DE102019211415B3 - Method for generating a light-based assistance function in a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Projektion (24) als Assistenzfunktion (22) in einem Fahrzeug (10), in Abhängigkeit von einer Blickrichtung (46) und Kopfpose eines Benutzers (34) im Kontext der vorliegenden Situation.Es ist vorgesehen, dass die Projektion (24) ganz oder teilweise auf einer nicht durch das Fahrzeug (10) selbst gebildeten Struktur (28; 30) erzeugt wird.The invention relates to a method for generating a projection (24) as an assistance function (22) in a vehicle (10), depending on a viewing direction (46) and head pose of a user (34) in the context of the present situation. It is provided that the projection (24) is wholly or partially generated on a structure (28; 30) not formed by the vehicle (10) itself.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer lichtbasierten Assistenzfunktion in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Assistenzsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 und ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a method for generating a light-based assistance function in a vehicle according to the preamble of claim 1, an assistance system according to the preamble of claim 9 and a vehicle according to the preamble of
Auf dem technischen Gebiet der Fahrzeuge ist es bekannt, einem Nutzer, beispielsweise Fahrer, situationsbezogene Lichtfunktionen bereitzustellen, die sich automatisch an dessen Blickrichtung orientieren.In the technical field of vehicles, it is known to provide a user, for example a driver, with situation-related light functions that are automatically based on the direction in which they are looking.
So ist zum Beispiel aus der
Allerdings stoßen derartige Lösungen schnell an ihre Grenzen, wenn sich keine geeignete Fahrzeugfläche am Fahrzeug findet. Außerdem sind solche Verfahren auch auf eine reine Anzeigefunktion beschränkt.However, such solutions quickly reach their limits if there is no suitable vehicle surface on the vehicle. In addition, such methods are also limited to a pure display function.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Assistenzverfahren zu schaffen, welches einen Fahrzeugnutzer in größerem Umfang und flexibler bei der Nutzung des Fahrzeugs unterstützt, als bisher bekannte Lösungen.The invention is now based on the object of creating an improved assistance method which supports a vehicle user to a greater extent and more flexibly in using the vehicle than previously known solutions.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1, 9 und 10 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen und der Beschreibung genannten Merkmalen.The object is achieved by the subject matter of the
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer lichtbasierten Assistenzfunktion in einem Fahrzeug, umfassend die Schritte:
- - Erfassen wenigstens eines Körperteils des Benutzers sowie dessen Blickrichtung und Kopfpose;
- - Ermittlung wenigstens einer Projektionsfläche für die lichtbasierte Assistenzfunktion, die einen Schnittpunkt mit der Blickrichtung des Benutzers aufweist;
- - Ermittlung eines situationsbezogenen Assistenzbedürfnisses;
- - Erzeugung einer dem Assistenzbedürfnis entsprechenden lichtbasierten Assistenzfunktion, die eine Erzeugung einer Projektion auf der Projektionsfläche umfasst.
- - Detecting at least one body part of the user as well as his line of sight and head pose;
- - Determination of at least one projection surface for the light-based assistance function, which has an intersection with the viewing direction of the user;
- - Determination of a situation-related need for assistance;
- Generation of a light-based assistance function corresponding to the need for assistance, which includes generating a projection on the projection surface.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Projektionsfläche zumindest einen Bereich umfasst, der nicht zum Fahrzeug gehört.According to the invention it is provided that the projection surface comprises at least one area that does not belong to the vehicle.
Mit anderen Worten wird die Projektion ganz oder zumindest abschnittsweise auf einer nicht durch das Fahrzeug selbst gebildeten Struktur erzeugt. Dabei kann die Projektionsfläche beziehungsweise die Projektion räumlich zusammenhängend oder auch verteilt sein.In other words, the projection is generated entirely or at least in sections on a structure not formed by the vehicle itself. The projection surface or the projection can be spatially contiguous or also distributed.
Somit ist selbst dann eine Möglichkeit zur Erzeugung der dem Assistenzbedürfnis entsprechenden lichtbasierten Assistenzfunktion gegeben, wenn sich gerade keine vom Fahrzeug gebildete Oberfläche in Blickrichtung des Benutzers finden lässt, beispielsweise weil Gegenstände oder der Benutzer selbst die Fahrzeugoberfläche in Blickrichtung verdecken.This means that there is even a possibility of generating the light-based assistance function corresponding to the need for assistance when no surface formed by the vehicle can be found in the user's viewing direction, for example because objects or the user himself are covering the vehicle surface in the viewing direction.
Die Projektion kann mit einem entsprechenden Projektor eine Erzeugung einer diffusen Lichtfunktion, einer gerichteten Lichtfunktion oder auch einer hochaufgelösten Lichtfunktion, beispielsweise mit einem Laser, umfassen. Auch können beispielsweise Hologramme erzeugt werden.The projection can include the generation of a diffuse light function, a directed light function or also a high-resolution light function, for example with a laser, with a corresponding projector. For example, holograms can also be generated.
Der Projektor kann beispielsweise eine Lichtquelle, eine Umlenkeinheit, beispielsweise eine Ablenkspiegel oder auch ein DLP-System umfassen. Auch kann eine Mehrzahl stationärer Mikrooptiken vorgesehene sein. Im Fahrzeug können auch mehrere Projektoren vorgesehen sein, um möglichst viele Projektionsflächen erfassen zu können.The projector can comprise, for example, a light source, a deflection unit, for example a deflecting mirror or also a DLP system. A plurality of stationary micro-optics can also be provided. Several projectors can also be provided in the vehicle in order to be able to capture as many projection surfaces as possible.
Die Erfassung und auch Verfolgung des Körperteils des Benutzers sowie dessen Blickrichtung und Kopfpose kann in bekannter Weise, beispielsweise mit einer Tiefenkamera und einer Kamera zum Tracking der Augen erfolgen. Der Begriff der Kopfpose kann eine Kopfposition und/oder eine Kopforientierung umfassen.The detection and tracking of the user's body part and the direction in which he is looking and head pose can be done in a known manner, for example with a depth camera and a camera for tracking the eyes. The term head pose can include a head position and / or a head orientation.
Mit beispielsweise der Tiefenkamera lassen sich auch andere Oberflächen erkennen. Auf Basis eines dreidimensionalen Oberflächenmodells des Fahrzeugs kann mit einer geeigneten Recheneinrichtung ermittelt werden, welche Oberflächen zum Fahrzeug gehören und welche Oberflächen beispielsweise zum Benutzer, zu Gegenständen oder zur Umwelt gehören. Somit können zumindest die nicht zum Fahrzeug gehörigen Flächen als Projektionsflächen in Betracht gezogen werden, was nicht ausschließt dass ein Teil der Projektion zusätzlich auf einer Fahrzeugoberfläche erzeugt wird.With the depth camera, for example, other surfaces can also be identified. On the basis of a three-dimensional surface model of the vehicle, a suitable computing device can be used to determine which surfaces belong to the vehicle and which surfaces belong to the user, objects or the environment, for example. Thus, at least the areas that do not belong to the vehicle can be considered as projection areas, which does not exclude that part of the projection is additionally generated on a vehicle surface.
Die Bestimmung des Schnittpunkts der Blickrichtung des Benutzers und der Projektionsfläche kann in bekannter Weise, beispielsweise vektoriell erfolgen.The point of intersection of the viewing direction of the user and the projection surface can be determined in a known manner, for example vectorially.
Das situationsbezogene Assistenzbedürfnis kann beispielsweise aus einer Fahrsituation, einem Benutzerverhalten oder -zustand, aus Umgebungsereignissen und dergleichen abgeleitet werden.The situation-related need for assistance can be derived, for example, from a driving situation, a user behavior or state, from environmental events and the like.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass das situationsbezogene Assistenzbedürfnis aus Benutzeraktionen und/oder Informationen von anderen Fahrzeugsystemen extrahiert wird, indem diese mit einem Content-Management-System verarbeitet werden.In a preferred embodiment of the method of the invention it is provided that the situation-related need for assistance is extracted from user actions and / or information from other vehicle systems by processing them with a content management system.
Beispielsweise kann der Benutzer verbal oder manuell Eingaben vornehmen, um aktiv ein Assistenzbedürfnis zu signalisieren. Solche Eingaben können beispielsweise Gesten, Bedienungshandlungen oder Sprachbefehle umfassen.For example, the user can make verbal or manual inputs in order to actively signal a need for assistance. Such inputs can include, for example, gestures, operating actions or voice commands.
Auch können im Content-Management-System verschiedene Szenarien gespeichert sein, die Kontextwissen abbilden und beispielsweise aus einem Benutzerverhalten Rückschlüsse auf dessen Bedürfnisse ziehen.Various scenarios can also be stored in the content management system, which depict contextual knowledge and, for example, draw conclusions about user needs from user behavior.
Wird beispielsweise erkannt, dass der Benutzer unter lange oder unter schneller Bewegung der Augen in einen schlecht ausgeleuchteten Bereich des Fahrzeugs blickt und wird zugleich beispielsweise durch die Tiefenkamera erkannt, dass dort ein Objekt liegt, das nicht zum Fahrzeug gehört, kann daraus geschlussfolgert werden, dass der Benutzer das Objekt sucht. Dann kann beispielsweise als Assistenzfunktion eine Sichtbeleuchtung auf das Objekt gerichtet werden.If, for example, it is recognized that the user is looking into a poorly illuminated area of the vehicle with long or rapid movements of the eyes and if at the same time, for example, the depth camera recognizes that there is an object there that does not belong to the vehicle, it can be concluded that the user is looking for the object. Visual lighting can then be directed onto the object as an assistance function, for example.
Die anderen Fahrzeugsysteme können dabei beispielsweise einen Lichtsensor umfassen, der die Ausleuchtungssituation im Fahrzeug erkennt und als Information dem Content-Management-System bereit stellt. Auch können beispielsweise Informationen von Systemen wie Notbremsassistenten eingebunden werden.The other vehicle systems can include, for example, a light sensor that detects the lighting situation in the vehicle and provides it as information to the content management system. Information from systems such as emergency brake assistants can also be integrated.
Im letztgenannten Beispiel kann beispielsweise ein Objekt vor dem Fahrzeug erkannt werden und zugleich, dass der Benutzer gerade auf sein Handgelenk schaut, um beispielsweise seine Uhr abzulesen. In diesem Fall kann das Content-Management-System ermitteln, dass der Benutzer das Bedürfnis hat, auf das Objekt aufmerksam gemacht zu werden. Entsprechend kann als Assistenzfunktion beispielsweise eine hochaufgelöste Warnung auf den Handrücken des Benutzers projiziert werden.In the last-mentioned example, for example, an object in front of the vehicle can be recognized and at the same time that the user is looking at his wrist, for example to read his watch. In this case, the content management system can determine that the user has the need to be made aware of the object. Accordingly, a high-resolution warning, for example, can be projected onto the back of the user's hand as an assistance function.
Wird beispielsweise erkannt, dass der Benutzer seine Kopfpose relativ zur Projektion verlagert, so kann die Projektion verändert werden. Beispielsweise kann ein Bewegen des Kopfes auf die Projektion zu, zu einer Vergrößerung der Projektion führen, da beispielsweise erkannt wird, dass der Benutzer diese besser erkennen können möchte. Wird beispielsweise erkannt, dass der Benutzer seine Kopfpose relativ zu einem verdeckten Raumbereich verlagert, so kann beispielsweise erkannt werden, dass der Benutzer in diesen Bereich blicken möchte. Die Projektion kann dann beispielsweise den verdeckten Bereich darstellen und dem Benutzer sozusagen einen Blick um die Ecke ermöglichen.If, for example, it is recognized that the user has shifted his head pose relative to the projection, the projection can be changed. For example, moving the head towards the projection can lead to an enlargement of the projection, since it is recognized, for example, that the user would like to be able to recognize it better. If, for example, it is recognized that the user has shifted his head pose relative to a concealed spatial area, it can for example be recognized that the user would like to look into this area. The projection can then, for example, show the covered area and, so to speak, enable the user to see around the corner.
Der Fachmann wird nach dem Studium der hierin offenbarten technischen Lehre dazu befähigt sein, sinnvolle Szenarien zur Hinterlegung im Content-Management-System zu definieren und auch ihm bekannte andere Fahrzeugsysteme zweckmäßig als Informationsquelle einzubinden. After studying the technical teaching disclosed herein, the person skilled in the art will be able to define sensible scenarios for storage in the content management system and also to incorporate other vehicle systems known to him as an information source.
Dass die Projektionsfläche einen Bereich umfasst, der zu dem Körperteil des Benutzers gehört, stellt eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung dar.The fact that the projection surface comprises an area that belongs to the body part of the user represents a particularly preferred embodiment of the method of the invention.
Diese werden in der Regel besonders gut vom Benutzer wahrgenommen, sind in der Regel unverdeckt und stehen somit stets als Projektionsfläche zur Verfügung.These are usually perceived particularly well by the user, are usually not covered and are therefore always available as a projection surface.
In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass durch Bewegung des Körperteils im Bereich der Projektion ein Steuerungssignal für eine Fahrzeugfunktion erzeugt wird.In a further preferred embodiment of the method of the invention, it is provided that a control signal for a vehicle function is generated by moving the body part in the area of the projection.
Mit besonderem Vorteil lässt sich die Assistenzfunktion so über eine reine Anzeigefunktion hinaus auf eine Steuerungsfunktion ausweiten.With particular advantage, the assistance function can be expanded beyond a pure display function to a control function.
Beispielsweise können Bedienelemente auf dem Körperteil, beispielsweise einer Hand, angezeigt werden und durch Bewegung der Hand aktiviert werden.For example, operating elements can be displayed on the body part, for example a hand, and activated by moving the hand.
Wird beispielsweise ein Hologramm als Bedienelement im Raum dargestellt und soll dieses bedient werden, so könnte die bedienende Hand den zugehörigen 3D-Projektor verdecken und das Hologramm unsichtbar machen. In dem Verfahren der Erfindung kann das Hologramm auf dem Handrücken wieder sichtbar gemacht werden und zu einer erleichterten Bedienung beitragen.If, for example, a hologram is displayed as a control element in the room and this is to be operated, the operating hand could cover the associated 3D projector and make the hologram invisible. In the method of the invention, the hologram on the back of the hand can be made visible again and contribute to easier operation.
In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektion eine Darstellung von durch das Körperteil zumindest teilweise verdeckten Elementen umfasst.In a further preferred embodiment of the method of the invention it is provided that the projection includes a representation of elements that are at least partially covered by the body part.
So können etwa Bedienelemente des Fahrzeugs, die beispielsweise an einer Mittelkonsole von der bedienenden Hand verdeckt werden, für den Benutzer schwer erkennbar sein. Indem die von der Hand verdeckten Bedienelemente beispielsweise auf den Handrücken projiziert werden, kann der Benutzer sich dennoch optimal orientieren und kann einen höheren Anteil seiner Aufmerksamkeit der eigentlichen Fahraufgabe widmen.For example, operating elements of the vehicle that are covered by the operating hand on a center console, for example, can be difficult to see for the user. By projecting the operating elements hidden by the hand onto the back of the hand, for example, the user can still orientate himself optimally and can devote a greater proportion of his attention to the actual driving task.
In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektion eine Anzeige von Informationen umfasst.In a further preferred embodiment of the method of the invention it is provided that the projection includes a display of information.
Die Informationen können beispielsweise eine Uhr, die auf den Handrücken projiziert wird, umfassen. Auch ist es möglich, beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit auf eine am Lenkrad befindliche Hand zu projizieren. Der Vielfalt der anzeigbaren Informationen sind kaum Grenzen gesetzt.The information can include, for example, a clock that is projected onto the back of the hand. It is also possible, for example, to project the driving speed onto a hand on the steering wheel. There are hardly any limits to the variety of information that can be displayed.
In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektionsfläche einen Bereich umfasst, der außerhalb des Fahrzeugs liegt.In a further preferred embodiment of the method of the invention, it is provided that the projection surface includes an area that is outside the vehicle.
Grundsätzlich kann der Bereich auf einer beliebigen Umweltoberfläche liegen. Eine beschränkende Größe ist dabei beispielsweise die Leistung der Tiefenkamera zur Erkennung geeigneter Projektionsflächen.In principle, the area can be on any environmental surface. A limiting parameter is, for example, the performance of the depth camera for recognizing suitable projection surfaces.
In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Sichtbeleuchtung oder Grafik auf einer Fahrbahn erzeugt wird.In a further preferred embodiment of the method of the invention, it is provided that visual lighting or graphics are generated on a roadway.
Öffnet der Benutzer beispielsweise eine Fahrzeugtür und blickt aus dem Fahrzeug, so kann das Content-Management-System erkennen, dass dieser das Fahrzeug verlassen will und bei schlechten Sichtverhältnissen die Fahrbahn ausleuchten. Dedizierte Projektoren in beispielsweise den Fahrzeugtüren werden somit nicht mehr benötigt oder können funktional ergänzt werden.For example, if the user opens a vehicle door and looks out of the vehicle, the content management system can recognize that the user wants to leave the vehicle and illuminate the lane in poor visibility. Dedicated projectors in the vehicle doors, for example, are no longer required or can be functionally expanded.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug, ausgebildet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der vorhergehenden Beschreibung.Another aspect of the invention relates to an assistance system for a vehicle, designed to carry out a method according to the invention in accordance with the preceding description.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Assistenzsystem gemäß der vorhergehenden Beschreibung.Another aspect of the invention relates to a vehicle, comprising an assistance system according to the invention according to the preceding description.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Blockschema eines prinzipiellen Ablaufs einer erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Assistenzsystem; -
3 Elemente des erfindungsgemäßen Assistenzsystems aus2 ; und -
4A bis7 exemplarische Assistenzfunktionen.
-
1 a block diagram of a basic sequence of a method according to the invention; -
2 a vehicle according to the invention with an assistance system according to the invention; -
3 Elements of the assistance system according to the invention2 ; and -
4A to7th exemplary assistance functions.
In einem ersten Schritt I wird wenigstens ein Körperteil
In einem zweiten Schritt II erfolgt eine Ermittlung wenigstens einer Projektionsfläche
In einem dritten Schritt III erfolgt eine Ermittlung eines situationsbezogenen Assistenzbedürfnisses. Assistenzsystem
In einem vierten Schritt IV erfolgt eine Erzeugung einer dem Assistenzbedürfnis entsprechenden lichtbasierten Assistenzfunktion
Die Projektionsfläche
Die
In
Dem gegenüber zeigt
Es ist vorteilhaft auch möglich, dass in der in
Die Projektion kann beispielsweise eine Sichtbeleuchtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1212
- AssistenzsystemAssistance system
- 1414th
- KamerasystemCamera system
- 1616
- Content-Management-SystemContent management system
- 1818th
- BenutzeraktionenUser actions
- 2020th
- FahrzeugsystemVehicle system
- 2222nd
- lichtbasierte Assistenzfunktionlight-based assistance function
- 2424
- Projektionprojection
- 2626th
- Projektorprojector
- 2828
- ProjektionsflächeProjection surface
- 3030th
- BereichArea
- 3232
- Körperteilbody part
- 3434
- Benutzeruser
- 3636
- Elementeelements
- 3838
- BedienfeldControl panel
- 4040
- verdecktes Elementhidden element
- 4242
- verlorener Gegenstandlost item
- 4444
- BeifahrersitzPassenger seat
- 4646
- BlickrichtungDirection of view
- 4848
- SichtbeleuchtungVisual lighting
- 5050
- Informationinformation
- 5252
- UhrClock
- 5454
- Fahrbahnroadway
- 5656
- Grafikgraphic
- PP
- SchnittpunktIntersection
Claims (10)
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