to the acceleration initiated by the vehicle movement and also acting on the head movement sensor 3, 13.
  • a rapid movement of the vehicle 5 can sometimes lead to a very strong rocking or too strong pitching and rolling movements of the vehicle 5.
  • This rocking is lowest at the point at which the vehicle roll axis R and the vehicle pitch axis N intersect, which in the vehicle 5 shown in FIG Vehicle center corresponds, why the reference sensor 6 is also located at this point.
  • the reference sensor 6 is arranged between the two persons 4, 14, so that the determined vehicle movement signals F also correspond as far as possible to the influences additionally acting on the head movement sensors 3, 13 and these are compensated with the aid of the reference sensor 6, which is explained below the illustration in Fig. 3 will be explained in more detail.
  • FIG. 3 shows the shading of the head movement sensors 3, 13 with the cameras 2, 12 and with the reference sensor 6.
  • the head movement sensor 3, 13 detects both the actual movements of the head and also the movements of the vehicle 5, which is why the head movement signal K1, K2 can only reproduce the pure head movements during vehicle standstill. However, as soon as the vehicle accelerates, this is no longer possible.
  • the vehicle movement signals F determined by the reference sensor 6 are offset with the head movement signals K1, K2 in such a way that the vehicle movement signals F are subtracted from the head movement signals K1, K2.
  • the differential motion signal D1, D2 images only the intended head movement relative to the vehicle 5.
  • the camera 2, 12 can thus be intuitively controlled even during vehicle movement.
  • signal adjusters 8, 18 are connected downstream of the reference sensor 6 for selectively attenuating or amplifying the vehicle movement signal F.
  • the vehicle movement signal F can be individually adapted for each viewing device 2, 12, so that a reliable signal transmission is obtained. tion and the vehicle movement can be completely eliminated from the head movement signal K1, K2.
  • the signal adjusters 8, 18 have to be calibrated for this before the control system 1 is put into operation.
  • the effect of the differential motion signal D1, D2 on the camera 2, 12 can be interrupted with a switching unit 9, 19, so that the camera 2, 12 can receive neither signals from the reference sensor 6 nor from the head movement sensor 3, 13.
  • the camera 2, 12 can be acted upon by a manual control signal M1, M2, so that it can be moved into any position independently of the sensors 3, 13, 6.

Abstract

The invention relates to a method for controlling a viewing device (2) arranged on a vehicle (5) in an orientable manner by means of the head movements of a person (4) traveling along, wherein the head movements of the person (4) are sensed by a head movement sensor (3) and are used to produce a head movement signal (K1, K2) dependent on the head movement, wherein a reference sensor (6), which produces a vehicle movement signal (F) dependent on the movement of the vehicle (5), is arranged on the vehicle (5), wherein a differential movement signal (D1, D2) is formed from the head movement signal (K) and the vehicle movement signal (F) as a control variable for the viewing device (2). The invention further relates to a corresponding control system (1) and to a vehicle (5).

Description

Verfahren zur Steuerung eines an einem Fahrzeug richtbar angeordne- ten Sichtgerätes  Method for controlling a sighting device which can be arranged in a directionally direction on a vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines an einem Fahrzeug richtbar angeordneten Sichtgerätes über die Kopfbewegungen einer mitfah- renden Person, wobei die Kopfbewegungen der Person durch einen Kopfbewegungssensor erfasst und zur Erzeugung eines von der Kopfbewegung abhängigen Kopfbewegungssignals genutzt werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Steuerungssystem für ein an einem Fahrzeug richtbar anordbares Sichtgerät und ein entsprechendes Fahrzeug. Vor allem im militärischen Bereich werden zur Beobachtung der Umgebung eines gegen verschiedene militärische Bedrohungen gepanzert ausgebildeten Fahrzeugs zumeist außen am Fahrzeug angeordnete Sichtgeräte eingesetzt, welche eine Beobachtung der Umgebung aus dem geschützten Inne- ren des Fahrzeugs ermöglichen. The invention relates to a method for controlling a directionally arranged on a vehicle viewing device on the head movements of a traveling person, wherein the head movements of the person detected by a head movement sensor and used to generate a dependent of the head movement head movement signal. Furthermore, the invention relates to a corresponding control system for a directionally attachable to a vehicle viewing device and a corresponding vehicle. Above all in the military sector, for the observation of the environment of a vehicle designed to be armored against various military threats, sighting devices arranged on the outside of the vehicle are mostly used, which permit observation of the surroundings from the protected interior of the vehicle.
Um einen großen Bereich beobachten zu können, werden die Sichtgeräte häufig über entsprechende Richtantriebe richtbar am Fahrzeug angeordnet, wodurch in besonders günstigen Einbausituationen sogar eine 360-Grad- Rundumbeobachtung der gesamten Fahrzeugumgebung erreicht werden kann. Zum Richten des Sichtgeräts sind verschiedene Steuerungssysteme bekannt. Häufig wird das Sichtgerät per Hand beispielsweise mittels eines Joysticks, eines Touchscreens oder ähnlicher Vorrichtungen gerichtet. Eine solche manuelle Bedienung schränkt jedoch die Handlungsfähigkeit eines Soldaten mitunter stark ein. Denn dieser muss zur Steuerung des Sichtgerätes zumindest eine seiner beiden Hände nutzen, so dass er diese nicht für andere Tätigkeiten einsetzten kann. In order to be able to observe a large area, the viewing devices are often arranged on the vehicle via appropriate straightening drives, so that even a 360-degree all-round observation of the entire vehicle environment can be achieved in particularly favorable installation situations. For directing the sighting device, various control systems are known. Often the viewing device is directed by hand, for example by means of a joystick, a touch screen or similar devices. However, such a manual operation severely restricts the ability of a soldier to act. For the latter must use at least one of his two hands to control the viewing device, so that he can not use these for other activities.
Um die Steuerung gegenüber solchen manuellen Bedienvorrichtungen einfa- eher und auch intuitiver zu gestalten, wurden in jüngerer Zeit auch Systeme eingesetzt, bei welchen das Sichtgerät über die Bewegung des Kopfes eines Soldaten gesteuert wird. Dafür ist häufig am Kopf der entsprechenden Person ein Kopfbewegungssensor angeordnet, der die Kopfbewegungen er- fasst und in ein Kopfbewegungssignal umwandelt. Diese Kopfbewegungssig- nale wirken dann auf das Sichtgerät bzw. auf den Richtantrieb des Sichtgerätes und sorgen dafür, dass dieses den Kopfbewegungen folgt und so die Umgebung intuitiv beobachtet werden kann. In order to make control more intuitive and more intuitive over such manual controls, systems have recently been used in which the viewer is controlled by the movement of a soldier's head. For this, a head movement sensor is often arranged on the head of the corresponding person, which detects the head movements and converts them into a head movement signal. These head movement signals then act on the viewing device or on the directional drive of the viewing device and ensure that it follows the head movements and so the environment can be intuitively observed.
Ein solches Steuerungssystem hat sich beispielsweise zur Steuerung von Sichtgeräten bewährt, die an sich nicht bewegenden Objekten wie beispielsweise Bunkeranlagen angeordnet sind. Zu Problemen kann es hingegen kommen, wenn das beschriebene System an einem Fahrzeug eingesetzt werden soll. Denn wenn auf das Fahrzeug beispielsweise aufgrund einer schnellen Kurven- oder auch aufgrund einer holprigen Geländefahrt mitunter starke Kräfte und Erschütterungen wirken, werden diese auch an die sich im Fahrzeug befindliche Person und damit auch an den Kopfbewegungssensor weitergegeben. Der Kopfbewegungssensor erfasst daher nicht nur die eigentliche Kopfbewegung der Person, sondern er wird auch durch die Bewegungen des Fahrzeugs mitunter stark beeinflusst. Das Kopfbewegungssignal basiert daher im Grunde auf zwei verschiedenen Bewegungen, nämlich zum einen auf der Kopfbewegung relativ zum Fahrzeug und zum anderen auf der globalen Bewegung des Fahrzeugs. Aufgrund dieser Überlagerung kann es in der Praxis zu unerwünschten Richtbewegungen des Sichtgerätes kommen. Such a control system has proven itself, for example, for the control of viewing devices, which are arranged on non-moving objects such as bunkers. On the other hand, problems can arise come when the system described is to be used on a vehicle. For if the vehicle, for example, due to a fast cornering or even due to a bumpy off-road driving sometimes strong forces and shocks, they are also passed to the person in the vehicle and thus also to the head movement sensor. The head movement sensor therefore not only detects the actual head movement of the person, but it is also strongly influenced by the movements of the vehicle sometimes. Therefore, the head movement signal is basically based on two different movements, namely on the head movement relative to the vehicle and on the other hand on the global movement of the vehicle. Due to this superposition, in practice undesired straightening movements of the viewing device may occur.
Davon ausgehend stellt sich die Erfindung die A u f g a b e , ein Verfahren zur Steuerung eines richtbar an einem Fahrzeug angeordneten Sichtgerätes wie auch ein entsprechendes Steuerungssystem sowie ein Fahrzeug zu schaffen, bei welchem unerwünschte Richtbewegungen vermieden werden. On this basis, the invention provides the invention to provide a method for controlling a vision device that can be arranged on a vehicle, as well as a corresponding control system and a vehicle, in which undesired directional movements are avoided.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch g e l ö s t , dass an dem Fahrzeug ein Referenzsensor angeordnet ist, der ein von der Bewegung des Fahrzeugs abhängiges Fahrzeugbewegungssignal erzeugt, wobei aus dem Kopfbewegungssignal und dem Fahrzeugbewegungs- Signal ein Differenzbewegungssignal als Steuergröße für das Sichtgerät gebildet wird. In a method of the type mentioned above, the object is gel ö stated that a reference sensor is arranged on the vehicle, which generates a dependent of the movement of the vehicle vehicle movement signal, wherein from the head movement signal and the vehicle motion signal, a differential motion signal as a control variable for the Viewing device is formed.
Durch die Bildung der Differenz der beiden Signale kann der Einfluss der Fahrzeugbewegung aus dem Kopfbewegungssignal herausgerechnet werden, so dass das Differenzbewegungssignal nur die von der Person beabsichtigte relative Bewegung des Kopfes im Fahrzeug abbildet. Das Sichtgerät kann den Kopfbewegungen einer Person im Fahrzeug daher auch dann folgen, wenn auf den Kopfbewegungssensor zusätzliche durch Fahrzeugbewegungen hervorgerufene Einflüsse wirken. Durch die äußere Globalbewegung des Fahrzeugs hervorgerufene, unerwünschte Richtbewegungen werden ver- mieden. By forming the difference between the two signals, the influence of the vehicle movement on the head movement signal can be eliminated, so that the differential movement signal only reflects the person's intended relative movement of the head in the vehicle. The viewing device can Therefore follow the head movements of a person in the vehicle, even if act on the head movement sensor additional caused by vehicle movements influences. Unwanted straightening movements caused by the vehicle's external global motion are avoided.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Fahrzeugbewegungssignal über einen Signalanpasser verstärkt oder abgeschwächt wird. Hierdurch kann eine zuverlässige Signalübertragung erreicht werden. An advantageous development of the method provides that the vehicle movement signal is amplified or attenuated via a signal adjuster. As a result, a reliable signal transmission can be achieved.
Weiterhin hat es sich im Hinblick auf das Verfahren als positiv herausgestellt, wenn das Differenzbewegungssignal wahlweise als Steuergröße auf das Sichtgerät wirkt. Durch ein wahlweises Wirken ergibt sich eine größere Variabilität des Verfahrens. Denn wenn das Differenzbewegungssignal nicht als Steuergröße auf das Sichtgerät wirkt, kann dieses beispielsweise auf eine andere Weise gesteuert werden. Beispielsweise kann das Sichtgerät zusätzlich auch mit einer Handbedienung verbunden sein, so dass dieses wahlweise entweder über ein manuelles Steuerungssignal oder per Hand oder über das Differenzbewegungssignal per Kopfbewegung gesteuert werden kann. Das Differenzbewegungssignal und das manuelle Steuerungssignal können auch auf eine mit dem Sichtgerät verbundene Steuereinheit wirken, welche dann wahlweise das Differenzbewegungssignal oder das manuelle Steuerungssignal auf das Sichtgerät schaltet. Furthermore, it has turned out to be positive in terms of the method when the differential motion signal acts selectively as a control variable on the viewing device. By an optional action results in a greater variability of the process. For if the differential motion signal does not act as a control variable on the viewing device, this can be controlled, for example in another way. For example, the viewing device may also be connected to a manual control so that it can be selectively controlled either via a manual control signal or by hand or via the differential motion signal per head movement. The differential motion signal and the manual control signal may also act on a control unit connected to the vision device, which then selectively switches the differential motion signal or the manual control signal to the vision device.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Differenzbewegungssignal mit dem manuellen Steuerungssignal, insbesondere für ein Grobrichten, überlagert. Aus anatomischen Gründen ist die Kopfbewegung der mitfahrenden Person auf einen Winkelbereich von etwa 160° realtiv zu ihrem Oberkörper beschränkt. Das Sichtgerät kann hingegen in einem Winkelbereich vom 360° , insbesondere eines Vielfachen von 360° , gedreht werden. Um den möglichen Drehbereich des Sichtgeräts voll auszunutzen, insbesondere bei einer Einschränkung der Bewegungsfreiheit des Oberkörpers der mitfahrenden Person, können das Differenzbewegungssignal und das manuelle Steuerungssignal derart überlagert werden, dass ihr überlagertes Signal als Steuergröße auf das Sichtgerät wirkt. Auf diese Weise kann das Sichtgerät mit dem manuellen Steuerungssignal zunächst grob ausgerichtet werden, beispielsweise in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung eines Fahrzeugs, wobei dann mit dem Differenzbewegungssignal ein Feinrichten über die Kopfbewegung erfolgt. Das Differenzbewegungssignal und das manuelle Steuerungssignal können auch auf eine mit dem Sichtgerät verbundene Steuereinheit und/oder eine Überlagerungseinheit wirken, welche dann wahlweise das Differenzbewegungssignal, das manuelle Steuerungssignal oder das überlagerte Signal auf das Sichtgerät schalten. Bei einem Steuerungssystem der eingangs beschriebenen Art wird die genannte Aufgabe dadurch g e l ö s t , dass das Steuerungssystem einen an dem Fahrzeug anordbaren Referenzsensor zur Erfassung der Fahrzeugbewegung und zur Erzeugung eines von dieser abhängigen Fahrzeugbewegungssignals aufweist, wobei das Sichtgerät in Abhängigkeit eines aus dem Kopf- bewegungssignal und dem Fahrzeugbewegungssignal gebildeten Differenzbewegungssignals steuerbar ist. Es ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Vorteile. In an advantageous embodiment, the differential motion signal is superimposed with the manual control signal, in particular for a coarse density. For anatomical reasons, the head movement of the moving person is limited to an angular range of about 160 ° relative to their upper body. The viewing device, however, can be rotated in an angular range of 360 °, in particular a multiple of 360 °. To fully exploit the possible range of rotation of the viewing device, especially in a restriction of the freedom of movement of the upper body of the person driving, the differential motion signal and the manual control signal can be superimposed such that their superimposed signal acts as a control variable on the screen. In this way, the viewing device with the manual control signal can initially be roughly aligned, for example, in the forward or reverse direction of a vehicle, then with the differential motion signal is a fine-tuning on the head movement. The differential motion signal and the manual control signal may also act on a control unit connected to the vision device and / or an overlay unit, which then selectively switch the differential motion signal, the manual control signal or the superimposed signal to the vision device. In a control system of the type described in the introduction, the stated object is achieved by the control system having a reference sensor, which can be arranged on the vehicle, for detecting the vehicle movement and generating a vehicle movement signal dependent thereon, wherein the viewing device functions as a function of the head movement signal and the vehicle motion signal differential motion signal is controllable. This results in the advantages already explained in connection with the method.
Im Hinblick auf den Kopfbewegungssensor hat es sich als vorteilhaft heraus- gestellt, wenn dieser am Kopf der Person angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Bewegungen des Kopfes direkt auf den Kopfbewegungssensor wirken und demnach das Kopfbewegungssignal die Kopfbewegungen gut abbilden kann. Vorteilhaft kann sich der Kopfbewegungssensor nicht relativ zum Kopf bewegen. Der Kopfbewegungssensor kann an einer lösbar mit dem Kopf verbundenen Vorrichtung, wie beispielsweise einer Haltevorrichtung, einer Brille, die in diesem Zusammenhang auch als Steuerungsbrille be- zeichnet werden kann, oder aber an Kopfbedeckungen angeordnet oder in diesen integriert sein. With regard to the head movement sensor, it has turned out to be advantageous if it is arranged on the head of the person. This ensures that the movements of the head act directly on the head movement sensor and therefore the head movement signal can map the head movements well. Advantageously, the head movement sensor can not move relative to the head. The head movement sensor can be attached to a device that is detachably connected to the head, such as a holding device, a pair of spectacles, which in this context are also used as control glasses. can be drawn, or arranged on headgear or integrated into this.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kopfbe- wegungssensor zur Erfassung der Kopfbewegung als Beschleunigungs-, Kraft - und/oder Interialsensor ausgebildet ist. Mittels solcher Sensoren können alle möglichen Kopfbewegungen erfasst werden. Aus den erfassten Beschleunigungen und Kräften kann das Kopfbewegungssignal erzeugt werden. Die mit dem Kopfbewegungssensor detektierbaren Kopfbewegungen können mit den von dem Sichtgerät ausführbaren Bewegungen korrespondieren.Furthermore, it has proven to be advantageous if the head movement sensor for detecting the head movement is designed as an acceleration, force and / or interference sensor. By means of such sensors all possible head movements can be detected. From the detected accelerations and forces, the head movement signal can be generated. The head movements detectable with the head movement sensor may correspond to the movements executable by the display device.
Beispielsweise kann der Kopfbewegungssensor derart ausgestaltet sein, dass dieser Gier- und Nickbewegungen erfassen kann und das Sichtgerät dementsprechend in Azimut und Elevation richtbar ist. Zur Darstellung der über das Sichtgerät erfassten Bilder hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steuerungssystem ein Display aufweist. Das Display kann mit dem Sichtgerät gekoppelt sein, so dass die vom Sichtgerät aufgenommenen Bilder bzw. das zu beobachtende Objekt auf dem Display dargestellt werden kann. Es ist ferner möglich, dass zwischen Dis- play und Sichtgerät eine Aufbereitungseinheit zur Aufbereitung der aufgenommenen Bilder angeordnet ist, die beispielsweise die Qualität der Bilder verbessern kann. Weiterhin ist es möglich, dass diese Aufbereitungseinheit die Bilder zur Erzeugung einer Augmented Reality mit Zusatzinformationen oder computergenerierten Objekten erweitert. For example, the head movement sensor can be designed in such a way that it can detect yawing and pitching movements and the viewing device can accordingly be directed in azimuth and elevation. To display the images captured via the viewing device, it has proven to be advantageous if the control system has a display. The display can be coupled to the viewing device, so that the images recorded by the viewing device or the object to be observed can be displayed on the display. It is also possible for a processing unit for processing the recorded images to be arranged between the display and the viewing device, which can improve, for example, the quality of the images. Furthermore, it is possible for this processing unit to expand the images for generating an augmented reality with additional information or computer-generated objects.
Des Weiteren ist es möglich, dass das Display mit mehreren Sichtgeräten verbunden ist, so dass beispielsweise auch Bilder von verschiedenen Sichtgeräten überlagert werden können. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn es sich bei den verschiedenen Sichtgeräten um Kameras handelt, die verschiedene elektromagnetische Spektren erfassen können. So ist es möglich, dass ein Sichtgerät als Kamera für sichtbares Licht und ein weiteres Sichtgerät als Infrarotkamera ausgebildet ist und am Display beide Bilder überlagert dargestellt werden können. Furthermore, it is possible that the display is connected to a plurality of viewing devices, so that, for example, images of different viewing devices can be superimposed. This is advantageous, for example, when the different viewing devices are cameras that can detect different electromagnetic spectra. So it is possible that one viewing device as a visible light camera and another Viewing device is designed as an infrared camera and on the display both images can be displayed superimposed.
In Bezug auf das Display hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die- ses als HMD ausgebildet ist. HMD steht als Abkürzung für„head-mounted display" und bezeichnet ein am Kopf einer Person angeordnetes Display, weshalb eine solche Anordnung auch nur wenig Platz benötigt. Das Display kann direkt vor den Augen der Person beispielsweise an einer Brille angeordnet oder in einer solchen integriert sein. Vorteilhaft ist es, wenn jedem Auge ein eigenes Display zugeordnet ist, so dass bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Sichtgerätes auch Stereoskope Bilder dargestellt werden können. With regard to the display, it has proven to be advantageous if it is designed as an HMD. HMD stands for "head-mounted display" and refers to a display arranged on the head of a person, which is why such an arrangement requires only a small amount of space The display can be arranged directly in front of the person's eyes, for example, on a pair of glasses or integrated into one It is advantageous if each eye has its own display, so that stereo stereoscopic images can also be displayed if the viewing device is designed accordingly.
Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kopfbewegungs- sensor mit dem HMD verbunden ist. Eine solche Koppelung führt zu einer einfachen und kompakten Vorrichtung, welche mit dem Kopf der Person verbunden sein kann. Diese Vorrichtung kann beispielsweise als Brille, insbesondere als Steuerungsbrille ausgestaltet sein, so dass eine schnelle und einfache Inbetriebnahme gewährleistet ist. It has also proved to be advantageous if the head movement sensor is connected to the HMD. Such coupling results in a simple and compact device which can be connected to the person's head. This device can be configured, for example, as glasses, in particular as a control glasses, so that a quick and easy startup is guaranteed.
Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dem Referenzsensor ein Signalanpasser zum wahlweisen Abschwächen oder Verstärken des Fahrzeugbewegungssignals nachgeschaltet ist. Dieser Signalanpasser kann die Fahrzeugbewegungssignale dahingehend abschwächen oder verstärken, dass sich eine zuverlässige Signalübertragung ergibt. Furthermore, it has proven to be advantageous if the reference sensor is followed by a signal adjuster for selectively attenuating or amplifying the vehicle movement signal. This signal adjuster may attenuate or amplify the vehicle motion signals to provide reliable signal transmission.
Zum Bewegen des Sichtgerätes unabhängig von einer Fahrzeug- oder einer Kopfbewegung, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Steuerungssystem eine Schalteinheit zum Umschalten zwischen dem Differenzbewe- gungssignal und einem manuellen Steuerungssignal aufweist. Die Schalteinheit kann das Differenzbewegungssignal wahlweise nicht passieren lassen, so dass in diesem Fall keine Steuerung des Sichtgerätes möglich ist. In diesem Fall kann das manuelle Steuerungssignal auf das Sichtgerät wirken. Das manuelle Steuerungssignal kann von einer per Hand bedienbaren Vorrichtung erzeugt werden. Die Schalteinheit kann wahlweise die Differenzbewe- gungssignale oder die manuellen Steuerungssignale an die Sichteinheit weiterleiten, so dass die Sichteinheit wahlweise auch per Hand bedienbar ist. For moving the viewing device independently of a vehicle or a head movement, it has proven to be advantageous if the control system has a switching unit for switching between the Differenzbewe- motion signal and a manual control signal. The switching unit may not allow the differential motion signal to pass, so that in this case no control of the viewing device is possible. In this case, the manual control signal may act on the viewer. The manual control signal can be generated by a hand-operated device. The switching unit can optionally forward the differential movement signals or the manual control signals to the viewing unit, so that the viewing unit can optionally also be operated by hand.
Zum Bewegen des Sichtgerätes hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Steuerungssystem eine Überlagerungseinheit zum Überlagern des Differenzbewegungssignals mit einem manuellen Steuerungssignal aufweist. Die Überlagerungseinheit kann das Differenzbewegungssignal mit dem manuellen Steuerungssignal überlagern, so dass eine Steuerung des Sichtgeräts anhand des überlagerten Signals möglich ist. Die Überlagerungseinheit kann derart mit der Schalteinheit zusammenwirken, dass wahlweise das Differenzbewegungssignal, das manuelle Steuerungssignal oder das überlagerte Signal an das Sichtgerät weitergeleitet wird, so dass unterschiedliche Steuerungssignal für das Sichtgerät wählbar sind. To move the display device, it has also proven to be advantageous if the control system has an overlay unit for superimposing the differential motion signal with a manual control signal. The superimposition unit can superimpose the differential motion signal with the manual control signal so that control of the sighting device is possible on the basis of the superimposed signal. The superimposing unit may cooperate with the switching unit such that either the differential motion signal, the manual control signal or the superimposed signal is forwarded to the viewing device, so that different control signals for the viewing device are selectable.
Ferner wird zur L ö s u n g der der genannten Aufgabe bei einem Fahrzeug der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass dieses ein Steuerungssystem mit zumindest einem der zuvor beschriebenen Merkmale aufweist. Es ergeben sich die bereits im Hinblick auf das Steuerungssystem bzw. auf das Verfahren beschriebenen Vorteile. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Fahrzeug mehrere Sichtgeräte aufweist, die jeweils mit einem Kopfbewegungssensor verbunden sind, wobei zur Bildung der Differenzbewegungssignale die Sichtgeräte mit demselben Referenzsensor verbunden sind. Durch mehrere Sichtgeräte und mehrere Kopfbewegungssensoren wird erreicht, dass jeder mitfahrenden Person ein Sichtgerät und ein entsprechender Kopfbewegungssensor zugeordnet werden kann. Da auf alle Kopfbewegungssensoren dieselben Fahrzeugbewegungen wirken, genügt es, im Fahrzeug nur einen Referenzsensor anzuordnen. Das Fahrzeugbewegungssignal kann zur Bildung der jeweiligen Differenzbewegungssignale für jedes Sichtgerät mit den entsprechenden Kopfbewegungssignalen verrechnet werden. It is also proposed for the solution of the stated object in a vehicle of the type described above that this has a control system with at least one of the features described above. This results in the advantages already described with regard to the control system or to the method. It has also been found to be advantageous if the vehicle has a plurality of viewing devices, which are each connected to a head movement sensor, wherein the vision devices are connected to the same reference sensor to form the differential motion signals. By means of several vision devices and a plurality of head movement sensors, it is achieved that each person traveling along can be assigned a vision device and a corresponding head movement sensor. Because on all head movement sensors act the same vehicle movements, it is sufficient to arrange only a reference sensor in the vehicle. The vehicle motion signal may be offset against the respective head movement signals to form the respective differential motion signals for each vision device.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Referenzsensor zur Reduzierung von Fahrzeugbewegungssignalspitzen im Bereich und insbesondere auf der Fahrzeugrollachse und/oder im Bereich und insbesondere auf der Fahrzeugnickachse angeordnet ist. Durch die Reduzierung von Fahr- zeugbewegungssignalspitzen ergeben sich zum einen geringere Messunge- nauigkeiten und zum anderen gestaltete sich die anschließende Signalverarbeitung einfacher. Die Fahrzeugrollachse kann die Achse sein, um die die größten Rollbewegungen des Fahrzeugs erwartet werden, beispielsweise kann es sich dabei um die Fahrzeuglängsachse handeln. Die Fahrzeugnick- achse kann diejenige Achse sein, um die die größten Nickbewegungen des Fahrzeugs zu erwarten sind, beispielsweise die Fahrzeugquerachse. Vorteilhafterweise beträgt der Abstand zwischen dem Referenzsensor und der Fahrzeugrollachse weniger als 10% der Fahrzeugbreite, besonders bevorzugt weniger als 5% der Fahrzeugbreite und ganz besonders bevorzugt liegt der Referenzsensor auf der Fahrzeugrollachse. Der Abstand zwischen Referenzsensor und Fahrzeugnickachse beträgt bevorzugt weniger als 5% der Fahrzeuglänge, besonders bevorzugt weniger als 3% der Fahrzeuglänge und ganz besonders bevorzugt liegt der Referenzsensor auf der Fahrzeugnickachse. Des Weiteren hat es sich bei einem mit einer richtbaren Waffe ausgestatteten Fahrzeug als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Sichtgerät zusammen mit der Waffe richtbar angeordnet ist. Dies ermöglicht, dass auch die Waffe intuitiv über die Kopfbewegung einer sich im Fahrzeug befindlichen Person gerichtet werden kann. Das Sichtgerät kann auf der Waffe angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, dass das Sichtgerät abseits der Waffe angeordnet, die Bewegungen von Waffe und Sichtgerät jedoch miteinander gekop- pelt sind. Insbesondere zum Grobrichten der Waffe hat sich der Einsatz der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung bewährt. It has furthermore proven to be advantageous if the reference sensor for reducing vehicle movement signal peaks is arranged in the region and in particular on the vehicle roll axis and / or in the region and in particular on the vehicle pitch axis. Reducing vehicle motion signal peaks results in lower measurement inaccuracies and also makes subsequent signal processing easier. The vehicle roll axis may be the axis about which the vehicle is expected to make the greatest roll, for example, it may be the vehicle's longitudinal axis. The vehicle pitch axis can be that axis about which the greatest pitching movements of the vehicle are to be expected, for example the vehicle transverse axis. Advantageously, the distance between the reference sensor and the vehicle roll axis is less than 10% of the vehicle width, more preferably less than 5% of the vehicle width, and most preferably the reference sensor is on the vehicle roll axis. The distance between the reference sensor and the vehicle pitch axis is preferably less than 5% of the vehicle length, more preferably less than 3% of the vehicle length, and most preferably the reference sensor is located on the vehicle pitch axis. Furthermore, it has been found to be advantageous in a vehicle equipped with a directional weapon when the viewing device is arranged together with the weapon directionally. This allows that the weapon can be intuitively directed over the head movement of a person in the vehicle. The sighting device can be arranged on the weapon, but it is also possible that the sighting device is arranged away from the weapon, but the movements of the weapon and the sighting device are linked to one another. are pelt. In particular, the gross sight of the weapon, the use of the control device according to the invention has proven.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläutert. Darin zeigen: Further details and advantages of the invention will be explained below with the aid of the accompanying drawings of an embodiment. Show:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer schematischen An- sieht von oben, 1 shows a vehicle according to the invention in a schematic view from above,
Fig. 2 eine Darstellung eines am Kopf einer Person angeordneten Fig. 2 is a representation of a arranged on the head of a person
Displays mit einem Kopfbewegungssensor, Fig. 3 eine schematische Ansicht des Steuerungssystem.  Fig. 3 shows a schematic view of the control system.
In der Darstellung der Fig. 1 ist ein militärisches Fahrzeug 5 in einer schematischen Ansicht von oben gezeigt, wobei das Dach des Fahrzeugs 5 teil- weise ausgeschnitten ist. Außen im Dacherbeich des Fahrzeugs 5 befinden sich zwei Sichtgeräte 2, 12, die als Kameras ausgestaltet und sowohl in Azimut als auch in Elevation richtbar sind. Die Beobachtungskorridore B1 , B2 bezeichnen die Bereiche, die jede Kamera 2, 12 ohne sich zu bewegen erfassen kann. In the representation of FIG. 1, a military vehicle 5 is shown in a schematic view from above, wherein the roof of the vehicle 5 is partially cut out. Outside in the roof gutter of the vehicle 5 are two viewing devices 2, 12, which are designed as cameras and both in azimuth and in elevation are directable. The observation corridors B1, B2 denote the areas that each camera 2, 12 can detect without moving.
Im Inneren des Fahrzeugs befinden sich zwei Personen 4, 14, wobei die Person 4 die Kamera 2 und die Person 14 die Kamera 12 steuert. Am Kopf beider Personen 4, 14 sind dafür als Beschleunigungssensoren ausgebildete Kopfbewegungssensoren 3, 13 angeordnet, welche die entsprechenden Kopfbewegungen in ein elektrisches Kopfbewegungssignal K1 , K2 umwan- dein. Auf Einzelheiten der Verschattung wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 noch näher eingegangen werden. Inside the vehicle are two people 4, 14, with the person 4 controls the camera 2 and the person 14 the camera 12. Head movement sensors 3, 13 designed as acceleration sensors are arranged at the head of both persons 4, 14, which convert the corresponding head movements into an electrical head movement signal K1, K2. your. Details of the shading will be discussed in more detail with reference to FIG.
Zur Beobachtung der Umgebung werden die von den Kameras 2, 12 aufge- nommenen Bilder auf Displays 7, 17 dargestellt. Wie dies in der Darstellung der Fig. 2 zu erkennen ist, handelt es sich bei diesen Displays 7, 17 um sog. head-mounted displays, die im direkten Nachbereich vor den Augen der entsprechenden Person 4, 14 angeordnet sind. Wie dies in der Darstellung der Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Displays 7, 17 zusammen mit den Kopf- bewegungssensoren 3, 13 in einer Steuerungsbrille integriert, die über ein dehnbares Band fest mit dem Kopf der Person 4, 14 verbunden ist, so dass Bewegungen des Kopfes auch auf den Kopfbewegungssensor 3, 13 wirken. To observe the environment, the images taken by the cameras 2, 12 are displayed on displays 7, 17. As can be seen in the representation of FIG. 2, these displays 7, 17 are so-called head-mounted displays, which are arranged in the immediate after-area in front of the eyes of the corresponding person 4, 14. As can be seen in the representation of FIG. 2, the displays 7, 17, together with the head movement sensors 3, 13, are integrated in a control eyeglass which is fixedly connected to the head of the person 4, 14 via an elastic band. so that movements of the head also act on the head movement sensor 3, 13.
Im Inneren des Fahrzeugs 5 ist ein Referenzsensor 6 angeordnet, der eben- falls als Beschleunigungssensor ausgestaltet ist und die Beschleunigungen des Fahrzeugs 5 in ein Fahrzeugbewegungssignal F umsetzen kann. Erst dieser Referenzsensor 6 ermöglicht eine intuitive Steuerung der Kamera 2, 12 durch die Kopfbewegungen der Personen 4, 14. Denn auf den Kopfbewegungssensor 3, 13 wirken nicht nur die eigentlichen Bewegungen des Kop- fes, sondern zusätzlich auch die überlagerten Bewegungen des Fahrzeugs 5. Beispielsweise würde es bei einer Kurvenfahrt, auch wenn die Person 4, 14 Ihren Kopf nicht relativ zum Fahrzeug 5 bewegt, aufgrund der von der Fahrzeugbewegung initiierten und auch auf den Kopfbewegungssensor 3, 13 wirkenden Beschleunigung zu einer unbeabsichtigten Bewegung der Kamera 2, 12 kommen. In the interior of the vehicle 5, a reference sensor 6 is arranged, which is also designed as an acceleration sensor and can implement the accelerations of the vehicle 5 in a vehicle motion signal F. Only this reference sensor 6 allows an intuitive control of the camera 2, 12 by the head movements of the persons 4, 14. For not only the actual movements of the head act on the head movement sensor 3, 13, but also the superimposed movements of the vehicle 5. For example, when cornering, even if the person 4, 14 does not move his head relative to the vehicle 5, an unintentional movement of the camera 2, 12 would occur due to the acceleration initiated by the vehicle movement and also acting on the head movement sensor 3, 13.
Des Weiteren kann es bei einer schnellen Bewegung des Fahrzeugs 5 mitunter zu einem recht starken Schaukeln bzw. zu starken Nick- und Rollbewegungen des Fahrzeugs 5 kommen. Dieses Schaukeln ist an dem Punkt am geringsten, an welchem sich die Fahrzeugrollachse R und die Fahrzeugnickachse N schneiden, was bei dem in Fig. 1 dargestellten Fahrzeug 5 dem Fahrzeugmittelpunkt entspricht, weshalb der Referenzsensor 6 auch an diesem Punkte angeordnet ist. Des Weiteren ist der Referenzsensor 6 zwischen den beiden Personen 4, 14 angeordnet, so dass die ermittelten Fahrzeugbewegungssignale F auch möglichst den zusätzlich auf die Kopfbewegungs- sensoren 3, 13 wirkenden Einflüssen entsprechen und diese mit Hilfe des Referenzsensors 6 kompensiert werden, was im Folgenden anhand der Darstellung in Fig. 3 noch genauer erläutert wird. Furthermore, a rapid movement of the vehicle 5 can sometimes lead to a very strong rocking or too strong pitching and rolling movements of the vehicle 5. This rocking is lowest at the point at which the vehicle roll axis R and the vehicle pitch axis N intersect, which in the vehicle 5 shown in FIG Vehicle center corresponds, why the reference sensor 6 is also located at this point. Furthermore, the reference sensor 6 is arranged between the two persons 4, 14, so that the determined vehicle movement signals F also correspond as far as possible to the influences additionally acting on the head movement sensors 3, 13 and these are compensated with the aid of the reference sensor 6, which is explained below the illustration in Fig. 3 will be explained in more detail.
In der Fig. 3 ist die Verschattung der Kopfbewegungssensoren 3, 13 mit den Kameras 2, 12 sowie mit dem Referenzsensor 6 gezeigt. Wie dies bereits beschrieben wurde, erfasst der Kopfbewegungssensor 3, 13 sowohl die eigentlichen Bewegungen des Kopfes als aber auch die Bewegungen des Fahrzeugs 5, weshalb das Kopfbewegungssignal K1 , K2 die reinen Kopfbewegungen nur im Fahrzeugstillstand abbilden kann. Sobald es jedoch zu einer Be- schleunigung des Fahrzeugs kommt, ist dies nicht mehr möglich. FIG. 3 shows the shading of the head movement sensors 3, 13 with the cameras 2, 12 and with the reference sensor 6. As already described, the head movement sensor 3, 13 detects both the actual movements of the head and also the movements of the vehicle 5, which is why the head movement signal K1, K2 can only reproduce the pure head movements during vehicle standstill. However, as soon as the vehicle accelerates, this is no longer possible.
Aus diesem Grund werden die vom Referenzsensor 6 ermittelten Fahrzeugbewegungssignale F, wie in der Fig. 3 zu sehen, mit den Kopfbewegungssignalen K1 , K2 derart verrechnet, dass die Fahrzeugbewegungssignale F von den Kopfbewegungssignalen K1 , K2 subtrahiert werden. Auf diese Weise kann der Einfluss einer Fahrzeugbewegung auf die Steuerung der Kamera 2, 12 vermieden werden, so dass das Differenzbewegungssignal D1 , D2 nur die beabsichtigten Kopfbewegung relativ zum Fahrzeug 5 abbildet. Mit dem Differenzbewegungssignal D1 , D2 kann somit die Kamera 2, 12 auch bei ei- ner Fahrzeugbewegung intuitiv gesteuert werden. For this reason, as can be seen in FIG. 3, the vehicle movement signals F determined by the reference sensor 6 are offset with the head movement signals K1, K2 in such a way that the vehicle movement signals F are subtracted from the head movement signals K1, K2. In this way, the influence of a vehicle movement on the control of the camera 2, 12 can be avoided, so that the differential motion signal D1, D2 images only the intended head movement relative to the vehicle 5. With the differential motion signal D1, D2, the camera 2, 12 can thus be intuitively controlled even during vehicle movement.
Wie dies in der Darstellung der Fig. 3 zu erkennen ist, sind dem Referenzsensor 6 Signalanpasser 8, 18 zum wahlweisen Abschwächen oder Verstärken des Fahrzeugbewegungssignals F nachgeschaltet. Über diese Signalan- passer 8, 18 kann das Fahrzeugbewegungssignal F für jedes Sichtgerät 2, 12 individuell angepasst werden, so dass sich eine zuverlässige Signalübertra- gung ergibt und die Fahrzeugbewegung vollständig aus dem Kopfbewegungssignal K1 , K2 herausgerechnet werden kann. Die Signalanpasser 8, 18 müssen dafür jedoch vor Inbetriebnahme des Steuerungssystems 1 kalibriert werden. As can be seen in the representation of FIG. 3, signal adjusters 8, 18 are connected downstream of the reference sensor 6 for selectively attenuating or amplifying the vehicle movement signal F. By means of these signal detectors 8, 18, the vehicle movement signal F can be individually adapted for each viewing device 2, 12, so that a reliable signal transmission is obtained. tion and the vehicle movement can be completely eliminated from the head movement signal K1, K2. However, the signal adjusters 8, 18 have to be calibrated for this before the control system 1 is put into operation.
Des Weiteren ist es auch möglich, die Kamera 2, 12 manuell zu steuern. Dafür kann die Wirkung des Differenzbewegungssignal D1 , D2 auf die Kamera 2, 12 mit einer Schalteinheit 9, 19 unterbrochen werden, so dass die Kamera 2, 12 weder Signale vom Referenzsensor 6 noch von dem Kopfbe- wegungssensor 3, 13 erhalten kann. Es ist in diesem Fall jedoch möglich, die Kamera 2, 12 über einen Bedienhebel per Hand zu bedienen. Dafür kann auf die Kamera 2, 12 über ein manuelles Steuerungssignal M1 , M2 eingewirkt werden, so dass diese unabhängig von den Sensoren 3, 13, 6 in eine beliebige Stellung bewegt werden kann. Furthermore, it is also possible to manually control the camera 2, 12. For this purpose, the effect of the differential motion signal D1, D2 on the camera 2, 12 can be interrupted with a switching unit 9, 19, so that the camera 2, 12 can receive neither signals from the reference sensor 6 nor from the head movement sensor 3, 13. However, it is possible in this case to operate the camera 2, 12 via an operating lever by hand. For this purpose, the camera 2, 12 can be acted upon by a manual control signal M1, M2, so that it can be moved into any position independently of the sensors 3, 13, 6.
Wie dies zudem in der Fig. 3 ersichtlich ist, kann das Fahrzeugbewegungssignal F zur Kompensation der Fahrzeugbewegung mehrerer Kopfbewegungssignale K1 , K2 herangezogen werden, da sich die entsprechenden Personen 4, 14 im selben Fahrzeug 5 aufhalten und die Kopfbewegungssenso- ren 3, 13 damit auch den gleichen Fahrzeugeinflüssen unterworfen sind. Demnach ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Steuerungssystem 1 auf einfache Weise durch weitere Kameras und entsprechende Steuerungsvorrichtungen zu erweitern. Bezugszeichen: As can also be seen in FIG. 3, the vehicle movement signal F can be used to compensate for the vehicle movement of a plurality of head movement signals K1, K2, since the corresponding persons 4, 14 are in the same vehicle 5 and head movement sensors 3, 13 are therefore also there subject to the same vehicle influences. Accordingly, it is also possible to expand the control system 1 according to the invention in a simple manner by further cameras and corresponding control devices. Reference numerals:
1 Steuerungssystem 1 control system
2 Sichtgerät, Kamera  2 viewing device, camera
3 Kopfbewegungssensor3 head movement sensor
4 Person 4 person
5 Fahrzeug  5 vehicle
6 Referenzsensor  6 reference sensor
7 Display  7 display
8 Steuereinheit 8 control unit
9 Signalanpasser  9 signal adjusters
12 Sichtgerät, Kamera  12 screen, camera
13 Kopfbewegungssensor 13 head movement sensor
14 Person 14 person
17 Display 17 display
18 Steuereinheit  18 control unit
19 Signalanpasser  19 signal adjusters
B1 , B2 Beobachtungskorridor D1 , D2 DifferenzbewegungssignalB1, B2 observation corridor D1, D2 differential motion signal
F FahrzeugbewegungssignalF vehicle motion signal
K1 , K2 KopfbewegungssignalK1, K2 head movement signal
M1 , M2 manuelles SteuerungssignalM1, M2 manual control signal
N Fahrzeugnickachse N vehicle pitch axis
R Fahrzeugrollachse R vehicle roll axle

Claims

Patentansprüche:  claims:
Verfahren zur Steuerung eines an einem Fahrzeug (5) richtbar angeordneten Sichtgerätes (2) über die Kopfbewegungen einer mitfahrenden Person (4), wobei die Kopfbewegungen der Person (4) durch einen Kopfbewegungssensor (3) erfasst und zur Erzeugung eines von der Kopfbewegung abhängigen Kopfbewegungssignals (K1 , K2) genutzt werden, Method for controlling a sighting device (2) which can be directed to a vehicle (5) via the head movements of a traveling person (4), the head movements of the person (4) being detected by a head movement sensor (3) and generating a head movement signal dependent on the head movement (K1, K2) are used,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ,  marked by ,
einen an dem Fahrzeug (5) angeordneten Referenzsensor (6), der ein von der Bewegung des Fahrzeugs (5) abhängiges Fahrzeugbewegungssignal (F) erzeugt, wobei aus dem Kopfbewegungssignal (K) und dem Fahrzeugbewegungssignal (F) ein Differenzbewegungssignal (D1 , D2) als Steuergröße für das Sichtgerät (2) gebildet wird.  a reference sensor (6) arranged on the vehicle (5) and generating a vehicle movement signal (F) dependent on the movement of the vehicle (5), a difference movement signal (D1, D2) being derived from the head movement signal (K) and the vehicle movement signal (F) is formed as a control variable for the viewing device (2).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbewegungssignal (F) über einen Signalanpasser (8) verstärkt oder abgeschwächt wird. A method according to claim 1, characterized in that the vehicle movement signal (F) via a signal adjuster (8) is amplified or attenuated.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzbewegungssignal (D1 , D2) wahlweise als Steuergröße auf das Sichtgerät (2) wirkt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the differential motion signal (D1, D2) optionally acts as a control variable on the viewing device (2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzbewegungssignal (D1 , D2) mit einem manuellen Steuerungssignal (M1 , M2), insbesondere für ein Grobrichten, überlagert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the differential motion signal (D1, D2) is superimposed with a manual control signal (M1, M2), in particular for a coarse density.
Steuerungssystem für ein an einem Fahrzeug (5) richtbar anordbares Sichtgerät (2), das mit einem Kopfbewegungssensor (3) gekoppelt ist, wobei der Kopfbewegungssensor (3) zur Erfassung der Kopfbewegung einer sich im Fahrzeug befindlichen Person (4) und zur Erzeugung eines von der Kopfbewegung abhängigen Kopfbewegungssignals (K1 , K2) dient, Control system for a sighting device (2) that can be arranged to be directionally arranged on a vehicle (5) and is coupled to a head movement sensor (3), wherein the head movement sensor (3) is used for detecting the head movement of a person in the vehicle (4) and for generating a head movement signal dependent on the head movement (K1, K2),
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h , marked by ,
einen an dem Fahrzeug (5) anordbaren Referenzsensor (6) zur Erfassung der Fahrzeugbewegung und zur Erzeugung eines von dieser abhängigen Fahrzeugbewegungssignals (F), wobei das Sichtgerät (2) in Abhängigkeit eines aus dem Kopfbewegungssignal (K1 , K2) und dem Fahrzeugbewegungssignal (F) gebildeten Differenzbewegungssignals (D1 , D2) steuerbar ist. a reference sensor (6), which can be arranged on the vehicle (5), for detecting the vehicle movement and generating a vehicle movement signal (F) dependent thereon, wherein the viewing device (2) operates as a function of a signal from the head movement signal (K1, K2) and the vehicle movement signal (F ) formed differential motion signal (D1, D2) is controllable.
Steuerungssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Display (7) zur Darstellung der von dem Sichtgerät (2) aufgenommenen Bilder. Control system according to Claim 5, characterized by a display (7) for displaying the images recorded by the viewing device (2).
Steuerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (7) als HMD ausgestaltet ist. Control system according to claim 6, characterized in that the display (7) is designed as an HMD.
Steuerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbewegungssensor (3) mit dem HMD verbunden ist. Control system according to claim 7, characterized in that the head movement sensor (3) is connected to the HMD.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Referenzsensor (6) ein Signalanpasser (8, 18) zum wahlweisen Abschwächen oder Verstärken des Fahrzeugbewegungssignals (F) nachgeschaltet ist. Control system according to one of claims 5 to 8, characterized in that the reference sensor (6) a signal adjuster (8, 18) for selectively attenuating or amplifying the vehicle motion signal (F) is connected downstream.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine mit dem Sichtgerät (2, 12) gekoppelte Schalteinheit (9, 19) zum Umschalten zwischen dem Differenzbewegungssignal (D1 , D2) und einem manuellen Steuerungssignal (M1 , M2). Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch eine mit dem Sichtgerät (2, 12) gekoppelte Überlagerungseinheit zum Überlagern des Differenzbewegungssignals (D1 , D2) mit einem manuellen Steuerungssignal (M1 , M2). Control system according to one of Claims 5 to 9, characterized by a switching unit (9, 19) coupled to the viewing device (2, 12) for switching between the differential motion signal (D1, D2) and a manual control signal (M1, M2). Control system according to one of Claims 5 to 10, characterized by an overlay unit coupled to the viewing device (2, 12) for superimposing the differential motion signal (D1, D2) on a manual control signal (M1, M2).
Fahrzeug mit einem Steuerungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 . Vehicle with a control system (1) according to one of claims 5 to 11.
Fahrzeug nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch mehrere Sichtgeräte (2), die jeweils mit einem Kopfbewegungssensor (3) verbunden sind, wobei zur Bildung der Differenzbewegungssignale (D1 , D2) die Sichtgeräte (2) mit demselben Referenzsensor (6) verbunden sind. Vehicle according to Claim 12, characterized by a plurality of viewing devices (2) which are each connected to a head movement sensor (3), the vision devices (2) being connected to the same reference sensor (6) to form the differential motion signals (D1, D2).
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsensor (6) zur Reduzierung von Fahrzeug bewegungssignalspitzen im Bereich und insbesondere auf der Fahrzeugrollachse (R) und/oder im Bereich und insbesondere auf der Fahrzeugnickachse (N) angeordnet ist. Vehicle according to one of claims 12 or 13, characterized in that the reference sensor (6) for reducing vehicle motion signal peaks in the area and in particular on the vehicle roll axis (R) and / or in the area and in particular on the vehicle pitch axis (N) is arranged.
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